CN211400328U

CN211400328U - 一种大功率自动控温气体管道加热器

Info

Publication number: CN211400328U
Application number: CN201921411930.0U
Authority: CN
Inventors: 田文
Original assignee: Shanghai Maiyue Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Maiyue Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2029-08-28

Abstract

本实用新型提供了一种大功率自动控温气体管道加热器，用于解决现有技术中VOCs气体保温箱能耗高、热效率低、温控能力差、安全性低、兼容性差的技术问题；包括：气体管、PTC加热件、导热件、保温层和外壳；实施本实用新型的技术方案，通过使用PTC加热件，提高加热器的加热能力，同时实现高精度的温度控制；使用氧化铍陶瓷导热件，防止空气管通电，提高装置的安全性；设置测温装置和中央控制器，实现加热器温度的精准控制；设置电加热丝，提高装置的兼容性。

Description

一种大功率自动控温气体管道加热器

技术领域

本实用新型涉及气体加热装置领域，特别涉及一种大功率自动控温气体管道加热器。

背景技术

挥发性有机物，VOCs，是石油化工等领域常见的污染物，需要进行有效的监控以及处理。VOCs在线检测装置在进行检测时。为了保证检测精度，需对预处理系统的样气进行加热，保证样气不因温度降低而使样气中的水蒸气发生凝结，从而影响对样气的测量结果。

现有的加热方法是增设保温箱，将样气预处理系统安装在保温箱内，在保温箱内布置加热器，将保温箱内部维持一定的温度，从而保证样气流经预处理环节时不会因为温度剧降导致样气中的水蒸气冷凝导致测量结果偏差。现有保温箱加热方式具有能耗高，加热能力低，控温精度差，保温箱工作温度过高，对保温箱内安装元件要求高，保温箱散热严重的缺点。

因此需要一种加热速度快、控温精度高、安全性高的可用于VOCs检测系统的气体加热器。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种大功率自动控温气体管道加热器，本实用新型的技术方案是这样实施的：

一种大功率自动控温气体管道加热器，包括：气体管、PTC加热件、导热件、保温层和外壳；所述气体管包括主体、气体入口和气体出口；所述导热件设置于所述气体管外部，形状设置为贴合所述气体管的，所述导热件设置加热孔；所述PTC加热件可拆卸式固定至所述加热孔；所述主体、导热件设置于所述外壳内部，所述保温层填充所述外壳内部、所述导热件外侧的空间。

优选地，所述加热孔与所述PTC加热件数量一致，设置为大于等于一个的。

优选地，所述导热件的材料为氧化铍陶瓷。

优选地，所述大功率自动控温气体管道加热器，还包括电加热丝，所述导热件外侧设置螺纹形凹槽，所述电加热丝设置于所述螺纹凹槽内。

优选地，所述大功率自动控温气体管道加热器，还包括测温装置，所述测温装置固定至所述主体外侧。

优选地，所述测温装置为铠装热电偶。

优选地，所述大功率自动控温气体管道加热器，还包括中央控制器，所述测温装置电连接至所述中央控制器，发送所述主体温度至所述中央控制器；所述中央控制器电连接至所述PTC加热件和/或所述电加热丝。

优选地，所述中央控制器为单片机。

优选地，所述气体管内部设置导流件。

实施本实用新型的技术方案可解决现有技术中含VOCs气体保温箱能耗高、热效率低、温控能力差、安全性低、兼容性差的技术问题；实施本实用新型的技术方案，通过使用PTC加热件，提高加热器的加热能力，同时实现高精度的温度控制；使用氧化铍陶瓷导热件，防止空气管通电，提高装置的安全性；设置测温装置和中央控制器，实现加热器温度的精准控制；设置电加热丝，提高装置的兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种具体实施方式的加热器整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种具体实施方式的螺纹形凹槽结构示意图；

图3为本实用新型的一种具体实施方式的控制系统结构示意图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1-气体加热管；101-主体101；102-气体入口；103-气体出口；2-PTC加热件；3-导热件；301-加热孔；302-螺纹形凹槽；4-保温层；5-外壳；6-测温装置；7-中央控制器；8-导流件；9-电加热丝。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的一种具体实施方式中，一种大功率自动控温气体加热管道加热器，如图1、图2和图3所示，包括：气体加热管1、PTC加热件2、导热件3、保温层4和外壳5；气体加热管1包括主体101、气体入口102和气体出口103；导热件3设置于气体加热管1外部，形状设置为贴合气体加热管1的，导热件3 设置加热孔301；PTC加热件2可拆卸式固定至加热孔301；主体101、导热件3 设置于外壳5内部，保温层4填充外壳5内部、导热件3外侧的空间。

气体加热管1的可以使用铝合金、不锈钢等材料制造，具有较高的换热效率并且具有较好的耐腐蚀性，防止管道中通过的VOC气体腐蚀气体加热管1，延长装置的寿命。气体入口102和气体出口103可以设置为法兰，便于连接至前处理和后处理设备。主体101可以设置为圆柱形的，以便连接气体入口102和气体出口103并密封。

导热件3可以设置为圆环柱形的，内部贴合主体101的外部，导热件3可以使用纯铝、纯铜等高导热系数金属材料，以便适应各种形状的PTC加热件2，将PTC加热件2产生的热量均匀地传递至气体加热管1。

外壳5可以使用不锈钢等材料生产，具有较高地结构强度，以支撑内部结构，外壳5上设置供气体入口102、气体出口103、PTC加热件2电源线穿过的孔洞。气体加热管1、导热件3等装置可以通过螺丝固定等可拆卸方式固定至外壳5。外壳5上可以设置可开启结构用于进行内部设备的检修。

保温层4可以使用岩棉、膨胀珍珠岩等无机保温材料，也可以使用酚醛泡沫等有机保温材料。用户可以采用使用保温颗粒填充外壳5内部的方式形成保温层 4，也可以采用形状贴合各装置的保温块形成保温层4。保温层4可以减少热量的散失，使PTC加热件2产生的热量集中加热气体加热管1，并且可以防止加热器过热导致影响外部设备的工作。

PTC加热件2属于一种半导体加热件，当温度达到某一值时，电阻的阻值会增大至两个数量级以上，从而实现精准的控温；同时，PTC加热件2可以承受高电流，实现短时间内的快速加热，并且一旦温度超过其居里点温度，可实现自动断电的效果，当温度降低至居里点温度以下，PTC加热件2恢复工作，实现自动控温的功能。用户可以根据待加热的气体中VOC组分的种类和含量选用合适类型的PTC加热件2。

在一种优选的实施方式中，如图1和图2所示，加热孔301与PTC加热件2 数量一致，设置为大于等于一个的。

在该具体实施方式中，加热孔301的方向沿着主体101设置。加热孔301与 PTC加热件2均设置四个，均匀分散在气体加热管1四周，使气体加热管1均匀受热，提高装置加热效果的可靠性。用户可以根据气体流量、气体组分、PTC加热件2功率等参数选择合适的PTC加热件2数量。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2和图3所示，导热件3的材料为氧化铍陶瓷。

氧化铍陶瓷具有接近金属铝的导热性能，可以使PTC加热件2产生的热量高效地传递至气体加热管1。氧化铍陶瓷为绝缘体，可以防止接触PTC加热件2时，使气体加热管1通电，从而防止气体加热管1内VOC组分在电火花的作用下发生燃烧或爆炸，同时防止外壳5通电，可以提高设备的安全性，也利于PTC加热件 2使用较高电压，提高装置的加热能力。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2和图3所示，一种大功率自动控温气体加热管道加热器，还包括电加热丝9，导热件3外侧设置螺纹形凹槽302，电加热丝9设置于螺纹形凹槽302内。

在该具体实施方式中，电加热丝9使用镍铬合金丝，用户也可以根据目标温度等参数选择其他材料。PTC加热件2具有加热快、安全等特点，但是生产完成则最高温度固定，因此用户可以设置电加热丝9，使装置可以达到PTC加热件2 居里点温度以上的温度，提高装置的兼容性，使装置启动后迅速达到标准工作状态，缩短响应时间。电加热丝9通过螺纹形凹槽302固定至导热件3，安装拆卸方便并且加热效果均匀度高。

在一种优选的实施方式中，一种大功率自动控温气体加热管道加热器，如图 1和图3所示，还包括测温装置6，测温装置6固定至主体101外侧。

测温装置6用于检测主体101温度，从而推算气体温度，可以检测装置的工作状态，用户可以根据主体101的温度调整PTC加热件2、电加热丝9的功率。

在该具体实施方式中，测温装置6设置于主体101接近气体出口103处，检测经过加热的气体温度，提高装置的可靠性。用户也可以设置多个测温装置6，分布于主体101的不同位置，用于监控主体101不同位置的气体温度以及PTC加热件2的工作情况。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2和图3所示，测温装置6为铠装热电偶。

铠装热电偶可以降低热PTC加热件2、导热件3对测量的影响，提高测温装置6的精度以及加热器的可靠性。

在一种优选的实施方式中，一种大功率自动控温气体加热管道加热器，如图 1和图3所示，还包括中央控制器7，测温装置6电连接至中央控制器7，发送主体101温度至中央控制器7；中央控制器7电连接至PTC加热件2和/或电加热丝 9。

在一种优选的实施方式中，如图1图3所示，中央控制器7为单片机。

用户可以提前标定气体加热管1的温度与其中气体温度的关系曲线，并在单片机中预设气体温度计算程序、PTC加热件2功率等数据，单片机接受测温装置 6传输来的气体加热管1温度，推算气体气体的温度，从而控制PTC加热件2和/ 或电加热丝9的功率，实现对温度的自动化精准控制。

在一种优选的实施方式中，如图1和图3所示，气体加热管1内部设置导流件8。

在该具体实施方式中，主体101靠近气体入口102的一端设置导流叶片作为导流件8，使气体进入气体加热管1后发生小幅度的旋动，使气体受热均匀，可以提高装置的可靠性。

需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，包括：气体管、PTC加热件、导热件、保温层和外壳；

所述气体管包括主体、气体入口和气体出口；

所述导热件设置于所述气体管外部，形状设置为贴合所述气体管的，所述导热件设置加热孔；

所述PTC加热件可拆卸式固定至所述加热孔；

所述主体、导热件设置于所述外壳内部，所述保温层填充所述外壳内部、所述导热件外侧的空间。

2.根据权利要求1所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，所述加热孔与所述PTC加热件数量一致，设置为大于等于一个的。

3.根据权利要求1所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，所述导热件的材料为氧化铍陶瓷。

4.根据权利要求1所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，还包括电加热丝，所述导热件外侧设置螺纹凹槽，所述电加热丝设置于所述螺纹凹槽内。

5.根据权利要求4所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，还包括测温装置，所述测温装置固定至所述主体外侧。

6.根据权利要求5所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，所述测温装置为铠装热电偶。

7.根据权利要求6所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，还包括中央控制器，所述测温装置电连接至所述中央控制器；

所述中央控制器电连接至所述PTC加热件和/或所述电加热丝。

8.根据权利要求7所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，所述中央控制器为单片机。

9.根据权利要求1所述的一种自动控温气体管道加热器，其特征在于，所述气体管内部设置导流件。