專(zhuān)利名稱(chēng)：自控式熱交換酸液加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬酸液加熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酸洗用酸液的加熱裝置。
目前，在鋼帶冷軋過(guò)程中需對(duì)鋼帶進(jìn)行酸洗，在電鍍工藝中，也需對(duì)鍍件進(jìn)行酸洗處理。在這些酸洗工藝中，需要對(duì)酸液進(jìn)行加熱，達(dá)到合適的溫度，以確保酸洗的效果。通常對(duì)酸液加熱采用直接通入蒸汽的方法。即用鍋爐產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，通過(guò)管道分多次直接通入酸液中，實(shí)施對(duì)酸液加熱。蒸汽加熱方法會(huì)產(chǎn)生大量酸霧，使操作人員難以忍受，對(duì)環(huán)境和場(chǎng)地會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用。由于蒸汽直接通入酸液，使酸液增加不少水份，致使酸液過(guò)早失效，增加廢酸的處理量，酸耗較大，提高了生產(chǎn)成本。此外，蒸汽加熱，酸液溫度較難控制，溫差較大；酸洗時(shí)，帶面附著物較多，不夠均勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
本實(shí)用新型的目的在于提出一種能夠減少酸霧蒸發(fā)、防止酸液浪費(fèi)、確保酸洗質(zhì)量的自控式熱交換酸液加熱裝置。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的酸液加熱裝置，由電阻加熱器、石墨換熱器、熱水管道泵、耐酸泵和配電控溫器經(jīng)連接管道連接構(gòu)成。其中電阻加熱器、換熱器的石墨換熱管外側(cè)空間、熱水管道泵和相應(yīng)連接管道組成熱水封閉循環(huán)回路，換熱器的石墨換熱管、耐酸泵、酸液槽和相應(yīng)連接管道組成酸液循環(huán)回路。在換熱器中，石墨管道外側(cè)空間的熱水通過(guò)熱交換對(duì)管道內(nèi)的酸液實(shí)施加熱。配電控溫器由三相電流表、控制開(kāi)關(guān)、繼電器、數(shù)顯控溫計(jì)經(jīng)電路連接組成，三相電流表的三相線通過(guò)導(dǎo)線與加熱器中的三組電熱管連接。該配電控溫器通過(guò)安裝在加熱器中的電熱偶對(duì)熱水循環(huán)回路的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)對(duì)加熱器是否通電加熱進(jìn)行控制，以確保熱水溫度在合適的范圍內(nèi)。裝置的結(jié)構(gòu)如


圖1所示。
本實(shí)用新型中，電阻加熱器由電熱管與封裝外殼構(gòu)成。電熱管數(shù)量為6-15根。每根管徑為12～20mm，長(zhǎng)度為60～120cm。其中電熱管均分為3組A、B、C，分別與電流表的A′、B′、C′三相連接，并配以“0”線構(gòu)成回路。電熱管的功率大小根據(jù)酸液的用量而確定。電熱管與電熱器外殼采用法蘭連接，固拆裝。加熱器的二端分別設(shè)有出水口和進(jìn)水口。通常，出水口布于加熱器上側(cè)，進(jìn)水口布于加熱器下側(cè)。加熱器出水口通過(guò)管道與換熱器的進(jìn)水口連通，中間設(shè)置熱水管道泵，加熱器的進(jìn)水口通過(guò)管道與換熱器的出口水連通，構(gòu)成熱水封閉循環(huán)回路。加熱器、換熱器上的進(jìn)、出水口與管道之間均用法蘭連接，以便于拆裝。
為了便于監(jiān)測(cè)加熱器內(nèi)部水位，在電阻加熱器一端的合適位置設(shè)置一個(gè)液位計(jì)。為了確保準(zhǔn)確反應(yīng)水位高度，在液位計(jì)的上部連接1根空心紫銅管，直徑約3mm，以起到溢氣作用。
為了便于對(duì)加熱器進(jìn)行清垢處理，在其下部設(shè)置有一個(gè)排污閥。該閥通常處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)需要清垢時(shí)，可打開(kāi)此閥，排出電熱器中的污水。
在電阻加熱器的一側(cè)上方還可設(shè)置添水口，該添水口通過(guò)管道和閥門(mén)與備用水箱連接。該閥門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)。備用水箱采用類(lèi)似于廁所水箱的結(jié)構(gòu)，即設(shè)有浮球開(kāi)關(guān)，以控制向加熱器不定時(shí)補(bǔ)充水份，確保加熱器不致因缺水而燒壞。
為了能測(cè)定和控制加熱器的熱水溫度，電熱偶設(shè)置于加熱器一側(cè)內(nèi)部。該電熱偶插于一個(gè)盲頭鋼管中，而由鋼管伸入加熱器殼體內(nèi)150mm左右。電熱偶將殼體內(nèi)熱水溫度信息反饋到控溫器中，與設(shè)定溫度比較，通過(guò)電源開(kāi)關(guān)，決定是否斷電或送電。
本實(shí)用新型中，換熱器由外殼及其內(nèi)部的石墨換熱管構(gòu)成。外殼的筒體與兩端封頭之間由法蘭連接，以便于制作和內(nèi)部清洗、檢修。石墨管內(nèi)部用于流通酸液，石墨管外側(cè)空間流通熱水。換熱器設(shè)有進(jìn)、出酸口，其內(nèi)部與石墨換熱管連通，外部通過(guò)管道與酸液槽連通，并在進(jìn)酸口的管道上安裝有一個(gè)耐酸泵。這樣，石墨管、酸液槽、連接管通、耐酸泵組成酸液循環(huán)回路。石墨管耐酸性能好，并具有良好的耐熱性，比較適合于通酸換熱。石墨管的數(shù)量與需要的換熱面積對(duì)應(yīng)，而換熱面積的大小根據(jù)加熱酸液的量決定。一般情況，換熱面積為5-12m2。換熱器的進(jìn)出酸口采用法蘭連接，以便于安裝、拆卸。通常，進(jìn)酸口設(shè)于換熱器下側(cè)，出酸口設(shè)于換熱器上側(cè)。
換熱器上設(shè)有進(jìn)、出水口。如前所述，它們通過(guò)連接管道與電熱器的出、進(jìn)水口連接。
為了便于清洗，換熱器下側(cè)也可設(shè)置一個(gè)排污閥。
熱水管道泵是本裝置中熱水循環(huán)的動(dòng)力設(shè)備，要求有較好的耐熱性能。本裝置的熱水溫度控制在90℃之內(nèi)，則管道泵的技術(shù)要求是能耐熱120℃以上。泵的流量一般在16-24m3/小時(shí)。
耐酸泵是本裝置中酸液循環(huán)的動(dòng)力設(shè)備，要求能耐硫酸、鹽酸等較長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕，并且能耐熱120℃以上。泵的流量一般為16-24m3/小時(shí)，可滿(mǎn)足鋼帶等的酸洗要求。
本實(shí)用新型中的連接管道都采用耐熱性能良好的PP塑料管。在其外表設(shè)有保溫和防水隔離層。保溫層一般采用硅酸鋁纖維棉毯，厚度約15-25mm。電熱器、換熱器外殼也可采用PP塑料，外表也設(shè)有保溫隔熱層。例如外表先包扎一層15-25mm厚度的硅酸鋁纖維棉毯，再用φ0.5鋼絲網(wǎng)紗加固，最外涂一水泥+石灰層。經(jīng)過(guò)這樣的保溫處理，使外表升溫一般低于25℃。
本裝置在工作時(shí)，即對(duì)鋼帶或鍍件進(jìn)行酸洗時(shí)，先開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)，使電熱器加熱。開(kāi)啟熱水管道泵和耐酸泵，使熱水在熱水循環(huán)回路中流動(dòng)，酸液在酸液循環(huán)回路中流動(dòng)。由于兩個(gè)循環(huán)回路在換熱器中交叉，使酸液通過(guò)熱交換升溫加熱。配電控溫器通過(guò)電熱偶采集到加熱器中的水溫，經(jīng)過(guò)與設(shè)定溫度的比較，決定對(duì)電熱器是斷電還是通電，以控制加熱器溫度，并相應(yīng)控制酸液溫度。鋼帶在酸液槽中移動(dòng)，其移動(dòng)方面與酸液流動(dòng)方向相反。兩者的相對(duì)速度形成了酸液對(duì)鋼帶的沖刷力，從而不使鋼帶表面沾垢，去除表面花點(diǎn)。
使用本裝置，取消了傳統(tǒng)的鍋爐蒸汽加熱酸液的方式，大大減少了酸霧的發(fā)生，改善了工人的工作條件，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了對(duì)場(chǎng)地和環(huán)境的腐蝕。酸液在閉路循環(huán)中行進(jìn)，無(wú)水份進(jìn)入，降低了酸耗(較蒸汽加熱工藝節(jié)約30％以上)，因而可降低生產(chǎn)成本。加熱溫度較蒸汽加熱方式容易控制，槽液溫差可小于±2℃，確保了工藝溫度，使酸洗均勻，提高了酸洗質(zhì)量。
圖1為本裝置結(jié)構(gòu)圖示。
圖2為本裝置中的配電控溫器結(jié)構(gòu)圖示。
圖中標(biāo)號(hào)1電阻加熱器，2石墨換熱器，3耐酸泵，4熱水管道泵，5配電控溫器，6液位計(jì)，7熱電偶，8電熱管，9石墨換熱管，10熱水連接管道，11酸液連接管道，12酸液槽，13加熱器排污閥，14換熱器排污閥，15電流表，16數(shù)顯控溫器，17、18加熱器進(jìn)、出水口，19、20換熱器進(jìn)、出水口，21、22換熱器進(jìn)、出酸口，23加熱器添水口。ZK自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，RD1～RD4熔斷器，XLC1～XLC4為空氣接觸器，J、J1-1、J1-2、J1-3為中間繼電器，RJ熱繼電器，QA、TA分別為起動(dòng)、停止按鈕，K主令開(kāi)關(guān)，LD、HD為指示燈。
實(shí)施例根據(jù)如
圖1所示，酸液槽(12)溶積為2800×50×50(cm)、酸液量為5噸左右。電阻加熱器(1)的直徑為85cm，長(zhǎng)度200cm，其中電熱管(8)采用9根，每3根連接成一組，3組A、B、C通過(guò)導(dǎo)線分別與三相電源的三相A′、B′、C′連接，電熱管每根長(zhǎng)度80cm，直徑16mm，電熱管與加熱器外殼之間法蘭連接固定。進(jìn)水口(17)開(kāi)設(shè)于左端下側(cè)，出水口(18)開(kāi)設(shè)于右端上側(cè)。如圖示安裝電熱偶(7)和液位計(jì)(6)。右端上側(cè)另開(kāi)設(shè)添水口(23)，通過(guò)管道與備用水箱連接(水箱圖中未畫(huà)出)。下側(cè)開(kāi)設(shè)排污口，并設(shè)排污閥(13)。換熱器(2)直徑36cm，長(zhǎng)度240cm，換熱管采用石墨改性聚丙烯材料，直徑30mm，換熱面積10m2。外殼的簡(jiǎn)體與兩端封頭用法蘭連接。換熱器下側(cè)右部分別開(kāi)設(shè)進(jìn)水口(19)和進(jìn)酸口(21)，上側(cè)右端開(kāi)設(shè)出水口(20)、出酸口(22)。加熱器的進(jìn)水口(17)、出水口(18)分別和換熱器的出水口(20)、進(jìn)水口(19)之間用連接管道(10)連接。熱水管道泵(4)安裝于出水口(18)和進(jìn)水口(19)之間，該泵流量為20m3/小時(shí)，耐熱大于120℃。換熱器的進(jìn)酸口(21)、出酸口(22)分別通過(guò)連接管道(11)與酸液槽(12)的兩端的出、進(jìn)酸口連接。耐酸泵(3)安裝于酸液槽出酸口與換熱器進(jìn)酸口(21)之間。該泵流量為20m3/小時(shí)，材料采用1Cr8Ni9Ti，耐熱大于120℃。
配電控溫器(5)的電路如圖2所示。電流表(15)三相接電阻加熱器，數(shù)顯溫控器(16)與熱電偶(7)連接，電路還可與熱水管道泵電機(jī)連接，在控溫器上控制泵的啟、停。熔斷器RD1～RD4在電路中保護(hù)作用。同時(shí)，在電路中設(shè)置起動(dòng)、停止按鈕QA、TA，并設(shè)置指示燈LD、HD。在加熱器與電表之間、泵電機(jī)與相應(yīng)的熔斷器之間分別接交流接觸器XLC1～XLC4。
權(quán)利要求1．一種自控式熱交換酸液加熱裝置，由電阻加熱器、石墨換熱器、熱水管道泵、耐酸泵、配電控溫器經(jīng)連接管道連接構(gòu)成，其特征在于電阻加熱器、換熱器的石墨換熱管外側(cè)空間、熱水管道泵和相應(yīng)的連接管道組成熱水封閉循環(huán)回路；換熱器的石墨換熱管、耐酸泵、酸液槽和相應(yīng)的連接管道組成酸液循環(huán)回路；配電控溫器由三相電流表控制開(kāi)關(guān)、繼電器、數(shù)顯控溫計(jì)經(jīng)電路連接組成，三相電流表的三相線通過(guò)導(dǎo)線與加熱器中的三組電熱管連接，也與熱水管道泵電機(jī)連接；加熱器中安裝有能將殼體內(nèi)熱水溫度信息反饋到控溫器的熱電偶，該熱電偶與數(shù)顯溫控器連接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸液加熱裝置，其特征在于電阻加熱器由電熱管和封裝外殼構(gòu)成，電熱管數(shù)量為6-15根，每根管徑12-20mm，長(zhǎng)度60-120cm，電熱管均分為3組，分別與電流表的三相線連接；加熱器的二端分別設(shè)有出水口和進(jìn)水口，其出水口通過(guò)管道與換熱器的進(jìn)水口連通，熱水管道泵設(shè)置于該管道中間，進(jìn)水口通過(guò)管道與換熱器的出水口連通，構(gòu)成熱水循環(huán)回路。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸液加熱裝置，其特征在于加熱器的一端還設(shè)置有一個(gè)液位計(jì)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的酸液加熱裝置，其特征在于電阻加熱器的一側(cè)上方還設(shè)置有一個(gè)通過(guò)管道與備用水箱連接的添水口。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的酸液加熱裝置，其特征在于換熱器由外殼及其內(nèi)部的石墨換熱管構(gòu)成，外殼的筒體與兩端封頭之間由法蘭連接；換熱器設(shè)有進(jìn)、出酸口，其內(nèi)與石墨換熱管連通，外部通過(guò)管道與酸液槽連通，耐酸泵安裝于酸液槽出酸口與換熱器進(jìn)酸口之間的管道上，構(gòu)成酸液循環(huán)回路，換熱管的換熱面積為5-12m2。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的酸液加熱裝置，其特征在于電阻加熱器和石墨換熱器的下側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)排污閥。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸液加熱裝置，其特征在于連接管道外表設(shè)有保溫和防水隔離層，該保溫層采用硅酸鋁纖維棉毯，厚度為15-25mm，加熱器和換熱器外表也設(shè)有保溫隔熱層。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種用于冷軋鋼帶或鍍件酸洗工藝的自控式熱交換加熱酸液的裝置。它由電阻加熱器、石墨換熱器、熱水管道泵、耐酸泵等經(jīng)管道連接構(gòu)成熱水循環(huán)回路和酸液循環(huán)回路,在換熱器中實(shí)施對(duì)酸液加熱。另有配電控溫器對(duì)加熱器的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)是否通電加熱進(jìn)行控制。本裝置與傳統(tǒng)鍋爐蒸汽加熱工藝相比,可大大減少酸霧蒸發(fā),改善工作環(huán)境,降低酸耗,降低產(chǎn)品成本,提高酸洗質(zhì)量。
文檔編號(hào)B21C43/00GK2420078SQ0021620
公開(kāi)日2001年2月21日 申請(qǐng)日期2000年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月17日
發(fā)明者劉遠(yuǎn)禎 申請(qǐng)人:劉遠(yuǎn)禎