CN219514244U - 一种管道内介质加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了在管道伴热技术领域的一种管道内介质加热装置，通过将原本环形缠绕的电磁感应线圈拆分为由至少两个弧形板组成的加热组件，并围绕在导磁性金属管外部，加热组件包括保温层、S型高频感应线圈和固定板，S型高频感应线与控制器电性连接，控制器内设有变频控制单元和操控控制单元，通过同时将至少两个S型高频感应线圈通电后，利用电磁感应原理使导磁性金属管发热，实现加热导磁性金属管内的介质的目的，由于弧形板由多块拼合而成，安装过程无需拆除原油管道，安装快速、方便，弧形板可根据管道直径提前订做预制，同时也解决了人工现场缠绕加热效果不佳，需多次调整的技术问题，在管道伴热技术领域具有广泛的推广应用价值。

Description

一种管道内介质加热装置

技术领域

本实用新型涉及管道伴热技术领域，具体涉及一种电磁感应管道伴热装置。

背景技术

电磁加热是利用电磁感应原理将电能转换为热能的装置，将交流电通过整流桥变成直流电，再将直流电转换为高频低压电流，高速变化的高频低压电流通过线圈会产生高速的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时会在金属体内产生无数的小涡流，使用金属材料本身自行发热，从而达到加热导磁性金属材料内部的介质。

专利号：ZL201520812688.3的中国专利文件公开了一种中频电磁加热器，涉及一种用于油田输油管道的电磁加热器，包括加热和换热器、温度传感器和中频感应电源，加热和换热器包括导磁管道，在导磁管道的外表面上缠绕设置电磁感应线圈，在电磁感应线圈的外部设置保温层；在出油口处的导磁管道上设置有管壁温度检测传感器，中频感应电源的输入端连接三相交流电源，中频感应电源的输出端与所述电磁感应线圈的两端相连接，温度检测传感器检测到的温度信号经过检测电路处理后，送给控制器，从而实现控制与保护，具有加热速度快，热效率高，不易结垢，无泄漏危险，节能环保的优点。专利号为ZL202121654766.3的中国专利文献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，通过电磁感应原理使导磁性金属管道自身发热，并根据具体情况在管道外部包裹隔热保温材料减少热量散失。

但是，电磁感应加热线圈不具有普遍适用性，因此大部分电磁感应加热线圈采用如专利ZL201520812688.3中的现场人工缠绕，由于电磁加热线圈缠绕的圈数与电感量大小成正相关，线圈绕制少的情况，电感量也就小，电磁加热控制器处于超载状态，那么电磁感应加热器就要输出更多的电流才能达到加热的效果，因此人工缠绕往往加热效果不佳，需多次调整；也有类似专利如ZL202121654766.3使用的提前预制成型的管道伴热装置，加热精度更高，但安装时需要将相应加热段的管道拆卸下来，将预制成型后如附图图1所示的感应线圈套设在包裹隔热保温材料后的管道外，再重新安装回原位，因此安装过程费时费力，改造较为困难。

因此，亟需一种安装方便、加热精度高、便于控制，且适用于大部分国家标准的输水、输气、输油管道的管道内介质加热装置来解决上述现有的电磁感应加热效果不佳，以及安装过程费时费力的问题。

发明内容

为解决上述中电磁感应加热效果不佳，以及安装过程费时费力的问题，本实用新型的目的在于提供一种管道内介质加热装置，通过将原本环形整体的电磁感应线圈拆分为由至少两个弧形板组成的加热组件，并围绕在导磁性金属管外部，加热组件包括保温层、S型高频感应线圈和固定板，S型高频感应线与域控制器电性连接，控制器内设有变频控制单元和操控控制单元，通过同时将至少两个S型高频感应线圈通电后，利用电磁感应原理使导磁性金属管自行发热，实现加热导磁性金属材料内部的介质的目的，由于弧形板由多块拼合而成，安装过程无需拆除原有管道，安装快速、方便，实现弧形板根据管道直径提前订做预制，同时也解决了人工现场缠绕加热效果不佳，需多次调整的技术问题，在管道伴热技术领域具有广泛的推广应用价值。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供的一种管道内介质加热装置，包括导磁性金属管、电磁感应线圈，所述电磁感应线圈由至少两个S型高频感应线圈组成，所述S型高频感应线圈沿导磁性金属管圆弧表面轴向折返分布，S型高频感应线圈靠近导磁性金属管一侧及远离导磁性金属管的一侧均设有保温层，S型高频感应线圈远离导磁性金属管一侧的保温层的外部还包覆有硬质的固定层，所述保温层、S型高频感应线圈及固定层共同组成弧形板，至少两个所述弧形板沿导磁性金属管拼合后形成圆筒形并覆盖在导磁性金属管外侧。

作为上述S型高频感应线圈沿导磁性金属管圆弧表面轴向折返分布的另一种变形，所述S型高频感应线圈沿导磁性金属管周向圆弧表面折返分布.

采用以上结构后，具有以下有益效果：

1.通过将环形电磁感应线圈拆分为至少两个弧形板，合并后即可环形围绕在导磁性金属管外侧，既能保证加热效率，同时又便于安装，安装过程不受场地角度限制，无需反复拆装管道，使用方便。

2.通过弧形板可根据管道直径提前预制，电磁感应线圈的绕制、间距也更加科学，相比较人工现场缠绕线圈，避免了加热效果不要佳需反复调整，更加省时省力。

3.通过卡箍结构即可将多块弧形板连接形成整体并固定在管道外侧，安装、维修，及替换方便、快捷，结合控制器实现有线远程数据传输及操控，在管道伴热技术领域具有广泛的推广应用价值。

作为优选，所述S型高频感应线圈折返间距及折返距离相同。

通过等间距设置的S型高频感应线圈，使发热量均匀，避免因发热不均导致加热效果差的问题出现。

作为优选，所述S型高频感应线圈与控制器电性连接。

通过控制器即可同时对多个S型高频感应线圈输入高频低压电流，控制方便，发热均匀。

作为优选，所述控制器包括变频控制单元和操控控制单元，所述S型高频感应线圈与变频控制单元电性连接。

通过将S型高频感应线圈与变频控制单元电性连接，能够将交流电整流成直流电，再将直流电转换为高频低压电流，或者是将三相交流电整流成直流电再将直流电转换成高频低压电流，从而便于在S型高频感应线圈内形成高速的交变磁场。

作为优选，导磁性金属管表上设有温度传感器，所述温度传感器与控制器电性连接。

通过设置温度传感器便于实时检测导磁性金属管的温度，以便及时调整和控制加热温度。

作为优选，至少两个所述弧形板通过卡箍结构互相连接成圆筒形，并环绕固定于导磁性金属管外侧。

通过卡箍结构将多个弧形板固定在导磁性金属管上，防止弧形板脱离或从导磁性金属管上脱落，同时结合较软的保温层能够增大弧形板与导磁性金属管外表面的接触面积，增大摩擦，防止弧形板沿导磁性金属管径向位移。

作为优选，所述卡箍结构至少设有两个，且等距间距设置。

通过多个等间距设置的卡箍结构便于稳定固定弧形板各处，防止弧形板松脱，固定更加稳固。

作为优选，所述S型高频感应线圈外包覆有耐高温绝缘材料。

避免因运输、安装、调试等不规范操作导致漏电或起火等危险发生。

作为优选，所述控制器内设有无线传输模块、人机交互模块及预警模块。

通过设置无线传输模块、人机交互模块和预警模块实现智能化无线控制，实现对加热设备及受热设备运行状况的实时监控、智能控温、故障预警、远程启停等功能，遇到紧急情况可以远程关断加热器，避免事故的发生。

通过将原本环形缠绕的电磁感应线圈拆分为由至少两个弧形板组成的加热组件，并围绕在导磁性金属管外部，加热组件内设置有保温层、S型高频感应线圈和固定板，S型高频感应线与控制器电性连接，控制器内设有变频控制单元和操控控制单元，通过同时将至少两个S型高频感应线圈通电后，利用电磁感应原理使导磁性金属管发热，实现加热导磁性金属管内的介质的目的，由于弧形板由多块拼合而成，安装过程无需拆除原有管道，安装快速、方便，弧形板可根据管道直径提前订做预制，同时也解决了人工现场缠绕加热效果不佳，需多次调整的技术问题，在管道伴热技术领域具有广泛的推广应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示为现有技术中电磁感应加热原理图；

图2显示为本实用新型管道内介质加热装置结构示意图；

图3显示为本实用新型弧形板环形结构示意图；

图4显示为本实用新型单个弧形板结构示意图；

图5显示为本实用新型中S型高频感应线圈沿导磁性金属管径向折返分布的结构示意图；

图6显示为本实用新型中弧形板中S型高频感应线圈沿导磁性金属管轴向一侧弯曲表面折返分布的剖视图；

图7显示为本实用新型中S型高频感应线圈沿导磁性金属管轴向一侧弯曲表面折返分布的结构示意图；

图8显示为本实用新型中S型高频感应线圈沿导磁性金属管径向折返分布的剖视图；

图9显示为弧形板与导磁性金属管固定的结构示意图。

图1-9中：1-金属管，2-电磁感应线圈，3-U型板，4-保温层，5-S型高频感应线圈，6-固定层，7-控制器，8-变频控制单元，9-操控控制单元，10-温度传感器，11-卡箍结构，12-无线传输模块，13-预警模块，14-人机交互模块。

具体实施方式

下面将结合附图1-9对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

本实用新型中，为了便于描述，将管道内介质加热装置中各个部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是根据附图1的布图方向来确定的。

实施例1

结合图2至图6所示，本实用新型实施例提供了本实用新型提供的一种管道内介质加热装置，包括导磁性金属管1、电磁感应线圈2，所述电磁感应线圈2由至少两个S型高频感应线圈5组成，所述S型高频感应线圈5沿导磁性金属管1圆弧表面轴向折返分布，S型高频感应线圈5靠近导磁性金属管1的一侧及远离导磁性金属管1的一侧均设有保温层4，S型高频感应线圈5远离导磁性金属管1一侧的保温层4的外部还包覆有硬质的固定层6，所述保温层4、S型高频感应线圈5及固定层6共同组成弧形板3，至少两个所述弧形板3沿导磁性金属管1拼合后形成圆筒形并覆盖在导磁性金属管1外侧。

如图7及图8所示，作为S型高频感应线圈5沿导磁性金属管1圆弧表面轴向折返分布的另一种变形，所述S型高频感应线圈5沿导磁性金属管1周向圆弧表面折返分布，两种S型高频感应线圈5均能够实现多块弧形板3拼装后形成圆筒状并包覆在导磁性金属管1外表面，安装过程无需拆除管道，能够快速、有效地对拆卸不变或周围存在异物干涉不便于人工缠绕伴热管的管道进行改造。

本实用新型中，所述S型高频感应线圈5折返间距及折返距离相同，使弧形板各处发热量均匀，避免出现因发热不均导致加热效果差的问题。

如图2所示，本实用新型中，所述S型高频感应线与域控制器7电性连接，通过控制器7即可同时对多个S型高频感应线圈5输入高频低压电流，控制方便，发热均匀。

如图2所示，本实用新型中，所述控制器7包括变频控制单元8和操控控制单元9，所述S型高频感应线圈5与变频控制单元8电性连接，变频控制单元8能够将交流电整流成直流电，再将直流电转换为高频低压电流，或者是将三相交流电整流成直流电再将直流电转换成高频低压电流，便于形成高速的交变磁场。

如图2所示，本实用新型中，导磁性金属管1表上设有温度传感器10，所述温度传感器10与控制器7电性连接，便于通过温度传感器10实时检测导磁性金属管1的温度，以便及时调整和控制加热温度。

如图9所示，本实用新型中，至少两个所述弧形板3通过卡箍结构11互相连接成圆筒形，并环绕固定于导磁性金属管1外侧，通过卡箍结构11将多个弧形板3固定在导磁性金属管1上，防止弧形板3脱离或从导磁性金属管1上脱落，同时结合较软的保温层4能够增大弧形板3与导磁性金属管1外表面的接触面积，增大摩擦，防止弧形板3沿导磁性金属管1径向位移。

如图9所示，本实用新型中，所述卡箍结构11至少设有两个，且等距间距设置。

本实用新型中，所述S型高频感应线圈5外包覆有耐高温绝缘材料，避免因运输、安装、调试等不规范操作导致漏电或起火等危险发生。

如图4所示，本实用新型中，所述控制器内设有无线传输模块12、人机交互模块14及预警模块13，实现智能化无线控制，实现对加热设备及受热设备运行状况的实时监控、智能控温、故障预警、远程启停等功能，遇到紧急情况可以远程关断加热器，避免事故的发生；无线传输模块12、预警模块13和人机交互模块14均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再详述。

实施例2

使用本实用新型时，根据导磁性金属管1的直径及所需加热范围即可计算出每一弧形板3内电磁感应线圈2的间距，安装时将多块弧形板3依次放置在所需加热段导磁性金属管1的外侧，然后用卡箍结构11将多块弧形板3与导磁性金属管1固定，然后将S型高频感应线圈5与控制器7内的变频控制单元8电性连接。

通电后通过操控控制单元9即可通过变频控制单元8将直流电转换为高频低压电流，或者是将三相交流电整流成直流电再将直流电转换成高频低压电流，高速变化的高频低压电流通过S型高频感应线圈5会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属管1时会在金属体内产生无数的涡流，涡流使导磁性金属管1内部载流子高速无规则运动，载流子互相摩擦、碰撞产生热量，从而起到加热介质的效果，通过保温层4对S型高频感应线圈5起到固定和防止变形的作用，同时起到减少和缓解热量散失的作用。

通过多块弧形板拼装实现快速安装，加热进度高，通过在控制器中设置远程传输结构还可实现远程传输及远程控制，控制方便，防雨、雪，延长了使用寿命长、升温速率快、无需后期维护保养，大大降低了使用成本，通过无线传输模块、人机交互模块及预警模块还能够实现智能化无线控制，实现对加热设备及受热设备运行状况的实时监控、智能控温、故障预警、远程启停等功能，遇到紧急情况可以远程关断加热器，避免事故的发生，在管道伴热技术领域具有广泛的推广应用价值。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本申请文主要用来保护机械装置，所以本申请文不再详细解释控制方式和电路连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种管道内介质加热装置，包括导磁性金属管管和电磁感应线圈，其特征在于：所述电磁感应线圈由至少两个S型高频感应线圈组成，所述S型高频感应线圈沿导磁性金属管圆弧表面轴向折返分布，S型高频感应线圈靠近导磁性金属管的一侧及远离导磁性金属管的一侧均设有保温层，S型高频感应线圈远离导磁性金属管的一侧的保温层外部还包覆有硬质的固定层，所述保温层、S型高频感应线圈及固定层共同组成弧形板，所述至少两个弧形板沿导磁性金属管拼合后形成圆筒形并包覆在导磁性金属管管外侧。

2.一种管道内介质加热装置，包括导磁性金属管管和电磁感应线圈，其特征在于：所述电磁感应线圈由至少两个S型高频感应线圈组成，所述S型高频感应线圈沿导磁性金属管周向圆弧表面折返分布，S型高频感应线圈靠近导磁性金属管的一侧及远离导磁性金属管的一侧均设有保温层，S型高频感应线圈远离导磁性金属管的一侧的保温层外部还包覆有硬质的固定层，所述保温层、S型高频感应线圈及固定层共同组成弧形板，所述至少两个弧形板沿导磁性金属管拼合后形成圆筒形并包覆在导磁性金属管管外侧。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的管道内介质加热装置，其特征在于：所述S型高频感应线圈折返间距及折返距离相同。

4.根据权利要求3所述的管道内介质加热装置，其特征在于：所述S型高频感应线与域控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的管道内介质加热装置，其特征在于：所述控制器包括变频控制单元和操控控制单元，所述S型高频感应线圈与变频控制单元电性连接。

6.根据权利要求5所述的管道内介质加热装置，其特征在于：所述导磁性金属管表上设有温度传感器，所述温度传感器与控制器电性连接。

7.根据权利要求6所述的管道内介质加热装置，其特征在于：至少两个所述的弧形板通过卡箍结构在管道外侧连接并与管道固定连接。

8.根据权利要求7所述的管道内介质加热装置，其特征在于：所述卡箍结构至少设有两个，且等距间距设置。

9.根据权利要求8所述的管道内介质加热装置，其特征在于：所述S型高频感应线圈外包覆有耐高温绝缘材料。

10.根据权利要求9所述的管道内介质加热装置，其特征在于：所述控制器内设有无线传输模块、人机交互模块及预警模块。