Электронагреватель для контактной сварки труб из термопластов

Электронагреватель для контактной сварки труб из термопластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3800391/23-05 (22) 11.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. № 14 (71) Опорно-показательный специализированный строительно-монтажный трест «Спецстроймеханизация» Чувашского территориального управления строительства и Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (72) Н. А. Сазонов, В. Н. Николаев, В. И. Лоскутов и В. В. Михайлов (53) 678.059.4 (088.8) (56) Семячкин С. Е. Контактная сварка пластмасс в строительстве. Изд-во лит. по стр-ву. М.: 1968, с. 111 — 114, 118.

Давыдов Ю. С. Повышение качества сварки полиэтиленовых труб встык.— Гидротехника и мелиорация, 1970, № 6, с. 41 — 43.

„„SU„„1224169 А (51),1 В 29 С 65/18, В 29 1 23:22 (54) (57) ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ

КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ТРУБ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ, содержащий кольцевой нагревательный элемент с выводами для подключения к источнику тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, нагревательный элемент выполнен с концентрическими прорезями, разделяющими рабочую поверхность нагревательного элемента на полосы с постоянным соотношением средней длины полосы к ее ширине, причем концы концентрических прорезей расположены на выводах нагревательного элемента.

1224169

W; = —.— = const, Р; (50

1

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к нагревательным устройствам для контактной сварки оплавлением труб из термопластов.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения.

На фиг. 1 схематически показан электронагреватель для сварки цилиндрических труб, общий вид; на фиг. 2 — кольцевой нагревательный элемент.

Электронагреватель для контактной сварки труб из термопластов содержит теплопроводный корпус 1, кольцевой электронагревательный элемент 2, изолирующую прокладку 3 и контактную колодку 4.

Нагревательный элемент (фиг. 2) выполнен из листа хромоникелевой стали с концентрическими прорезями 5, разделяющими рабочую зону нагревательного элемента на полосы 6 с выводами 7, имеющими отверстия 8, предназначенные для крепления контактной колодки 4. Количество прорезей может быть различно и зависит от ширины кольца нагревательного элемента. Контактная колодка 4 создает надежный переходный контакт от выводов 7 к рабочей поверхности нагревательного элемента. Полосы 6 имеют постоянное соотношение средней их длины к ширине. Концы концентрических прорезей 5 расположены на выводах нагревательного элемента. Нагревательный элемент питается от понижающего трансформатора (не показан), имеющего возможность регулирования напряжения, которое устанавливается для каждого типоразмера нагревателя и контролируется вольтметром (не показан). Температура поверхности нагревателя контролируется и поддерживается на требуемом уровне с помощью термопары и регулирующего прибора (не показаны).

Электронагреватель работает следующим образом.

Между торцами подготовленных к сварке труб вводится нагреватель, предварительно нагретый до требуемой по технологии температуры (около 200 С). Торцы свариваемых труб приводятся в соприкосновение с нагревателем и под давлением оплавляются определенное время до образования нормального пояска (буртика) по всей длине окружности труб. Затем давление снимается, торцы труб отводятся от нагревателя, нагреватель выводится из образовавшегося зазора, а трубы снова быстро стыкуются и свариваются под определенным давлением.

В качестве материал а для наг ревател ьного элемента используют тонкий лист из сплава хромоникелевой стали с высоким удельным электрическим сопротивлением, что позволяет уменьшить толщину нагревателя и его массу, уменьшает теплоинерционные свойства нагревателя и время для достижения заданной температуры, увеличивает его

КПД а также облегчает работу сварщиков.

Кроме того, низкое напряжение питания 5—

15 В уменьшает опасность поражения электтрическим током.

Для обеспечения высокого качества сварки торцы труб должны равномерно нагреваться по всей поверхности, поэтому ширина кольца нагревателя выбирается на 10 — 20 мм больше толщины стенки труб. Практически ширина кольца нагревателя получается 40—

60 мм и, если не принимать специальных мер, то вследствие кольцевого эффекта, «еравномерность температуры по поверхности нагревателя составляет более 100 С.

Наиболее холодная зона возникает в районе выводов из внутренней части нагревательного элемента, где ток практически не протекает. Применение прорезей, разделяющих рабочую поверхность нагревательного элемента на элементарные кольца малой ширины, принудительно распределяет ток по нагревательному элементу, уменьшая неравномерность распределения температуры и обеспечивая высокое качество сварки.

Равномерное распределение температуры по поверхности нагревательного элемента будет обеспечено при равномерном распределении удельной поверхностной мощности

W;,т. е.

U2 где Р; = — — мощность, выделяемая в i-м

R„ элементарном кольце нагревательного элемента; F; — площадь поверхности элементарного кольц ; U — напряжение на зажимах нагревателя; К;= — †сопротивлен

Я элементарного кольца нагревательного элемента; р — удельное сопротивление материала нагревательного элемента; 1; — средняя длина элементарного кольца; S; = б Ь,— площадь поперечного сечения элементарного кольца; б,Ь; — соответственно толщина нагревательного элемента и ширина элементарного кольца.

Учитывая, что U, р, б для всех элементарных колец нагревательного элемента одинаковы, из выражения (1) получим

1,"= const (2)

Условие (2) невыполнимо, так как средняя длина элементарных колец не может быть одинаковой.

Практически наиболее близко к равномерному будет распределение температуры при условии равенства мощности, выделяемой в каждом элементарном кольце, что при неизменных U, р, б на каждом кольце, будет обеспечено при

1; — const, (3)

l т. е. при неизменном соотношении средней длины элементарного кольца (полосы) к ширине. С увеличением числа колец равномерность распределения температуры повышается.

1224169

Составитель Л. Грунина

Редактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 1875/16 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4