CN104267268B - 一种电加热管工作寿命的试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电加热管技术领域，尤其涉及一种电加热管工作寿命的试验装置，包括试验水箱、补水箱、冷却塔和热交换器，所述补水箱通过两条补水管与所述试验水箱的上部连通，所述试验水箱与所述热交换器通过工作水管形成闭合的工作水路，所述冷却塔与所述热交换器通过冷却水管形成闭合的冷却水路。因为本发明的试验水箱与热交换器通过工作水管形成闭合的工作水路，冷却塔与热交换器通过冷却水管形成闭合的冷却水路，因此，本发明的试验用水是循环使用的，整个过程中除了试验箱的水蒸发外，无其他水的消耗，大大节约了耗水量和试验成本，又可以保证试验过程符合标准要求。

Description

一种电加热管工作寿命的试验装置及其试验方法

技术领域

本发明属于电加热管技术领域，尤其涉及一种电加热管工作寿命的试验装置及其试验方法。

背景技术

工作寿命是电加热管重要的参数之一，在JB/T4088-2012标准当中规定电加热管工作寿命试验要求为：电加热管在正常工作条件下的工作寿命应不小于3000h。常用的试验方法为：电加热管施加额定电压，在正常工作状态下通电1h，冷却0.5h到室温（允许强迫冷却）。并且允许在测试结构和制造商达成一致的前提下，可以通过进行加速寿命试验来体现元件的工作寿命。加速寿命试验一般是通过提高试验电压/试验功率、同时缩短试验周期来进行。具体的通电、冷却时间以及试验电压、试验功率由制造商根据自身产品特点确定。试验装置设计难点在于接近电加热管的实际使用情况，同时满足在0.5h内将水冷却到室温和测试过程中消耗尽可能少的水。

在现有技术中，电加热管工作寿命试验装置主要有两种方式。第一种为水箱中的水未采取其他的冷却方式，仅通过自然冷却方式。自然冷却半小时，水箱内的水温度仍高于70度，这种方式明显偏离标准要求，对加热管的工作寿命影响较大。第二种为每次断电后直接将热水排掉，重新进水。这种方式符合标准要求，但是耗水很严重。根据理论计算，一组3000W电热加管试验3000h，其产生的热量可以将近300吨水从20°加热至100°；也就是说采用换水方式进行一组样品的测试就将消耗300吨水，导致测试成本高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种电加热管工作寿命的试验装置。其试验用水循环使用，冷却采用水冷的方式。

为实现上述目的，本发明试验装置采用如下技术方案：一种电加热管工作寿命的试验装置，包括试验水箱、补水箱、冷却塔和热交换器，所述补水箱通过补水管与所述试验水箱的上部连通，所述试验水箱与所述热交换器通过工作水管形成闭合的工作水路，所述冷却塔与所述热交换器通过冷却水管形成闭合的冷却水路。

所述工作水管设置有工作循环水泵和第一电磁阀。

所述冷却水管设置有冷却循环水泵和第二电磁阀。

所述补水箱与所述试验水箱的水位保持一致，所述补水箱的进水口与自来水管连接。

所述补水箱设置有水位控制器，当所述补水箱的水位低于预定水位时，所述水位控制器打开进水阀，外界的水补充进补水箱，直到补水箱的水位达到预定水位。

所述试验水箱设置有水温探测装置。

所述工作水路中设置有风冷冷水机。

本发明的试验装置的有益效果：因为本发明的试验水箱与热交换器通过工作水管形成闭合的工作水路，冷却塔与热交换器通过冷却水管形成闭合的冷却水路，因此，本发明的试验用水是循环使用的，整个过程中除了试验箱的水蒸发外，无其他水的消耗，大大节约了耗水量和试验成本，又可以保证试验过程符合标准要求。

本发明还提供一种试验方法，其试验步骤包括：

第一步，将待试验的电加热管置于试验水箱中，给待试验的电加热管通电；

第二步，当试验水箱的水温高于95℃时，工作循环水泵和第一电磁阀打开，试验水箱的水通过工作水管与热交换器进行热交换，工作水路循环直至试验水箱的水温降回85℃；同时，冷却循环水泵和第二电磁阀打开，热交换器的冷却是通过冷却塔、冷却水管和热交换器组成的冷却水路循环实现的；当试验水箱的水温高于95℃时，重复上述工作水路循环和冷却水路循环，使试验水箱的水温保持在85℃～95℃；

第三步，待试验的电加热管持续通电T1时间后，断开电源，经过时间T2后打开气动装置使待试验的电加热管离开水面，然后分别打开工作循环水泵、第一电磁阀打开、冷却循环水泵和第二电磁阀，使工作水路循环和冷却水路循环开始水路循环；

第四步，试验水箱的水温降至室温后，在断开电源T3时间后，重新将电加热管放入试验水箱，并且给电加热管通电，重复上述步骤。

第二步中，工作水路循环的水量相当于试验水箱总水量的20%。

第三步中，T1为1min～120min，T2≤30min，第四步中，T3≤30min，其中，T2≤T3。

本发明的试验方法的有益效果：由于本发明的试验过程中，试验水箱与热交换器通过工作水管形成闭合的工作水路，冷却塔与热交换器通过冷却水管形成闭合的冷却水路，因此，本发明的试验用水是循环使用的，整个过程中除了试验箱的水蒸发外，无其他水的消耗，大大节约了耗水量和试验成本，又可以保证试验过程符合标准要求。

附图说明

图1是本发明的电加热管工作寿命的试验装置的结构示意图。

图1中包括：1——试验水箱，2——补水箱，3——冷却塔，4——热交换器，5——补水管，6——工作水管，7——冷却水管，8——工作循环水泵，9——第一电磁阀，10——冷却循环水泵，11——第二电磁阀，12——自来水管，13——风冷冷水机，14——排污管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

见图1，一种电加热管工作寿命的试验装置，包括试验水箱1、补水箱2、冷却塔3和热交换器4，补水箱2通过补水管5与试验水箱1的上部连通，使得试验水箱1和补水箱2的水位始终保持一致，不会使试验水箱1缺水，试验水箱1与热交换器4通过工作水管6形成闭合的工作水路，冷却塔3与热交换器4通过冷却水管7形成闭合的冷却水路。

工作水管6设置有工作循环水泵8和第一电磁阀9。

冷却水管7设置有冷却循环水泵10和第二电磁阀11。

补水箱2与试验水箱1的水位保持一致，补水箱2的进水口与自来水管12连接。当试验水箱1的水由于蒸发损失时，可以通过补水箱2及时得到补充。

补水箱2设置有水位控制器（图中未画出），当补水箱2的水位低于预定水位时，水位控制器打开进水阀，外界的水补充进补水箱2，直到补水箱2的水位达到预定水位。

试验水箱1设置有水温探测装置（图中未画出）。水温探测装置用于实时探测和监控试验水箱1中的水温。

工作水路中设置有风冷冷水机13，风冷冷水机13可以加快工作水路的降温速度。

试验水箱1底部和补水箱2底部分别设置有排污管14，当试验水箱1和补水箱2工作一段时间后，试验水箱1的底部和补水箱2的底部均会沉积污物，打开排污管14的阀门后便可以将试验水箱1和补水箱2的污物排出，保持试验水箱1和补水箱2的清洁。

本发明还提供一种试验方法，其试验步骤包括：

第一步，将待试验的电加热管置于试验水箱1中，给待试验的电加热管通电；

第二步，当试验水箱1的水温高于95℃时，工作循环水泵8和第一电磁阀9打开，试验水箱1的水通过工作水管6与热交换器4进行热交换，工作水路循环直至试验水箱1的水温降回85℃；同时，冷却循环水泵10和第二电磁阀11打开，热交换器4的冷却是通过冷却塔3、冷却水管7和热交换器4组成的冷却水路循环实现的；当试验水箱1的水温高于95℃时，重复上述工作水路循环和冷却水路循环，使试验水箱1的水温保持在85℃～95℃；

第三步，待试验的电加热管持续通电T1时间后，断开电源，经过时间T2后打开气动装置使待试验的电加热管离开水面，然后，分别打开工作循环水泵8、第一电磁阀9打开、冷却循环水泵10和第二电磁阀11，使工作水路循环和冷却水路循环开始水路循环；

第四步，试验水箱1的水温降至室温后，在断开电源T3时间后，重新将电加热管放入试验水箱1，并且给电加热管通电，重复上述步骤。

第二步中，工作水路循环的水量相当于试验水箱1总水量的20%。

第三步中，T1为60min，T2为10min，第四步中，T3为30min。

本发明在试验过程中，被测试加热管放置在试验箱内，视外形尺寸情况，可以选择放置于深水试验箱或者浅水试验箱，两个水箱可以同时进行试验，也可以分别进行试验。最多同时可以进行4组，即12个加热管的寿命试验。

因为本发明的试验水箱与热交换器通过工作水管形成闭合的工作水路，冷却塔与热交换器通过冷却水管形成闭合的冷却水路，因此，本发明的试验用水是循环使用的，整个过程中除了试验箱的水蒸发外，无其他水的消耗，大大节约了耗水量和试验成本，又可以保证试验过程符合标准要求。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种电加热管工作寿命的试验装置的试验方法，其中，所述试验装置包括试验水箱、补水箱、冷却塔和热交换器，所述补水箱通过补水管与所述试验水箱的上部连通，所述试验水箱与所述热交换器通过工作水管形成闭合的工作水路，所述冷却塔与所述热交换器通过冷却水管形成闭合的冷却水路；所述工作水管设置有工作循环水泵和第一电磁阀，所述冷却水管设置有冷却循环水泵和第二电磁阀；

其试验步骤包括：

第一步，将待试验的电加热管置于试验水箱中，给待试验的电加热管通电；

第二步，当试验水箱的水温高于95℃时，工作循环水泵和第一电磁阀打开，试验水箱的水通过工作水管与热交换器进行热交换，工作水路循环直至试验水箱的水温降回85℃；同时，冷却循环水泵和第二电磁阀打开，热交换器的冷却是通过冷却塔、冷却水管和热交换器组成的冷却水路循环实现的；当试验水箱的水温高于95℃时，重复上述工作水路循环和冷却水路循环，使试验水箱的水温保持在85℃～95℃；

第三步，待试验的电加热管持续通电T1时间后，断开电源，经过时间T2后打开气动装置使待试验的电加热管离开水面，然后分别打开工作循环水泵、第一电磁阀、冷却循环水泵和第二电磁阀，使工作水路循环和冷却水路循环开始水路循环；

第四步，试验水箱的水温降至室温后，在断开电源T3时间后，重新将电加热管放入试验水箱，并且给电加热管通电，重复上述步骤。

2.根据权利要求1所述的一种电加热管工作寿命的试验装置的试验方法，其特征在于：第二步中，工作水路循环的水量相当于试验水箱总水量的20%。

3.根据权利要求1所述的一种电加热管工作寿命的试验装置的试验方法，其特征在于：第三步中，T1为1min～120min，T2≤30min，第四步中，T3≤30min，其中，T2≤T3。

4.根据权利要求1所述的一种电加热管工作寿命的试验装置的试验方法，其特征在于：所述补水箱与所述试验水箱的水位保持一致，所述补水箱的进水口与自来水管连接。

5.根据权利要求4所述的一种电加热管工作寿命的试验装置的试验方法，其特征在于：所述补水箱设置有水位控制器，当所述补水箱的水位低于预定水位时，所述水位控制器打开进水阀，外界的水补充进补水箱，直到补水箱的水位达到预定水位。

6.根据权利要求1所述的一种电加热管工作寿命的试验装置的试验方法，其特征在于：所述试验水箱设置有水温探测装置。

7.根据权利要求1所述的一种电加热管工作寿命的试验装置的试验方法，其特征在于：所述工作水路中设置有风冷冷水机。