RU2676293C1 - Wire heater for cylindrical furnace - Google Patents

Wire heater for cylindrical furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2676293C1
RU2676293C1 RU2018107085A RU2018107085A RU2676293C1 RU 2676293 C1 RU2676293 C1 RU 2676293C1 RU 2018107085 A RU2018107085 A RU 2018107085A RU 2018107085 A RU2018107085 A RU 2018107085A RU 2676293 C1 RU2676293 C1 RU 2676293C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heater
wire
zigzag
elements
spiral
Prior art date
Application number
RU2018107085A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Анатольевич Горшков
Виталий Петрович Крылов
Андрей Эдуардович Пыльченков
Игорь Евгеньевич Суханов
Николай Сергеевич Титов
Original Assignee
Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" filed Critical Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина"
Priority to RU2018107085A priority Critical patent/RU2676293C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2676293C1 publication Critical patent/RU2676293C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

FIELD: heating.SUBSTANCE: invention relates to electrothermancy, in particular, to designs of heaters for heating cylindrical furnaces. Technical result is achieved by a wire heater for a cylindrical furnace containing coaxially arranged resistive elements and current leads connected in series. In this case, the heater is made in the form of spiral made from a single piece of wire in the form of sequentially connected zigzag elements having an ogival shape, oriented by a long part of the element along longitudinal axis, with a ratio of the lengths of parts of zigzag elements as six to one. Moreover, the spiral is freely rolled around the circumference, and the current leads are made in the form of cylinders whose diameter is five times the diameter of heater wire.EFFECT: technical result is to increase uniformity of heat flow and reduce heat losses to achieve high heating temperatures at optimum current load to increase reliability.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротермии, в частности к конструкциям нагревателей для нагрева цилиндрических печей до температур 1200°С в условиях воздуха, вакуума или атмосферы защитных газов.The invention relates to the field of electrothermal, in particular to the design of heaters for heating cylindrical furnaces to temperatures of 1200 ° C in air, vacuum or atmosphere of protective gases.

Известен нагреватель для цилиндрической печи в виде спирали, где рабочая часть нагревателя выполнена в виде проволочной спирали расположенной вокруг цилиндрического нагреваемого тела [И.А. Фельдман, М.Б. Гутман, Г.К. Рубин, Н.И. Шадрич. Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления. Изд. второе, переработанное и дополненное. Изд-во «Энергия». М., Л., 1966 104 с., рис. 5 стр. 19.].Known heater for a cylindrical furnace in the form of a spiral, where the working part of the heater is made in the form of a wire spiral located around a cylindrical heated body [I.A. Feldman, M.B. Gutman, G.K. Rubin, N.I. Shadrich. Calculation and design of heaters electric resistance. Ed. second, revised and enlarged. Publishing house "Energy". M., L., 1966 104 pp., Fig. 5 p. 19.].

Известен ленточный нагреватель для электропечей, где нагреватель выполнен ленточным, изогнутым в виде зигзага, а переходные участки выполнены в форме конических поверхностей (А.с. СССР №1239898, кл. Н05В 3/62, от 23.10.1984).Known ribbon heater for electric furnaces, where the heater is made of ribbon, curved in the form of a zigzag, and the transitional areas are made in the form of conical surfaces (A.S. USSR №1239898, CL NV0562, from 10.23.1984).

Известен нагреватель из проволочных зигзагообразных элементов [И.А. Фельдман, М.Б. Гутман, Г.К. Рубин, Н.И. Шадрич. Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления. Изд. второе, переработанное и дополненное. Изд-во «Энергия». М., Л., 1966 104 с., рис. 15 стр. 35.]. Конструкция проволочного нагревателя содержит рабочую часть и токоподводы, при этом рабочая часть выполнена из зигзагообразных элементов, соединенных последовательно и расположенных по окружности цилиндрической печи трубы.Known heater wire zigzag elements [I.A. Feldman, M.B. Gutman, G.K. Rubin, N.I. Shadrich. Calculation and design of heaters electric resistance. Ed. second, revised and enlarged. Publishing house "Energy". M., L., 1966 104 pp., Fig. 15 p. 35.]. The design of the wire heater contains a working part and current leads, while the working part is made of zigzag elements connected in series and circumferentially arranged in a cylindrical furnace tube.

Недостатком конструкции представленного проволочного нагревателя является низкая плотность выделяемой энергии на элемент площади печи и потери тепловой энергии в футеровки печи, что не позволяет нагреть пространство печи до высоких температур.The disadvantage of the design of the presented wire heater is the low density of the energy released on the element of the furnace area and the loss of thermal energy in the furnace lining, which does not allow the furnace space to be heated to high temperatures.

Из сравнения конструкций нагревателей известно, что проволочный нагреватель из зигзагообразных элементов для цилиндрических печей является более эффективным, чем проволочный спиральный [И.А. Фельдман, М.Б. Гутман, Г.К. Рубин, Н.И. Шадрич. Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления. Изд. второе, переработанное и дополненное. Изд-во «Энергия». М., Л., 1966 104 с., рис. 20 стр. 45-54.]From a comparison of heater designs, it is known that a zigzag wire heater for cylindrical furnaces is more efficient than a spiral wire [I.A. Feldman, M.B. Gutman, G.K. Rubin, N.I. Shadrich. Calculation and design of heaters electric resistance. Ed. second, revised and enlarged. Publishing house "Energy". M., L., 1966 104 pp., Fig. 20 pp. 45-54.]

Известен нагревательный элемент, который содержит рабочую часть и токоподводы, при этом рабочая часть выполнена из последовательно соединенных коаксиально размещенных труб с длиной токоподводов рабочей части, ограниченной осевыми пазами в диаметральной плоскости и кольцевой перемычкой у торца внутренней и наружной трубы [патент РФ №2409796, МПК F27D 11/00, Н05В 3/42, опубл. 20.01.2011 г.].Known heating element, which contains the working part and the current leads, while the working part is made of series-connected coaxially placed pipes with the length of the current leads of the working part, bounded by axial grooves in the diametral plane and an annular bridge at the end of the inner and outer pipe [RF Patent №2409796, IPC F27D 11/00, H05B 3/42, publ. 01/20/2011].

Фактически нагревательный элемент состоит из 2-х половин, соединенных перемычкой и электрический ток последовательно обтекает одну половину, а затем вторую. Коаксиальное расположение разделенных труб уменьшает габариты нагревательного элемента при сравнимой мощности, позволяет снизить токовую нагрузку для достижения заданной температуры во внутренней полости нагревательного элемента за счет частичной экранизации внутренней трубы наружными трубами.In fact, the heating element consists of 2 halves connected by a jumper and an electric current sequentially flows around one half and then the second. The coaxial arrangement of the divided pipes reduces the dimensions of the heating element at comparable power, and reduces the current load to achieve the desired temperature in the internal cavity of the heating element due to partial screening of the internal pipe by the external pipes.

Недостатком рассматриваемой конструкции нагревательного элемента является неравномерность теплового потока, излучаемого обеими половинками нагревательного элемента, разделенными сквозной прорезью.The disadvantage of the considered design of the heating element is the unevenness of the heat flow emitted by both halves of the heating element, separated by a through slot.

С помощью нагревательного элемента можно обеспечить равномерный тепловой поток только при равномерном омическим сопротивлении обеих половин нагревательного элемента, достичь которого технически затруднительно, так как для этого необходима абсолютная идентичность по геометрическим размерам: диаметру, толщине стенки, а также должно быть идентичное взаимное расположение всех составляющих нагревательного элемента. Кроме того, наличие сквозной прорези на большей части нагревательного элемента является причиной больших тепловых потерь не позволяющей достичь высоких температур нагрева рабочей зоны. Компенсация тепловых потерь за счет повышения плотности тока имеет свои пределы, а это приводит к снижению надежности нагревательного элемента.Using a heating element, it is possible to ensure uniform heat flow only with uniform ohmic resistance of both halves of the heating element, which is technically difficult to achieve, since this requires absolute identity in geometric dimensions: diameter, wall thickness, and the mutual arrangement of all heating components should be identical. an item. In addition, the presence of a through slot in most parts of the heating element is the cause of large heat losses that prevent the high temperatures of the working area from being reached. Compensation of heat losses by increasing the current density has its limits, and this leads to a decrease in the reliability of the heating element.

Известен нагреватель для электропечи из коаксиально расположенных резистивных элементов соединенных с токоподводами [А.с. СССР №1053331, кл. Н05В 3/62, от 23.07.1982].Known heater for electric furnaces from coaxially arranged resistive elements connected to the current leads [A. USSR № 1053331, cl. H05B 3/62, dated 07.23.1982].

Нагреватель состоит из внутреннего цилиндра диаметром D1, наружного цилиндра диаметром D2 и токоподводов, выполненных из листового материала. В верхней части внутренний и наружный цилиндры соединены между собой и образуют последовательную электрическую цепь.The heater consists of an inner cylinder with a diameter of D1, an outer cylinder with a diameter of D2, and current leads made of sheet material. In the upper part, the inner and outer cylinders are interconnected and form a series electrical circuit.

Недостатком нагревателя является то, что при выполнении внутреннего цилиндра из сплошного листового материала он затеняет наружный цилиндр, что снижает его эффективность.The disadvantage of the heater is that when the inner cylinder is made of a continuous sheet material, it obscures the outer cylinder, which reduces its efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату (прототип) к заявляемому изобретению является конструкция нагревательного элемента, имеющего форму змеевика с коаксиально расположенными спиралями, соединенными между собой последовательно с противоположными направлениями навивки [А.с. СССР №465521, кл. F22b 1/28, Н05В 3/49, от 11.12.1972]. Спирали змеевика укреплены с помощью нарезной опорной втулки из термостойкого прозрачного диэлектрического материала.The closest in technical essence and the achieved result (prototype) to the claimed invention is the design of a heating element having the form of a coil with coaxially arranged spirals interconnected in series with opposite directions of winding [A. USSR №465521, cl. F22b 1/28, H05B 3/49, dated 11/12/1972]. The coil spirals are reinforced with a threaded support sleeve made of heat-resistant transparent dielectric material.

Недостатком такого решения является то, что для укрепления внешней и внутренней спиралей коаксиального проволочного нагревателя применяется нарезная опорная втулка из термостойкого прозрачного диэлектрического материала, которая затеняет тепловой поток, что повышает неравномерность теплового потока, кроме того в нагревателе применяются спиральные элементы, которые менее эффективны по сравнению с зигзагообразными [И.А. Фельдман, М.Б. Гутман, Г.К. Рубин, Н.И. Шадрич. Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления. Изд. Второе, переработанное и дополненное. Из-во «Энергия». М., Л., 1966 104 с., рис. 20 стр. 46-54.].The disadvantage of this solution is that to strengthen the outer and inner coils of the coaxial wire heater, a threaded support sleeve of a heat-resistant transparent dielectric material is used, which obscures the heat flow, which increases the heat flow irregularity, besides spiral elements are used in the heater, which are less effective than with zigzag [I.A. Feldman, M.B. Gutman, G.K. Rubin, N.I. Shadrich. Calculation and design of heaters electric resistance. Ed. The second, revised and enlarged. Because of "Energy." M., L., 1966 104 pp., Fig. 20 pp. 46-54.].

Неравномерность теплового потока нагревательных элементов является нежелательным фактором для установок исследовательского характера, например, для установок определения диэлектрических свойств материалов, где предъявляются высокие требования к равномерности температурного поля в рабочей зоне.Irregularity of the heat flux of heating elements is an undesirable factor for installations of a research nature, for example, for installations determining the dielectric properties of materials where high demands are made on the uniformity of the temperature field in the working area.

Задачей настоящего изобретения является создание зоны высокой равномерности теплового потока и снижение тепловых потерь для достижения высоких температур нагрева при оптимальной токовой нагрузке в нагревателе цилиндрической печи для обеспечения его высокой надежности.The present invention is to create a zone of high uniformity of heat flow and reduce heat loss to achieve high heating temperatures at optimum current load in a cylindrical furnace heater to ensure its high reliability.

Поставленная задача решается тем, что предложен:The task is solved by the fact that proposed:

1. Проволочный нагреватель для цилиндрической печи, содержащий коаксиально расположенные резистивные элементы и токоподводы, соединенные между собой последовательно, отличающийся тем, что нагреватель выполнен в виде спирали из единого куска проволоки в виде последовательно соединенных зигзагообразных элементов, имеющих оживальную форму, ориентированного длинной частью элемента вдоль продольной оси, с соотношением длин частей зигзагообразных элементов, как шесть к одному, причем спираль свободно свернута по окружности, а токоподводы, выполненные в виде цилиндров, диаметр которых в пять раз превышает диаметр проволоки нагревателя.1. Wire heater for a cylindrical furnace, containing coaxially arranged resistive elements and current leads connected in series, characterized in that the heater is made in the form of a spiral from a single piece of wire in the form of serially connected zigzag elements having a lively shape, oriented with the long part of the element along the longitudinal axis, with the ratio of the lengths of the parts of the zigzag elements, as six to one, with the spiral freely rolled around the circumference, and the current conductors , made in the form of cylinders whose diameter is five times the diameter of the heater wire.

2. Проволочный нагреватель для цилиндрической печи по п. 1 отличающийся тем, что нагреватель выполнен в виде последовательно соединенных и продольно расположенных проволочных элементов: зигзагообразного элемента с дугой в нижней части, расположенного по внутренней окружности нагревателя, зигзагообразного элемента с дугой в верхней части, расположенного по радиусу цилиндра, зигзагообразного элемента с дугой в нижней части, расположенного по внешней окружности2. Wire heater for a cylindrical furnace under item 1, characterized in that the heater is made in the form of series-connected and longitudinally arranged wire elements: a zigzag element with an arc in the lower part located along the inner circumference of the heater, a zigzag element with an arc in the upper part located along the radius of the cylinder, zigzag-shaped element with an arc in the lower part, located on the outer circumference

нагревателя, зигзагообразного элемента с дугой в верхней части, расположенного по радиусу цилиндра, и так далее, причем продольно расположенные проволоки зигзагообразных элементов расположены со сдвигом по радиусу печи не затеняя друг друга.heater, zigzag element with an arc in the upper part located along the radius of the cylinder, and so on, and the longitudinally located wires of the zigzag elements are arranged with a shift along the radius of the furnace without obscuring each other.

Заявляемая конструкция проволочного нагревателя обеспечивает равномерное поле температуры в рабочей зоне цилиндрической печи и высокую надежность работы из-за применения двойного ряда проволочных зигзагообразных элементов, равномерно расположенных на внешней и внутренней окружностях.The inventive design of the wire heater provides a uniform temperature field in the working area of the cylindrical furnace and high reliability of operation due to the use of a double row of wire zigzag elements evenly spaced on the outer and inner circles.

Выбор зигзагообразных элементов в конструкции нагревателя связан с тем, что по сравнению с нагревателями из спиральных или ленточных элементов предлагаемая конструкция нагревателя из зигзагообразных элементов с обладает большей удельной мощностью и при других равных условиях достигает больших температур в зоне нагрева [И.А. Фельдман, М.Б. Гутман, Г.К. Рубин, Н.И. Шадрич. Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления. Изд. Второе, переработанное и дополненное. Из-во «Энергия». М., Л., 1966 104 с. стр. 49-50.].The choice of zigzag elements in the design of the heater is due to the fact that, compared with heaters from spiral or ribbon elements, the proposed heater design of zigzag elements with a higher specific power and under other equal conditions reaches high temperatures in the heating zone [I.A. Feldman, M.B. Gutman, G.K. Rubin, N.I. Shadrich. Calculation and design of heaters electric resistance. Ed. The second, revised and enlarged. Because of "Energy." M., L., 1966 104 p. pp. 49-50.].

Предлагаемое техническое решение проволочного нагревателя в отличие от прототипа включает коаксиально расположенные продольные проволочные элементы на внешней окружности выполняют роль обогреваемого экрана для проволочных продольных элементов расположенных на внутренней окружности, охватывающей рабочую зону.The proposed technical solution of the wire heater, in contrast to the prototype, includes coaxially arranged longitudinal wire elements on the outer circumference play the role of a heated screen for the wire longitudinal elements located on the inner circumference covering the working area.

В предлагаемых конструкциях при применении коаксиальной схемы построения нагревателей отсутствуют затеняющие элементы, что позволяет достигнуть равномерного распределения теплового потока по объему печи.In the proposed designs with the use of a coaxial scheme for constructing heaters, there are no shadowing elements, which allows achieving uniform distribution of the heat flux over the furnace volume.

Отличительной особенностью, позволяющей получить положительный эффект, в предлагаемом техническом решении является сохранение преимущества коаксиального нагревателя, за счет использования продольно расположенных витков спирали, в виде вытянутого оживала, собираемой из последовательно соединенных зигзагообразных элементов.A distinctive feature that allows to obtain a positive effect in the proposed technical solution is to preserve the advantages of a coaxial heater, through the use of longitudinally arranged turns of the spiral, in the form of an elongated animated, assembled from successively connected zigzag elements.

Кроме того, предложенное в конструкции нагревателя расположение зигзагообразных элементов обеспечивает их свободное линейное расширение при нагреве. Применение последовательного соединения зигзагообразных элементов на внутренней и внешней окружностях позволяет снизить токовую нагрузку с элементов, расположенных на внутренней окружности, при увеличении интенсивности нагрева в центральной зоне печи, тем самым при более низкой токовой нагрузке достичь более высокую температуру и более высокую надежность работы нагревателя.In addition, the arrangement of zigzag elements proposed in the design of the heater ensures their free linear expansion during heating. The use of a serial connection of zigzag elements on the inner and outer circumferences allows to reduce the current load from the elements located on the inner circumference, while increasing the intensity of heating in the central zone of the furnace, thereby attaining a higher temperature and a higher reliability of the heater.

При работе проволочного нагревателя элементы, расположенные на внутренней окружности, нагреваются до более высокой температуры, чем на внешней, соответственно, больше удлиняются, поэтому для конструкции проволочного нагревателя по второму пункту, у которой менее жесткая связь между элементами лучше компенсирует разность удлинений зигзагообразных элементов, расположенных на внутренней и внешней окружностях нагревателя.When the wire heater is in operation, the elements located on the inner circumference heat up to a higher temperature than the external one, respectively, are longer, therefore for the design of the wire heater according to the second point, which has a less rigid connection between the elements, it compensates the difference in elongations of zigzag elements located on the inner and outer circumference of the heater.

Для нагревателя, выполненного по предлагаемым техническим решениям, используется расстояние между витками зигзага близкое к екомендуемому

Figure 00000001
, где е - расстояние между проволоками, d - диаметр проволоки для снижения температуры нагревателя [И.А. Фельдман, М.Б. Гутман, Г.К. Рубин, Н.И. Шадрич. Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления. Изд. Второе, переработанное и дополненное. Из-во «Энергия». М., Л., 1966 104 с, стр.47.].For the heater, made by the proposed technical solutions, the distance between the turns of the zigzag is used close to that recommended
Figure 00000001
where e is the distance between the wires, d is the diameter of the wire to reduce the temperature of the heater [I.A. Feldman, M.B. Gutman, G.K. Rubin, N.I. Shadrich. Calculation and design of heaters electric resistance. Ed. The second, revised and enlarged. Because of "Energy." M., L., 1966 104 p. P. 47].

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид сверху проволочного нагревателя по первому пункту. Конструкция проволочного нагревателя по первому пункту выполнена из токоподводов 1 последовательно соединенных с зигзагообразными элементами 2 в виде двойной спирали с вытянутыми витками, ориентированными по радиусу печи.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a top view of the wire heater of the first item. The design of the wire heater in the first paragraph is made of current leads 1 connected in series with zigzag elements 2 in the form of a double helix with elongated turns oriented along the radius of the furnace.

На фиг. 2 представлен общий вид проволочного нагревателя по второму пункту. Конструкция проволочного нагревателя по второму пункту выполнена в виде токоподводов 1 последовательно соединенных с зигзагообразными элементами:FIG. 2 shows a general view of the wire heater according to the second paragraph. The design of the wire heater in the second paragraph is made in the form of current leads 1 connected in series with zigzag elements:

2 - зигзагообразный элемент с дугой в нижней части, расположенный по окружности внутренней части нагревателя,2 - zigzag element with an arc in the lower part, located around the circumference of the inside of the heater,

3 -зигзагообразный элемент с дугой в верхней части, расположенный по радиусу цилиндра печи,3-zigzag element with an arc in the upper part, located along the radius of the furnace cylinder,

4 - зигзагообразный элемент с дугой в нижней части, расположенный по окружности внешней части нагревателя,4 - zigzag element with an arc in the lower part, located around the circumference of the outer part of the heater,

5 -зигзагообразный элемент с дугой в верхней части, расположенный по радиусу цилиндра печи.5 is a zigzag element with an arc in the upper part located along the radius of the furnace cylinder.

Нагревательный элемент работает следующим образом. Электрический ток подается на токоподводы 1, соединенные последовательно с зигзагообразными элементами.The heating element operates as follows. Electric current is supplied to the current leads 1, connected in series with zigzag elements.

Наиболее эффективно нагреватель используется, когда продольные зигзагообразные элементы расположены вертикально, а токоподводы расположены ниже тела нагревателя, так как при этом силовая нагрузка при нагреве располагается по нагревателю более равномерно, а токоподводы при длительной эксплуатации имеют более низкую рабочую температуру.The heater is most efficiently used when the longitudinal zigzag elements are arranged vertically and the current leads are located below the heater body, since the power load during heating is more evenly distributed over the heater and the current leads have a lower operating temperature during long-term operation.

Проведенные авторами теплофизические расчеты показали, что только применение в предложенной конструкции проволочного нагревателя коаксиального расположения зигзагообразных элементов позволило достичь необходимой температуры 1200°С в рабочей зоне цилиндрической печи при приемлемой плотности тока в проволоке диаметром 5 мм из высокотемпературной стали Х23Ю5Т ГОСТ 12766.1-90 (фехраль).The thermophysical calculations performed by the authors showed that only the use of a coaxial arrangement of zigzag elements in the proposed design of a wire heater made it possible to reach the required temperature of 1200 ° C in the working area of a cylindrical furnace with an acceptable current density of 5 mm in diameter from high-temperature steel X23YU5T GOST 12766.1-90 (fechral) .

Проведенные авторами расчеты показали, что предложенная конструкция нагревателя, в которой расположение продольных элементов относительно центра цилиндрической печи не затеняет друг друга, существенно повышает эффективность работы нагревателя.The calculations carried out by the authors showed that the proposed heater design, in which the location of the longitudinal elements relative to the center of the cylindrical furnace does not obscure each other, significantly increases the efficiency of the heater.

Нагреватели, выполненные из единого куска проволоки обладают высокой надежностью.Heaters made from a single piece of wire are highly reliable.

Технология изготовления предусматривает последовательную навивку каждого элемента нагревателя из разогретого куска проволоки на шаблон. Сварка производится только в местах соединения проволоки нагревателя с токоподводами для дополнительного крепления.Manufacturing technology involves the successive winding of each element of the heater from a heated piece of wire on the template. Welding is performed only at the joints of the heater wire with the current leads for additional fastening.

В реализованной конструкции нагревателя для исключения короткого замыкания проволоки из-за температурной деформации в верхней части нагревателя проволоки зигзагообразные элементы перевязаны друг с другом изоляторами из корундовой керамики (Аl2О3).In the implemented heater design, in order to avoid short circuits of the wire due to temperature deformation in the upper part of the wire heater, the zigzag elements are tied with one another by insulators made of corundum ceramics (Al 2 O 3 ).

Применение мощных управляемых источников постоянного тока с низким выходным напряжением позволяет применить в нагревателе проволоку со значительной величиной диаметра, что позволило предложить не закрепленную конструкцию проволочного нагревателя и повысить надежность его работы за счет отсутствия контакта нагревателя с элементами крепления и фиксации от провисания.The use of powerful controlled DC sources with a low output voltage allows the use of a wire with a significant diameter in the heater, which made it possible to propose an unsecured wire heater design and increase its reliability due to the absence of heater contact with fastening and fixing elements from sagging.

Применение заявляемой конструкции проволочного нагревателя в установке для измерения диэлектрической проницаемости в волноводном цилиндрическом резонаторе из кварцевого стекла с платиновым покрытием позволило значительно повысить надежность нагревательного элемента, реализовать высокую изотермичность в зоне расположения испытуемого образца при температурах измерений до 1200°С.The use of the inventive wire heater design in an installation for measuring the dielectric constant in a waveguide cylindrical resonator made of quartz glass with a platinum coating made it possible to significantly increase the reliability of the heating element and realize high isothermality in the zone of the test sample at temperatures of up to 1200 ° C.

Claims (2)

1. Проволочный нагреватель для цилиндрической печи, содержащий коаксиально расположенные резистивные элементы и токоподводы, соединенные между собой последовательно, отличающийся тем, что нагреватель выполнен в виде спирали из единого куска проволоки в виде последовательно соединенных зигзагообразных элементов, имеющих оживальную форму, ориентированного длинной частью элемента вдоль продольной оси, с соотношением длин частей зигзагообразных элементов как шесть к одному, причем спираль свободно свернута по окружности, а токоподводы выполнены в виде цилиндров, диаметр которых в пять раз превышает диаметр проволоки нагревателя.1. Wire heater for a cylindrical furnace, containing coaxially arranged resistive elements and current leads connected in series, characterized in that the heater is made in the form of a spiral from a single piece of wire in the form of serially connected zigzag elements having a lively shape, oriented with the long part of the element along the longitudinal axis, with the ratio of the lengths of the parts of the zigzag elements as six to one, with the spiral freely rolled around the circumference, and the current conductors made in the form of cylinders whose diameter is five times the diameter of the heater wire. 2. Проволочный нагреватель для цилиндрической печи по п. 1 отличающийся тем, что нагреватель выполнен в виде последовательно соединенных и продольно расположенных проволочных элементов: зигзагообразного элемента с дугой в нижней части, расположенного по внутренней окружности нагревателя, зигзагообразного элемента с дугой в верхней части, расположенного по радиусу цилиндра, зигзагообразного элемента с дугой в нижней части, расположенного по внешней окружности нагревателя, зигзагообразного элемента с дугой в верхней части, расположенного по радиусу цилиндра, и так далее, причем вертикальные проволоки зигзагообразных элементов расположены со сдвигом по радиусу печи, не затеняя друг друга.2. Wire heater for a cylindrical furnace under item 1, characterized in that the heater is made in the form of series-connected and longitudinally arranged wire elements: a zigzag element with an arc in the lower part located along the inner circumference of the heater, a zigzag element with an arc in the upper part located along the radius of the cylinder, zigzag-shaped element with an arc in the lower part, located on the outer circumference of the heater, zigzag-shaped element with an arc in the upper part, located go along the radius of the cylinder, and so on, and the vertical wires of the zigzag elements are arranged with a shift along the radius of the furnace, without obscuring each other.
RU2018107085A 2018-02-26 2018-02-26 Wire heater for cylindrical furnace RU2676293C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107085A RU2676293C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Wire heater for cylindrical furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107085A RU2676293C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Wire heater for cylindrical furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2676293C1 true RU2676293C1 (en) 2018-12-27

Family

ID=64753699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018107085A RU2676293C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Wire heater for cylindrical furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2676293C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU465521A1 (en) * 1972-12-11 1975-03-30 Карагандинский политехнический институт Electric steam generator
US4038201A (en) * 1972-03-24 1977-07-26 Optovac, Inc. Polycrystalline bodies and means for producing them
SU1121788A1 (en) * 1982-09-21 1984-10-30 Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Электротермического Оборудования (Г.Харьков) Heating module
US7311520B2 (en) * 2002-09-24 2007-12-25 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus
US8901464B2 (en) * 2004-03-10 2014-12-02 Watlow Electric Manufacturing Company Variable watt density layered heater

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4038201A (en) * 1972-03-24 1977-07-26 Optovac, Inc. Polycrystalline bodies and means for producing them
SU465521A1 (en) * 1972-12-11 1975-03-30 Карагандинский политехнический институт Electric steam generator
SU1121788A1 (en) * 1982-09-21 1984-10-30 Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Электротермического Оборудования (Г.Харьков) Heating module
US7311520B2 (en) * 2002-09-24 2007-12-25 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus
US8901464B2 (en) * 2004-03-10 2014-12-02 Watlow Electric Manufacturing Company Variable watt density layered heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9867232B2 (en) Heating element and process heater
KR100827469B1 (en) Electic hot blast heater using high frequency induction heaing
RU2676293C1 (en) Wire heater for cylindrical furnace
DE602004021110D1 (en) ELECTRIC HEATING ELEMENT WITH A RADIATION TUBE
US2178720A (en) Induction heated pipe
CN201440035U (en) Tube-type heating furnace
CN204377173U (en) Highly efficient quick heating electromagnetic induction heating pipe
CN107591214B (en) Heating system for simulating heat source in molten pool
CN203590492U (en) High heat dissipation type silicon carbide rod
US2374701A (en) Thermoelectric device
US1951753A (en) Electrical furnace
US7595465B2 (en) Device for keeping heating wires in position in a horizontal oven
DK273590A (en) CONTACT HEATING OF THIN FILAMENTS
RU105556U1 (en) ELECTRIC INFRARED HEATER
CN105323883A (en) High-power radiant tube
CN203590496U (en) Double-spiral-type silicon carbide rod
US1756444A (en) Electric heating means
CN201611107U (en) Super audio spiral coil air heater for electric station boiler
RU2605887C1 (en) Heating element
CN212779670U (en) Thermocouple verification furnace utilizing double-zone temperature control
CN205793440U (en) Energy-saving efficient electric radiant tube
CN215773620U (en) Electric heating tube with thermocouple for hot air outlet
CN110118436A (en) A kind of thermoacoustic system built-in heater and the composite heater containing the heater
CN208523006U (en) A kind of more contact point type heating cores
KR101826174B1 (en) Countinuous type ultra high temperature furnace using a plurality of graphite heaters