устройство для нагрева

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА, содержащее каркас, состоящий из двух опорных и одного поперечного элементов, на котором установлен посредством опор скобообразного сечения плоский гибкий электронагреватель с возможностью отклонения от вертикальной плоскости, отличающееся тем, что каждая опора электронагревателя выполнена в виде балки-направляющей, жестко закрепленной на опорных элементах каркаса, снабженного по крайней мере одним дополнительным опорным элементом, шарнирно соединенным с поперечным элементом каркаса, а электронагреватель установлен в балках-направляющих с прогибом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая балка-направляющая выполнена из прямоугольной пластины, один из продольных краев которой изогнут по дуге, а второй под прямым углом, контактируя своими кромками соответственно с выпуклой и вогнутой сторонами электронагревателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к напольным электрообогревательным устройствам с плоскими гибкими электронагревателями из композиционных материалов, и может быть использовано для отопления жилых помещений, локального обогрева молодняка животных и птиц, просушки материалов.

Известны устройства для нагрева, выполненные в виде плоских гибких электронагревателей, выполненных из композиционных материалов [1]

Недостатком этих устройств является отсутствие у них опорных элементов для использования в напольном положении, что создает неудобства в их эксплуатации и сужает функциональные возможности в части регулирования направления тепловых потоков.

Наиболее близким к изобретению является устройство для нагрева, содержащее каркас, состоящий из двух опорных и одного поперечного элементов, образующих П-образную стойку, на котором установлен посредством опор скобообразного сечения плоский гибкий электронагреватель с возможностью отклонения от вертикальной плоскости, при этом электронагреватель содержит плоский резистивный элемент, выполненный из неметаллического материала, электроды, защитные электроизолирующие слои, опорный поясок, выполненный из упругоэластичного материала, охватывающий электронагреватель по периметру, а каждая опора охватывает прилив пояска гибкого электронагревателя [2]

Известное устройство обладает недостаточной эксплуатационной надежностью из-за подверженности гибкого электронагревателя значительному короблению при многократном интенсивном нагреве, что способствует деформированию и расслоению электроизолирующих слоев, ухудшению их электроизолирующих характеристик, уменьшению надежности и выходу из строя электронагревателя, потере внешнего вида. Основной формой коробления электронагревателя является сфероподобное выпучивание. Так, например при нагреве до 60^оС высота выпучивания для плоского нагревателя с электроизоляционными слоями из композиционного материала, армированного стеклотканью, составляет 1.3% от наибольшего размера нагревателя в зависимости от типа ткани, используемой в конструкции нагревателя.

Наличие внешнего защитного пояска на электронагревателе предохраняет его только от скалывания слоев при перестановке гибкого электронагревателя с места на место и случайных ударов ребром о какие-либо предметы, но не уменьшает величину коробления при нагреве. Выполнение внешнего защитного пояска из упругоэластичного материала приводит к необходимости использовать сложное технологическое оборудование для обеспечения надежного соединения пояска с электронагревателем, или использовать ненадежное, трудно поддающееся контролю качества выполнения, клеевое соединение, что приводит к снижению надежности устройства в целом и снижению его ресурса.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание устройства для нагрева с повышенной эксплуатационной надежностью.

Это достигается тем, что в известном устройстве для нагрева, содержащем каркас, состоящий из двух опорных и одного поперечного элементов, на котором установлен посредством опор скобообразного сечения плоский гибкий электронагреватель с возможностью отклонения от вертикальной плоскости, каждая опора электронагревателя выполнена в виде балки-направляющей, жестко закрепленной на опорных элементах каркаса, снабженного по крайней мере одним дополнительным опорным элементом, шарнирно соединенным с поперечным элементом каркаса, а электронагреватель установлен в балках-направляющих с прогибом.

Кроме этого, каждая балка-направляющая может быть выполнена из прямоугольной пластины, один из продольных краев которой изогнут по дуге, а другой под прямым углом так, что края контактируют своими кромками соответственно с выпуклой и вогнутой сторонами электронагревателя.

Выполнение опор электронагревателя в виде балок-направляющих, жестко закрепленных на опорных элементах каркаса, и установка электронагревателя в указанные опоры с предварительным прогибом, заведомо превышающим температурное выпучивание, позволяет в 10.20 раз уменьшить величину его выпучивания при нагреве по сравнению с известным электронагревателем, входящим в состав устройства-прототипа, и соответственно во столько же раз уменьшить амплитуду переменных напряжений от нагрева и охлаждения в электроизолирующих слоях электронагревателя, что уменьшает вероятность расслоения и растрескивания его электроизоляционных слоев, повышая тем самым эксплуатационную надежность предлагаемого устройства. При этом снабжение каркаса по крайней мере одним дополнительным опорным элементом, шарнирно соединенным с поперечным элементом каркаса, обеспечивает необходимое отклонение электронагревателя от вертикальной плоскости для регулирования направления тепловых потоков.

Выполнение каждой балки-направляющей из прямоугольной пластины, один из продольных краев которой изогнут по дуге, а другой под прямым углом таким образом, что края пластины контактируют своими кромками соответственно с выпуклой и вогнутой сторонами электронагревателя, обеспечивает простое и надежное закрепление краев нагревателя на каркасе с возможностью визуального контроля правильности установки в собранном виде, что дополнительно повышает эксплуатационную надежность устройства.

На фиг. 1 представлено устройство для нагрева, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 узел II на фиг. 3.

Устройство для нагрева содержит каркас, состоящий из двух Г-образных стоек 1 и 2 и одной Т-образной стойки 3, выполненной в виде втулки 4, в осевое отверстие которой вставлены с возможностью поворота поперечные части 5,6 стоек 1 и 2, а в радиальное отверстие запрессован опорный элемент 7.

Опорные части 8,9 стоек 1,2 и опорный элемент 7 образуют опорные элементы каркаса, а соединенные между собой поперечные части 5,6 стоек 1,2 и втулка 4 образуют поперечный элемент каркаса. На опорных элементах каркаса закреплены две балки-направляющие 10 скобообразной формы в сечении, каждая из которых выполнена тонкостенной из прямоугольной пластины, один из продольных краев которой изогнут по дуге с зазором между его кромкой и плоскостью пластины, а другой под прямым углом к этой плоскости. На балках-направляющих 10 установлен с прогибом гибкий электронагреватель 11 марки НЭП (нагреватель электрический полимерный ТК М 001-92), таким образом, что продольные края каждой балки-направляющей контактируют своими кромками один с выпуклой, а другой с вогнутой сторонами электронагревателя 11, где сам нагреватель содержит плоский резистивный элемент, выполненный из неметаллического материала, электроды и защитные электроизоляционные слои.

Устройство для нагрева работает следующим образом.

К электродам электронагревателя подается ток, который, протекая через резистивный слой, обладающий определенным сопротивлением, обеспечивает нагрев поверхности электронагревателя до заданной температуры, при этом температурное расширение электронагревателя компенсируется незначительным возрастанием его кривизны. Отклонением опорного элемента 7 на определенный угол от вертикали задается необходимое направление тепловых потоков.

Предлагаемое устройство для нагрева может быть легко реализовано на предприятиях, имеющих оборудование для механической обработки, что подтверждает его промышленную применимость.