專利名稱：感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求保護涉及化工油田及各行業(yè)在管道中需要加熱的各種流體介質(zhì)的感應(yīng)電加熱器。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)迅速的發(fā)展需要節(jié)能降耗與保減排和節(jié)約能資源，改革低劣產(chǎn)能和低效率的加熱方法、淘汰落后工藝技術(shù)與設(shè)備是我們的宗旨。由于一次能源燃燒加熱方式(油爐、煤爐、天燃氣爐等)的綜合熱效率約只有20 30%左右并會污染環(huán)境和對人類帶來危害，雖然電阻加電熱方式是二次能源加熱方式(如電阻爐、電加熱鍋爐、電熱管集束加熱器、短路加熱器、電阻式加熱器、電熱帶、加熱電纜等)，已解決了環(huán)境污染問題和大大提高了其綜合熱效率，但其綜合熱效率也只有約30 50%左右。因此淘汰或改良落后的加熱方法及尋找更高先進效率的加熱方法和途徑就可以實現(xiàn)高效節(jié)能。由于電阻加電熱方式有一部分以各種途徑或各種方式的熱量會散失到環(huán)境，影響其綜合熱效率。然而，目前在化工油田行業(yè)對各種流體介質(zhì)已逐步采用高效的“惑應(yīng)電加熱器”取代電阻加電熱方式，它在某些工業(yè)區(qū)域已得到了公認具有比電阻加電熱方式約可以節(jié)電20 30%左右，即其綜合熱效率可以達到60 70%左右，它主要由“耐高溫絕緣惑應(yīng)線圈”、“鐵磁性鋼管”和“交流電源”組成，耐高溫絕緣惑應(yīng)線圈纏繞在鐵磁性鋼管上面使其中產(chǎn)生惑應(yīng)渦流發(fā)生熱量再傳遞給流動的介質(zhì)使其升溫，但它存在三個技術(shù)問題和缺陷①由于交流加熱控制電源具有較高的頻率(如工頻、超音頻等)通過耐高溫絕緣惑應(yīng)線圈和其執(zhí)行元件會產(chǎn)生大量熱能， 忽略利用感應(yīng)線圈和交流加熱控制電源執(zhí)行元件的發(fā)熱熱能問題，為了保證其正常工作而進行冷卻降溫措施，它會散失到各種途徑到環(huán)境，沒有利用產(chǎn)生發(fā)熱至少占8 15%總熱量的比例，造成了能量浪費；②經(jīng)檢索以往和最近時期公布類同流體介質(zhì)電磁加熱器，如文獻 CN2913791y、CN2929438Y、CN1873340A、CN201234366Y、CN201011744Y 都存在加熱流程短、介質(zhì)吸收熱量時間短、導致加熱器出口介質(zhì)的溫度不均勻現(xiàn)象；③各種性質(zhì)不同介質(zhì)流動經(jīng)過的“鐵磁性鋼管”的材質(zhì)內(nèi)壁會受到各種化學腐蝕、強度破杯、電離失重、應(yīng)力開裂等影響其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題和缺陷，提供一種節(jié)能特高效率、充分利用有害發(fā)熱熱量又不散失到環(huán)境、能提高流體介質(zhì)質(zhì)量、適合各種中高溫化學腐蝕氣體和液體流動介質(zhì)、使用方便的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法。本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的①對于原散失到環(huán)境的通液惑應(yīng)線圈和交流加熱控制電源的執(zhí)行元件產(chǎn)生大量熱量，用構(gòu)成的傳熱泵、絕緣伴熱管、通液惑應(yīng)線圈、液管、 液箱、的循環(huán)傳熱部件將其傳熱給螺旋盤管中的流動介質(zhì)提高溫度及其發(fā)熱效率；②采用螺旋翅片和吸熱盤管結(jié)構(gòu)，大大增加了介質(zhì)流動流程和加熱時間；③容器的容器體、吸熱盤管采用耐腐蝕和高磁導率高壓復(fù)合管、涉及接觸腐蝕性流動介質(zhì)的所有零件采用專用不銹鋼制成；④安裝在進口管道中流量泵和傳熱泵、轉(zhuǎn)速傳惑器的轉(zhuǎn)動動力是利用進入進口的流動介質(zhì)的能量來驅(qū)動，當管道的流動介質(zhì)就會推動其葉片轉(zhuǎn)動使同軸的傳熱泵轉(zhuǎn)動使循環(huán)系統(tǒng)投入工作，同時轉(zhuǎn)速傳惑器發(fā)出控制信號，省略了原通液感應(yīng)線圈和控制部分和執(zhí)行元件的冷卻水泵；⑤惑應(yīng)加熱控制器的惑應(yīng)線圈采用通液結(jié)構(gòu)，在傳熱泵將水或?qū)嵊托纬裳h(huán)管路以大大降低了工作溫度提高壽命，保證了其可靠運行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)和類同產(chǎn)品相比具有顯著效益和優(yōu)點1.利用原散失到環(huán)境的熱能增加了流動介質(zhì)工藝溫度，明顯提高了加熱效率；2.大大增加了加熱時間解決了加熱器出口介質(zhì)的溫度不均勻現(xiàn)象，提高加熱流動介質(zhì)的質(zhì)量；3.適用各種耐腐蝕中高溫氣體和液體，使用范圍廣泛；4.無需原通液感應(yīng)線圈和控制部分和執(zhí)行元件的冷卻泵的驅(qū)動電能。


附圖1為本發(fā)明實施例螺旋流道部件示意圖。附圖2為本發(fā)明實施例容器及通液線圈部件示意圖。附圖3為本發(fā)明實施例吸盤管熱部件示意圖。附圖4為本發(fā)明實施例部件分解和安裝以及循環(huán)傳熱原理示意圖。附圖5為本發(fā)明實施例交流加熱控制電源部件示意圖。附圖6為本發(fā)明實施例電熱原理圖。附圖7為本發(fā)明實施例循環(huán)傳熱示意圖。附圖8為本發(fā)明實施外觀示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。實施例一根據(jù)圖1 圖7所示，本發(fā)明的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器的制造及其方法用于來對“氟化氫R124”化工介質(zhì)從常溫到工藝達到均勻工作溫度320°C進行加熱，其主要技術(shù)參數(shù)為電熱功率需要112kw、管道直徑為DN76、流量為1580kg/h、操作壓力 1. 2MPa包括以下a.結(jié)構(gòu)配套相應(yīng)所有的進口法蘭1、流量泵2、流量泵法蘭3、芯軸4、螺旋翅片5、 測溫傳惑器6、出口法蘭7、芯軸法蘭8、芯軸法蘭保溫層9、容器體10、容器法蘭11、容器連接法蘭12、定位導向器13、耐高溫絕緣層14、通液感應(yīng)線圈15、交流電源連接點16、主法蘭 17、吸熱盤管18、盤管進口法蘭19、盤管出口法蘭20、排污口法蘭21、悶蓋22、絕緣伴熱管 23、支撐腳M、傳熱泵25、絕緣液管沈、液體27、放空口觀、液箱四、液箱保溫層30、、交流加熱控制電源(控制部分和執(zhí)行元件)31、轉(zhuǎn)速傳惑器32、動纜33、控纜34構(gòu)成,其中由五個部件組成①螺旋流道部件由進口法蘭1、流量泵2、流量泵法蘭3、芯軸4、螺旋翅片5、測溫傳惑器6、出口法蘭7、芯軸法蘭8、芯軸法蘭保溫層9構(gòu)成②容器及通液線圈部件由容器體10、容器法蘭11、容器連接法蘭12、定位導向器13、耐高溫絕緣層14、通液感應(yīng)線圈15、 交流電源連接點16 ③吸熱盤管部件由主法蘭17、吸熱盤管18、盤管進口法蘭19、盤管出口法蘭20、排污口法蘭21、悶蓋22、絕緣伴熱管23、支撐腳M構(gòu)成④循環(huán)傳熱部件由傳熱粟 25、絕緣液管沈、液體27、放空口 28、液箱四、液箱保溫層30、構(gòu)成⑤交流加熱控制電源部姓由交流加熱控制電源(控制部分和執(zhí)行元件)31、轉(zhuǎn)速傳惑器32、動纜33、控制電纜34構(gòu)成。b.主要材質(zhì)的要求其所有法蘭、管道、和凡涉及接觸腐蝕性“氟化氫”長期工作狀態(tài)的所有零件為InconeeOO不銹鋼，容器的容器體10、吸熱盤管18的材質(zhì)為復(fù)合管(內(nèi)璧為InconeeOO不銹鋼，外璧為高磁導率10號碳鋼管)，所有的金屬和非金屬均要求具有更高一級的耐溫等級、耐化學腐蝕性和一定強度。通液惑應(yīng)線圈15由電工純銅管制成。絕緣伴熱管23和絕緣液管沈為FEP氟塑料制成。芯軸法蘭保溫層9、耐高溫絕緣保溫層14、液箱保溫層30由玻璃棉制成。芯軸法蘭8、進口法蘭1、出口法蘭7、流量泵法蘭3、容器法蘭 11、主法蘭17、盤管進口法蘭19、盤管出口法蘭20、排污口法蘭21、悶蓋22均為專用不銹鋼制成。c.加工方法對金屬或非金屬材料具有的平面、園柱面進行機械金加工、剪切、圻灣、卷板、彎管、焊接、整形等工藝，其沒有精度的元件和零件進行澆鑄、壓鑄等工藝。d..裝配方法感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器的裝配是由五個部件即上述① ⑤ 個部件按圖4分別安裝后按程序進行總裝。螺旋流道部件桉圖1組裝由螺旋翅片5每一圈之間的間距相等均勻纏繞在芯軸4上面進行焊接，芯軸4的軸心線與芯軸法蘭8軸心線對準并焊接牢固一體，在芯軸法蘭8上面裝上進口法蘭1及其管道、同軸上安裝的流量泵2和傳熱泵25及轉(zhuǎn)速傳惑器32，〈注傳熱泵25、流量泵2、轉(zhuǎn)速傳惑器32為同軸或同步的結(jié)構(gòu) >，再安裝出口法蘭 和管道及測溫傳惑器6。容器部件桉圖2組裝由容器體10、容器法蘭 11、容器連接法蘭12、定位導向器13焊接成一體，耐高溫絕緣保溫層14包覆在容器的外面， 通液惑應(yīng)線圈15均勻纏繞在耐高溫絕緣保溫層14外面。吸熱盤管部件按圖3組裝由吸熱盤管18、盤管進口法蘭19、盤管出口法蘭20、排污口法蘭21、悶蓋22、支撐腳22焊接、安裝成一體，絕緣伴熱管23緊帖固定在吸熱盤管18壁內(nèi)徑的內(nèi)側(cè)。循環(huán)傳熱部件桉圖4組裝首先定位和固定傳熱泵25、液箱四、絕緣伴熱管23和交流加熱控制電源31，再連接各絕緣液管沈和絕緣伴熱管23到通液感應(yīng)線圈31及各個部件，最后覆蓋液箱保溫層30，裝上放空口 28，注入液體27。交流加熱控制電源部件31按圖5組裝是在上述部件安裝畢再連接交流加熱控制電源31從動纜33到交流電源連接點16，控纜34連接到測溫傳惑器6和轉(zhuǎn)速傳惑器32。根據(jù)圖6所示，說明本發(fā)明除了電源電能到交流加熱控制電源31外無需使用其它電能和其它動力，而且充分利用了循環(huán)傳熱其執(zhí)行元件、通液惑應(yīng)線圈產(chǎn)生的大量熱能為提高流動介質(zhì)溫度、電磁渦流加熱和循環(huán)加熱達到了螺旋流動介質(zhì)加熱高效升溫，幾乎沒有任向損耗，效率極高。圖7所示，利用了進入管道流動介質(zhì)的流動能量驅(qū)驅(qū)動了流量泵 2和同軸的傳熱泵25，由傳熱泵25液體27熱媒帶走了吸納通液感應(yīng)線圈15的熱量和吸納交流加熱控制電源31的執(zhí)行元件的熱量，通過絕緣伴熱管23、液箱四、提高了吸熱盤管18 中流動介質(zhì)的溫度。e.調(diào)試方法在上述部件安裝畢接入管道中兩端的法蘭，檢查管道介質(zhì)進口規(guī)定的流量，確定通往交流加熱控制電源31的輸出控制電壓和測溫傳惑器6和轉(zhuǎn)速傳惑器32 的控制信號正確，利用流動介質(zhì)的能量推動了流量泵2、傳熱泵25、同軸工作并轉(zhuǎn)速傳惑器 32發(fā)出給交流加熱控制電源31啟動運行控制信號，然后通電模似或試啟動運行，發(fā)現(xiàn)其熱量全部集中在吸熱盤管18中流動的“氟化氫R1M”，最后管道介質(zhì)出口達到均勻現(xiàn)象工作 320°C溫度，加熱設(shè)備幾乎沒有發(fā)熱現(xiàn)象。
感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法與其它類同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其制造方法相比^MmM,其特征在于(1)利用通液惑應(yīng)線圈15和交流加熱控制電源(執(zhí)行元件)31發(fā)熱熱量能增加介質(zhì)溫度、又不會散熱到環(huán)境的循環(huán)傳熱部件及其方法；(2)有增加介質(zhì)流動流程和加熱時間的螺旋翅片5結(jié)構(gòu)和吸熱盤18結(jié)構(gòu)；(3)惑應(yīng)加熱容器的容器體 10有加熱耐腐蝕、高導磁率、高壓氣體和液體介質(zhì)的復(fù)合管；(4)有降低工作溫的通液惑應(yīng)線圈15 ； (5)有傳熱泵25、流量泵2、轉(zhuǎn)速傳惑器32同軸或同步的結(jié)構(gòu)；(6)利用流動介質(zhì)的能量推動流量泵2、傳熱泵25工作并轉(zhuǎn)速傳惑器32發(fā)出控制信號。根據(jù)圖7所示，說明本發(fā)明不需要電力源利用管道介質(zhì)流動能量驅(qū)動了流量泵2、 傳熱泵25、絕緣伴熱管23、液箱四、液體27、吸納通液惑應(yīng)線圈15的熱量為傳給吸熱盤管 18、吸納交流加熱控制電源31的執(zhí)行元件的熱量為傳給吸熱盤管實行了循環(huán)傳熱。根據(jù)圖8所示，反映了本發(fā)明外觀正面概況。實施例二根據(jù)圖1 圖7所示，本發(fā)明的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器的制造及其方法用于來對“碳4”化工介質(zhì)從常溫到工藝達到工作溫度570°C進行加熱，其主要技術(shù)參數(shù)為電熱功率需要280kw、管道直徑為DN80、流量為2100NM3/h，工作壓力為0. 35Mpa，其所有法蘭、管道、和凡涉及接觸腐蝕性“碳4”長期工作狀態(tài)的所有零件為InconeSOO不銹鋼，容器體10、吸熱盤管18的材質(zhì)為復(fù)合管(內(nèi)璧為InconeSOO不銹鋼，外璧為高磁導率碳鋼)，其余材質(zhì)與上述的結(jié)構(gòu)、方法相同。以上結(jié)合附圖作出的實施例，僅為便于理解和說明本發(fā)明，而并非是對本發(fā)明的限制和限定，對于感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法都可以作出各種不相同形式，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以出多種變型和變化。本發(fā)明的保護范圍由各權(quán)利要求限定的包括落入各權(quán)利要求范圍的各種變型和變化，以及它們的等同物。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法，其特征是配套相應(yīng)所有的進口法蘭(1)、流量泵O)、流量泵法蘭(3)、芯軸、螺旋翅片(5)、測溫傳惑器(6)、出口法蘭(7)、芯軸法蘭(8)、芯軸法蘭保溫層(9)、容器體(10)、容器法蘭(11)、容器連接法蘭(12)、 定位導向器(13)、耐高溫絕緣層(14)、通液感應(yīng)線圈(15)、交流電源連接點(16)、主法蘭 17 ()、吸熱盤管(18)、盤管進口法蘭(19)、盤管出口法蘭(20)、排污口法蘭(21)、悶蓋(22)、 絕緣伴熱管(23)、支撐腳(M)、傳熱泵(25)、絕緣液管( )、液體(27)、放空口( )、液箱 (29)、液箱保溫層(30)、交流加熱控制電源(控制部分和執(zhí)行元件)(31)、轉(zhuǎn)速傳惑器(32)、 動纜(33)、控纜(34)構(gòu)成，其中由五個部件組成①螺旋流道部件由進口法蘭(1)、流量泵O)、流量泵法蘭(3)、芯軸、螺旋翅片(5)、測溫傳惑器(6)、出口法蘭(7)、芯軸法蘭(8)、芯軸法蘭保溫層(9)構(gòu)成；②容器及通液線圈部件由容器體(10)、容器法蘭(11)、容器連接法蘭(12)、定位導向器(13)、耐高溫絕緣層(14)、通液感應(yīng)線圈(15)、交流電源連接點(16)；③吸熱盤管部件由主法蘭(17)、吸熱盤管(18)、盤管進口法(19)、盤管出口法蘭(20)、排污口法蘭(21)、悶蓋(22)、絕緣伴熱管(23)、支撐腳(24)構(gòu)成；④循環(huán)傳熱部件由傳熱泵(25)、絕緣液管( )、液體(27)、放空口( )、液箱( )、液箱保溫層(30)構(gòu)成； ⑤交流加熱控制電源部件由交流加熱控制電源(控制部分和執(zhí)行元件)(31)、轉(zhuǎn)速傳惑器 (32)、動纜(33)、控制電纜(34)構(gòu)成，對于原散失到環(huán)境的通液惑應(yīng)線圈和交流加熱控制電源的執(zhí)行元件產(chǎn)生大量熱量，用構(gòu)成的傳熱泵、絕緣伴熱管、通液惑應(yīng)線圈、液管、液箱、 的循環(huán)傳熱部件將其傳熱給螺旋盤管中的流動介質(zhì)提高溫度及其發(fā)熱效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法，其特征是具有增加介質(zhì)流動流程和加熱時間的螺旋翅片(5)結(jié)構(gòu)和吸熱盤(18)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法，其特征是容器的容器體(10)、吸熱盤管(18)由外壁為高磁導率碳鋼、內(nèi)壁為適合耐腐蝕氣體和液體介質(zhì)專用不銹鋼的復(fù)合管制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法，其特征是有降低工作溫的通液惑應(yīng)線圈(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法，其特征是有流量泵O)、傳熱泵(25)、轉(zhuǎn)速傳惑器(32)同軸或同步的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法，其特征是有發(fā)出給交流加熱控制電源(31)啟動運行控制信號的轉(zhuǎn)速傳惑器(32)。
全文摘要
本發(fā)明提供了涉及化工油田及各行業(yè)在管道中加熱的各種腐蝕性液體、氣體流體介質(zhì)的感應(yīng)螺旋式低碳流體電加熱器及其制造方法，其既對感應(yīng)線圈和交流加熱控制電源執(zhí)行元件會產(chǎn)生大量熱能而進行冷卻降溫措施保證其正常工作溫度和提高壽命又利用了循環(huán)傳熱部件將原散失到環(huán)境其產(chǎn)生大量的熱量提高了介質(zhì)溫度。用螺旋翅片和吸熱盤管結(jié)構(gòu)、耐腐蝕和高磁導率高壓復(fù)合管制成的方法解決了加熱流程短、介質(zhì)吸收熱量時間短、導致加熱器出口介質(zhì)的溫度不均勻現(xiàn)象、材質(zhì)內(nèi)壁會受到各種化學腐蝕、破壞強度影響其使用壽命。顯著提高了加熱流動介質(zhì)的質(zhì)量和熱效率，適用各種中高溫耐腐蝕氣體、液體使用。
文檔編號F24H9/18GK102235740SQ201010180849
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者趙放 申請人:趙放