Плоский электронагреватель

Плоский электронагреватель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИК

ИЗО РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010777 (21) 2561401/24-07 (51)М. Кл.

Н 05 В 3/26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3. . 036. 665 (088. 8) Опубликовано 250680, Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 2506.80 (72) Авторы изобретения.

Д.С. Шахматов, Г.Н. Хрущев и А.В. Кад ин

Г ====

Х,"

Г (71) Заявитель

Ин сти тут горного дела (54) ПЛОСКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

- Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано для нагрева, сушки и обжига различных изделий и материалов, а 5 также разрушения горных пород и руд инфракрасным излучением высокой интенсивности.

Известны плоские электронагреватели, предназначенные для сушки, нагре-1О ва и обжига различных изделйй и материалов в электрических печах и на открытом воздухе.

Они содержат основание из неэлектропроводной керамики, и токопроводя цйй слой из металла или электропроводной композиции, например кера мики, в состав. которой введен материал основания CljaQj..

Эти нагреватели достаточно эффективно работают при невысоких (до

Р

700-800 С) температурах. В высокотемпературном (свыше 1000 С) режиме из-за значительной разницы коэффициентов линейного расширения и теп- 25 лопроводности материалов токопроводящего слоя и основания на их границе возникают значительные термические напряжения, особенно при быстром разогреве. От воздействия этих напряжений нагреватели быстро выходят из строя.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности работы электронагревателя в высокотемпературном режиме °

Это достигается тем, что токопроводящий рабочий слой электронагревателя выполнен с плавно увеличивающимся в направлении от рабочей поверхности к основанию сопротивлением. В состав токопроводящего рабочего слоя введен материал подложки в концентрации, плавно увеличивающейся в направлении от рабочей поверхности к основанию. На рабочую поверхность токопроводящего слоя нанесено покрытие из жаростойкого электроизоляционного материала с высокой степенью черноты, например из нитрита бора.

На чертеже показан продольный осевой разрез электронагревателя.

На основание 1 из электроизоляционного материала, например шамота, нанесен токопроводящий слой 2, например, из карбида кремния (до температуры 1300 С ) или дисилицида молибдена (до температуры 1600 C). В

743232 торцах основания 1 установлены токопроводящие шины 3 с гнездами 4, н которые входят разъемы 5. На рабочую поверхность токопроводящего слоя

2 нанесено покрытие 6 иэ жаростойкого электроизоляционного материала с высокой степенью черноты, например из нитрида бора. С нерабочей стороны в тело основания 1 запрессованы крепежные шпильки 7 с резьбой .

Токопроводящий слой 2 выполнен с плавно увеличинающимся н направлении от рабочей поверхности к основанию электрическим сопротивлением, например, по экспоненциальному закону.

При подаче тока на слой 2 поверхность его из-эа малого сопротивления быстро разогревается до высокой рабочей температуры. По мере удаления от рабочей поверхности внутрь слоя

2 температура плавно уменьшается до температуры основания 1 из-за плавного возрастания сопротивления слоя. Таким образом, опасные термические напряжения не возникают ввиду отсутствия большого градиента температур между токопроводящим слоем 2 и основанием 1. Благодаря этому раз— рушения слоя 2, выпучивания и отрыва его от основания не наблюдается.

Плавное изменение электрического сопротивления токопроводящего слоя получают добавлением в его состав материала основания со все возрастающей концентрацией. Этим же достигается плавное и з мен ение коэ ффицие нта теплового расширения.

Одним из возможных способов получения нагревателя с изменяющимся по толщине сопротивлением является последовательное нанесение тонких слоев смеси сухих или увлажненных порошкообразных компонентов на электротеплоизоляционное основание. При этом концентрация токопроводящего компонента в смеси плавно изменяется от слоя к слою. Плавность изменения электрического сопротивления нагревателя при такой технологии из готовления будет зависеть от числа слоев. B зависимости от требований к нагревателям число слоев должно составлять от 10 .до 20, при этом концентрация проводящего компонента в каждом слое изменяется на 510%;

Покрытие 6 позволяет увеличить лучистую теплоотдачу с рабочей поверхности нагревателя и повысить безопасность обращения с ним.

Электронагренатели можно собирать в панели со значительной поверхностью нагрева, электрически соединяя их между собой разъемами 5. При этом шпильками 7 нагреватели крепят к базовому щиту.

Предлагаемый плоский электронагреватель позволяет значительно повысить надежность и долговечность работы его в высокотемпературном режиме при создании печей, обжиговых

° и сушильных камер, а также рабочих органов горных машин с генераторами инфракрасного излучения.

Формула изобретения

1. Плоский электронагреватель, содержащий электроизоляционное основание и нанесенный на него токопроводящий слой из композиционного

25 матеРиала, в состав которого введен материал основания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы в высокотемпературном Режиме, токопроводящий слой выполн ен с плавно увеличивающимся в направлении от рабочей поверхности к основанию электрическим сопротивлением.

2. Электронагреватель по п. 2, отли чающий с я тем,что указанное увеличение сопротивления токопро водящего слоя выполнено введением в него материала основания в концентрации, плавно увеличивающейся в направлении от рабочей поверх40 ности к основанию.

3. Электронагреватель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что поверх то копроводяще ro слоя н анесено покрытие из материала с вы45 сокой степенью черноты, напРимеР из нитрида бора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 о

1. Патент Англии Р 1416591, кл. Н 05 . В 3/10, 1975.

2. Заявка Франции 9 2252723, кл. Н 05 В 3/14 1975.

743232

Составитель A. Ходатаева

Редактор Н. Воликова Техред Э.Верещ Корректор Г. Назарова

Заказ 3491/51 Тираж 885 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

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

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