CN103437265B - 一种用于沥青洒布摊铺机乳化沥青罐的电加热棒组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电加热棒组，用于沥青洒布摊铺机乳化沥青罐中，实现罐体中乳化沥青材料的加热与保温功能。该电加热棒组包括接线盒[1]、连接法兰[2]、内螺纹短钢管[3]、温度开关[4]、加热棒体[5]，其中接线盒[1]与连接法兰[2]通过螺栓连接在一起，内螺纹短钢管[3]焊接在连接法兰[2]的中心，温度开关[4]通过内螺纹短钢管[3]安装在加热棒组的中心，加热棒体[5]分为九根圆形加热棒，U型结构，均匀焊接在连接法兰[2]上；该电加热棒组既满足大容量罐体加热功率的需求，又通过降低单根加热棒的功率实现柔性温升，可避免短时发热量过大；同时，电加热棒组内部集成温度开关，可单独控制电加热棒组的启停，起到防止局部过热的作用。

Description

一种用于沥青洒布摊铺机乳化沥青罐的电加热棒组

技术领域

本发明涉及摊铺机领域，特别涉及一种沥青洒布摊铺机乳化沥青罐用加热装置。

背景技术

沥青洒布摊铺机是一种实现改性乳化沥青与沥青混合料同步洒布与摊铺的路面施工机械，其上有储存乳化沥青用的罐体，容积2000多升。乳化沥青材料一般需加热并保持在60-70℃温度下进行喷洒作业，在此温度下施工的好处有两点，一是粘度低、易喷洒，二是喷洒到地面后破乳速度快、高渗透；乳化沥青材料在喷洒前不能接触100℃以上的高温，若接触此高温下，乳化沥青会破乳凝固，不但无法喷洒，严重时甚至能堵塞管道、损坏设备；

以往，沥青洒布摊铺机多采用导热油技术对乳化沥青罐内材料进行保温，其原理是通过加热导热油，将油体的热量非接触式地传导到乳化沥青罐中。该技术无法实时调节沥青罐内温度，仅能对材料的现有温度进行有限的保温；且该方法需额外增加导热油箱体、导热油加热装置、泵及管道等部件，造成布置困难，占用了有限的空间，使整体构造变得复杂，且成本较高；

另外，该种设备还采用过通过燃气加热的方法实现沥青罐内材料的加热与保温，通过在沥青罐内布置燃烧管道，将燃气燃烧的热量传递给乳化沥青材料。这种加热与保温的方法容易产生受热不均，特别是靠近燃烧管道的乳化沥青易受高温破乳损坏，且燃气加热的能源利用率低，不环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对乳化沥青材料对加热温度的特殊要求，以及现有加热方式的不足，提供一种新型电加热棒组，对乳化沥青材料直接接触加热，在保证大容量罐体加热需要的同时，可避免短时发热量过大，防止局部过热。

本发明采用以下技术方案：

一种用于沥青洒布摊铺机乳化沥青罐的电加热棒组，其特征在于：该电加热棒组包括接线盒1、连接法兰2、内螺纹短钢管3、温度开关4、加热棒体5，其中接线盒1与连接法兰2连接，内螺纹短钢管3固定在连接法兰2的中心，温度开关4通过内螺纹短钢管3安装在加热棒组的中心，加热棒体5由U型加热棒构成，U型加热棒两端接线，且分别穿过连接法兰2与接线盒连接；温度开关4为触点常闭式，可设定断开点的温度，其与加热控制电路连接。

加热棒体5中U型加热棒的个数是3的倍数，且加热棒的功率相同。

U型加热棒分为三组，每组中的加热棒并联连接，每组接线与接线盒1中的交流三相电源的一相连接。

加热棒体5中U型加热棒达到热平衡时，棒体表面温度平均在90℃。

本发明的有益效果：

(1)本发明的电加热棒组安置在罐体中，与乳化沥青材料直接接触加热，热量传递效率高，节约能源，绿色环保。

(2)采用九根一组的新型电加热棒组，通过用电三相平衡结构，加热棒长度与功率比的设计，在保证大容量罐体加热需要的同时，降低了单根加热棒的功率，避免短时发热量过大，实现了乳化沥青的柔性温升。

(3)电加热棒组内部集成了温度开关，可单独控制加热棒组的启停，起到防止局部过热的作用。

(4)电加热棒组结构简单，安装使用方便，且安全稳定，利用电能加热，环保性好。

附图说明

图1为电加热棒组主视图；

图2为电加热棒组A向剖视图；

图3为电加热棒组B向剖视图。

图中：1、接线盒；2、连接法兰；3、内螺纹短钢管；4、温度开关；5、加热棒体；6、卡箍；

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明：

如图1和图2所示，该电加热棒组包括接线盒1、连接法兰2、内螺纹短钢管3、温度开关4、加热棒体5、卡箍6，其中接线盒1与连接法兰2通过螺栓连接在一起，内螺纹短钢管3焊接在连接法兰2的中心，温度开关4通过内螺纹短钢管3安装在加热棒组的中心；加热棒体5由九根截面为圆形的U型加热棒构成，U型加热棒的两端引出接线；每根U型加热棒的功率相等。

如图3所示，加热棒体5的U型加热棒两端分别穿过连接法兰2并与其焊接在一起，加热棒体5的U型加热棒的弯曲端通过卡箍6固定；在接线盒1的一面有18根接线螺柱与加热棒体5的18个接线连接，每三根加热棒构成一组，采用并联方式、螺母压接接线；九根加热棒共构成三组，三组的接线在接线盒1内与交流三相电连接，每组使用其中的一相电，由于每组负载一致，则整个加热棒体5负载用电构成三相平衡。这种用电三相平衡的设计，保护了发电设备，达到用电安全的目的，同时，在保证大容量罐体加热功率需求的前提下，降低单根加热棒的功率，避免短时发热量大，实现了乳化沥青的柔性温升。

所谓柔性温升是特针对乳化沥青材料对温度的敏感性而提出的，是指罐体中的液体非剧烈式的温度上升过程，不对液体材料造成任何损伤和破坏。

本发明的电加热棒组的柔性温升主要体现在以下两方面：一方面，单根加热棒达到热平衡时的时间比较短，棒体表面温度很快稳定在90℃左右；另一方面，整个电加热棒组与液体的接触面积大，功率储备足，通过棒体和液体之间的热交换，实现液体温度的上升。

单根加热棒壳体为不锈钢材质，耐乳化沥青的腐蚀，内部有加热电阻丝，电阻丝和壳体之间填充绝缘材料，加热丝由接线引出。

所有单根加热棒的长度与功率的比值经过详细计算与大量实验，使得单根加热棒达到热平衡时，棒体表面温度平均在90℃左右。其方法如下：

总加热功率充足，满足大容量罐体90℃以内加热与保温的需求。功率函数式可表示为：

P=f(V，T，t)

其中P为功率，单位为kw；V为罐体容积，单位为m³；T为温升，单位℃；t为温升时间，单位min。

由于是直接接触加热，为防止加热棒体表面温度超过100℃，需将总功率分散成若干加热棒，构成加热棒组的形式。

加热棒组中的加热棒数量计算的原则：一、必须是3的倍数，因为使用三相交流电加热，需保证用电三相平衡；二、功率大小必须一致，防止局部热量不均匀，也满足三相用电平衡；三、单根加热棒的长度与功率比值需保证壳体表面温度在90℃左右；

单根加热棒的长度与功率比值的确定，可用如下函数式表示：

L=f(P’，T’，t’、)

其中L为长度，单位mm；P’为单根加热棒的功率，单位为kw；T’为棒体达到热平衡时，棒体表面的温度，单位℃；t’为棒体达到热平衡的时间，单位min；

理论计算后，再经过试验测试，确定加热棒最终的长度与功率；这样九根加热棒组合起来，既能达到加热与保温的功能，又不至于使接触到加热棒的乳化沥青材料遇高温损坏。

在电加热棒组的中心安装的温度开关4，能够实时测量电加热棒组中心点附近温度，可单独控制电加热棒组的启停，起到防止局部过热的作用；温度开关4为触点常闭式，接入加热控制电路中，温度开关可用机械式旋钮设定断开点的温度；

加热开始后，温度开关4处于常闭状态，不影响加热工作；当温度开关4检测到加热棒组中心点温度达到温度开关的设定值，不论此时加热工作是否进行，温度开关都能断开加热控制电路，从而使加热工作停止，保护乳化沥青材料。

Claims (7)

1.一种用于沥青洒布摊铺机乳化沥青罐的电加热棒组，其特征在于：该电加热棒组包括接线盒[1]、连接法兰[2]、内螺纹短钢管[3]、温度开关[4]、加热棒体[5]，其中接线盒[1]与连接法兰[2]连接，内螺纹短钢管[3]固定在连接法兰[2]的中心，温度开关[4]通过内螺纹短钢管[3]安装在电加热棒组的中心，加热棒体[5]由U型加热棒构成，U型加热棒两端接线，且分别穿过连接法兰[2]与接线盒连接；温度开关[4]为触点常闭式，可设定断开点的温度，其与加热控制电路连接，U型加热棒分为三组，每组中的加热棒并联连接。

2.根据权利要求1所述的电加热棒组，加热棒体[5]中U型加热棒的个数是3的倍数，且加热棒的功率相同。

3.根据权利要求2所述的电加热棒组，U型加热棒分为三组，每组中的加热棒并联连接，每组接线与接线盒[1]中的三相电源的一相连接。

4.根据权利要求1所述的电加热棒组，加热棒体[5]中U型加热棒的个数为9个，且加热棒的功率相同。

5.根据权利要求4所述的电加热棒组，U型加热棒分为三组，每组中的加热棒并联连接，每组接线与接线盒[1]中的交流三相电源的一相连接。

6.根据权利要求1所述的电加热棒组，加热棒体[5]中U型加热棒达到热平衡时，棒体表面温度平均在90℃。

7.根据权利要求1所述的电加热棒组，U型加热棒壳体为不锈钢材质，耐乳化沥青的腐蚀，内部有加热电阻丝，电阻丝和壳体之间填充绝缘材料，加热丝由接线引出。