бенно существенно для использования в текстильных ЭН низко™ температурных конструкционных материалов.

Фторопластовая изоляция применяется преимущественно в виде листов и пленок, а кремнийорганические лаки - в виде пропиток.

Т е х н о л о г'и я производства текстильных электронагревателей

Конструктивные особенности текстильных ЭН существенным образом зависят от типа и возможностей текстильного. оборудования, используемого для их изготовления. Для выработки текстильных ЭН используется большое количество различных устройств, выполняющих ряд последовательных технологических операций по подготовке сырья, образованию нагревательного полотна и его отделке. Для каждого вида текстильных ЭН используются соответствующие текстильные машины, предназначенные для формования определенных текстильных материалов, ибо они в основном и придают текстильным ЭН их специфические свойства.

Рассмотрим технологию производства ЭН на некоторых текстильных машинах.

Тканью ЭН изготовляются на различных ткацких станках, отличающихся конструктивным исполнением рабочих органов и других элементов. Однако принцип выработки текстильного изделия на всех ткацких станках, пригодных для изготовления такого вида термического оборудования, остается неизменным и может быть объяснен на принципиальной схеме челночного ткацкого станка, представленной на рис. 7.

Рис.7. Схема образования тканого электронагревателя а - ткацкий станок; б - образование элемента ткани 14

Продольные нити (нити основы) 8, навитые на ткацкий навой 7, проходят через глазки 10 галев 9 и между пластинами 15 берда 12. Раздвигаемые галевами 9, собранными в ремизки 11, нити основы образуют зев, в зоне которого между бердом 12 и краем (опушкой) ткани 1 прокидывается челнок 6. Расположенная в челноке шпуля 5 несет на себе уточную нить 14, прокладываемую в зев при движении челнока. После прокладывания уточной нити движение ремизок в вертикальном направлении приводит к закрытию зева. Одновременно уточная нить 14 пластинами 15 при движении батана 13 прибивается к опушке ткани, образуя очередной ее элемент рядом с другими уточными нитями 8. Опушка ткани образуется грудницей 2. Ткань отводится из зоны формирования путем навивания ее на товарный валик 3.

Для изготовления некоторых типов тканых ЭН необходимо применять несколько челноков (см. рис. 2). Например, для уточных ЭН можно использовать два челнока - один (6) с нагревательным элементом, второй (4) - с изолирующей нитью, меняющиеся в процессе работы по заданной программе. Имеются ткацкие станки с тремя и четырьмя челноками. Смена челноков может осуществляться с одной или с обеих сторон станка, соответственно этому станки обладают различными возможностями по изготовлению тканых ЭН. Существенное значение имеет количество ремизок, определяющее возможное количество групп разнопереплетающихся нитей. На ткацком станке может быть установлено несколько навоев с нитями основы, что увеличивает !его возможности по выработке тканых электронагревателей различных конструкций.

! Технологии изготовления тканых ЭН в значительной степени определяется физико-механическими свойствами исходных материалов. Если эти свойства мало отличаются от обычных текстильных материалов, то технология выработки тканых ЭН аналогична обычной текстильной технологии £юД . Однако во многих случаях технологические свойства материалов, особенно используемых для нагревательных элементов, отличны от обычных текстильных, причем возникает необходимость одновременной переработки материалов с существенно различными физико-механическими свойствами. Различные жесткость, удлинения, релаксация и другие свойства сказываются не всех технологических переходах: кручении нитей, подготовке навоя, самом ткачестве, последующей отделке. Все эти особенности вызывают необходимость соответствующего выбора структуры нагревательной ткани и подбора технологических параметров ее изготовления.

Трикотажные ЭН вяжутся на трикотажных машинах различных конструкций. Технология вязания зависит от конструктивных особенностей трикотажной машины и структуры трикотажного полотна [il] . На рис. 8 представлена в качестве примера схема вязания нагревателя, выполненного кулирной гладью, при помощи язычковых игл.

ж е д г в 6 а

Рис.8. Схема образования трикотажного электронагревателя

Образование петель, происходит в петельном ряду из одной нити последовательно на каждой игле при их вертикальном воз-вратно-*поступательном перемещении. На игле а, движущейся вверх, находится .готовая петля предыдущего ряда из проводящей нити. Игла б, поднимаясь, открывает такой же петлей язычок, на игле в аналогичная петля оказалась ниже язычка, а под крючок прокладывается изолирующая нить, из которой должен образоваться следующий ряд петель при движении игл вниз. Игла г начинает опускаться, захватив крючком изолирующую нить; при этом петля предыдущего ряда из проводящей нити закрывает язычок, что позволяет игле вместе с изолирующей нитью беспрепятственно пройти через нее. Следующая игла е образовала новую' петлю из изолирующей нити; на игле ж, начавшей новый подъем, находится уже готовая петля этого ряда. Далее процесс повторяется.

Как и для тканых ЭН особенности технологии выработки трикотажных ЭН в значительной степени определяются применением материалов, имеющих худшие по сравнению с обычным сырьем технологические свойства, *а также одновременной переработкой нитей с различными физико-механическими характеристиками. Проволока, часто применяемая для нагревательного элемента, имеет большую жесткость и меньшую растяжимость, чем обычная нить, поэтому, если при вязании обычных нитей напряжения, возникающие в них при образовании петли, сводятся к продольному натяжению, то для проволоки значительную долю допускаемых напряжений составляют напряжения, обусловленные изгибом проволоки конструктивными элементами петлеобразования. В связи с этим все нагрузки, которым подвергается проволока, должны быть сведены к минимуму. Для улучшения скольжения проволоки по рабочим органам машин в некоторых случаях ее смазывают глицерином или машинным маслом. Для облегчения процесса вязания подбирают соответствующие переплетения, применяют вязание на сдвоенных иглах и другие меры улучшения условий переработки. 16

В обзоре не описана технология выработки плетельных и нетканых текстильных ЭН, так как их производство в основном такое же, как производство обычных текстильных изделий, которое достаточно полно описано в [Д2> 1з] . Отличительные особенности ее, связанные с характерными свойствами перерабатываемых материалов, аналогичны отмеченным выше для тканых и трикотажных ЭН.

По описанной выше технологии может быть изготовлен целый ряд текстильных ЭН для применения в разнообразных нагревательных устройствах. Конструктивные особенности нагревателей связан ны с условиями их применения и будут отмечены при рассмотрении конкретных случаев.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕКСТИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Обогрев емкостей и трубопроводов

Наиболее распространенный случай применения текстильных ЭН в промышленности - обогрев различного рода баков и других емкостей, а также трубопроводов для транспортирования жидких продуктов, В обоих случаях текстильные ЭН применяются как для поддержания температуры продукта, так и для дополнительного подвода тепла к нему. Благодаря свойствам текстильных ЭН форма обогреваемого оборудования может быть различной и в то же время достаточно сложной.

Для обогрева резервуаров и емкостей применяют как тканые, так и трикотажные ЭН. Так, например, на рис. 9 представлена конструкция нагревательного устройства для обогрева бака цилиндрической формы на основе трикотажного ЭН. Нагреватель состоит из нескольких отрезков трикотажного полотна, образованного поочередным провязыванием стеклонити и металлической мононити кулирной гладью. Количество и размеры этих отрезков зависят от Требуемых параметров нагревательного устройства.

Отрезки, образующие секции нагревательного устройства, соединяются между собой параллельно посредством двух токонесущих шин. Такое соединение обеспечивает работоспособность устройства даже при выходе из строя одной секции. Все устройство с обеих сторон закрывается листами изоляционного материала и обертывается вокруг бака или другой цилиндрической поверхности Q.4] .

Рис.9. Нагревательное устройство для обогрева баков а - конструкция нагревательного элемента; б - подключение нагревательных элементов

1 - трикотажный электронагреватель; 2 - изолирующие шайбы; 3 - защитная пластина; 4 - изолирующие прокладки; 5 - кожух; 6 - контакты; 7 - шина; 8 - нагревательный элемент; 9 - то- копровод; 10 - терморегулятор

Для уменьшения непроизводительных потерь тепла нагревательные устройства покрывают тепловой изоляцией. Имеются такие конструкции ЭН, которые сами создают односторонний отвод тепла. Нагреватель выполняется в виде многослойной ткани, на одной стороне которой закреплен нагревательный элемент.

Структура же изолирующего основания обеспечивает и электрическую, и тепловую изоляцию нагревательного элемента f 15j . Возможны различные виды переплетений элементов ткани, обеспечивающих преимущественно односторонний отвод тепла от нагревательного элемента. С этой целью используют различные многослойные структуры ткани, или, как показано на рис. 10, на поверхности ткани выполняют ворсовый покров из изолирующих нитей [1б].

Рис.Ю. Тканый электронагреватель с односторонним отводом тепла

1 - нагревательный элемент; 2 - изолирующий ворс

При обогреве емкости большого размера целесообразно изготовлять нагревательные панели на основе текстильных ЭН в виде секций, раздельно крепящихся на обогреваемой поверхности. Такое исполнение нагревательного устройства позволяет изменять 18

нагрев различных участков в зависимости от технологических требований (например при изменении уровня продукта [l7] ). Располагая секции на емкости, как показано на рис. 11, поврежденную секцию легко можно заменять.

Рис. 11. Расположение нагревательных панелей (1-5) на обогреваемой емкости

Тканые ЭН используются для обогрева не только стационарных сосудов, но благодаря удобству монтажа и виброустойчивости применяются для поддержания заданной температуры или нагрева передвижных емкостей, например, железнодорожных цистерн. В ряде случаев необходимо независимо от погодных условий транспортировать содержимое цистерн при постоянной температуре или не допустить снижение ее уровня ниже определенного. При транспортировании вязких жидкостей (например, мазута) при снижении температуры затруднен слив из цистерны, что приводит к простоям цистерн и потерям ценных веществ. В этих случаях целесообразен дополнительный электрообогрев цистерн. Используемый ЭН представляет собой ткань, состоящую из основных изолирующих и уточных токопроводящих нитей, изготовленных из медной проволоки, навитой на сердечник из изолирующей текстильной нити и покрытой изолирующим материалом (резиной). Токопроводник может быть также сделан из нескольких проволок, соединенных друг с другом [18J .В других конструкциях тканых ЭН для цистерн материалом токопроводящей нити служит нихром, что соответственно меняет электрические характеристики нагревателя [19] .

Более сложную задачу представляет собой обогрев сосудов, имеющих коническую форму. Необходимая форма нагревательного устройства достигается за счет сшивания нескольких отрезков нагревательного полотна трапециевидной формы, имеющих соответствующее расположение токопроводящей нити (рис. 12). Нагре-