CN204923451U - 一种管道涡磁加热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道涡磁加热结构，属于加热设备领域。本实用新型的一种管道涡磁加热结构，包括导油管和至少一个加热套管组件，导油管两端分别为进油口和出油口，加热套管组件包括主加热管、辅助加热管和中心管，主加热管上缠绕电磁加热线圈，主加热管的进油端通过导油管与进油口相通，辅助加热管套设在主加热管内，且辅助加热管的出油端通过导油管与出油口相通，中心管套设在辅助加热管内，且中心管与辅助加热管之间形成出油道，辅助加热管与主加热管之间形成进油道，上述进油道相对进油端的一端与上述出油道相对出油端的一端相通。本实用新型提供了一种节能高效，安全性好，加热效率高、效果好，维修、更换方便的结构。

Description

一种管道涡磁加热结构

技术领域

本实用新型涉及一种导热油加热结构，更具体地说，涉及一种管道涡磁加热结构。

背景技术

导热油，是用于间接传递热量的一类热稳定性较好的专用油品。由于其具有加热均匀，调温控制准确，能在低蒸汽压下产生高温，传热效果好，节能，输送和操作方便等特点，近年来被广泛用于各种场合，需求量也越来越多。导热油的常用加热方式主要有：燃煤、燃油(气)、电加热等。燃煤，是以煤炭为燃料，导热油为热载体的加热方式；燃油(气)，是以燃油或燃气为燃料，利用燃烧器燃烧燃料，以导热油为热载体的加热方式；电加热，对于电加热油炉，热量是由浸入导热油的电加热元件产生和传输的，以导热油为介质，利用循环泵，强制导热油进行液相循环，将热量传递给用热设备，经用热设备卸载后，重新通过循环泵，回到加热器，再吸收热量。

然而，不管是燃煤还是燃油(气)，都不可避免的存在以下几个问题：1、燃烧供热锅炉本身效率可以比较高(燃烧充分)，但被介质吸收的效率却低，大量热能从烟道排放。2、燃烧锅炉本身保温困难，管道输送高温介质，能源浪费大，且建造、管道铺设成本高，占地面积大。3、燃油燃煤天然气运输费时耗能，成本高。4、燃烧方式，大量消耗氧气，并排放大量污染气体，不环保。5、燃烧锅炉存在安全隐患，需要定期检查。6、受到原油天燃气供应短缺影响，价格不断上涨。同样，电加热方式也存在许多不足之处：1、存在漏电、渗漏现象，安全隐患较多，若要实现大功率加热，则电热管数量较多，故障率高，结构复杂。2、通过导热绝缘粉或云母，热阻大，电热丝易氧化损坏，寿命短，升温慢的同时降温也慢，加温存在较大的滞后(易出现超调现象)。3、功率密度低，加热管的功率计算与电热管的长度、直径密切相关，如果电热管的设计表面功率密度过高，会缩减加热管的使用寿命，一般来说在空气中加热的话，加热管表面设计功率在3.5W/cm²左右，液体中加热的话，电热管加热管表面设计功率在8-10W/cm²左右。4、热能使用效率低。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中的传统加热方式安全隐患多，工作效率低，使用寿命短的不足，提供了一种管道涡磁加热结构，采用本实用新型的技术方案，通过电磁加热结构替代现有的加热结构，结构简单紧凑，节能高效，安全性好，加热效率高；并且采用同心套管结构，能够进一步增大加热面积，提高加热速率以及加热均匀度，进而提高加热效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种管道涡磁加热结构，包括导油管和至少一个加热套管组件，所述的导油管两端分别为进油口和出油口，加热套管组件包括主加热管、辅助加热管和中心管，所述的主加热管外围缠绕有电磁加热线圈，所述的主加热管的进油端通过导油管与进油口相通，所述的辅助加热管套设在主加热管内，且辅助加热管的出油端通过导油管与出油口相通，所述的中心管两端封闭，并套设在辅助加热管内，中心管与辅助加热管之间形成出油道，辅助加热管与主加热管之间形成进油道，上述进油道相对进油端的一端与上述出油道相对出油端的一端相通。

更进一步地，所述的进油道和出油道内分别设置有起扰流作用的螺旋叶片。

更进一步地，所述的主加热管的进油端上与进油口相对的一侧设有第一过渡倒角。

更进一步地，所述的辅助加热管的出油端上与出油口相对的一侧设有第二过渡倒角。

更进一步地，所述的主加热管的中心轴线与辅助加热管的中心轴线共线，所述的辅助加热管的中心轴线与中心管的中心轴线共线。

更进一步地，所述的主加热管与电磁加热线圈之间设置有保温棉层。

更进一步地，还包括支架，所述的支架与加热套管组件连接，起到支撑作用。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种管道涡磁加热结构，加热套管组件包括主加热管、辅助加热管和中心管，主加热管外围缠绕有电磁加热线圈，辅助加热管套设在主加热管内，采用这种结构，电磁加热线圈通电后产生交变磁场，进而产生涡流，进而产生热能，主加热管和辅助加热管均处于该线圈的磁场中，均可产生热量进而对导热油加热，提高了加热的速度以及导热油的受热均匀度，更能充分有效的利用电磁加热线圈所产生的热能；

(2)本实用新型的一种管道涡磁加热结构，为了防止进油道和出油道内的流体出现层流现象，在进油道和出油道内分别设置有起扰流作用的螺旋叶片，可以增加湍流，使得流体最大程度的冲刷管道表面，提高给热系数，确保加热效果；

(3)本实用新型的一种管道涡磁加热结构，针对流体流动过程中，与进油口、出油口相对的一侧容易形成流动死角，导致流体长时间滞留，局部温度过高，管道表面出现结焦这一现象，在主加热管的进油端上与进油口相对的一侧设置了第一过渡倒角，在辅助加热管的出油端上与出油口相对的一侧设置了第二过渡倒角，采用上述过渡倒角，消除了管道内原有的流动死角，使流体可以更加顺畅的流动，避免了长时间滞留导致局部温度过高甚至结焦的现象；

(4)本实用新型的一种管道涡磁加热结构，采用电磁感应加热方式取代传统的加热方式，不仅使用及维修成本大大降低，节能率也可达到30％左右，同时还不存在绝缘、渗漏等安全问题，也不存在老化以及耐用性差的问题，加热效率高，速度快；加热温度范围较广，最高甚至可达1400度以上；温控精度高、效率快，有磁场交变就可产生涡流进而产生热源，一旦磁场消失，热源也立即存在，故而基本杜绝了温控方面温度的滞后问题，操作更为精准。

附图说明

图1为本实用新型的一种管道涡磁加热结构的结构示意图；

图2为本实用新型的主加热管的进油端的结构示意图；

图3为本实用新型的辅助加热管的出油端的结构示意图；

图4为本实用新型的加热套管组件的截面结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、主加热管；11、进油端；111、第一过渡倒角；2、辅助加热管；21、出油端；211、第二过渡倒角；3、中心管；4、支架；5、螺旋叶片；6、出油口；7、导油管；8、进油口；9、进油道；10、出油道。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

结合图1、图2、图3和图4，本实用新型的一种管道涡磁加热结构，包括导油管7和至少一个加热套管组件，导油管7两端分别为进油口8和出油口6，加热套管组件包括主加热管1、辅助加热管2、中心管3，主加热管1外围缠绕有电磁加热线圈，主加热管1的进油端11通过导油管7与进油口8相通，辅助加热管2套设在主加热管1内，且辅助加热管2的出油端21通过导油管7与出油口6相通，中心管3套设在辅助加热管2内，且中心管3与辅助加热管2之间形成出油道10，辅助加热管2与主加热管1之间形成进油道9，上述进油道相对进油端11的一端与上述出油道相对出油端21的一端相通。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例

如图1和图4所示，本实施例的一种管道涡磁加热结构，用于对导热油进行加热，包括导油管7和至少一个加热套管组件，导油管7的上下两端分别为进油口8和出油口6，进油口8和出油口6均为标准法兰接口，便于通过法兰与其他管道相连。根据电磁感应的磁场分布特性可知，在闭合的电磁感应线圈的磁场分布中放置导磁体，导磁体内穿过的磁力线更多；同时，磁场交变的频率较高，涡流分布集肤效应相较于磁场交变频率较低时更明显。鉴于上述特征，本实施例设计的加热套管组件包括主加热管1、辅助加热管2和中心管3，具体地，主加热管1、辅助加热管2、中心管3的直径依次为Φ219mm、Φ159mm、Φ108mm，管道口径较大，进而加热面积大，进而流体(即导热油)外沿与中心的温度差小。主加热管1的中心轴线与辅助加热管2的中心轴线共线，辅助加热管2的中心轴线与中心管3的中心轴线共线。主加热管1外围缠绕有电磁加热线圈，电磁加热线圈与交流电源连接，通电后产生交变磁场，进而产生涡流，进而产生热能，主加热管1和辅助加热管2均处于该线圈的磁场中，均可产生热量对导热油加热，大大缩短了热量的传导距离，提高了对导热油的加热速度以及导热油的受热均匀度，更能充分有效的利用电磁加热线圈所产生的热能。电磁加热线圈与主加热管1的外壁之间设置有用于隔绝的保温棉层；保温棉层可以选用硅酸铝纤维材料制成，将主加热管1与外界隔离，可以进一步提高热能的有效利用率，减少能源浪费。

本实施例的主加热管1的进油端11通过导油管7与进油口8相通，辅助加热管2套设在主加热管1内，且辅助加热管2的出油端21通过导油管7与出油口6相通，中心管3的两端封闭，套设在辅助加热管2内，中心管3与辅助加热管2之间形成出油道10，辅助加热管2与主加热管1之间形成进油道9，上述进油道相对进油端11的一端与上述出油道相对出油端21的一端相通，形成一条连通的供导热油流动的通道。导热油从进油口8进入导油管7，然后流入主加热管1的进油端11，再依次流经主加热管1与辅助加热管2之间形成的进油道9、中心管3与辅助加热管2之间形成的出油道10，最后从辅助加热管2的出油端21流入与出油口6相通的导油管7。本实施例中设计的中心管3主要作用是为了保证导热油的进流量与回流量相同，减少导热油在加热区的滞留时间，避免表面导热油局部温度过高，出现结焦。同时，为了防止流体出现层流现象，本实施例在进油道9和出油道10内分别设置有起扰流作用的螺旋叶片5，进油道9内的螺旋叶片5固定设置于辅助加热管2的外周，出油道10内的螺旋叶片5固定设置于中心管3的外周，增加湍流，让导热油最大程度的冲刷管道表面，提高给热系数，确保加热效果。

此外，由于流体流动过程中，与进油口8或出油口6相对的一侧容易形成流动死角，导致流体长时间滞留，局部温度过高，管道表面出现结焦现象。针对上述问题，本实施例在主加热管1的进油端11上与进油口8相对的一侧设有第一过渡倒角111(如图2所示)，在辅助加热管2的出油端21上与出油口6相对的一侧设有第二过渡倒角211(如图3所示)，采用上述的过渡倒角，消除了管道内原有的流动死角，避免了结焦现象的出现。本实施例的管道涡磁加热结构，还包括了支架4，支架4与加热套管组件连接，起到连接和支撑作用。

同时，为了满足不同工作负荷(即所需加热的导热油量)的需求，在设计单个加热套管组件时，可以先按照两个加热套管组件60KW的电磁加热功率设计，这样在具体实施时，可直接在该单个加热套管组件的竖向再添加一个加热套管组件并以此为一个单元；如有更大功率需求，可以根据实际的工作负荷大小，将其扩展为两个或两个以上单元即可。另外，在加热套管组件的下方一般设置为检修平台，检修平台下方设有集液槽，集液槽用于回收安装及检修过程中渗漏的导热油，并进行再次利用；这样既保持了周边环境的整洁干净，又减少了不必要的资源浪费。

本实施例的一种管道涡磁加热结构，可以在管道输送过程中加热，减少了专用的加热设备，降低了成本，出现故障时维修及更换都较为方便。并且为了满足洁净厂区的特殊要求，最好整个加热设备均采用整体钣金封装，在该设备中电气系统与油路是相分离的。本实施例采用电磁感应加热方式取代传统的加热方式，不仅使用及维修成本大大降低，节能率也可达到30％左右，同时还不存在绝缘、渗漏等安全问题，也不存在老化以及耐用性差的问题，加热效率高，速度快；加热温度范围较广，最高甚至可达1400度以上；温控精度高、效率快，有磁场交变就可产生涡流进而产生热源，一旦磁场消失，热源也立即存在，故而基本杜绝了温控方面温度的滞后问题，操作更为精准。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种管道涡磁加热结构，其特征在于：包括导油管(7)和至少一个加热套管组件，所述的导油管(7)两端分别为进油口(8)和出油口(6)，加热套管组件包括主加热管(1)、辅助加热管(2)和中心管(3)，所述的主加热管(1)外围缠绕有电磁加热线圈，所述的主加热管(1)的进油端(11)通过导油管(7)与进油口(8)相通，所述的辅助加热管(2)套设在主加热管(1)内，且辅助加热管(2)的出油端(21)通过导油管(7)与出油口(6)相通，所述的中心管(3)两端封闭，并套设在辅助加热管(2)内，中心管(3)与辅助加热管(2)之间形成出油道(10)，辅助加热管(2)与主加热管(1)之间形成进油道(9)，上述进油道相对进油端(11)的一端与上述出油道相对出油端(21)的一端相通。

2.根据权利要求1所述的一种管道涡磁加热结构，其特征在于：所述的进油道(9)和出油道(10)内分别设置有起扰流作用的螺旋叶片(5)。

3.根据权利要求2所述的一种管道涡磁加热结构，其特征在于：所述的主加热管(1)的进油端(11)上与进油口(8)相对的一侧设有第一过渡倒角(111)。

4.根据权利要求3所述的一种管道涡磁加热结构，其特征在于：所述的辅助加热管(2)的出油端(21)上与出油口(6)相对的一侧设有第二过渡倒角(211)。

5.根据权利要求4所述的一种管道涡磁加热结构，其特征在于：所述的主加热管(1)的中心轴线与辅助加热管(2)的中心轴线共线，所述的辅助加热管(2)的中心轴线与中心管(3)的中心轴线共线。

6.根据权利要求5所述的一种管道涡磁加热结构，其特征在于：所述的主加热管(1)与电磁加热线圈之间设置有保温棉层。

7.根据权利要求6所述的一种管道涡磁加热结构，其特征在于：还包括支架(4)，所述的支架(4)与加热套管组件连接，起到支撑作用。