CN110844373A - 一种罐式集装箱蒸汽加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于集装箱蒸汽加热装置，为了解决现有技术中罐式集装箱的罐外加热系统加热效率低、加热均衡度不足，低温环境下加温管路产生的凝结水流通不畅的技术问题，提供一种罐式集装箱蒸汽加热装置，包括弧形的外壳和弧形的加温盖板，外壳套设于加温盖板的外部，外壳与加温盖板之间形成腔体，腔体内沿周向设有蒸汽进口通道、蒸汽出口通道和多个腔体隔板，多个腔体隔板位于蒸汽进口通道和蒸汽出口通道之间，将腔体分割为多个依次连通的加温区域；蒸汽进口通道的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；腔体隔板上均开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；蒸汽出口通道的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔，外侧开设有冷凝水排出口。

Description

一种罐式集装箱蒸汽加热装置

技术领域

本发明属于集装箱蒸汽加热装置，具体涉及一种罐式集装箱蒸汽加热装置。

背景技术

罐式集装箱在全球范围内的应用越来越广泛，作为多式联运的主要载体，其中运输的多种货物须加热到一定温度才可进行装卸，对货物的加热方式一般分为罐内加热系统和罐外加热系统。

罐内加热系统一旦泄漏，会造成货物泄露进加热系统中，进而堵塞管路使加热系统失效，而且装运的货物易附着于罐内加热系统上，难于清理；因此，罐外加热系统由于具有不会造成介质污染、易于检验维修等优势被广泛应用。

现有罐外加热系统多采用包角约250°的加温套，加温管路蒸汽进、出口位置位于罐体上半部，且加温蒸汽仅设置一进口和一出口，没有单独的出水口。由于热蒸汽自然向上走，受蒸汽进、出口位置设置不合理等因素的影响，该结构易造成罐箱加热效率不高，加热均衡度较低的问题；另外，蒸汽流和冷凝水流方向相向且不设置单独的出水口，造成冷凝水排放不顺，能源消耗量大。在冬季环境温度较低时，罐外加热系统加温管路产生的凝结水会出现结冰现象，致使凝结水无法排出，造成管路蒸汽流通不顺，进而堵塞加温管路，甚至会造成管路局部锈蚀，最终影响整套系统的正常使用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中罐式集装箱的罐外加热系统加热效率低、加热均衡度不足，以及冬季低温环境下，加温管路产生的凝结水流通不畅，可能导致加温管路堵塞和管路局部锈蚀的技术问题，提供一种罐式集装箱蒸汽加热装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特殊之处在于，包括弧形的外壳和弧形的加温盖板；

所述外壳套设于加温盖板的外部，外壳与加温盖板之间形成腔体，所述腔体内沿周向设有蒸汽进口通道、蒸汽出口通道和多个腔体隔板，所述蒸汽进口通道和蒸汽出口通道分别位于所述腔体沿轴向的两端，多个腔体隔板位于蒸汽进口通道和蒸汽出口通道之间，其边部与外壳、加温盖板连接，将所述腔体分割为多个依次连通的加温区域；蒸汽进口通道、蒸汽出口通道的两端分别与所述腔体沿周向的两端密封连接；

所述蒸汽进口通道的外部接蒸汽源，所述蒸汽出口通道的外部接出气管；

所述蒸汽进口通道的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；所述腔体隔板上均开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；所述蒸汽出口通道的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔，外侧开设有冷凝水排出口；所述冷凝水通过孔分别位于蒸汽进口通道和腔体隔板的最低点，冷凝水排出口位于蒸汽出口通道的最低点。

进一步地，所述蒸汽出口通道外侧的外壳上设有出水通道，所述出水通道靠近蒸汽出口通道的侧面与冷凝水通过孔相应位置开设有出水口；出水通道外侧设有与内部连通的出水管。

进一步地，所述出水管的端部安装有保护盲盖，所述保护盲盖上开设有防过压孔。

进一步地，还包括L型的进汽管和L型的出汽管；

所述进汽管的一端与所述蒸汽进口通道连通，进汽管的底部与所述外壳的母线平行，进汽管的另一端用于接蒸汽源；

所述出汽管的一端与所述蒸汽出口通道连通，出汽管的底部与所述外壳的母线平行。

进一步地，所述进汽管的另一端和所述出汽管的另一端均安装有保护盲盖，保护盲盖上开设有防过压孔。

进一步地，所述保护盲盖上开设有销孔，所述销孔内设有销钉，所述销钉的大端位于保护盲盖内，小端穿出保护盲盖外；所述销钉的小端开设有防盗孔，该防盗孔内穿设有施封锁，施封锁用于连接框架。

进一步地，所述蒸汽通过孔分别沿周向均布于蒸汽进口通道、蒸汽出口通道和腔体隔板上，蒸汽通过孔的孔径沿周向从两侧向中间逐渐增大。

进一步地，弧形的外壳和弧形的加温盖板对应的圆心角均为126°。

进一步地，蒸汽进口通道、蒸汽出口通道、出水通道和腔体隔板均采用槽钢，槽钢的开口端均固定于加温盖板的内壁；出水通道的两端封闭，出水管设置于出水通道两端的任一端面。

进一步地，所述进汽管用于接蒸汽源的端部与出汽管的端部相对设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的罐式集装箱蒸汽加热装置，能够以蒸汽作为传热介质对罐式集装箱内的货物进行加热，外壳与加温盖板之间形成腔体，通过蒸汽进口通道、蒸汽出口通道和多个腔体隔板将腔体分割为多个加温区域，蒸汽在压力的驱动作用下，进入蒸汽进口通道，再依次进入各加温区域，并在其中循环流通加热，最后经出汽管的出汽口回收，可以往复循环使用。而冷凝水通过蒸汽出口通道上的冷凝水排出口排出。蒸汽在加温区域内流通均匀，加热效率高且加热均匀，蒸汽冷凝水排放顺畅。使用蒸汽加热装置进行加热时，可从蒸汽出口通道的出汽口处回收蒸汽，补充部分热量后即可再从蒸汽进口通道的进气口返回蒸汽加热装置，实现蒸汽的闭路循环，蒸汽能够克服管路的循环阻力运行，工作稳定可靠。

2.本发明的出水通道作为液相出口，增加了蒸汽冷凝水的有效排出途径，排水更加顺畅，减少加温区域内的冷凝水存量，有效解决了冷凝水的回收问题，减少对周边的环境影响，同时能够避免因外界温度低导致冷凝水结冰，造成对蒸汽加热装置堵塞的问题。

3.本发明的出水管、进汽管端部和出汽管端部均安装有保护盲盖，对相应管路内部具有保护作用，另外，保护盲盖上开设有防过压孔，若在操作时忘记取下某个管道上的保护盲盖时，能够防止因操作不当引起加热装置内压力升高而导致罐体或加温区域破坏，安全可靠。

4.本发明的销钉小端开设有防盗孔，将蒸汽加热装置安装于框架上用于对罐式集装箱加热时，可辅助使用绳索或施封锁穿过防盗孔，将其固定于框架上用于防盗，销钉的大端位于保护盲盖内，起到限位的作用。

5.本发明的蒸汽通过孔的孔径沿周向从两侧向中间逐渐增大，使得蒸汽在整个加温区域内均匀加热。

6.本发明的外壳和加温盖板对应的圆心角为126°，经计算验证既能保证加热效率，又能得到最优的温度场分布。

7.本发明的流体通道均由槽钢构成，保证安装强度的同时，加工简易。

8.本发明的进汽管和出汽管端部相对设置，便于操作人员在同一位置进行操作。

附图说明

图1为本发明实施例罐式集装箱蒸汽加热装置工作状态的结构示意图；

图2为本发明实施例中出水通道的安装结构示意图；

图3为本发明实施例中保护盲盖的剖视图；

图4为本发明实施例中保护盲盖的俯视图；

图5为本发明实施例中出水通道端部安装保护盲盖的结构示意图。

其中，1-外壳、2-加温盖板、3-进汽管、4-蒸汽进口通道、5-蒸汽出口通道、6-腔体隔板、7-出汽管、8-出水通道、9-出水口、10-出水管、11-保护盲盖、12-防过压孔、13-销孔、14-销钉、15-待加热罐体、16-框架、17-支架、18-施封锁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本发明的限制。

如图1所示，一种罐式集装箱蒸汽加热装置，包括弧形的外壳1和弧形的加温盖板2。

外壳1套设于加温盖板2的外部，外壳1与加温盖板2之间形成腔体。腔体内沿周向设有蒸汽进口通道4、蒸汽出口通道5和多个腔体隔板6；蒸汽进口通道4和蒸汽出口通道5分别位于腔体沿轴向的两端，对应位于待加热罐体15的前后两端，多个腔体隔板6位于蒸汽进口通道4和蒸汽出口通道5之间，其边部与外壳1、加温盖板2连接，将所述腔体分割为多个依次连通的加温区域；蒸汽进口通道4、蒸汽出口通道5的两端分别与所述腔体沿周向的两端密封连接。蒸汽进口通道4上设有进汽口，用于与外界蒸汽连通，向加热装置内输送蒸汽，所述蒸汽出口通道5上设有出汽口，用于回收进行加热后的蒸汽，同时将蒸汽及时排出，避免加热装置内的蒸汽压力过大。

其中的蒸汽进口通道4、蒸汽出口通道5和多个腔体隔板6均可采用槽钢，槽钢的开口端固定于加温盖板2的内壁上，固定可采用焊接的方式。

蒸汽进口通道4的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；所述腔体隔板6上均开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；所述蒸汽出口通道5的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔，外侧开设有冷凝水排出口；所述冷凝水通过孔分别位于蒸汽进口通道4和腔体隔板6的最低点，冷凝水排出口位于蒸汽出口通道5的最低点。若腔体隔板6采用槽钢，则在槽钢的两侧均开设蒸汽通过孔和冷凝水通过孔。

通过蒸汽通过孔和冷凝水通过孔在腔体内分别形成蒸汽流通通道和冷凝水流通通道。其中蒸汽流通过程为：蒸汽经进汽口进入蒸汽进口通道4，从蒸汽进口通道4内侧的蒸汽通过孔逸出，通过腔体隔板6的蒸汽通过孔依次经过各加温区域，由蒸汽出口通道内侧的蒸汽通过孔进入蒸汽出口通道5内，可以经出汽口排出被回收；进汽管3的一端与进汽口连通，进汽管3的底部与外壳1的母线平行，所述出汽管7的一端与出汽口连通，出汽管7的底部与外壳1的母线平行，进汽管3用于向蒸汽进口通道4输送蒸汽，出汽管7用于蒸汽出口通道5中的蒸汽排出，出汽管7和进汽管3均可连接外接阀门，便于与外界的蒸汽来源和蒸汽回收装置连接。冷凝水的流通过程为：冷凝水经腔体隔板6的冷凝水通过孔依次流过，经蒸汽出口通道的冷凝水排出口流出，冷凝水排出口位于最低点便于冷凝水流出。

如图2示出了出水通道8的局部放大示意图，为了便于冷凝水的排出和收集，蒸汽出口通道5的外侧设有出水通道8，出水通道8固定于外壳1的侧面，所述出水通道8与蒸汽出口通道5贴合，出水通道8靠近蒸汽出口通道5的侧面与冷凝水通过孔相应位置开设有出水口9；出水通道8设有与出水通道8内部连通的出水管10，出水通道8除出水口9和出水管10处以外均为密封结构，冷凝水经蒸汽出口通道的冷凝水排出口流出，经过出水口9后流入出水通道8，可从出水管10排出，出水管10处可连接相应的回收装置，对冷凝水进行收集。

本发明的蒸汽进口通道4、蒸汽出口通道5、腔体隔板6和出水通道8均可采用槽钢，便于加工组装。

使用本发明的罐式集装箱蒸汽加热装置对待加热罐体15进行加热时，可将待加热罐体15和加热装置的部分部件固定于框架16上，蒸汽进口通道4、蒸汽出口通道5、多个腔体隔板6、进汽管3和出汽管7均可通过支架17固定于框架16上。加热装置套设于待加热罐体15的底部外侧，本发明的加热装置对于待加热罐体15的包角为126°，此角度经计算为保证加热效率、优化罐内介质温度场分布的优选角度，安装时，加热装置也可以倾斜布置，即相对于待加热罐体15的底部，加热装置沿周向的两端不对称，便于冷凝水流出。如下以出水管10处的固定为例进行说明，出水管10的端部安装有保护盲盖11，不对待加热罐体15进行加热时，安装保护盲盖11可对管道内部起到一定的保护作用，保护盲盖11上开设有防过压孔12，若由于操作失误，向加热装置内通入蒸汽时忘记取下保护盲盖11，防过压孔12可以有效防止因操作不当引起加热装置内压力升高而导致待加热罐体15或加温区域破坏，安全可靠；为了防止保护盲盖11丢失，如图3和图4，保护盲盖11上开设有销孔13，销孔13内设有销钉14，销钉14的大端位于保护盲盖11内，具有限位作用，销钉14的小端伸出保护盲盖11外，销钉14的小端开设有防盗孔，施封锁18穿过防盗孔同时固定于框架16上，保护盲盖11拆卸后可悬挂于框架16上避免丢失，此处的施封锁18也可以用绳索代替。出水管10通过支架17固定于框架16上，对出水管10起到支撑作用。

另外，进汽管3和出汽管7的端口处也可安装保护盲盖11，并同样在保护盲盖11上开设防过压孔12和销孔13，并通过销钉和施封锁实现防盗功能。进汽管3和出汽管7的也可通过17固定于框架16上，外壳1的外部也可增加支撑。前述保护盲盖11的安装均可以采用螺纹连接，安装简单、拆卸方便。

本发明对蒸汽的消耗低，经实际验证，进汽管3和出汽管7之间的温差仅为30-35℃，蒸汽具有大量余热可进行循环加热，经出汽管7收集的蒸汽只需补充部分热量即可继续使用，再从进汽管3输入，热效率高达80％以上，因而可采用闭路循环方式，工作稳定可靠。

加热循环过程如下：

对待加热罐体15加热时，将进汽管3、出汽管7和出水管10上的保护盲盖11、销钉13和施封锁18卸除，在进汽管3、出汽管7上连接外接阀门，出水管10连接地面回收装置；蒸汽通过外接阀门流入进汽管3，然后进入蒸汽进口通道4，蒸汽进口通道4外侧密封，内侧上均均匀加工有多个蒸汽通过孔和一个冷凝水通过孔，蒸汽和冷凝水由此进入蒸汽进口通道4和腔体隔板6之间的加温区域，加温区域内的蒸汽流向腔体隔板6的蒸汽通过孔和冷凝水通过孔，蒸汽在加温区域内形成如“排管式”的蒸汽流，布满整个加温区域内部，另外远离蒸汽进、出口侧开孔尺寸逐渐增大，蒸汽通过孔沿环向从两侧向中间逐渐增大，即蒸汽先流向的位置到后流向的位置，蒸汽通过孔的孔径逐渐增大，使得蒸汽流在整个加温区域面积内均匀加热；蒸汽流通过蒸汽出口通道5排出加温区域，蒸汽再加热获得热能，升温的蒸汽再次通过进汽管3输送到加温区域中，再次用于加热待加热罐体15内的货物，如此往复循环进行加热，使货物达到理想温度；加温区域中产生的冷凝水通过蒸汽出口通道5内侧的冷凝水通过孔和外侧的冷凝水排出口从底部流入出水通道8，再通过出水管10流出整套加热装置。

由此，整个加热装置形成封闭的热循环，经过一系列热能传导、对流和交换作用，使待加热罐体内的货物温度升高，达到对货物加热的目的。当罐内货物的温度达到需用值时，停止加热，随后卸除相应连接阀门，完成对罐内货物的加热。

本发明的加热效率高，成本低，操作简单安全，节约用工，产生废料为水，对环境没有污染，符合环保规定的指标，能够实现文明生产。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：包括弧形的外壳(1)和弧形的加温盖板(2)；

所述外壳(1)套设于加温盖板(2)的外部，外壳(1)与加温盖板(2)之间形成腔体，所述腔体内沿周向设有蒸汽进口通道(4)、蒸汽出口通道(5)和多个腔体隔板(6)，所述蒸汽进口通道(4)和蒸汽出口通道(5)分别位于所述腔体沿轴向的两端，多个腔体隔板(6)位于蒸汽进口通道(4)和蒸汽出口通道(5)之间，其边部与外壳(1)、加温盖板(2)连接，将所述腔体分割为多个依次连通的加温区域；蒸汽进口通道(4)、蒸汽出口通道(5)的两端分别与所述腔体沿周向的两端密封连接；

所述蒸汽进口通道(4)的外部接蒸汽源，所述蒸汽出口通道(5)的外部接出气管(7)；

所述蒸汽进口通道(4)的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；所述腔体隔板(6)上均开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔；所述蒸汽出口通道(5)的内侧开设有蒸汽通过孔和冷凝水通过孔，外侧开设有冷凝水排出口；所述冷凝水通过孔分别位于蒸汽进口通道(4)和腔体隔板(6)的最低点，冷凝水排出口位于蒸汽出口通道(5)的最低点。

2.如权利要求1所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：所述蒸汽出口通道(5)外侧的外壳(1)上设有出水通道(8)，所述出水通道(8)靠近蒸汽出口通道(5)的侧面与冷凝水排出口相应位置开设有出水口(9)；出水通道(8)外侧设有与内部连通的出水管(10)。

3.如权利要求2所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：所述出水管(10)的端部安装有保护盲盖(11)，所述保护盲盖(11)上开设有防过压孔(12)。

4.如权利要求1或2或3所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：还包括L型的进汽管(3)和L型的出汽管(7)；

所述进汽管(3)的一端与所述蒸汽进口通道(4)连通，进汽管(3)的底部与所述外壳(1)的母线平行，进汽管(3)的另一端用于接蒸汽源；

所述出汽管(7)的一端与所述蒸汽出口通道(5)连通，出汽管(7)的底部与所述外壳(1)的母线平行。

5.如权利要求4所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：所述进汽管(3)的另一端和所述出汽管(7)的另一端均安装有保护盲盖(11)，保护盲盖(11)上开设有防过压孔(12)。

6.如权利要求5所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：所述保护盲盖(11)上开设有销孔(13)，所述销孔(13)内设有销钉(14)，所述销钉(14)的大端位于保护盲盖(11)内，小端穿出保护盲盖(11)外；所述销钉(14)的小端开设有防盗孔，该防盗孔内穿设有施封锁(18)，施封锁(18)用于连接框架(16)。

7.如权利要求6所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：所述蒸汽通过孔分别沿周向均布于蒸汽进口通道(4)、蒸汽出口通道(5)和腔体隔板(6)上，蒸汽通过孔的孔径沿周向从两侧向中间逐渐增大。

8.如权利要求7所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：弧形的外壳(1)和弧形的加温盖板(2)对应的圆心角均为126°。

9.如权利要求8所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：蒸汽进口通道(4)、蒸汽出口通道(5)、出水通道(8)和腔体隔板(6)均采用槽钢，槽钢的开口端均固定于加温盖板(2)的内壁；出水通道(8)的两端封闭，出水管(10)设置于出水通道(7)两端的任一端面。

10.如权利要求8所述一种罐式集装箱蒸汽加热装置，其特征在于：所述进汽管(3)用于接蒸汽源的端部与出汽管(7)的端部相对设置。

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