CN102424726B - 高能效电磁波沥青加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高能效电磁波沥青加热器，其特征是壳体水平设置，壳体一端底部设置沥青进口，另一端顶部设置沥青出口，壳体内沥青进口和沥青出口之间垂直于圆桶轴线设置若干边沿与壳体壁固定密封连接的平行上下折流板，上折流板下端与壳体壁之间设下过流口，下折流板上端与壳体壁之间设上过流口，上下折流板交错排列；采用直管式电磁波加热体，在壳体内设置分别由若干根平行于圆桶轴线的电磁波加热体组成的左右电磁波加热体组，其间保有间隙分别贯穿左右侧的折流板及壳体左右端板并分别固定于左右端板上。本发明的优点是：壳体耐压强度提高，耐高温不开裂，换热面积加大，热效率提高，满足用户需求的中小功率及多加热器串联组合结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于沥青行业中对基质沥青及废旧轮胎橡胶粉改性沥青进行加热的加热装置，尤其涉及一种高能效电磁波沥青加热器。
背景技术
在沥青行业尤其在废旧轮胎橡胶粉改性沥青生产中，基质沥青及废旧轮胎橡胶粉改性沥青的加热，都是通过燃煤、柴油或石油天然气燃烧完成对导热油加热过程，然后再经过导热油对沥青实施二次加热，这样，热效率较低而且管线增加热能耗损大。如果用燃煤、柴油或石油天然气燃烧的火焰直接加热沥青，其主要缺陷是温度难于准确控制，使被加热物料往往过热，在加热管管壁上形成结焦，并容易造成安全生产事故，使能耗增大，且通过火焰加热，热效率低；尤其随着石油产品的日益紧缺，生产成本不断提高，影响行业正常发展。近年，在行业内已推出利用电磁波加热元件进行沥青加热的电磁波沥青加热器。目前的电磁波沥青加热器采用立式圆桶壳体，电磁波加热体是由条形竖隔板式换热片及嵌装其中的红外电磁波加热管构成。在圆桶壳体内环绕轴线设置多层形成环形流道的圆筒形隔板，电磁波加热体贯穿壳体上下盖沿径向均布设置在相邻圆筒形隔板之间，被加热的沥青沿环周设置的电磁波加热体的上端或下端过流口由上至下、由下至上呈波浪形迂回曲折的立体循环流动路径充分与电磁波加热体的换热竖隔板接触，同时还由外层至内层的环形流道逐层循环流过进行加热，这种迂回曲折的立体循环加热通道结构，获得较大的换热面积，并能实现精确控制温度、节能及安全生产的效果。但现有电磁波沥青加热器仍存在如下缺陷：(1)带条形竖隔板式换热片的电磁波加热体及圆筒形隔板占据空间大，影响红外电磁波加热管的装填密度，单位体积中的换热面积仍较小，致使立式圆桶壳体体积加大，整体结构耐压强度降低，影响安全性；此外，带条形竖隔板式换热片的电磁波加热体与沥青的热交换不够充分，热效率较低。(2)装机功率大，目前单台设备功率达180KW，不能满足广大用户对中低功率设备及其多规格灵活组合的需求。(3)带条形竖隔板式换热片的电磁波加热体为整根结构，其两端分别固定焊接在上下盖板上，在高温沥青加热环境下，由于电磁波加热体受热膨胀伸长，其撑压力会使盖板处焊缝开裂，造成沥青泄露，酿成生产事故。(4)红外电磁波加热管的接线端子直接暴露于空气中，与空气接触易氧化引发电气故障。(5)红外电磁波加热管的电气线缆连接设置在在圆桶壳体的顶盖与底盖上，组装、维修均不方便。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种高能效电磁波沥青加热器，达到：(1)减小加热器体积，提高壳体耐压强度；(2)提高换热面积及热效率；(3)耐高温不开裂；(4)实现满足用户需求的中低功率电磁波沥青加热器及其多加热器串联组合结构；(5)便于维修防护。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高能效电磁波沥青加热器，包括圆桶形壳体，电磁波加热体，其特征在于所述壳体水平设置，壳体一端的底部设置沥青进口，壳体另一端的顶部设置沥青出口，在所述壳体内沥青进口和沥青出口之间垂直于圆桶轴线设置若干边沿与壳体壁固定密封连接将壳体分隔成若干连通的竖直流道的平行的上下折流板，所述上折流板在其下端与壳体壁之间设有下过流口，所述下折流板在其上端与壳体壁之间设有上过流口，且上下折流板交错排列设置；所述电磁波加热体为直管式电磁波加热体，在壳体内设置分别由若干根平行于圆桶轴线的电磁波加热体组成的左右电磁波加热体组，所述左右电磁波加热体组之间保有间隙并分别贯穿左右侧的上下折流板及壳体的左右端板并分别固定于左右端板上，在左右端板外侧分别设置保护电磁波加热体接线端子的左右防护罩。
所述直管式电磁波加热体是由红外电磁波加热管和固定套装其外部的换热管构成。
所述上下折流板相邻板间的距离为130-170mm，左右电磁波加热体组之间的间隙为15-20mm。
所述直管式电磁波加热体的直径为20-30mm，在壳体截面上的分布密度为900-1000根/m2。
所述防护罩内填充抗氧化填充物。
所述电磁波沥青加热器串联连接两个以上。
本发明的有益效果是：(1)采用了直管式电磁波加热体，使红外电磁波加热管的装填密度显著提高，换热面积增大，使圆桶壳体体积减小，承压强度提高，从而安全性提高；采用直管式电磁波加热体可使沥青与换热管外表面充分接触，换热效率提高。(2)装机功率由目前单台设备功率180KW，减小到80-100KW，可满足广大用户对中低功率设备的需求，尤其依使用需要可采用串联连接多个电磁波沥青加热器的结构，可实现不同规格中小功率设备灵活组合，适应用户多种需要。(3)改变了现有技术中电磁波加热体的整根结构形式，采用了保有间隙设置的左右电磁波加热体组，使左右电磁波加热体仅一端固定，另一端具有伸缩空间，这样在高温沥青环境下，受热膨胀伸长也不会造成焊缝开裂有效防止沥青泄露。(4)设置了左右电磁波加热体接线端子防护罩并在防护罩内填充抗氧化填料，既可保护接线端子防止其氧化，又具有保温作用。(5)红外电磁波加热管的电气线缆连接设置在壳体两端的左右端板上，组装、维修非常方便。
附图说明
图1是本发明的主视剖视结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明壳体部分的放大结构及工作示意图。
图4采用本发明的双加热器串联连接组合体的主视剖视结构示意图。
图中：1a左端板，1b右端板，2壳体，3a上折流板，3b下折流板，31下过流口，32上过流口，4电磁波加热体，41换热管，42红外电磁波加热管，5间隙，61拉杆，62折流板定距管，7、111沥青出口，8a左防护罩，8b右防护罩，81a左防护罩抗氧化填料进口、81b右防护罩抗氧化填料进口，82a左防护罩连接口，82b右防护罩连接口，9、131排污口，10支座，11、71沥青进口，12抗氧化填料，13、91放气口，14a、15a左线缆接线盒，14b、15b右线缆接线盒。
以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
具体实施方式
实施例1
图1～3示出一种高能效电磁波沥青加热器，包括圆桶形壳体2，电磁波加热体4，其特征在于所述壳体水平设置，壳体一端的底部设置沥青进口11，壳体另一端的顶部设置沥青出口7，在所述壳体内沥青进口11和沥青出口7之间垂直于圆桶轴线设置若干边沿与壳体壁固定密封连接将壳体2分隔成若干连通的竖直流道的平行的上下折流板3a、3b，所述上折流板3a在其下端与壳体壁之间设有下过流口31，所述下折流板3b在其上端与壳体壁之间设有上过流口32，且上下折流板3a、3b交错排列设置；这样就使若干竖直流道的上部及下部交替连通，在壳体2内形成具有上下迂回路径的通道。
本发明中，所述电磁波加热体4为直管式电磁波加热体，是由红外电磁波加热管42和固定套装其外部的换热管41构成。在圆桶型壳体2内设置分别由若干根平行于圆桶轴线的电磁波加热体4组成的左、右电磁波加热体组，所述左、右电磁波加热体组之间保有间隙5并分别贯穿左右侧的上下折流板3a、3b及壳体的左右端板1a、1b并分别固定于左右端板1a、1b上。在上下折流板3a、3b上开有若干换热管41的过孔，上下折流板3a、3b边沿焊接在壳体2内壁上，并通过折流板定距管62分隔定距，再通过拉杆61拉紧用锁紧螺母锁定。在左右端板1a、1b外侧分别设置保护电磁波加热体接线端子的左右防护罩8a、8b。在左右防护罩8a、8b内填充抗氧化填料12，抗氧化填料12通过在防护罩8a、8b顶部分别设置的左右防护罩抗氧化填料进口81a、81b装填。本例中抗氧化填料采用了石英砂。石英砂既可保护电磁波加热体接线端子防止其氧化，又具有保温作用。在防护罩8a、8b外侧分别设置左右线缆接线盒14a、14b，左右电磁波加热体组的红外电磁波加热管42分别通过左右线缆接线盒14a、14b连接电源。在壳体2顶部还设有放气口13，在其底部还设有排污口9，壳体2通过底部设置的两个支座10支撑。
在实际制作中，上下折流板3a、3b相邻板间的距离为130-170mm，左右电磁波加热体组之间的间隙为15-20mm。直管式电磁波加热体4的直径也即换热管41的直径为20-30mm，在壳体截面上的分布密度为900-1000根/m2。本实施例中，圆桶形壳体2的直径为600mm，长度为6m，上下折流板相邻板间的距离为150mm，左右电磁波加热体组中的直管式电磁波加热体4的数量均为268根，换热管直径为25mm，在壳体截面上的分布密度达948根/m2；左右电磁波加热体组之间的间隙为16mm。左右电磁波加热体组分别穿行上下折流板18块，壳体2内上下折流板总合为36块。
上述红外电磁波加热管采用了保定三爱能源技术发展有限公司生产的HGR系列型号为HGR-A-32的红外电磁波加热管，该加热元件其表面材料是一种新型的高辐射率的陶瓷体。加热形式是以辐射传热方式进行加热，辐射率高，辐射均匀，穿透性强，使被加热物料可以达到表面与内部同步加热的效果。该陶瓷加热管电能的热转换效率可达90％左右，化学性质稳定，使用寿命长。
本发明的工作过程及原理：
参见图3，图中箭头为沥青流向。由上述电磁波沥青加热器结构可以看出，工作时，被加热的沥青从沥青进口11进入壳体2内，沿第1下折流板3b上行至上过流口32，翻折进入第1下折流板3b与第1上折流板3a间形成的竖直流道中，继续下行至下过流口31则翻折进入第2下折流板3b与第2上折流板3a形成的竖直流道中，继续上行、翻折，以此方式周而复始自下而上、自上而下历经6m长的壳体，并环绕穿行在分布密度高达9480根/m2的268根直管式电磁波加热体4中间，充分与具有较高换热效率的换热管41接触，直至壳体2末端的沥青出口7，从沥青出口7流出。
本发明中，壳体2的直径由现有技术的2m减小为600mm，体积明显缩小，提高了壳体承压强度，扩大了换热面积，提高了热效率；并且减小了功率规格，由单台180KW减小为80-100KW，可满足广大用户对中低功率设备的的需求。
实施例2
在实际使用中可根据沥青物料的流量(kg/min)，和升温要求(C°/min)采用中低功率，通过多个电磁波沥青加热器串联完成沥青加热。本发明提供的电磁波沥青加热器可以串联连接两个以上。由此能满足广大用户对中低功率设备的多规格灵活组合的需求。
图4为采用本发明的双沥青加热器串联连接组合体的主视剖视结构示意图。本例中电磁波沥青加热器在设计上，沥青入口与沥青出口的结构尺寸相同，放气口13与排污口9的结构尺寸相同，且位置相互对应，采用沿竖直方向摞放进行串联连接的结构最为简捷。如图所示，上部电磁波沥青加热器放置位置与实施例1相同，下部的电磁波沥青加热器是将实施例1的电磁波沥青加热器上下翻转180°放置。此时，下部电磁波沥青加热器的原沥青出口7成为沥青入口71，原沥青入口11成为沥青出口111并与上部电磁波沥青加热器沥青入口11连接，形成沥青通道。原排污口9成为放气口91并与上部电磁波沥青加热器的排污口9连接。原放气口13位于壳体底部成为排污口131。此时上述两加热器共用线缆接线盒15a、15b，并分别设置在下部电磁波沥青加热器两侧的左右防护罩外侧。同时在上下加热器的左右防护罩之间分别设置了左右防护罩连接口82a、82b。上下两壳体之间，两支座10对接，在下部电磁波沥青加热器的底部设两个支座10，以稳固支撑摞放后的两串联连接的电磁波沥青加热器。
以上所述，仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明的形状材料和结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种高能效电磁波沥青加热器，包括圆桶形壳体，电磁波加热体，其特征在于所述壳体水平设置，壳体一端的底部设置沥青进口，壳体另一端的顶部设置沥青出口，在所述壳体内沥青进口和沥青出口之间垂直于圆桶轴线设置若干边沿与壳体壁固定密封连接将壳体分隔成若干连通的竖直流道的平行的上下折流板，所述上折流板在其下端与壳体壁之间设有下过流口，所述下折流板在其上端与壳体壁之间设有上过流口，且上下折流板交错排列设置；所述电磁波加热体为直管式电磁波加热体，在壳体内设置分别由若干根平行于圆桶轴线的电磁波加热体组成的左右电磁波加热体组，所述左右电磁波加热体组之间保有间隙并分别贯穿左右侧的上下折流板及壳体的左右端板并分别固定于左右端板上，在左右端板外侧分别设置保护电磁波加热体接线端子的左右防护罩。
2.根据权利要求1所述的高能效电磁波沥青加热器，其特征在于所述直管式电磁波加热体是由红外电磁波加热管和固定套装其外部的换热管构成。
3.根据权利要求1或2所述的高能效电磁波沥青加热器，其特征在于所述上下折流板相邻板间的距离为130-170mm，左右电磁波加热体组之间的间隙为15-20mm。
4.根据权利要求3所述的高能效电磁波沥青加热器，其特征在于所述直管式电磁波加热体的直径为20-30mm，在壳体截面上的分布密度为900-1000根/m2。
5.根据权利要求1或2所述的高能效电磁波沥青加热器，其特征在于所述防护罩内填充抗氧化填充物。
6.根据权利要求1或2所述的高能效电磁波沥青加热器，其特征在于所述电磁波沥青加热器串联连接两个以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: High-efficiency electromagnetic wave asphalt heater Effective date of registration: 20140220 Granted publication date: 20130320 Pledgee: China Resources Finance Co.,Ltd. Tianjin branch Company limited by guarantee Pledgor: TIANJIN HI-TECH ENVIRONMENT SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: 2014120000014 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20160203 Granted publication date: 20130320 Pledgee: China Resources Finance Co.,Ltd. Tianjin branch Company limited by guarantee Pledgor: TIANJIN HI-TECH ENVIRONMENT SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: 2014120000014 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Science and Technology Finance Building 5 No. 300384 in Tianjin Binhai Huayuan Industrial Park Mei Yuan Lu 12 Patentee after: TIANJIN HAITAI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Address before: 300270 Tianjin City, Grand Port Dagang Petrochemical Industrial Park (Tianjin Haitai Environmental Technology Development Co. Ltd.) Patentee before: TIANJIN HI-TECH ENVIRONMENT SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: High-efficiency electromagnetic wave asphalt heater Effective date of registration: 20160615 Granted publication date: 20130320 Pledgee: The Bank of Tianjin branch of Limited by Share Ltd. Reid Pledgor: TIANJIN HAITAI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: 2016990000508 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20170904 Granted publication date: 20130320 Pledgee: The Bank of Tianjin branch of Limited by Share Ltd. Reid Pledgor: TIANJIN HAITAI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: 2016990000508 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20230824 Granted publication date: 20130320 |
|
| PP01 | Preservation of patent right |