НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию нефтегазовой промышленности и может быть использована для оборудования, в состав которого входит нагревательная пластина, в частности, в устройствах для проведения испытаний смазочных масел с целью определения их эксплуатационных свойств.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является нагревательный блок, представляющий собой электронагревательный элемент с плотно прижатой к нему нагревательной пластиной (см. ГОСТ 20354 - 74 Масла для авиационных газотурбинных двигателей. Метод определения испаряемости в чашечках).
Недостатками известного устройства является то, что нагревательная пластина имеет градиент температуры на своей верхней поверхности намного больше необходимого для проведения испытаний. Это вызвано охлаждением ее периферийной части, а именно обдувом ее поверхности воздушным «холодным» потоком при проведении испытания. Для уменьшения радиального градиента температуры до допустимого значения в центр нагревательной пластины, на ее поверхность, устанавливают стальной диск, чей диаметр составляет не более 80% диаметра нагревательной пластины. В связи с этим, не вся поверхность нагревательной пластины может быть задействована для нагрева. Кроме того, недостаточная степень пришлифовки стального диска может привести к неравномерному нагреву.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является упрощение изготовления нагревательного блока, создание на рабочей поверхности нагревательного блока равномерного поля температур, что повысит стабильность получаемых результатов, а также увеличение КПД нагревательного блока.
Технический результат полезной модели достигается за счет того, что нагревательный блок, состоящий из нагревательной пластины, в нижней части которой установлен электронагревательный элемент, дополнительно содержит металлическое опорное кольцо с закрепленным в его нижней части металлическим диском, опорную втулку и дефлектор, причем нижний торец нагревательной пластины и верхний торец металлического опорного кольца соединены между собой, металлическое опорное кольцо в верхней части выполнено со сквозными отверстиями, металлический диск в центральной части выполнен со сквозными отверстиями, расположенными по окружности на расстоянии от оси меньше, чем диаметр дефлектора, между металлическим диском и дефлектором расположена опорная втулка, при этом нагревательная пластина, электронагревательный элемент, металлическое опорное кольцо, металлический диск, опорная втулка и дефлектор скреплены между собой.
Нагревательный блок может содержать дополнительный электронагревательный элемент, расположенный между первым электронагревательным элементом и металлическим диском.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен нагревательный блок, расположенный в корпусе, а на фиг.2 - металлический диск (вид сверху).
Нагревательный блок, расположенный в корпусе 1, выполненном в виде трубы, состоит из скрепленных между собой при помощи болта 11 нагревательной пластины 2, электронагревательного элемента 3, электрически связанного с источником тока (на фиг. не показан), металлического опорного кольца 6 со сквозными отверстиями 7, металлического диска 5 со сквозными отверстиями 8, образующих камеру 12, дефлектора 9, опорной втулки 10.
Нагревательный блок дополнительно может быть снабжен вторым электронагревательным элементом 4, обеспечивающим дополнительный нагрев газа в камере 12 до заданной температуры.
В металлическом диске 5, максимально близко к его центру по окружности расположены несколько отверстий 8, суммарная площадь которых может быть равна суммарной площади отверстий 7. Металлический диск 5 и дефлектор 9 с расположенной между ними опорной втулкой 10 образуют щель.
Газовый поток V проходит через корпус 1 в направлении снизу вверх. Температура потока на входе в корпус 1 намного меньше температуры газа непосредственно примыкающей к верхней (рабочей) поверхности нагревательной пластины 2. Камера 12 и дефлектор 9 разделяет газовый поток на внешний и внутренний. Внешний поток («холодный») свободно проходит между корпусом 1 и нагревательным блоком и выходит с противоположной стороны корпуса 1. Внутренний поток, с меньшей скоростью, через образованную между металлическим диском 5 и дефлектором 9 щель и отверстия 8 проходит в камеру 12, где он нагревается до заданной температуры электронагревательным элементом 3 и дополнительным электронагревательным элементом 4, в случае его установки.
Сквозные отверстия 8 расположены на расстоянии от оси меньше, чем диаметр дефлектора 9. При этом диаметр дефлектора 9 выбирают таким, чтобы исключить поступление набегающего газового потока через отверстия 8 металлического диска 5 в камеру 12, а расстояние его относительно металлического диска 5 выбирается из расчета обеспечения свободного поступления газа через образованную щель по периметру дефлектора 9 в камеру 12 через отверстия 8, т.е. площадь щели по периметру дефлектора 9 может быть равна или больше суммарной площади отверстий 8 металлического диска 5.
В процессе свободной конвекции и эжекции нагретый внутренний поток («горячий») выходит через отверстия 7, и, непосредственно обтекая нагревательную пластину 2, создает защитный тепловой экран для нее от «холодного» внешнего потока.
Конструкция нагревательного блока проста, не требует высокой степени шлифовки рабочей поверхности нагревательной пластины. Наличие камеры 12, а также дефлектора 9, образующего совместно с металлическим диском 5 и опорной втулкой 10 щель, отверстий 8 и 7, позволяет создать на рабочей поверхности нагревательной пластины равномерное поле температур. При этом вся рабочая поверхность нагревательной пластины может быть задействована для нагрева, что позволит увеличить КПД нагревательного блока.