Панельный инфракрасный нагреватель

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Завадский Александр Иосифович(72) Авторы Завадский Александр Иосифович(73) Патентообладатели Завадский Александр Иосифович(57) 1. Панельный инфракрасный нагреватель для ремонта и восстановления асфальтовых,асфальтобетонных и битумных покрытий, содержащий металлический несущий короб с ручкой, установленный на колесах, блок управления для поджига и управления циклом горения и сопло подачи газа, отличающийся тем, что панель излучателя выполнена в виде мата из керамического пористого материала, полностью закрывающего нижнюю часть короба, на коробе установлен блок управления с вентилятором для подачи воздуха, запальная свеча и пилотная горелка установлены под матом из керамического пористого материала. 2. Панельный инфракрасный нагреватель по п. 1, отличающийся тем, что пористый материал представляет собой мягкий мулито-кремнезмистый войлок. 3. Панельный инфракрасный нагреватель по п. 1, отличающийся тем, что пористый материал представляет собой вспененную керамику. 4. Панельный инфракрасный нагреватель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно оснащен датчиком температуры, например пирометром. 5. Панельный инфракрасный нагреватель по п. 1, отличающийся тем, что блок управления обспечивает цикличный режим работы, при этом количество циклов зависит от температуры окружающей среды и вида восстанавливаемой поверхности. 6. Панельный инфракрасный нагреватель по п. 5, отличающийся тем, что блок управления обеспечивает цикличный режим работы, при этом количество циклов зависит от температуры обрабатываемой поверхности, определяемой пирометром. 103942014.10.30 7. Панельный инфракрасный нагреватель по п. 5, отличающийся тем, что камера короба разделена на секции, в каждую секцию установлено свое сопло подачи газа, управляемое из блока управления. 8. Панельный инфракрасный нагреватель по п. 1, отличающийся тем, что края короба оснащены съемными или шарнирными противоветровыми шторками.(56) 1. Патент РФ 44169, МПК 24 14/02, 2005. 2. Патент РФ 29985, МПК 24 14/02, 2003. 3. Патент США 4432727, МПК 23 23/00 (прототип). Полезная модель относится к инфракрасным нагревателям и используется в производственных целях для контролируемого разогрева асфальтных, асфальтобетонных и битумных изношенных слоев дорожных покрытий при их ремонте и восстановлении. Известен инфракрасный нагреватель, содержащий теплоизолирующий корпус с внутренней поверхностью в виде ложемента, отражатель, инфракрасные излучатели, число которых выбрано кратным трем, а в качестве излучателей использованы трубчатые нагревательные элементы 1. Известен также панельный инфракрасный нагреватель, содержащий металлический корпус с продольными направляющими для установки узла инфракрасного излучения, теплоизолирующую прокладку, отражатель, узел инфракрасного излучения, состоящий из панели излучателя, снабженной трубчатым электронагревателем на внутренней стороне излучателя, размещенным в держателе в виде продольной консоли, и развитую (пилообразного сечения) излучающую поверхность на наружной стороне излучателя, узел крепления и цепь подключения электронагревателя к сети 2. Недостатком известных нагревателей являются высокие энергозатраты при использовании. В качестве прототипа выбран газосжигающий инфракрасный нагреватель, который используют для ремонта асфальтовых и асфальтобитумных покрытий 3. Известное решение представляет собой металлический короб с ручкой, установленный на колеса. Внутри короба смонтирован инфракрасный излучатель, выполненный в виде трубы, соединенной с источником горючего газа, например пропаном, и с воздухом. Внутри трубы установлен вентилятор для перемешивания газа с воздухом. Вдоль трубы выполнены форсунки и установлены инфракрасные излучатели, которые подогреваются сжигаемым газом. Нагреватель снабжен блоком управления, который управляет количеством подаваемого газа и воздуха, а также поджигом газа у форсунок. Недостатком прототипа является сложность конструкции и сложность регулирования температуры излучения. Кроме того, нагреваемая поверхность, в свою очередь, сама излучает тепло и поэтому КПД устройства не высокий. Задачей разработки настоящей полезной модели является упрощение конструкции нагревателя, увеличение КПД, уменьшение веса и увеличение глубины разогрева за счет поддержания заданной температуры и исключения перегрева поверхности. Поставленная задача решается тем, что в известном панельном инфракрасном нагревателе для ремонта и восстановления асфальтовых, асфальтобетонных и битумных покрытий, содержащем металлический несущий короб с ручкой (ручками), установленный на колесах, блок управления для поджига и управления циклом горения и сопло подачи газа,согласно полезной модели, панель излучателя выполнена в виде мата из керамического пористого материала, полностью закрывающего нижнюю часть короба, на коробе установлен блок управления с вентилятором для подачи воздуха, запальная свеча и пилотная горелка установлены под матом из керамического пористого материала. 2 103942014.10.30 Поставленная задача решается также и тем, что пористый материал представляет собой мягкий мулито-кремнезмистый войлок. Поставленная задача решается также и тем, что пористый материал представляет собой вспененную керамику. Поставленная задача решается также и тем, что дополнительно оснащен датчиком температуры, например пирометром. Поставленная задача решается также и тем, что блок управления обспечивает циклический режим работы, при этом количество циклов зависит от температуры окружающей среды и вида восстанавливаемой поверхности. Поставленная задача решается также и тем, что блок управления обеспечивает циклический режим работы, при этом количество циклов зависит от температуры обрабатываемой поверхности, определяемой пирометром. Поставленная задача решается также и тем, что камера короба разделена на секции, и в каждой секции установлено свое сопло подачи газа, при этом секции могут работать независимо друг от друга. Полезная модель поясняется фигурой. На фигуре изображен схематический разрез панельного инфракрасного нагревателя. Панельный инфракрасный нагреватель представляет собой металлический короб 1,установленный на колесах 2. Короб снабжен рукояткой (рукоятками) 3 для его передвижения по обрабатываемой поверхности 4. В нижней части короба 1 известными способами укреплен мат 5 из пористого материала. Например он положен на металлическую сетку 6. В верхней части короба выполнено отверстие 7. Над отверстием 7 короба установлен вентилятор 8 для подачи воздуха. Горючий газ, например пропан, подают в короб 1 через сопло 9, управляемое посредством блока управления 10. Балон с газом 11 располагают рядом с коробом. Однако балон с газом может быть расположен в ином месте, например на транспортном средстве. Для поджига газа под матом установлены запальная свеча 12 и пилотная форсунка 13. Для экономной работы в полости короба может быть установлена перегородка 14, которая делит полость на 2 или 4 части. Короб может быть оснащен съемными или шарнирными шторками 15 для установки с подветренной стороны. Это делает работу устройства более стабильной. Нагреватель работает следующим образом. Воздух в короб подают вентилятором 8 через отверстие 7 в верхней части короба 1. Газ подается отдельно через сопло 9 в полую часть корпуса. Если используют секционную конструкцию, то с помощью сопла газ подают в каждое сопло отдельно. Это позволяет экономить энергию при работе на малых участках, используя работу только одной секции. Перегородка секции проходит симметрично относительно отверстия 7, чтобы использовать один вентилятор 8 подачи воздуха для всех секций. Значительный удельный вес пропана заставляет его даже в смеси с воздухом стелиться по мату, насыщать пористый мат и после поджига гореть в порах материала, нагревая его. Следует обратить внимание, что для открытого активного горения нет условий,поскольку зона разогрева полностью закрыта пористым матом. Воздух, подаваемый вентилятором внутрь корпуса предназначен для поддержания горения в насыщенном смесью пористом мате. Однако сверху корпус не герметичен (окно для вентилятора), а снизу закрыт продуваемым пористым матом, что исключает возможность возникновения взрыва в замкнутых насыщенных горючей смесью пространствах. Благодаря огромному количеству пор в мате процесс горения смеси распадается на большое количество микрогорений,благодаря чему смесь горит очень медленно - тлеет, отдавая максимальное количество тепла с очень низким расходом горючего газа. Керамический пористый материал, разогреваясь, начинает испускать инфракрасное излучение и нагревать обрабатываемую поверхность 4. Поскольку керамический пористый материал имеет низкую теплопроводность, то с одной стороны (со стороны горения) он не пропускает тепло в верхнюю часть короба 1,а с другой стороны изолирует от внешних воздействий нагретую обрабатываемую по 3 103942014.10.30 верхность 4. Блок управления 10 настроен таким образом, чтобы методом циклического нагрева обеспечить постоянную максимальную температуру нагрева. Циклический характер горения представляет собой импульсную подачу газа, чтобы газ горел только часть цикла,затем, пока мат разогревается, подача газа прекращается, подача воздуха продолжается. Спустя заданное время подача газа снова возобновляется. Таким образом можно, не перегревая мат и не перегревая обрабатываемую поверхность, добиться необходимой технологической температуры, например, 130-150 С по всей глубине дорожного покрытия. Короб может быть оснащен съемными или шарнирными шторками 15, позволяющими прикрыть боковые щели между коробом и обрабатываемой поверхностью в процессе обработки от ветра. В обычных условиях блок управления можно настроить на требуемое количество циклов нагрева поверхности опытным путем. Можно использовать пирометр в качестве датчика температуры, который дает команду блоку управления на отключение подачи газа,при этом подача воздуха не прекращается - режим продувки. В результате этого вся несгоревшая смесь удаляется из нагревателя и таким образом обеспечивается безопасность работы с ним. Однако к датчику температуры необходимо относится с осторожностью,поскольку необходимо прогреть всю массу дорожного покрытия. После прекращения режима продувки нагреватель можно безопасно поднимать и перемещать в иное место. Пористый материал после продувки немедленно остывает. При загрязнении пористого материала и потери им функциональных качеств его просто и быстро заменяют. В целом элементы конструкции панельного инфракрасного нагревателя изготавливают из доступных материалов. Конструкция нагревателя проста в изготовлении и эффективна в эксплуатации. Секционная работа позволяет расширить область использования предлагаемого нагревателя и реализовать все преимущества инфракрасных систем нагрева, в первую очередь по сравнению с традиционными пламенными или конвекторными системами нагрева асфальтовой, асфальтобетонной или битумной поверхности. Пример выполнения. Изготовлен панельный инфракрасный нагреватель размером 10001000 мм. Расчетная мощность нагревателя 12,5 квт. Использование панельного инфракрасного нагревателя подтверждает его надежность,экономичность, в частности за счет уменьшения расхода газа по сравнению с газовыми горелками открытого пламени. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4