RU152859U1 - Convective Explosion-Proof Heater - Google Patents

Abstract

1. Нагреватель конвективный, содержащий нагреваемое металлическое основание, на которое спирально уложен нагревательный элемент, представляющий собой низкотемпературный саморегулирующийся греющий кабель, закрепленный на основании, отличающийся тем, что кабель уложен с двух сторон металлического основания таким образом, что витки кабеля с одной стороны основания смещены относительно витков кабеля с другой стороны основания на расстояние l=5-20 мм, причем в основании выполнено отверстие для перехода греющего кабеля с одной стороны на другую.2. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что греющий кабель закреплен на основании посредством крепежных элементов, представляющих собой однолапковые скобы.3. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что основание с кабелем размещено в защитном кожухе и укрыто защитным листом, которые выполнены из перфорированного металлического листа.4. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что отверстие на основании выполнено прямоугольным или круглым.5. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что основание выполнено в виде тонкостенной пластины и содержит отверстия для крепления нагревателя к монтажным шинам в шкафу с обогреваемым оборудованием.1. A convective heater, containing a heated metal base, on which a heating element is helically laid, which is a low-temperature self-regulating heating cable fixed on the base, characterized in that the cable is laid on both sides of the metal base so that the cable turns are displaced on one side of the base relative to the turns of the cable on the other side of the base at a distance l = 5-20 mm, and the hole is made in the base for the transition of the heating cable from one side to another Guy. 2. Convective heater according to claim 1, characterized in that the heating cable is fixed to the base by means of fasteners, which are single-foot brackets. 3. Convective heater according to claim 1, characterized in that the base with the cable is placed in a protective casing and covered with a protective sheet, which are made of perforated metal sheet. 4. Convective heater according to claim 1, characterized in that the hole on the base is made rectangular or round. 5. Convective heater according to claim 1, characterized in that the base is made in the form of a thin-walled plate and contains holes for attaching the heater to the mounting rails in a cabinet with heated equipment.

Description

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для защиты от воздействия пониженной температуры контрольно-измерительных приборов, автоматики запорно-регулирующей арматуры в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей промышленности. В частности, нагреватель может устанавливаться внутри электрошкафов, кожухов из металла и стеклопластика, защищающих оборудование от низких температур, с целью их обогрева.The invention relates to devices designed to protect instrumentation and automatic valves from the oil and gas and oil refining industries from the effects of low temperature. In particular, the heater can be installed inside electrical cabinets, metal casings and fiberglass, which protect the equipment from low temperatures, in order to heat them.

Из уровня техники известен обогреватель электрический взрывозащищенный, включающий в себя трубчатый электрический нагреватель (ТЭН), радиатор с ребрами и корпус, имеющий специальный отсек для соединения ТЭНа с внешним питающим кабелем, при этом внутри этого отсека закреплены выводные концы ТЭНа, а в стенках имеются два сквозных отверстия, в первом из которых установлен узел кабельного ввода, обеспеченный средством герметичного уплотнения, а второе отверстие снабжено плотно закрывающейся крышкой, отличающийся тем, что корпус и радиатор с ребрами выполнены в виде единой монолитной отливки из алюминия, внутри которой заключен ТЭН, изогнутый в одной плоскости, причем выводные концы его расположены рядом, и в области этих выводных концов монолитная отливка имеет пустотелый выступ, являющийся упомянутым специальным отсеком для соединения ТЭНа с внешним питающим кабелем (патент РФ №68220, МПК H05B 3/00, опубл. 10.11.2007 г.).An explosion-proof electric heater is known from the prior art, including a tubular electric heater (TEN), a radiator with fins, and a housing having a special compartment for connecting the heater to an external power cable, while the outlet ends of the heater are fixed inside this compartment, and there are two in the walls through holes, in the first of which there is a cable entry assembly provided with a means of hermetic sealing, and the second hole is provided with a tight-fitting lid, characterized in that the housing and the radiator with ribs made in the form of a single monolithic casting of aluminum, inside which there is a heater, bent in one plane, and its output ends are located nearby, and in the area of these output ends the monolithic casting has a hollow protrusion, which is the mentioned special compartment for connecting the heater to an external supply cable (RF patent No. 68220, IPC H05B 3/00, publ. 10.11.2007).

Известно устройство конвективного нагрева, включающее монолитный корпус с радиаторными ребрами и размещенный в нем нагревательный элемент - саморегулирующийся позисторный нагреватель, залитый компаундом и засыпанный кварцевым песком (патент РФ №135212, МПК H05B 3/14, опубл. 27.11.2013 г.).A device for convective heating is known, including a monolithic body with radiator fins and a heating element located in it — a self-regulating posistor heater filled with compound and covered with quartz sand (RF patent No. 135212, IPC H05B 3/14, publ. 11/27/2013).

Недостатком известных технических решений является сложность изготовления и малый КПД.A disadvantage of the known technical solutions is the complexity of manufacturing and low efficiency.

Известен электрический лучистый обогреватель, содержащий корпус, расположенные в нем теплоизолирующий элемент, отражатель и теплоизлучающую панель, отличающийся тем, что теплоизлучающая панель выполнена в виде плоского электронагревательного элемента, имеющего стальное теплоизлучающее основание, на внутренней стороне которого последовательно расположены электроизоляционное покрытие, нагревательный резистивный элемент и защитное покрытие, выполненные в виде дорожек по толстопленочной технологии, при этом электроизоляционное и защитное покрытия выполнены из диэлектрических материалов, а нагревательный резистивный элемент выполнен из резистивного материала с положительным температурным коэффициентом сопротивления (патент РФ №2243456, МПК F24H 3/04, опубл. 10.1.2013 г.).Known electric radiant heater, comprising a housing, a heat-insulating element located therein, a reflector and a heat-emitting panel, characterized in that the heat-radiating panel is made in the form of a flat electric heating element having a steel heat-radiating base, on the inner side of which are electrically insulating coating, a heating resistive element and a protective coating made in the form of tracks on thick-film technology, while the electrical insulation and Barrier coating made of dielectric material and a resistive heating element is made of a resistive material with a positive temperature coefficient of resistance (RF patent №2243456, IPC F24H 3/04, publ. 10.01.2013 g).

Однако, данное устройство является сложным в изготовлении и недостаточно надежным в связи с возможным отслоением резистивного материала от основания.However, this device is difficult to manufacture and not sufficiently reliable due to the possible detachment of the resistive material from the base.

Наиболее близким к предложенному является устройство конвективного нагрева, включающее нагреваемое металлическое основание, внутренняя сторона которого выполнена плоской и на которую спирально уложен нагревательный элемент, представляющий собой низкотемпературный саморегулирующийся греющий кабель, который закреплен на основании (патент РФ №137647, МПК H05B 3/00, опубл. 20.02.2014 г.). Недостатком данного устройства являются большие габариты, что ограничивает его применение в большинстве обогреваемых шкафов с оборудованием.Closest to the proposed is a convective heating device, including a heated metal base, the inner side of which is flat and on which a heating element is helically laid, which is a low-temperature self-regulating heating cable that is fixed on the base (RF patent No. 137647, IPC H05B 3/00, publ. 02.20.2014). The disadvantage of this device is its large dimensions, which limits its use in most heated cabinets with equipment.

Задачей полезной модели является уменьшение габаритов нагревателя за счет повышения эффективности обогрева.The objective of the utility model is to reduce the dimensions of the heater by increasing the heating efficiency.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается нагревателем конвективным, содержащим нагреваемое металлическое основание, на которое спирально уложен нагревательный элемент, представляющий собой низкотемпературный саморегулирующийся греющий кабель, закрепленный на основании, в котором в отличие от прототипа кабель уложен с двух сторон металлического основания таким образом, что витки кабеля с одной стороны основания смещены относительно витков кабеля с другой стороны основания на расстояние l=5-20 мм, причем в основании выполнено отверстие для перехода греющего кабеля с одной стороны на другую.The problem is solved, and the technical result is achieved by a convective heater containing a heated metal base, on which a heating element is helically laid, which is a low-temperature self-regulating heating cable, fixed on a base, in which, unlike the prototype, the cable is laid on both sides of the metal base in such a way that the cable turns on one side of the base are displaced relative to the cable turns on the other side of the base by a distance l = 5-20 mm, and basically A hole was made for the transition of the heating cable from one side to the other.

Согласно полезной модели греющий кабель закреплен на основании посредством крепежных элементов, представляющих собой однолапковые скобы.According to a utility model, the heating cable is fixed to the base by means of fasteners, which are single-foot brackets.

Согласно полезной модели основание с кабелем размещено в защитном кожухе и укрыто защитным листом, которые выполнены из перфорированного металлического листа.According to a utility model, the base with the cable is placed in a protective casing and covered with a protective sheet, which are made of perforated metal sheet.

Согласно полезной модели отверстие на основании выполнено прямоугольным или круглым.According to a utility model, the hole in the base is rectangular or round.

Согласно полезной модели основание выполнено в виде тонкостенной пластины и содержит отверстия для крепления нагревателя к монтажным шинам в шкафу с обогреваемым оборудованием.According to a utility model, the base is made in the form of a thin-walled plate and contains holes for mounting the heater to the mounting rails in a cabinet with heated equipment.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен нагреватель в плане, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - разрез А-А с изображением крепежных скоб (увеличено).The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a heater in plan; FIG. 2 is a side view, in FIG. 3 - section AA with the image of the mounting brackets (enlarged).

Нагреватель конвективный содержит нагреваемое металлическое основание 1, на которое спирально уложен нагревательный элемент в виде низкотемпературного саморегулирующегося греющего кабеля 2 взрывозащищенного типа, закрепленного на основании посредством крепежных элементов 3. Кабель 2 уложен с двух сторон металлического основания таким образом, что витки кабеля с одной стороны основания смещены относительно витков кабеля с другой стороны основания на расстояние l=5-20 мм. Величина смещения за пределами указанного диапазона приводит к трудностям монтажа и нецелесообразна в достижении технического результата. В основании 1 выполнено отверстие 4 для перехода греющего кабеля с одной стороны на другую. Основание с кабелем размещено в защитном кожухе 5 и укрыто защитным листом 6. Защитный кожух и защитный лист выполнены из перфорированного оцинкованного листа. Основание выполнено в виде тонкостенной пластины с Г-образно загнутыми с двух сторон краями с образованием полок, на которых расположены отверстия 7 для крепления нагревателя к монтажным шинам в шкафу с обогреваемым оборудованием.A convective heater contains a heated metal base 1, on which a heating element is helically laid in the form of a low-temperature self-regulating heating cable 2 of an explosion-proof type, fixed to the base by means of fasteners 3. Cable 2 is laid on both sides of the metal base so that the cable turns on one side of the base are displaced relative to the cable turns on the other side of the base by a distance l = 5-20 mm. The amount of displacement outside the specified range leads to installation difficulties and is impractical in achieving a technical result. At the base 1, a hole 4 is made for the transition of the heating cable from one side to the other. The base with the cable is placed in the protective casing 5 and covered with a protective sheet 6. The protective casing and the protective sheet are made of perforated galvanized sheet. The base is made in the form of a thin-walled plate with L-shaped edges bent on both sides to form shelves, on which holes 7 are located for attaching the heater to the mounting rails in a cabinet with heated equipment.

Низкотемпературный саморегулирующийся греющий кабель 2 может представлять собой полимерную основу (матрицу), в которой размещены токопроводящие жилы, между которыми в матрице дисперсно распределены токопроводящие частицы.The low-temperature self-regulating heating cable 2 can be a polymer base (matrix) in which conductive conductors are placed, between which conductive particles are dispersed in the matrix.

Матрица характеризуется существенной зависимостью проводимости от температуры, а температурный коэффициент сопротивления проводящих пластмасс на порядок больше, чем у меди или стали. Это обеспечивает саморегулирование тепловой мощности нагревательного кабеля. Саморегулирующийся греющий кабель может изменять свою мощность локально, только в зоне перегрева, это свойство позволяет создавать безопасные системы обогрева оборудования.The matrix is characterized by a significant dependence of conductivity on temperature, and the temperature coefficient of resistance of conductive plastics is an order of magnitude greater than that of copper or steel. This ensures self-regulation of the thermal power of the heating cable. A self-regulating heating cable can change its power locally, only in the overheating zone, this property allows you to create safe equipment heating systems.

В процессе нагрева полимерная основа расширяется, расстояние между токопроводящими частицами, заключенными в основе, увеличивается, вследствие чего уменьшается количество токопроводящих связей (путей) в матрице между токопроводящими частицами, за счет чего возрастает сопротивление матрицы, снижается ее электропроводность, при этом локально уменьшается нагрев того участка, где произошел перегрев участка кабеля. После того, как участок кабеля остывает, полимерная основа принимает близкие к исходным размеры, и нагрев продолжается.During the heating process, the polymer base expands, the distance between the conductive particles contained in the base increases, as a result of which the number of conductive bonds (paths) in the matrix between the conductive particles decreases, due to which the matrix resistance increases, its conductivity decreases, while the heating of the matrix decreases locally the area where the cable section overheated. After the cable section cools down, the polymer base assumes close to the original dimensions, and heating continues.

Греющий кабель 2 закреплен на основании 1 посредством крепежных элементов 3, которые представляют собой однолапковые скобы (фиг. 3). Каждая скоба может быть выполнена в виде кронштейна, одна часть которого имеет Г-образный отгиб с полкой, в которой имеется отверстие для крепежа, а другая часть имеет U-образно загнутую крючкообразную часть для размещения в ней кабеля. Такая конструкция крепежных элементов 3 обеспечивает надежное закрепление греющего кабеля 2 без его пережатия.The heating cable 2 is fixed on the base 1 by means of fasteners 3, which are single-foot brackets (Fig. 3). Each bracket can be made in the form of a bracket, one part of which has an L-shaped bend with a shelf in which there is an opening for fasteners, and the other part has a U-shaped curved hook-shaped part for placement of a cable in it. This design of the fastening elements 3 ensures reliable fastening of the heating cable 2 without clamping it.

Саморегулирующийся греющий кабель подключен к сети питания, соединение с питающим кабелем выполнено при помощи муфты 8 и зафиксировано на основании 1 при помощи скобы 9. Основание может быть снабжено заземлением 10.The self-regulating heating cable is connected to the power supply, the connection to the power cable is made using the coupling 8 and fixed on the base 1 using the bracket 9. The base can be equipped with ground 10.

Нагреватель работает следующим образом.The heater operates as follows.

Устанавливают нагреватель конвективный внутри обогреваемого шкафа с оборудованием, закрепляя его через отверстия 7 к монтажным шинам. Подключают к питающей сети саморегулирующийся греющий кабель, основание заземляют. После подачи питания греющий кабель сначала нагревается, затем по мере достижения определенной заданной температуры постепенно снижает нагрев, после чего снова нагревается, таким образом обеспечивая нагрев основания. Мощность, а следовательно эффективность нагрева, зависит от длины греющего кабеля. Укладка греющего кабеля на обе стороны основания дает возможность на меньшей площади увеличить длину греющего кабеля и таким образом повысить эффективность нагрева. Это позволяет существенно (почти в 2 раза) уменьшить габаритные размеры нагревателя, что очень важно при размещении его внутри обогреваемых шкафов.A convective heater is installed inside the heated cabinet with equipment, fixing it through holes 7 to the mounting rails. A self-regulating heating cable is connected to the mains supply, the base is earthed. After supplying power, the heating cable first heats up, then gradually reaches a certain temperature when it reaches a predetermined temperature, and then it heats up again, thereby heating the base. The power, and therefore the heating efficiency, depends on the length of the heating cable. Laying the heating cable on both sides of the base makes it possible to increase the length of the heating cable over a smaller area and thus increase the heating efficiency. This allows you to significantly (almost 2 times) reduce the overall dimensions of the heater, which is very important when placing it inside heated cabinets.

Claims (5)

1. Нагреватель конвективный, содержащий нагреваемое металлическое основание, на которое спирально уложен нагревательный элемент, представляющий собой низкотемпературный саморегулирующийся греющий кабель, закрепленный на основании, отличающийся тем, что кабель уложен с двух сторон металлического основания таким образом, что витки кабеля с одной стороны основания смещены относительно витков кабеля с другой стороны основания на расстояние l=5-20 мм, причем в основании выполнено отверстие для перехода греющего кабеля с одной стороны на другую.1. A convective heater, containing a heated metal base, on which a heating element is helically laid, which is a low-temperature self-regulating heating cable fixed on the base, characterized in that the cable is laid on both sides of the metal base so that the cable turns are displaced on one side of the base relative to the turns of the cable on the other side of the base at a distance l = 5-20 mm, and the hole is made in the base for the transition of the heating cable from one side to another Guy. 2. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что греющий кабель закреплен на основании посредством крепежных элементов, представляющих собой однолапковые скобы.2. Convective heater according to claim 1, characterized in that the heating cable is fixed to the base by means of fasteners, which are single-foot brackets. 3. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что основание с кабелем размещено в защитном кожухе и укрыто защитным листом, которые выполнены из перфорированного металлического листа.3. Convective heater according to claim 1, characterized in that the base with the cable is placed in a protective casing and covered with a protective sheet, which are made of perforated metal sheet. 4. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что отверстие на основании выполнено прямоугольным или круглым.4. Convective heater according to claim 1, characterized in that the hole on the base is made rectangular or round. 5. Нагреватель конвективный по п. 1, отличающийся тем, что основание выполнено в виде тонкостенной пластины и содержит отверстия для крепления нагревателя к монтажным шинам в шкафу с обогреваемым оборудованием.

5. Convective heater according to claim 1, characterized in that the base is made in the form of a thin-walled plate and contains holes for mounting the heater to mounting rails in a cabinet with heated equipment.

Images