CN1908499A - 管道电加热器 - Google Patents

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Abstract

一种管道电加热器，属用作对管道或其内介质进行加热的电加热装置。它由单片机和温度传感器组成温度控制单元，还具有两块轴瓦状金属内壳，两金属内壳内壁面上分别固定有一根电加热管；还具有两个由导热材料制作用于套合在管道上的轴瓦状成型导热层，成型导热层的外壁面与两金属内壳内壁面相贴合；还具有两个与两金属内壳外壁面贴合的轴瓦状成型保温层，两成型保温层外表面上设有两个轴瓦状外壳；还具有用作将上述加热组件卡接在管道上的固定构件。本发明具有热效率高，且方便安装、拆卸的优点，广泛适用于各种管道加热场合。

Description

管道电加热器
一、技术领域
本发明涉及电加热装置，尤其是用于能自动控制温度、对管道或管道内介质进行加热的电加热装置。
二、背景技术
原油在输油管中的输送过程中，由于环境温度的变化，带来原油油温的变化，油温下降后，原油的粘度上升，影响原油在管道中的流动，尤其是冬天，北方的输油管道经常发生冻堵爆管，影响输油量，严重时影响抽油井的正常生产。因而一般对原油在管道中的输送均需实施加温措施。我国目前的石油管道加热有油锅炉、煤锅炉、燃气锅炉、电加热带、细长金属管状电热元件等几种方式。它们各有其优缺点。油锅炉、煤锅炉和燃气锅炉分别以油、煤、燃气为燃料，存在环境污染、安全性较差、劳动强度较大的问题，现已较少使用。而电加热方式以其具有热效率高、无污染、易于控制的优点而被日益重视。
中国专利文献披露了一种“输油管道的电子电热保温装置”(ZL8710342)，它将电子电热瓷片并联、并粘接在输油管道上作热源，用聚氨酯半硬质发泡半圆片结扎在油管外保温。其存在的问题是，其一，它只以恒定功率的电热元件提供热量，缺乏对原油实际油温的检测和控制，难以满足原油的正常输送一口抽油井，由于井压不断变化，原油的流出量并不稳定，原油在输油管中的流量是随时间而变动的，再加上外在环境温度的变化，因而，加热源所提供的外来热量就不能只是一个恒定值，应根据原油流量以及环境温度来调整热量的供给，达到控制输油管中原油的温度的目的，以满足原油的正常输送。其二，瓷片的导热系数较低，因而装置热效率较低；其三，电热瓷片以粘接方式固定在输油管上，更换维修均不方便。
此外，利用燃烧热量对电缆接头处的热缩套管进行加热紧固密封的现有技术存在着加热温度不均匀的问题。
三、发明内容
本发明的任务是提供一种热效率高、方便安装拆卸、可自动调节加热温度的管道电加热器。本发明的任务由以下技术方案实现：一种管道电加热器，包括单片机，温度传感器，电加热元件，其特征在于，所述电加热元件为电加热管；还具有两块轴瓦状金属内壳，两金属内壳内壁面上分别固定有一根电加热管；还具有两个由导热材料制作用于套合在管道上的轴瓦状成型导热层，成型导热层的外壁面与两金属内壳内壁面相贴合；还具有两个与两金属内壳外壁面贴合的轴瓦状成型保温层，两成型保温层外表面上设有两个轴瓦状外壳；还具有用作将上述加热组件卡接在管道上的固定构件。
将相贴合的轴瓦状金属内壳、轴瓦状成型导热层(在金属内壳上固定的电加热管嵌埋在其中、下同)、轴瓦状成型保温层以及轴瓦状外壳顺次固联为一半壳状的整体构件，即本加热组件由两个半壳状整体构件组成。
将相贴合的轴瓦状金属内壳、轴瓦状成型导热层固联为一整体构件，将相贴合的轴瓦状成型保温层、轴瓦状外壳固联为另一整体构件，即本加热组件由四个半壳状整体构件组成。
上述固定构件为卡箍。
上述技术方案中，成型导热层采用高效导热材料(温度范围500℃以内，绝缘电阻300MΩ以上，导热系数0.9W/M℃)，以解决热传导的这一关健问题。以成型导热层、金属内壳(电加热管固定其上)、成型保温层以及外壳依次叠合为加热组件。使用时，只须将两个半筒形加热组件扣合在管道，如输油管上，再使用固定构件即卡箍将其固定在输油管上即可。也可以成型导热层、金属内壳(电加热管固定其上)为一个整体加热构件，成型保温层和外壳为另一整体保温构件，使用时，将两个半筒形加热构件扣合在输油管上，再将两个半筒形保温构件扣合在加热构件上，最后使用卡箍将其固定在输油管上即可。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1、装置热效率高。本发明中，电加热管发出的热量是经导热层传导至输油管外壁面，再经管壁传导至原油之中的。由于瓦状成型导热层紧贴复盖在输油管上，其热传导面积大；其次，由于采用高导热材料，其导热系数高；再加上导热层外部设置有保温层、阻止热量向外界散失，同时，本发明的热效率更高。
2、便于安装、方便拆卸、更换、维修。
3、自动调节电加热管温度，以准确控制输油管中原油温度，确保抽油井正常生产。
4、本发明可广泛用于其它管道加热场合。如，对电缆接头处热缩套管的加热操作，本发明可直接对热缩套管进行360°同步均匀加热，使热缩套管在受热后同步均匀收缩，从而使电缆接头处达到最佳密封状态。
四、附图说明
图1图2图3分别是本新型的主视图、俯视图和左视图；
图4是图1所示沿A-A线的剖面图；
图5是图4所示金属内壳及电加热管的仰视图。
五、具体实施方式
图4示出，两个轴瓦状成型导热层9、9a采用高效强化导热材料(如，温度范围500℃，绝缘电阻300MΩ以上，导热系数0.9W/M℃)制成；两轴瓦状金属内壳7、7a内壁上分别固定一根电加热管8，电加热管8沿平行于金属内壳的轴线方向来回盘绕均布设置(参见图5)；两个轴瓦状成型保温层6、6a采用轻质硅酸铝材料制成，成型保温层外表面上设有两个轴瓦状外壳1、1a，外壳1、1a为不锈钢板(如厚1.5mm)；上述成型导热管9、9a，带有电加热管的金属内壳7、7a，成型保温层6、6a以及外壳1、1a的长度均相同、分别依次重叠组成加热组件(成型导热层的外壁面与金属内壳内壁面贴合，金属内壳外壁面与成型保温层内壁面贴合，成型保温层外壁面与外壳内壁面贴合)。一种方式是，将相贴合的轴瓦状金属内壳、轴瓦状成型导热层、轴瓦状成型保温层以及轴瓦状外壳固联为一半壳状(即哈夫式、“half”音)整体构件，即加热组件由两个上述半壳状构件组成。另一方式是，将相贴合的轴瓦状金属内壳、轴瓦状成型导热层固联为一半壳状整体构件，将相贴合的轴瓦状成型保温层以及轴瓦状外壳固联为另一半壳状整体构件，即加热组件由四个上述半壳构件组成。还可根据用户要求以其它组合方式制作加工加热组件。加热组件长度在200-1000mm之间(两段传热组件之间的接缝可采用铝箔胶粘带密封)，成型导热层9、9a的厚度为15-30mm，成型保温层6、6a厚度为50-100mm。安装时，使用卡箍3(还可使其它常规卡接固定构件)将传热组件固定在管道，如输油管4上，使成型导热层内壁面贴合在输油管外壁面上。外壳1、1a上分别设有接线盒5、5a，可由多个(如6个)加热组件共用(也可1个加热组件使用1个接线盒)；电加热管的功率可采用2.5Kw-6Kw，若每根电加热管2.5Kw，6个加热组件(12根电加热管)的总功率为30Kw。成型保温层6、6a和外壳1、1a可在传热组件的一个端面上向下延伸至输油管4外壁面，以作为输油管上起位位置和终止位置的地方使用(即油管的封口端面上仅设置保温层和外壳)。
本装置配置单片机，温度传感器(其热电偶设置在输油管外壁面上，并从传热组件上的温控探头座2上向外引出)的信号输入至单片机，单片机的输出信号接至温度显示器，以数字方式显示出输油管中对应位置处的油温。由单片机控制的温度报警装置可采用现有电子温度报警器，如超温及降温报警器(由C036集成电路构成)。若在本发明保温材料外面涂刷防水涂料以取代外壳(同样起美观、抗风化、防锈蚀作用)，也属发明保护范围。

Claims (10)

1、一种管道电加热器，包括单片机，温度传感器，电加热元件，其特征在于，所述电加热元件为电加热管(8)；还具有两块轴瓦状金属内壳(7、7a)，两金属内壳内壁面上分别固定有一根电加热管(8)；还具有两个由导热材料制作用于套合在管道上的轴瓦状成型导热层(9、9a)，成型导热层的外壁面与两金属内壳内壁面相贴合；还具有两个与两金属内壳外壁面贴合的轴瓦状成型保温层(6、6a)，两成型保温层外表面上设有两个轴瓦状外壳(1、1a)；还具有用作将上述加热组件卡接在管道上的固定构件。
2、根据权利要求1所述的电加热器，其特征在于，所述轴瓦状金属内壳(7)、轴瓦状成型导热层(9)、轴瓦状成型保温层(6)以及轴瓦状外壳(1)固联为一整体构件，所述轴瓦状金属内壳(7a)、轴瓦状成型导热层(9a)、轴瓦状成型保温层(6a)以及轴瓦状外壳(1a)固联为另一整体构件。
3、根据权利要求1所述的电加热设备，其特征在于，所述轴瓦状金属内壳(7)、轴瓦状成型导热层(9)固联为一整体构件，所述轴瓦状金属内壳(7a)、轴瓦状成型导热层(9a)固联为另一整体构件；所述轴瓦状成型保温层(6)以及轴瓦状外壳(1)固联为一整体构件，所述轴瓦状成型保温层(6a)以及轴瓦状外壳(1a)固联为另一整体构件。
4、根据权利要求1或2或3所述的电加热器，其特征在于，所述固定构件为卡箍(3)。
5、根据权利要求4所述的电加热器，其特征在于，所述电加热管(8)沿平行于金属内壳的轴线方向来回盘绕均布设置。
6、根据权利要求4所述的电加热器，其特征在于，所述外壳(1、1a)的材质为不锈钢；所述成型导热层(9、9a)的厚度为15-30mm；成型保温层(6、6a)的厚度为50-100mm。
7、根据权利要求6所述的电加热器，其特征在于，所述成型导热层(9、9a)、带有电加热管的金属内壳(7、7a)、成型保温层(6、6a)以及外壳(1、1a)的长度均相同，且长度在200-1000mm之间。
8、根据权利要求7所述的电加热器，其特征在于，所述外壳(1、1a)上设置有由多个传热组件共用的接线盒(5、5a)。
9、根据权利要求8所述的电加热器，其特征在于，所述电加热管(8)的功率为2.5-6Kw。
10、根据权利要求9所述的电加热设备，其特征在于，还具有由上述单片机控制的温度报警装置以及温度显示器。
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