CN114046601A - 多功能分段加热与洁净气体换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多功能分段加热与洁净气体换热装置，属于空气加热设备技术领域，包括加热芯体；所述加热芯体的中部设有轴向通道；所述加热芯体的外部设有换热组件，所述换热组件的外部设有保温组件；其中，所述加热芯体上设有多个独立的加热组件。本发明实现了同一材料上可变温度加热的功能，能够更稳定的加热物质；实现内部测试物质在不同温度下的脱离载体后分别进入检测设备的目的，从而提高检测准确度；换热装置与加热装置进行组装，再将不锈钢等气体管路以特定的方式安装在换热装置上，实现高效的换热方式并保证加热气体免受加热装置的污染，保证了产品质量。

Description

多功能分段加热与洁净气体换热装置

技术领域

本发明涉及空气加热设备技术领域，具体涉及一种提高换热效率同时实现小型化的多功能分段加热与洁净气体换热装置。

背景技术

目前现有的气体加热器，主要通过对流和辐射方式对空气进行加热，目前实际使用的气体加热器主要有以下几种方式：

风道式加热器：主要通过在风道中增加加热源的方式加热管道中的气体，在工业中应用广泛，但无法做到小型化；因加热设备在管道中，加热过程中发热源与其他附件在高温下析出杂质离子，从而污染加热气体，影响检测设备检测物质原子种类与数量的准确性。

陶瓷式加热器：是将加热丝穿绕于陶瓷表面或置于陶瓷中，陶瓷置于空气中或陶瓷表面换热的方式进行空气加热，无法做到小型化；在加热气体过程或运输过程中容易出现加热丝断裂与陶瓷损坏等质量问题；由于陶瓷的换热系数偏低，影响空气的换热效率，能耗高。

石英管加热器：由石英或其他物质辐射管为电热元件，利用远红外线加热节能技术，使远红外辐射元件发出的远红外线被物体吸收，直接变为热能而达到取暖目的。而在使用时，需配用反射罩等其他设备，无法做到小型化；且使用中要避免剧烈振动和摇动，无法满足该加热元件在设备中的安全性和可靠性。

综上，目前有热方式无法满足检测设备中对气体加热小型化、高换热率、产品质量、不能污染加热气体等较高要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型化、换热效率高、不污染加热气体，提高产品质量的多功能分段加热与洁净气体换热装置，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供一种多功能分段加热与洁净气体换热装置，包括：

加热芯体；所述加热芯体的中部设有轴向通道；所述加热芯体的外部设有换热组件，所述换热组件的外部设有保温组件；其中，

所述加热芯体上设有多个独立的加热组件，加热组件通过与换热组件换热，从而加热在换热组件中流动的待加热气体。

优选的，所述轴向通道的两端均设有脱离孔。

优选的，所述加热芯体的径向端面上设有多个用于放置所述加热组件的螺旋槽。

优选的，所述换热组件包括套设在所述加热芯体外部的嵌套、以及嵌设在所述嵌套上的气体换热管路。

优选的，所述嵌套的外壁上均匀设有多个轴向的嵌入槽，所述换热管路嵌入所述嵌入槽内。

优选的，所述加热组件包括加热源及用于采集加热源的加热温度的感温线。

优选的，所述加热源为镍铬合金加热丝。

优选的，所述加热芯体由铜、陶瓷、不锈钢或铝合金材料中的一种制成。

优选的，所述嵌套由铜、陶瓷、不锈钢或铝合金材料中的一种制成。

优选的，所述换热管路由不锈钢、铜或铝合金材料中的一种制成。

本发明有益效果：实现了同一材料上可变温度加热的功能，能够更稳定的加热物质；实现内部测试物质在不同温度下的脱离载体后分别进入检测设备的目的，从而提高检测准确度；换热装置与加热装置进行组装，再将不锈钢等气体管路以特定的方式安装在换热装置上，实现高效的换热方式并保证加热气体免受加热装置的污染，保证了产品质量。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置立体结构图。

图2为本发明实施例所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置主视结构图。

图3为图2中A-A向剖视图。

图4为图2中B-B向剖视图。

其中：1-加热芯体；2-轴向通道；3-保温组件；4-脱离孔；5-螺旋槽；6-嵌套；7-换热管路；8-嵌入槽。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。

为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。

实施例

如图1至图4所示，本实施例中，提供的一种多功能分段加热与洁净气体换热装置，包括：

加热芯体1；所述加热芯体1的中部设有轴向通道2；所述加热芯体1的外部设有换热组件，所述换热组件的外部设有保温组件3；其中，

所述加热芯体1上设有多个独立的加热组件。独立的加热组件可实现分段不同温度加热。加热组件通过与换热组件换热，从而加热在换热组件中流动的待加热气体，加热组件和换热组件配合，从而使待加热的空气与加热源实现隔离，避免了待加热的气体的污染。

本实施例中，轴向通道2内放置内部测试的物质，加热芯体1可对换热组件内的空气进行加热，保温组件3可对换热组件内加热后的气体进行保温。本实施例中，由无机保温材料等制成的保温组件，可减少热量的损失，并增加气体的换热效率。

在一个具体实施例中，所述轴向通道2的两端均设有脱离孔4。

在具体应用中，脱离孔4不同形状的孔，在分段不同加热温度情况下，实现内部测试物质在不同温度下的脱离载体后分别进入检测设备的目的，从而提高检测准确度。

在一个具体实施例中，所述加热芯体1的径向端面上设有多个用于放置所述加热组件的螺旋槽5。所述加热组件包括加热源及用于采集加热源的加热温度的感温线。

在一个具体实施例中，所述加热源为镍铬合金加热丝，镍铬合金加热丝和感温线同时置于螺旋槽内组成加热源，镍铬合金加热丝和感温线连接外部的加热控制器，感温线可采集各自的加热镍铬合金加热丝的加热温度，通过加热控制器实时控制镍铬合金加热丝的加热温度，实现不同温度的分段加热功能。

在一个具体的实施例中，在加热芯体的外壁上并列设置了3段螺旋槽，每一段螺旋槽放置一个加热源，供三个独立的加热源，可实现三多段不同温度的加热。

而在具体应用中，上述螺旋槽的段数并不受上述3段的限制，本领域技术人员可根据具体情况设置合适的螺旋槽的段数，如，还可设置4段、5段或更多段，从而放置合适的加热源的个数，实现多个不同温度下的分段加热。

在一个具体实施例中，所述换热组件包括套设在所述加热芯体1外部的嵌套6、以及嵌设在所述嵌套6上的气体换热管路7。所述嵌套6的外壁上均匀设有多个轴向的嵌入槽8，所述换热管路7嵌入所述嵌入槽8内。通过设置嵌套6和换热管路7，使换热管路7中的待加热气体与加热源进行了隔离，从而避免了加热源对气体的污染。嵌入槽8的槽壁亦可形成并列的翅片，翅片包围嵌入的换热管路7，从而增大了换热面积，提高了换热效率。

在一个具体实施例中，所述加热芯体1由铜材料制成。所述嵌套6由铜材料制成。所述换热管路7由不锈钢材料制成。

而在具体应用中，所述加热芯体1、嵌套6的制作材料并不受上述铜材料的限制，本领域技术人员可根据实际情况选择其他换热系数较高的材料均可。如，加热芯体1的制作材料还可选择陶瓷、不锈钢或铝合金材料中的一种；嵌套6的制作材料还可选择陶瓷、不锈钢或铝合金材料中的一种。

所述换热管路7的制作材料也并不受上述不锈钢材料的限制，本领域技术人员可根据实际情况选择合适的换热管路的制作材料。如，换热管路7的制作材料还可选择铜或铝合金材料中的一种。

在具体应用中，嵌套6上设置的嵌入槽8并不受上述轴向形式的限制，本领域技术人员可根据具体情况设置嵌入槽的设置方式，若，嵌入槽8也可环向设置或者沿嵌套6螺旋设置，对应的，换热管路7以对应的方式置入嵌入槽8中，形成不同的换热管路的设置方式。

本实施例中，在由换热系数高的材料制成的加热芯体1上设计特殊的换热组件，再将不锈钢换热管路以上下环绕或其他的方式安装在嵌套上，实现气体的高效加热；并保证加热气体免受其他装置的污染；加热气体可以辅助内部测试物质的脱落或设备使用。

综上所述，本发明实施例所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，通过在换热系数高的材料或者铜制成的工件(加热芯体1)上加工放置加热源与感温线的形状槽(螺旋槽)，将加热源与感温线分别嵌入到换热系数高材料上，组装成加热装置，可以增加换热效率与小型化设计。多个并列的螺旋槽可放置独立的加热源和感温线，实现同一换热系数高的材料分段可变温度加热的功能；分段加热温度通过感温线信号进行控制，实现同一材料上分段分温度加热控制，更好的实现加热的稳定性。在由换热系数高的材料制作的加热芯体1中设计不同形状的孔(脱离孔)，在分段不同加热温度情况下，实现内部测试物质在不同温度下的脱离载体后分别进入检测设备的目的，从而提高检测准确度。

通过换热组件与加热组件进行组装，将不锈钢等换热管路以特定的方式安装在换热装置上，实现高效的换热方式并保证加热气体免受加热装置的污染；加热气体可以辅助内部测试物质的脱落或设备使用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，包括：

加热芯体(1)；所述加热芯体(1)的中部设有轴向通道(2)；所述加热芯体(1)的外部设有换热组件，所述换热组件的外部设有保温组件(3)；其中，

所述加热芯体(1)上设有多个独立的加热组件，加热组件通过与换热组件换热，从而加热在换热组件中流动的待加热气体。

2.根据权利要求1所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述轴向通道(2)的两端均设有脱离孔(4)。

3.根据权利要求1所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述加热芯体(1)的径向端面上设有多个用于放置所述加热组件的螺旋槽(5)。

4.根据权利要求1所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述换热组件包括套设在所述加热芯体(1)外部的嵌套(6)、以及嵌设在所述嵌套(6)上的气体换热管路(7)。

5.根据权利要求4所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述嵌套(6)的外壁上均匀设有多个轴向的嵌入槽(8)，所述换热管路(7)嵌入所述嵌入槽(8)内。

6.根据权利要求3所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述加热组件包括加热源及用于采集加热源的加热温度的感温线。

7.根据权利要求6所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述加热源为镍铬合金加热丝。

8.根据权利要求1所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述加热芯体(1)由铜、陶瓷、不锈钢或铝合金材料中的一种制成。

9.根据权利要求4所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述嵌套(6)由铜、陶瓷、不锈钢或铝合金材料中的一种制成。

10.根据权利要求9所述的多功能分段加热与洁净气体换热装置，其特征在于，所述换热管路(7)由铜、不锈钢或铝合金材料中的一种制成。

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