[發(fā)明專利]一種中低溫高壓管道式電加熱器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610247492.3
• 申請(qǐng)日: 2016-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN105737365A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王懷信;崔亞林;褚輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): F24H1/10
• 分類號(hào): F24H1/10;F24H9/18;F24H9/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉玥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管道式電加熱器，具體的說(shuō)，是涉及一種中低溫高壓管道式電加熱器。

背景技術(shù)

工質(zhì)加熱器目前可分為外加熱和內(nèi)加熱兩種方式。內(nèi)加熱設(shè)備主要有循環(huán)加熱器，外加熱方式主要有加熱爐、電磁加熱、導(dǎo)熱油加熱等。循環(huán)式加熱器采用金屬殼體包圍發(fā)熱元件及被加熱流體，功率較大，最高可耐壓20Mpa，最高耐溫600℃。導(dǎo)熱油加熱多為通過(guò)管外的對(duì)流換熱進(jìn)行加熱，加熱爐通過(guò)熱輻射對(duì)管道內(nèi)流體加熱。

采用循環(huán)加熱器時(shí)，要達(dá)到較高的工作壓力，加熱器殼體、密封件、連接部件需要較大的尺寸，設(shè)備往往會(huì)變得非常笨重、投資增加，且循環(huán)加熱器通常采用硅膠和陶瓷密封，而普通硅膠在超過(guò)300攝氏度時(shí)就會(huì)失效，而更耐溫的密封材料面臨價(jià)格上的劇增，且流體經(jīng)過(guò)循環(huán)加熱器時(shí)，由于通道突然變大，導(dǎo)流板處流向發(fā)生轉(zhuǎn)折，因此當(dāng)流體速度較大時(shí)，壓力損失比較大、循環(huán)加熱器維護(hù)比較復(fù)雜，當(dāng)加熱器里面的發(fā)熱管損壞后較難維修。而外加熱設(shè)備往往因?yàn)闊釘U(kuò)散導(dǎo)致加熱效率不高，且因?yàn)榭傮w換熱系數(shù)低，面臨高溫防護(hù)、保溫等問題，易出安全事故。例如，導(dǎo)熱油加熱，往往需要很大的導(dǎo)熱油加熱循環(huán)設(shè)備。加熱爐輻射換熱則效率更低，熱擴(kuò)散嚴(yán)重。電磁加熱器則不適用于精確溫度控制場(chǎng)合，精確控溫需要其他輔助設(shè)備，且輻射較大面臨不可控風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種中低溫高壓管道式電加熱器，該加熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種中低溫高壓管道式電加熱器，包括由無(wú)縫鋼管構(gòu)成的外管，外管的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)熱管，所述外管的兩端相對(duì)稱的固定連接有三通接頭，所述三通接頭內(nèi)設(shè)置有密封底座，所述密封底座中部設(shè)有用于固定所述發(fā)熱管的圓孔，所述密封底座的外側(cè)依次設(shè)置有四氟密封環(huán)和中空的緊固螺母，所述四氟密封環(huán)設(shè)置有至少兩個(gè)，所述發(fā)熱管由電極、發(fā)熱絲和導(dǎo)熱材料構(gòu)成。

所述四氟密封環(huán)與所述發(fā)熱管的外壁及三通接頭均為過(guò)緊配合。

所述外管的外徑范圍為18-25mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是：

1.同現(xiàn)有的循環(huán)式加熱器相比，本發(fā)明加熱器的承壓能力主要取決于無(wú)縫鋼管的厚度及四氟密封環(huán)的密封性能，因此能在更低的成本的前提下承受更高的壓力。

2.將發(fā)熱管直接布置在加熱器外管內(nèi)部流體中，流體直接沖刷發(fā)熱管，因此相對(duì)于傳統(tǒng)加熱器，發(fā)熱管與流體之間的熱阻大大減小，從而提高了換熱的效率，進(jìn)而減小換熱面積。

3.本發(fā)明加熱器維護(hù)非常簡(jiǎn)單，當(dāng)發(fā)熱管或者密封環(huán)損壞后，通過(guò)擰松緊固螺母，將發(fā)熱管抽出，很容易進(jìn)行四氟密封環(huán)或發(fā)熱管的更換。

4.加熱器外管采用的是外徑不超過(guò)25mm的無(wú)縫鋼管，整體更加緊湊，更容易布置在復(fù)雜的管道系統(tǒng)中，此外由于加熱器外管的內(nèi)部為直通道，流體的壓力損失很小，因此相對(duì)于循環(huán)式加熱器，更加適用于高速流體。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是發(fā)熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1-外管2-三通接頭3-發(fā)熱管4-密封底座5-四氟密封環(huán)6-緊固螺母7-電極8-螺紋接頭9-發(fā)熱絲10-導(dǎo)熱材料

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

如圖1所示，一種中低溫高壓管道式電加熱器，包括由無(wú)縫鋼管構(gòu)成的外管1，外管1的外徑不超過(guò)25mm，外管1的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)熱管3，外管1的兩端相對(duì)稱的焊接有三通接頭2，構(gòu)成加熱器的環(huán)形加熱通道，其中三通接頭2主要作用是為內(nèi)部發(fā)發(fā)熱管3提供支撐，密封內(nèi)部高壓流體，并通過(guò)螺紋接頭8連接外部管路。三通接頭2內(nèi)設(shè)置有密封底座4，密封底座4與三通接頭2為一體結(jié)構(gòu)，密封底座4的中部設(shè)有用于固定發(fā)熱管3的圓孔，密封底座4的外側(cè)依次設(shè)置有四氟密封環(huán)5和中空的緊固螺母6，本實(shí)施例中四氟密封環(huán)5設(shè)置為兩個(gè)，發(fā)熱管3由電極7、發(fā)熱絲9和導(dǎo)熱材料10構(gòu)成。

本發(fā)明加熱器的密封原理為：兩個(gè)四氟密封環(huán)5布置在密封底座4外側(cè)并套在發(fā)熱管3上，且與發(fā)熱管3的外壁及三通接頭2的內(nèi)壁過(guò)緊配合，緊固螺母6為中空結(jié)構(gòu)，發(fā)熱管3貫穿其中，通過(guò)旋緊緊固螺母6擠壓四氟密封環(huán)5，使得四氟密封環(huán)5進(jìn)一步與發(fā)熱管3外壁及三通接頭2的內(nèi)壁進(jìn)一步壓緊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓流體密封。發(fā)熱管3結(jié)構(gòu)如附圖2所示，主要由電極7、發(fā)熱絲9及導(dǎo)熱材料10構(gòu)成，其中電極7應(yīng)保留足夠的長(zhǎng)度，使得加熱器密封部位沒有發(fā)熱絲發(fā)熱，從而保證密封材料溫度不至于過(guò)高。此外由于本發(fā)明加熱器的耐壓能力取決于外管1的厚度及三通接頭2的性能，因此采用厚壁無(wú)縫鋼管及三通接頭可以有效提高加熱器的工作壓力上限。