CN104474903B - 电磁加热装置及血液透析用超纯水制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁加热装置及血液透析用超纯水制备系统，所述电磁加热装置的每一电磁加热管包括：卫生级中心管，被加热液体在所述卫生级中心管内流动；导磁加热管，套设于所述卫生级中心管的需加热段的外周；隔热保护层，环绕包裹在所述导磁加热管外层，以将所述导磁加热管与外部热隔离；以及电磁线圈，缠绕在所述隔热保护层外并将导线两头引出，连接电磁加热控制器。本发明能够有效的提高设备的能效及安全性。

Description

电磁加热装置及血液透析用超纯水制备系统

技术领域

本发明涉及医疗用超纯水制备技术领域，尤其涉及一种电磁加热装置及具有该电磁加热装置的血液透析用超纯水制备系统。

背景技术

血液透析用超纯水制备系统采用反渗透膜(Reverse Osmosis Membrane)进行制备。当设备使用一段时间后，反渗透膜会有细菌滋生，从而导致两方面的问题，一是影响设备生产的超纯水水质，二是影响反渗透膜的产水能力。因而，目前市面上的透析用超纯水制备系统都需要定期对反渗透膜进行消毒处理。传统的消毒方式是化学消毒方式，此种方式存在化学残留且需要耗费大量的水进行冲洗。

为解决上述问题，开发出反渗透膜采用热消毒的方式。但是，目前超纯水制备系统热消毒普遍采用的是电阻丝加热方法，也就是在卫生级管道外缠绕电阻式加热管的方法。该方法存在能效较低(约30％左右)，耗能较高的问题。由于电阻丝加热器需要与超纯水进行接触传热，因而需要进行安全设计以提高安全性，这就提高了设计和生产成本。而且在根本上未实现水电分离，具有一定的安全隐患。

现有技术中，电磁加热装置具有能效高的特点，可以替代电阻式加热装置。但是，普通的卫生级不锈钢不导磁，不能直接用于电磁加热装置。而导磁的卫生级不锈钢(牌号430、440)材料存在价格昂贵、不易购买且质量不能保证的问题。

因此，需要开发一种新的用于血液透析用超纯水制备系统的电磁加热装置，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁加热装置，以解决现有技术中的血液透析用超纯水制备系统中热消毒方法能效低、成本高、未完全实现水电分离而具有安全隐患的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种具有本发明电磁加热装置的血液透析用超纯水制备系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电磁加热装置，所述电磁加热装置的每一电磁加热管包括：

卫生级中心管，被加热液体在所述卫生级中心管内流动；

导磁加热管，套设于所述卫生级中心管的需加热段的外周；

隔热保护层，环绕包裹在所述导磁加热管外层，以将所述导磁加热管与外部热隔离；以及

电磁线圈，缠绕在所述隔热保护层外并将导线两头引出，连接电磁加热控制器。

本发明的电磁加热装置，优选的，所述卫生级中心管为不锈钢材质，所述导磁加热管通过旋压加工工艺以紧密套设于所述卫生级中心管的外壁。

本发明的电磁加热装置，优选的，所述卫生级中心管与所述导磁加热管之间涂覆有导热硅脂。

本发明的电磁加热装置，优选的，一根所述电磁加热管或多根相互串联且相互平行的所述电磁加热管布置于一安装板上形成一组电磁加热组合体，所述电磁加热装置包括一组或多组所述电磁加热组合体。

本发明的电磁加热装置，优选的，每一所述电磁线圈通过与其对应的一个所述电磁加热控制器控制。

本发明的电磁加热装置，优选的，所述电磁加热装置还包括绝缘板壳，所述绝缘板壳包括绝缘套管和支腿，所述绝缘套管套设于所述电磁加热管的最外层，所述支腿上开设有用于与所述安装板连接的螺纹孔；

相邻所述电磁加热管之间的卫生级中心管通过弯管连接头或短连接头连接，所述弯管连接头两端通过短连接头与卫生级中心管连接；第一根和最后一根所述电磁加热管未连接弯管连接头的一端通过短连接头分别与外部的进水卫生级中心管和出水卫生级中心管连接。

本发明的电磁加热装置，优选的，所述电磁加热装置还包括控制装置，所述控制装置与各所述电磁加热控制器连接，以控制所述多组电磁加热组合体全开，或者根据环境温度轮流开启各组电磁加热组合体；

以及控制同一组电磁加热组合体中的所述多根电磁加热管全开，或者根据环境温度轮流开启同一组电磁加热组合体中的所述多根电磁加热管。

本发明的电磁加热装置，优选的，所述电磁加热装置中不设置有储水装置。

本发明的电磁加热装置，优选的，所述导磁加热管为碳钢或铸钢材质，所述卫生级中心管为卫生级304或卫生级316L不锈钢，所述隔热保护层为保温棉材质，所述绝缘板壳为环氧材质。

本发明的血液透析用超纯水制备系统，具有本发明的电磁加热装置。

本发明的有益效果在于，本发明的电磁加热装置及本发明的血液透析用超纯水制备系统，利用电磁加热的方法对管路内超纯水进行加热，便于进行热消毒，具有能效高、升温速度快、水电分离等特点，并且能有效地简化超纯水制备系统热消毒工艺流程。

本发明的电磁加热装置，具有能效高(90％左右)、节约能源、加热迅速、使用寿命长等突出特点，且真正实现了水电分离、安全可靠，消除了往期系统的安全隐患，此外还能有效减少结垢现象。用于反渗透膜热消毒工艺流程中，能够有效地提高设备的能效，使设备更加节能、更加安全。采用本发明的电磁加热装置，可灵活的设计加热结构，大幅度地减小加热系统体积，从而有效地减少设备体积，给整个血液透析用超纯水制备系统在设备、结构等各部分子系统的设计都带来了巨大的改进空间。

附图说明

图1为本发明实施例电磁加热装置的电磁加热管的横截面示意图。

图2为本发明实施例电磁加热装置的电磁加热管的轴向剖面示意图。

图3为本发明实施例电磁加热装置的电磁加热管连接方式示意图。

图4为本发明实施例电磁加热装置的电磁加热管另一连接方式示意图。

图5为本发明实施例电磁加热装置的电磁加热组合体的示意图。

图6为本发明实施例电磁加热装置的电磁加热组合体的其中一个电磁加热管的剖面图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的保护范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例的电磁加热装置，适用于任何一种对于被加热液体有较高卫生要求的系统加热，特别是用于血液透析用超纯水制备系统的相关供液输送装置中的温度补偿及热消毒。

本发明实施例的电磁加热装置，可用于本发明实施例的血液透析用超纯水制备系统；本发明实施例的血液透析用超纯水制备系统，具有本发明实施例的电磁加热装置。

下面以用于血液透析用超纯水制备系统的电磁加热装置为例，结合附图详细介绍本发明实施例的电磁加热装置。

如图1所示，本发明实施例的电磁加热装置，最基本的加热单位是电磁加热管9，本发明实施例的电磁加热装置，可以只包括一根电磁加热管9，也可由多根电磁加热管9平行布置于一个安装板7上形成一组电磁加热组合体6，这里，“组”是电磁加热组合体6的单位，并不是说一组电磁加热组合体6包含多个电磁加热组合体6。

本发明实施例的电磁加热装置，可以包括一组电磁加热组合体6或多组电磁加热组合体6。

下面首先介绍电磁加热管9。

如图1-图4所示，电磁加热管9包括层层套设的卫生级中心管1、导磁加热管2、隔热保护层3、电磁线圈4和电磁加热控制器5。

其中，卫生级中心管1的材质通常是不锈钢，优选的是卫生级304或卫生级316L型不锈钢，具有成本低等优点。由于是通过电磁线圈4通电加热，而血液透析用的不锈钢材质的卫生级中心管1不具有导磁性，需要通过一种加工工艺将卫生级中心管1安装在导磁加热管2的中心孔内，使两者紧密配合在一起，使两种材料的接触面空隙为最小。导磁加热管2具有导磁性，电磁加热电源在电磁线圈4上产生高频率电能，该高频电能作用于导磁加热管2上形成高频交变电磁场，高频交变电磁场穿过导磁加热管2内部形成局部涡流发热，通过导磁加热管2发热传递给其中心孔内的卫生级中心管1，从而对卫生级中心管1官腔内部流动的血液透析用超纯水进行电磁加热。上述提到的加工工艺，例如可为旋压工艺，具体的可为冷旋压工艺，但并不局限于此。另外，为了增加导热效果，在卫生级中心管1与导磁加热管2之间还可涂覆有导热硅脂。

如图2所示，卫生级中心管1并不是从头至尾的均套设有导磁加热管2，而是在需要进行即热的部位，也即只在需加热段才套设有导磁加热管2。导磁加热管2优选的为碳钢材质，本发明并不以此为限，例如也可以采用铸钢等导磁性好且导热性好的金属材质。

如图1和图2所示，导磁加热管2外层环绕包裹着一层隔热保护层3，其作用主要是将导磁加热管2与外部进行热隔离，从而保证绝大部分热量向内部传递，提高能源利用效率，并且将外层的电磁线圈4与导磁加热管2隔离开来起到保护作用，防止电磁线圈4高温熔化；电磁线圈4缠绕在隔热保护层9外并将两头导线引出形成引出端41，如图6所示，电磁线圈4通过连接导线与电磁加热控制器4及电源相连。电磁线圈4优选的为高频电磁线圈。隔热保护层3可以选用保温棉材质，但本发明并不以此为限，也可以是其他材质的阻燃保温安全套管。

上面的描述，说明本发明实施例的电磁加热装置，血液透析用超纯水只与卫生级中心管1及达到卫生级标准的连接管件的内壁接触，实现了无接触设计，确保被加热的血液透析用超纯水不直接与作为加热部件的电磁线圈4接触。同时，本发明实施例的电磁加热装置中，不设置有储水装置，因此可以实现血液透析用超纯水的无死腔流动，因此能够同时实现无死腔和无接触的加热方式。

如图5和图6所示，本发明实施例的电磁加热装置，每一组电磁加热组合体6包括一根或多根电磁加热管9、一个或多个电磁加热控制器5、连接管件、安装板7、绝缘板壳8及电源等。

安装板7用于固定一组电磁加热组合体6，在每组电磁加热组合体6中，每根电磁加热管9的最外层为绝缘板壳8，如图6所示，绝缘板壳8包括绝缘套管16和支腿18，绝缘套管16套设于电磁加热管9的最外层，支腿18上开设有用于与安装板7连接的螺纹孔80，其中，绝缘板壳8优选的为环氧材质的绝缘板壳，其能够起到绝缘和保护的功效，防止漏电等风险对人员造成损害，并且重量轻、强度大，并且在制造绝缘板壳8时，能够将绝缘套管16和支腿18一体成型，增加强度。

根据计算的功率需求，可将多根电磁加热管9串联在一起，这里所说的串联，是指卫生级中心管1内水路的串联，而对于电磁加热管9的电路而言，并不一定是串联的。如图5所示，本发明实施例的电磁加热装置，是将三根电磁加热管9串联固定安装在安装板5上，但本发明并不以三根为限，例如也可以是1-7根电磁加热管9串联，电磁加热管9的数量既可以是奇数，也可以是偶数。

其中的连接管件，均用于卫生级中心管1和卫生级中心管1之间的连接，其自身也是符合血液透析用超纯水卫生级要求的不锈钢管。本实施例中，连接管件可具体包括U型连接头13、弯管连接头14和短连接头15。如图5所示，电磁加热控制器5通过导线与电磁加热管9连接在一起，连接管件将各个电磁加热组合体6内部的卫生级中心管1以及外部超纯水进水管11、超纯水出水管路12连接起来。血液透析用超纯水从连接起来的卫生级中心管1及连接管件组成的管路的一端流入，通过多根电磁加热管9被加热后从另一端出来。

如图5所示，弯管连接头14两端通过短连接头15与两根电磁加热管9的卫生级中心管1连接在一起；第一根和最后一根，也即第一根和第三根电磁加热管9未连接弯管连接头14的一端则通过短连接头15分别与外部进水不锈钢管和出水不锈钢管连接起来；通过这种方式将多组电磁加热组合体6串联起来。这里，用到弯管连接头14的地方，均可使用U型连接头13进行连接。弯管连接头14和U型连接头13与卫生级中心管1之间，可通过短连接头15进行连接。

且在同一组电磁加热组合体6上，电磁加热管9的长度可以不相同，且电磁加热管9之间可以不平行，而是在一条直线上，如图3所示，这时，两电磁加热管9的卫生级中心管1之间可通过短连接头15进行连接。

本发明实施例的电磁加热装置，还包括控制装置(图中未示出)，所述控制装置与各电磁加热控制器5连接，每根电磁加热管9对应一个电磁加热控制器5，电磁加热控制器5中可以包括电源，可以在电磁加热控制器5的外部设置电源。电磁加热管9与电磁加热控制器5之间可以采用有线或无线的连接方式，以控制多组电磁加热组合体6的开闭及功率。可是使各组电磁加热组合体6全开，或者根据环境温度轮流开启各组电磁加热组合体6；也可以控制同一组电磁加热组合体6中的多根电磁加热管9全开，或者根据环境温度轮流开启同一组电磁加热组合体6中的多根电磁加热管9。

通过控制装置的控制，需要快速加热时，多组电磁加热组合体6可以同时全开，可以实现一次加热，即从进水端进去的是常温超纯水，另一端出来的则是满足消毒要求的高温超纯水；需要实现保温目标时，可根据环境温度轮流控制开启一根或多根电磁加热管9，具体控制时可采用PWM控制，从而精确控制加热功率，在平稳控制恒温目标的同时实现节能的目标。

本发明实施例的电磁加热装置，具有能效高(90％左右)、节约能源、加热迅速、使用寿命长等突出特点，且真正实现了水电分离、安全可靠，消除了往期系统的安全隐患，此外还能有效减少结垢现象。用于反渗透膜热消毒工艺流程中，能够有效地提高设备的能效，使设备更加节能、更加安全。采用本发明的电磁加热装置，可灵活的设计加热结构，大幅度地减小加热系统体积，从而有效地减少设备体积，给整个血液透析用超纯水制备系统在设备、结构等各部分子系统的设计都带来了巨大的改进空间。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置的每一电磁加热管包括：

卫生级中心管，被加热液体在所述卫生级中心管内流动；

导磁加热管，套设于所述卫生级中心管的需加热段的外周；

隔热保护层，环绕包裹在所述导磁加热管外层，以将所述导磁加热管与外部热隔离；以及

电磁线圈，缠绕在所述隔热保护层外并将导线两头引出，连接电磁加热控制器；其中，所述卫生级中心管为不锈钢材质，所述导磁加热管通过旋压加工工艺以紧密套设于所述卫生级中心管的外壁，所述卫生级中心管与所述导磁加热管的接触面空隙为最小。

2.如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述卫生级中心管与所述导磁加热管之间涂覆有导热硅脂。

3.如权利要求2所述的电磁加热装置，其特征在于，一根所述电磁加热管或多根相互串联且相互平行的所述电磁加热管布置于一安装板上形成一组电磁加热组合体，所述电磁加热装置包括一组或多组所述电磁加热组合体。

4.如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，每一所述电磁线圈通过与其对应的一个所述电磁加热控制器控制。

5.如权利要求3所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置还包括绝缘板壳，所述绝缘板壳包括绝缘套管和支腿，所述绝缘套管套设于所述电磁加热管的最外层，所述支腿上开设有用于与所述安装板连接的螺纹孔；

相邻所述电磁加热管之间的卫生级中心管通过弯管连接头或短连接头连接，所述弯管连接头两端通过短连接头与卫生级中心管连接；第一根和最后一根所述电磁加热管未连接弯管连接头的一端通过短连接头分别与外部的进水卫生级中心管和出水卫生级中心管连接。

6.如权利要求3所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置还包括控制装置，所述控制装置与各所述电磁加热控制器连接，以控制所述多组电磁加热组合体全开，或者根据环境温度轮流开启各组电磁加热组合体；

以及控制同一组电磁加热组合体中的所述多根电磁加热管全开，或者根据环境温度轮流开启同一组电磁加热组合体中的一根或多根所述电磁加热管。

7.如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置中不设置有储水装置。

8.如权利要求5所述的电磁加热装置，其特征在于，所述导磁加热管为碳钢或铸钢材质，所述卫生级中心管为卫生级304或卫生级316L不锈钢，所述隔热保护层为保温棉材质，所述绝缘板壳为环氧材质。

9.一种血液透析用超纯水制备系统，其特征在于，所述血液透析用超纯水制备系统包括权利要求1-8任一所述的电磁加热装置。