CS265434B1

CS265434B1 - An assembly for transferring heating electrical energy to a heated space

Info

Publication number: CS265434B1
Application number: CS881316A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Holec; Alena Ing Bendlova
Original assignee: Holec Jiri; Bendlova Alena
Priority date: 1988-03-01
Filing date: 1988-03-01
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS131688A1

Abstract

Topný odporový článek na bázi disilicidu molybdenu se zesílenými přívody elektrického proudu z téhož materiálu, které jsou uloženy v průchodce vyzdívky ohřívaného prostoru, je tvořen nejméně jednou spirálou navléknutou na podpůrném členu, uloženém na výstupcích nosného členu. S výhodou je mezi nosným členem a keramickou průchodkou vloženo těsnění, např. keramická plst. Sestava se spirálovitým topným článkem umožňuje vybavit větší množství energie ve srovnání s dosud používanými uspořádáními a umožňuje tak i snížení ohřívaného prostoru. Sestava je určena pro nepřímý odporový ohřev s teplotami nad 1 000 °C a zejména až nad 1 400 °C, a to pro průmysl sklářský, keramický, metalurgický, chemický a strojírenský.A heating resistance element based on molybdenum disilicide with reinforced electric current leads of the same material, which are placed in the bushing of the lining of the heated space, is formed by at least one spiral threaded on a support member, placed on the projections of the supporting member. Preferably, a seal, e.g. ceramic felt, is inserted between the supporting member and the ceramic bushing. The assembly with a spiral heating element allows for the provision of a larger amount of energy compared to the arrangements used so far and thus also allows for the reduction of the heated space. The assembly is intended for indirect resistance heating with temperatures above 1,000 °C and in particular up to above 1,400 °C, for the glass, ceramic, metallurgical, chemical and mechanical engineering industries.

Description

Vynález se týká sestavy pro přenos topné elektrické energie do ohřívaného prostoru prostřednictvím odporového topného článku na bázi disilicidu molybdenu. Topný článek je opatřen zesílenými přívody elektrického proudu zhotovenými z materiálu na stejné bázi. Přívody elektrického proudu jsou napojeny na přívodní vedení zdroje elektrického proudu a jsou uloženy v keramické průchodce umístěné ve vyzdívce ohřívaného prostoru.The invention relates to an assembly for transferring heating electrical energy to a heated space by means of a molybdenum disilicide resistance heating element. The heating element is provided with reinforced power supplies made of the same base material. The power leads are connected to the power supply lead and are housed in a ceramic bushing located in the lining of the heated space.

V československém patentním spisu č. 90 097 je popsán žáruvzdorný materiál stálý proti okysličení a použitelný za vysokých teplot, jako elektrický odporový materiál. Materiál obsahující převážně silicidovou složku, sestává hlavně ze silicidu molybdenu. V dalším československém patentním spisu č. 91 942 je uveden způsob výroby elektrických odporových článků, vystavitelných provozní teplotě 1 600 °C a obsahujících silioid a sestávajících převážně z molybdenu a křemíku a obsahujících s výhodou rovněž 10 % hmot. TaSi₂· Způsob výroby odporových článků z tohoto materiálu vychází ze vstřikového lití a následného slinování ve dvou stupních a umožňuje zhotovit topné články ve tvaru ohnutých drátů, spirál a přehnutých pásů. V československém patentním spisu č. 93 272 je popsána úprava elektrických odporových článků sestávajících zejména ze silicidu molybdenu a vhodných pro elektrické pece určené pro teplotu nad 1 000 °C a až do teplot nejméně 1 400 °C. Oprava tohoto odporového topného článku spočívá v tom, že topný článek je volně uložen na loži ze vzájemně proti sobě pohyblivých zrn ze žáru vzdorného elektricky izolujícího materiálu, chemicky odolného proti materiálu odporového člán ku. Odporový článek může být umístěn v keramické podpěrné trubce. Pro vlásenkovitě ohnutý odporový článek jsou uvedeny přívody topného článku, které mají rozšířený průřez a prostupují otvory v zátce z keramického materiálu, která uzavírá podpěrnou trubku. V československém patentním spisu č. 143 458 je popsán držák pro elektrické odporové prvky tvořené z podstatné části z disilioia molybdenu a používané např. v odporových teploměrech pro měření teploty v pecích apod. Odporové prvky mají tvar podlouhlých těles, které se montují ve vodorovné poloze. Přívody odporového topného prvku procházejí průchodkovou cihlou a jsou připojitelné na elektrické vedení mimo stěnu pece.In Czechoslovak patent specification No. 90,097, an oxidation resistant and usable high-temperature refractory material is described as an electrical resistance material. The material containing mainly the silicide component consists mainly of molybdenum silicide. Another Czechoslovak patent specification No. 91,942 discloses a process for the manufacture of electrical resistors which can be exposed to an operating temperature of 1,600 ° C and containing silioid and consisting predominantly of molybdenum and silicon and preferably also containing 10% by weight. TaSi ₂ · The method of manufacturing resistive elements from this material is based on injection molding and subsequent sintering in two stages and makes it possible to produce heating elements in the form of bent wires, spirals and folded strips. [0006] Czechoslovak patent specification No. 93 272 describes the modification of electrical resistance cells consisting mainly of molybdenum silicide and suitable for electric furnaces for temperatures above 1000 ° C and up to temperatures of at least 1400 ° C. The repair of this resistive heating element is that the heating element is loosely supported on a bed of mutually movable grains of heat resistant electrically insulating material chemically resistant to the resistive element material. The resistive element may be housed in a ceramic support tube. For the hairpin bent resistor element, heating element leads having an enlarged cross-section and through holes in a ceramic plug that encloses the support tube are provided. The Czechoslovak patent specification 143 458 describes a holder for electrical resistance elements consisting essentially of disilioia molybdenum and used, for example, in resistance thermometers to measure furnace temperatures, etc. The resistance elements have the shape of elongated bodies which are mounted in a horizontal position. The leads of the resistance heating element pass through the lead-through brick and are connectable to the power line outside the furnace wall.

Je znám odporový topný článek na bázi silicidu karbidu ve tvaru spirály, který je však použitelný do teplot 1 400 °C, navíc během své životnosti mění svůj elektrický odpor, což zhoršuje vybavení elektrické energie tímto článkem do ohřívaného prostoru. Topné články ze silicidu karbidu mají ve srovnání s topnými články na bázi disilicidu molybdenu podstatně nižší provozní životnost.A spiral-shaped resistive heating element based on carbide silicide is known but can be used at temperatures up to 1400 ° C and, in addition, changes its electrical resistance during its lifetime, which worsens the electrical power supply to the heated space. Carbide silicide heaters have a significantly lower service life compared to molybdenum disilicide heaters.

Topné články ze silicidu molybdenu a dosud známé uspořádání a jejich sestavy pro nepříznivý odporový ohřev neumožňuji aplikaci při otápění nižších ohřívaných prostorů. Stavby těchto prostorů jsou nadměrně vysoké a dochází ke zbytečným tepelným ztrátám.The molybdenum silicide heating elements and the prior art arrangement and their assemblies for unfavorable resistance heating do not allow application in heating lower heated spaces. The constructions of these spaces are excessively high and unnecessary heat losses occur.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u sestavy pro přenos topné elektrické energie prostřednictvím topného článku na bázi disilicidu molybdenu podle tohoto vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že topný článek je tvořen nejméně jednou spirálou navléknutou na podpůrném členu, který je uložen na nosném členu opatřeném výstupky. Podpůrný a nosný člen jsou zhotoveny ze žáruvzdorného materiálu nereagujícího s materiálem topného článku.Said disadvantages are avoided or substantially reduced in the heating electric power transmission assembly by means of a molybdenum disilicide heating element according to the invention. Its essence is that the heating element is formed by at least one spiral threaded on a support member, which is supported on a support member provided with protrusions. The support and support members are made of a refractory material not reacting with the heating element material.

Je výhodné pro průmyslové účely, když spirála topného článku má průřez nejméně 7 mm .It is advantageous for industrial purposes if the heating element coil has a cross-section of at least 7 mm.

Dále je výhodné, když mezi nosným členem a průchodkou, v níž jsou uloženy zesílené přívody topných článků je vloženo těsnění. Pro těsnění je zvláště vhodná keramická plst.Furthermore, it is advantageous if a seal is inserted between the support member and the bushing in which the reinforced heating element leads are inserted. Ceramic felt is particularly suitable for sealing.

Výhodou tohoto řešení je možnost snížení ohřívaného prostoru, jehož výšku v podstatě ovlivňuje zvolený průměr spirály topného článku. Spirála topného článku o jednom a více závi2 těch a průřezu větším než 7 mm umožní vybavit několikanásobně větší množství a energie než např. odporový topný článek dosud nejčastěji používaný ve tvaru smyčky. Sestava umožňuje zavedení topného článku v horizontální i vertikální poloze do ohřívaného prostoru.The advantage of this solution is the possibility to reduce the heated space, the height of which is substantially influenced by the selected diameter of the heating element coil. The spiral of a heating element with one or more coils and a cross-section greater than 7 mm makes it possible to provide a much higher amount and energy than, for example, a resistance heating element so far most commonly used in the form of a loop. The assembly allows the heating element to be introduced in the horizontal and vertical position into the heated space.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojených výkresech, z nichž představuje obr. 1 a 2 topný článek ve tvaru spirály a obr. 3 a 4 pohled na sestavu pro přenos elektrická energie spirálovitým topným článkem.An exemplary embodiment of the invention is described below and is schematically illustrated in the accompanying drawings, in which Figures 1 and 2 are a spiral-shaped heating element and Figures 3 and 4 are a view of an electrical power transmission assembly by a spiral-shaped heating element.

Uvedené a dále popsané příklady provedení však neomezují rozsah vynálezu a je samozřejmé, že je možná celá řada obměn a změn jednotlivostí v rámci myšlenky vynálezu, která je vyjádřena v předmětu vynálezu.However, the following examples are not to be construed as limiting the scope of the invention, and it will be understood that many variations and variations of the details are possible within the spirit and scope of the invention.

Na obr. 1 je znázorněn topný článek .1 ve tvaru spirály o více závitech s přívody 2_ elektrického proudu situovaných kolmo k podélné ose spirály. Na obr. 2 jsou přívody 2 topného článku 1. situovány tečně k obvodu spirály topného článku. Na obr. 3 je uvedena sestava pro nepřímý ohřev ohřívaného prostoru při horizontálním zavedení přívodů 2 topného článku 1_. Vnitřkem spirály topného článku JI je provléknut podpůrný člen 3, zhotovený ze žáruvzdorného materiálu, např. korundu, neobsahujícího shluky železa, nebo jiných látek reagujících s disilicidem molybdenu. Podpůrný člen 3 zajištuje zachování spirály topného článku 1. i při vysokých teplotách. Podpůrný člen 3. je uložen na nosném členu £, představujícím např. boční stěny žáruvzdorné vyzdívky ohřívaného prostoru, a to na výstupcích _5 nosného členu ;4.FIG. 1 shows a spiral-shaped heating element 1 with a plurality of coils with electrical connections 2 perpendicular to the longitudinal axis of the coil. In FIG. 2, the inlets 2 of the heating element 1 are situated tangential to the circumference of the heating element spiral. Fig. 3 shows an assembly for indirect heating of the heated space with horizontal introduction of the inlets 2 of the heating element 7. A support member 3 made of a refractory material, such as corundum, free of iron clusters or other substances reacting with molybdenum disilicide, is passed through the interior of the coil of the heating element 11. The support member 3 ensures that the spiral of the heating element 1 is maintained even at high temperatures. The support member 3 is mounted on a support member 4, representing, for example, the side walls of the refractory lining of the heated space, on the projections 5 of the support member 4.

Na obr. 4 je uvedena sestava při vestikálním zavedení přívodů 2 topného článku JL do ohřívaného prostoru. V tomto případě je podpůrný člen 2 topného článku J. uložen na výstupcích 5 nosného členu J5 představovaného např. stropní tvarovkou vyhřívaného prostoru. V obou případech jsou přívody 2 topného článku 1_ uloženy v keramické průchodce 6, která může být dělena podle způsobu zavedení topného článku JL do ohřívaného prostoru. Na průchodku 6. je nasunuta těsnicí část která rovněž může být dělena. Mezi průchodkou _6 a nosným členem 4. je uloženo těsnění _8 např. keramická plst, k zamezení úniku tepla a těkání exhalátů z ohřívaného prostoru. Nosný člen 4. je uložen ve vyzdívce 9^ ohřívaného prostoru a vyzdívka 2 3θ ^νηθ opatřena izolací 10. Výška ohřívaného prostoru je minimálně o 50 mm větší než vnější průměr spirály topného článku L·FIG. 4 shows the assembly when the inlets 2 of the heating element 11 are introduced into the heated space. In this case, the support member 2 of the heating element 1 is mounted on the projections 5 of the support member 5 represented, for example, by the ceiling fitting of the heated space. In both cases, the inlets 2 of the heating element 7 are housed in a ceramic bushing 6, which can be divided according to the method of introducing the heating element 11 into the heated space. A sealing portion is slid onto the grommet 6, which can also be cut. A seal 8, e.g. a ceramic felt, is disposed between the bushing 6 and the support member 4 to prevent heat leakage and volatilization from the heated space. The supporting member 4 is mounted in the lining 9 ^ space being heated and the ladle 2 ^3θ νη θ provided with insulation 10. The pressure space being heated is at least 50 mm larger than the outer diameter of the spiral heating element L ·

Sestavy pro přenos topné elektrické energie do ohřívaného prostoru podle vynálezu lze využír v průmyslu sklářském, keramickém, chemickém, metalurgickém a všude tam, kde lze uplatnit nepřímý odporový ohřev.The assemblies for transferring the heating electric energy to the heated space according to the invention can be used in the glass, ceramic, chemical, metallurgical industry and wherever indirect resistance heating can be applied.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An assembly for transferring heating electric power to a heated space by means of a molybdenum disilicon based heating element, provided with reinforced power supplies made of the same base material, housed in a ceramic bushing located in the lining of the heated space and connected to the power supply supply line; characterized in that the heating element (1) is formed by at least one spiral threaded on a support member (3) mounted on a support member (4) provided with protrusions (5), wherein both the support and support member (3, 4) are made of non-reactive refractory material with heating element material (1).

2. An assembly for transferring heating electric energy to a heated space according to claim 1, characterized in that the coil of the heating element (1) has a cross-section of at least 7 mm.

Assembly according to claim 1, characterized in that a seal (8), preferably a ceramic felt, is inserted between the support member (4) and the ceramic bushing (6).