UA133850U

UA133850U - CUTTING (RING) THERMAL FUEL HEATER

Info

Publication number: UA133850U
Application number: UAU201811172U
Authority: UA
Inventors: Олександр Сергійович Гріпас; Петро Володимирович Захарченко; Валерій Андрійович Свертока; Володимир Захарович Чирич; Андрій Олександрович Вдовиченко; Олександр Анатолійович Денисов
Original assignee: Київський Національний Університет Будівництва І Архітектури
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2019-04-25

Abstract

Хомутовий (кільцевий) товстоплівковий нагрівач складається з підкладки (металевої або керамічної) циліндричної форми, діелектричного шару, резистора, захисного діелектричного шару, контактних площадок та виводів.A collar (ring) thick film heater consists of a substrate (metal or ceramic) cylindrical shape, dielectric layer, resistor, protective dielectric layer, contact pads and terminals.

Description

Корисна модель належить до області електронагрівальних пристроїв, що монтуються на циліндричних поверхнях і призначені для обігріву трубопровідних конструкцій, циліндричних деталей обладнання (наприклад, головка екструдера у виробництві поліетиленових труб).The useful model belongs to the field of electric heating devices mounted on cylindrical surfaces and intended for heating pipeline structures, cylindrical parts of equipment (for example, the head of an extruder in the production of polyethylene pipes).

Конструктивно товстоплівковий циліндричний нагрівальний елемент можливо виконувати як у вигляді окремої складальної одиниці (деталі), так і у вигляді модульної конструкції шляхом об'єднання декількох складальних одиниць.Structurally, the thick-film cylindrical heating element can be made both as a separate assembly unit (part) and as a modular design by combining several assembly units.

Відомий пристрій для обігріву трубопроводів, який містить радіаційну секцію, де тепло генерується шляхом каталітичного згоряння газоподібного палива, і конвекційну секцію, де гарячі гази (продукти горіння) забезпечують додатковий нагрів (патент РФ КО2014120942АA known device for heating pipelines, which contains a radiation section, where heat is generated by catalytic combustion of gaseous fuel, and a convection section, where hot gases (combustion products) provide additional heating (patent RF KO2014120942А

Е161І 53/32).E161I 53/32).

Недоліками даної системи є висока складність системи, що в своїй конструкції додатково містить газорозподільну систему, систему подачі повітря і систему запуску.The disadvantages of this system are the high complexity of the system, which in its design additionally contains a gas distribution system, an air supply system and a launch system.

Відомий кожуховий нагрівальний елемент (патент РФ КО 2300043 СІ Е16І 53/00), який містить нагрівальний блок з теплоізоляційним шаром, електронагрівальні елементи і теплостабілізуючу камеру.A well-known jacketed heating element (patent RF KO 2300043 SI E16I 53/00), which contains a heating block with a heat-insulating layer, electronic heating elements and a heat-stabilizing chamber.

Нагрівач трубопроводу, що містить нагрівальний блок з теплоізоляційним шаром і електронагрівальними елементами, додатково містить теплостабілізуючу камеру, яка з'єднує нагрівальний блок з кільцевою камерою, при цьому на торцях нагрівального блока і кільцевої камери встановлені гнучкі ущільнювальні елементи, а нагрівальний блок додатково забезпечений відбивачами, розташованими між теплоізоляційним шаром і електронагрівальними елементами. Теплостабілізуюча камера складається з теплоізоляційного полотна, каркаса і штанги з шарнірами. Як електронагрівальні елементи використовують інфрачервоні випромінювачі, теплоелектричні нагрівачі. Теплостабілізуюча камера може бути з'єднана з нагрівальним блоком і кільцевою камерою шарнірно. Теплостабілізуюча камера, нагрівальний блок і кільцева камера можуть бути виконані циліндричними. Нагрівальний блок, теплостабілізуюча камера і кільцева камера можуть бути виконані роз'ємними. Гнучкі ущільнювальні елементи можуть бути виконані у вигляді пластин, між якими розташований шар теплоізоляційного матеріалу. Відбивачі, теплоізоляційний шар, електронагрівальні елементи і гнучкі ущільнювальні елементи розташовані по колу. Відбивачі можуть бути виконані у виглядіThe pipeline heater, which contains a heating block with a heat-insulating layer and electronic heating elements, additionally contains a heat-stabilizing chamber that connects the heating block with the annular chamber, while flexible sealing elements are installed on the ends of the heating block and the annular chamber, and the heating block is additionally equipped with reflectors, located between the thermal insulation layer and the electric heating elements. The heat-stabilizing chamber consists of a heat-insulating fabric, a frame and a bar with hinges. Infrared emitters, thermoelectric heaters are used as electric heating elements. The heat-stabilizing chamber can be connected to the heating unit and the ring chamber hingedly. The heat-stabilizing chamber, the heating unit and the ring chamber can be cylindrical. The heating unit, heat-stabilizing chamber and ring chamber can be made detachable. Flexible sealing elements can be made in the form of plates, between which there is a layer of heat-insulating material. Reflectors, thermal insulation layer, electric heating elements and flexible sealing elements are located in a circle. Reflectors can be made in the form of

Зо вигнутих частин металевого листа з високим ступенем відображення з можливістю їх стикування.From curved parts of a metal sheet with a high degree of reflection with the possibility of their docking.

Однак дана система має принциповий недолік - конструктивну складність виконання та ряд експлуатаційних недоліків: неоднорідність температурного поля поверхні обігріву; неоптимальний режим перетворення електричної енергії в теплову, що призводить до високих витрат електроенергії; недостатня швидкість нагріву і значні тепловтрати.However, this system has a fundamental drawback - structural complexity of execution and a number of operational disadvantages: heterogeneity of the temperature field of the heating surface; suboptimal mode of conversion of electrical energy into thermal energy, which leads to high consumption of electricity; insufficient heating speed and significant heat losses.

Задачею корисно моделі є зниження витрат електроенергії, необхідної для підтримання заданої температури поверхні обігріву; підвищення надійності системи; покращення експлуатаційних властивостей.The task of the useful model is to reduce the consumption of electricity necessary to maintain the given temperature of the heating surface; increasing system reliability; improvement of operational properties.

Задача корисної моделі вирішується тим, що хомутовий (кільцевий) товстоплівковий нагрівач, що складається з підкладки (металевої або керамічної) циліндричної форми, що виконує роль каркаса діалектричного шару, що забезпечує теплопередачу та захист від ураження електричним струмом, резистора, що забезпечує необхідну потужність нагріву захисного діелектричного шару, контактних площадок та виводів.The problem of a useful model is solved by the fact that a clamp (annular) thick-film heater consisting of a substrate (metal or ceramic) of cylindrical shape, which acts as a frame of a dielectric layer that provides heat transfer and protection against electric shock, a resistor that provides the necessary heating power protective dielectric layer, contact pads and terminals.

Суть корисної моделі полягає в наступному. На циліндричну поверхню методом трафаретного друку наноситься шар діелектричного матеріалу. На дієлектричний матеріал наноситься резистор необхідної топології яка визначає потужність товстоплівкового нагрівального елемента. Резистивний шар накривається захисним діелектричним шаром з наступним встановлення контактних площадок (виводів). Технічний результат корисної моделі - зниження енерговитрат на обігрів і підвищення надійності пристрою.The essence of a useful model is as follows. A layer of dielectric material is applied to the cylindrical surface by screen printing. A resistor of the required topology is applied to the dielectric material, which determines the power of the thick-film heating element. The resistive layer is covered with a protective dielectric layer followed by the installation of contact pads (terminals). The technical result of the useful model is a reduction in energy consumption for heating and an increase in the reliability of the device.

Циліндричні товстоплівкові нагрівальні елементи являють собою монолітну конструкцію з широким спектром потужностей, який досягається топологією резистивного шару. За необхідності окремі нагрівальні елементи можуть бути виконані у вигляді модульної конструкції.Cylindrical thick-film heating elements are a monolithic structure with a wide range of capacities, which is achieved by the topology of the resistive layer. If necessary, individual heating elements can be made in the form of a modular design.

Варіанти здійснення корисної моделі стосуються системи і процесу підігріву циліндричних поверхонь.Variants of the implementation of the useful model relate to the system and process of heating cylindrical surfaces.

Короткий опис креслень:Brief description of the drawings:

Фіг. 1 - Конструкція циліндричного товстоплівкового нагрівального елемента;Fig. 1 - Construction of a cylindrical thick-film heating element;

Фіг. 2 - Модульна система циліндричних товстоплівкових нагрівальних елементів.Fig. 2 - Modular system of cylindrical thick-film heating elements.

На Фіг. 1 показаний спрощений загальний вигляд циліндричного товстоплівкового нагрівального елемента.In Fig. 1 shows a simplified general view of a cylindrical thick-film heating element.

Нагрівальний елемент містить циліндричну підкладку 1, що може бути виконана з металу або кераміки, розміщений на підкладці діелектричний шар 2, який забезпечує теплопередачу та захист від електричного ураження.The heating element contains a cylindrical substrate 1, which can be made of metal or ceramics, a dielectric layer 2 is placed on the substrate, which provides heat transfer and protection against electric damage.

На дієлектричний шар наноситься резистор З заданої топології, що в поєднанні з хімічним складом резистивного матеріалу визначає потужність нагрівального елемента.A resistor Z of a given topology is applied to the dielectric layer, which, in combination with the chemical composition of the resistive material, determines the power of the heating element.

Резистивний шар для захисту від несприятливих умов навколишнього середовища закривається шаром діелектричного матеріалу 4, який містить контактні площадки 5 для встановлення комутаційних виводів 6.The resistive layer for protection against adverse environmental conditions is covered with a layer of dielectric material 4, which contains contact pads 5 for installing switching terminals 6.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. A clamp (annular) thick-film heater consisting of a substrate (metal or ceramic) of a cylindrical shape, which acts as a frame of a dielectric layer that provides heat transfer and protection against electric shock, a resistor that provides the necessary heating power of the protective dielectric layer, contact platforms and outputs.

2. Collar (ring) thick film heater according to claim 1, which differs in that it is manufactured in the form of a monolithic structure.

3. Clamp (annular) thick-film heater according to claim 1, which differs in that its power is regulated both by the topology of the resistor and by the chemical composition of the resistive paste.

4. Collar (ring) thick film heater according to claim 1, which is characterized by the fact that structurally, the thick film heating element can be made both as a separate assembly unit (part) and as a modular unit. OK o Ж b "in" y. is with 4 Kr and i zno V p h - .- o KE: m Mk also Ukl 7ХЭ С s y ' 8 Fig

In the eye to the mon day in Ya seni ev 5 KA -" and g. . at. her o | about and | and. and. and about: ME. in kanshe V o OO M Fig