CN110173893A - 采用环氧板加工制作的电极加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用环氧板加工制作的电极加热装置，电极加热箱体和盖板由环氧板加工制作而成环氧板加热箱体和环氧盖板，环氧盖板的安装孔中分别通过耐高温胶粘接多个安装螺母，多个安装螺母中分别旋入真空阀、压力表、泄压阀和注水阀门，数组螺旋换热盘管穿过环氧盖板，与环氧盖板接触处通过耐高温胶胶粘在一起，两端分别与分水器出口和集水器进口焊接连接；组合电极通过陶瓷螺母旋进环氧盖板上的电极安装螺母中，环氧盖板通过螺栓与环氧盖板加热箱体进行密封连接。本发明可实现电能100％转化为热能，实现能量的高效利用，并且能够有效替代城镇和乡村地区的传统燃煤、燃气取暖加热装置，为工业单位和居民提供蒸汽或采暖，达到节能减排的目的。

Description

采用环氧板加工制作的电极加热装置

技术领域

本发明涉及一种以电极加热为核心技术的加热装置，具体涉及一种采用环氧板加工制作的电极加热家庭供暖装置。

背景技术

电极加热是利用交流电经过电解质溶液后产生的热量来使溶液中的水蒸发的一种技术。采用电极加热方式，即在一定容积空间内，配制以一定浓度的中性电解液，在溶液的两端设置两个电极，当有交流电加在电极两端时，电解液即作为导电材料产生焦尔对自身加热产生水蒸气。该加热量的大小由电解液的浓度和所加电压大小决定。该加热方式不使用电热丝等容易烧毁的热电材料，因此，从本质上解决了电热材料损坏的问题。电解质溶液一旦发生烧干现象，则设备处于断路状态，起到自我保护的作用。通过电极加热技术能够有效替代城镇和乡村地区的传统燃煤、燃气取暖加热装置，实现煤改电和气改电的目标，为工业单位和居民提供蒸汽或采暖，达到节能减排的目的。

目前，大型电极锅炉核心技术基本掌握在国外，其采用的是交流6000V左右的高压电，电极锅炉因其高电压、大功率而面临一定的应用局限性，另外采用电极锅炉供暖还需加设供暖管路系统，这不仅引起供暖成本的增加，还造成热水在传输过程的热量损失，不能很好的发挥电能方便传输的特点。相比之下，目前低电压(交流220V/380V)的民用电领域，采用电极加热的取暖装置、系统和产品尚没有出现，究其原因体现为在低电压条件下，欲达到较大的加热功率势必需要较大的电流，这就造成辅助供电设备、电极寿命、循环水补充等方面带来的系统复杂、可靠性及寿命短等问题。如果借鉴高压电极锅炉的技术，直接在局部区域布置小型低压电极加热装置就近供暖，不但可以更好地发挥电极加热技术的优点，而且可以将这一先进的加热方式的应用范围进行大面积扩展。因此，研究开发适用于局部区域的电极加热供暖装置具有重要的经济和社会价值。

但目前低电压电极加热供暖装置的设计面临诸多技术难点，其安装、维护、寿命等问题直接关系到加热装置的可行性和可推广性。因此，考虑到安装、维护等方面的便利性，对核心部件进行集成处理，研制出结构紧凑、加热速率快、运行安全的小型电极加热供暖装置极为重要。

电极加热供暖装置的主要组成：电极，换热管，分水器、集水器，阀件，加热箱体以及密封箱盖。本发明专利设计一种电极加热供暖装置，通过具体实验考察，发现如果将电极和换热管固定布置在加热箱体内，一旦电极损坏则不利于维修，只能将整个装置进行更换；另外，随着运行时间的累积，箱体内的电解溶液会产生一些不溶于水的杂质，若将电极和换热管固定于箱体内部则造成箱体清洗和维护方面的困难。鉴于以上问题，需要设计一种采用环氧板加工制作的电极加热装置，将部件集成在盖板上，包括电极，换热管，分水器，集水器，真空阀，泄压阀，压力表，注水装置。集成化盖板与电极加热箱体通过螺杆和注塑螺母进行密封连接，形成一套可靠的电极加热供暖装置。

发明内容

本发明是要提供一种采用环氧板加工制作的电极加热装置，其目的在于在民用低电压领域首次采用电极加热方式为工业单位和居民提供蒸汽或采暖，达到替代传统能源，实现节能减排的目的。加热箱体采用耐高温环氧板，通过耐高温胶粘接制作而成，这种加工方式工艺简单，粘接牢固，不易开裂，且对环境无任何污染。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种采用环氧板加工制作的电极加热装置，包括电极加热箱体、盖板、组合电极、螺旋换热管、分水器、集水器，所述电极加热箱体和盖板由环氧板加工制作而成环氧板加热箱体和环氧盖板，所述环氧盖板的安装孔中分别通过耐高温胶粘接多个安装螺母，多个安装螺母中分别旋入真空阀、压力表、泄压阀和注水阀门，数组螺旋换热盘管穿过环氧盖板，与环氧盖板接触处通过耐高温胶胶粘在一起，两端分别与分水器出口和集水器进口焊接连接；所述组合电极通过陶瓷螺母旋进环氧盖板上的电极安装螺母中，实现组合电极与集成盖板间绝缘和密封的作用，所述环氧盖板通过螺栓与环氧盖板加热箱体进行密封连接，并通过环氧盖板上的注水口注入电解质溶液进入环氧板加热箱体内，形成一台电极加热装置。

进一步，所述分水器连接循环水的进水管，所述进水管上设置水流感应开关，以便随时监测循环水管路的通断，并传递信号给加热装置的控制器，控制加热装置的通断。

进一步，所述集水器出口端连接循环水的出水管，所述出水管上布置温度传感器，随时将循环水的温度信号传递给温控器，以达到调节加热功率的目的。

进一步，所述组合电极上部带有陶瓷螺母，内部为电极导电螺杆，所述电极导电螺杆在环氧盖板上侧与交流电接头连接。

进一步，所述环氧板加热箱体由底板、前侧板、左侧板、后侧板、右侧板组成，所述底板、前侧板、后侧板均开有连接槽，并通过连接槽相互组装在一起。

进一步，所述前侧板、后侧板及底板的槽内放入耐高温胶，并在左侧板、后侧板与前侧板、后侧板的需卡进底板槽内的面上涂上适量耐高温胶水。

进一步，所述环氧板加热箱体侧面设有低水位报警电极，正常水位电极，高水位报警电极，所述低水位报警电极，正常水位电极，高水位报警电极分别通过耐高温胶水粘接在环氧板加热箱体壁面上钻好的位置孔内；所述环氧板加热箱体顶面上钻孔并埋入注塑螺母；所述环氧板加热箱体的底部中心处设有排水口，排水口连接排水管，排水管上安装排水阀，排水管与环氧板加热箱体之间采用耐高温胶粘接。

本发明与目前市场上常见的加热装置相比，具有以下有益效果：

1.首次应用环氧板作为箱体绝缘材料，环氧板具有成本低廉、机械加工方便、材料易获取、寿命长等优点，是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料；

2.采用耐高温胶作为主要的箱体和部件的连接方式，耐高温胶具有不挥发，无毒、低味、环保，绝缘性能良好等优点；其耐酸碱、防腐性良好，超强粘接等性能优越；常温固化可耐200℃以上；

3.本发明电极加热装置结构简单、紧凑，成品体积小巧，应用于家庭采暖，可以放置于橱柜之中，不占用房间使用空间；

4.杜绝了其他电加热方式电热元件烧毁的常见故障，使用寿命长；

5.采用凝结相变二次换热方式，使得传热效率大幅提高，节能效果显著；

6.调(控)温方便，可以实现加热量、出水温度的无级调节；

附图说明

图1是本发明的环氧板加工制作的集成化一体式盖板的结构图；

图2是本发明的环氧板加工制作的集成化一体式盖板的平面图；

图3是本发明的采用环氧板制作加热箱体组装示意图；

图4是本发明的采用环氧板加工制作的加热箱体(方桶示意图)；

图5是本发明的采用环氧板加工制作的电极加热装置组合图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图5所示，本发明的采用环氧板加工制作的电极加热装置，主要包括两大部分，一是电极加热箱体图4，二是集成盖板图1。其主要实施方式如下：

图1为本发明中采用环氧板加工制作而成的集成化一体式盖板结构图。将电极安装螺母3、真空阀安装螺母17，压力表安装螺母18，泄压阀安装螺母19，注水装置安装螺母20通过耐高温胶粘接在环氧板4上的钻好的安装孔中。此外将数组螺旋换热盘管2穿过环氧盖板，与环氧盖板接触处通过耐高温胶胶粘在一起。换热盘管两端的上端分别与分水器8出口和集水器13进口采用焊接工艺焊接而成。分水器8连接循环水的进水管6，进水管上设置水流感应开关5，以便随时监测循环水管路的通断，并传递信号给加热装置的控制器，控制加热装置的通断。集水器13出口端连接循环水的出水管16，在出水管上布置温度传感器15，随时将循环水的温度信号传递给温控器，以达到调节加热功率的目的。将设定好起跳值的真空阀9、压力表10、泄压阀11和注水阀门12分别旋入真空阀安装螺母17，压力表安装螺母18，泄压阀安装螺母19，注水装置安装螺母20。将电极安装螺母3用耐高温胶水粘接电极安装孔处。组合电极上部带有陶瓷螺母7，内部为电极导电螺杆，组合电极通过陶瓷螺母旋进盖板上的电极安装螺母3中，实现组合电极与集成盖板间绝缘和密封的作用。所述电极导电螺杆在集成盖板上侧与交流电接头连接。

图2为集成化盖板的平面布置图，包括分、集水器的位置，换热盘管位置，电极安装孔位置，真空阀安装螺母位置，压力表安装螺母位置，泄压阀安装螺母位置，注水装置安装螺母位置。

图3为采用环氧板制作加热箱体组装示意图。主要包括底板25、前侧板21、左侧板22、后侧板23、右侧板26，图中虚线24采用开槽处理，开槽宽度依据左右侧板厚度而定，深度根据选取环氧板厚度而定。事先在前后侧板及底板的槽内放入适量耐高温胶，并在左右侧板与前后侧板的需卡进底板槽内的面上涂上适量耐高温胶水，组装在一起粘接为如图4的电极加热箱体。

图4为采用环氧板制作加热箱体图。主要包括环氧板制作的加热箱体31，低水位报警电极27，正常水位电极28，高水位报警电极29，水位电极通过耐高温胶水粘接在加热箱体壁面上钻好的位置孔内。在加热箱体上顶面上钻孔并埋入注塑螺母30。在加热箱体的底部中心处设有排水口37，排水口连接排水管35，排水管上安装排水阀34，排水管与加热箱体之间采用耐高温胶粘接。

图5为采用环氧板加工制作的电极加热装置示意图。根据以上描述，形成模块化的集成化一体式盖板和采用耐高温胶粘接的加热桶。依次将耐高温硅胶密封垫片33和集成化一体式盖板放平于电极加热箱体上，旋入螺杆32通过与加热箱体中埋入的注塑螺母30相连进行紧固密封，形成电极加热供暖装置。最后通过盖板上的注水口注入一定容积一定浓度的电解质溶液，电极加热装置接通220V/380V交流电即可实现加热功能。

本发明采用民用低电压交流电220V或380V，利用交流电经过电解质溶液后产生的热量来使溶液中的水蒸发的电极加热技术。将电极通过导杆布置于一体化盖板上。在加热箱体内事先或通过盖板上的注水口注入一定容积一定浓度的电解质溶液，一体化盖板通过螺栓与加热箱体进行密封，形成一台加热装置。来自用户的循环水经水泵进入分水器，通过分水器流经加热箱体内的螺旋换热盘管。经电极加热的电解液沸腾后产生的蒸汽，聚集在箱体顶部换热盘管周围，通过凝结换热的方式将热量传递给流经换热盘管内的循环水。循环水加热后进入集水器，从出水管流出至用热单元，形成一个供暖循环系统。同时在加热装置出水口处设置温度探头，探测出水温度反馈给温控器，当出水口温度达到设定温度时，温控器传输信号给调功器，调功器对加热功率进行调节，降低加热功率。当出水口温度未达到设定温度时，则加热装置以全功率运行，保证供暖热量。在循环水路中安装水流开关以检测到水路是否发生断水现象，有水流动后，将两侧电极接通电源，若发生断水则传递信号给继电器，使加热装置及时断电，停止加热，维护装置安全性。另外在集成盖板上安装有安全阀、泄压阀、压力表等安全装置，随时监测加热装置的安全性，极大地保护了装置的安全稳定运行，最大程度上确保在民用领域的使用安全性。

Claims (7)

1.一种采用环氧板加工制作的电极加热装置，包括电极加热箱体、盖板、组合电极、螺旋换热管、分水器、集水器，其特征在于：所述电极加热箱体和盖板由环氧板加工制作而成环氧板加热箱体和环氧盖板，所述环氧盖板的安装孔中分别通过耐高温胶粘接多个安装螺母，多个安装螺母中分别旋入真空阀、压力表、泄压阀和注水阀门，数组螺旋换热盘管穿过环氧盖板，与环氧盖板接触处通过耐高温胶粘接在一起，两端分别与分水器出口和集水器进口焊接连接；所述组合电极通过陶瓷螺母旋进环氧盖板上的电极安装螺母中，实现组合电极与集成盖板间绝缘和密封的作用，所述环氧盖板通过螺栓与环氧盖板加热箱体进行密封连接，并通过环氧盖板上的注水口注入电解质溶液进入环氧板加热箱体内，形成一台电极加热装置。

2.根据权利要求1所述的采用环氧板加工制作的电极加热装置，其特征在于：所述分水器连接循环水的进水管，所述进水管上设置水流感应开关，以便随时监测循环水管路的通断，并传递信号给加热装置的控制器，控制加热装置的通断。

3.根据权利要求1所述的采用环氧板加工制作的电极加热装置，其特征在于：所述集水器出口端连接循环水的出水管，所述出水管上布置温度传感器，随时将循环水的温度信号传递给温控器，以达到调节加热功率的目的。

4.根据权利要求1所述的采用环氧板加工制作的电极加热装置，其特征在于：所述组合电极上部带有陶瓷螺母，内部为电极导电螺杆，所述电极导电螺杆在环氧盖板上侧与交流电接头连接。

5.根据权利要求1所述的采用环氧板加工制作的电极加热装置，其特征在于：所述环氧板加热箱体由底板、前侧板、左侧板、后侧板、右侧板组成，所述底板、前侧板、后侧板、上均开有连接槽，并通过连接槽相互组装在一起。

6.根据权利要求5所述的采用环氧板加工制作的电极加热装置，其特征在于：所述前侧板、后侧板及底板的槽内放入耐高温胶，并在左侧板、后侧板与前侧板、后侧板的需卡进底板槽内的面上涂上适量耐高温胶水。

7.根据权利要求1所述的采用环氧板加工制作的电极加热装置，其特征在于：所述环氧板加热箱体一侧面设有低水位报警电极，正常水位电极，高水位报警电极，所述低水位报警电极，正常水位电极，高水位报警电极分别通过耐高温胶水粘接在环氧板加热箱体壁面上钻好的位置孔内；所述环氧板加热箱体顶面上钻孔并埋入注塑螺母；所述环氧板加热箱体的底部中心处设有排水口，排水口连接排水管，排水管上安装排水阀，排水管与环氧板加热箱体之间采用耐高温胶粘接。