CN100512569C - 电伴随加热 - Google Patents
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Abstract
通过在热绝缘层下与之热接触安装的一个或多个细长、恒定瓦数电热器，实现细长、热绝缘基层的伴热。金属导管安装在基层上并从其延伸穿出热绝缘层。每个加热器穿过导管从基层延伸，并连接到外部接线盒内的电源。通过该设备，当其通过基层的热绝缘层时沿恒定瓦数加热器的长度产生的热量可以通过导管体安全地耗散。
Description
技术领域
本发明涉及通过电热器，伴随加热基层(substrate)的设备和方法。
背景技术
已知通过自调节加热器或恒定瓦数加热器向基层供热。基层可以是任何所需形状，例如平面，用作加热板，或需要除冰的道路、车道、飞机跑道或直升飞机机场的路段。然而，大量伴热基层为管状，例如需要维持在预定温度以上的用于传送用在例如加工工业中的水、石油产品或粮食的管道。通常通过沿管道工程以线性方式或在其上缠绕伴随的细长带状加热器来执行细长管道工程的伴热。需要伴热以便维持其温度高于环境温度的基层通常还封闭在热绝缘内，加热元件与基层在绝缘之下相接触。
当通过自调节加热器伴热基层时，加热器的显著特性，即自动或局部地调整其热输出以便维持基本上恒定的温度的能力不仅允许加热器跨越其本身交叉，而且在从其散热以避免其环境改变时烧坏加热器的方面，避免需要任何特殊预防措施。因此，可以沿和/或绕绝缘基层，安全地安装自调节加热器，以及可以穿过绝缘层到达可以直接连接到电源的接线盒。另一方面，恒定瓦数加热器不具有自调节能力，使得当将它们安装在基层上时，必须额外小心以确保散热，以便这些加热器不会过热而烧坏，因为每单位长度的热输出量不自动或局部可控。实际上，这表示与自调节加热器的情形相比，当确定安装时，必须更详细地考虑到恒定瓦数加热器的环境。因此，根据将维持的所需温度、将加热的基层以及在其周围提供的任何热绝缘，来选择恒定瓦数加热器的额定功率。然而，除低功率加热器，即每米提供少于约5瓦特的加热器外，这将不可避免地意味着如果引导恒定瓦数加热器远离充当吸热设备的基层并通常穿出热绝缘，加热器本身的温度将上升到不可接受的水平并会导致损坏。为避免此，通常将恒定瓦数加热器连接到基层的热绝缘内的电源电缆，使得电力电缆而非加热器电缆被引出热绝缘并到电源。然而，已经发现将这些所谓的“冷引线”连接到恒定瓦数加热电缆是非常敏感的工艺，最终成为加热系统中的最弱点。在另一设备中，可通过使用没有一个会变得太热，但结合起来会提供基层的所需加热的两个或多个相对低功率的加热器来避免过分加热。然而，这是更复杂的设备。
发明内容
本发明的一个目的是，提供克服或至少减轻上述缺陷的使用恒定瓦数电热器伴热基层的设备和方法。
根据本发明的一个方面，提供一种伴热基层的设备，该设备包括：恒定瓦数电热器，最好是细长形状并形成为例如矿物绝缘或聚合物绝缘电缆，其中，加热器适合于与基层热接触安装以便实现其加热；以及导热管，配置成封闭加热器的末端部分并引导其远离基层以允许恒定瓦数加热器直接连接到电源。
尽管在其宽方面，充当吸热设备的本发明的基层可以不是热绝缘的，但通常将封闭在热绝缘内。在后一情况下，将导热管配置成封闭电热器的末端部分并引导其远离基层并穿出其绝缘层。
可以在基层的热绝缘外，在例如由聚合物材料或金属制成的接线盒中方便地进行与电源的电连接。
通过这种设备，不需要提供冷引线到例如基层绝缘内的基层处的恒定瓦数加热器的连接，但相反，可以将加热器从此引导到位于绝缘层外的接线盒，由此可以将加热器直接连接到电源，例如经由至电力电缆的接线板。从而可通过由封闭导热管提供的散热，将在远离基层的吸热设备的位置的加热器的增加温度控制到安全级。可通过确保其间的良好热接触来提高从加热器到导管的传热。
有利地，导热管和/或接线盒可以具有从其延伸的另外表面，以及特别地，尽管不是排它地，在导热管穿过基层的热绝缘层处，以便进一步提高从恒定瓦数加热器的散热。
该设备可以包括两个或多个细长的恒定瓦数加热器，每个加热器封闭在远离热绝缘基层的导热管内并穿过它，通过一个或多个隔离托架，在导管内固定加热器并彼此分开。隔离托架可以由金属、陶瓷或耐高温、高导热聚合材料制成。
根据本发明的另一方面，提供伴热基层的方法，其中，与基层热接触安装恒定瓦数电热器以便实现其加热，其中，在基层上安装导热管以便从其延伸，以及其中，加热器的一端被引导穿过导管并连接到远离基层的电源。
基层可以与在绝缘层下在其上安装的加热器热绝缘，以及当导管穿出热绝缘层时，可以引导加热器在导管内远离基层。
本发明的伴热方法最好采用根据其所述一个方面的设备。
术语“恒定瓦数加热器”将理解成包括单个或多个导体串行加热器或并行加热器，诸如区域加热器。
附图说明
现在，将通过举例以及参考附图，描述均根据本发明的伴热设备和方法，其中：
图1示意性地示例说明安装在基层上的一个伴热设备；
图2示意性地示出图1的设备的夹紧隔离片的平面图；以及
图3示出图1的设备的夹紧隔离片的改进。
具体实施方式
参考图1，细长的圆柱管2运送需要维持在高于环境温度的特定温度的液体。管2完全封闭在可以是例如石棉或玻璃纤维的绝缘层4内。恒定瓦数电加热电缆6沿管2的外表面伴随，考虑到其环境，包括绝缘层4，选择其额定功率以便将管2的内容维持在所需温度。
通常为矩形结构的金属导管8具有沿管2的短长度延伸的三面基部10并通过带11固定在其上。导管8的直立部分12远离基部10延伸并通过管道绝缘层4穿出。在其上支撑的聚合接线盒14中，直立部分12端接在绝缘层4外。将扩大面积的金属板16焊接到盒14的一个表面上。
以两部分提供管道8的直立部分12，包括由在适当的位置放置加热器6后在适当的位置固定的夹盖15封闭的三面线槽13。
在加热器6的伴热结束并需要连接到电源时，如所示，它被引导到基座部分10，然后通过导管8的直立部分12以便其末端18出现在接线盒14内。尽管未示出，加热器电缆端18连接到盒14内的电源以便向其提供恒定瓦数输入。
通过图1的设备，加热器6沿其长度的主要部分与管道2热接触，从而沿其长度在恒定水平提供其所需的加热。将意识到，当电缆6脱离管道2，穿过管道绝缘层4延伸并进入接线盒14时，来自电源的电缆6的加热也会发生。在缺少由管2提供的吸热设备的情况下，提供导热管8用来耗散来自电缆6的这部分的热，以及能配置成避免过热，从而潜在地防止烧毁该电缆6部分，同时允许直接连接到接线盒14内的电源。
通过固定到其上的扩大的金属板16来增强从接线盒14的散热。然而，设想如果从盒14内的加热器6的散热不充分，使用金属代替用于接线盒14的聚合材料也是可能的。在后一情况下，可以省去盒14的额外板16。
为了进一步增强当其通过导管8时从加热器6的散热，其直立部分12可以具有一个或多个横向延伸的导热，最好是金属的散热片20，特别是在导管部分12通过管绝缘层4的区域中。然而，也可以在管2的任何热绝缘外，在导管8上提供散热片20。
如图1所示，通过单个恒定瓦数加热器6来实现管2的加热。然而，也设想可以需要多个加热器，从而要求从导管8引导到接线盒14。为了避免多个加热器当通过导管8时它们之间的接触，可以在直立部分12中以及其基座部分10(未示出)中安装一个或多个隔离托架22，以便固定加热器6。如图1所示，每个加热器6可以按压固定到托架22的各个凹口内，以及可以通过其各个小孔出现在接线盒14中。
隔离托架22可以由例如金属或耐高温聚合物制成。
在另一设备中，可以使导管8沿其整个长度凹进以便保持一个或多个加热器6。
图2示出具有在其中固定的三个加热电缆6的导管8的直立部分12的剖面。
图3示出夹紧隔离托架设备的改进，其中在托架22的前方提供压板24并通过螺丝26固定到其上，以便更确定地保持加热器6。
Claims (12)
1.一种用于伴热基层的设备，包括：
适合于与所述基层热接触安装以便实现其加热的细长的恒定瓦数电加热器；以及
热导管，被配置成封闭所述加热器并引导它远离所述基层到接线盒，以便对所述加热器进行电连接用于向其供电，
其中，所述基层被封闭在热绝缘层内，以及
其中，所述导管被配置成封闭所述加热器并引导它远离所述基层穿出所述热绝缘层，以及
其中，所述导管具有在所述热绝缘层和接线盒之间的区域中从其延伸的一个或多个导热表面。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述导管具有在所述导管穿过所述基层的所述热绝缘层的区域中从其延伸的一个或多个导热表面。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述接线盒由聚合材料制成。
4.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述接线盒是导热的，由金属形成。
5.如权利要求1或2所述的设备，其中，与导热板热接触安装所述接线盒，从而有助于从所述接线盒的热传送。
6.如权利要求1或2所述的设备，包括两个或更多所述细长的恒定瓦数加热器，其中，所述加热器的每一个被封闭在所述导管内并被引导穿过所述导管。
7.如权利要求1或2所述的设备，包括两个或更多所述细长的恒定瓦数加热器，其中，所述加热器的每一个被封闭在所述导管内并被引导穿过所述导管，在所述导管内通过一个或多个隔离托架来彼此分开固定所述加热器。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述每个隔离托架由金属、陶瓷或耐高温、高导热聚合材料制成。
9.一种伴热绝热基层的方法，包括：
与所述基层热接触安装细长的恒定瓦数电加热器以便实现其加热；
在所述基层上安装导管以便从其远离延伸穿出绝缘层到接线盒；
引导所述加热器穿过所述导管并远离所述基层；以及
将所述加热器连接到电源，
其中，所述导管具有在所述绝缘层和接线盒之间的区域中从其延伸的一个或多个导热表面。
10.如权利要求9所述的方法，其中，将两个或更多恒定瓦数电加热器应用于所述基层并从那里被引导穿过所述导管。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在所述导管内通过一个或多个隔离托架来彼此分开固定所述加热器。
12.一种伴热基层的方法，利用如权利要求1至8所述的设备。
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