用于泵送系统的流体加热器的制造方法
【技术领域】
[0001]一般地，本发明涉及用于工业应用的加热器。更具体地，本发明涉及结合借助于由泵送和喷射系统分配将可变加热提供至黏性流体的加热器。
【背景技术】
[0002]在与高黏性材料一起使用的喷射系统中，期望将热量提供至位于喷射系统内的材料以促进所述材料泵送至喷枪。具体地，升高的温度可以减小材料的黏度，以使其易于泵送和喷射。高黏性材料在通过仅利用材料流过其中的单一通道的传统加热器泵送时经历较大的压降。已经开发各种加热器试图减小加热器内的压紧。具体地，Kolibas的美国专利N0.4，465，922描述了具有材料流过其中的双通道的加热芯部。这样的加热器利用芯部和覆盖均由导热材料制成的通道的套管来使贯穿加热器的热传递最大化。该加热器还使用设置在接近流通通道的跨中间位置的芯部的内部中的温度传感器。需要持续改进用于喷射系统中的加热器的性能，以能够耐受更高的压力和温度并且能够更准确地管理所泵送材料的温度。
【发明内容】
[0003]一种用于泵送系统的流体加热器系统，包括芯部、加热元件和套管。该芯部包括由导热材料制成的主体以及形成在该主体的外周上的多个通道。该加热元件设置在该芯部中。该套管邻近该多个通道围绕该芯部。该套管由具有高于所述芯部的导热材料的强度的强度的材料形成。在另一实施例中，所述多个通道被切成斜面，以形成公共出口通气部的一部分，并且所述芯部包括紧邻所述公共出口通气部定位的温度传感器。
【附图说明】
[0004]图1是示出定位在流体泵与喷枪之间的喷射系统的示意图。
[0005]图2A是示出连接至定位在入口壳体与出口壳体之间的套管的外壳的图1的加热器的透视图。
[0006]图2B是示出多通道芯部和从套管延伸的加热筒的图2A的加热器的分解图。
[0007]图3是示出加热筒和连接至电路板的电阻式温度检测器(RTD)的图2A和2B的外壳的局部剖视分解图。
[0008]图4是示出图3的RTD相对于芯部的出口通气部的位置的图2A的部分4_4。
【具体实施方式】
[0009]图1是具有本发明的实施例所针对的加热器11的喷射系统10的示意图。除加热器11之外，喷射系统10包括流体容器12、空气源14、分配器16和泵18。喷射系统10通过空气分配管路20提供有来自空气源14的加压空气。空气分配管路20绞接至空气源管路22中，该空气源管路22直接连接至空气源14。在一个实施例中，空气源14包括压缩机。空气源管路22可以连接至多个空气分配管路，用于驱动多个分配器。空气分配管路20包括诸如过滤器24、阀26和空气调节器28的其它部件。气动马达组件34在空气入口 30处被供给来自空气分配管路20的加压空气。泵18被连接至地面32。加压空气驱动泵18中的气动马达组件34，该气动马达组件驱动泵组件36。在驱动气动马达组件34之后，加压空气在空气排出口 38处离开泵18。
[0010]在一个实施例中，泵18包括线性排量活塞泵，以使得气动马达组件34驱动泵组件36中的活塞。泵组件36中的活塞的操作通过流体管路40从容器12抽取诸如颜料或工业涂料的流体。流体管路40可包括被定位以浸没在容器12中以维持泵组件36的起动注入(priming)的止回阀的吸入管。泵18给流体加压并且将其推动至排放管路42中，该排放管路42在截流阀41处被连接至加热器11。流体管路43允许加压流体在导向阀44 (directorvalve)被定位为连接流体管路43与流体管路40时回流至容器12。
[0011]加热器11包括加热泵18与分配器16之间的加压流体的加热装置。当导向阀44被定位为连接流体管路45与流体管路40时，流体管路45提供从分配器16至泵18的回路。流体管路46连接加热器11与分配器16。分配器16包括在被操作者致动时分配流体的手动操作阀。在一个实施例中，分配器16包括具有使加压流体雾化的孔的喷枪。背压阀47被定位在流体管路45和46中，以防止回流通过系统10。此外，系统10还可以包括压力释放系统48，该压力释放系统48允许加热器11与分配器16之间的加压流体排至容器49中。系统10还可以包括具有排泄阀51的过滤器50，用于从加压流体中筛选杂质。
[0012]期望在特定的喷射操作中控制所泵送流体的黏度。具体地，一些流体在较高温度下变为较低黏性，其使得流体易于泵送和喷射。例如，期望控制经由采用雾化喷射技术的分配器施加的流体的黏度。当所喷射流体贯穿喷射操作具有相同的黏度时，雾化喷射技术施加更均匀一致的涂面。加热器11控制泵18与分配器16之间的加压流体的温度，以促进更一致的喷射操作。可以使用连接至温度传感器和加热元件的电子器件主动地控制加热器11，以将流体的温度维持在所期望的范围内。
[0013]为了使加压流体通过内嵌式加热器，通常需要升高所泵送流体的压力，以克服在加热器内引起的压力损失。上述Kolibas的美国专利N0.4，465，922中描述的加热器利用位于加热器中的双流动通道来减小加热器内的压力损失。然而，由加热器内的泵产生的压力仍然是显著的并且使加热器遭受负荷，该负荷可导致被制作用于优化热传递的特别是套管的加热器部件的破裂或故障。在一个实施例中，本发明的加热器11利用由在加热装置与流体之间具有高传热系数、而在围绕加压流体处具有高强度的材料制作而成的加热器。
[0014]图2A是示出连接至套管54的外壳52的图1的加热器11的透视图，该套管54定位在入口壳体56与出口壳体58之间。图2B是示出从套管54延伸的多通道芯部60和加热筒62的图2A的加热器11的分解图。加热器11还包括流体出口歧管64、安装支架66和流体入口 68。图2A和2B被同时讨论。
[0015]图2A和2B公开了包括内RTD (电阻式温度检测器)温度传感器(参见图3)的加热器11的实施例。在该构造中，出口歧管64包括堵头70、出口配件72和堵头74。然而，在其它实施例中，堵头74可以被移除并且温度计可以被插入出口歧管64中。此外，堵头70和出口配件72可以切换以适应与处于不同方向中的流体管路的连接，例如图1中所示。
[0016]安装支架66以及U形螺栓73A和螺母73B被用来将加热器11固定在期望的位置中，例如靠近用于流体入口 68和出口配件72的流体管路。如参照图1的讨论所示，加压流体在流体入口 68处进入入口壳体56，在芯部60与套管54之间的流体通道内行进至出口壳体58。在本发明的一个实施例中，芯部60包括三个平行的流动通道78A、78B和78C，其中每一个流动通道都在入口壳体56处接收流体并且在出口壳体58处排出流体。来自加热筒62的热能通过芯部60行进至流动通道78A-78C，以减小加压流体的黏度。同时，流动通道78A-78C的增大的总横截面面积限制加热器11产生的压力损失。流动通道78A-78C将参照图4进一步详细讨论。
[0017]在本发明的一个实施例中，芯部60由传热系数高于套管54的传热系数的材料制成，同时套管54由强度高于芯部60的强度的材料制成。例如，芯部60可以由铝或铝合金制成，同时套管54由诸如不锈钢的钢制成。铝比不锈钢更导热大约十五倍，而不锈钢比铝强大约两倍。这样，芯部60可以被优化用于将热能从加热筒62传递至流动通道78A-78C，同时套管54可以被优化用于给加热器11提供强度以耐受由加压流体产生的力。具体地，套管54相对于芯部60的作用在传热至流动通道78A-78C中起较小的作用。此外，三个流动通道的存在增加了芯部60暴露于加压流体的表面面积，由此增加了传热能力。这样，由具有优于芯部60的材料的强度能力的材料制成套管54变为可接受的。
[0018]此外，套管54能够容易地从芯部60移除，以使得加热器11可以被拆卸以便维护和维修。特别地，套管54可以被移除，以使得通道78A-78C内堵塞的材料可以被去除。此后，加热器11可以被重新组装，以便进一步使用。在一个实施例中，芯部60被压入配合进套管54中，并且套管54被拧入入口壳体56和出口壳体58中。此外，固定螺钉或销81A_8ID可以被用来将套管54固定至出口壳体58和入口壳体56上。
[0019]具体参照图2B，加热筒62通过头部82被插入芯部60的内部。加热筒62电连接至设置在外壳52中的电子器件。例如，加热筒62和指示灯80被连接至电路板并且被安装至头部82。当加热筒62起作用时，指示灯80可以被用来发信号。此外，恒温开关和诸如RTD (图3和4)的温度感测装置可以位于外壳52内。芯部60包括传感器孔83，温度感测装置的探针延伸进该传感器孔83中。
[0020]图3是安装至帽86的RTD 84和加热筒62A和62B的近视透视图。外壳52被部分拆除并且从帽86分解地示出。加热筒62A和62B、RTD 84和指示灯80被电耦合至外壳52内的电路板88。使用螺母89将指示灯80固定至外壳52。配件90被连接至外壳52，以允许电缆连接至电路板88，从而提供电力给加热筒62A和62B以及加热器11的其它部件。
[0021]使用紧固件92A-92D将帽86固定至芯部60 (图4)。帽86提供用于将诸如指示灯80的电子部件和诸如出口壳体58 (图