一种快速加热液体的电加热装置的制作方法

文档序号:11213825阅读:1340来源:国知局
一种快速加热液体的电加热装置的制造方法

本发明涉及液体加热设备领域,更具体的说,是涉及一种可用于液体高效快速加热的装置,尤其适用于需要快速产生高温液体和蒸汽的场所。



背景技术:

现有的液体加热装置一般采用在容器中进行加热,容器中有电热管,通过电热管中的电热丝将电能转换成热能加热容器中的液体,由于电热管中的电热丝需要通过石英砂与电热管壁形成绝缘层,因此造成电热丝的热量必须通过石英砂才能传递到加热被液体中,而石英砂的导热系数小,石英砂层又比较厚,因此加热效率低下,同时由于是在容器中加热,要将容器中的所有液体加热到需要的温度,所需的时间也比较长。



技术实现要素:

本发明为了解决加热速度慢,热效率底下等问题,而提供了一种新的液体加热装置,能够有效提高电热转换效率,实现液体的快速加热。

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种快速加热液体的电加热装置,所述电加热装置由储液箱、水泵、单向阀、加热模块、温度传感器、压力传感器、压力表、液位计、智能温控仪、中央控制器、功率控制模块、功率模块组成;

储液箱通过管路和阀门与水泵进口连接,水泵出口连接到单向阀进口,单向阀出口通过管路与加热模块进口连接,加热模块出口通过管路及三通与压力储罐和压力表连接,压力表通过管路连接到出口阀门,形成完整的流体回路;

压力传感器通过接头与压力储罐连接,压力传感器的信号通过电缆连接到中央控制器,加热模块中的温度传感器通过电缆与智能温控仪连接,智能温控仪的rs485端口与中央控制器的rs485端口连接,控制信号输出端与功率控制模块的信号接收端连接,中央控制器的输出端与功率控制模块的启动端连接,功率控制模块的调控端与功率模块受控端连接,以此形成完整控制回路。

所述加热模块是由至少两个加热单元通过串联或者并联的连接方式进行组成,并在最外层包裹绝热层形成。所述加热单元包括带内翅片的金属导管,带内翅片的金属导管外周依次复合内绝缘层、内电极、正温度系数热敏电阻(ptc)电加热层、外电极、外绝缘层。

本发明具有下述有益效果:

本发明采用的ptc电加热层与内翅片金属导管是复合成一体的加热单元,大幅提升了加热速度,金属导管内的翅片结构不但可以增加传热面积,还可以提高金属导管结构强度,使其可以承受较高的压力。

由多个加热单元串联或者并联组成的加热模块可以提供更高的温度或者更大的流量。

采用了由中央控制器为核心的自动控制系统,简化了控制系统电路,控制更加简单可靠,提高了该装置安全性。

附图说明

图1是加热单元结构示意图;

图2是串联加热单元组成的加热模块的结构示意图;

图3是并联加热单元组成的加热模块的结构示意图;

图4是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示,在内翅片金属导管1-1外周依次复合上内绝缘层1-2、内电极1-3、ptc电加热层1-4、外电极1-5、外绝缘层1-6,每根复合好的导管为一个加热单元。

如图2-3所示,由多个加热单元2-1串联或者并联,外面包覆绝热层2-2组成的加热模块。

如图4所示,该电加热装置由储液箱1、水泵2、单向阀3、加热模块4、温度传感器5、压力传感器6、压力表8、液位计9、智能温控仪10、中央控制器11、功率控制模块12、功率模块13组成;

储液箱1通过管路和阀门与水泵2进口连接,水泵2出口连接到单向阀3进口,单向阀3出口通过管路与加热模块4进口连接,加热模块4出口通过管路及三通与压力储罐7和压力表8连接,压力表8通过管路连接到出口阀门,形成完整的流体回路;压力传感器6通过接头与压力储罐7连接,压力传感器6的信号通过电缆连接到中央控制器11,加热模块4中的温度传感器5通过电缆与智能温控仪10连接,智能温控仪10的rs485端口与中央控制器11的rs485端口连接,控制信号输出端与功率控制模块12的信号接收端连接,中央控制器11的输出端与功率控制模块12的启动端连接,功率控制模块12的调控端与功率模块13受控端连接,以此形成完整控制回路。

本发明带内翅片的金属导管,导管外部复合ptc电加热层,当ptc电加热层通有电流时,会迅速发热,由于ptc电加热层与内翅片金属导管是复合成一体的,因此热量会迅速传递到导管内部,金属导管内的翅片增加了传热面积,导管内的液体能快速进行热量交换,使被加热液体迅速升温。多个金属导管并联组或着串联形成一个加热模块,加热模块的外部包覆绝热层,防止热量的散失。

启动加热后,中央控制器给智能温控仪发送指令设定加热温度值,同时启动水泵和功率控制模块,被加热液体由储液箱经水泵进入加热模块,功率控制模块则进入工作状态。智能温控仪将温度传感器的温度值与设定值进行比对,输出控制信号给功率控制模块,功率控制模块根据控制信号的大小,控制功率模块的输出功率,控制加热温度达到设定值,形成闭环控制。加热过程中,中央控制器不断读取智能温控仪的温度数据,当温度值超过设定的上限值时,将直接关闭功率控制模块,停止功率输出。同时中央控制器还会监测加热模块出口的压力值,一旦压力超过上限值,也将直接关闭功率控制模块,停止功率输出,同时关闭水泵。液位计用于监控储液箱的液位高低。

中央控制器由单片机和外围电路组成,具备温度监控、压力监控、功率控制、设备工作状态指示功能,具备rs485串口,可以实现与智能温控仪数据通信。

本发明工作过程简述如下:

首先给储液箱1加如需要加热的液体,通过液位传感器9监控液位的高低,然后打开水泵2进口端的阀门,再打开加热模块4出口端阀门。启动加热,中央控制器11给智能温控仪10发送指令设定加热的温度值,同时启动泵2和功率控制模块12,被加热液体由储液箱1经水泵2通过单向阀3进入加热模块4。智能温控仪10将温度传感器的温度值与设定值进行比对,输出控制信号给功率控制模块12,功率控制模块12根据控制信号的大小,使功率模块13的输出相应的功率,控制被加热液体的温度达到设定值。加热过程中,中央控制器11不断读取智能温控仪10的温度数据,当温度值超过设定的上限值时,将直接关闭功率控制模块12,使功率模块13停止功率输出。同时中央控制器11还会监测加热模块4出口的压力值,一旦压力超过上限值,也将直接关闭功率控制模块12,使功率模块13停止功率输出,同时关闭水泵2。上述加热功能的完成均是由中央控制器11中的单片机里的程序进行自主控制。液位传感器9用于监控储液箱的液位高低,当液位高于或者低于上下限是均会发出报警。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种快速加热液体的电加热装置。本发明储液箱通过管路和阀门与水泵进口连接,水泵出口连接到单向阀进口,单向阀出口通过管路与加热模块进口连接,加热模块出口通过管路及三通与压力储罐和压力表连接,压力表通过管路连接到出口阀门;中央控制器、功率控制模块、功率模块、加热模块依次连接,加热模块内安装温度传感器,智能温控仪和压力传感器分别连接中央控制器。本发明采用的PTC电加热层与内翅片金属导管是复合成一体的加热单元,大幅提升了加热速度,金属导管内的翅片结构不但可以增加传热面积,还可以提高金属导管结构强度,使其可以承受较高的压力。

技术研发人员:马东;王福忠;王宝忠
受保护的技术使用者:天津市泓森机械有限公司
技术研发日:2017.08.08
技术公布日:2017.10.10
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