专利名称：拆装便利的电磁感应式过热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种电磁感应过热装置，特别是有关一种拆装便利的 电磁感应式过热装置。
背景技术：
钢铁冶金、机械制造行业中采用蒸汽抽真空用于真空精炼、真空铸锭的 的场合，采用饱和蒸汽过热发电的场合，尾蒸汽过热再利用等场合都需要过 热蒸汽作为动力源。特别是真空精炼、真空浇注铸锭作业，其生产特点是一 种不连续的间断作业，广泛使用到以过热蒸汽作为动力源的蒸汽抽真空系 统。
目前制备过热蒸汽的传统手段主要包括两种第一、釆用燃油或燃气做 热源的快速锅炉来生产过热蒸汽。第二、在有低压饱和蒸汽条件的情况下， 由低压饱和蒸汽利用燃气过热装置来制取过热蒸汽。
这两种过热蒸汽的生产设备存在一个共同的不足是不能在整个蒸汽输 送网中任意安装和拆卸，也不能成为相对独立的可拆卸的一个模块化部件而 应用在蒸汽输送网中，并且设备体积庞大、结构相对复杂、使用不便。
另外，传统的燃油或燃气快速锅炉，投资高、装备庞大，启动时间长、 间歇期间热能浪费严重，热效率相对低；使用燃气燃烧加热低压饱和蒸汽的 燃气过热装置，也存在热效率低、燃烧室材料易损坏、调节灵敏性差等不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种拆装便利的电磁感应式过
4热装置，能方便地在蒸汽输送网中任意拆卸和组装而构成电磁感应蒸汽过热 系统，装备体积小，结构相对简单、拆装使用方便。
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种拆装便利的电磁感应式过 热装置，能构成为蒸汽输送网中相对独立可拆卸的一个模块化部件，安装拆 卸使用更加方便。
本实用新型所要解决的技术问题还在于为了克服传统快速锅炉设备相 对庞大、投资高、热效率低、启动时间长、余热浪费的不足；燃气过热装置 热效率低、断续生产燃烧室耐火材料易损坏和可控性差的缺点，提供一种拆 装便利的电磁感应式过热装置，利用电磁感应加热原理，使换热体集导磁、 导电、导热、发热、换热于一体，直接由换热体来制取过热蒸汽，从而达到 快速、高效、可控程度高、使用便捷、投资省的目的，且电热转化效率高。
本实用新型提供一种拆装便利的电磁感应式过热装置，包括装置主体， 在所述装置主体的两端分别设有进口法兰和出口法兰。
在优选的方案中，所述装置主体包括换热体，由具有导磁、导电、导 热性的金属材料制成，换热体设置多个沿换热体轴向延伸的透孔；绝热层， 设于换热体外围；感应线圈，绕设于绝热层外围；绝缘层，设于绝热层和感 应线圈之间；及外壳体，设在所述装置主体的外部。当然，在本实用新型中， 电磁感应过热装置并不局限于所描述的构造，现有技术当中其它的通过电磁 感应原理来实现蒸汽过热的装置都可以通过在两端设置进、出口法兰来解决 在蒸汽输送管网中任意安装和拆卸的问题。
在优选的方案中，进口法兰和出口法兰两者当中的一者与换热体间焊接 连接，保证了结构的整体刚度与密封，另一者与换热体通过螺纹和金属垫密 封连接，保证了整个电磁感应装置的可拆装性，以便于电磁感应过热装置的 内部维修；当然也可使二者与换热体均采用焊接连接，强度较高，或者二者 均采用螺纹和金属垫密封和换热体连接。
根据上述方案，本实用新型相对于现有结构的效果是显著的一、 本实用新型的拆装便利的电磁感应式过热装置的装置主体设有进口法兰和出口法兰，进、出口法兰有利于整个电磁感应过热装置在蒸汽输送网中的安装和拆卸，能用于现有的蒸汽输送管网中构成蒸汽过热系统，拆装使用方便。
二、 本实用新型的拆装便利的电磁感应式过热装置的装置主体还包括外壳体，这样由进、出口法兰和外壳体，能使整个电磁感应过热装置构成蒸汽输送网中相对独立可拆卸的一个模块化部件，体积小、相对结构简单，安装拆卸非常方便。
三、 本实用新型的拆装便利的电磁感应式过热装置，在感应线圈通电后产生的交变磁场直接作用在换热体上，使换热体内产生涡流电流，从而，实现电能向热能的转换，换热体是电磁感应的发热体，在实现电能向热能转变的同时，经流换热体透孔的蒸汽与透孔内壁进行换热，使蒸汽产生过热。本实用新型利用电磁感应加热原理，使换热体集导磁、导电、导热、发热、换热于一体，能直接由发热体与蒸汽换热制取过热蒸汽，需要过热蒸汽随时给
感应线圈通电实现对蒸汽过热，启动快速、换热效率高、可控程度好、使用
便捷、投资省，电热转化效率高；并且因为本实用新型中的换热体集磁性体
和提供换热空间于一身，无需进行磁性体和换热箱的焊接，换热体结构强度
大，能适用于快速、慢速启动与快速、慢速加热等各种场合，使用场合更广；进一步是以换热体内的透孔内壁表面作为换热面，换热面为非自由状态的固定表面，在通入饱和蒸汽时无震动、噪声低。
图l为本实用新型的电磁感应过热装置的剖视图。
图2为图1的A-A向视图。
图3为本实用新型中铸造换热体的钢管架的示意图。图4为图3的俯视图。图5为图3中的钢管架置于砂箱中的铸造示意图。图6为图5的俯视图。
具体实施方式
如图1、 2所示，本实用新型一个实施方式提供的一种拆装便利的电磁感应式过热装置，包括有装置主体1，本实用新型的改进之处是在装置主体1的两端设有进口法兰2和出口法兰3，从而电磁感应过热装置可以在蒸汽输送管网中任意组装和拆卸，现详细说明如下。
该装置主体1包括
换热体ll，由具有导磁、导电、导热性的金属材料制成，其中导磁性为能产生涡流电流，导电性为了具有一定电阻能发热，传热性为使换热好，优选铁素体不锈钢，这种材质具有较好的耐蚀性和耐高压能力，特别适用于工业抽真空过热蒸汽条件，在无腐蚀性的环境下，换热体11也可采用铸铁、碳钢及低合金钢等材质制成；在换热体11上设置多个沿换热体11轴向延伸的透孔110，这些透孔110在换热体11的径向截面内均匀分布，这些透孔110直径可设计为10 30nim;
绝热层15，设于换热体ll外围，绝热层15能避免换热体ll的热量向外散失，提高电热转化效率，绝热层15与换热体11之间可以采用缠裹连接；
感应线圈13，缠裹绕设于绝缘层12外围，感应线圈13优选水冷式感应线圈，散热效果好，能适用于大功率的工业领域，感应线圈13之间由支撑物支撑连接且相互绝缘；
绝缘层12，设于绝热层15和感应线圈13之间，以使通电的感应线圈13绝缘，优选使绝缘层12缠裹包覆于绝热层15外围，绝缘层12与绝热层15之间为缠裹连接，而感应线圈13绕设于绝缘层12外围优选采用缠裹连接；另外，绝缘层绕12也可以设于感应线圈13的导线线体外部，设置了绝缘层12的感应线圈13再绕设于绝热层15外围；导磁体16，导磁体16包括多个导磁组件160，例如5 20个，图l、 2中所示的方案为8个，在感应线圈13外围沿圆周均匀布置且与导磁体16间通过绝缘物相互绝缘，每个导磁组件160由多片两端具有头部162、中间具有凹槽161的"["型硅钢片叠成，两端的头部162朝向换热体11的方向，而感应线圈13及绝缘层12位于凹槽161内，从而能防止磁外散，避免磁污染，但导磁体16不是必须的元件；
外壳体14，设在装置主体1的外部，外壳体14优选由不导磁的金属材质制成，例如奥氏体不锈钢材料，以避免受到磁场的不利影响，外壳体14包覆在感应线圈13外部且与感应线圈13之间非接触式绝缘，当然外壳体14不是必须的，还可以根据现场具体空间单独定制能包覆住感应线圈的外保护罩，既能保护内部构件，也使感应线圈13避免与外界短路漏电。
感应线圈13通电产生交变磁场，直接作用在换热体11上使其产生涡流电流，实现电能向热能的转换，换热体11又是电磁感应的发热源，饱和蒸汽通入换热体11时，使流经换热体11透孔110的饱和蒸汽与透孔110内壁进行换热，依据理想气体的状态方程P。Vc/T。-PiV,/T,，换热体ll采用大量狭长的透孔110将蒸汽进口与出口联通，利用充足的饱和蒸汽与换热体11的透孔UO孔壁接触表面实现换热，属等压换热方法，P。与P,可近似认为相等即P。 二 Pw因此当被加热蒸汽温度T。提高n倍时，同质量蒸汽体积将提高同样n的倍数，其产蒸汽量(体积)相当于n个蒸汽锅炉的产蒸汽量(体积)，从而可以实用、便捷的制取过热蒸汽。
该换热体11集导磁、导电、导热、发热、换热、耐蚀于一体，利用电磁感应加热原理，直接由换热体U与饱和蒸汽换热来制取过热蒸汽，随时给感应线圈13通电，随时可实现对蒸汽过热，启动快速、换热效率高、可控程度好、使用便捷、投资省；同时换热体11集磁性体和提供换热空间于一身，无需进行磁性体和换热箱的焊接，换热体结构强度大，使用场合更广；以换热体11内的透孔110内壁表面作为换热面，该换热面为非自由状态的固定表面，在通入蒸汽时无震动、噪声低。
如图1所示，进、出口法兰2、 3优选由不导磁的金属材质制成，例如
奥氏体不锈钢材料，能避免进、出口法兰2、 3受到磁场的不利影响。现详细说明进口法兰2、出口法兰3与装置主体1的具体连接方式。其中，感应线圈13与进出口法兰2、 3之间由绝缘物支撑绝缘连接，导磁体16与进出口法兰2、 3之间采用螺丝绝缘把合连接，外壳体14与进出口法兰2、 3之间釆用螺丝把合连接或铆接。进口法兰2与换热体11间采用焊接连接，保证了结构的整体刚度与密封；出口法兰3与换热体11采用螺纹31和耐高温高压的金属密封垫圈32密封连接，保证了整个电磁感应过热装置1的可拆装性，在进行内部维修时可以将该出口法兰3拆卸下来，再依次卸下内部构件；当然也可以使进口法兰2采用螺纹31和耐高温高压的金属垫圈32密封连接，出口法兰3与换热体11焊接，效果是相同的，只是在内部维修时拆卸进口法兰2。进出口法兰2、 3也可以同时焊接在换热体11的两端，强度较高；也可以均通过螺纹和金属垫圈和换热体11密封连接。另外进出口法兰2、 3也可以通过紧固件与换热体11连接，但要保证密封性。由进出口法兰2、 3和外壳体14，能使整个电磁感应过热装置构成为蒸汽输送网中相对独立的可拆卸的一个模块化部件，体积小、相对结构简单、拆装使用方便，非常利于整个电磁感应过热装置在蒸汽输送网中的安装和拆卸，能适应于各种现有的蒸汽输送网中，来改造现有蒸汽过热系统。
如图1所示，还可以在进口法兰2处设有进口蒸汽监测仪，包括温度监测元件21 (例如测温热电偶)、流量计22和压力计23，以用于测定采集通入饱和蒸汽的温度、流量和压力的信号，并传送给控制电路；在出口法兰3处设有过热蒸汽温度监测元件33 (例如测温热电偶)，在换热体11上连接温度监测元件lll，以用于监测采集换热体的温度信号，并传送给控制电路。这些测温热电偶、流量计和压力计与进出口法兰2、 3之间均采用穿过式密封连接。如图3 6所示，该换热体11的透孔110可以采用铸造方式和机械加工
方式成型。其中对于铸造方式，换热体11可以一体铸造成型，通过在砂箱
中放置多个柱件来形成多个透孔110。在此，本实用新型提供一种新的铸造成型方式，换热体ll不是由一种材料一体铸造成型的，但能使铸造更简便。
换热体11由钢管架111和与钢管架111铸造在一起的铸造部112组成；钢
管架111包括设在两端的网孔架113、连接在两个网孔架113之间的多根钢管114，两个网孔架113分别设有多个通孔115，两个网孔架113上的通孔115 —一对应，各个钢管114的两端分别焊接在两个网孔架113上对应的两个通孔115内而构成所述钢管架111，由各个钢管114的内孔构成各个透孔110，而铸造部112位于两个网孔架113之间的多个钢管114的外围。其铸造成型过程如下如图3、 4所示，首先将数根内孔直径为10 30mm的不锈钢管114，按照透孔110的摆放位置插入到两端网孔架113内的通孔115中与网孔架113预先焊接到一起形成钢管架111，在各不锈钢管114内部用细的树脂砂116填实充满，完成钢管架111的制作。接着，如图5、 6所示，在铸造时，将钢管架111垂直固定在底箱41砂平面上，将造好型的带有直浇口 42、阶梯横浇口 43和环形浇口 44的砂箱45固定在底箱41上，砂箱45的内腔与钢管架111同心，随后安放冒口箱46，冒口箱46上的浇冒口杯47与对应的直浇口 42同心，冒口 48的内腔与钢管架111同心，最后将冒口箱46与钢管架111固定压紧，合箱完毕，合好箱后，将准备好的金属液49(铸铁、铸钢、不锈钢或低合金钢)浇入浇冒口杯47，金属液49经直浇口42、阶梯横浇口 43、环形浇口 44自下而上填充型腔至冒口 48上沿，经凝固、冷却后、开箱，去掉浇口棒、冒口、倒出粉化了的存在于钢管114内的树脂砂116残砂，再将铸件的外表面进行必要的加工即可完成换热体11的铸造成型。
但以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型的发明内容所作的等同变化与修饰，即任何
10他人在本实用新型的电磁感应过热装置或者现有的电磁感应过热装置上安装了进出口法兰，来解决便于在蒸汽管网中安装和拆卸的技术问题，都应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种拆装便利的电磁感应式过热装置，包括装置主体，其特征在于，在所述装置主体的两端分别设有进口法兰和出口法兰。
2. 如权利要求1所述的电磁感应过热装置，其特征在于，所述装置主体包括-换热体，由具有导磁、导电、导热性的金属材料制成，所述换热体设置多个透孔，所述多个透孔沿换热体轴向延伸； 绝热层，设于换热体外围； 感应线圈，绕设于绝热层外围；绝缘层，设于所述绝热层和所述感应线圈之间；以及 外壳体，设在所述装置主体的外部。
3. 如权利要求2所述的拆装便利的电磁感应式过热装置，其特征在于， 所述具有导磁、导电、导热性的金属材料为铁素体不锈钢、铸铁、碳钢或合 金钢。
4. 如权利要求2所述的拆装便利的电磁感应式过热装置，其特征在于， 所述多个透孔在换热体径向截面内均匀分布，直径为10 30mm。
5. 如权利要求2所述的拆装便利的电磁感应式过热装置，其特征在于， 所述电磁感应过热装置还包括导磁体，所述导磁体圆周布置在感应线圈外 围。
6. 如权利要求5所述的拆装便利的电磁感应式过热装置，其特征在于， 所述导磁体包括5 20个导磁组件，在感应线圈外围均匀布置，每个导磁组 件由多片两端具有头部、中间具有凹槽的"["型硅钢片叠成，两端的头部 朝向换热体方向，感应线圈及绝缘层位于凹槽内。
7. 如权利要求2所述的拆装便利的电磁感应式过热装置，其特征在于，所述换热体的各透孔由机械加工成型。
8. 如权利要求2所述的拆装便利的电磁感应式过热装置，其特征在于，所述换热体由钢管架和与钢管架铸造在一起的铸造部组成；所述钢管架包括 设在两端的网孔架、连接在两个网孔架之间的多根钢管，各个钢管的内孔构 成所述各个透孔，所述铸造部位于两个网孔架之间的多个钢管外围。
9. 如权利要求8所述的拆装便利的电磁感应式过热装置，其特征在于， 所述两个网孔架分别设有多个通孔，两个网孔架上的通孔一一对应，所述各 个钢管的两端分别焊接在两个网孔架上对应的两个通孔内而构成所述钢管 架。
10. 如权利要求1 9中任意一项所述的拆装便利的电磁感应式过热装 置，其特征在于，所述进、出口法兰和外壳体采用不导磁的金属材料制成；进口法兰和出口法兰两者当中的一者与换热体间焊接连接，另一者通过螺纹和金属垫圈与换热体密封连接；或者二者均与换热体焊接连接；或者二者均 通过螺纹和金属垫圈与换热体密封连接。
专利摘要一种拆装便利的电磁感应式过热装置，包括装置主体，在装置主体的两端分别设有进口法兰和出口法兰。装置主体包括换热体，由具有导磁、导电、导热性的金属材料制成，换热体设置多个沿换热体轴向延伸的透孔；绝热层，设于换热体外围；感应线圈，绕设于绝热层外围；绝缘层，设于绝热层和感应线圈之间；及外壳体，设在所述装置主体的外部。进口法兰和出口法兰两者当中的一者与换热体间焊接连接，另一者通过螺纹和金属垫圈与换热体密封连接；或者二者均与换热体焊接连接。该电磁感应过热装置能成为蒸汽输送网中相对独立可拆卸的一个模块化部件，可方便地在蒸汽输送网中任意拆卸和组装而形成电磁感应蒸汽过热系统，装备体积小，结构简单、拆装使用方便。
文档编号F22G3/00GK201396746SQ200920107618
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者周守航, 张西鹏, 李永红, 杨源满, 王丹民, 王永涛, 陈克明, 韩庆礼, 黄衍林 申请人:中冶京诚工程技术有限公司