CN2591500Y - 管路电加热装置 - Google Patents
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Abstract
一种管路电加热装置，由加热器内箱及外保温箱组合构成，内箱内设有一组与上、下汇流管构成并联通路的列管及一组与上、下折流管构成串联通路的列管结构单元，并、串两组通路列管结构单元经过渡连接管相接通；加热器进口及清污口设在下汇流管两端口，出口设在上折流管的尾端口；每根列管中均设有电加热源。该电加热源采用具有PTC特性的陶瓷芯高效加热管，并受控于设有控制及保护电路的电控箱。其工作时无明火、无电弧，自身发热温度不会超过燃点温度，因此，工作安全、可靠；亦不需专人值守，节省了人力；加热效率高；既可减轻浪涌式的石油对加热器管壁的冲击，同时又能减轻对采油设备的回压，因而在石油工业中有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管路电加热装置。
背景技术
石油工业中开采出的原油由于含蜡和环境温度等因素的影响，流动性较差，为利于输送都需要用加热装置进行加热。现在油田多采用三管拌热工程实现加热，其投资大，运行费用也不低，尤其对陆续开采的新井投资费用会更高。利用拌生气加热的油井，随着开采年限的增加，拌生气会越来越少，也面临着需要改造的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种安全、高效、节能、无污染的管路电加热装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：一种管路电加热装置，由加热器内箱及外保温箱组合构成，所述的加热器内箱内设有一组与上、下汇流管构成并联通路的列管及一组与上、下折流管构成串联通路的列管结构单元，串、并两组通路列管结构单元经过渡连接管相接通；加热器进口及清污口设在下汇流管两端口，出口设在上折流管的尾端口；每根列管中均设有电加热源。
所述的电加热源采用具有PTC特性的陶瓷芯高效加热管，并受控于设有控制及保护电路的电控箱。
本实用新型的优点是：
(1)本实用新型的加热元件采用了具有PTC特性的新型半导体陶瓷器件，工作时无明火、无电弧，自身发热温度不会超过燃点温度，因此，工作安全、可靠；亦不需专人值守，节省了人力。
(2)加热器的加热输出功率随被加热介质流量的大小、温度高低而自动调节。
(3)加热器采用先并、后串列管结构单元，既提高了加热效率，又可减轻浪涌式的石油对加热器管壁的冲击，同时也减轻了对采油设备的回压，因而在石油工业中有广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型管路电加热装置结构示意图(前视图)
图2为本实用新型管路电加热装置结构示意图(左视图)
图3为内箱内部一侧(加热并联通路)结构示意图
图4为内箱内部另一侧(加热串联通路)结构示意图
图5为管路电加热装置的加热管结构示意图
图6为管路电加热装置加热管局部组配示意图
图7为管路电加热装置加热元件电阻一温度特性曲线示意图
图8为外保温箱结构示意图
图9为管路电加热装置电气原理图
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型管路电加热装置，由加热器内箱及外保温箱组合构成，在箱体的边侧适当位置分别设有进口1、出口2、接线端子口8、清污口7。
所述的加热器内箱主要用于液体介质的加热。箱内设有一组与上、下汇流管301、302构成并联通路的列管结构单元3及一组与上、下折流管401、402构成串联通路的列管结构单元4，参见图3、图4所示，串、并两组通路列管结构单元经过渡连接管6相接通；加热器进口1及清污口7设在下汇流管两端口，出口2设在上折流管的尾端口；每根列管中均设有加热源5。
本实用新型的设计方案是将液体介质流经的加热途径用先并后串通路的列管结构。考虑到该产品主要是用于采油井口，对采出的石油进行加热。而石油的采出过程是浪涌式的，对管内造成的压力是不均匀的，而且液体流量也是不连续的，所以，与进口及下汇流管连接的一排列管设计成并联通路的结构形式，所有的列管上、下两端都分别连接到上、下汇流管301、302上，进口1及排污口7设在下汇流管302的两端。石油从下部进口处流入加热器，这样在所有并联列管中的石油都会同时逐渐堆积，到达顶部后，再从上汇流管301距进口远端的过渡连接管6流进另一排列管。这样就可以减轻浪涌式的石油对加热器管壁的冲击，同时也减轻了对采油设备的回压，也可以对石油中的杂质达到一定效果的沉积。当沉积到一定程度时，可以从清污口进行清理，在并联列管中的石油是同时进行加热的。为了进一步提高加热效率，在另一排与列管上、下两端分别焊接的无缝管中适当的位置，焊一折流板9，形成串联通路的结构形式。出口2设在上折流管401与进口1同侧的一端，这样就可以保证所有需要加热的介质，都会流经所有加热的路径。
当然，根据加热及空间的要求，并、串联列管结构单元采用的组数及每组的个数、排数可视需要而定。本实用新型最佳的实施方案采用并、串联列管结构单元各一组、两排形式，进、出口位于箱体的同一侧。
所述的加热源最佳方案是采用具有PTC特性的新型半导体陶瓷器件。其结构构成参见图5、图6，它是由金属电极片501、PTC陶瓷芯片502、绝缘瓷柱505、螺钉504；导热绝缘材料506及无缝管503装配而成：首先将陶瓷芯片的两端抹上导电胶，粘在两个金属电极片之间；将螺钉套上绝缘瓷柱，把两个金属电极片拧紧。然后将装好的发热芯放入到无缝管中，再填入导热绝缘材料，导热材料一定要填实，填满。图7所示的是半导体陶瓷器件电阻一温度特性曲线，PTC(正温度系数)定温发热体是在钛酸钡材料成分中引入微量稀土元素而制成的一种半导体陶瓷。其中，电阻一温度特性是它的几大特性之一。PTC发热体与镍、铬丝或红外线管等发热体相比具有以下特点：1)具有恒温、调温和精确自动控温的特殊功能：当PTC发热体两端施加交流或直流电压升温时，刚开始，PTC处于居里温度以下，电阻率低，耗散功率逐步上升。当PTC自热温升使之超越居里温度时，电阻率突然增加几个数量级，使电流下降至稳定值，电阻体表面温度达到并保持定值。不同居里点的发热体其稳定值有异，这就使得PTC发热体有恒温、控温和调温的作用。2)无明火、安全可靠：PTC只发热，不发红，无明火，不易燃烧。将纸屑类放于其上也不会燃烧。这是由于PTC发热体的自动恒温作用，其功率自动下降至平衡值，使温度不会上升。3)热交换率高，节约能源：PTC发热体其能量输入采用比例式(热交换率80～95％)，有限流作用，环境温度上升时，PTC元件的发热量将减少，反之则增加。它与镍、铬丝等发热元件的开关式能量输入(热交换率＜60％)相比，要节约大量的能源。4)响应时间快：PTC发热体是内在的体发热，一般情况下，热容量小，热传导迅速，只要传热和散热媒介选择合适，结构设计合理，通电数秒即可达到预定温度。5)寿命长：由于PTC发热体属半导体陶瓷类，无镍、铬丝在高温时易氧化的弊病，也没有远红外石英管易破碎的现象，其寿命属半永久性的。
由于加热源采用的是具有PTC特性的半导体陶瓷元件，它具有恒温、控温和调温的作用。所以，特别适合对油井开采出来的原油进行加热。尤其是在采油量不稳定的情况下，无论是对加热设备本身，还是对原油都有很好的保护作用，并且始终处于最佳的加热工作状态。
加热源亦可采用常规的电阻丝加热棒。
所述的加热器外保温箱主要用于加热器内箱的保温。参见图8，外箱是由底座11、金属外壳12、上盖13、保温材料14装配而成；在外箱壳体与内箱之间填充一定厚度和密度的保温材料，达到尽量减少热损失的目的，同时也要起到防尘、防雨的作用。
为使上述的具有PTC特性的陶瓷芯高效加热管高效、可靠的工作，将其受控于设有控制及保护电路的电控箱。
为方便电控箱与加热箱体之间的电缆连接，在加热箱体的边侧适当位置(如图1中所示接线端子口8处)设端子箱。
电控箱内置的电路主要用于电加热器的加热和保护控制。其电路原理图参见图9，加热器电源为三相四线制，接至作为总保护开关DZ15LE-100漏电断路器CK1的上口，经CK1的下口接至作为总启动控制开关CJ46-85交流接触器J1的主触头上，经J1的主触头J1-2、J1-3、J1-4分别接至DZ47-60三相断路器CK2、CK3、CK4的上口，经CK2、CK3、CK4的下口，再分别接到具有PTC特性的加热元件(半导体陶瓷器件5)组T1、T2、T3，由上述元器件组成了加热器的主电路。控制及保护电路由下述元件组成，接入A相的LMK1-0.66互感器L与69L9电流表A，可以显示加热器的工作电流，XMTD-2202温度调节器的触点WK1与HH53P继电器J2组成了低温启动信号回路，XMTD-2202温度调节器的触点WK2与HH53P继电器J3组成了高温保护或停止加热信号回路，继电器J2、J3的触点J2-1、J3-1与交流接触器J1及辅助触点J1-1组成了启动、自锁及停止控制回路。指示灯HD1、HD2、HD3，可以分别显示各加热回路的工作状态。
本实用新型的工作过程是：当本管路电加热装置通电后，从油井开采出的原油经连接管道从加热器的进口进入加热器，经先并后串的加热路径使原油温度得到提升，然后经加热器的出口流出并经管道继续输送。
Claims (7)
1、一种管路电加热装置，由加热器内箱及外保温箱组合构成，其特征在于：所述的加热器内箱内设有一组与上、下汇流管构成并联通路的列管及一组与上、下折流管构成串联通路的列管结构单元，串、并两组通路列管结构单元经过渡连接管相接通；加热器进口及清污口设在下汇流管两端口，出口设在上折流管的尾端口；每根列管中均设有加热源。
2、根据权利要求1所述的管路电加热装置，其特征在于：所述的内箱箱体内设有先并、后串两排列管结构单元，二通路结构单元经过渡连接管接通，进、出口设在内箱的同一端侧。
3、根据权利要求1所述的管路电加热装置，其特征在于：所述的加热源采用具有PTC特性的陶瓷芯高效加热管。
4、根据权利要求3所述的管路电加热装置，其特征在于：所述的具有PTC特性的陶瓷芯高效加热管受控于设有控制及保护电路的电源控制箱。
5、根据权利要求3所述的管路电加热装置，其特征在于：所述的陶瓷芯高效加热管是在填有导热绝缘材料的无缝管中间置一发热芯，该发热芯由分别接外接电源的两个金属电极片及其问通过导电胶粘有的若干陶瓷芯片构成，再由套绝缘瓷柱的螺钉拧紧。
6、根据权利要求1所述的管路电加热装置，其特征在于：在箱体的适当位置置有用于电控箱与加热箱体之间电缆连接的端子箱。
7、根据权利要求1所述的管路电加热装置，其特征在于：所述的电加热源采用电阻丝加热棒。
Priority Applications (1)
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| CN 02291147 CN2591500Y (zh) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | 管路电加热装置 |
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| CN 02291147 CN2591500Y (zh) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | 管路电加热装置 |
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| CN2591500Y true CN2591500Y (zh) | 2003-12-10 |
Family
ID=33750076
Family Applications (1)
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| CN 02291147 Expired - Fee Related CN2591500Y (zh) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | 管路电加热装置 |
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| CN (1) | CN2591500Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104540251A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-22 | 芜湖恒美电热器具有限公司 | 一种空调加热管组制造工艺 |
| CN104930693A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-23 | 江苏源之翼电气有限公司 | 具有缓冲结构的电热装置 |
| CN106989506A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-07-28 | 深圳市华高瀚禹科技有限公司 | 一种采暖及生活用水电加热设备 |
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2002
- 2002-12-13 CN CN 02291147 patent/CN2591500Y/zh not_active Expired - Fee Related
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