CN111757564A - 加热设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种加热设备，所述加热设备包括热源以及用于支撑所述热源的支撑部件，所述加热设备还包括用于冷却所述支撑部件的冷却系统。本发明所提供的加热设备能够在管道内部进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热设备，尤其用于在管道的内部进行加热。
背景技术
目前，常规金属管道涂镀加热固化工艺是使用箱式固化炉(电阻式、燃气式)加热。将涂装好的金属管道置于箱式固化炉配套的平车上推进炉内，关闭炉门，然后升温到工艺所需温度保温。电流流过电阻所产生的热能或者燃气燃烧所产生的热能，通过密闭炉内空气升温传递到金属管体。然而空气传递热能效率较差，空气导热指数只有0.3左右。由此可得，即使在金属管道整体体积在接近箱式固化炉的容积时，其效率也不会超过30％(空气传热的效率低)。由于金属管道的体积规格有大有小，那么为了容纳所有不同规格大小的金属管道，固化炉的容积只能越做越大。金属管道整体体积越是小于箱式固化炉的容积时，空气传热效率则越差，能源消耗越大。
常规金属管道涂镀加热固化工艺加热完成后必须打开炉门才能取走涂层固化好的管道。由于要开启炉门，固化炉内部热空气和外部冷空气交替，热量流失很大。在连续工作时，下一炉又得重新升温至设定温度，管道才能进行固化工艺。而且，这样的来回开启固化炉，炉内温度得不到精准的控制。这样不仅会消耗更多的能量，而且时间变长，一般是40-60分钟或者更长，影响了生产的效率。
鉴于箱式固化炉加热方式的缺陷，本领域技术人员开发了一些更加便利的加热设备。例如，申请号为201521045429.9的中国专利申请披露了一种涂塑管道中频加热设备，将管道固定在机架上并进行旋转，让中频加热器沿着管道的轴线移动进行加热。虽然这种加热方式比箱式固化炉加热更为便利，但仍然存在很多问题，例如管道更换不方便，生产效率较低等。
另外，在对于大口径金属管道涂镀加热的应用场合，最好在管道内部进行加热。目前还没有适合在管道内部进行加热的设备。因此，开发一种适合在管道内部进行加热的设备非常有必要。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种新的加热设备，要解决的技术问题适于在管道内部进行加热。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：一种加热设备，所述加热设备包括热源以及用于支撑所述热源的支撑部件，其特征在于，所述加热设备还包括用于冷却所述支撑部件的冷却系统。
优选地，所述支撑部件从近端向远端延伸，所述热源固定于所述支撑部件的远端，所述冷却系统被配置为用于冷却所述支撑部件的远端。
优选地，所述热源包括硅碳棒支架以及多根环形排列的硅碳棒，所述硅碳棒安装在所述硅碳棒支架上，所述硅碳棒支架安装在所述支撑部件的远端。
优选地，所述冷却系统包括冷却液，所述支撑部件具有用于流通所述冷却液的流通空间，所述冷却液被配置为在所述支撑部件内流通空间内流通，以冷却所述支撑部件。
优选地，所述冷却液的流通路径覆盖了与所述热源的加热部分对应的支撑部件的壁的部分。
优选地，所述支撑部件的远端的流通空间被分隔为第一流通通道和第二流通通道，所述第一流通通道的下游与第二流通通道的上游连通，第一流通通道和第二流通通道在支撑部件的轴向上重合。
优选地，所述支撑系统还包括用于给所述支撑部件提供辅助支撑力的支撑辅助部件，所述支撑辅助部件从近端向远端延伸，所述冷却系统被配置为还用于冷却所述辅助部件。
优选地，所述辅助部件的远端连接于所述支撑部件或所述热源，所述辅助支撑力为用于对抗重力的拉力或支持力。
优选地，所述支撑辅助部件具有用于流通所述冷却液的流通空间，所述冷却液被配置为在所述支撑辅助部件内的流通空间内流通，以冷却所述支撑辅助部件。
优选地，所述支撑部件内的流通空间和所述支撑辅助部件内的流通空间连通，使得所述冷却液在所述支撑部件和所述支撑辅助部件之间流通。
本发明的有益效果为：本发明所提供的加热设备利用硅碳棒作为热源，可以很方便地加热到所期望的温度；考虑到成本的因素，本发明的加热设备可以采用低成本的普通钢管作为热源的支撑，并通过冷却系统放置过高的温度导致钢管的力学性能下降，从而以低成本地方式实现管道的内加热生产。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明所提供的加热设备的第一种优选的具体实施方式的原理示意图。
图2是图1所示的加热设备的热源及支撑部件的远端的结构分解示意图。
图3是图1所示的加热设备的热源及支撑部件的远端的剖视结构示意图。
图4是本发明所提供的加热设备的第二种优选的具体实施方式的剖视结构示意图。
具体实施方式
图1-图3示出了本发明所提供的加热设备的第一种优选的具体实施方式。
如图1所示，该具体实施方式中的加热设备包括热源100、支撑部件200、冷却系统(图中未示出)，其中，支撑部件200由钢材制成，整体细长，从近端向远端延伸，长度可以在3米甚至5米或10米以上(图中虚线表示支撑部件200为细长)。热源100安装于支撑部件200的远端，而支撑部件200的近端可以固定安装在某个固定的底座或支架上，支撑部件200的近端也可以安装在某个可移动的装置上。另外，支撑部件200为中空管状，具有进液口301和出液口302，冷却系统包括冷却液，冷却液通过进液口301进入支撑部件200内部，在支撑部件200内流通以冷却支撑部件，然后通过出液口301流出。冷却系统还包括必要的管道(例如与进液口301和出液口301连接的金属软管)、泵、冷却液提供装置、流量调节装置等，这为本领域所熟知的技术，在此不再详述。冷却液采用普通的冷却水即可。
如图2所示，热源100包括多根硅碳棒110和硅碳棒支架120。硅碳棒支架120为环状，多根硅碳棒110以环形排列的方式安装在硅碳棒支架120，然后硅碳棒支架120安装在支撑部件200的远端。另外，热源100还包括必要的与硅碳棒110电连接的供电系统(图中未示出)，这为本领域所熟知的技术，在此不再详述。
为了使得冷却液更好地在支撑部件200的远端流通，可以设置必要的结构。如图3所示，在支撑部件200的远端，冷却液的流通路径具有位置A和位置B，其中，位置A和位置B之间的流通路径覆盖了与硅碳棒110的加热部分对应的支撑部件200的壁的部分。在该具体实施方式中，实现该种目的的结构为：支撑部件200的远端的内部空间被分隔为两条冷却液流通通道，分别为第一流通通道303和第二流通通道304，第一流通通道303的下游与第二流通通道304的上游连通，但第一流通通道303和第二流通通道304在支撑部件200的轴向上重合。
利用该具体实施方式提供的加热设备可以很方便地实现在管道内部进行加热。该加热设备的远端整体制造成细长状，其长度可以达到3米甚至5米或10米以上，而其外径可以做到20cm甚至10cm以内，这样便可以伸入到管道内部进行加热。加热时，可以固定加热设备并移动管道，以完成整个管道的加热；也可以固定管道而移动加热设备，这样也可以完成整个管道的加热。由于支撑部件采用较为便宜的普通钢材支撑，当加热温度达到800摄氏度甚至1000摄氏度左右时，钢材的力学性能大大下降，冷却系统便可以有效地解决这个问题，使得支撑部件保持足够的力学性能。
本领域技术人员可以依据上述具体实施方式进行适当的变形。例如，支撑部件并不一定为圆管状，方形的管状或其它管状也适用该具体实施方式。为了实现良好的冷却的目的，支撑部件的远端也可以采用其它的结构，例如可以直接采用两根钢管作为支撑部件，两根钢管的远端连通，一根钢管进水，另一根钢管出水。
图4示出了本发明所提供的加热设备的第二种优选的具体实施方式。
如图4所示，该具体实施方式中的加热设备的部分结构与第一种具体实施方式一样，也包括热源、支撑部件200、冷却系统(图中未示出)，其中，支撑部件200由钢材制成，整体细长，从近端向远端延伸。热源也包括多根环状排列的碳硅棒110，也通过碳硅棒安装于支撑部件200的远端。
另外，支撑部件200的远端结构也与第一种具体实施方式相同。冷却液的流通路径覆盖了与硅碳棒110的加热部分对应的支撑部件200的壁的部分。支撑部件200的远端的内部空间被分隔为两条冷却液流通通道，分别为第一流通通道和第二流通通道，第一流通通道的下游与第二流通通道的上游连通，但第一流通通道和第二流通通道在支撑部件200的轴向上重合。
与第一种具体实施方式所不同的是，该具体实施方式中的加热设备还包括支撑辅助部件400，支撑辅助部件400的作用是给支撑部件200提供辅助的支撑力，以给热源和支撑部件200的远端提供足够的用于对抗重力的支撑力。在该具体实施方式中，支撑辅助部件400位于支撑部件200的上方，所提供的辅助支撑力是拉力。作为该具体实施方式的变形，支撑辅助部件400也可以位于支撑部件200的下方，这样，所提供的助支撑力则是支持力。
如图4所示，支撑辅助部件400由钢材制成，整体细长，从近端向远端延伸，长度可以在3米甚至5米或10米以上。支撑辅助部件400的远端连接于支撑部件200，而支撑辅助部件400的近端则与支撑部件200的近端一起，可以固定安装在某个固定的底座或支架上，也可以安装在某个可移动的装置上。为了适合将支撑辅助部件400和支撑部件200一同伸入待加热管道内部，支撑辅助部件400和支撑部件200的轴线的夹角不宜过大，在支撑辅助部件400和支撑部件200的近端出，支撑辅助部件400和支撑部件200的整个外径应控制到适于伸入到管道内部的尺寸，例如，不超过60cm，或者更小。
另外，支撑辅助部件400为中空管状，其远端与支撑部件200的远端连通。冷却液从支撑部件200的进液口301进入，然后通过支撑部件200的出液口302进入支撑辅助部件400，最后通过支撑辅助部件400的出口流出。这样，冷却液在冷却支撑部件200的同时，将支撑辅助部件400也一并冷却。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种加热设备，其特征在于，所述加热设备包括热源以及用于支撑所述热源的支撑部件，其特征在于，所述加热设备还包括用于冷却所述支撑部件的冷却系统。
2.如权利要求1所述的加热设备，其特征在于，所述支撑部件从近端向远端延伸，所述热源固定于所述支撑部件的远端，所述冷却系统被配置为用于冷却所述支撑部件的远端。
3.如权利要求2所述的加热设备，其特征在于，所述热源包括硅碳棒支架以及多根环形排列的硅碳棒，所述硅碳棒安装在所述硅碳棒支架上，所述硅碳棒支架安装在所述支撑部件的远端。
4.如权利要求1所述的加热设备，其特征在于，所述冷却系统包括冷却液，所述支撑部件具有用于流通所述冷却液的流通空间，所述冷却液被配置为在所述支撑部件内流通空间内流通，以冷却所述支撑部件。
5.如权利要求4所述的加热设备，其特征在于，所述冷却液的流通路径覆盖了与所述热源的加热部分对应的支撑部件的壁的部分。
6.如权利要求4所述的加热设备，其特征在于，所述支撑部件的远端的流通空间被分隔为第一流通通道和第二流通通道，所述第一流通通道的下游与第二流通通道的上游连通，第一流通通道和第二流通通道在支撑部件的轴向上重合。
7.如权利要求4所述的加热设备，其特征在于，所述支撑系统还包括用于给所述支撑部件提供辅助支撑力的支撑辅助部件，所述支撑辅助部件从近端向远端延伸，所述冷却系统被配置为还用于冷却所述辅助部件。
8.如权利要求7所述的加热设备，其特征在于，所述辅助部件的远端连接于所述支撑部件或所述热源，所述辅助支撑力为用于对抗重力的拉力或支持力。
9.如权利要求7所述的加热设备，其特征在于，所述支撑辅助部件具有用于流通所述冷却液的流通空间，所述冷却液被配置为在所述支撑辅助部件内的流通空间内流通，以冷却所述支撑辅助部件。
10.如权利要求9所述的加热设备，其特征在于，所述支撑部件内的流通空间和所述支撑辅助部件内的流通空间连通，使得所述冷却液在所述支撑部件和所述支撑辅助部件之间流通。
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