ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Разработка относится к электрическим нагревательным устройствам и может быть использована для нагрева жидкостей в химической, медицинской промышленности и сельском хозяйстве. Техническим решением предлагаемого изобретения является повышение энергетических показателей и стабилизация температуры при различных расходах жидкости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на рис.1 изображен вид одной фазы нагревателя с частичным продольным разрезом, на рис.2 - поперечный разрез одной фазы индукционного нагревателя, на рис.3 - электрическая схема нагревателя.

Рис.1

Рис.2

Рис.3

Индукционный проточный нагреватель состоит из обмотки 1, которая намотана на немагнитную токопроводящую трубу 2, закрытую с двух сторон крышками 3 с патрубками 4 для подвода и отвода жидкости. Внутри немагнитной трубы 2 находится ферромагнитная труба 5, герметически закрытая, с шихтованным магнитопроводом из электротехнической стали 6. Между трубами 2 и 5 имеется зазор 7 для прохождения нагреваемой жидкости в тонком слое. На внутренней ферромагнитной трубе 5 закреплен датчик температуры 8.

Обмотки 1 индукционного нагревателя подключаются к сети А, В, С через симисторный регулятор 9 с блоком фазоимпульсного управления 10, а последний через нуль орган 11 с датчиком температуры 8, имеющим тепловой контакт с внутренней ферромагнитной трубой 5.

Действие индукционного проточного нагревателя основано на использовании поверхностного эффекта в металлических магнитопроводах, поэтому увеличение их технологических и энергетических показателей возможно прежде всего путем создания условий для более резкого проявления поверхностного эффекта.

Индукционный проточный нагреватель работает следующим образом. Электромагнитное поле, создаваемое каждой обмоткой, пронизывает магнитопровод. Немагнитная труба работает как короткозамкнутый виток, вызывая активные потери по всей длине. Ферромагнитная труба (определенной толщины, например 5 см) для определенной напряженности магнитного поля (например, 70000 А/м) является полупрозрачной, т.е. электромагнитная волна может проникнуть через толщину трубы и возбудить в ней вихревые токи и соответственно потери энергии. Но окончательно электромагнитная волна не затухает и достигает шихтованного сердечника, в котором возникает поток магнитной индукции, последний наводит вторичную ЭДС в ферромагнитной трубе, создает ярко выраженный поверхностный эффект и дополнительные потери.

Таким образом в трубах создаются активные потери, вызывающие их нагрев и соответственно нагрев проходящей через них жидкости.

Технологически индукционный проточный нагреватель работает следующим образом. Обмотки нагревателя подключаются к сети А, В, С. Задатчиком температуры (например потенциометром) задается сигнал управленияu_зад.Жидкость последовательно проходит по нагревателям.

При установившемся расходе жидкости угол открытия симисторов имеет фиксированное значение, и температура жидкости на выходе стабильна.

При увеличении расхода жидкости температура снижается, сигнал обратной связи уменьшается, суммарный сигнал управления возрастает, увеличивается угол открытия симисторов, возрастает напряженность магнитного поля, соответственно потери и температура на выходе стабилизируется. С другой стороны, с увеличением угла открытия симисторов возрастает амплитуда высших гармонических составляющих, что приводит к появлению ярко выраженного поверхностного эффекта и более быстрому нагреву жидкости. Все это позволяет при различных расходах жидкости иметь стабильную температуру.