ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧИХ СРЕД

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам электродного нагрева текучих сред, и может быть использовано преимущественно в промышленности и сельском хозяйстве, как для нагрева воды, так и для отопления помещений.
Известен электрический водонагреватель [А.с. СССР №1601470], электрический водонагреватель, содержащий корпус, нижняя часть которого выполнена в виде ротаметра с поплавком, и размещены в полости корпуса электроды и электроизоляционный экран, последний из которых содержит, выполнен с возможностью перемещения относительно первых. Экран выполнен с возможностью перемещения относительного поплавка. В котором мощность регулируется положением электроизоляционного экрана, выполненного с возможностью его перемещения по резьбовому соединению.
Недостатком данного водонагревателя является невозможность регулирования температуры воды в необходимом диапазоне.
Известно также нагревательное устройство [А.с. СССР №502182] нагревательное устройство, включающее герметичный корпус, заполненный водой, внутри которого расположен стержневой электрод с перемещающим вдоль оси экранирующим элементом из диэлектрика. Устройство выполнено с поплавком, к которому подвешен экранирующий элемент в виде трубки, охватывающий электрод. С целью определения положения поплавка и регулирования тепловой мощности устройства, на корпусе установлен винт со скобой. В нем регулирование электрической мощности осуществляется за счет закрытия или открытия поверхности фазного электрода экранирующей трубкой из диэлектрика.
Однако и в данном техническом решении регулирование температуры воды невозможно во всем диапазоне температур. Кроме того, из-за использования в качестве нулевого электрода корпуса устройства электрический ток идет между фазным электродом и корпусом, в случае обрыва нулевого провода, при отсутствии заземления, вся система оказывается под напряжением, что опасно для жизни.
Наиболее близким аналогом к заявляемому решению является электродный нагреватель текучих сред (прототип - А.с. №1117863), содержащий патрубки ввода и вывода среды корпус, в котором установлены пакет вертикальных неподвижных разделенных зазорами пластинчатых электродов и введенный в указанные зазоры пакет равновеликих электродам изоляционных пластин, соединенных со штоком вертикального перемещения. Патрубок ввода расположен на одной оси со штоком, а пакет изоляционных пластин снабжен соединенным со штоком клапаном, выполненным в виде тарелки и полого, установленного подвижно в патрубке ввода стержня, в стенке которого выполнены диаметрально противоположные прямоугольные отверстия, высота которых равна высоте электродов, а ширина выбрана в соответствии с формулой
,
3
1/2
2
где d - внутренний диаметр полого стержня, м; h - высота электродов, м; m - масса пакета диэлектрических пластин, погруженных в воду, кг; Q - наибольший расход воды, м/с; с=3,15 с×кг/м - постоянный коэффициент.
Недостатком устройства по прототипу является то, что регулирование мощности в данном электродном нагревателе с помощью плоского диэлектрического экрана имеет ярко выраженное скачкообразное сопротивление воды между электродами. Это сокращает диапазон
регулирования мощности электродного нагревателя и соответственно диапазон температуры нагреваемой воды, что в свою очередь, затрудняет автоматизацию процесса и приводит к неустойчивости процесса нагрева.
Технической задачей заявляемой полезной модели является разработка электродного нагревателя, обеспечивающего расширенный плавный диапазон регулирования мощности электродного нагревателя и температуры нагреваемой текущей среды.
Техническая задача достигается в электродном нагревателе текучих сред, содержащем корпус, снабженный патрубками ввода и вывода среды, в котором установлен пакет вертикальных неподвижных, разделенных зазорами пластинчатых электродов, и введенные в указанный зазор изоляционные элементы, в котором согласно предлагаемой полезной модели, изоляционные элементы выполнены объемными с возможностью изменения своего объема и, кроме того, они выполнены полыми из упругого материала и содержат систему выводов для подвода/отвода сжатого воздуха за счет воздушного патрубка дополнительно установленного в корпусе.
Предлагаемая полезная модель отличается от прототипа тем, что изоляционные элементы выполнены объемными с возможностью изменения своего объема и, кроме того, они выполнены полыми из упругого материала и содержат систему выводов для подвода/отвода сжатого воздуха за счет воздушного патрубка, дополнительно установленного в корпусе.
На фигуре 1 изображена схема электродного нагревателя текучих сред (вид сверху). На фигуре 2 изображена схема электродного нагревателя текучих сред (вид сбоку-сверху). На фигуре 3 изображена схема электродного нагревателя текучих сред (вид сверху) при минимальном объеме изоляционных элементов. На фигуре 4 изображена схема электродного нагревателя текучих сред (вид сверху) при максимальном объеме изоляционных элементов.
Электродный нагреватель текучих сред, в частности, воды содержит, корпус 1 с патрубком ввода 5 и патрубком вывода 6 текучий среды. В корпусе 1 установлен пакет вертикальных неподвижных разделенных зазорами 7 пластинчатых электродов 2. В указанные зазоры 7 введены изоляционные элементы 3, которые выполнены объемными с возможностью изменения своего объема и, кроме того, они выполнены полыми из упругого материала и содержат систему выводов 4 для подвода/отвода сжатого воздуха за счет воздушного патрубка 8 дополнительно установленного в корпусе.
Электродный нагреватель текучих сред работает следующим образом. В корпус 1, в котором, установлен пакет вертикальных неподвижных пластинчатых электродов 2, которые разделены зазорами 7 и в указанные зазоры введены изоляционные элементы 3, через патрубок ввода 5 подают воду. Пластинчатые электроды 2 подключают к питающей электрической сети к фазам А, В и С (фиг.3), при этом электрический ток проходит через воду между пластинчатыми электродами 2 и вода нагревается. Воздушный патрубок 8 соединяют с устройством для подачи сжатого воздуха, подающим воздух в систему подвода/отвода 4, через которые сжатый воздух поступает в изоляционные элементы 3, которые за счет изменения своего объема образуют изолирующую зону между пластинчатыми электродами. Для того чтобы уменьшить температуру нагреваемой воды увеличивают объем изоляционных элементов (фиг.4) за счет большей подачи сжатого воздуха, при этом изолирующая зона между пластинчатыми электродами увеличивается, что приводит к уменьшению нагрева воды и уменьшению мощности нагревателя. Чтобы увеличить температуру нагреваемой воды уменьшают объем изоляционных элементов (фиг.3) за счет сокращения подачи сжатого воздуха, при этом изолирующая зона между пластинчатыми электродами уменьшается, что приводит к увеличению нагрева воды и увеличению мощности нагревателя. При
достижении необходимой температуры воды открывают патрубок вывода 6 среды и воду сливают. За счет уменьшения или увеличения объема изоляционных элементов обеспечивается расширенный плавный диапазон регулирования мощности электродного нагревателя и диапазоны температуры нагреваемой текущей среды.