CN215379272U - 一种高精度温度控制的节能管道伴热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，包括管道，保温层，感应线圈，电磁感应加热控制器；电磁感应加热控制器内置有单片机，线圈温度检测模块，管道温度采集模块，键盘和显示模块，报警模块；保温层套设于管道上，感应线圈套设于保温层外侧，感应线圈与电磁感应加热控制器连接。利用本加热装置对管道进行伴热，通过电磁感应原理使金属管道自身发热，并且可以根据具体情况在管道外部包裹一定厚度的隔热保温材料，这样就大大减少了热量的散失，提高了热效率，因此节电效果十分显著，可达30％～75％。因为感应线圈本身发热少，具有使用寿命长、升温速率快、无需要维修等优点，减少了维修时间，降低了成本。

Description

一种高精度温度控制的节能管道伴热装置

技术领域

本实用新型涉及管道伴热领域，特别是涉及一种高精度温度控制的节能管道伴热装置。

背景技术

在冶金行业中，氯化焙烧过程由氯化炉产生的氯化物炉气，需由管道从氯化炉中导出至后续的过滤器和冷凝器等设备，完成炉气的过滤、收尘、分级冷凝等操作。由于不同金属的氯化物的熔点、沸点差别较大，且气体的热容较小，若管道温度较低，气体很容易在管道内壁发生冷凝，为防止这种现象的出现，需对管道进行伴热，并稳定控制在一定的温度。传统的氯化装置中，采用两种方式进行管道伴热：一种是在管道外壁缠绕电热丝后包裹保温材料，另一种是采用管式炉加热管道。前者由于加热元件包在保温材料内，当加热元件需要维修更换时需拆除保温层，维修后复原，后者由于管式炉加热元件的限制，只能对直管段进行加热，异形管道部位无法实现加热。鉴于这两种伴热方案均存在一定的缺点；因此，需要提出有效的方案来解决以上问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提出一种高精度温度控制的节能管道伴热装置来解决现有技术中的技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，包括管道，保温层，感应线圈，电磁感应加热控制器；

所述电磁感应加热控制器内置有单片机，线圈温度检测模块，管道温度采集模块，键盘和显示模块，报警模块；

所述线圈温度检测模块、所述管道温度采集模块、所述键盘和显示模块、所述报警模块均与所述单片机连接；

所述保温层套设于所述管道上，所述感应线圈套设于所述保温层外侧，所述感应线圈与所述电磁感应加热控制器连接。

进一步的，所述电磁感应加热控制器还包括壳体，设置于所述壳体上的电源接口及多个线圈接口，设置于所述壳体内的电源及电磁加热驱动板、主控电路板、多路功率开关板、散热器；其中，所述电源及电磁加热驱动板的输入端与所述电源接口电连接，所述电源及电磁加热驱动板的输出端与所述主控电路板连接，所述主控电路板还与所述单片机连接，所述主控电路板的输出端口与所述多路功率开关板的输入端连接，所述多路功率开关板的输出端分别与所述多个线圈接口电连接，所述散热器贴附设置于所述电源及电磁加热驱动板。

进一步的，所述线圈温度检测模块包括热敏电阻，所述热敏电阻内置于所述感应线圈内。

进一步的，所述管道温度采集模块通过K型热电偶与所述管道连接，用于采集所述管道温度。

进一步的，所述键盘和显示模块包括6个按键和LED数码管，所述报警模块外接蜂鸣器。

进一步的，所述保温层的材料是聚氨酯泡沫。

进一步的，所述感应线圈离所述保温层的距离是20-25mm，所述感应线圈的间距是15-20cm。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，利用本加热装置对管道进行伴热，速度快、效率高、能耗低、污染小。通过电磁感应原理使金属管道自身发热，并且可以根据具体情况在管道外部包裹一定厚度的隔热保温材料，这样就大大减少了热量的散失，提高了热效率，因此节电效果十分显著，可达30％～75％。因为感应线圈本身发热少，采用了热敏电阻测温，单片机控温方式保护线圈，而且是采用绝缘材料和高温电缆制造，所以不存在着像原电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题，具有使用寿命长、升温速率快、无需要维修等优点，减少了维修时间，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的电磁感应控制器电路连接原理图；

图中：1、管道；2、保温层；3、感应线圈；4、电磁感应控制器；5、导线； 6、单片机；7、管道温度采集模块；8、线圈温度检测模块；9、键盘和显示模块；10、报警模块；11、主控电路板；12、电磁加热驱动板；13、电源；14、散热器；15、多路功率开关；16、线圈接口；17、电源接口；18、壳体。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图1示例性地示出了本实用新型提供的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置的结构示意图，如图1所示，图2示例性地示出了本实用新型提供的电磁感应控制器电路连接原理图，如图2所示；本实用新型提供的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，包括管道1，保温层2，感应线圈3，电磁感应加热控制器4；管道1是既能导电又能导磁的材料，实施时选择无缝钢管，保温层2具有保证管道1热量散失慢，选择聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫具有高效节能，填充后无缝隙，固化后粘结强固；防震抗压，固化后不开裂，不腐化，不脱落；具有超低温热传导率，耐热保温；高效绝缘，隔音，固化后防水防潮的优点。为了发挥感应加热的加热效率，感应线圈3离保温层2的距离为20-25mm；为了使各线圈之间不会互相干扰，感应线圈3的间距是15-20cm。采用电磁感应加热为管道1伴热，是因为电磁感应加热具有如下优点：(1)寿命长：电磁加热因线圈本身基本不会产生热量，寿命长，无需检修，无维护更换成本；加热部分采用环形电缆结构，电缆本身不会产生热量，并可承受500℃以上高温，使用寿命高达10年。不需维护，后期基本无维护费用。(2)安全可靠：管道经高频电磁作用发热，热量利用充分，基本无散失。热量聚集于加热体内部，电磁线圈表面温度略高于室温，可以安全触摸，无需高温防护，安全可靠。(3) 高效节能：采用内热加热方式，加热体内部分子直接感应磁能而生热，热启动非常快，平均预热时间比电阻圈加热方式缩短60％以上，同时热效率高达90％以上，在同等条件下，比电阻圈加热节电30-70％，大大提高了生产效率。(4) 准确控温：线圈本身不发热，热阻滞小、热惯性低，管道内外壁温度一致，温度控制实时准确，明显改善产品质量，生产效率高。(5)绝缘性好：电磁线圈为定制专用耐高温高压特种电缆线绕制，绝缘性能好，无需与罐体外壁直接接触，绝无漏电，短路故障，安全无忧。(6)改善工作环境：经过电磁加热设备伴热的管道，其采用的内热方式，热量聚集于加热体内部，外部热量耗散几乎没有。设备表面温度可改善至人体可触摸，环境温度从原来电阻圈加热时的100℃以上降低至常温，大大改善了生产现场的工作环境，有力提高生产工人积极性，降低夏季厂区通风降温费用。

电磁感应加热控制器4内置有单片机6，线圈温度检测模块8，管道温度采集模块7，键盘和显示模块9，报警模块10；线圈温度检测模块8、管道温度采集模块7、键盘和显示模块9、报警模块10均与单片机6连接。

键盘和显示模块9利用6个按键和一个4位LED数码管，进行工作模式和参数设定、温度显示、参数显示、工作状态显示等。

管道温度采集模块7使用K型热电偶接单片机，通过SPI接口直接读入转换后的数字温度值。

线圈温度检测模块8将NTC热敏电阻RT预埋于线圈中，其阻值会随着温度变化而下降，通过改变线圈温度报警的阈值。本实施例中，当线圈温度超过大约75℃时，然后线圈断电并报警。

报警模块10主要用了一个外置的直流有源蜂鸣器，当发生故障或者加热完成后蜂鸣器发出声音。

电磁感应加热控制器4还包括壳体18，设置于壳体18上的电源接口17及多个线圈接口16，设置于壳体18内的电源13及电磁加热驱动板12、主控电路板11、多路功率开关板15、散热器14；其中，电源13及电磁加热驱动板12 的输入端与电源接口17电连接，电源13及电磁加热驱动板12的输出端与主控电路板11连接，主控电路板11还与单片机6连接，主控电路板11的输出端口与多路功率开关板15的输入端连接，多路功率开关板15的输出端分别与多个线圈接口16电连接，散热器14贴附设置于电源13及电磁加热驱动板12。

整个管道1伴热过程由电磁感应加热控制器4控制，通过主控电路板11 和电磁加热驱动板12配合控制电路的加热，电源13为整个电路供电，多路功率开关板15控制加热的功率大小，散热器14为电源和电磁加热驱动板12散热。

利用本加热装置对管道进行伴热，速度快、效率高、能耗低、污染小。通过电磁感应原理使金属管道自身发热，并且可以根据具体情况在管道外部包裹一定厚度的隔热保温材料，这样就大大减少了热量的散失，提高了热效率，因此节电效果十分显著，可达30％～75％。因为感应线圈本身发热少，采用了热敏电阻测温，单片机控温方式保护线圈，而且是采用绝缘材料和高温电缆制造，所以不存在着像原电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题，具有使用寿命长、升温速率快、无需要维修等优点，减少了维修时间，降低了成本。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，其特征在于：包括管道，保温层，感应线圈，电磁感应加热控制器；

所述电磁感应加热控制器内置有单片机，线圈温度检测模块，管道温度采集模块，键盘和显示模块，报警模块；

所述线圈温度检测模块、所述管道温度采集模块、所述键盘和显示模块、所述报警模块均与所述单片机连接；

所述保温层套设于所述管道上，所述感应线圈套设于所述保温层外侧，所述感应线圈与所述电磁感应加热控制器连接。

2.如权利要求1所述的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，其特征在于：

所述电磁感应加热控制器还包括壳体，设置于所述壳体上的电源接口及多个线圈接口，设置于所述壳体内的电源及电磁加热驱动板、主控电路板、多路功率开关板、散热器；其中，所述电源及电磁加热驱动板的输入端与所述电源接口电连接，所述电源及电磁加热驱动板的输出端与所述主控电路板连接，所述主控电路板还与所述单片机连接，所述主控电路板的输出端口与所述多路功率开关板的输入端连接，所述多路功率开关板的输出端分别与所述多个线圈接口电连接，所述散热器贴附设置于所述电源及电磁加热驱动板。

3.如权利要求1所述的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，其特征在于：

所述线圈温度检测模块包括热敏电阻，所述热敏电阻内置于所述感应线圈内。

4.如权利要求1所述的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，其特征在于：

所述管道温度采集模块通过K型热电偶与所述管道连接，用于采集所述管道温度。

5.如权利要求1所述的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，其特征在于：

所述键盘和显示模块包括6个按键和LED数码管，所述报警模块外接蜂鸣器。

6.如权利要求1所述的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，其特征在于：

所述保温层的材料是聚氨酯泡沫。

7.如权利要求1所述的一种高精度温度控制的节能管道伴热装置，其特征在于：

所述感应线圈离所述保温层的距离是20-25mm，所述感应线圈的间距是15-20cm。

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