CN214544824U - 大功率高压电加温器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大功率高压电加温器，包括前后贯通的壳体，壳体外壁面套装有油冷组件构成供高温油流通的密闭空间，高温油的进油口设置于壳体后端中介质流出位置的侧面；壳体内部沿着长度方向间隔安装有多组加热组件；壳体前端的壁面上沿着周向间隔安装有同一组电源的多个电极组件，多组加热组件共同与该组电源电性连接；通过多组加热组件沿长度方向间隔布置的方式，在有效提升电加温器功率的同时亦大大降低了其整体直径尺寸；并且多组加热组件采用同一组电源，通过电极引入装置数量的减少有效降低了泄露风险；还采用外壁面油冷的方式，使得电加温器整体热损小、热应力小，实用性好。

Description

大功率高压电加温器

技术领域

本实用新型涉及电加温器技术领域，尤其是一种大功率高压电加温器。

背景技术

电加温器是航空飞行器及其部件性能测试的重要装备之一，根据试验要求其存在高工作压力、大加热功率的需求。电加温器功率需求大，其内部电热元件的安装空间需求也相应增大；在高工作压力和温度的双重工况下，对电加温器容器的强度要求极高，使得现有技术中通过增加容器直径实现增大容积的方式往往无法满足使用要求，因为在强度要求下，容器直径的增加势必对容器厚度提出更高的要求；另一方面，现有的电加温器通常通过水冷的方式降温，由于水的沸点低，其与流通的介质间温差很大，导致电加温器的热损很大，热应力很大，严重影响其长期使用。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的大功率高压电加温器，从而有效提升电加温器功率的同时大大降低了其整体直径尺寸，并且整体使用安全性高，热损小、热应力小，实用性好。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种大功率高压电加温器，包括前后贯通的壳体，所述壳体外壁面套装有油冷组件构成供高温油流通的密闭空间，高温油的进油口设置于壳体后端中介质流出位置的侧面；所述壳体内部沿着长度方向间隔安装有多组加热组件；所述壳体前端的壁面上沿着周向间隔安装有同一组电源的多个电极组件，多组加热组件共同与该组电源电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

多组加热组件沿着长度方向间隔安装于管体中，管体内衬固装于壳体内部的中段，加热组件与电极组件电性连通的电缆布置于管体内壁面与加热组件之间的间隔内。

所述管体前端头的外壁面上固装有固定环，固定环内圆周壁面套设固装于管体上，固定环外圆周壁面沿着周向与管体内壁面固装；位于固定环后方的管体外壁面上还沿着轴向间隔套装有环形结构的支撑板。

单组加热组件的结构为：包括固装于管体的端板，端板上安装有间隔平行布置的多个电阻管，电阻管前端向前贯穿端板，电阻管前端头固装有接线排，接线排与电极组件电性连接；所述接线排位于端板的圆周边缘处，接线排为镍基合金电极杆，多组加热组件的接线排并联或者串联连接后与电极组件电性连通。

所述油冷组件的结构为：包括间隔套装于壳体外壁面的外壳，外壳两端分别设置有进油口和出油口；所述外壳两端部均沿着周向外凸构成环壁，进油口和出油口分别安装于对应的环壁上；所述外壳内壁面与壳体外壁面间隔之间沿着轴向安装有螺旋隔挡；所述外壳外壁面的中部沿着圆周方向外凸构成膨胀节。

单组电极组件的结构为：包括内外贯穿壳体壁面的电极，电极上套装有轴向三段结构的陶瓷管，陶瓷管外壁面套装接管，接管内端外壁面与壳体贴紧，接管外端端部安装有接线盒，接线盒将电极外端头包容在内部；陶瓷管的相邻段之间串装有密封圈，密封圈内外壁面分别与电极和接管贴紧；所述陶瓷管中段与壳体之间还连通安装有旁管路。

所述旁管路一端贯通连接于壳体壁面上，旁管路另一端从外向内穿过接管壁面后与陶瓷管中段处连通；所述陶瓷管中段的壁面上开有贯穿的小孔，通过小孔将陶瓷管中段的内外连通；所述旁管路上还串联安装有减压装置；位于陶瓷管外端头外部的电极上还锁装有螺母，位于螺母与陶瓷管外端面之间的电极上间隔套装有金属垫片，位于两个金属垫片之间的电极上套装有碟簧。

所述接线盒与接管端部配装构成内部封闭的承压结构，接线盒侧壁面上还依次开设有压力检测口、泄压口、电缆进口和安全阀口，通过压力检测口检测接线盒内部的压力，通过泄压口将接线盒中的压力排出，通过电缆进口将与电极尾端相连的线缆向外引出，并将该线缆与外部电源电性连接；多个电极组件的安全阀口连通至汇总管，汇总管通过机械阀连接至外部管路，通过机械阀的手动开启用于压力检测口和泄压口失效状态下的保护。

所述壳体两端均向着中心轴线的方向收缩构成进口和出口，位于加热组件前方的壳体内部进口端处安装有整流组件；所述外壳外壁面的下部沿着长度方向间隔安装有支座。

所述整流组件的结构为：包括内衬安装于壳体进口端内部的扩散管，扩散管内端头安装有内凹的扩散锥；所述扩散管内端头的管壁边缘沿着周向间隔开有供介质流通的齿型开口，扩散锥上开有供介质流通的通孔；位于扩散管后方的壳体内壁面上安装有整流板。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过多组加热组件沿长度方向间隔布置的方式，在有效提升电加温器功率的同时亦大大降低了其整体直径尺寸需求；并且多组加热组件采用同一组电源，通过电极引入装置数量的减少有效降低了泄露风险，极大地保障了使用安全性；还采用外壁面油冷的方式，使得电加温器整体热损小、热应力小，实用性好；

本实用新型还包括如下优点：

管体沿长度方向内衬于壳体中，多组加热组件沿长度方向间隔布置于管体中，使得电阻管端部接线排与电极组件之间电性连接的线缆沿着管体内壁的边缘处布置，在实现多组加热组件采用同一组电源，减少电极引入数量的同时，亦减少内部流通介质的影响，保证正常稳定的使用；

油冷外壳的进油口位于壳体内部介质流通的出口端，并且位于出口端缩口的位置，从而有效减小出口处介质的温差，保障其一致性；

单组电极组件中，通过在陶瓷管中段两端的密封圈之间加压，来平衡壳体内介质施加于密封圈的工作压力，以降低密封圈的实际受压，从而有效保障密封圈的使用性能提升其使用寿命，降低电极密封连接处的泄露风险，使得电极连接结构更加安全可靠；

扩散管和扩散锥的存在使得从收缩的进口流入的介质得到快速扩散，并经后方整流板的整流，从而在较短距离内实现介质的均流和稳定，助力于后方换热效果的提升；

本实用新型采用约300℃的导热油从壳体外壁进行冷却，相比于现有的水冷方式，有效减小了导热油与流通介质之间的温差，达到了降低壳体设计温度的目的，并且使得壳体出口的冷热结合处温差小，有效保障了壳体的正常长期使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为图2中A处的局部放大图。

图4为本实用新型电极组件的结构示意图。

图5为图4中B处的局部放大图。

图6为本实用新型整流组件的结构示意图。

图7为本实用新型扩散管和扩散锥的安装示意图。

其中：1、壳体；2、电极组件；3、汇总管；4、机械阀；5、外壳；6、支座；7、整流组件；8、管体；9、加热组件；21、接管；22、陶瓷管；23、密封圈；24、碟簧；25、电极；26、接线盒；27、旁管路；28、螺母；231、小孔；51、出油口；52、膨胀节；53、进油口；54、环壁；55、螺旋隔挡；71、扩散管；72、扩散锥；73、整流板；711、齿型开口；81、支撑板；82、固定环；91、端板；92、接线排；93、电阻管。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的大功率高压电加温器，包括前后贯通的壳体1，壳体1外壁面套装有油冷组件构成供高温油流通的密闭空间，高温油的进油口53设置于壳体1后端中介质流出位置的侧面；壳体1内部沿着长度方向间隔安装有多组加热组件9；壳体1前端的壁面上沿着周向间隔安装有同一组电源的多个电极组件2，多组加热组件9共同与该组电源电性连接；通过多组加热组件9沿长度方向间隔布置的方式，在有效提升电加温器功率的同时亦大大降低了其整体直径尺寸需求；并且多组加热组件9采用同一组电源，通过电极引入装置数量的减少有效降低了泄露风险，极大地保障了使用安全性；还采用外壁面油冷的方式，使得电加温器整体热损小、热应力小，实用性好。

多组加热组件9沿着长度方向间隔安装于管体8中，管体8内衬固装于壳体1内部的中段，加热组件9与电极组件2电性连通的电缆布置于管体8内壁面与加热组件9之间的间隔内。

如图3所示，管体8前端头的外壁面上固装有固定环82，固定环82内圆周壁面套设固装于管体8上，固定环82外圆周壁面沿着周向与管体8内壁面固装；位于固定环82后方的管体8外壁面上还沿着轴向间隔套装有环形结构的支撑板81。

单组加热组件9的结构为：包括固装于管体8的端板91，端板91上安装有间隔平行布置的多个电阻管93，电阻管93前端向前贯穿端板91，电阻管93前端头固装有接线排92，接线排92与电极组件2电性连接；接线排92位于端板91的圆周边缘处，接线排92为镍基合金电极杆，多组加热组件9的接线排92并联或者串联连接后与电极组件2电性连通。

管体8沿长度方向内衬于壳体1中，多组加热组件9沿长度方向间隔布置于管体8中，使得电阻管93端部接线排92与电极组件2之间电性连接的线缆沿着管体8内壁的边缘处布置，在实现多组加热组件9采用同一组电源，减少电极25引入数量的同时，亦减少内部流通介质的影响，保证正常稳定的使用；同一组电源通常需要布置三至四组电极组件2；后方加热组件9接线排92上的线缆沿着管体8内壁边缘向前延伸贯穿前方加热组件9的端板91后，与电极组件2电性连接。

油冷组件的结构为：包括间隔套装于壳体1外壁面的外壳5，外壳5两端分别设置有进油口53和出油口51；外壳5两端部均沿着周向外凸构成环壁54，进油口53和出油口51分别安装于对应的环壁54上；外壳5内壁面与壳体1外壁面间隔之间沿着轴向安装有螺旋隔挡55；外壳5外壁面的中部沿着圆周方向外凸构成膨胀节52；进油口53位于壳体1的出口端，并且位于出口端缩口的位置，从而有效减小出口处介质的温差，保障其一致性。

如图4所示，单组电极组件2的结构为：包括内外贯穿壳体1壁面的电极25，电极25上套装有轴向三段结构的陶瓷管22，陶瓷管22外壁面套装接管21，接管21内端外壁面与壳体1贴紧，接管21外端端部安装有接线盒26，接线盒26将电极25外端头包容在内部；陶瓷管22的相邻段之间串装有密封圈23，密封圈23内外壁面分别与电极25和接管21贴紧；陶瓷管22中段与壳体1之间还连通安装有旁管路27，密封圈23的截面为V型结构。

单组电极组件2中，通过在陶瓷管22中段两端的密封圈23之间加压，来平衡壳体1内介质施加于密封圈23的工作压力，以降低密封圈23的实际受压，从而有效保障密封圈23的使用性能提升其使用寿命，降低电极25密封连接处的泄露风险，使得电极25连接结构更加安全可靠。

如图5所示，旁管路27一端贯通连接于壳体1壁面上，旁管路27另一端从外向内穿过接管21壁面后与陶瓷管22中段处连通；陶瓷管22中段的壁面上开有贯穿的小孔231，通过小孔231将陶瓷管22中段的内外连通；旁管路27上还串联安装有减压装置；位于陶瓷管22外端头外部的电极25上还锁装有螺母28，位于螺母28与陶瓷管22外端面之间的电极25上间隔套装有金属垫片，位于两个金属垫片之间的电极25上套装有碟簧24；陶瓷管22壁面上的小孔231，贯通陶瓷管22内外，使得密封圈23端面受力均匀，尤其是密封圈23内边缘和外边缘部分受力的均匀，有效保障了密封圈23的使用性能和使用寿命；电极25尾端碟簧24的设置，用于吸收缓冲因壳体1内压力作用于电极25而引起的振动，助力于保证电极25连接的可靠性。

接线盒26与接管21端部配装构成内部封闭的承压结构，接线盒26侧壁面上还依次开设有压力检测口、泄压口、电缆进口和安全阀口，通过压力检测口检测接线盒26内部的压力，通过泄压口将接线盒26中的压力排出，通过电缆进口将与电极25尾端相连的线缆向外引出，并将该线缆与外部电源电性连接；多个电极组件2的安全阀口连通至汇总管3，汇总管3通过机械阀4连接至外部管路，通过机械阀4的手动开启用于压力检测口和泄压口失效状态下的保护。

壳体1两端均向着中心轴线的方向收缩构成进口和出口，位于加热组件9前方的壳体1内部进口端处安装有整流组件7；外壳5外壁面的下部沿着长度方向间隔安装有支座6，通过支座6支承电加温器整体。

如图6和图7所示，整流组件7的结构为：包括内衬安装于壳体1进口端内部的扩散管71，扩散管71内端头安装有内凹的扩散锥72；扩散管71内端头的管壁边缘沿着周向间隔开有供介质流通的齿型开口711，扩散锥72上开有供介质流通的通孔；位于扩散管71后方的壳体1内壁面上安装有整流板73；扩散管71和扩散锥72的存在使得从收缩的进口流入的介质得到快速扩散，并经后方整流板73的整流，从而在较短距离内实现介质的均流和稳定，助力于后方换热效果的提升。

本实用新型中，采用约300℃的导热油从进油口53流入，在壳体1与外壳5之间以螺旋隔挡55为导向向着出油口51流动，对壳体1外壁进行冷却，相比于现有的水冷方式，将导热油作为冷却介质，有效减小了其与流通介质之间的温差，达到了降低壳体1设计温度的目的，并且使得壳体1出口的冷热结合处温差小，有效保障了壳体1的正常长期使用。

本实用新型的工作原理为：

流动的介质壳体1进口端进入扩散管71，一部分经扩散锥72上的通孔向后水平流动进入壳体1内，另一部分在扩散锥72的锥面导流作用下扩散并经扩散管71上的齿型开口711向后发散流动进入壳体1内；进入壳体1的介质经整流板73上的通孔后流向加热组件9；介质依次通过各组加热组件9的电阻管93进行换热，最后从壳体1的出口流出；

在该过程中，壳体1中的部分介质经旁管路27及其上的减压装置后进入陶瓷管22中段的内外壁面，对陶瓷管22中段两端的密封圈23施加压力，而密封圈23同时承受来自壳体1内部介质的工作压力，从而使得密封圈23实际受到的力降低；

在该过程中，约300℃的导热油从壳体1后端的进油口53进入，并沿着壳体1与外壳5间隔间的螺旋隔挡55向着出油口51流动，直至从出油口51流出，对壳体1内部的流动的介质进行降温。

本实用新型结构紧凑合理，在提升电加温器功率的同时有效保障了其整体直径尺寸的减小，同时配备外壁油冷的方式降低壳体设计温度，实用性好，使用安全性能高。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种大功率高压电加温器，包括前后贯通的壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）外壁面套装有油冷组件构成供高温油流通的密闭空间，高温油的进油口（53）设置于壳体（1）后端中介质流出位置的侧面；所述壳体（1）内部沿着长度方向间隔安装有多组加热组件（9）；所述壳体（1）前端的壁面上沿着周向间隔安装有同一组电源的多个电极组件（2），多组加热组件（9）共同与该组电源电性连接。

2.如权利要求1所述的大功率高压电加温器，其特征在于：多组加热组件（9）沿着长度方向间隔安装于管体（8）中，管体（8）内衬固装于壳体（1）内部的中段，加热组件（9）与电极组件（2）电性连通的电缆布置于管体（8）内壁面与加热组件（9）之间的间隔内。

3.如权利要求2所述的大功率高压电加温器，其特征在于：所述管体（8）前端头的外壁面上固装有固定环（82），固定环（82）内圆周壁面套设固装于管体（8）上，固定环（82）外圆周壁面沿着周向与管体（8）内壁面固装；位于固定环（82）后方的管体（8）外壁面上还沿着轴向间隔套装有环形结构的支撑板（81）。

4.如权利要求2所述的大功率高压电加温器，其特征在于：单组加热组件（9）的结构为：包括固装于管体（8）的端板（91），端板（91）上安装有间隔平行布置的多个电阻管（93），电阻管（93）前端向前贯穿端板（91），电阻管（93）前端头固装有接线排（92），接线排（92）与电极组件（2）电性连接；所述接线排（92）位于端板（91）的圆周边缘处，接线排（92）为镍基合金电极杆，多组加热组件（9）的接线排（92）并联或者串联连接后与电极组件（2）电性连通。

5.如权利要求1所述的大功率高压电加温器，其特征在于：所述油冷组件的结构为：包括间隔套装于壳体（1）外壁面的外壳（5），外壳（5）两端分别设置有进油口（53）和出油口（51）；所述外壳（5）两端部均沿着周向外凸构成环壁（54），进油口（53）和出油口（51）分别安装于对应的环壁（54）上；所述外壳（5）内壁面与壳体（1）外壁面间隔之间沿着轴向安装有螺旋隔挡（55）；所述外壳（5）外壁面的中部沿着圆周方向外凸构成膨胀节（52）。

6.如权利要求5所述的大功率高压电加温器，其特征在于：所述壳体（1）两端均向着中心轴线的方向收缩构成进口和出口，位于加热组件（9）前方的壳体（1）内部进口端处安装有整流组件（7）；所述外壳（5）外壁面的下部沿着长度方向间隔安装有支座（6）。

7.如权利要求6所述的大功率高压电加温器，其特征在于：所述整流组件（7）的结构为：包括内衬安装于壳体（1）进口端内部的扩散管（71），扩散管（71）内端头安装有内凹的扩散锥（72）；所述扩散管（71）内端头的管壁边缘沿着周向间隔开有供介质流通的齿型开口（711），扩散锥（72）上开有供介质流通的通孔；位于扩散管（71）后方的壳体（1）内壁面上安装有整流板（73）。

8.如权利要求1所述的大功率高压电加温器，其特征在于：单组电极组件（2）的结构为：包括内外贯穿壳体（1）壁面的电极（25），电极（25）上套装有轴向三段结构的陶瓷管（22），陶瓷管（22）外壁面套装接管（21），接管（21）内端外壁面与壳体（1）贴紧，接管（21）外端端部安装有接线盒（26），接线盒（26）将电极（25）外端头包容在内部；陶瓷管（22）的相邻段之间串装有密封圈（23），密封圈（23）内外壁面分别与电极（25）和接管（21）贴紧；所述陶瓷管（22）中段与壳体（1）之间还连通安装有旁管路（27）。

9.如权利要求8所述的大功率高压电加温器，其特征在于：所述旁管路（27）一端贯通连接于壳体（1）壁面上，旁管路（27）另一端从外向内穿过接管（21）壁面后与陶瓷管（22）中段处连通；所述陶瓷管（22）中段的壁面上开有贯穿的小孔（231），通过小孔（231）将陶瓷管（22）中段的内外连通；所述旁管路（27）上还串联安装有减压装置；位于陶瓷管（22）外端头外部的电极（25）上还锁装有螺母（28），位于螺母（28）与陶瓷管（22）外端面之间的电极（25）上间隔套装有金属垫片，位于两个金属垫片之间的电极（25）上套装有碟簧（24）。

10.如权利要求8所述的大功率高压电加温器，其特征在于：所述接线盒（26）与接管（21）端部配装构成内部封闭的承压结构，接线盒（26）侧壁面上还依次开设有压力检测口、泄压口、电缆进口和安全阀口，通过压力检测口检测接线盒（26）内部的压力，通过泄压口将接线盒（26）中的压力排出，通过电缆进口将与电极（25）尾端相连的线缆向外引出，并将该线缆与外部电源电性连接；多个电极组件（2）的安全阀口连通至汇总管（3），汇总管（3）通过机械阀（4）连接至外部管路，通过机械阀（4）的手动开启用于压力检测口和泄压口失效状态下的保护。

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