一种带有阀门的油罐加热器的制作方法

本发明属于管道测控技术领域，具体涉及一种带有阀门的油罐加热器。

背景技术：

目前在油品储运过程中，对罐内油品的加热，基本上仍采用罐内安装列管式或盘管式加热器等传统方式，使罐内油品通过与热媒体(一般以饱和蒸汽为热媒体)的交换，实现对油品的升温，降低粘度，改善其流动性，以便于泵的输送。这种传统加温方式有如下弊端：

换热效率低，蒸汽消耗量大。传统内加热器对油品的加热是一种静置式的自然对流换热，其放热系数极低。由于换热效率低，冷凝水温度高，常伴随着大量蒸汽排出。同时由于在加热管束表面的油品温度过高，在换热管高温面长时间滞留，极易产生分解物，结聚于换热管表面，容易结焦，严重阻碍热量的传递，也影响换热效率。

加热过程很不经济。当只需要倒出少量油品时，也要对整个罐的油品全部进行加热，加热的油品量是该次使用量的几倍，使大量的蒸汽做了无用功。

生产效率低。加热时间长，按容积为500m³油罐考虑：在夏季生产中，若对整罐油品进行加热，介质温度从30℃加热到60℃，一般需要12～14小时。而在冬季生产中，若对整罐油品进行加热，介质温度从10℃加热到60℃，加热时间会增加一倍。

罐内各部分油品温度不均衡。靠近加热器的油品温度较高，远离加热器的油品温度较低，严重影响了出油的流动性。

影响油品质量。反复对油罐内油品进行加温，加热过程中产生大量细小的分解物，对油品色度质量产生一定的影响，增加了后期处理的成本。

内置式油罐加热器在使用过程中，由于管束整体插入储油罐内部的，管内介质为蒸汽，由于金属腐蚀、介质冲刷等原因，可能会造成换热管的局部出现裂纹、气孔等泄露现象，破裂后，蒸汽水分会进入储罐的油品中，因泄露点处于设备内部，又没有其他有效的监测手段，人工检测很难及时发现。虽然泄漏出现的概率极小，但是一旦泄露，将给用户带来巨大损失。由于润滑油对水分的要求极其严格，当储罐中的加热器发生泄漏后，储罐中的润滑油的水分超标，由于对润滑油水分处理的成本较高，所以一般不会对水分超标的润滑油进行处理，润滑油直接返厂，不但造成了能源的浪费，还对环境造成了污染。

此外，内置式油罐加热器是直接通过油罐下端的通孔将加热器插入到油罐内部，进行密封后再通入油品进行加热，当加热器发生泄露后，需要将加热器从油罐中抽出后修理，此时，如果油罐中有油时，必须将油罐中的油导出，加大了工作量，延长了维修时间；同时，油也会从油罐的孔洞处流出，造成油品的浪费和污染，还会对工作环境造成污染。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明的一个目的是提供一种带有阀门的油罐加热器，该油罐加热器带有阀门结构，加热器出现故障时，可以不排放油罐的油品将加热器抽出，通过机械设备配合动作使阀门关闭，将油阻挡在油罐内部，防止了加热器维修时油的泄漏。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种带有阀门的油罐加热器，包括壳体、加热部件和阀门结构，加热部件包括加热管束和将加热管束进行固定的加热器头部，加热器头部与壳体配合将加热管束固定在壳体的内部，加热器头部设置有出油口，所述壳体的尾部设置有吸油口，所述阀门结构设置于壳体的尾部；

所述阀门结构包括前固定基座、后固定基座和活动阀体，前固定基座和后固定基座分别位于吸油口的两侧，且前固定基座位于后固定基座和加热器头部之间；

活动阀体位于前固定基座和后固定基座之间，活动阀体的前端设置有螺纹孔，前固定基座上安装有传动丝杠，所述传动丝杠的一端与螺纹孔配合，另一端设置有凸起卡合结构；

贯穿所述加热器头部设置有驱动轴，驱动轴的外端设置有驱动手柄，驱动轴的内端延伸至所述前固定基座，且设置有与所述凸起卡合结构配合的凹槽，是即插、即用装置。

当需要对加热器进行维修时，摇动驱动手柄，进而带动驱动杆旋转，带动传动丝杠运动，活动阀在传动丝杠的带动下，向外运动，将所述吸油口关闭；

加热器维修完毕后，摇动驱动手柄，进而带动驱动轴旋转，带动传动丝杠运动，活动阀在传动丝杠的带动下，向内运动，将所述吸油口打开。

由于吸油口的关闭和打开都是在加热器与油罐安装密封状态下进行的，可有效防止在加热器取出或安装时，润滑油发生泄漏。

优选的，所述壳体的内部还设置有支架，该支架对所述驱动轴进行支撑，驱动轴与支架之间活动配合。

驱动轴的一端位于加热器头部的外侧，另一端位于壳体的内侧，加热器头部可以对驱动轴的一端进行支撑，所述支架可以对驱动轴的另一端进行支撑，同时对驱动轴起到限位的作用，防止驱动轴与所述凸起卡合结构分离，更方便对驱动轴进行操作。

优选的，加热管束通过不锈钢集束器固定在一起。

优选的，所述后固定基座上开孔。

由于该加热器的吸油口并不是位于加热器壳体的末端，即吸油口与加热器壳体的末端还留有一定的空间，里面会储存满油，当活动阀体向加热器壳体的尾部运动过程中，如果加热器壳体尾部的油不能及时排出，会使壳体尾部的压力急速增大，使活动阀体的运动受限，所以，后固定基座上开孔便于将壳体尾部的油排出。

优选的，所述活动阀体包括底部和侧壁，底部开孔，所述活动阀体的侧壁贴合所述壳体的内壁设置，侧壁上开设有与吸油口相对应的开口，侧壁的实体部分的长度大于所述吸油口的直径。

当需要维修换热器时，摇动驱动手柄，带动驱动轴转动进而带动传动丝杠运动，活动阀体在传动丝杠的带动下运动到前固定基座处，活动阀体的侧壁将加热器壳体的吸油口堵住，防止油罐内的油从吸油口流出。

当加热管束维修完毕，将加热器安装回油罐，且与油罐之间密封设置，摇动驱动手柄，带动驱动轴转动进而带动传动丝杠运动，传动丝杠带动活动阀体向壳体尾部方向运动，当活动阀体侧壁上的开口与吸油口相对时，打开吸油口。

进一步优选的，所述侧壁的外表面沿轴向设置有凹槽，所述壳体的内壁上设置有与所述凹槽配合的凸起。

凸起也是沿轴向设置，将活动阀体的运动限定在一条直线上，提高了传动丝杠的传动效果。

优选的，所述活动阀体包括密封挡板和导向杆，密封挡板通过所述传动丝杠与所述前固定基座连接，密封挡板与所述壳体之间密封设置；导向杆的一端固定在密封挡板上，另一端插入后固定基座的通孔中，与后固定基座活动配合。

进一步优选的，所述导向杆的外表面，沿其轴向设置有凹槽，后固定基座的通孔内壁上设置有与所述凹槽配合的凸起。

凸起与凹槽配合，使得导向杆只能做直线运动，不能进行旋转运动，更便于传动丝杠的传动。

进一步优选的，所述活动阀体与前固定基座之间设置有限位结构。

限位结构可以对活动阀体的运动起到限位的作用，避免活动阀体的过度运动。

更进一步优选的，所述限位结构为固定在壳体内壁上的环状挡板。

环状挡板可以同时对活动阀体的周边起到阻挡的作用，使活动阀体的各个部位同时停止运动，防止活动阀体的错位。

同时，如果环状挡板与密封挡板接触的面的形状相配合时，可以对密封挡板起到更有效密封，对换热器进行维修时，更有效防止油品的泄漏。

优选的，所述的加热管束为波浪状涡流热膜管。

优选的，所述吸油口开口向下。

本发明的有益效果为：

1、本发明的加热器中设置有阀门结构，可以在加热管束需要维修时，将加热管束抽出前将吸油口关闭，有效解决了将罐中油品导出增加的工作量，防止了油从吸油口发生泄漏，实现了在线快速维修；

2、位于油罐底部的壳体及位于壳体底部的吸油口使油品不会出现局部高温、炭化，保证了油品质量及加热器传热效率，使油罐出油口温度最高，保证了油品的流动性，同时避免了反复对罐内油品进行加热，保证了油品色度降低了油品处理的成本；

3、波浪状涡流热膜管使油品既得到适当、充分的加热，又无结焦、分解的可能，加热速度快，传热效率高；

4、管束采用不锈钢集束器固定管束，管间距变小，增加换热面积，减小换热器体积，减小壳程流通面积，提高流速，提高传热系数；

5、可对油品定量加热，需要导出多少加热多少。

附图说明

图1为本发明的实施例1阀门的主视图结构示意图；

图2为图1中沿A-A方向的剖视图结构示意图；

图3为本发明实施例1的轴测图结构示意图；

图4为本发明实施例2的轴测图结构示意图；

图5为本发明实施例2的剖视图结构示意图；

图6为本发明实施例2的主视图结构示意图；

图7为本发明的整体结构示意图。

其中，1、尾部空腔，2、后固定基座，3、导向杆，4、第一螺栓组，5、弹簧垫，6、密封挡板，7、限位结构，8、第二螺栓，9、传动丝杠，10、第四螺栓，11、螺丝套，12、卡套，13、丝杠导向铜套，14、前固定基座，15、凸起卡合结构，16、驱动手柄，17、加热器头部，18、驱动轴，19、壳体，20、支架。

具体实施方式

结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实施例1

如图2、图3和图7所示，一种带有阀门的油罐加热器，包括壳体19、加热部件和阀门结构，加热部件包括若干个加热管束和将加热管束进行固定的加热器头部17，加热器头部与壳体19配合将加热管束固定在壳体19的内部，加热管束通过不锈钢集束器固定在一起，加热器头部17设置有出油口，所述壳体的尾部设置有吸油口，所述阀门结构设置于壳体的尾部；

所述阀门结构包括前固定基座14、后固定基座2和活动阀体，前固定基座14和后固定基座2分别位于吸油口的两侧，且前固定基座14位于后固定基座2和加热器头部之间。

活动阀体位于前固定基座14和后固定基座2之间，活动阀体的前端设置有螺纹孔，前固定基座14上安装有传动丝杠9，前固定基座14与传动丝杠9之间设置有丝杠导向铜套13，所述传动丝杠9的一端与螺纹孔配合，另一端设置有凸起卡合结构15，贯穿所述加热器头部17设置有驱动轴18，驱动轴18的外端设置有驱动手柄16，驱动轴18的内端延伸至所述前固定基座14，且设置有与所述凸起卡合结构配合的凹槽。

驱动轴18与加热器头部17之间活动配合，驱动轴18与所述支架20之间活动配合，支架20对驱动轴18起到限位和支撑的作用。

由图1可知，前固定基座14上是开孔的，具体的开孔形状没有限制，此处的前固定基座14的作用是起固定作用，对传动丝杠9提供支撑安装的作用。

传动丝杠9的头部设置所述凸起卡合结构15，该凸起卡合结构15与驱动轴18上的凹槽配合，加热管束的旋转，带动传动丝杠9的旋转。

传动丝杠9上，靠近头部的位置设置卡合安装部，该卡合安装部为凸缘结构，卡套12套住该卡合固定部，再通过螺栓进行固定，便可以将卡合安装部限定在卡套与前固定基座3之间形成的环状槽中，传动丝杠9在环状槽的限定下能够原地旋转。

凸缘结构可以在传动丝杠9的一周均设置凸缘，也可以在传动丝杠9的局部设置凸缘，类似轴销的结构。

当需要维修换热器时，摇动驱动手柄16，带动驱动轴18转动进而带动传动丝杠9运动，活动阀体在传动丝杠9带动下，向外运动，将所述吸油口关闭；当加热管束维修完毕，将加热器安装回油罐，且与油罐之间密封设置，摇动驱动手柄16，带动驱动轴18转动进而带动传动丝杠9运动，活动阀体在传动丝杠9带动下，向内运动，将所述吸油口打开。

所述后固定基座2上开孔。由于该加热器的吸油口并不是位于加热器壳体的末端，即吸油口与加热器壳体的末端还留有一定的空间，即尾部空腔1，里面会储存满油，当活动阀体向加热器壳体的尾部运动过程中，如果加热器壳体尾部的油不能及时排出，会使壳体尾部的压力急速增大，使活动阀体的运动受限，所以，后固定基座2上开孔便于将壳体尾部的油排出。

所述活动阀体包括密封挡板6和导向杆3，密封挡板6通过所述传动丝杠9与所述前固定基座14连接，密封挡板6与所述壳体之间密封设置；密封挡板6与传动丝杠9的配合处设置有螺丝套11，该螺丝套11通过第二螺栓8和第四螺栓10或更多的螺栓安装在密封挡板6的通孔上，螺丝套11的内表面设置有螺纹，螺纹与传动丝杠9上的螺纹配合。

导向杆3的一端通过第一螺栓组4和弹簧垫5安装在密封挡板6上，弹簧垫5套合在螺栓上，另一端插入后固定基座2的通孔中，与后固定基座2活动配合。所述导向杆3的外表面设置有轴向凹槽，后固定基座2的通孔内壁上设置有与所述凹槽配合的凸起。

凸起与凹槽配合，使得导向杆只能做直线运动，不能进行旋转运动，更便于传动丝杠的传动。

所述活动阀体与前固定基座14之间设置有限位结构7。

限位结构7可以对活动阀体的运动起到限位的作用，避免活动阀体的过度运动。

所述限位结构7为固定在壳体内壁上的环状挡板。环状挡板可以同时对活动阀体的周边起到阻挡的作用，使活动阀体的各个部位同时停止运动，防止活动阀体的错位。

同时，如果环状挡板与密封挡板接触的面的形状相配合时，可以对密封挡板起到更有效密封，对换热器进行维修时，更有效防止润滑油的泄漏。

所述的加热管束为波浪状涡流热膜管。使用状态下，所述吸油口开口向下。

实施例2

如图4、图5和图6所示，所述活动阀体包括底部和侧壁，底部开孔，所述活动阀体的侧壁贴合于所述壳体19的内壁设置，侧壁上开设有与吸油口相对应的开口，侧壁的实体部分的长度大于所述吸油口的直径。

摇动驱动手柄16，带动驱动轴18旋转，进而带动传动丝杠9转动，活动阀体在传动丝杠9的带动下运动到前固定基座14处，活动阀体的侧壁将加热器壳体19的吸油口堵住，防止油罐内的油从吸油口流出。

加热器维修完毕后，将加热器安装在油罐中，并将两者密封设置，摇动驱动手柄16，带动驱动轴18旋转，进而带动传动丝杠9转动，传动丝杠9带动活动阀体向壳体19尾部方向运动，当活动阀体侧壁上的开口与吸油口相对时，打开吸油口。

所述侧壁的外表面沿轴向设置有凹槽，所述壳体的内壁上设置有与所述凹槽配合的凸起。

凸起也是沿轴向设置，将活动阀体的运动限定在一条直线上，提高了传动丝杠的传动效果。

下面是对本发明油罐局部快速加热器节能效果分析：

以中国石化润滑油济南分公司在容积为500M³油罐上的新型油罐快速加热器加热150BS型油品为例，通过运行测试与原列管式加热器比较，所得到结果极为理想，如下表所示：

从上表中可以看出，在同等工况条件下，采用“局部快速加热器”，油品在抽取过程中：

1、生产时间缩短，生产系统反应快速灵活，原需一、二天的操作过程在数小时内即可完成，生产节奏加快，效率提高。

2、冷凝水温度降低，蒸汽的热能得到充分利用，换热效率、能源利用率提高。

3、蒸汽耗量大幅降低，节能效果尤为显著。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。