用于对液态合金加热的预热器的制作方法

本实用新型涉及加热设备技术领域，更具体地说，涉及一种用于对液态合金加热的预热器。

背景技术：

目前，用于铅铋合金的预热器主要是通过电热元件加热，使铅铋合金的温度达到工艺需求。常规的电热元件包括电极(夹在预热器两端直接通电)、电加热丝、电加热棒和硅碳棒等。

电极直接通电加热不适用于铅铋合金，由于铅铋合金具有较好的导电性，这种方式会使整个回路带电，其电阻特性极大地增加了这种加热方式的负担；另外考虑到氧控等因素会使结构材料的壁面会出现氧化层，这增加了电加热段内电阻的不确定性；因此直接通电加热对于液态铅铋合金实验回路来说基本不可行。

电加热丝的热流密度低，当需要大温升时，电加热丝会很长，导致筒体(管道)相应变长，增加回路阻力；如果大幅提高电加热丝的功率密度，则电加热丝的温度会急剧增加，这大幅增加了电加热丝的制造难度。

硅碳棒具有导电性，不能放置在预热器内部，只能防止在预热器外部进行辐射换热，但该种换热并不稳定，且需要作隔热绝缘罩，体积庞大，成本较高；另外硅碳棒本身具有衰竭特性，随着时间的推移，硅碳棒的电阻特性会发生缓慢变化。

电加热棒相对前三种来说能够承受较高温度，加热棒壳体壁厚可以定制，适当增加厚度能够较长时间地承受铅铋合金的腐蚀作用，合理布局则可以获得较高的加热功率；另外加热棒可采用可拆连接密封，当加热棒损坏后可以更换。

有些预热器的加热部分为物料管道外包覆的电加热层，该电加热层传热还需要通过管道导热，传热效率低，为获得较大温升，必须提高换热面积，这会导致物料管道变长，回路阻力增加；另外，管外加热，热阻大，加热丝自身温度提高，增加加热丝制造难度、缩短加热丝使用寿命；为节省空间，物料管道呈折线弯曲式，虽然节约了空间，但使回路阻力进一步增加。

还有些预热器的端盖与加热棒的密封方式为非可拆式连接，一旦加热棒损坏，很难进行加热棒的更换；液态金属钠实验回路的预热器为矩形截面压力容器，耐压性能不如圆筒形压力容器，且在使用相同量材料的情况下，容积小于圆筒形压力容器；该种是针对液态金属纳的预热器，若用于液态铅铋合金，实际应用效果未知。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种用于对液态合金加热的预热器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于对液态合金加热的预热器，包括预热组件，所述预热组件包括筒体、第一端盖、第二端盖以及至少一根第一加热棒和至少一根第二加热棒；

所述筒体的侧壁上设有第一接口、第二接口，所述第一接口、第二接口分别靠近所述筒体的两端端部；

所述第一端盖、第二端盖分别盖设在所述筒体的两端，所述第一端盖上设有至少一个第一插接孔，所述第二端盖上设有至少一个第二插接孔，且所述第一插接孔、第二插接孔错开设置，所述第一加热棒、第二加热棒分别从所述第一插接孔、第二插接孔穿设到所述筒体内，且所述第一加热棒、第二加热棒插入的端部位于所述筒体内，所述第一加热棒、第二加热棒在轴向方向上交错设置。

优选地，所述第一接口、第二接口在所述筒体的周向方向上错开设置，所述第一接口、第二接口上分别设有接管。

优选地，所述第一接口、第二接口在所述筒体的周向方向上错开180°设置。

优选地，所述第一加热棒、第二加热棒外分别螺接有快接头，所述快接头与所述第一插接孔、第二插接孔对应连接。

优选地，所述第一加热棒位于所述筒体内的端部与所述第二端盖的内侧面邻近；所述第二加热棒位于所述筒体内的端部与所述第一端盖的内侧面邻近。

优选地，所述预热器包括至少两个预热组件，各所述预热组件沿长度方向串联设置，两相邻的所述预热组件的第一加热棒、第二加热棒的端部对应连接。

优选地，所述预热组件的所述第一加热棒、第二加热棒中的部分功率可调节，所述第一加热棒、第二加热棒中的部分采用开关控制；或，

所述第一加热棒、第二加热棒的功率均可调节；或，

所述第一加热棒、第二加热棒采用开关控制。

优选地，所述预热组件还包括设置在所述筒体内的支撑结构，对插入的所述第一加热棒、第二加热棒支撑，并让液态合金能在所述筒体内从所述第一接口向所述第二接口流动。

优选地，所述支撑结构包括在所述筒体内侧设置的支撑板，所述支撑板上设有分别供所述第一加热棒、第二加热棒穿设的通孔。

优选地，所述支撑结构包括在所述筒体内沿轴向分布的多个支撑板。

优选地，所述支撑板上开设有供液态合金流动的流通口。

优选地，所述第一插接孔、第二插接孔绕所述筒体的中心交替分布，且所述第一插接孔、第二插接孔与所述通孔的周向位置对应。

优选地，所述流通口包括在所述支撑板中部设置的流动孔、以及在所述支撑板的下侧设置的缺口。

实施本实用新型的用于对液态合金加热的预热器，具有以下有益效果：第一加热棒、第二加热棒分别从两端插入到筒体内，且在两端的第一插接孔、第二插接孔错开后，同一端的加热棒之间会有充足的空间，利于同一端的加热棒上的快接头等连接件的安装，也可以让从两端插入筒体内的加热棒之间的间距能更小，让筒体内加热棒的排布更加的紧密，减小筒体的外形尺寸，节约材料和空间。

预热组件结构简单，制造简便，可根据工艺需求和现场布置改变筒体的内径和长度，以及加热棒的长度，从而能够调整预热组件的功率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例中的用于对液态合金加热的预热器的预热组件的剖面结构示意图；

图2是图1中的预热组件的第一端盖上的第一插接孔和第二端盖上的第二插接孔绕轴心交替设置时的结构示意图；

图3是图1中的第一加热棒、第二加热棒在筒体内的部分轴向交错时的示意图；

图4图1中的预热组件的支撑板在筒体内的位置示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一个优选实施例中的用于对液态合金加热的预热器包括预热组件1，预热组件1可以为一个，也可为多个。

在一些实施例中，预热组件1包括筒体11、第一端盖12、第二端盖13以及三根第一加热棒14、三根第二加热棒17。

筒体11的侧壁上设有第一接口111、第二接口112，第一接口111、第二接口112分别靠近筒体11的两端端部，可让液态合金从一端的第一接口111流进筒体11，并从另一端的第二接口112流出筒体11，在流动过程中，被筒体11内的第一加热棒14、第二加热棒17加热。

第一加热棒14、第二加热棒17本身不导电，位于筒体11内的部分直接对流动的液态合金进行加热，第一加热棒14、第二加热棒17不加热部分可以根据实际温度以及导线耐温需求进行延伸，这降低了第一加热棒14、第二加热棒17导线的耐热等级，降低了加工难度。

液态合金通常为液态铅铋合金，预热器可以应用于液态铅铋合金实验回路，对液态铅铋合金加热，在其他实施例中，液态合金也可为液态金属纳。

优选地，第一接口111、第二接口112在筒体11的周向方向上错开设置，可以利用重力让液态合金从高位向低位流动。在本实施例中，第一接口111、第二接口112在筒体11的周向方向上错开180°设置，可以在筒体11水平放置时，让第一接口111位于筒体11的上侧，让第二接口112位于筒体11的下侧，利于液态合金流进、流出筒体11。

通常，第一接口111、第二接口112上分别设有接管113，便于管道通过接管113转接连接至第一接口111、第二接口112，在其他实施例中，管道也可直接连接至第一接口111、第二接口112。

结合图2所示，进一步地，第一端盖12、第二端盖13分别盖设在筒体11的两端，第一端盖12上设有三个第一插接孔121，第二端盖13上设有三个第二插接孔131，且第一插接孔121、第二插接孔131错开设置，供第一加热棒14、第二加热棒17分别从第一插接孔121、第二插接孔131穿设到筒体11内。

优选地，如图3所示，第一加热棒14、第二加热棒17插入的端部位于筒体11内，第一加热棒14、第二加热棒17在轴向方向上交错设置，让第一加热棒14、第二加热棒17从两端分别插入，可以减少从每端插入的加热棒的数量，但仍能保证预热组件1的预热功率，还能减小相邻加热棒之间的间距，对筒体11内的整个空间都能加热到，不存在加热盲区，提升了加热效率。

为了固定和安装第一加热棒14、第二加热棒17，第一加热棒14、第二加热棒17位于筒体11外的端部通常会设置快接头15等连接件，快接头15通常会占用第一加热棒14、第二加热棒17外圈的空间。

由于第一加热棒14、第二加热棒17分别从两端插入到筒体11内，且在两端的第一插接孔121、第二插接孔131错开后，同一端的第一加热棒14或第二加热棒17之间会有充足的空间，利于同一端的第一加热棒14或第二加热棒17上的快接头15等连接件的安装，也可以让筒体11内第一加热棒14、第二加热棒17的间距能更小，可以让筒体11内第一加热棒14、第二加热棒17的排布更加的紧密，减小筒体11的外形尺寸，节约材料和空间。

预热组件1结构简单，制造简便，可根据工艺需求和现场布置改变筒体11的内径和长度，以及第一加热棒14、第二加热棒17的长度，从而能调整预热组件的功率。

第一加热棒14、第二加热棒17接电后，进行加热，热流密度高，能实现大温升，加热功率稳定可控，在液态合金从筒体11内流过时，第一加热棒14、第二加热棒17与铅铋介质直接接触加热迅速，且不用担心绝缘问题。

预热器采用单元形式，预热组件1的第一加热棒14、第二加热棒17可以根据需要设置不小于1根第一加热棒14或第二加热棒17为功率连续调节型，让部分第一加热棒14或第二加热棒17的功率可调节，其余为开关型，采用开关控制第一加热棒14或第二加热棒17的开关，这样既可以降低功率调节成本，又可以连续调节预热器功率；也可以每个第一加热棒14、第二加热棒17的功率都可调节，方便整体功率调节；也可以采用开关控制每个第一加热棒14、第二加热棒17的开关。

本实施例中，第一加热棒14、第二加热棒17外螺接有快接头15，快接头15与第一插接孔121、第二插接孔131对应连接，通常快接头15先焊接在第一插接孔121、第二插接孔131上，供第一加热棒14、第二加热棒17安装。由于快接头15与第一加热棒14、第二加热棒17螺接，让第一加热棒14、第二加热棒17可拆卸地安装在第一端盖12、第二端盖13上，一旦第一加热棒14、第二加热棒17损坏，第一加热棒14、第二加热棒17可快速更换。当然，从两端插入的第一加热棒14、第二加热棒17也可直接与第一插接孔121、第二插接孔131螺接连接。

在一些实施例中，预热组件1还包括设置在筒体11内的支撑结构16，对插入的第一加热棒14、第二加热棒17支撑，并让液态合金能在筒体11内从第一接口111向第二接口112流动。

支撑结构16作为第一加热棒14、第二加热棒17的支撑，可以使第一加热棒14、第二加热棒17的长度不受限制，第一加热棒14、第二加热棒17越长，加热功率越大，使预热器在较少第一加热棒14、第二加热棒17数目的情况下具有较大功率。

优选地，第一加热棒14位于筒体11)内的端部与第二端盖13的内侧面邻近；第二加热棒17位于筒体11内的端部与第一端盖12的内侧面邻近，让预热器的功率变大。

结合图4所示，支撑结构16包括在筒体11内侧设置的支撑板161，支撑板161上设有分别供第一加热棒14、第二加热棒17穿设的通孔162。

优选地，支撑结构16包括在筒体11内沿轴向分布的多个支撑板161，可以对较长的第一加热棒14、第二加热棒17在长度方向间隔支撑，防止第一加热棒14、第二加热棒17变形。

优选地，三个第一插接孔121和三个第二插接孔131绕筒体11的中心交替分布，且第一插接孔121、第二插接孔131与通孔162的周向位置对应，便于第一加热棒14、第二加热棒17从第一插接孔121、第二插接孔131的位置插入后，能直接插入到支撑板161的通孔162上并固定。

在其他实施例中，第一插接孔121、第二插接孔131的数量也可分别为一个或其他数量，错开交替设置后，能让从两端插入的第一加热棒14、第二加热棒17的间距能更紧密，还能减小对其中一端的第一加热棒14或第二加热棒17安装时的影响。

支撑板161上开设有供液态合金流动的流通口，优选地，流通口包括在支撑板161中部设置的流动孔163、以及在支撑板161的下侧设置的缺口164。缺口164位于支撑板161的下侧，当筒体11内的液位较低时，可以便于筒体11内的液态合金等溶液流动向外排液。在其他实施例中，流通口设置的位置也可不做限定，能保证液态合金在筒体11内流动即可。

在其他实施例中，支撑结构16也可为框架结构，框架上设有通孔162供第一加热棒14、第二加热棒17穿过，框架结构还利于液态合金在筒体11内流动。

根据工艺需求，当预热器包括两个及两个以上的预热组件1时，各预热组件1沿长度方向串联设置，两相邻的预热组件1的第一加热棒14、第二加热棒17的端部对应连接，获得更大加热功率。具体连接方式可以为一个预热组件1的第一加热棒14与另一预热组件1的第一加热棒14连接，也可为一个预热组件1的第一加热棒14与另一预热组件1的第二加热棒17连接，或者为一个预热组件1的第二加热棒17与另一预热组件1的第二加热棒17连接。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。