Elektrisko krāšņu sildelementu konstrukcijas

Lielākajā daļā rūpniecisko krāšņu sildelementi ir lentes vai stieples. 1 parādīta parastā nihroma stiepļu sildītāja ierīce, tā stiprināšanai uz jumta, pie sienām un kurtuves pavarda pieņemtās konstrukcijas un vadu konstrukcija. Parasti rūpniecisko krāšņu sildītāju ražošanai tiek izmantota stieple ar diametru no 3 līdz 7 mm. Tomēr krāsnīm ar darba temperatūru 1000 ° C un vairāk nevajadzētu ņemt stiepli, kuras diametrs ir mazāks par 5 mm.

Attiecības starp spirāles soli h un tās diametru D un stieples diametru d (1. att., k) ir izvēlētas tā, lai atvieglotu sildītāju novietošanu krāsnī, nodrošinātu to pietiekamu stingrību. un tajā pašā laikā siltuma pārnešana no tiem uz produktiem ir pārmērīgi sarežģīta.

Jo lielāks ir spirāles diametrs un biezāks tās solis, jo vieglāk ir ievietot sildītājus krāsnī, bet, palielinoties diametram, spirāles stiprums samazinās un palielinās tās pagriezienu tendence atrasties vienam virs otra. .No otras puses, palielinoties tinuma blīvumam, palielinās to pagriezienu daļas, kas vērsta pret izstrādājumiem, aizsargājošais efekts un līdz ar to pasliktinās tā virsmas izmantošana.

Prakse ir izveidojusi diezgan noteiktas ieteicamās attiecības starp stieples diametru, soli un spirāles diametru vadiem no 3 līdz 7 mm diametrā. Šīs attiecības ir šādas: h> 2d un D = (6 ÷ 8) d nihromam un mazāk stipriem dzelzs-hroma-alumīnija sakausējumiem D = (4 ÷ 6) d.

Rīsi. 1. Stiepļu sildītāji: a — zigzaga stiepļu sildītājs uz metāla āķiem pie sānu sienas: b — zigzaga stiepļu sildītājs pavardā, c — tas pats velvē, d — tas pats uz keramikas plauktiem, e — stiepļu spirāle uz izvirzītiem ķieģeļiem uz sānu sienas c, savienojot ar āķiem, f - stiepļu spirāle arkveida akmeņos un pavarda šahtās, g - stiepļu spirāle uz keramikas plauktiem, h - stiepļu spirāle uz keramikas caurules un - stiepļu sildītāja izvads, k - simbols sildītāja izmēri ar vadu

Tievākām stieplēm spirāles un stieples diametru attiecību, kā arī spirāles soli parasti ņem lielāku. Šīs attiecības attiecas uz spirālēm, kas novietotas plauktos (lai spirāles neuzbriest, tās ik pēc 300 - 500 mm jāpiesien pie mūrē iestrādātiem āķiem) un sienu un velvju apšuvuma kanālos, kā arī velvēs. akmeņi.

Tomēr pēdējā laikā arvien biežāk tiek izmantoti spirālveida sildītāji, kuru pamatā ir keramikas caurules (2. att.).No starojuma un jaudas sadales viedokļa uz krāsns sienām šādi sildītāji ir gandrīz līdzvērtīgi brīvi izstarojošām spirālēm, un otrādi, tie ir daudz efektīvāki nekā spirāles kanālos vai plauktos.

No otras puses, ar tiem katrs līkums balstās uz caurules virsmu, un pat tad, ja tas karsējot zināmā mērā nokrīt (iegūst ovālu), tas nemazina tā īpašības. Tā kā šāds sildītājs ir mazāk noslogots nekā citi, un tajā atsevišķi pagriezieni nevar atrasties viens virs otra, tad, ja nepieciešams, tas var palielināt spirāles diametra attiecību pret stieples diametru. 10 un dzelzs-hroma-alumīnija sakausējumiem - līdz 8.

Rīsi. 2. Spirālveida sildītāju ar stiepli konstrukcijas uz keramikas caurulēm: a — loka sildītāji, b — caurules uz sānu sienām, stiprinājums uz karstumizturīgām balstiekārtām, c — vienādas keramisko balstu rievās, d — caurules pavardā.

Šis dizains ir īpaši labvēlīgs pēdējam, jo ​​tas ļauj materiālam brīvi izplesties. Turklāt, kā 2. att., ir izstrādāti sildītāju projekti ar stiepli uz keramikas caurulēm to uzstādīšanai ne tikai uz krāsns sienām, bet arī jumtā un pavardā, un pēdējos gadījumos sildītājus var izgatavoti pārvietojamu rāmju veidā, šādus rāmjus var viegli ievietot krāsnī un nomainīt apdedzināšanas laikā. rezerves, neapturot krāsni.

Tādējādi spirālveida sildītāju dizains ar stiepli uz keramikas caurulēm ir daudzpusīgs gan materiālu izmantošanas, gan sildītāju izvietojuma ziņā krāsns kamerā.Spirāles iekšējā diametra attiecību pret caurules ārējo diametru šādiem sildītājiem var uzskatīt par aptuveni 1,1-1,2, attālumu starp cauruļu asīm 1,5-2 reizes lielāku par spirāles diametru.

Elektriskajiem sildītājiem un krāsnīm ar piespiedu gaisa cirkulāciju spirālveida sildītāju izmantošana uz keramikas caurulēm ir mazāk vēlama, jo tas samazina sildītāja siltuma pārneses koeficientu, spirāļu izmantošana plauktos vai oderējuma kanālos ir pilnīgi nepieņemama tā paša iemesla dēļ (izņemot gadījumus, kad gāzes plūsmu var virzīt pa spirāli tās ass virzienā).

Šādās krāsnīs labāk izmantot konstrukcijas ar brīvi izpūstām spirālēm, kas ar skavām starp izolatoriem ir piestiprinātas noteiktos intervālos vai piesietas pie pēdējiem (3. att.). Ja šādās konstrukcijās (augstākā temperatūrā) tiek izmantoti keramikas cauruļu spirālveida sildītāji, tad spirāles diametra attiecība pret caurules diametru jāpalielina līdz 1,5.

Rīsi. 3. Elektrisko sildītāju (a) stiepļu un (b) lentveida sildelementu konstrukcijas.

Lentes sildītāji ir izgatavoti dažāda izmēra zigzagu veidā un tiek montēti uz metāla (karstumizturīga tērauda vai nihroma) vai keramikas āķiem (4. att.). Metāla āķi ir iestrādāti sienu mūrī (šuvēs starp ķieģeļiem vai speciālo ķieģeļu kanālos), keramikas āķi ir mūrē ieklātu speciālu akmeņu izaugumi.

Apakšējām daļām zigzagi liecoties neaizveras, starp tiem ir izvietoti starplikas, kas ir šamota vai alumīnija keramikas bukses, kas novietotas uz mūrē iestrādātām karstumizturīgām vai nihroma tapām.Bukses ir piestiprinātas pie tapām ar nihroma tapām. Ar keramikas āķiem arī separatori ir pilnībā izgatavoti no keramikas (4. att., a).

attēlā. 4, h parādīts noņemamu keramikas āķu un starpliku dizains. Šis dizains ir ļoti noderīgs, jo tas ļauj viegli nomainīt āķus bojājumu gadījumā.

Zigzaga sildītājus var uzstādīt arī uz krāsns sānu sienām uz keramikas plauktiem, taču šis dizains ir vēl mazāk ērts sienai novietotās īpatnējās jaudas un sildītāju ekranēšanas pakāpes ziņā nekā stiepļu konstrukcija. sildītāji. Tam jāpiebilst, ka keramikas plaukti parasti darbojas slikti, jo to lūzuma gadījumā, lai nomainītu bojāto plauktu, ir nepieciešams nobīdīt mūri (4. att., d).

Rīsi. 4. Lentes sildītāju konstrukcijas: a — lentveida zigzaga sildītāji uz metāla āķu sānu sienas, b — lentveida zigzaga sildītāji pavardā. c — vienāds velvē, d — vienāds uz keramikas plauktiem, e — pārvietojams augstas temperatūras rāmja elements, f — zemas temperatūras rāmja elements, g — "plakana viļņa" sildītājs uz keramikas caurulēm, h — zigzaga joslas sildītājs uz kustīgiem āķiem, un — simbolisks apzīmējums uz joslas zigzaga sildītāja izmēriem.

Sloksnes sildītāju velvē vai apakšā tie var iekļauties mūra kanālos, ko veido īpašas formas akmeņi (sijas — 4. att., b un c). Šādus sildītājus var izgatavot arī kā pārvietojamus rāmjus (4.-53. att., e) Turklāt ar izliektu velvi lentes zigzagus var iekarināt uz kustīgiem metāla āķiem.

Elektriskajos sildītājos un piespiedu gaisa krāsnīs joslas sildītāji jāprojektē tā, lai sildītāja virsma būtu pēc iespējas pieejamāka pūšam ar gāzes plūsmu. Šādas konstrukcijas piemērs ir parādīts attēlā. 3, b.

Jo biezāki ir zigzaga sildītāji, jo ilgāk sildītāju var ievietot cepeškrāsnī, bet jo lielāka pagriezienu aizsardzība, jo sliktāka ir jostas virsma. Tāpēc tika noteikti sloksnes zigzaga sildītāju pieņemtie izmēri, kas nodrošina to pietiekamu izturību un zemu savstarpējo aizsardzību.

Šim nolūkam viņi cenšas apmierināt šādas attiecības (apzīmējumi pēc 4. att., i): b / a = 5 ÷ 20, visizplatītākā sloksnes platuma attiecība pret tās biezumu ir 10. zigzaga solis h> 1.8b , sloksnes rādiuss ir noapaļots, lai izvairītos no lieces lūzuma r>

Sildītāja temperatūrai līdz 1000 ° C rūpnieciskajās krāsnīs tiek izmantota lente ar izmēriem vismaz 1X10 mm, augstākā temperatūrā vismaz 2X20 mm.

Temperatūrā līdz 1000 ° C zigzaga B augstums uz sienas var svārstīties no 150 līdz 400-600 mm, bet uz katriem 200 mm ir nepieciešama starpliku rinda, tas ir, pie 200-400 mm viena rinda starplikas un pie 400–600 mm - divas līnijas. Uz arkas un pavarda, lai izvairītos no sildītāju nosēšanās, zigzaga B augstums jāierobežo līdz 250 mm. Šos ieteikumus var attiecināt arī uz dzelzs-hroma-alumīnija sakausējumiem.

Sildītāja temperatūrai no 1000 līdz 1100 ° C noteiktos robežizmērus var rezervēt sakausējumam Kh20N80 un Kh20N80T, dzelzs-hroma-alumīnija sakausējumiem B izmērs ar zigzaga vertikālo stāvokli jāierobežo līdz 250 mm, un ar horizontālu stāvokli 150 mm.

Sildītāja temperatūrā virs 1100 ° C vienīgais pieņemamais sloksnes sildītāju dizains gan jumtam, gan apakšai ir plakans vilnis uz keramikas caurulēm (2. att., g). Šajā gadījumā zigzaga B garumu var uzskatīt par 75-100 mm. Sānu sienu sildītājiem var izmantot konstrukciju ar keramikas āķiem, ierobežojot zigzaga augstumu līdz 150 mm.

Pēdējos gados plaši tiek izmantoti zigzaga stiepļu sildītāji. Šiem sildītājiem zigzaga solis h ir vienāds ar (5 ÷ 9) d.

Izmantojot dzelzs-hroma-alumīnija sakausējumus krāsnīs ar darba temperatūru virs 1000 ° C, ir jāizgatavo visas ugunsizturīgā mūra daļas, kas var nonākt saskarē ar sildītājiem (keramikas āķi un sadalītāji, plaukti, caurules, kanāli utt.). no alumīnija materiāliem ar augstu oksīda saturu ar minimālu dzelzs oksīdu saturu.

Lentes zigzagi parasti tiek uztīti ar rokām, izmantojot vienkāršu sviras ierīci. Spirāles tiek uztītas uz virpas uz gluda serdeņa cieši, pēc tam iegūtā spirāle tiek izstiepta līdz vajadzīgajam solim.

Rīsi. 5. Blīvēta sildītāja izeja: 1 — korpuss, 2, 6 — izolācijas uzmavas, 3 — starplikas gredzens, 4 — azbesta blīve, 5 — savienojuma uzgrieznis, 7 — sildītāja izvads.

Tā kā pēc spirāles noņemšanas no serdeņa tā nedaudz atritinās, palielinot diametru (par aptuveni 1-3 mm), tad serde ir jāņem ar mazāku diametru nekā aprēķini.Šis samazinājums ir atkarīgs no materiāla elastības, un tas ir jānosaka eksperimentāli katrai partijai. Elektrostacijās zigzaga sildītājus ražo uz īpašām mašīnām.

Sildītāju izejas līdz 1000 ° C temperatūrai ir izgatavotas no karstumizturīga tērauda, ​​hroma-niķeļa vai hroma, augstākām temperatūrām - no sakausējuma 0X23Yu5A (EI-595). Šim nolūkam ņemiet stiepļu stieni, stieni ar šķērsgriezumu, kas 3-4 reizes pārsniedz sildītāja šķērsgriezumu, lai samazinātu siltuma izdalīšanos vados. Izejas daļu, kas atrodas zemas temperatūras zonā, lai taupītu dārgus materiālus, var izgatavot no parastā oglekļa tērauda. Tipiski stiepļu un lentu sildītāju svina modeļi ir parādīti attēlā. 5.

Līkločveida sloksnes sildelementos atsevišķo līkloču savstarpējais ekranējums joprojām ir salīdzinoši liels, pat ar soli, kas pārsniedz sloksnes platumu divas reizes.. Būtu izdevīgāk sildītājus konstruēt tā, lai sloksne būtu vērsta pret izstrādājumu platajā pusē, taču tas prasa daudz metināšanas, jo katrā sloksnes pagriezienā ir divas metinājuma šuves, un sildītāja konstrukcija ir dārga un pakļauta deformācijai.

Tāpēc, lai gan šādi sildītāji tiek izmantoti dažos gadījumos, bet tikai mazām krāsnīm. Tie nodrošina ievērojamu materiālu ietaupījumu salīdzinājumā ar lentes un īpaši stiepļu sildītājiem un ļauj iegūt nedaudz lielāku īpatnējo sienas virsmas jaudu pie tāda paša materiāla patēriņa.

No nihroma atlieti un uz īpašiem āķiem piekarināti sildītāji ar atlietām apmalēm tuvojas arī plakanajiem sildītājiem (6. att.).Dažādos sildītājus, protams, var izgatavot tikai ar lieliem šķērsgriezumiem, un tāpēc tos izmanto vai nu lielās krāsnīs, vai arī tiem ir nepieciešams samazināts spriegums. To priekšrocība ir augsta uzticamība un ilgs kalpošanas laiks, ko mēra desmitos tūkstošu stundu. Parasti tiek uzskatīts, ka pareizi aprēķinātiem un izstrādātiem nihroma sildītājiem jādarbojas no 6000 līdz 12000 stundām (pie strāvas).

Mufeļkrāsnīs un cauruļu krāsnīs stiepļu un lentu sildītājus uztin tieši uz keramikas mufeļa vai caurules, turklāt, lai spoles pagriezieni izplešanās laikā no karsēšanas nevājinātu un neizkustētos no savas vietas, keramika tiek apgādāta ar kanāliem. kurā ir ielikta lente vai stieple. Vēl viens veids, kā nostiprināt sildītāja pagriezienus uz keramikas, ir pārklāt pēdējo pēc uztīšanas ar ugunsizturīga māla slāni ar šamotu.

Rīsi. 6. Vasaras sildītāji.

Rīsi. 7. Stieņu cauruļu sildītāji.

Krāsnīs līdz 400-500 ° C temperatūrai ir daudz vairāk sildītāju veidu. Papildus spirālveida un lentveida zigzaga sildītājiem ar atvērtu vadu, tāpat kā augstākas temperatūras krāsnīs, ir maināmas sildelementu konstrukcijas, kas ir ērtas ar to, ka tās var izmantot jebkuras jaudas ražošanai un tajā pašā laikā, kad tie izdeg, piemēram, elementi ir viegli nomaināmi. rezerves.

Cauruļveida stieņu sildelementi ir porcelāna izolatoru komplekts, kas uzvilkts uz karstumizturīga vai tērauda stieņa un ievietots tērauda caurulē, vienā galā sametināts un otrā galā noslēgts ar svina izolatoru. Nihroma spirāle tiek uztīta uz porcelāna izolatoriem, kas vienā galā piemetināti pie izolatora stieples un otrā galā pie centrālā stieņa.

Dažreiz vieta starp cauruli un sildītāju ir piepildīta ar kvarca smiltīm. Šāda veida sildītājus var izmantot līdz 400-500 ° C un ar ugunsizturīgām caurulēm līdz 1000 ° C, un tie ir īpaši ērti lielām krāsnīm, kurās nepieciešams aizsargāt sildītāju no mehāniskiem bojājumiem vai korozīvu tvaiku iedarbības ( 7. att.).

Lielu interesi rada tā sauktie "cauruļveida" sildelementi (8. att.). Tie sastāv no tērauda caurules, gar kuras asi atrodas nihroma spirāle, kas piemetināta pie izejas skrūvēm sildītāja galos. Telpa starp spirāli un caurules sieniņām ir piepildīta ar periklāzi, kristālisku magnija oksīdu, kam ir laba elektroizolācija un tajā pašā laikā augsta siltumvadītspēja. Sildīšanas elementu ražošana tiek veikta šādi.

Uz tērauda stieņa uztīta nihroma spirāle tika montēta stingri aksiāli sagatavotajā notīrītajā tērauda caurulē, caurule tika fiksēta vertikāli uz vibrācijas mašīnas un piepildīta ar periklāzes pulveri, kas izlaista caur magnētisko separatoru. Pēc tam stieni noņem no caurules un izlaiž cauri kalšanas mašīnai, kas to izsit pa apkārtmēru, izraisot tā diametra samazināšanos un periklāzi ļoti sablīvējot.

Caurules malām ir piestiprināti noslēgti svina izolatori, pēc kuriem, pateicoties periklāzes blīvei, to var jebkurā veidā saliekt un piešķirt tam ērtu formu. Šajā formā cauruļveida elementus var izmantot gaisa (elektriskie sildītāji), eļļas, nitrātu un pat zemas kušanas metālu, piemēram, alvas, svina, babbitta, kausēšanai.Pēdējā gadījumā, lai izvairītos no metāla caurules sienas straujas korozijas, tā ir iepriekš piepildīta ar čugunu, kas veido masīvu plāksni, kuras iekšpusē atrodas cauruļveida sildelements.

Rīsi. 8. Cauruļveida sildītāji.

Vannām ar salpetru ir ļoti vēlama cauruļveida sildītāju izmantošana, jo, salīdzinot ar vannām ar ārējo apkuri, tas samazina enerģijas patēriņu, palielina vannu drošību un milzīgu nihroma ietaupījumu. Tomēr, lai tie apmierinoši darbotos nitrātos, it īpaši temperatūrā 500 ° C un augstāk, ir jāizveido dubultā caurules apvalks, uz sagatavotā sildītāja novietojot otru cauruli, niķeļa, izturīga pret karstumu.

Lietojot elektriskajos sildītājos, tie ir spuroti, lai palielinātu siltuma pārnesi gaisā.

Cauruļveida sildītāji ir ļoti plaši izplatīti mājsaimniecības apkures ierīču ražošanai.

Cauruļveida sildītāji darbojas ar jaudu no vairākiem simtiem vatu līdz vairākiem kilovatiem.

Dati par mūsu nozares ražotajiem cauruļu sildītājiem ir pieejami katalogos.