RU218706U1

RU218706U1 - HIGH TEMPERATURE HEATING ELEMENT

Info

Publication number: RU218706U1
Application number: RU2023108692U
Authority: RU
Inventors: Виталий Андреевич Горемыкин; Сергей Валентинович Приходько
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Резонанс"
Filing date: 2023-04-05
Publication date: 2023-06-06

Abstract

Полезная модель относится к цветной металлургии, а именно к высокотемпературным нагревательным элементам, которые могут быть использованы в конструкциях металлотрактов, камер дегазации, камер фильтрации и в конструкциях литейных машин для транспортировки расплавленных металлов в литейном производстве, в частности расплавленного алюминия и его сплавов. Повышение прочностных свойств нагревательного элемента при снижении тепловых потерь является техническим результатом, который обеспечивается за счет выполнения несущего каркаса высокотемпературного нагревательного элемента из теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока с кажущейся плотностью от 450 кг/м³ до 600 кг/м³, теплопроводностью 0,11-0,17 Вт/м⋅К и максимальной рабочей температурой до 1300°С, при этом в несущем каркасе расположен гибкий электронагревательный элемент, который представляет собой излучатель в виде змеевика с параллельными ветвями и смонтированными на нем керамическими изоляторами, расположенными в шахматном порядке относительно друг друга, и элементы крепления гибкого электронагревательного элемента к несущему каркасу. 6 з.п. ф-лы. 11 ил.

The utility model relates to non-ferrous metallurgy, namely to high-temperature heating elements that can be used in the construction of metal paths, degassing chambers, filtration chambers and in the construction of foundry machines for transporting molten metals in foundry production, in particular molten aluminum and its alloys. Increasing the strength properties of the heating element while reducing heat losses is a technical result, which is ensured by making the carrier frame of the high-temperature heating element from a heat-insulating fibrous refractory block with an apparent density of 450 kg/m ³ to 600 kg/m ³ , thermal conductivity of 0.11-0 ,17 W/m⋅K and a maximum operating temperature of up to 1300°C, while in the supporting frame there is a flexible electric heating element, which is a radiator in the form of a coil with parallel branches and ceramic insulators mounted on it, arranged in a checkerboard pattern relative to each other , and fastening elements of the flexible electric heating element to the supporting frame. 6 w.p. f-ly. 11 ill.

Description

Полезная модель относится к цветной металлургии, а именно к высокотемпературным нагревательным элементам, которые могут быть использованы в конструкциях металлотрактов, камер дегазации, камер фильтрации и в конструкциях литейных машин для транспортировки расплавленных металлов в литейном производстве, в частности расплавленного алюминия и его сплавов.The utility model relates to non-ferrous metallurgy, namely to high-temperature heating elements that can be used in the construction of metal paths, degassing chambers, filtration chambers and in the construction of foundry machines for transporting molten metals in foundry production, in particular molten aluminum and its alloys.

Известен гибкий инфракрасный излучатель, содержащий резистивный элемент в виде спирали, расположенный на гибком тонком металлическом каркасе, изолированном слоями из стекловолокна и заключенный в изоляционную оболочку, при этом оболочка выполнена многослойной из стекловолокна (RU, патент №2074525, Н05В 3/56, Опубл. 27.02.1997). Токоподводящие наконечники являются непрерывным продолжением спирального резистивного элемента. Снаружи резистивный элемент и места крепления токоподводящих наконечников закрыты многослойной оболочкой, образованной многослойной поперечной намоткой стеклонити. Толщина изолирующей обмотки и многослойной оболочки гарантирует невозможность замыкания спирального резистивного элемента на металлический каркас и нагреваемое изделие.A flexible infrared emitter is known, containing a resistive element in the form of a spiral, located on a flexible thin metal frame, insulated with layers of fiberglass and enclosed in an insulating shell, while the shell is made of multilayer fiberglass (RU, patent No. 2074525, H05B 3/56, Publ. February 27, 1997). The current-carrying tips are a continuous continuation of the helical resistive element. From the outside, the resistive element and the attachment points of the current-carrying tips are covered with a multilayer sheath formed by a multilayer transverse winding of glass fiber. The thickness of the insulating winding and the multilayer shell guarantees the impossibility of shorting the spiral resistive element to the metal frame and the heated product.

Недостаток такого гибкого инфракрасного излучателя заключается в том, что при выполнении резистивного элемента в виде спирали, расположенного на гибком тонком металлическом каркасе, изолированном слоями из стекловолокна и заключенного в изоляционную многослойную оболочку, при его нагревании и остывании он расширяется и сужается соответственно, то это может привести к смещению витков спирали, к их соприкосновению и замыканию и изменению сопротивления. В этом случае выполненный в виде спирали резистивный элемент работает при режимах, на которые он не рассчитан, в частности в режиме перегрева. А это приводит к снижению срока службы выполненного в виде спирали излучателя и невозможности работы гибкого инфракрасного излучателя при заданных температурах.The disadvantage of such a flexible infrared emitter is that when the resistive element is made in the form of a spiral, located on a flexible thin metal frame, insulated with fiberglass layers and enclosed in an insulating multilayer shell, when it is heated and cooled, it expands and contracts, respectively, this can lead to a displacement of the turns of the spiral, to their contact and short circuit and a change in resistance. In this case, the resistive element made in the form of a spiral operates in modes for which it is not designed, in particular in the overheating mode. And this leads to a decrease in the service life of the emitter made in the form of a spiral and the impossibility of operating a flexible infrared emitter at specified temperatures.

Следует также отметить, что наличие дополнительной теплоизоляции в виде изоляционной многослойной оболочки из стекловолокна может затруднить достижение требуемых температур обогреваемого оборудования.It should also be noted that the presence of additional thermal insulation in the form of an insulating multilayer fiberglass shell can make it difficult to achieve the required temperatures of the heated equipment.

Кроме того, следует отметить, что при такой конструкции гибкого инфракрасного излучателя и при отсутствии каких-либо элементов крепления сложно обеспечить требуемую форму гибкого инфракрасного излучателя при его креплении на сложном по форме технологическом оборудовании, что затрудняет обогрев такого оборудования и тем самым сужает технологические возможности такого гибкого инфракрасного излучателя.In addition, it should be noted that with such a design of a flexible infrared emitter and in the absence of any fastening elements, it is difficult to provide the required shape of a flexible infrared emitter when it is mounted on technological equipment of complex shape, which makes it difficult to heat such equipment and thereby narrows the technological capabilities of such flexible infrared emitter.

Известен гибкий нагревательный элемент для корпуса горячеканальной системы, включающий излучатель в виде электрического проводника, смотанного в спираль и помещенного внутри отверстий цилиндрических керамических элементов, при этом контактирующие между собой смежные торцы керамических элементов выполняются в форме входящих одна в другую конусных поверхностей (US, патент №5225662, F27B 14/00, Н05В 3/02, Опубл. 06.07.1993). Помещенный в керамические элементы излучатель размещен внутри канала нагреваемого объекта. Фиксация керамических элементов внутри канала осуществлена путем закладывания в пространство между пазом канала и керамическими элементами керамического клея, который после полимеризации фиксирует элементы между собой.Known flexible heating element for the housing of the hot runner system, including the emitter in the form of an electrical conductor wound into a spiral and placed inside the holes of the cylindrical ceramic elements, while the adjacent ends of the ceramic elements in contact with each other are made in the form of conical surfaces entering one another (US, patent No. 5225662, F27B 14/00, H05B 3/02, Published 07/06/1993). The emitter placed in ceramic elements is located inside the channel of the heated object. The ceramic elements are fixed inside the channel by laying ceramic glue into the space between the channel groove and the ceramic elements, which, after polymerization, fixes the elements to each other.

Недостаток такого гибкого нагревательного элемента для корпуса горячеканальной системы заключается в использовании керамического клея для закрепления керамических элементов между собой внутри канала. Керамический клей, во-первых, является дополнительным теплоизолятором, а, во-вторых, возможно его деградирование и разрушение при высоких температурах, что, в свою очередь, приводит к снижению надежности такого гибкого нагревательного элемента.A disadvantage of such a flexible heating element for a hot runner body is the use of ceramic adhesive to secure the ceramic elements together inside the duct. Ceramic adhesive, firstly, is an additional heat insulator, and, secondly, it may degrade and break down at high temperatures, which, in turn, leads to a decrease in the reliability of such a flexible heating element.

Кроме того, к недостаткам такого гибкого нагревательного элемента для корпуса горячеканальной системы можно отнести то, что при использовании цилиндрических керамических элементов, контактирующие между собой смежные торцы которых выполнены в форме входящих одна в другую конусных поверхностей, требуются большие радиусы изгиба электрического проводника, смотанного в спираль и помещенного внутри отверстий указанных керамических элементов, что в свою очередь приводит к невозможности плотного размещения дорожек при формировании их в виде змеевика, к малой площади нагрева и в виду этого невозможности достижения требуемых высоких температур.In addition, the disadvantages of such a flexible heating element for the housing of the hot runner system include the fact that when using cylindrical ceramic elements, the adjacent ends of which are in contact with each other and are made in the form of conical surfaces entering one another, large bending radii of the electrical conductor wound into a spiral are required. and placed inside the holes of these ceramic elements, which in turn leads to the impossibility of tight placement of the tracks when forming them in the form of a coil, to a small heating area and, in view of this, the impossibility of achieving the required high temperatures.

Известно гибкое нагревательное устройство, содержащее излучатель и охватывающие его керамические изоляторы с выполненными в них открытыми пазами, при этом керамические изоляторы выполнены цельными, а открытые пазы - зауженными для обеспечения фиксации в них излучателя, который выполнен в виде спирали (RU, патент №2295844, Н05В 3/58, Опубл. 20.03.2007, Бюл. №8). Контактирующие между собой смежные торцевые поверхности изоляторов выполнены в форме входящих одна в другую радиусных поверхностей. Изоляторы связаны между собой элементами связи через оголовки, выполненные на каждом изоляторе со стороны, противоположной пазам. Изоляторы соединены между собой, например, с помощью гнутого листового профиля, с помощью проволоки, продетой в отверстие оголовка или с помощью оплетки. Выводы нагревательного устройства в керамических бусах присоединены к клеммнику. Гибкое нагревательное устройство может использоваться как непосредственно прибандажированием его к обогреваемой поверхности, так и в сочетании с каким-либо несущим каркасом. Поверх нагревательного устройства укладывается теплоизоляция. Предлагаемое гибкое нагревательное устройство может быть использовано при нагреве оборудования до 1150-1200°С.A flexible heating device is known, comprising an emitter and ceramic insulators enclosing it with open grooves made in them, while the ceramic insulators are made whole, and the open grooves are narrowed to ensure fixation of the emitter in them, which is made in the form of a spiral (RU, patent No. 2295844, H05B 3/58, Published 20.03.2007, Bulletin No. 8). Adjacent end surfaces of insulators contacting each other are made in the form of radius surfaces entering one another. The insulators are interconnected by coupling elements through the heads, made on each insulator from the side opposite to the grooves. The insulators are connected to each other, for example, using a bent sheet profile, using a wire threaded into the hole of the head or using a braid. The outputs of the heating device in ceramic beads are connected to the terminal block. A flexible heating device can be used both directly by banding it to a heated surface, and in combination with some kind of supporting frame. Thermal insulation is laid on top of the heating device. The proposed flexible heating device can be used when heating equipment up to 1150-1200°C.

Недостаток такого гибкого нагревательного устройства заключается в том, что выполненный в виде спирали излучатель при нагревании и остывании проводника расширяется и сужается соответственно, а так как керамические изоляторы, внутри которых он находится, зафиксированы, то это может привести к смещению витков спирали, к их соприкосновению и замыканию и изменению сопротивления. В этом случае выполненный в виде спирали излучатель работает при режимах, на которые он не рассчитан, в частности в режиме перегрева. А это приводит к снижению срока службы выполненного в виде спирали излучателя и невозможности работы гибкого нагревательного устройства при заданных температурах.The disadvantage of such a flexible heating device is that the emitter made in the form of a spiral, when the conductor is heated and cooled, expands and narrows, respectively, and since the ceramic insulators inside which it is located are fixed, this can lead to a displacement of the turns of the spiral, to their contact. and short circuit and resistance change. In this case, the emitter, made in the form of a spiral, operates in modes for which it is not designed, in particular, in the overheating mode. And this leads to a decrease in the service life of the emitter made in the form of a spiral and the impossibility of operating a flexible heating device at specified temperatures.

К недостаткам также можно отнести выполнение охватывающих излучатель керамических изоляторов с открытыми пазами, которые направлены в сторону нагреваемого объекта. При использовании такого гибкого нагревательного устройства, например, в конструкциях металлотрактов, при нагревании излучателя на нем образовываются продукты окисления, которые через открытые пазы в керамических изоляторах могут попадать, например, в расплавленный металл, что приводит к снижению его качества и отрицательному влиянию на эксплуатационные свойства получаемых из него изделий.The disadvantages also include the execution of ceramic insulators covering the emitter with open grooves, which are directed towards the heated object. When using such a flexible heating device, for example, in the construction of metal paths, when the emitter is heated, oxidation products form on it, which, through open grooves in ceramic insulators, can enter, for example, molten metal, which leads to a decrease in its quality and a negative impact on operational properties. products derived from it.

Следует также отметить такой недостаток гибкого нагревательного устройства, как закрепление изоляторов между собой при помощи гнутого листового профиля или проволоки. При высоких температурах нагрева возможна деформация гнутого листового профиля или проволоки, что может привести к изменению взаимного расположения закрепленных на нем керамических изоляторов и изменению требуемой формы нагревательного элемента. А это может привести к образованию зон перегрева нагреваемого объекта, к необходимости снижения рабочей температуры и невозможности достижения требуемых температур.It should also be noted such a disadvantage of a flexible heating device as fixing the insulators to each other using a bent sheet profile or wire. At high heating temperatures, deformation of a bent sheet profile or wire is possible, which can lead to a change in the relative position of the ceramic insulators fixed on it and a change in the required shape of the heating element. And this can lead to the formation of overheating zones of the heated object, the need to reduce the operating temperature and the impossibility of achieving the required temperatures.

Наиболее близким к заявленному является гибкое нагревательное устройство, содержащее нагревательный элемент - излучатель в виде змеевика с параллельными ветвями и смонтированных на нем керамических изоляторов, выполненных разъемными из двух или более элементов с открытыми пазами, угол раскрытия которых составляет 30-60°, замыкающих керамических изоляторов и краевых керамических изоляторов (RU, патент №2115265, Н05В 3/58, Опубл. 10.07.1998). Соединение элементов керамических изоляторов выполнено по типу «ласточкин хвост». Каждый элемент керамического изолятора монтируется на двух соседних ветвях нагревательного элемента, после монтажа элементы керамических изоляторов образуют ряды, причем в соседних рядах они расположены в шахматном порядке (со сдвигом на одну ветвь электронагревательного элемента), и в тех рядах, где участок крайней ветви оказывается свободным, на него нанизывается краевой керамический изолятор. Замыкающий керамический изолятор состоит из керамической шайбы (втулки), размещаемой в петле змеевика электронагревательного элемента и надвигаемого на них кожуха. Взаимная фиксация шайбы и кожуха осуществляется либо металлическим шплинтом, либо элементом крепления нагревательного устройства к несущему каркасу конкретной конструкции нагревателя. Поскольку ветви электронагревательного элемента размещены в керамических узлах с зазорами, после сборки получается гибкий мат, который можно сворачивать, например, в виде цилиндра, чем достигается лучшее прилегание нагревательного устройства к нагреваемой криволинейной поверхности, например, к трубе. Нагревательное устройство представляет собой поперечно направленный мат заданных габаритов. Нагревательное устройство можно использовать прибандаживанием непосредственно к нагреваемой поверхности и в сочетании с каким-либо несущим каркасом. Нагревательное устройство позволяет получить температуру термообрабатываемой поверхности до 1150-1200°С.Closest to the claimed is a flexible heating device containing a heating element - an emitter in the form of a coil with parallel branches and ceramic insulators mounted on it, made detachable from two or more elements with open grooves, the opening angle of which is 30-60 °, closing ceramic insulators and edge ceramic insulators (RU, patent No. 2115265, H05V 3/58, Publ. 10.07.1998). The connection of elements of ceramic insulators is made according to the "dovetail" type. Each element of the ceramic insulator is mounted on two adjacent branches of the heating element, after installation, the elements of ceramic insulators form rows, and in adjacent rows they are arranged in a checkerboard pattern (with a shift by one branch of the electric heating element), and in those rows where the section of the extreme branch is free , an edge ceramic insulator is strung on it. The closing ceramic insulator consists of a ceramic washer (sleeve) placed in the loop of the coil of the electric heating element and a casing sliding over them. Mutual fixation of the washer and the casing is carried out either by a metal cotter pin, or by an element for fastening the heating device to the supporting frame of a particular design of the heater. Since the legs of the electric heating element are placed in ceramic units with gaps, after assembly a flexible mat is obtained, which can be rolled up, for example, in the form of a cylinder, which achieves a better fit of the heating device to a heated curved surface, for example, to a pipe. The heating device is a transverse mat of given dimensions. The heating device can be used by banding directly to the heated surface and in combination with any supporting frame. The heating device allows to obtain the temperature of the heat-treated surface up to 1150-1200°C.

Недостаток такого гибкого нагревательного устройства заключается в отсутствии теплоизоляции, и невозможности минимизации тепловых потерь при работе электронагревательного элемента в виду излучения от нагревательного элемента как в направлении нагреваемого объекта, так и в окружающую его среду. Высокие тепловые потери приводят к необходимости нагрева излучателя до более высоких температур, что в свою очередь отрицательно сказывается на его сроке службы, в виду нарушения его тепловых режимов работы, а также увеличивает дополнительные затраты энергии на работу гибкого нагревательного устройства при заданных температурах. Использование каркаса в качестве элемента для закрепления и придания формы поверхности нагревательного элемента приводит к тому, что каркас в процессе нагрева нагревательного элемента, также в виду отсутствия теплоизоляционного слоя, подвержен деформированию от нагрева и ухудшению его прочностных свойств в виду возникновения тепловых напряжений в материале каркаса, при изменении геометрии каркаса изменяется и форма поверхности электронагревательного элемента, что, в свою очередь, приводит к невозможности сохранения эксплуатационных характеристик при нагреве до высоких температур. При этом отсутствие средств контроля температуры гибкого нагревательного устройства делает невозможным контроль фактической температуры нагревательного устройства и, следовательно, приводит к возможному перегреву нагревательного элемента и к невозможности использования в устройствах, требующих нагрева с узким заданным температурным диапазоном.The disadvantage of such a flexible heating device is the lack of thermal insulation, and the impossibility of minimizing heat losses during the operation of the electric heating element due to radiation from the heating element both in the direction of the object being heated and in its environment. High heat losses lead to the need to heat the radiator to higher temperatures, which in turn adversely affects its service life due to violation of its thermal operating conditions, and also increases additional energy costs for the operation of a flexible heating device at given temperatures. The use of the frame as an element for fixing and shaping the surface of the heating element leads to the fact that the frame during heating of the heating element, also due to the absence of a heat-insulating layer, is subject to deformation from heating and deterioration of its strength properties due to the occurrence of thermal stresses in the frame material, when the geometry of the frame changes, the shape of the surface of the electric heating element also changes, which, in turn, leads to the impossibility of maintaining performance characteristics when heated to high temperatures. However, the lack of means for controlling the temperature of the flexible heating device makes it impossible to control the actual temperature of the heating device and, therefore, leads to possible overheating of the heating element and to the inability to use in devices requiring heating with a narrow predetermined temperature range.

К недостаткам такого гибкого нагревательного устройства можно также отнести выполнение нагревательного элемента - излучателя в виде змеевика с параллельными ветвями и смонтированных на нем элементов керамических изоляторов, выполненных разъемными из двух или более элементов с открытыми пазами, которые направлены в сторону нагреваемого объекта. Наличие открытых пазов, направленных в сторону нагреваемого объекта, приводит к тому, что при использовании такого гибкого нагревательного устройства, например, в конструкциях металлотрактов, при нагревании излучателя на нем образовываются продукты окисления, которые через открытые пазы в керамических изоляторах могут попадать, например, в расплавленный металл, что приводит к снижению его качества и отрицательному влиянию на эксплуатационные свойства получаемых из него изделий.The disadvantages of such a flexible heating device can also include the implementation of the heating element - the emitter in the form of a coil with parallel branches and elements of ceramic insulators mounted on it, made detachable from two or more elements with open grooves, which are directed towards the heated object. The presence of open grooves directed towards the heated object leads to the fact that when such a flexible heating device is used, for example, in the construction of metal paths, when the emitter is heated, oxidation products form on it, which, through open grooves in ceramic insulators, can enter, for example, into molten metal, which leads to a decrease in its quality and a negative impact on the performance properties of products obtained from it.

Следует также отметить, что использование замыкающих керамических изоляторов, состоящих из керамической шайбы (втулки) и надвигаемого кожуха, для крепления нагревательного устройства к несущему каркасу посредством элементов крепления затрудняет обеспечение требуемой формы нагревательного элемента при его креплении на сложном по форме технологическом оборудовании, что затрудняет обогрев такого оборудования, тем самым сужая технологические возможности такого нагревательного устройства.It should also be noted that the use of closing ceramic insulators, consisting of a ceramic washer (sleeve) and a sliding casing, for fastening the heating device to the supporting frame by means of fastening elements makes it difficult to provide the required shape of the heating element when it is fastened to process equipment of complex shape, which makes it difficult to heat such equipment, thereby narrowing the technological capabilities of such a heating device.

В основу полезной модели положена техническая проблема, заключающаяся в создании высокотемпературного нагревательного элемента, характеризующегося обеспечением минимизации тепловых потерь при работе гибкого электронагревательного элемента, возможностью нагрева до высоких температур без дополнительных затрат энергии, обеспечением высоких механических свойств таких, как прочность и стойкость к ударным нагрузкам и обеспечением сохранения эксплуатационных характеристик при нагреве до высоких температур, а также при многократных циклах нагрева и остывания.The utility model is based on a technical problem, which consists in creating a high-temperature heating element, which is characterized by ensuring the minimization of heat losses during the operation of a flexible electric heating element, the possibility of heating to high temperatures without additional energy consumption, providing high mechanical properties such as strength and resistance to shock loads and ensuring the preservation of operational characteristics when heated to high temperatures, as well as during repeated cycles of heating and cooling.

При этом техническим результатом является обеспечением заданных теплотехнических и прочностных свойств высокотемпературного нагревательного элемента.At the same time, the technical result is to provide the specified thermal and strength properties of the high-temperature heating element.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в высокотемпературном нагревательном элементе, включающем несущий каркас, гибкий электронагревательный элемент и элементы крепления гибкого электронагревательного элемента к несущему каркасу, в котором гибкий электронагревательный элемент представляет собой излучатель в виде змеевика с параллельными ветвями и смонтированных на нем керамических изоляторов, замыкающих керамических изоляторов и краевых керамических изоляторов, керамические изоляторы находятся в шахматном порядке относительно друг друга, через каждый керамический изолятор проходят две соседние ветви излучателя, а краевые керамические изоляторы установлены в крайних рядах между соответствующими находящими в шахматном порядке керамическими изоляторами, в качестве несущего каркаса использован теплоизоляционный волокнистый огнеупорный блок, имеющий кажущуюся плотность от 450 кг/м³ до 600 кг/м³, теплопроводность 0,11-0,17 Вт/м⋅К и максимальную рабочую температуру до 1300°С.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the high-temperature heating element, which includes a supporting frame, a flexible electric heating element and fastening elements of the flexible electric heating element to the supporting frame, in which the flexible electric heating element is an emitter in the form of a coil with parallel branches and ceramic insulators mounted on it , closing ceramic insulators and edge ceramic insulators, ceramic insulators are staggered relative to each other, two adjacent branches of the emitter pass through each ceramic insulator, and edge ceramic insulators are installed in the extreme rows between the corresponding staggered ceramic insulators, as a supporting frame used heat-insulating fibrous refractory block having an apparent density of 450 kg/m ³ to 600 kg/m ³ , thermal conductivity of 0.11-0.17 W/m⋅K and a maximum operating temperature of up to 1300°C.

Керамические изоляторы, замыкающие керамические изоляторы и краевые керамические изоляторы могут быть выполнены цельными со сквозными продольными отверстиями, причем керамические изоляторы и замыкающие керамические изоляторы выполнены с двумя параллельными друг другу сквозными продольными отверстиями, а краевые керамические изоляторы выполнены с одним сквозным продольным отверстием, контактирующие между собой смежные торцевые поверхности керамических изоляторов и краевых керамических изоляторов выполнены с углублениями и выступами в форме входящих одна в другую конических поверхностей, сквозные продольные отверстия замыкающих керамических изоляторов соединены с выполненной в теле замыкающих керамических изоляторов продольной выемкой, а торцевые поверхности замыкающих керамических изоляторов, контактирующие со смежными торцевыми поверхностями керамических изоляторов и краевых керамических изоляторов, выполнены с углублениями и выступами в форме входящих одна в другую конических поверхностей.Ceramic insulators, closing ceramic insulators and edge ceramic insulators can be made integral with through longitudinal holes, and ceramic insulators and closing ceramic insulators are made with two through longitudinal holes parallel to each other, and edge ceramic insulators are made with one through longitudinal hole, contacting each other adjacent end surfaces of the ceramic insulators and edge ceramic insulators are made with recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one another, through longitudinal holes of the closing ceramic insulators are connected to a longitudinal recess made in the body of the closing ceramic insulators, and the end surfaces of the closing ceramic insulators in contact with adjacent end surfaces of ceramic insulators and edge ceramic insulators are made with recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one another.

Керамические изоляторы гибкого электронагревательного элемента и используемый в качестве несущего каркаса теплоизоляционный волокнистый огнеупорный блок могут быть выполнены со сквозными отверстиями для установки в них элементов крепления.Ceramic insulators of a flexible electric heating element and a heat-insulating fibrous refractory block used as a supporting frame can be made with through holes for mounting fasteners in them.

В местах установки элементов крепления на стороне теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока, противоположной стороне установки гибкого электронагревательного элемента, могут быть выполнены углубления.Recesses can be made at the installation sites of the fastening elements on the side of the heat-insulating fibrous refractory block opposite to the installation side of the flexible electric heating element.

Углубления после установки элементов крепления могут быть заделаны огнеупорным раствором.Recesses after installation of the fasteners can be sealed with a refractory mortar.

При этом углубления могут охватывать группу сквозных отверстий для установки элементов крепления.In this case, the recesses can cover a group of through holes for installing fasteners.

Высокотемпературный нагревательный элемент может быть снабжен средством контроля температуры гибкого электронагревательного элемента.The high temperature heating element may be provided with means for controlling the temperature of the flexible electric heating element.

Благодаря использованию в качестве несущего каркаса теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока, имеющего кажущуюся плотность от 450 кг/м³ до 600 кг/м³, теплопроводность 0,11-0,17 Вт/м⋅К и максимальную рабочую температуру до 1300°С, обеспечиваются минимизация тепловых потерь при работе гибкого электронагревательного элемента, возможность нагрева до высоких температур без дополнительных затрат энергии, высокие механические свойства такие, как прочность и стойкость к ударным нагрузкам и сохранение эксплуатационных характеристик при нагреве до высоких температур, а также при многократных циклах нагрева и остывания.Due to the use of a heat-insulating fibrous refractory block as a supporting frame, having an apparent density of 450 kg / m ³ to 600 kg / m ³ , a thermal conductivity of 0.11-0.17 W / m⋅K and a maximum operating temperature of up to 1300 ° C are provided minimization of heat losses during the operation of a flexible electric heating element, the possibility of heating to high temperatures without additional energy costs, high mechanical properties such as strength and resistance to shock loads and maintaining performance characteristics when heated to high temperatures, as well as during multiple heating and cooling cycles.

Это позволяет обеспечить заданные теплотехнические и прочностные свойства высокотемпературного нагревательного элемента.This makes it possible to provide the specified thermal and strength properties of the high-temperature heating element.

Указанная кажущуюся плотность от 450 кг/м³ до 600 кг/м³ и волокнистая структура используемого в качестве несущего каркаса блока выбрана исходя из обеспечения высоких механических свойств таких, как прочность и стойкость к ударным нагрузкам. При этом также учитывается обрабатываемость материала при приемлемом весе сборки нагревательного элемента. Материалы волокон обеспечивают сохранение эксплуатационных характеристик блока при его нагреве до высоких температур, а также при многократных циклах нагрева и остывания.The specified apparent density is from 450 kg/m ³ to 600 kg/m ³ and the fibrous structure of the block used as a supporting frame is selected based on providing high mechanical properties such as strength and resistance to impact loads. This also takes into account the machinability of the material with an acceptable weight of the assembly of the heating element. The materials of the fibers ensure the preservation of the performance characteristics of the block when it is heated to high temperatures, as well as during repeated heating and cooling cycles.

При кажущейся плотности блока менее 450 кг/м³ резко падает надежность на износ узла крепления гибкого электронагревательного элемента к несущему каркасу. При нагреве выполненный в виде змеевика с параллельными ветвями излучатель испытывает в области высоких температур до 1300°С значительное линейное тепловое расширение (коэффициент температурного расширения - 15⋅10^-6 К^-1), причем удлинение излучателя может составлять до 10%. Высокая температура нагрева высокотемпературного нагревательного элемента до 1300°С и частые теплосмены приводят к появлению изгибающих усилий, которых передаются на элементы крепления гибкого электронагревательного элемента к несущему каркасу. Это может привести к появлению трещин и к преждевременному разрушения используемого в качестве несущего каркаса теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока. Что в свою очередь помимо отрицательного влияния на прочностные свойства высокотемпературного нагревательного элемента, отрицательно сказывается и на обеспечение его заданных теплотехнических свойств, поскольку при нарушении узла крепления гибкого электронагревательного элемента к несущему каркасу посредством элементов крепления нарушается непосредственный контакт (плотное прилегание) гибкого электронагревательного элемента с поверхностью теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока.When the apparent density of the block is less than 450 kg/m ³ , the wear reliability of the attachment point of the flexible electric heating element to the supporting frame drops sharply. When heated, the emitter, made in the form of a coil with parallel branches, experiences significant linear thermal expansion in the region of high temperatures up to 1300°C (thermal expansion coefficient - 15⋅10 ^-6 K ^-1 ), and the elongation of the emitter can be up to 10%. The high heating temperature of the high-temperature heating element up to 1300°C and frequent heat cycles lead to the appearance of bending forces, which are transferred to the fastening elements of the flexible electric heating element to the supporting frame. This can lead to the appearance of cracks and to premature destruction of the heat-insulating fibrous refractory block used as a supporting frame. Which, in turn, in addition to a negative effect on the strength properties of the high-temperature heating element, also negatively affects the provision of its specified thermal properties, since if the attachment point of the flexible electric heating element to the supporting frame is broken, the direct contact (tight fit) of the flexible electric heating element with the surface is violated by means of the fastening elements. heat-insulating fibrous refractory block.

В диапазоне кажущейся плотности от 450 кг/м³ до 600 кг/м³ теплоизоляционные волокнистые огнеупорные блоки характеризуются линейным увеличением их механической прочности по мере увеличения кажущейся плотности до 500 кг/м³ (точка перехода) за счет повышения объемной плотности волокна, а в диапазоне кажущейся плотности блока от 500 кг/м³ до 600 кг/м³ их механическая прочность начинает падать из-за сильного разрушения волокон при воздействии механических усилий при давлении в процессе горячего прессования. Для увеличения кажущейся плотности блоков более 600 кг/м³ требуется изменение состава огнеупорной части путем добавления в состав огнеупорных компонентов в разной пропорции при сокращении доли волокна в объемной массе.In the range of apparent density from 450 kg/m ³ to 600 kg/m ³ , heat-insulating fibrous refractory blocks are characterized by a linear increase in their mechanical strength as the apparent density increases to 500 kg/m ³ (transition point) due to an increase in the bulk density of the fiber, and in in the range of apparent density of the block from 500 kg/m ³ to 600 kg/m ³ their mechanical strength begins to fall due to the strong destruction of the fibers when exposed to mechanical forces at pressure during hot pressing. To increase the apparent density of blocks more than 600 kg/m ³ requires a change in the composition of the refractory part by adding refractory components to the composition in different proportions while reducing the proportion of fiber in the bulk mass.

Увеличение кажущейся плотности блока более 600 кг/м³ приводит к снижению термической стойкости, т.е. способности используемых в качестве несущего каркаса блоков выдерживать резкие колебания температур, не растрескиваясь и не разрушаясь.An increase in the apparent density of the block over 600 kg/m ³ leads to a decrease in thermal resistance, i.e. the ability of the blocks used as a supporting frame to withstand sharp temperature fluctuations without cracking or collapsing.

Теплоизоляционный волокнистый огнеупорный блок помимо использования в качестве несущего каркаса используется в качестве теплоизолятора.The heat-insulating fibrous refractory block, in addition to being used as a supporting frame, is used as a heat insulator.

Теплопроводность блока, равная 0,11-0,17 Вт/м⋅К, определена исходя из условий минимизации тепловых потерь при работе гибкого электронагревательного элемента и из возможности нагрева до высоких температур без дополнительных затрат энергии при обеспечении заданных теплотехнических свойств высокотемпературного нагревательного элемента.The thermal conductivity of the block, equal to 0.11-0.17 W/m⋅K, was determined based on the conditions for minimizing heat losses during the operation of a flexible electric heating element and from the possibility of heating to high temperatures without additional energy costs while ensuring the specified thermal properties of the high-temperature heating element.

Нижний предел теплопроводности теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока, равный 0,11 Вт/м⋅К, выбран исходя из-за теплотехнических ограничений для волокнистых материалов. Уровень теплопроводности, равный 0,11 Вт/м⋅К, является точкой перехода от формованных волокнистых огнеупоров к волокнистым иглопробивным матам и микропористым плитам. Несмотря на более хорошие теплоизоляционные свойства, указанные изделия не позволяют выполнять формирование с сохранением механических свойств. Следует отметить ограничение условий эксплуатации микропористых плит до 1000°С, при более высоких температурах возникает необратимые изменения микропористой структуры и резкое повышение теплопроводности. Также следует отметить, что при теплопроводности теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока, используемого в качестве несущего каркаса, менее 0,11 Вт/м⋅К, материал такого блока имеет пористую рыхлую структуру, что приводит к невозможности обеспечения заданных прочностных характеристик при использовании такого блока.The lower limit of thermal conductivity of a heat-insulating fibrous refractory block, equal to 0.11 W/m⋅K, was chosen based on thermal engineering limitations for fibrous materials. The thermal conductivity level of 0.11 W/m⋅K is the transition point from molded fibrous refractories to fibrous needled mats and microporous slabs. Despite the better thermal insulation properties, these products do not allow forming while maintaining mechanical properties. It should be noted that the operating conditions of microporous plates are limited to 1000°C; at higher temperatures, irreversible changes in the microporous structure and a sharp increase in thermal conductivity occur. It should also be noted that when the thermal conductivity of the heat-insulating fibrous refractory block used as a supporting frame is less than 0.11 W/m⋅K, the material of such a block has a porous loose structure, which makes it impossible to provide the specified strength characteristics when using such a block.

При теплопроводности теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока более 0,17 Вт/м⋅К, не обеспечивается возможность нагрева гибкого электронагревательного элемента до требуемых рабочих температур, поскольку при такой теплопроводности указанного блока невозможно в достаточной степени изолировать гибкий нагревательный элемент от рассеивания тепла в окружающее пространство. При этом возникает необходимость в увеличении нагрузки на гибкий электронагревательный элемент для обеспечения заданной рабочей температуры нагрева.When the thermal conductivity of the heat-insulating fibrous refractory block is more than 0.17 W/m⋅K, it is not possible to heat the flexible electric heating element to the required operating temperatures, since with such a thermal conductivity of the specified block it is impossible to sufficiently isolate the flexible heating element from heat dissipation into the surrounding space. In this case, it becomes necessary to increase the load on the flexible electric heating element to ensure the specified operating temperature of heating.

Возможность функционирования при рабочей температуре до 1300°С обеспечивает целостность материала и отсутствие разрушения при нагреве гибкого электронагревательного элемента до высоких температур.The ability to operate at operating temperatures up to 1300°C ensures the integrity of the material and the absence of destruction when the flexible electric heating element is heated to high temperatures.

Благодаря выполнению керамических изоляторов, замыкающих керамических изоляторов и краевых керамических изоляторов цельными со сквозными продольными отверстиями, выполнению керамических изоляторов и замыкающих керамических изоляторов с двумя параллельными друг другу сквозными продольными отверстиями, выполнению краевых керамических изоляторов с одним сквозным продольным отверстием, выполнению контактирующих между собой смежных торцевых поверхностей керамических изоляторов и краевых керамических изоляторов с углублениями и выступами в форме входящих одна в другую конических поверхностей, соединению сквозных продольных отверстий замыкающих керамических изоляторов с выполненной в теле замыкающих керамических изоляторов продольной выемкой, выполнению торцевых поверхностей замыкающих керамических изоляторов, контактирующих со смежными торцевыми поверхностями керамических изоляторов и краевых керамических изоляторов, с углублениями и выступами в форме входящих одна в другую конических поверхностей, обеспечивается подвижность изоляторов относительно друг друга при сохранении контакта между собой их смежных торцевых поверхностей и при обеспечении возможности закрытия всех участков электрического проводника при взаимном перемещении изоляторов относительно друг друга. Это, во-первых, обеспечивает возможность формирования требуемой формы поверхности излучения, а, во-вторых, исключает вероятность попадания элементов окисления электрического проводника на обогреваемый объект, при его расположении над таким объектом. Это позволяет формировать любые требуемые формы поверхности излучения и использовать гибкий электронагревательный элемент в сочетании с теплоизоляционным волокнистым огнеупорным блоком для любого сложного по форме технологического оборудования.Due to the implementation of ceramic insulators, closing ceramic insulators and edge ceramic insulators with through longitudinal holes, making ceramic insulators and closing ceramic insulators with two through longitudinal holes parallel to each other, making edge ceramic insulators with one through longitudinal hole, making adjacent end contacting insulators surfaces of ceramic insulators and edge ceramic insulators with recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one into the other, connecting through longitudinal holes of the closing ceramic insulators with a longitudinal recess made in the body of the closing ceramic insulators, making the end surfaces of the closing ceramic insulators in contact with adjacent end surfaces of the ceramic insulators and edge ceramic insulators, with recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one another, the mobility of the insulators relative to each other is ensured while maintaining contact between their adjacent end surfaces and providing the possibility of closing all sections of the electrical conductor during the mutual movement of the insulators relative to each other . This, firstly, makes it possible to form the required shape of the radiation surface, and, secondly, it excludes the possibility of contact with the elements of the oxidation of the electrical conductor on the heated object, when it is located above such an object. This makes it possible to form any required shape of the radiation surface and use a flexible electric heating element in combination with a heat-insulating fibrous refractory block for any technological equipment with a complex shape.

Выполнение керамических изоляторов гибкого электронагревательного элемента и используемого в качестве несущего каркаса теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока со сквозными отверстиями для установки в них элементов крепления, с одной стороны, также обеспечивает возможность формирования требуемой формы поверхности излучения. Это позволяет посредством элементов крепления закрепить каждый керамический изолятор к поверхности теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока, формируя требуемую форму поверхности излучения в зависимости от назначения нагревательной системы и технологического оборудования. А, с другой стороны, обеспечивает непосредственный контакт (плотное прилегание) гибкого электронагревательного элемента с поверхностью теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока, что, в свою очередь, способствует минимизации тепловых потерь и обеспечению заданных теплотехнических свойств высокотемпературного нагревательного элемента.On the one hand, the ceramic insulators of the flexible electric heating element and the heat-insulating fibrous refractory block used as a supporting frame with through holes for installing fasteners in them also provide the possibility of forming the required shape of the radiation surface. This makes it possible to fasten each ceramic insulator to the surface of the heat-insulating fibrous refractory block by means of fastening elements, forming the required shape of the radiation surface, depending on the purpose of the heating system and process equipment. And, on the other hand, it provides direct contact (tight fit) of the flexible electric heating element with the surface of the heat-insulating fibrous refractory block, which, in turn, helps to minimize heat losses and ensure the specified thermal properties of the high-temperature heating element.

Выполнение в местах установки элементов крепления на стороне теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока, противоположной стороне установки гибкого электронагревательного элемента, углублений позволяет исключить наличие выступающих частей элементов крепления над поверхностью блока. Исключение выступающих частей элементов крепления под поверхностью блока обеспечивает сохранение требуемой геометрии блока для его дальнейшего использования в сборке высокотемпературного нагревательного элемента и при его установке в технологическом оборудовании.Execution in places of installation of fastening elements on the side of the heat-insulating fibrous refractory block, opposite to the installation side of the flexible electric heating element, recesses allows to exclude the presence of protruding parts of the fastening elements above the surface of the block. The exclusion of the protruding parts of the fastening elements under the surface of the block ensures the preservation of the required geometry of the block for its further use in the assembly of a high-temperature heating element and when it is installed in process equipment.

При этом заделка углублений после установки элементов крепления огнеупорным раствором, во-первых, обеспечивает восстановление исходной геометрии блока. А, во-вторых, благодаря заполнению углублений вместе с выступающими частями элементов крепления огнеупорным раствором обеспечивается снижение потерь тепла от гибкого электронагревательного элемента, поскольку с ним контактируют элементы крепления и передают тепло от электронагревательного элемента к их противоположным частям, находящимся в углублениях. Это также способствует минимизации тепловых потерь и обеспечению заданных теплотехнических свойств.In this case, the sealing of the recesses after installing the fasteners with a refractory mortar, firstly, ensures the restoration of the original geometry of the block. And, secondly, due to the filling of the recesses together with the protruding parts of the fastening elements with a refractory solution, the heat loss from the flexible electric heating element is reduced, since the fastening elements are in contact with it and transfer heat from the electric heating element to their opposite parts located in the recesses. This also helps to minimize heat losses and ensure the specified thermal properties.

При этом охват углублениями группы сквозных отверстий для установки элементов крепления обеспечивает технологичность и существенно сокращается время изготовления высокотемпературного нагревательного элемента, поскольку на изготовление углублений для расположенных рядом сквозных отверстий требуется меньше затрат, чем на изготовление отдельного углубления для каждого отверстия в отдельности.At the same time, the coverage of a group of through holes with recesses for installing fasteners ensures manufacturability and significantly reduces the manufacturing time of a high-temperature heating element, since it is less expensive to manufacture recesses for adjacent through holes than to manufacture a separate recess for each hole separately.

Благодаря наличию средства контроля температуры гибкого электронагревательного элемента обеспечивается контроль его фактической температуры, исключается возможный его перегрев и обеспечивается возможность использования в устройствах, требующих нагрева с узким заданным температурным диапазоном.Due to the presence of a means for controlling the temperature of the flexible electric heating element, its actual temperature is controlled, its possible overheating is excluded and it is possible to use it in devices requiring heating with a narrow specified temperature range.

Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 изображен высокотемпературный нагревательный элемент, общий вид; на фиг. 2 - гибкий электронагревательный элемент, общий вид; на фиг. 3 - гибкий электронагревательный элемент, продольный разрез; на фиг. 4 - гибкий электронагревательный элемент с местами сварки электрических проводников; на фиг. 5 - гибкий электронагревательный элемент с надетыми на электрические проводники керамическими изоляционными бусами; на фиг. 6 - гибкий электронагревательный элемент с кабельными наконечниками на концах электрических проводников; на фиг. 7 - несущий каркас в виде теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока с установленными элементами крепления, общий вид; на фиг. 8 - элемент крепления, продольный разрез; на фиг. 9 - место заделки элементов крепления огнеупорным раствором; на фиг. 10 - средство контроля температуры гибкого электронагревательного элемента; на фиг. 11 - место заделки средства контроля температуры гибкого электронагревательного элемента огнеупорным раствором.The essence of the utility model is illustrated by the following drawings. In FIG. 1 shows a high-temperature heating element, general view; in fig. 2 - flexible electric heating element, general view; in fig. 3 - flexible electric heating element, longitudinal section; in fig. 4 - flexible electric heating element with places for welding electrical conductors; in fig. 5 - flexible electric heating element with ceramic insulating beads put on electrical conductors; in fig. 6 - flexible electric heating element with cable lugs at the ends of electrical conductors; in fig. 7 - supporting frame in the form of a heat-insulating fibrous refractory block with installed fasteners, general view; in fig. 8 - fastening element, longitudinal section; in fig. 9 - place for sealing fasteners with refractory mortar; in fig. 10 - means for controlling the temperature of the flexible electric heating element; in fig. 11 - place for sealing the temperature control means of the flexible electric heating element with a refractory solution.

Высокотемпературный нагревательный элемент включает несущий каркас, в качестве которого использован теплоизоляционный волокнистый огнеупорный блок 1, гибкий электронагревательный элемент и элементы крепления 2 гибкого электронагревательного элемента к блоку 1.The high-temperature heating element includes a supporting frame, which is a heat-insulating fibrous refractory block 1, a flexible electric heating element and fastening elements 2 of the flexible electric heating element to block 1.

Гибкий электронагревательный элемент представляет собой излучатель в виде электрического проводника 3 с параллельными ветвями и смонтированных на нем керамических изоляторов 4, замыкающих керамических изоляторов 5 и краевых керамических изоляторов 6.The flexible electric heating element is a radiator in the form of an electric conductor 3 with parallel branches and ceramic insulators 4 mounted on it, closing ceramic insulators 5 and edge ceramic insulators 6.

Керамические изоляторы 4 находятся в шахматном порядке относительно друг друга, через каждый керамический изолятор 4 проходят две соседние ветви электрического проводника 3, а краевые керамические изоляторы 6 установлены в крайних рядах между соответствующими находящими в шахматном порядке керамическими изоляторами 4.The ceramic insulators 4 are staggered relative to each other, two adjacent branches of the electrical conductor 3 pass through each ceramic insulator 4, and the edge ceramic insulators 6 are installed in the extreme rows between the corresponding staggered ceramic insulators 4.

Керамические изоляторы 4, замыкающие керамические изоляторы 5 и краевые керамические изоляторы 6 выполнены цельными со сквозными продольными отверстиями, причем керамические изоляторы 4 и замыкающие керамические изоляторы 5 выполнены с двумя параллельными друг другу сквозными продольными отверстиями, а краевые керамические изоляторы 6 выполнены с одним сквозным продольным отверстием.Ceramic insulators 4, closing ceramic insulators 5 and edge ceramic insulators 6 are made integral with through longitudinal holes, and ceramic insulators 4 and closing ceramic insulators 5 are made with two through longitudinal holes parallel to each other, and edge ceramic insulators 6 are made with one through longitudinal hole .

Контактирующие между собой смежные торцевые поверхности керамических изоляторов 4 и краевых керамических изоляторов 6 выполнены с углублениями и выступами в форме входящих одна в другую конических поверхностей.Adjacent end surfaces of ceramic insulators 4 and edge ceramic insulators 6 in contact with each other are made with recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one into the other.

Сквозные продольные отверстия замыкающих керамических изоляторов 5 соединены с выполненной в теле замыкающих керамических изоляторов 5 продольной выемкой 7, а торцевые поверхности замыкающих керамических изоляторов 5, контактирующие со смежными торцевыми поверхностями керамических изоляторов 4 и краевых керамических изоляторов 6, выполнены с углублениями и выступами в форме входящих одна в другую конических поверхностей.The through longitudinal holes of the closing ceramic insulators 5 are connected to a longitudinal recess 7 made in the body of the closing ceramic insulators 5, and the end surfaces of the closing ceramic insulators 5 in contact with the adjacent end surfaces of the ceramic insulators 4 and the edge ceramic insulators 6 are made with recesses and protrusions in the form of incoming one into the other conical surfaces.

Керамические изоляторы 4 выполнены со сквозными отверстиями 8 для установки в них элементов крепления 2.Ceramic insulators 4 are made with through holes 8 for installation of fastening elements 2 in them.

К концам электрического проводника 3 внахлест приварены электрические проводники 9, представляющие собой моножилу, характеризующиеся низким удельным электрическим сопротивлением и подключаемые к источнику напряжения.Electric conductors 9 are welded to the ends of the electrical conductor 3, which are monocore, characterized by low electrical resistivity and connected to a voltage source.

При этом на выходящие за пределы изоляторов участки электрического проводника 3 и на электрические проводники 9 надеты керамические изоляционные бусы 10. На концах электрических проводников 9 закреплены путем обжатия кабельные наконечники 11 для последующего удобного присоединения электронагревательного элемента к электрической цепи.At the same time, ceramic insulating beads 10 are put on the sections of the electrical conductor 3 that extend beyond the insulators and on the electrical conductors 9. At the ends of the electrical conductors 9, cable lugs 11 are fixed by crimping for subsequent convenient connection of the electric heating element to the electric circuit.

Блок 1 выполнен со сквозными отверстиями, соответствующими сквозным отверстиям 8, для установки в них элементов крепления 2 и соединения блока 1 с керамическими изоляторами 4, а, следовательно, для крепления гибкого электронагревательного элемента на рабочей, обращенной к нагреваемому объекту поверхности блока 1.The block 1 is made with through holes corresponding to the through holes 8, for installing fastening elements 2 in them and connecting the block 1 with ceramic insulators 4, and, consequently, for fastening the flexible electric heating element on the working surface of the block 1 facing the object being heated.

В местах установки элементов крепления 2 на стороне блока 1, противоположной стороне установки гибкого электронагревательного элемента, выполнены углубления 12. Углубления 12 охватывают группу сквозных отверстий, выполненных в блоке 1, для установки элементов крепления 2.Recesses 12 are made at the installation sites of fastening elements 2 on the side of block 1, opposite to the side of installation of the flexible electric heating element. Recesses 12 cover a group of through holes made in block 1 for installing fastening elements 2.

В блоке 1 выполнены сквозные отверстия 13 для размещения внутри них электрических проводников 9 гибкого электронагревательного элемента.In block 1, through holes 13 are made to accommodate electrical conductors 9 of a flexible electric heating element inside them.

Элементы крепления 2 представляют собой установленные в отверстия 8, выполненные в керамических изоляторах 4, и в соответствующие им отверстия в блоке 1 шпильки 14 с приваренными на одном их конце шайбами 15, прижимаемыми к керамическим изоляторам 4, и со стопорными шайбами 16, устанавливаемыми на других их концах со стороны углублений 12 с последующим их соединением со шпилькой 14 посредством сварки после их установки.The fastening elements 2 are installed in holes 8 made in ceramic insulators 4, and in the corresponding holes in block 1, studs 14 with washers 15 welded on one end, pressed against ceramic insulators 4, and with lock washers 16 installed on the other their ends on the side of the recesses 12, followed by their connection with the stud 14 by welding after their installation.

Углубления 12 после установки элементов крепления 2 заполнены огнеупорным раствором 17.The recesses 12 after the installation of the fastening elements 2 are filled with a refractory mortar 17.

Высокотемпературный нагревательный элемент снабжен средством контроля температуры гибкого электронагревательного элемента. В качестве такого средства контроля температуры электронагревательного элемента используется, например, термопара 18. Место установки термопары 18 заделано огнеупорным раствором 19.The high-temperature heating element is provided with a means for controlling the temperature of the flexible electric heating element. As such a means of controlling the temperature of the electric heating element, for example, a thermocouple 18 is used. The installation site of the thermocouple 18 is sealed with a refractory mortar 19.

Высокотемпературный нагревательный элемент работает следующим образом.The high temperature heating element operates as follows.

Высокотемпературный нагревательный элемент используется в конструкциях металлотрактов, камер дегазации, камер фильтрации и в конструкциях литейных машин для транспортировки расплавленных металлов в литейном производстве, в частности расплавленного алюминия и его сплавов.The high-temperature heating element is used in the construction of metal paths, degassing chambers, filtration chambers and in the construction of foundry machines for transporting molten metals in the foundry, in particular molten aluminum and its alloys.

Монтаж высокотемпературного нагревательного элемента начинается с монтажа гибкого электронагревательного элемента.The installation of the high temperature heating element begins with the installation of the flexible electric heating element.

Для гибкого электронагревательного элемента в качестве излучателя используется электрический проводник 3 представляет собой моножилу диаметром от 2,8 до 3,2 мм, изготовленную из сплава с высокой температурой плавления и с высоким удельным электрическим сопротивлением, например, фехраль (Х23Ю5Т) или нихром (Х20Н80). При использовании такого электрического проводника 3 обеспечивается возможность нагрева гибкого электронагревательного элемента до высоких температур без изменения сечения электрического проводника 3 по всей длине и без образования участков с разным сопротивлением и зон локального перегрева и обеспечивается равномерность прогрева всего участка электрического проводника 3. Диаметр используемой в качестве электрического проводника 3 моножилы выбран исходя из обеспечения удельной нагрузки 4-5 Вт/см² и из возможности установки моножилы внутри керамических изоляторов при обеспечении гибкости как самого электрического проводника 3, так и гибкости электронагревательного элемента.For a flexible electric heating element, an electric conductor 3 is used as a radiator. It is a monocore with a diameter of 2.8 to 3.2 mm, made of an alloy with a high melting point and high electrical resistivity, for example, fechral (Kh23Yu5T) or nichrome (Kh20N80) . When using such an electrical conductor 3, it is possible to heat a flexible electric heating element to high temperatures without changing the cross section of the electrical conductor 3 along its entire length and without the formation of sections with different resistances and zones of local overheating, and uniform heating of the entire section of the electrical conductor 3 is ensured. The conductor 3 of the monocore is selected on the basis of providing a specific load of 4-5 W/cm ² and from the possibility of installing a monocore inside ceramic insulators while ensuring the flexibility of both the electrical conductor 3 itself and the flexibility of the electric heating element.

При использовании моножилы диаметром менее 2,8 мм не обеспечивается удельная нагрузка, необходимая для нагрева гибкого электронагревательного элемента до заданной температуры, а при использовании моножилы диаметром более 3,2 мм, во-первых, требуется увеличение диаметра выполненных внутри керамических элементов отверстий, что приводит к уменьшению толщины стенок керамических элементов при сохранении необходимых размеров керамических элементов, либо требует увеличение размеров керамических элементов и соответственно толщины стенок керамических элементов. А, это может привести к трещинам в керамических элементах и их разрушению при нагреве гибкого электронагревательного элемента до высоких температур, а также при многократных циклах его нагрева и остывания. Во-вторых, при использовании моножилы диаметром более 3,2 мм требуются большие радиусы изгиба моножилы, используемой в качестве электрического проводника и помещенной внутри отверстий, выполненных в керамических элементах, что, в свою очередь, приводит к невозможности плотного размещения дорожек при формировании в виде змеевика электрического проводника, к малой площади нагрева и в виду этого невозможности достижения требуемых высоких температур.When using a monocore with a diameter of less than 2.8 mm, the specific load required to heat a flexible electric heating element to a predetermined temperature is not provided, and when using a monocore with a diameter of more than 3.2 mm, firstly, an increase in the diameter of the holes made inside the ceramic elements is required, which leads to to reduce the wall thickness of the ceramic elements while maintaining the required dimensions of the ceramic elements, or it requires an increase in the dimensions of the ceramic elements and, accordingly, the wall thickness of the ceramic elements. And, this can lead to cracks in ceramic elements and their destruction when the flexible electric heating element is heated to high temperatures, as well as during repeated heating and cooling cycles. Secondly, when using a monocore with a diameter of more than 3.2 mm, large bending radii are required for the monocore used as an electrical conductor and placed inside holes made in ceramic elements, which, in turn, leads to the impossibility of densely placing tracks when forming in the form coil of an electrical conductor, to a small heating area and, in view of this, the impossibility of achieving the required high temperatures.

При монтаже гибкого электронагревательного элемента краевые керамические изоляторы 6 и керамические элементы 4 поочередно выкладываются в линию таким образом, чтобы крайними с обоих концов сборки находились краевые керамические изоляторы 6. К одному из краевых керамических изоляторов 6 пристыковывают замыкающий керамический изолятор 5. Количество керамических изоляторов 4, количество краевых керамических изоляторов 6 и замыкающий керамический изолятор 5 определяет длину гибкого электронагревательного элемента. Наличие краевых керамических изоляторов 6 придает гибкому электронагревательному элементу законченную заданную прямоугольную форму. Электрический проводник 3 продевается в сквозные отверстия краевых керамических изоляторов 6, керамических изоляторов 4 и замыкающего керамического изолятора 5, таким образом, чтобы конец электрического проводника 3 вышел с обратной стороны сборки. Таким образом, формируется ветвь змеевика излучателя гибкого электронагревательного элемента.When mounting a flexible electric heating element, the edge ceramic insulators 6 and ceramic elements 4 are alternately laid out in a line so that the edge ceramic insulators 6 are located at both ends of the assembly. A closing ceramic insulator 5 is attached to one of the edge ceramic insulators 6. The number of ceramic insulators 4, the number of edge ceramic insulators 6 and the closing ceramic insulator 5 determine the length of the flexible electric heating element. The presence of edge ceramic insulators 6 gives the flexible electric heating element a finished rectangular shape. The electrical conductor 3 is threaded through the through holes of the edge ceramic insulators 6, ceramic insulators 4 and the closing ceramic insulator 5, so that the end of the electrical conductor 3 comes out from the reverse side of the assembly. Thus, a coil branch of the emitter of the flexible electric heating element is formed.

Далее между соответствующими керамическими изоляторами 4 устанавливаются керамические изоляторы 4 следующего ряда в шахматном порядке относительно предыдущих керамических изоляторов 4 и устанавливается замыкающий керамический изолятор 5 следующего ряда.Next, ceramic insulators 4 of the next row are installed between the corresponding ceramic insulators 4 in a checkerboard pattern relative to the previous ceramic insulators 4 and a closing ceramic insulator 5 of the next row is installed.

При этом углубления и выступы в форме входящих одна в другую конических поверхностей, выполненные на смежных торцевых поверхностях керамических изоляторов 4, краевых керамических изоляторов 6 и замыкающих керамических изоляторов 5, контактируют между собой, обеспечивая подвижность изоляторов относительно друг друга при сохранении контакта между собой их смежных торцевых поверхностей и обеспечении возможности закрытия всех участков электрического проводника 3 при взаимном перемещении изоляторов относительно друг друга. Это обеспечивает возможность формирования требуемой формы поверхности излучения и исключает вероятность попадания элементов окисления электрического проводника на обогреваемый объект при его расположении над таким объектом.At the same time, recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one another, made on adjacent end surfaces of ceramic insulators 4, edge ceramic insulators 6 and closing ceramic insulators 5, contact each other, ensuring the mobility of the insulators relative to each other while maintaining contact between their adjacent end surfaces and ensuring the possibility of closing all sections of the electrical conductor 3 with the mutual movement of the insulators relative to each other. This provides the possibility of forming the required shape of the radiation surface and excludes the possibility of contact with the elements of the oxidation of the electrical conductor on the heated object when it is located above such an object.

Электрический проводник 3 загибается в продольной выемке 7 замыкающего керамического изолятора 5 и продевается в сквозные отверстия керамических изоляторов 4 и сквозное отверстие замыкающего изолятора 5 второго ряда, формируя тем самым следующую ветвь змеевика излучателя. Затем процедуру повторяют до тех пор, пока не наберется необходимая ширина гибкого электронагревательного элемента.The electrical conductor 3 is bent in the longitudinal recess 7 of the closing ceramic insulator 5 and is threaded into the through holes of the ceramic insulators 4 and the through hole of the closing insulator 5 of the second row, thereby forming the next branch of the radiator coil. Then the procedure is repeated until the required width of the flexible electric heating element is reached.

Траектория электрического проводника 3 представляет собой змеевик, а поскольку керамические изоляторы 4 находятся в шахматном порядке относительно друг друга, при этом через каждый такой керамический изолятор 4 проходит две соседние ветви электрического проводника 3.The trajectory of the electrical conductor 3 is a coil, and since the ceramic insulators 4 are staggered relative to each other, two adjacent branches of the electrical conductor 3 pass through each such ceramic insulator 4.

При этом керамические изоляторы 4 выполнены со сквозными отверстиями 8 для установки в них элементов крепления 2.At the same time, ceramic insulators 4 are made with through holes 8 for installing fastening elements 2 in them.

Таким образом, формируется гибкий электронагревательный элемент требуемой формы.Thus, a flexible electric heating element of the desired shape is formed.

Далее к концам выводов электрического проводника 3 внахлест с перекрытием 5 мм привариваются электрические проводники 9, представляющие собой моножилу, характеризующиеся низким удельным электрическим сопротивлением и подключаемые к источнику напряжения. Электрические проводники 9 могут быть изготовлены, например, из сплава на основе никеля. При этом диаметр моножилы электрических проводников 9 равен диаметру моножилы электрического проводника 3. При таком соединении обеспечивается большая площадь контакта проводников между собой и их надежное электрическое соединение, а это исключает перегрев и последующее разрушение соединения. На выходящие за пределы изоляторов участки электрического проводника 3 и на электрические проводники 9 надеваются керамические изоляционные бусы 10. Затем на концах электрических проводников 9 закрепляются путем обжатия кабельные наконечники 11 для последующего удобного присоединения электронагревательного элемента нагревателя к электрической цепи.Further, electrical conductors 9 are welded to the ends of the terminals of the electrical conductor 3 with an overlap of 5 mm, which are a monocore, characterized by low electrical resistivity and connected to a voltage source. The electrical conductors 9 may be made of, for example, a nickel base alloy. In this case, the diameter of the monocore of electrical conductors 9 is equal to the diameter of the monocore of electrical conductor 3. With this connection, a large area of contact between the conductors and their reliable electrical connection is ensured, and this eliminates overheating and subsequent destruction of the connection. Ceramic insulating beads 10 are put on the sections of the electrical conductor 3 that extend beyond the insulators and on the electrical conductors 9. Then, at the ends of the electrical conductors 9, cable lugs 11 are fixed by crimping for subsequent convenient connection of the electric heating element of the heater to the electrical circuit.

В качестве несущего каркаса используется теплоизоляционный волокнистый огнеупорный блок 1, имеющий кажущуюся плотность от 450 кг/м³до 600 кг/м³, теплопроводность 0,11-0,17 Вт/м⋅К и максимальную рабочую температуру до 1300°С. Так, например, в качестве несущего каркаса используется теплоизоляционный волокнистый огнеупорный блок 1, имеющий кажущуюся плотность 450 кг/м³ и теплопроводность 0,11 Вт/м⋅К или, например, блок 1, имеющий кажущуюся плотность 650 кг/м³ и теплопроводность 0,17 Вт/м⋅К, при максимальной рабочей температуре до 1300°С. Указанные плотность и теплопроводность теплоизоляционного волокнистого огнеупорного блока 1 являются достаточными чтобы выдерживать нагрузки со стороны некрепленого на блоке 1 гибкого электронагревательного элемента и позволяют в достаточной степени изолировать гибкий электронагревательный элемент от рассеивания тепла в окружающее пространство, для обеспечения нагрева нагревательного элемента до 1300° при сохранении эксплуатационных режимов работы нагревательного элемента.As a supporting frame, a heat-insulating fibrous refractory block 1 is used, having an apparent density of 450 kg/m ³ to 600 kg/m ³ , thermal conductivity of 0.11-0.17 W/m⋅K, and a maximum operating temperature of up to 1300°C. So, for example, a heat-insulating fibrous refractory block 1 is used as a supporting frame, having an apparent density of 450 kg / m ³ and a thermal conductivity of 0.11 W / m⋅K or, for example, block 1, having an apparent density of 650 kg / m ³ and thermal conductivity 0.17 W/m⋅K, at maximum operating temperature up to 1300°C. The specified density and thermal conductivity of the heat-insulating fibrous refractory block 1 are sufficient to withstand loads from the flexible electric heating element that is not attached to the block 1 and allow the flexible electric heating element to be sufficiently isolated from heat dissipation into the surrounding space, to ensure heating of the heating element up to 1300 ° while maintaining operational operating modes of the heating element.

При этом блок 1 представляет собой формованную деталь (изделие) в форме арки, прямоугольника или выполненную иной формы в зависимости от технологического оборудования и назначения нагревательной системы. В качестве блока 1 используются, например, муллитокремнеземистые огнеупорные теплоизоляционные стекловолокнистые фасонные изделия. Такие изделия содержат в своем составе высокотемпературные компоненты, такие как Al₂O₃ (массовая доля не менее от 44% до 46%) и Cr₂O₃(массовая доля от 2% до 4%), что обеспечивают требуемые жаропрочные характеристики (максимальную рабочую температуру до 1300°С). Возможность функционирования при рабочей температуре до 1300°С обеспечивает целостность материала и отсутствие разрушения при нагреве гибкого электронагревательного элемента до высоких температур при условии его непосредственного контакта с поверхностью блока 1.In this case, block 1 is a molded part (product) in the form of an arch, a rectangle, or made in a different shape, depending on the technological equipment and the purpose of the heating system. As block 1, for example, mullite-silica refractory heat-insulating fiberglass molded products are used. Such products contain high-temperature components such as Al ₂ O ₃ (mass fraction of at least 44% to 46%) and Cr ₂ O ₃ (mass fraction of 2% to 4%), which provide the required heat-resistant characteristics (maximum operating temperature up to 1300°C). The ability to operate at operating temperatures up to 1300°C ensures the integrity of the material and the absence of destruction when the flexible electric heating element is heated to high temperatures, provided it is in direct contact with the surface of block 1.

Использование таких изделий в качестве блока 1 с установленным на нем гибким электронагревательным элементом обеспечивает минимизацию тепловых потерь при работе гибкого электронагревательного элемента, возможность нагрева до высоких температур без дополнительных затрат энергии и возможность работы в непосредственном контакте с гибким электронагревательным элементом без необходимости использования дополнительных теплоизоляторов. Волокнистая структура таких изделий обеспечивают высокие механические свойства такие, как прочность и стойкость к ударным нагрузкам, а также обрабатываемость материала при приемлемом весе сборки нагревательного элемента. Материалы волокон обеспечивают сохранение эксплуатационных характеристик блока при его нагреве до высоких температур, а также при многократных циклах нагрева и остывания. Высокая механическая прочность таких изделий обеспечивает надежное закрепление гибкого электронагревательного элемента на блоке 1 посредством элементов крепления 2 и сохранение требуемой формы.The use of such products as block 1 with a flexible electric heating element installed on it ensures minimization of heat losses during the operation of a flexible electric heating element, the possibility of heating to high temperatures without additional energy consumption and the ability to work in direct contact with a flexible electric heating element without the need to use additional heat insulators. The fibrous structure of such products provides high mechanical properties such as strength and impact resistance, as well as material machinability with an acceptable weight of the heating element assembly. The materials of the fibers ensure the preservation of the performance characteristics of the block when it is heated to high temperatures, as well as during repeated heating and cooling cycles. The high mechanical strength of such products ensures reliable fastening of the flexible electric heating element on the block 1 by means of fastening elements 2 and maintaining the desired shape.

Перед установкой гибкого электронагревательного элемента в блоке 1 формируются сквозные отверстия 13 для размещения внутри них электрических проводников 9 гибкого электронагревательного элемента. В блоке 1 на его рабочей, обращенной к нагреваемому объекту поверхности формируется паз для размещения в нем средства контроля температуры гибкого электронагревательного элемента, в качестве которого используется, например, термопара 18, и сквозное отверстие для выводов проводников термопары 18 за пределы блока 1. Для закрепления термопары 18 внутри блока 1 место ее установки заделывается огнеупорным раствором 19, в качестве которого используется мастика, например, «Мастика 85», характеризующаяся высокими показателями адгезии с материалом огнеупорного блока 1, однородностью и высоким качеством поверхности после механической обработки, высокими рабочими температурами до 1300°С.Before installing the flexible electric heating element in block 1, through holes 13 are formed to accommodate electrical conductors 9 of the flexible electric heating element inside them. In block 1, on its working surface facing the object being heated, a groove is formed to accommodate a means for controlling the temperature of a flexible electric heating element, which is used, for example, as a thermocouple 18, and a through hole for leads of thermocouple 18 conductors outside block 1. For fixing thermocouple 18 inside block 1, its installation site is sealed with refractory mortar 19, which is used as mastic, for example, "Mastic 85", characterized by high adhesion with the material of refractory block 1, uniformity and high surface quality after machining, high operating temperatures up to 1300 °C.

После этого на рабочей, обращенной к нагреваемому объекту поверхности блока 1 позиционируют гибкий электронагревательный элемент. Гибкий электронагревательный элемент деформируют в соответствии с рабочей поверхностью блока 1, добиваясь при этом плотного прилегания к ней.After that, a flexible electric heating element is positioned on the working surface of block 1 facing the heated object. The flexible electric heating element is deformed in accordance with the working surface of the block 1, while achieving a snug fit to it.

Через сквозные отверстия 8 находящихся по периметру керамических изоляторов 4 высверливаются сквозные отверстия в блоке 1 для установки элементов крепления 2. В местах установки элементов крепления 2 на стороне блока 1, противоположной стороне установки гибкого электронагревательного элемента, формируют углубления 12. В сквозные отверстия 8 находящихся по периметру керамических изоляторов 4 и в соответствующие им полученные сквозные отверстия в блоке 1 устанавливают шпильки 14 с приваренными на одном их конце шайбами 15, прижимаемыми к керамическим изоляторам 4, и со стопорными шайбами 16, устанавливаемыми на других их концах со стороны углублений 12 с последующим их соединением со шпилькой 14 посредством сварки после их установки. После фиксации находящихся по периметру керамических изоляторов 4 через сквозные отверстия 8 оставшихся керамических изоляторов 4 также высверливаются соответствующие им сквозные отверстия в блоке 1 для установки элементов крепления 2. Затем также в этих местах на стороне блока 1, противоположной стороне установки гибкого электронагревательного элемента, формируются углубления 12. Эти углубления 12 могут охватывать группу сквозных отверстий, выполненных в блоке 1, для установки элементов крепления 2. В сквозные отверстия 8 оставшихся керамических изоляторов 4 и в соответствующие им полученные сквозные отверстия в блоке 1 также устанавливаются шпильки 14 с приваренными на одном их конце шайбами 15, прижимаемыми к керамическим изоляторам 4, и со стопорными шайбами 16, устанавливаемыми на других их концах со стороны углублений 12 с последующим их соединением со шпилькой 14 посредством сварки после их установки. Концы шпилек 14, выходящие за пределами плоскости внешней поверхности блока 1, обрезаются. Для восстановления прежней геометрии блока 1 углубления 12 после установки элементов крепления 2 заполнятся огнеупорным раствором 17, в качестве которого может использоваться мастика, например «Мастика 85», или мертель, например, мертель «Skamol». После просушки внешние поверхности блока 1 подвергаются шлифовке. После этого через сквозные отверстия 13 в блоке 1 выводятся электрические проводники 9 гибкого электронагревательного элемента.Through holes 8 located around the perimeter of ceramic insulators 4, through holes are drilled in block 1 to install fasteners 2. around the perimeter of the ceramic insulators 4 and into the corresponding through holes obtained in the block 1, studs 14 are installed with washers 15 welded at one end, pressed against the ceramic insulators 4, and with lock washers 16 installed at their other ends from the side of the recesses 12, followed by their connection with the stud 14 by welding after their installation. After fixing the ceramic insulators 4 along the perimeter through the through holes 8 of the remaining ceramic insulators 4, the corresponding through holes are also drilled in the block 1 to install the fastening elements 2. Then, also in these places on the side of the block 1, opposite to the installation side of the flexible electric heating element, recesses are formed 12. These recesses 12 can cover a group of through holes made in block 1 for installing fasteners 2. In through holes 8 of the remaining ceramic insulators 4 and in the corresponding through holes obtained in block 1, studs 14 are also installed with welded at one end washers 15 pressed against the ceramic insulators 4, and with lock washers 16 installed at their other ends from the side of the recesses 12 with their subsequent connection with the pin 14 by welding after their installation. The ends of the studs 14, which extend beyond the plane of the outer surface of the block 1, are cut off. To restore the previous geometry of block 1, the recesses 12, after installing the fasteners 2, will be filled with a refractory mortar 17, which can be used as a mastic, for example, Mastic 85, or a mortar, for example, Skamol mortar. After drying, the outer surfaces of the block 1 are polished. After that, through the through holes 13 in block 1, electrical conductors 9 of the flexible electric heating element are output.

Затем изготовленный вышеописанным способом высокотемпературный нагревательный элемент монтируется на соответствующем технологическом оборудовании. После этого посредством кабельных наконечников 11 электрических проводников 9 подключаются к источнику электрического тока. В электрическом проводнике 3 гибкого электронагревательного элемента под действием электрического тока выделяется тепло, которое вызывает нагрев керамических изоляторов 4, замыкающих керамических изоляторов 5 и краевых керамических изоляторов 6, которые в свою очередь передают тепловую энергию нагреваемому объекту, вызывая его нагрев. Благодаря наличию средства контроля температуры гибкого электронагревательного элемента обеспечивается контроль его фактической температуры, исключается возможный его перегрев и обеспечивается возможность использования в устройствах, требующих нагрева с узким заданным температурным диапазоном.Then, the high-temperature heating element manufactured in the manner described above is mounted on the appropriate process equipment. After that, by means of cable lugs 11, electrical conductors 9 are connected to a source of electric current. In the electrical conductor 3 of the flexible electric heating element, under the action of an electric current, heat is generated, which causes heating of the ceramic insulators 4, the closing ceramic insulators 5 and the edge ceramic insulators 6, which in turn transfer thermal energy to the heated object, causing it to heat up. Due to the presence of a means for controlling the temperature of the flexible electric heating element, its actual temperature is controlled, its possible overheating is excluded and it is possible to use it in devices requiring heating with a narrow specified temperature range.

Высокотемпературный нагревательный элемент может быть использован, например, в конструкции желоба для транспортировки расплавленных металлов, который, как правило, входит в состав эксплуатируемых на производствах плавильно-литейных комплексов, например, для производства алюминиевых полуфабрикатов. Такой высокотемпературный нагревательный элемент в конструкции желоба для транспортировки расплавленных металлов может обеспечивать, например, предварительный нагрев металлотракта перед транспортировкой расплавленного металла, например, расплава алюминия из печи или миксера в литейную машину или кристаллизатор, а также обеспечивать компенсация тепловых потерь в расплаве при транспортировке расплавленного металла.A high-temperature heating element can be used, for example, in the design of a trough for transporting molten metals, which, as a rule, is part of melting and foundry complexes operated in industries, for example, for the production of aluminum semi-finished products. Such a high-temperature heating element in the construction of a chute for transporting molten metals can provide, for example, preheating of the metal path before transporting molten metal, for example, aluminum melt from a furnace or mixer to a casting machine or mold, and also provide compensation for heat losses in the melt during transport of molten metal .

Высокотемпературный нагревательный элемент может быть также использован, например, в конструкции нагреваемого желоба для транспортировки расплавленных металлов, в частности расплавленного алюминия и его сплавов, для металлотрактов, камер дегазации, камер фильтрации и в конструкциях литейных машин, которые включают в себя как прямолинейные, так и такие участки, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки. Использование такого высокотемпературного нагревательного элемента в конструкции нагреваемого желоба для транспортировки расплавленных металлов обеспечивает возможность нагрева канала для транспортировки расплавленных металлов, как на прямолинейных, так и на таких участках металлотракта, как повороты, тройники, короткие линии и другие его участки.The high-temperature heating element can also be used, for example, in the construction of a heated trough for transporting molten metals, in particular molten aluminum and its alloys, for metal paths, degassing chambers, filtration chambers and in the construction of foundry machines, which include both straight and sections such as turns, tees, short lines and other sections. The use of such a high-temperature heating element in the design of a heated chute for transporting molten metals makes it possible to heat the channel for transporting molten metals, both in straight lines and in such sections of the metal path as turns, tees, short lines and other sections.

Claims

1. A high-temperature heating element, including a carrier frame, a flexible electric heating element and elements for fastening the flexible electrical heating element to the carrier frame, in which the flexible electrical heating element is a radiator in the form of a coil with parallel branches and ceramic insulators mounted on it, closing ceramic insulators and edge ceramic insulators, ceramic insulators are staggered relative to each other, two adjacent branches of the emitter pass through each ceramic insulator, and edge ceramic insulators are installed in the extreme rows between the corresponding staggered ceramic insulators, characterized in that heat-insulating fibrous a refractory block having an apparent density of 450 kg/m ³ to 600 kg/m ³ , a thermal conductivity of 0.11-0.17 W/m⋅K, and a maximum operating temperature of up to 1300°C.

2. The element according to claim 1, characterized in that the ceramic insulators, the closing ceramic insulators and the edge ceramic insulators are made integral with through longitudinal holes, and the ceramic insulators and the closing ceramic insulators are made with two through longitudinal holes parallel to each other, and the edge ceramic insulators made with one through longitudinal hole, adjacent end surfaces of ceramic insulators and edge ceramic insulators in contact with each other are made with recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one into the other, through longitudinal holes of the closing ceramic insulators are connected to a longitudinal recess made in the body of the closing ceramic insulators, and the end surfaces of the closing ceramic insulators, which are in contact with the adjacent end surfaces of the ceramic insulators and the edge ceramic insulators, are made with recesses and protrusions in the form of conical surfaces entering one into the other.

3. The element according to claim. 1, characterized in that the ceramic insulators of the flexible electric heating element and the heat-insulating fibrous refractory block used as a supporting frame are made with through holes for installing fasteners in them.

4. An element according to claim 3, characterized in that recesses are made at the installation sites of the fastening elements on the side of the heat-insulating fibrous refractory block opposite to the installation side of the flexible electric heating element.

5. An element according to claim 4, characterized in that the recesses are sealed with a refractory mortar after installation of the fastening elements.

6. The element according to claim. 4, characterized in that the recesses cover a group of through holes for installing fasteners.

7. The element according to claim 1, characterized in that it is provided with a means for controlling the temperature of the flexible electric heating element.