| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2242096
трубчасті електронагрівачі
Ім'я винахідника: Грепан Сергій Євгенович (UA)
Ім'я патентовласника: Грепан Сергій Євгенович (UA)
Адреса для листування: 61108, Україна, м.Харків, а / я 2095, А.С.Серюгіной
Дата початку дії патенту: 2002.12.24
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до нагрівальних пристроїв, і може бути використано для нагріву рідини різного призначення, наприклад, для підігріву масла або палива з метою поліпшення пуску двигуна внутрішнього згоряння в зимову пору року. В основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого трубчастого електронагрівача, в якому, внаслідок виконання нагрівального елементу у вигляді спіралі, що забезпечує різні зони питомої потужності, закріплення одного кінця спіралі на токовводи, а другого на протилежному кінці трубки до її корпусу, забезпечується нерівномірне розсіювання потужності, виключається ймовірність виникнення іскри між тен'ом і масою, і за рахунок цього здійснюється диференційований нагрів окремих елементів агрегатів в залежності від їх призначення і розташування, забезпечується пожежна безпека. Пропоноване технічне рішення має значно більш широкими функціональними можливостями в порівнянні з відомими. Воно забезпечує безпечну роботу трубчастого електронагрівального пристрою в агресивних середовищах, оскільки виключає виникнення іскри. Пристрій надійно і довговічне, гарантований термін роботи не менше 2-х років.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до нагрівальних пристроїв, і може бути використано для нагріву рідини різного призначення, наприклад, для підігріву масла або палива з метою поліпшення пуску двигуна внутрішнього згоряння в зимову пору року.
Відомо, що для підігріву нафти, циркуляційного масла в ємностях, картерах автомашин, інших в'язких масел, охолоджуючої води, палива, рідини з високою температурою застигання, для підігріву металу, наприклад, екструдерів або двигунів застосовують трубчасті електронагрівачі (тен'и). Це пов'язано з тим, що при низьких температурах відбувається зміна фізичних властивостей рідини і порушується нормальна робота системи живлення, наприклад, двигуна внутрішнього згоряння. З метою усунення негативного впливу низької температури, отримання умов для надійного пуску і роботи двигунів паливо нагрівають поряд з одночасним підвищенням теплового стану деталей [Козлов В.Є., Козлов В.В., Міндін Г.Р., Судаченко В.Н. Електронагрівальні пристрої автомобілів і тракторів. - Л .: Машинобудування, Ленингр. отд-ня, 1984. - 127 с.]. Для цього в системі двигуна внутрішнього згоряння використовують кілька тен'ов, кожен з яких призначений для роботи в певній порожнини. Тен'и при цьому мають, як правило, відносно невелику довжину, не більше десятка сантиметрів.
Відомо, що для нагрівання великих обсягів застосовують нагрівальні кабелі з різними типами ізоляції, які мають екранує оплетку, яка використовується в якості заземлення. Однак ізоляція кабелів не призначена для роботи в агресивних середовищах. Крім того, нагрівальний гнучкий кабель має постійну питому потужність по всій довжині, що виключає його використання в пристроях складної конфігурації, що вимагають для підігріву різних температурних режимів.
Найбільш близьким до заявляється за призначенням, технічною сутністю і досягається результату при використанні є трубчастий електронагрівач, що містить корпус у вигляді трубки з наповнювачем, Токоввод для харчування і нагрівальний елемент [см. опис до патенту РФ №2120199, М. Кл. Н 05 В 3/48, опубл. 10.10.1998 р]. У цьому пристрої нагрівальний елемент виконаний у вигляді Товстоплівкові резистора на металодіелектричних підкладці, а наповнювачем є трансформаторне масло.
Такий нагрівальний елемент встановлюють в картері, підключають до стаціонарного джерела напруги до 36 В, і при цьому відбувається нагрівання масла. Товстоплівкові резистор на металодіелектричних підкладці сприяє збільшенню площі розсіювання тепла. Однак такий пристрій має практично постійну питому потужність по всій довжині резистора. Крім того, терморезистор чутливий до зміни форми і практично не може бути використаний в порожнинах складної форми.
Тому метою заявляється технічного рішення є розширення функціональних можливостей трубчастого електронагрівача і поліпшення таких його властивостей, як безпека і надійність.
Поставлена мета досягається тим, що у відомому трубчатом електронагрівнику, що містить корпус у вигляді трубки з наповнювачем, Токоввод для харчування і нагрівальний елемент, відповідно до винаходу, нагрівальний елемент виконаний у вигляді спіралі, що забезпечує різні зони питомої потужності, при цьому один кінець спіралі закріплений на токовводи , а другий на протилежному кінці трубки прикріплений до її корпусу.
В якості наповнювача використаний кварцовий пісок, а Токоввод проходить через ізолятор, розміщений на кінці трубки, і герметизирован в корпусі сумішшю кварцового піску, алебастру і цементу.
Як видно з викладу суті заявляється технічного рішення, воно відрізняється від прототипу і, отже, є новим.
Заявляється рішення має винахідницький рівень. В основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого трубчастого електронагрівача, в якому, внаслідок виконання нагрівального елементу у вигляді спіралі, що забезпечує різні зони питомої потужності, закріплення одного кінця спіралі на токовводи, а другого на протилежному кінці трубки до її корпусу, забезпечується нерівномірне розсіювання потужності, виключається ймовірність виникнення іскри між тен'ом і масою, і за рахунок цього здійснюється диференційований нагрів окремих елементів агрегатів в залежності від їх призначення і розташування, забезпечується пожежна безпека.
Відомо, що практично всі транспортні засоби, розраховані на роботу в широкому діапазоні температур, зокрема мінусових, забезпечені різними нагрівальним пристроєм, виконаними на основі трубчастих електронагрівальних елементів (тено'в). В даний час створено і експлуатується велика кількість електронагрівачів, виготовлених в місцевих умовах, різних за конструкцією і створюваному ними тепловому ефекту [Козлов В.Є., Козлов В.В., Міндін Г.Р., Судаченко В.Н. Електронагрівальні пристрої автомобілів і тракторів. - Л .: Машинобудування, Ленингр. отд-ня, 1984. - 127 с.]. Однак найменш ефективними виявляються нагрівачі, наприклад, дизельного палива, особливо такого, яке призначене для роботи при низьких температурах. Відсутність надійної системи нагріву призводить до того, що двигуни в певну пору року практично не вимикають, що веде до їх швидкого зносу.
Відомо, наприклад, пристрій для передпускового підігріву палива в підігрівачі двигуна внутрішнього згоряння, що містить корпус з порожниною, забезпеченою електронагрівальних елементом, підключеним за допомогою підвідного штуцера до живлячої паливопроводу [см. опис до авт. св. СРСР №973910, М. Кл. F 02 N 17/04, опубл. 15.11.82]. Пристрій дозволяє підвищити надійність займання палива в передпусковий період. Однак використання описаного вище пристрою не може забезпечити стійку роботу двигуна в цілому при низьких температурах, оскільки нагрівальний елемент працює в обмеженому обсязі, і його робота не позначається на подачі палива з бака по паливопроводу.
Відомо і пристрій для нагріву текучого середовища, що містить циліндричний корпус з отворами для подачі і відведення середовища, всередині якого коаксіально йому з зазором встановлено трубчастий нагрівач [см. опис до авт. св. СРСР №1677878 А1, М кл. Н 05 В 3/60, опубл. 15.09.88]. Пристрій призначений для підігріву вуглеводневого палива перед його подачею в двигун в умовах низьких температур. Воно дозволяє підвищити інтенсивність теплообміну на 20-30%.
Однак конструкція описаного вище пристрою складна, оскільки передбачає використання спеціальних гофрованих труб і їх додаткову обробку. Крім того, конструкція передбачає установку пристрою безпосередньо в паливопровід, що може бути марно, якщо паливо в баку має значну в'язкістю при низьких температурах.
Заявляється технічне рішення принципово вирішує проблему, пропонуючи тен, який можна виконати з різними зонами нагріву. Використовуючи таку властивість мідної оболонки, як низький опір вигину після відпалу, тен'у можна надати будь-яку необхідну форму і довжину з урахуванням необхідного на тій чи іншій ділянці питомої розсіювання потужності і забезпечити ефективний, безпечний нагрів, наприклад, палива.
Пропоноване рішення знаходить широке застосування в сучасній практиці на транспортних засобах, що працюють в умовах низьких температур і в інших галузях, наприклад, для розморожування холодильних установок, екструдерів і ін.
 Фиг.1 - тен для нагрівання палива в паливному баку |
 Фиг.2 - тен для нагрівання палива (вид зверху) |
 Фіг.3 - кінець трубчастого нагрівача |
Фіг.4 - тен для нагрівання текучого середовища
приклад 1
Пристрій для нагріву палива містить циліндричний корпус з отворами для подачі 2 і відведення палива 3, всередині якого коаксіально йому з зазором встановлено трубчастий електронагрівач 4, виконаний відповідно до заявленого технічного рішення. Трубчастий електронагрівач 4 містить корпус 5, в якому розташовані спіраль 6 і наповнювач 7, в якості якого використаний кварцовий пісок. Один кінець трубчастого електронагрівача 4 зігнутий у вигляді гака 8.
Циліндричний корпус 1 пристрою забезпечений інсталяційний фланцем 9 і додатковим циліндром 10, в порожнині 11 якого розміщений вигнутий кінець 8 трубчастого електронагрівача 4. Інший кінець трубчастого електронагрівача 4 зафіксований в штуцері 12. Спіраль 6 на одному кінці з'єднана з заглушкою 13, що забезпечує контакт з масою транспортного засобу, на іншому кінці вона з'єднана з токовводи 14. Другий кінець токоввода 14 проходить через ізолятор 15, який зафіксований герметиком 16 і гайкою 17. Токоввод 14 в корпусі 5 електрообігрівача 4 герметизирован сумішшю 18 кварцового піску, алебастру і цементу. Пристрій виконаний з датчиком температури 19.
Вся довжина трубчастого нагрівача 4 розділена на три зони L 1, L 2, L 3, як показано на фіг.1, які мають різні питомі потужності. Максимальна потужність трубчастого електронагрівача Р = 2 кВт при Umax = 28 В. Довжини окремих ділянок тен'а і відповідні розсіюється потужності показані в таблиці.
Пристрій працює так, як працюють всі трубчасті електронагрівачі. При проходженні електричного струму по спіралі вона нагрівається і нагріває ізолюючий кварцовий пісок і оболонку, забезпечуючи тепловий потік в залежності від лінійних та інших характеристик тен'а до 10,2 Вт / см 2. Однак найбільша потужність виділяється в основному обсязі палива на довжині L 1, а в інших менше об'ємних каналах виділяється менша частина загальної потужності.
приклад 2
Пристрій для нагріву текучого середовища містить корпус 20 для рідини з отворами для подачі 21 і відведення 22 середовища. На кришці 23 корпусу 20 на установчому фланці 24 змонтований трубчастий електронагрівач 26 за допомогою штуцера 27 і гайки 28. Корпус 29 трубчастого електронагрівача 26 виконаний у вигляді спіралі, зануреної в рідину. Токоввод 30 і отже один кінець спіралі 31 з'єднані з фазою, а другий кінець спіралі приєднаний до корпусу так, як показано на Фіг.3, і, отже, як і трубчастий корпус 29 з'єднаний з масою корпуса 20. Всі витки спіралі мають рівну довжину, проте різну виділяється на кожному витку потужність, як показано в таблиці.
В цьому випадку для забезпечення ефективного масопереносу виявляється доцільно при рівній довжині витків в більшій мірі нагрівати рідина в нижній частині бака і в меншій мірі в верхній частині бака. Максимальна потужність трубчастого електронагрівача Р = 2 кВт при Umax = 220 В.
У таблиці наведено характеристики електронагрівачів, виготовлених на основі заявляється технічного рішення.
Як видно з опису прикладів конкретного виконання, запропоноване технічне рішення має значно більш широкими функціональними можливостями в порівнянні з відомими. Воно забезпечує безпечну роботу трубчастого електронагрівального пристрою в агресивних середовищах, оскільки виключає виникнення іскри. Пристрій надійно і довговічне, гарантований термін роботи не менше 2-х років.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Трубчастий електронагрівач, що містить корпус у вигляді трубки з електроізоляційним наповнювачем, Токоввод для подачі живлення і нагрівальний елемент, виконаний у вигляді спіралі, що відрізняється тим, що нагрівальний елемент виконаний з можливістю утворення різних зон виділяється потужності від 2,0 до 25 Вт / см, при це один кінець спіралі закріплений на токовводи, а другий на протилежному кінці трубки прикріплений до її заземленого корпусу.
Версія для друку
Дата публікації 30.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.