RU4034U1 - TUBULAR ELECTRIC HEATING ELEMENT - Google Patents

Abstract

1. Трубчатый электронагревательный элемент, содержащий защитную трубку, внутри которой установлена в наполнителе нагревательная спираль, и герметично соединенную с трубкой торцевую изоляторную втулку с токовыводами спирали, отличающийся тем, что наполнитель выполнен в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных с зазором между собой цилиндрических оболочек, изготовленных на основе слюдосодержащего материала, при этом наружный диаметр большей оболочки равен внутреннему диаметру трубки, спираль расположена в зазоре между оболочками, ее токовыводы выполнены во втулке на диаметрах, близких диаметру спирали и внутреннему диаметру меньшей оболочки, а сама втулка частично размещена в трубке.2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что он снабжен электрическим переключателем, а спираль выполнена из отдельных секций, токовыводы которых подключены к последнему с возможностью включения параллельно или последовательно, или смешанно.3. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что трубка выполнена из стали, а торец трубки, свободный от изоляторной втулки, завальцован и заварен.4. Элемент по п.1, отличающийся тем, что защитная трубка выполнена из второпласта.1. Tubular electric heating element containing a protective tube, inside which a heating spiral is installed in the filler, and an end insulator sleeve hermetically connected to the tube with spiral current leads, characterized in that the filler is made in the form of at least two cylindrical shells coaxially located with a gap between each other made on the basis of mica-containing material, while the outer diameter of the larger shell is equal to the inner diameter of the tube, the spiral is located in the gap between the shell glasses, its current outputs are made in the sleeve at diameters close to the diameter of the spiral and the inner diameter of the smaller shell, and the sleeve itself is partially placed in the tube. 2. An element according to claim 1, characterized in that it is equipped with an electric switch, and the spiral is made of separate sections, the current outputs of which are connected to the latter with the possibility of switching in parallel or in series, or mixed. An element according to claim 1 or 2, characterized in that the tube is made of steel, and the end face of the tube, free from the insulating sleeve, is rolled and welded. The element according to claim 1, characterized in that the protective tube is made of secondary plastic.

Description

Трубчатый электронагревательный элемент.Tubular electric heating element.

Полезная модель относится к области электротехники, а более конкретно - к электронагревательным трубчатым элементам. (ТЭН).The utility model relates to the field of electrical engineering, and more specifically to electric heating tubular elements. (TEN).

Широко известно, что трубчатый электронагревательный элемент представляет собой металлическую трубку, внутри которой запрессована в наполнителе спираль из нихромовой проволоки. В качестве наполнителя может служить плавленная окись магния (периклаз), кварцевый песок, окись алюминия (электрокорунд) или каустический магнезит (см. Г.Р.Миндин, Электронагревательные трубчатые элементы. Издание второе, М.-Л. Энергия, 1965 г. с.5).It is widely known that a tubular electric heating element is a metal tube, inside of which a spiral of nichrome wire is pressed into the filler. The filler may be fused magnesium oxide (periclase), quartz sand, aluminum oxide (electrocorundum) or caustic magnesite (see G.R. Mindin, Electric heating tube elements. Second edition, M.-L. Energia, 1965 p. .5).

Металлическую трубку выполняют из стали, а в случае необходимости применяют нержавеющие ее марки или используют медь и ее сплавы.The metal tube is made of steel, and if necessary, stainless steel grades are used or copper and its alloys are used.

Большое значение имеет наполнитель, который должен хорошо проводить тепло от нихромовой спирали к наружной трубке и обладать высокими электроизоляционными качествами, обеспечивающими надежность работы, а в случае использования электронагревателя в водяных титанах наполнитель не должен быть гигроскопичен, так как в противном случае усложняется конструкция трубчатого электронагревателя в плане обеспеченияOf great importance is the filler, which must conduct heat well from the nichrome spiral to the outer tube and have high electrical insulation qualities that ensure reliable operation, and in the case of using an electric heater in water titans, the filler should not be hygroscopic, since otherwise the design of the tubular electric heater becomes more complicated security plan

герметичности заделки концов.tightness sealing ends.

Каустический магнезит в прессованном состоянии хорошо проводит тепло и обладает высокими электроизоляционными качествами, но обладает большой гигроскопичностью, при соединении с водой дает гидрат окиси магния. Применяется при условии герметической заделки концов.When pressed, caustic magnesite conducts heat well and has high electrical insulating qualities, but is highly hygroscopic, when combined with water it gives magnesium oxide hydrate. It is used subject to hermetic termination of the ends.

Периклаз - обладает более высокими качествами по сравнению с каустическим магнетизмом. Для получения периклаза окись магния подвергают плавлению при температуре 2800°С. Окись магния, обращенная в периклаз, получает кристаллическое строение и имеет объемный вес в спрессованном состоянии в 2 раза больше, чем каустический магнезит. Высокое значение приобретает теплопроводность и электроизоляционные качества периклаза,которая неактивна по отношению к воде (не дает гидрата) и углекислоте воздуха. Таким образом, наилучшим наполнителем для трубчатых электронагревателей, предназначенных работать при температуре выше 450°С признается периклаз.Periclase - has higher qualities in comparison with caustic magnetism. To obtain periclase, magnesium oxide is melted at a temperature of 2800 ° C. Magnesium oxide, converted into periclase, obtains a crystalline structure and has a bulk density in a compressed state of 2 times more than caustic magnesite. The thermal conductivity and electrical insulating qualities of periclase, which is inactive with respect to water (does not produce hydrate) and carbon dioxide, are of high importance. Thus, periclase is recognized as the best filler for tubular electric heaters designed to operate at temperatures above 450 ° C.

Наиболее близким аналогом к предложенной полезной модели является трубчатый электронагревательный элемент, содержащий металлическую трубку, внутри которой запрессована в наполнителе нагревательная спираль, и изоляционную втулку с токовыводом спирали, (см. указанную книгу Г.Р.Миндина, Электронагревательные элементы, с.13, рис. 11).The closest analogue to the proposed utility model is a tubular electric heating element containing a metal tube inside which a heating spiral is pressed into the filler and an insulating sleeve with a spiral current output (see the indicated book by G.R. Mindin, Electric Heating Elements, p.13, fig. . eleven).

В качестве наполнителя применяется периклаз, а спираль изготовлена из нихромовой проволоки.Periclase is used as a filler, and the spiral is made of nichrome wire.

Задачей решаемой предлагаемой полезной моделью является получение трубчатого одноконцевого элетронагревательного элемента, обладающего герметичностью, ремонте-пригодного, возможностью регулирования мощности и использования в агрессивных средах.The objective of the proposed proposed utility model is to obtain a tubular single-end electric heating element with tightness, repair-suitable, the ability to control power and use in aggressive environments.

f-  f-

зором между собой цилиндрических оболочек, изготовленных на основе слюдосодержащего материала, при этом наружный диаметр большей оболочки равен внутреннему диаметру трубки, спираль расположена в зазоре между оболочками, ее токовыводы расположены во втулке на диаметрах близких диаметру спирали и внутреннему диаметру меньшей оболочки, а сама втулка частично размещена в трубке, причем элемент может быть снабжен электрическим переключателем, а спираль выполнена из отдельных секций, токовыводы которых подключены к переключателю с возможностью включения параллельно, последовательно или смешанно, защитная трубка может быть выполнена из второпласта или из стали, в последнем случае ее торец, свободный от изоляторной втулки выполняют завальцованным и заваренным для обеспечения герметичности, при этом может быть использована в зависимости от габаритов и материала газовая или аргоно-дуговая сварка, может быть использована и сварка лазером.between them, the outer diameter of the larger shell is equal to the inner diameter of the tube, the coil is located in the gap between the shells, its current leads are located in the sleeve at diameters close to the diameter of the spiral and the inner diameter of the smaller shell, and the sleeve itself is partially placed in the tube, and the element can be equipped with an electric switch, and the spiral is made of separate sections, the current outputs of which are connected to the switch with possible with the inclusion of parallel, sequentially or mixed, the protective tube can be made of vtoroplasta or steel, in the latter case, its end face, free from the insulating sleeve is rolled and welded to ensure tightness, while it can be used depending on the size and material of the gas or argon-arc welding, laser welding can also be used.

На чертеже схематично изображен трубчатый электронагревательный элемент с продольным разрезом.The drawing schematically shows a tubular electric heating element with a longitudinal section.

Трубчатый электронагревательный элемент содержит защитную трубку 1, нагревательную спираль 2, наполнитель, выполненный в виде цилиндрических коаксиально расположенных оболочек 3 и 4, изоляторную втулку 5, токовыводы спирали 6 и 7 и изоляторную шайбу 8. В зависимости от необходимой мощности трубчатого электронагревательного элемента выполняют различные диаметры D и длины L защитной трубки 1.The tubular electric heating element comprises a protective tube 1, a heating spiral 2, a filler made in the form of coaxially arranged cylindrical shells 3 and 4, an insulating sleeve 5, current leads of a spiral 6 and 7 and an insulating washer 8. Depending on the required power of the tubular electric heating element, various diameters are performed D and the length L of the protective tube 1.

Работает трубчатый электронагревательный элемент следующим образом.Works tubular electric heating element as follows.

Элемент располагают в среде, подвергаемой нагреву и подключают к источнику электрической энергии токовыводы 6 и 7 нагревательной спирали 2 или ее секций, при этом в зависимости от необходимой мощности можно, аналогично люстре, использовать электрический переключатель (наThe element is placed in a medium subjected to heating and current leads 6 and 7 of heating coil 2 or its sections are connected to an electric energy source, and depending on the required power, you can use an electric switch similar to a chandelier (on

чертеже не показан), обеспечивающий нужную совокупность секций.not shown), providing the desired set of sections.

Тепло от спирали 2, выполняемой чаще всего из нихромовой проволоки, за счет теплопроводности слюдосодержащего наполнителя передается через оболочку 3 защитной трубке 1, нагревающей среду, в качестве которой может быть любой газ или любая жидкость. В случае нагрева агрессивных сред применяют защитную трубку 1 из второпласта, при этом необходим более строгий контроль за температурой нагрева, так как второпласт не допускает температуры нагрева, обеспечиваемой при использовании стальной защитной трубки 1.The heat from the spiral 2, which is most often made of nichrome wire, is transferred through the sheath 3 to the protective tube 1 due to the thermal conductivity of the mica-containing filler, which heats the medium, which can be any gas or any liquid. In the case of heating of aggressive media, a protective tube 1 of a second-layer is used, and stricter control of the heating temperature is necessary, since the second-layer does not allow the heating temperature provided when using a steel protective tube 1.

Для упрощения технологии изготовления корпуса элемента из стальной защитной трубки 1, один из ее торцев завальцовывают, а для обеспечения герметичности оставшееся отверстие заваривают газовой или аргоно-дуговой сваркой, а также может быть применена сварка лазером.To simplify the manufacturing technology of the element housing from a steel protective tube 1, one of its ends is rolled, and to ensure tightness, the remaining hole is welded by gas or argon-arc welding, and laser welding can also be applied.

Использование в качестве наполнителя слюдосодержащего материала, выполненного в виде отдельных цилиндрических коаксиально расположенных оболочек, а не периклада, имеющего сплошную структуру, позволяет обеспечить высокую электроизоляцию защитной трубки 1, а в случае необходимости заменить всю спираль 2 или перегоревшую секцию, при этом все остальные детали элемента могут использоваться повторно.The use of mica-containing material as a filler, made in the form of separate cylindrical coaxially located shells, rather than a periclade having a continuous structure, allows for high electrical insulation of the protective tube 1, and if necessary, replace the entire spiral 2 or a burned-out section, while all other parts of the element can be reused.

При необходимости изоляторную втулку 6, частично размещенную в трубке 1 для уменьшения габаритов элемента, и токовыводы 6 и 7 герметизируют, используя герметик нужной температуры, нанося его на поверхности контакта трубки 1 и втулки бив отверстия втулки 5 для токовыводов 6 и 7. Изоляторные втулка 5 и шайба 8 выполняются из токонепроводящего материала, например, фарфора, а переключатель секций спирали Е можно соединить с втулкой 5, объединив их в один узел, что позволяет получить одноконцевой электронагревательный элемент.If necessary, the insulator sleeve 6, partially placed in the tube 1 to reduce the dimensions of the element, and the current leads 6 and 7 are sealed using a sealant of the desired temperature, applying it to the contact surface of the tube 1 and the sleeve by bushing the holes of the sleeve 5 for current leads 6 and 7. Insulator sleeve 5 and the washer 8 is made of non-conductive material, such as porcelain, and the switch of the sections of the spiral E can be connected to the sleeve 5, combining them into one node, which allows to obtain a single-end electric heating element.

- 4 диаметру спирали 2 и внутреннему диаметру оболочки 4 позволяет упростить монтаж втулки 5 и исключает перегиб токовыводов 6 и 7.- 4 the diameter of the spiral 2 and the inner diameter of the shell 4 allows you to simplify the installation of the sleeve 5 and eliminates the bend of the current leads 6 and 7.

- 5 Формула- 5 Formula

Claims (4)

1. Трубчатый электронагревательный элемент, содержащий защитную трубку, внутри которой установлена в наполнителе нагревательная спираль, и герметично соединенную с трубкой торцевую изоляторную втулку с токовыводами спирали, отличающийся тем, что наполнитель выполнен в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных с зазором между собой цилиндрических оболочек, изготовленных на основе слюдосодержащего материала, при этом наружный диаметр большей оболочки равен внутреннему диаметру трубки, спираль расположена в зазоре между оболочками, ее токовыводы выполнены во втулке на диаметрах, близких диаметру спирали и внутреннему диаметру меньшей оболочки, а сама втулка частично размещена в трубке.1. Tubular electric heating element containing a protective tube, inside which a heating spiral is installed in the filler, and an end insulator sleeve hermetically connected to the tube with spiral current leads, characterized in that the filler is made in the form of at least two cylindrical shells coaxially located with a gap between each other made on the basis of mica-containing material, while the outer diameter of the larger shell is equal to the inner diameter of the tube, the spiral is located in the gap between the shell glasses, its current outputs are made in the sleeve at diameters close to the diameter of the spiral and the inner diameter of the smaller shell, and the sleeve itself is partially placed in the tube. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что он снабжен электрическим переключателем, а спираль выполнена из отдельных секций, токовыводы которых подключены к последнему с возможностью включения параллельно или последовательно, или смешанно. 2. The element according to claim 1, characterized in that it is equipped with an electric switch, and the spiral is made of separate sections, the current outputs of which are connected to the latter with the possibility of inclusion in parallel or in series, or mixed. 3. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что трубка выполнена из стали, а торец трубки, свободный от изоляторной втулки, завальцован и заварен. 3. The element according to claim 1 or 2, characterized in that the tube is made of steel, and the end of the tube, free from the insulating sleeve, is rolled and welded. 4. Элемент по п.1, отличающийся тем, что защитная трубка выполнена из второпласта.

4. The element according to claim 1, characterized in that the protective tube is made of secondary plastic.