独立加热软管的制作方法

文档序号:32009511发布日期:2022-11-02 16:24阅读:88来源:国知局
独立加热软管的制作方法
独立加热软管
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月18日提交的名称为“独立加热软管”、序列号62/991,376的美国临时申请的权益,其通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及加热软管,诸如用于多成分(例如流体)分配系统的加热软管。更具体地,本公开涉及独立的电加热软管。


背景技术:

4.多成分(例如流体)涂敷器包括分配系统,所述分配系统接收单独的惰性材料成分,根据预定比率混合成分,然后将成分作为活性化合物分配。例如,通常使用多成分涂敷器来分配在将分别是惰性的树脂成分和活性成分混合之后固化的环氧树脂和聚氨酯。在混合之后,化学反应开始,这使得混合物进行交联、固化和凝固。因此,两种成分在系统中具有单独的线程,使得它们可以尽可能长地保持分离。分配装置(诸如喷涂器或其他装置)在每种成分被单独地泵送之后接收每种成分,并且混合这些成分以作为活性化合物输送。
5.一些分配系统包括电加热软管,所述电加热软管通过使导体缠绕柔性内管并且然后将经缠绕的管包裹在护套中来制造。加热软管将流过每个软管的材料成分的温度增加到期望的温度,从而确保实现合适的活性混合物。传统的加热软管同时地接收电能供应以通过软管的电阻加热来增加温度。承载每种成分的各个软管由单个电路同时地加热,所述单个电路由从控制器延伸向下至软管中的第一软管,然后沿着软管中的第二软管返回至控制器的电丝形成。在一些示例中,每个软管的热量可以被独立地控制,并且a侧软管和b侧软管两者可以被同时供电。


技术实现要素:

6.根据本公开的一个方面,多成分分配系统被配置成将第一流体成分和第二流体成分混合成活性多成分物。该多成分分配系统包括第一流体源、第二流体源、配比器、涂敷器、第一加热软管、第二加热软管和控制器。第一流体源包含第一流体成分,第二流体源包含第二流体成分。配比器以流体方式联接到第一流体源和第二流体源。涂敷器包括混合器,并且涂敷器被设置成远离第一流体源、第二流体源和配比器。第一加热软管将配比器以流体方式联接到涂敷器,并且第二加热软管将配比器以流体方式联接到涂敷器。控制器电联接到第一加热软管和第二加热软管,并且控制器配置成独立地向第一加热软管供应电流并且独立地向第二加热软管供应电流。
7.根据本公开的另一方面,公开了一种操作多成分分配系统的方法,该多成分分配系统被配置成将第一流体成分和第二流体成分混合成活性多成分材料。该方法包括以下步骤:由控制器在第一接通时间段将电流从电源传递到第一加热软管的第一加热电路;由控制器在第二接通时间段将电流从电源传递到第二加热软管的第二加热电路;并且交替地对
第一加热电路和第二加热电路供电,使得第一接通时间段与第二接通时间段交替。
附图说明
8.图1是包括加热软管的多成分分配系统的等距视图。
9.图2a是图1中的加热软管的实施例的等距视图。
10.图2b是图2a的加热软管的剖视图。
11.图3a是图1中的加热软管的另一实施例的等距视图。
12.图3b是图3a的加热软管的剖视图。
13.图4a是图1中的加热软管的另一实施例的等距视图。
14.图4b是图4a的加热软管的剖视图。
具体实施方式
15.图1是包括第一加热软管12a和第二加热软管12b的多成分分配系统10的等距视图。多成分分配系统10被配置成接收单独的惰性流体成分,根据预定比率混合流体成分,然后将该流体成分作为活性的多成分混合物来分配。例如,多成分分配系统10可以用于分配在混合树脂成分和活性成分之后固化的环氧树脂和聚氨酯,所述树脂成分和活性成分在混合之前分别是惰性的。多个成分分配系统10在下文中将被称为系统10。系统10包括软管组件11,软管组件11包括第一加热软管12a、第二加热软管12b、第一伸缩(whip)软管13a和第二伸缩软管13b。系统10还包括涂敷器14、第一流体源16a、第二流体源16b、供给泵18a和18b、供给管线20a和20b、配比泵22a和22b、配比器24、马达26、控制器28和电源30。
16.系统10被配置成将第一流体成分和第二流体成分泵送到涂敷器14以形成活性多成分物,所述活性多成分物从涂敷器14喷涂出。根据目标参数(诸如比率、温度和/或压力)来泵送流体成分。第一流体成分和第二流体成分在涂敷器14处混合以形成活性多成分喷涂材料,所述活性多成分喷涂材料通过涂敷器14喷涂到衬底上。例如,第一流体成分和第二流体成分中的一者可以是催化剂(诸如异氰酸酯),而第一流体成分和第二流体成分中的另一者可以是树脂(诸如多元醇树脂),它们组合以形成活性多成分喷涂材料(诸如喷涂泡沫)。
17.第一流体源16a被配置成存储和容纳第一流体成分,直到系统10被激活并且第一流体成分开始流过系统10。同样,第二流体源16b被配置成存储和容纳第二流体成分,直到系统10被激活并且第二流体成分开始流过系统10。由此,第一流体源16a和第二流体源16b在储存和喷涂过程期间保持各自的流体成分。在一些示例中,第一流体源16a和第二流体源16b是便携式的,并且可以在工作站之间移动。在一些示例中,第一流体源16a和第二流体源16b可以是筒式容器,诸如55加仑的筒式容器等等。
18.供给泵18a、18b被分别安装到第一流体源16a和第二流体源16b。供给管线20a、20b分别从供给泵18a、18b延伸到配比泵22a、22b。供给泵18a、18b分别从第一流体源16a和第二流体源16b抽吸第一流体成分和第二流体成分,并且通过供给管线20a、20b将流体成分泵送到配比泵22a、22b。供给泵18a、18b在压力下将流体成分提供至配比泵22a、22b。在一些示例中,供给泵18a、18b被配置成在至少约0.35兆帕(mpa)(约50磅/平方英寸(psi))的压力下将流体成分泵送到配比泵22a、22b。在一些示例中,供给泵18a、18b被配置成在高达约1.75mpa(约250psi)的压力下泵送流体成分。供给泵18a、18b在压力下向配比泵22a、22b提供流体成
分,以在泵送期间填充配比泵22a、22b,从而防止配比泵22a、22b缺空。在压力下的配比泵22a、22b会防止流体成分由于配比泵22a、22b的不充分填充而以不同于目标比率的比率向下游泵送。供给泵18a、18b可以是适于在压力下将流体成分泵送到配比泵22a、22b的任何期望的配置,诸如气动泵、液压泵或电动泵。
19.配比泵22a、22b从供给泵18a、18b接收第一流体成分和第二流体成分,并且分别通过第一加热软管12a和第二加热软管12b将各自的流体成分向下游泵送到涂敷器14。配比泵22a、22b将第一流体成分和第二流体成分的压力从供给压力增加到喷涂压力。喷涂压力大于由供给泵18a、18b产生的供给压力。在一些示例中,配比泵22a、22b可以在约3.4mpa(约500psi)与约35.5mpa(约5000psi)之间的压力下泵送流体成分。在一些示例中,配比泵22a、22b可以在约10.3mpa(约1500psi)与约25.6mpa(约4000psi)之间的压力下泵送流体成分。在一些示例中,配比泵22a、22b可以在约11.7mpa(1700psi)与约24.1兆帕(mpa)(约3500磅/平方英寸(psi))之间的压力下进行泵送。应当理解,喷涂压力可以处于促进使喷涂材料中具有期望特性的任何期望水平。还应当理解,在其他示例中,配比泵22a、22b可以是重力供给泵,但是更详细地讨论了具有压力供给配比泵22a、22b的系统。
20.配比器24可以支持系统10的各种部件。在一些示例中,配比器24支持马达26、控制器28、电源30和配比泵22a、22b。在其他示例中,配比器24可以支持比部件26、28、30、22a和22b更多或更少的部件。马达26连接到配比泵22a、22b。马达26和配比泵22a、22b可被认为形成配比器24的泵送组件。马达26可以是电动马达、液压驱动马达、气动驱动马达、或能够引导流体流过系统10的任何其他类型的马达。在一些示例中,马达26连接到配比泵22a、22b,使得马达26可以同时引起配比泵22a、22b的每个中的流体移位构件的移位。在其他示例中,配比泵22a、22b可以各自独立地连接到单独的马达26,使得各自的马达26引起配比泵22a、22b的每个中的流体移位构件的移位。
21.在一些示例中,配比器24可以包括主加热器32a、32b。在其他示例中,配比器24可以不包括主加热器32a、32b。主加热器32a、32b被配置成在系统10的操作期间分别将第一流体成分和第二流体成分的温度增加到高于环境温度的操作温度。主加热器32a、32b可以设置在配比器24内。主加热器32a、32b可以设置在配比泵22a、22b的下游,使得来自每个配比泵22a、22b的输出流过主加热器32a、32b。
22.第一加热软管12a和第二加热软管12b分别从配比器24延伸到涂敷器14。第一加热软管12a和第二加热软管12b形成加热软管组件,以从配比器24向下游传递各自的成分材料。第一加热软管12a流体连接到配比泵22a以从配比泵22a接收第一流体成分。第二加热软管12b流体连接到配比泵22以从配比泵22b接收第二流体成分。第一加热软管12a和第二加热软管12b各自包括加热元件,所述加热元件被配置成进一步增加和/或保持第一流体成分和第二流体成分的高温,如下文进一步论述的。在一些示例中,主加热器32a、32b、第一加热软管12a和第二加热软管12b可以被配置成将温度增加和/或保持到至少约37.8摄氏度℃(约100华氏度f)。在一些示例中,主加热器32a、32b、第一加热软管12a和第二加热软管12b可以被配置成在高达约82摄氏度℃(约180华氏度f)的温度下操作。将第一流体成分和第二流体成分保持在高温下有利于进行合适的混合,并且在活性多成分喷涂材料中形成期望的材料特性。
23.涂敷器14被设置在软管组件11的与配比器24相反的端部处。在一些示例中,涂敷
器14可以包括混合器34、手柄36和触发器38。在其他示例中,涂敷器14可以包括比部件34、36和38更多或更少的部件。涂敷器14分别从第一加热软管12a和第二加热软管12b接收第一流体成分和第二流体成分。第一流体成分和第二流体成分在混合器34中混合,混合器34被连接到涂敷器14,并且在一些示例中混合器34被设置在涂敷器14内。流体成分在混合器34内混合以形成活性多成分喷涂材料。混合器34在系统10内的将第一流体成分和第二流体成分相互作用并混合的第一位置。在混合器34上游的所有位置处,第一流体成分和第二流体成分彼此隔离。喷涂材料通过涂敷器14的喷涂孔喷射,并且被涂敷至衬底。在图1中所示的示例中,用户可以抓住手柄36并且致动触发器38以使涂敷器14向期望的衬底上喷涂。应当理解,在其他示例中,涂敷器14可以安装到移动(例如机器人)构件,并且涂敷器14可以由控制器28或另一自动化系统致动,以将喷涂材料分配到期望的衬底上。
24.在一些示例中,伸缩软管组件设置在加热软管组件和涂敷器14之间。伸缩软管组件能够在喷涂期间提供额外的柔性。在所示的示例中,第一伸缩软管13a可以定位在第一加热软管12a和涂敷器14之间,将第一加热软管12a流体地(以流体的方式)联接到涂敷器14。同样,第二伸缩软管13b可以定位在第二加热软管12b和涂敷器14之间,将第二加热软管12b流体地联接到涂敷器14。在其他示例中,系统10中可以不包括第一伸缩软管13a和第二伸缩软管13b,使得第一加热软管12a和第二加热软管12b直接连接到涂敷器14。此外,将理解的是,虽然详细讨论了对第一加热软管12a和第二加热软管12b的加热,但是该教导同样适用于对第一伸缩软管13a和第二伸缩软管13b的加热,以及其他类型的加热软管。
25.在所示的示例中,控制器28包括控制电路40、存储器42和通信装置44。然而,在某些示例中,控制器28可以包括比部件40、42和44更多或更少的部件。控制电路40被配置成实现用于在控制器28内执行的功能和/或处理指令。例如,控制电路40可以能够处理存储在存储器42中的指令。控制电路40的示例可以包括微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他等效的分立或集成逻辑电路中的任何一者或多者。
26.存储器42可以被配置成在系统10的操作期间将信息存储在控制器28内。在一些示例中,存储器42被描述为计算机可读存储介质。在一些示例中,计算机可读存储介质可以包括非暂时性介质。术语“非暂时性”可以指示存储介质不是以载波或传播信号的形式呈现。在某些示例中,非暂时性存储介质可以(例如在ram或高速缓存中)存储可以随时间改变的数据。在一些示例中,存储器42是暂时性存储器,这表示存储器42的主要目的不是长期存储。在一些示例中,存储器42被描述为易失性存储器,这表示当控制器28断电时存储器42不会保持所存储的内容。易失性存储器的示例可以包括随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)和其他形式的易失性存储器。在一些示例中,存储器42用于存储由(一个或多个)处理器40执行的程序指令。在一个示例中,存储器42由在控制器28上运行的软件或应用(例如,实现系统架构的软件程序)使用,以在程序执行期间暂时存储信息。在一些示例中,存储器42还包括一个或多个计算机可读存储介质。存储器42可以被配置成比易失性存储器存储更大量的信息。存储器42还可以被配置成用于长期存储信息。在一些示例中,存储器42包括非易失性存储元件。这种非易失性存储元件的示例可以包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存、或者电可编程存储器(eprom)或电可擦除可编程(eeprom)存储器的形式。
27.在一些示例中,控制器28还包括通信装置44。在一个示例中,控制器28利用通信装置44经由一个或多个网络(诸如一个或多个无线网络、或有线网络、或两者)与外部装置通信。通信装置44可以是网络接口卡,诸如以太网卡、光收发器、射频收发器、或可以发送和接收信息的任何其他类型的装置。这种网络接口的其他示例可以包括蓝牙3g、4g、5g和wi-fi无线电计算装置、以及通用串行总线(usb)。
28.控制器28可操作地连接到第一加热软管12a、第二加热软管12b、供给泵18a和18b、配比泵22a和22b、配比器24、马达26和电源30。控制器28以电气方式或通信方式可操作地连接到马达26,以控制配比泵22a和22b的泵送。在一些示例中,控制器28以电气方式或通信方式可操作地连接到供给泵18a和18b,以控制供给泵18a和18b的泵送。控制器28可以经由有线或无线连接而被连接到马达26和供给泵18a和18b,以向供给泵18a和18b以及马达26提供命令并使它们操作。控制器28可以基于所接收的指示流过第一加热软管12a和第二加热软管12b到涂敷器14的第一流体成分和第二流体成分的操作特性的数据,来控制马达26和供给泵18a和18b中的一个或两个的操作。控制器28以电气方式或通信方式可操作地连接到第一加热软管12a和第二加热软管12b,以控制第一加热软管12a和第二加热软管12b的温度,如下面进一步讨论的。此外,控制器28以电气方式或通信方式可操作地连接到电源30,以控制提供到第一加热软管12a和第二加热软管12b的电力,如下面进一步讨论的。
29.控制器28可以以电气方式或通信方式可操作地连接到用户接口46,以从用户接口46接收用户输入并且经由用户接口46提供输出。用户接口46可以是使得用户能够与控制器28交互的任何图形和/或机械接口。例如,用户接口46可以实现被显示在用户接口46的显示装置处的图形用户接口,以用于向用户呈现信息和/或从用户处接收输入。用户接口46可以包括图形导航和控制元件,诸如呈现在显示装置处的图形按钮或其他图形控制元件。在一些示例中,用户接口46包括物理导航和控制元件,诸如物理致动按钮或其他物理导航和控制元件。在其他示例中,用户接口46可以是以通信方式联接到控制器28的远程装置,从而允许用户从远离控制器28的位置向控制器28输入命令。通常,用户接口46可以包括能够使用户与控制器28交互的任何输入和/或输出装置和控制元件。
30.在操作期间,第一流体成分和第二流体成分分别通过供给泵18a和18b以及配比泵22a和22b而从第一流体源16a和第二流体源16b被泵送到涂敷器14,并且在涂敷器14处混合以形成活性多成分喷涂材料。基于一个或多个目标操作参数(诸如流体比率、压力和温度),来控制第一流体成分和第二流体成分到涂敷器14的流动。控制器28基于目标操作参数中的至少一个来控制配比器24的操作,以控制成分材料向下游流动到涂敷器14。基于目标操作参数控制流产生了具有期望的材料特性(诸如,孔隙率、膨胀率、膨胀体积、热阻率等)的喷涂材料。根据目标操作参数进行的喷涂进一步提供了均匀的喷涂图案、细小的液滴尺寸、足够的流量、以及良好的混合。根据目标操作参数进行的喷涂进一步防止了过度喷涂、不期望的高流速、困难的控制和过度磨损。
31.在所示的示例中,控制器28控制到加热软管12a、12b的电信号(其可以被称为电流、电压或功率),以控制流过加热软管12a、12b的成分材料的温度。应当理解,对术语“电流”的提及可以用不同的功率度量(诸如电压或术语“功率”本身)代替。
32.为了涂敷喷涂材料,用户通过抓握手柄36和按压触发器38来操纵涂敷器14,以使流通过涂敷器14并且在混合器34内混合。由配比泵22a和22b产生的上游压力驱动流体成分
通过混合器34,使得流体成分在混合器34内混合以形成活性多成分喷涂材料。涂敷器14上游的压力驱动活性多成分材料通过涂敷器14的孔口离开,以引起涂敷器14的喷涂。由此,配比泵22a和22b驱动流体成分通过混合器34并且产生从涂敷器14喷射的喷涂。
33.供给泵18a从第一流体源16a抽吸第一流体成分,并且通过供给管线20a将第一流体成分泵送到配比泵22a。供给泵18b从第二流体源16b抽吸第二流体成分,并且通过供给管线20b将第二流体成分泵送到配比泵22b。配比泵22a、22b接收来自供给管线20a、20b的成分材料流,并且通过加热软管12a、12b向下游泵送成分材料。配比泵22a增加第一材料的压力并将第一材料通过加热软管12a泵送到涂敷器14。配比泵22b增加第二材料的压力并将第二材料通过加热软管12b泵送到涂敷器。
34.系统10内的传感器生成关于第一加热软管12a和第二加热软管12b的每个中的各自流体成分的参数数据,诸如温度、流速、压力等。控制器28可以基于从传感器接收的参数数据来调节来自配比器24的输出,以将下游操作参数保持在该参数的目标喷涂水平。控制器28还可以控制流向加热软管12a、12b的电流,以控制对加热软管12a、12b内的成分材料的加热。
35.主加热器32a和32b分别增加由配比泵22a和22b排放的材料的温度。流体成分通过在配比泵22a和22b与涂敷器14之间的第一加热软管12a和第二加热软管12b向下游泵送。第一加热软管12a和第二加热软管12b被配置成将流过每个软管的流体的温度增加或保持在期望的温度,所述温度高于环境温度,这将在下面更详细地讨论。加热流体成分降低了流体成分的粘度并且增强了混合效果,使得在活性多成分喷涂材料中形成期望的特性。第一流体成分和第二流体成分在涂敷器14的混合器34内结合,以形成从涂敷器14喷涂到衬底上的活性多成分喷涂材料。
36.控制器28单独地连接到第一加热软管12a和第二加热软管12b,以分别为加热软管12a、12b供电。第一加热电路由沿着第一加热软管12a的长度包含在内部、外部、或两者的电阻丝形成。第二加热电路由沿着第二加热软管12b的长度包含在内部、外部、或两者的电阻丝形成。两条丝延伸第一加热软管12a的长度,并且两条丝延伸第二加热软管12b的长度。向每个加热软管12a、12b的两条丝施加电力。每个加热软管12a、12b的两条丝分别连接在第一加热软管12a和第二加热软管12b的端部或者第一伸缩软管13a和第二伸缩软管13b内。
37.第一加热软管12a的两条丝连接在一起以形成第一加热回路。第二加热软管12b的两条丝连接在一起以形成第二加热回路。第一加热软管12a的丝(电丝)专用于第一加热软管12a并且不与第二加热软管12b交叉。第一加热软管12a的电丝不缠绕并且不延伸穿过第二加热软管12b。第一加热软管12a的电丝不设置在第二加热软管12b的护套内。第二加热软管12b的丝(电丝)专用于第二加热软管12b并且不与第一加热软管12a交叉。第二加热软管12b的电丝不缠绕并且不延伸穿过第一加热软管12a。第二加热软管12b的电丝不设置在第一加热软管12a的护套内。
38.在外部软管的示例中,两个单独的电阻丝沿着每个加热软管12a、12b的长度缠绕。在内部软管示例中,一个电阻丝在内部穿过每个软管12a、12b,并且一个返回的电阻丝在外部沿着每个软管12a、12b延伸。在混合示例中,一个电阻丝在内部穿过每个软管12a、12b,并且一个电阻丝在外部沿着每个软管12a、12b缠绕。
39.控制器28控制对第一加热软管12a的第一加热回路和对第二加热软管12b的第二
加热回路的供电。在一些示例中,控制器28可以在第一加热软管12a和第二加热软管12b之间交替供电,而不是同时向加热软管12a、12b两者供电,但是应当理解,控制器28可以同时向加热软管12a、12b供电。这种配置的益处在于,其允许对每个加热软管12a、12b的加热元件的电阻测量,从而可以在没有单独的温度传感器的情况下独立地确定温度。此外,交替向第一加热软管12a和第二加热软管12b供应电流,允许使用用于两个软管12a、12b的控制器28内的单个测量电路来进行电阻测量,而不需要用于每个软管12a、12b的单独的测量电路,当两个软管被同时供电时才需要单独的测量电路。单个测量电路降低了成本和误差。在加热软管12a、12b中的一个中的材料需要额外加热以实现期望特性的情况下,控制器28也可以独立地向每个加热软管12a、12b供电。例如,一种材料可能需要额外的加热来降低粘度并实现最佳混合。控制器28可以独立地控制供应到每个加热软管12a、12b的功率,以独立地加热每个加热软管12a、12b内的成分材料。
40.控制器28可以根据频率控制向每个加热软管12a、12b的供电。例如,可以根据a侧频率向第一加热软管12a的第一加热电路施加电流,并且可以根据b侧频率向第二加热软管12b的第二加热电路施加电流。例如,控制器28可以仅向第一加热软管12a施加固定电流0.5秒,然后仅向第二加热软管12b施加固定电流0.5秒,之后重复该操作。然而,应当理解,开关频率可以被设置在适于加热成分材料的任何期望水平。
41.图2a是第一加热软管12a和第二加热软管12b的第一实施例的立体图。图2b是第一加热软管12a和第二加热软管12b的第一实施例的剖视图。将一起讨论图2a和图2b。第一加热软管12a包括第一电丝48a、第二电丝50a、第一内管52a、第一护套54a、第一端56a、第二端58a和节距间隙60a。第一内管52a包括外表面62a和内部空间64a。第二加热软管12b包括第三电丝48b、第四电丝50b、第二内管52b、第二护套54b、第一端56b、第二端58b和节距间隙60b。第二内管52b包括外表面62b和内部空间64b。
42.加热软管12a、12b被示出为具有外部加热配置。第一电丝48a和第二电丝50a是可以延伸第一加热软管12a的整个长度的电线。更具体地,第一电丝48a和第二电丝50a是延伸第一内管52a的整个长度的电线。第一内管52a是不可渗透的管、软管、导管等,并且具有允许流体流过第一内管52a的内部空间64a的中空的内部空间64a。第一内管52a可以是柔性管,从而允许用户在使用期间操纵和弯曲第一内管52a。第一内管52a可以具有任何期望的长度,并且第一内管52a可以从配比泵22a延伸到涂敷器14,从而将配比泵22a流体联接到涂敷器14。在一些示例中,加热软管12a可以由连接在一起的多个软管部分形成。应当理解,各个软管部分可以具有任何期望的长度。在一个示例中,每个软管部分的长度可以长达50英尺(约15.25米)。在另一示例中,每个软管部分的长度可以长达100英尺(约30.5米)。软管部分可以流体连接且电连接在一起以形成加热软管12a。在一些示例中,第一伸缩软管13a可以定位在第一内管52a和涂敷器14之间,从而将第一内管52a流体地联接到涂敷器14。在其他示例中,第一伸缩软管13a可以不包括在系统10中。
43.第一电丝48a以螺旋构造从第一加热软管12a的第一端56a至第二端58a缠绕第一内管52a的外表面62a。第二电丝50a以螺旋构造从第一加热软管12a的第二端58a至第一端56a缠绕第一内管52a的外表面62a。此外,第一电丝48a和第二电丝50a径向地设置在第一内管52a的外表面62a与第一护套54a之间。第一护套54a包围第一电丝48a和第二电丝50a并固定第一电丝48a和第二电丝50a相对于第一内管52a的外表面62a的位置。此外,第一护套54a
是保护第一电丝48a、第二电丝50a和第一内管52a免受损坏和外部环境侵蚀的保护层。
44.第二电丝50a以螺旋构造缠绕第一内管52a的外表面62a,使得第二电丝50a被定位在第一电丝48a的螺旋构造的多个节距间隙60a中。节距间隙60a被定义为第一电丝48a的螺旋构造的相邻线圈之间的间隙或距离。第二电丝50a被定位在延伸第一内管52a的长度的多个节距间隙60a中,使得第二电丝50a保持不与第一电丝48a接触,直到第一电丝48a和第二电丝50a在第一加热软管12a的第二端58a处接合。第一电丝48a以类似方式设置在第二电丝50a的节距间隙61a中。由此,第一电丝48a和第二电丝50a沿着内管52a的长度交替地设置。沿着外表面62a延伸并且平行于从第一端56a至第二端58a延伸穿过内管52a的纵向轴线设置的轴线交替地穿过第一电丝48a和第二电丝50a。
45.第一电丝48a和第二电丝50a在第一加热软管12a的第二端58a处电联接,从而允许电流从第一电丝48a流到第二电丝50a。第一电丝48a和第二电丝50a的未被电联接的端部从第一加热软管12a的第一端56a延伸并且电联接至控制器28。第一电丝48a和第二电丝50a是被配置成传输电流的电线。通过第一电丝48a和第二电丝50a传输电流内在地导致第一电丝48a和第二电丝50a的温度增加。此外,第一电丝48a和第二电丝50a的形状、材料、尺寸和轴向间距(例如,节距间隙60a、61a的大小)可以各自改变,以在第一软管12a上实现期望的功率密度,从而便于第一电丝48a和第二电丝50a进行期望的加热。功率密度会影响实现期望温度所需的电力以及应当施加功率的持续时间。第一电丝48a和第二电丝50a被加热到期望温度以产生热量,所述热量通过相邻的第一内管52a传递并传递到流过第一加热软管12a的流体。
46.由此,第一电丝48a被配置成在第一加热软管12a的第一端56a处接收电流,并且通过第一电丝48a的螺旋构造将电流传递到第一加热软管12a的第二端58a。电流从第一电丝48a传递到第二电丝50a,并且电流通过第二电丝50a的螺旋构造传递到第一加热软管12a的第一端56a。通过第一电丝48a和第二电丝50a传递的电流会增加第一电丝48a和第二电丝50a两者的温度。所增加的温度/所产生的热量被传递到第一内管52a,第一内管52a将热量传递到流过第一内管52a的内部空间64a的流体以增加所述流体的温度。因此,第一电丝48a和第二电丝50a被配置成接收和传送电流,以增加流过第一内管52a的流体的温度,如下面进一步讨论的。
47.第三电丝48b和第四电丝50b是可以延伸第二加热软管12b的整个长度的电线。更具体地,第三电丝48b和第四电丝50b是延伸第二内管52b的整个长度的电线。第二内管52b是不可渗透的管、软管、导管等,并且具有允许流体流过第二内管52b的内部空间64b的中空的内部空间64b。第二内管52b可以是柔性管,从而允许用户在使用期间操纵和弯曲第二内管52b。第二内管52b可以具有任何期望的长度,并且第二内管52b可以从配比泵22b延伸到涂敷器14,从而将配比泵22b流体联接到涂敷器14。在一些示例中,加热软管12b可以由连接在一起的多个软管部分形成。例如,每个软管部分的长度可以长达50英尺(约15.25米)。软管部分可以流体连接且电连接在一起以形成加热软管12b。
48.第三电丝48b以螺旋构造从第二加热软管12b的第一端56b至第二端58b缠绕第二内管52b的外表面62b。第四电丝50b以螺旋构造从第二加热软管12b的第二端58b至第一端56b缠绕第二内管52b的外表面62b。此外,第三电丝48b和第四电丝50b径向地设置在第二内管52b的外表面62b与第二护套54b之间。第二护套54b包围第三电丝48b和第四电丝50b并固
定第三电丝48b和第四电丝50b相对于第二内管52b的外表面62b的位置。此外,第二护套54b是保护第三电丝48b、第四电丝50b和第二内管52b免受损坏和外部环境侵蚀的保护层。
49.第四电丝50b以螺旋构造缠绕第二内管52b的外表面62b,使得第四电丝50b被定位在第三电丝48b的螺旋构造的多个节距间隙60b中。节距间隙60b被定义为第三电丝48b的螺旋构造的相邻线圈之间的间隙或距离。第四电丝50b被定位在沿第二内管52b的长度延伸的多个节距间隙60b中,使得第四电丝50b保持不与第三电丝48b接触,直到第三电丝48b和第四电丝50b在第二加热软管12b的第二端58b处接合。第三电丝48b以类似方式设置在第四电丝50b的节距间隙61b中。由此,第三电丝48b和第四电丝50b沿着内管52b的长度交替地设置。沿着外表面62b延伸并且平行于从第一端56b至第二端58b延伸穿过内管52b的纵向轴线设置的轴线交替地穿过第三电丝48b和第四电丝50b。
50.第三电丝48b和第四电丝50b在第二加热软管12b的第二端58b处电联接,从而允许电流从第三电丝48b流到第四电丝50b。第三电丝48b和第四电丝50b的未被电联接的端部从第二加热软管12b的第一端56b延伸并且电联接至控制器28。第三电丝48b和第四电丝50b是被配置成传输电流的电线。通过第三电丝48b和第四电丝50b传输电流内在地导致第三电丝48b和第四电丝50b的温度增加。此外,第三电丝48b和第四电丝50b的形状、材料、尺寸和轴向间隔(例如,节距间隙60b、61b的大小)可以各自改变以实现期望的功率密度。第三电丝48b和第四电丝50b被加热到期望温度以产生热量,所述热量通过相邻的第二内管52b传递并传递到流过第二加热软管12b的流体。
51.由此,第三电丝48b被配置成在第二加热软管12b的第一端56b处接收电流,并且将电流通过第三电丝48b的螺旋构造传递到第二加热软管12b的第二端58b。电流从第三电丝48b传递到第四电丝50b,并且电流通过第四电丝50b的螺旋构造传递到第二加热软管12b的第一端56b。通过第三电丝48b和第四电丝50b传递的电流会增加第三电丝48b和第四电丝50b两者的温度。所增加的温度/所产生的热量被传递到第二内管52b,第二内管52b将热量传递到流过第二内管52b的内部空间64b的流体,以增加所述流体的温度。因此,第三电丝48b和第四电丝50b被配置成接收和传输电流以增加流过第二内管52b的流体的温度,如下面进一步讨论的。
52.图3a是第一加热软管12a’和第二加热软管12b’的第二实施例的等距视图。图3b是第一加热软管12a’和第二加热软管12b’的第二实施例的剖视图。图3a和图3b将被一起讨论。第一加热软管12a’包括第一电丝48a、第二电丝50a、第一内管52a、第一护套54a、第一端56a和第二端58a。第一内管52a包括外表面62a、内部空间64a和联接件66a。第二加热软管12b’包括第三电丝48b、第四电丝50b、第二内管52b、第二护套54b、第一端56b和第二端58b。第二内管52b包括外表面62b、内部空间64b和联接件66b。
53.加热软管12a’、12b’被示出为具有内部加热构造。第一电丝48a和第二电丝50a是可以延伸第一加热软管12a’的整个长度的电线。更具体地,第一电丝48a和第二电丝50a是延伸第一内管52a的整个长度的电线。第一内管52a是不可渗透的管、软管、导管等,并且具有允许流体流过第一内管52a的内部空间64a的中空的内部空间64a。第一内管52a可以是柔性管,从而允许用户在使用期间操纵和弯曲第一内管52a。第一内管52a可以具有任何期望的长度,并且第一内管52a可以从配比泵22a延伸到涂敷器14,从而将配比泵22a流体联接到涂敷器14。在一些示例中,加热软管12a’可以由连接在一起的多个软管部分形成。例如,每
个软管部分的长度可以长达50英尺(约15.25米)。软管部分可以流体连接且电连接在一起以形成加热软管12a’。
54.第一电丝48a定位在第一内管52a的内部空间64a内并且从第一加热软管12a’的第一端56a至第二端58a延伸穿过第一内管52a的内部空间64a。第二电丝50a沿着第一内管52a的外表面62a从第一加热软管12a’的第二端58a延伸到第一端56a。第一电丝48a通过定位在第一加热软管12a’的第一端56a和第二端58a处的联接件66a而联接到第一内管52a。联接件66a为第一电丝48a和第二电丝50a提供电连接点。联接件66a便于在内部的第一电丝48a与外部的第二电丝50a之间进行电连接。第二电丝50a径向地设置在第一内管52a的外表面62a与第一护套54a之间。第一护套54a包围第二电丝50a并固定第二电丝50a相对于第一内管52a的外表面62a的位置。此外,第一护套54a是保护第二电丝50a和第一内管52a免受损坏和外部环境侵蚀的保护层。
55.第一电丝48a和第二电丝50a以轴向方式延伸第一内管52a的长度。此外,第一电丝48a和第二电丝50a沿着第一内管52a的长度保持彼此之间不接触,直到第一电丝48a和第二电丝50a在第一加热软管12a’的第二端58a处接合。第一电丝48a设置在内管52a的内部空间64a内,使得第一电丝48a直接接触流过加热软管12a’的材料。第一电丝48a可以具有大于内管52a的长度,使得第一电丝48a在内管52a内具有松弛度。
56.第一电丝48a和第二电丝50a在第一加热软管12a’的第二端58a处电联接,从而允许电流从第一电丝48a流到第二电丝50a。第一电丝48a和第二电丝50a的未被电联接在一起的端部从第一加热软管12a’的第一端56a延伸并且电联接至控制器28。第一电丝48a和第二电丝50a是被配置成传输电流的电线。通过第一电丝48a和第二电丝50a传输电流内在地导致第一电丝48a和第二电丝50a的温度增加。此外,第一电丝48a和第二电丝50a的形状、材料和尺寸可以各自改变以实现由第一电丝48a和第二电丝50a促进的期望功率密度。例如,第一电丝48a可以包括使得第一电丝48a增加到期望温度的形状、材料和尺寸。然后,从第一电丝48a产生的热量可以传递到在第一内管52a的内部空间64a内的流过第一电丝48a并且与第一电丝48a直接相互作用的流体,从而增加流动流体的温度。相反,由于第二电丝50a不与流体接触,因此第二电丝50a可以包括具有较小电阻的形状、材料和尺寸,从而具有较小的功率密度。在所示的示例中,第二电丝50a可以被称为完成加热电路、但不旨在获得直接加热益处的返回电丝。与第一电丝48a相比,第二电丝50a的较低电阻率提供了最小温度增加(即,低于第一电丝48a的温度),从而使得电流通过第二电丝50a比通过第一电丝48a更容易和更高效地传递。与第一电丝48a相比,第二电丝50a的较低电阻率使得第二电丝50a将明显更少的热能消散到周围环境中。
57.由此,第一电丝48a被配置成在第一加热软管12a’的第一端56a处接收电流,并且通过第一电丝48a(其被定位在第一内管52a的内部空间64a内)将电流传递到第一加热软管12a’的第二端58a。电流从第一电丝48a传递到第二电丝50a,并且电流通过第二电丝50a传递到第一加热软管12a’的第一端56a。通过第一电丝48a传递的电流增加第一电丝48a的温度。所产生的热量传递到流过第一内管52a的内部空间64a的流体,以增加所述流体的温度。通过第二电丝50a传输的电流则遇到最小的电阻,从而允许电流容易且高效地传递通过第二电丝50a,最低程度地增加第二电丝50a的温度。因此,第一电丝48a被配置成增加流过第一内管52a的流体的温度的加热电丝。第二电丝50a被配置成使电流返回、同时最低程度地
增加温度的返回电丝,下面将进一步讨论。
58.第二加热软管12b’包括第三电丝48b、第四电丝50b、第二内管52b、第二护套54b、第一端56b和第二端58b。第二内管52b包括外表面62b、内部空间64b和联接件66b。第二加热软管12b’可以在结构上和操作上与第一加热软管12a’相同,因此将理解的是,对加热软管12a’的讨论适用于加热软管12b’,除非另有说明。换言之,对第一电丝48a的讨论同样适用于第三电丝48b;对第二电丝50a的讨论同样适用于第四电丝50b;对第一内管52a的讨论同样适用于第二内管52b;等等。因此,为了避免赘述,下面将不呈现对第二加热软管12b’的每个部件的讨论。
59.图4a是第一加热软管12a”和第二加热软管12b”的第三实施例的立体图。图4b是第一加热软管12a”和第二加热软管12b”的第三实施例的剖视图。将一起讨论图4a和图4b。第一加热软管12a”包括第一电丝48a、第二电丝50a、第一内管52a、第一护套54a、第一端56a和第二端58a。第一内管52a包括外表面62a和内部空间64a。第二加热软管12b”包括第三电丝48b、第四电丝50b、第二内管52b、第二护套54b、第一端56b和第二端58b。第二内管52b包括外表面62b和内部空间64b。
60.加热软管12a”、12b”具有混合加热配置,其中加热电丝延伸穿过加热软管12a”、12b”的内部空间,并且沿着加热软管12a”、12b”并缠绕着加热软管12a”、12b”。第一电丝48a和第二电丝50a是可以延伸第一加热软管12a’的整个长度的电线。更具体地,第一电丝48a和第二电丝50a是延伸第一内管52a的整个长度的电线。第一内管52a是不可渗透的管、软管、导管等,并且具有允许流体流过第一内管52a的内部空间64a的中空的内部空间64a。第一内管52a可以是柔性管,从而允许用户在使用期间操纵和弯曲第一内管52a。第一内管52a可以具有任何期望的长度,并且第一内管52a可以从配比泵22a延伸到涂敷器14,从而将配比泵22a流体联接到涂敷器14。在一些示例中,加热软管12a”可以由连接在一起的多个软管部分形成,并且每个部分可以具有任何期望的长度。在一个示例中,每个软管部分的长度可以长达50英尺(约15.25米)。在另一示例中,每个软管部分的长度可以长达100英尺(约30.5米)。软管部分可以流体连接且电连接在一起以形成加热软管12a”。
61.第一电丝48a定位在第一内管52a的内部空间64a内,并且从第一加热软管12a”的第一端56a至第二端58a延伸穿过第一内管52a的内部空间64a。第二电丝50a以螺旋构造从第一加热软管12a”的第二端58a至第一端56a缠绕第一内管52a的外表面62a。第一电丝48a通过定位在第一加热软管12a”的第一端56a和第二端58a处的联接件66a而联接到第一内管52a。第二电丝50a径向地设置在第一内管52a的外表面62a与第一护套54a之间。第一护套54a包围第二电丝50a并固定第二电丝50a相对于第一内管52a的外表面62a的位置。此外,第一护套54a是保护第二电丝50a和第一内管52a免受损坏和外部环境侵蚀的保护层。第一电丝48a以大致直线构造延伸第一内管52a的长度,并且第二电丝50a以大致螺旋构造延伸第一内管52a的长度。第一电丝48a和第二电丝50a沿着第一内管52a的长度保持不接触,直到第一电丝48a和第二电丝50a在第一加热软管12a”的第二端58a处接合。
62.第一电丝48a和第二电丝50a在第一加热软管12a”的第二端58a处电联接,从而允许电流从第一电丝48a流到第二电丝50a。第一电丝48a和第二电丝50a形成用于加热软管12a”的加热电路。第一电丝48a和第二电丝50a的未被电联接的端部从第一加热软管12a”的第一端56a延伸并且电联接至控制器28。第一电丝48a和第二电丝50a是被配置成传输电流
的电线。通过第一电丝48a和第二电丝50a传输电流内在地导致第一电丝48a和第二电丝50a的温度增加。此外,第一电丝48a和第二电丝50a的形状、材料、尺寸和节距间隙60a可以各自改变,以实现使电丝48a、50a为软管12a”提供期望的功率密度。第一电丝48a和第二电丝50a被加热到期望的温度以产生热量,所述热量被传递到流过第一加热软管12a”的内部空间64a的流体。
63.由此,第一电丝48a被配置成在第一加热软管12a”的第一端56a处接收电流,并且通过第一电丝48a(其被定位在第一内管52a的内部空间64a内)将电流传递到第一加热软管12a”的第二端58a。电流从第一电丝48a传递到第二电丝50a,并且电流通过第二电丝50a的螺旋构造传递到第一加热软管12a”的第一端56a。
64.通过第一电丝48a和第二电丝50a传递的电流增加第一电丝48a和第二电丝50a两者的温度。由第一电丝48a增加的温度/产生的热量直接传递到流过第一电丝48a并且通过第一内管52a的内部空间64a的流体,以增加所述流体的温度。此外,由第二电丝50a增加的温度/产生的热量被传递到第一内管52a,第一内管52a将热量传递到流过第一内管52a的内部空间64a的流体,以进一步增加所述流体的温度。第一电丝48a与流体直接相互作用以直接加热流体,类似于图3a-3b中所示的示例。第二电丝50a螺旋地缠绕管52a并且沿着管52a的长度延伸,类似于图2a-2b中所示的示例。因此,第一电丝48a和第二电丝50a被配置成接收和传递电流,以增加流过第一内管52a的流体的温度,如下面进一步讨论的。第一电丝48a和第二电丝50a两者对流过加热软管12a”的流体都提供有益的加热。虽然相对于控制器28,第一电丝48a被描述为外流(outbound)电丝,并且第二电丝50a被描述为返回电丝,但是应当理解,在一些示例中,外流电丝可以螺旋地缠绕内管52a,并且返回电丝可以延伸穿过内部空间64a。
65.第二加热软管12b”包括第三电丝48b、第四电丝50b、第二内管52b、第二护套54b、第一端56b和第二端58b。第二内管52b包括外表面62b和内部空间64b。第二加热软管12b”基本上类似于第一加热软管12a”,因此将理解的是,对加热软管12a”的讨论适用于加热软管12b”,除非另有说明。换言之,对第一电丝48a的讨论同样适用于第三电丝48b;对第二电丝50a的讨论同样适用于第四电丝50b;对第一内管52a的讨论同样适用于第二内管52b;等等。因此,为了避免赘述,下面将不呈现对第二加热软管12b”的每个部件的讨论。
66.尽管图2a-4b中所示的加热软管组件被示出为具有类似配置的加热软管(例如,图2a-2b的加热软管组件具有带有外部加热配置的第一加热软管和第二加热软管;图3a-3b的加热软管组件具有带有内部加热配置的第一加热软管和第二加热软管;并且图4a-4b的加热软管组件具有带有混合加热配置的第一加热软管和第二加热软管),但是应当理解,加热软管组件可以具有带有相同或不同配置的加热软管。在一个示例中,第一加热软管可以具有带有以螺旋构造沿外表面62a的长度延伸的两个电丝的外部加热配置,并且第二加热软管可以具有带有延伸穿过内部空间64b的电丝以及沿着外表面62b延伸的返回电丝的内部加热配置。在另一示例中,第一加热软管可以具有带有以螺旋构造沿着外表面62a的长度延伸的两个电丝的外部加热配置,并且第二加热软管可以具有带有延伸穿过内部空间64b的电丝以及以螺旋构造沿着外表面62a的长度延伸的返回电丝的混合配置。在又一示例中,第一加热软管可以具有带有延伸穿过内部空间64a的电丝以及以螺旋构造沿着外表面62a的长度延伸的返回电丝的混合加热配置,并且第二加热软管可以具有带有延伸穿过内部空间
64b的电丝以及沿着外表面62b延伸的返回电丝的内部加热配置。此外,虽然电丝48a、50a、48b、50b中的各个电丝被描述为加热电丝和返回电丝,但是应当理解,各种示例都可以在任一方向或两个方向上提供通过加热电路的电流。例如,混合加热配置可以具有通过螺旋电丝50a的外流信号以及通过内部电丝48a的返回信号。在内部配置示例中,外流信号可以通过电丝50a并且通过电丝48a返回。
67.在第一实施例(图2a-2b)、第二实施例(图3a-3b)和第三实施例(图4a-4b)中的每一个中,控制器28电联接到形成加热软管组件的两个加热软管(例如,第一加热软管12a和第二加热软管12b两者;第一加热软管12a’和第二加热软管12b’两者;或者第一加热软管12a”和第二加热软管12b”两者)。此外,第一实施例(图2a-2b)、第二实施例(图3a-3b)和第三实施例(图4a-4b)中的每一个中的控制器28的操作和功能对于每个实施例基本相同。因此,将仅针对图2a-2b所示的第一实施例呈现对控制器28的操作的讨论。但是应当理解,不管第一加热软管12a和第二加热软管12b的加热电路的具体配置如何,对控制器28的操作和功能的讨论都同样适用。
68.参照图1和图2a-2b,控制器28电联接到第一加热软管12a和第二加热软管12b。更具体地,控制器28经由有线连接而电联接到第一电丝48a、第二电丝50a、第三电丝48b和第四电丝50b,以形成第一电加热电路和第二电加热电路。第一加热电路由第一电丝48a和第二电丝50a形成以用于加热软管12a。第二加热电路由第三电丝48b和第四电丝50b形成以用于加热软管12b。控制器28被配置成独立地向第一加热软管12a和第二加热软管12b供应电流。由此,控制器28被配置成通过控制从电源30传递到第一加热软管12a和第二加热软管12b的电能/电流的量,来调节提供给第一加热软管12a和第二加热软管12b的电能的量。电源30可以是任何电能源/电流源,诸如发电机或墙壁电源插座,等等。
69.在操作中,控制器28被配置成独立地控制向第一加热软管12a和第二加热软管12b的供电。在一些示例中,控制器28被配置成交替地向第一加热软管12a和第二加热软管12b提供电流。在一些示例中,控制器28被配置成控制向第一加热软管12a和第二加热软管12b的供电,使得在任何给定时间,第一加热软管12a或第二加热软管12b中仅一个接收电流。更具体地,控制器28在第一时间段内将电流从电源30提供到第一加热软管12a的第一电丝48a,同时在该第一时间段内避免将电流从电源30提供到第二加热软管12b。同样地,控制器28在第二时间段内将电流从电源30传递到第二加热软管12b的第三电丝48b,同时在第二时间段内避免将电流从电源30传递到第一加热软管12a。在一些示例中,第一时间段和第二时间段是不同的时间段,但是第一时间段和第二时间段具有相同的时间长度。在其他示例中,第一时间段和第二时间段是不同的时间段,并且第一时间段和第二时间段具有不同的时间长度。
70.例如,控制器28可以根据频率控制向每个加热软管12a、12b的供电。频率可以被预先设置并存储在控制器28的存储器中。在一些示例中,控制器28可以被配置成根据操作条件改变向加热软管12a、12b中的一个或两个供电的接通时间和关断时间的长度。例如,控制器28可以基于工作地点的低环境温度,来增加向加热软管12a、12b中的一个或两个提供电流的时间量。可以根据a侧频率向加热软管12a的加热电路施加电流,并且可以根据b侧频率向加热软管12b的加热电路施加电流。例如,控制器28可以仅向a软管12a施加固定电流0.5秒,然后仅向b软管12b施加固定电流0.5秒,之后重复该操作。由此,加热软管12a的接通时
段可以是加热软管12b的关断时段,而加热软管12b的接通时段可以是加热软管12a的关断时段。
71.在操作中,控制器28通过从第一加热软管12a的第一端56a延伸到第一加热软管12a的第二端58a的第一电丝48a提供电流。通过第一电丝48a传递的电流产生热量,并且所述热量被传递到流过第一加热软管12a的流体。电流在第二端58a处从第一电丝48a传递到第二电丝50a。然后,电流传递通过从第一加热软管12a的第二端58a延伸到第一加热软管12a的第一端56a的第二电丝50a,并且返回到控制器28和/或电源30。如上所述,第一电丝48a和第二电丝50b两者可以根据电丝配置向流过第一加热软管12a的流体提供加热。在示例中,电流传递通过第一电丝48a并且使电流通过第二电丝50a返回到控制器28和/或电源30可以在第一时间段期间发生。在一些示例中,第一时间段可以是0.5秒。在其他示例中,第一时间段可以是多于或少于0.5秒。在一些示例中,第一时间段可以是1秒、2秒、5秒、30秒、1分钟或5分钟,等等。在第一时间段期间,控制器28被限制向第二加热软管12b的第三电丝48b提供电流。
72.一旦第一时间段完成,控制器28通过从第二加热软管12b的第一端56b延伸到第二加热软管12b的第二端58b的第三电丝48b提供电流。通过第三电丝48b传递的电流产生热量,并且所述热量被传递到流过第二加热软管12b的流体。电流在第二端58b处从第三电丝48b传递到第四电丝50b。然后,电流传递通过从第二加热软管12b的第二端58b延伸到第二加热软管12b的第一端56b的第四电丝50b,并且返回到控制器28和/或电源30。在示例中,电流流过第三电丝48b并且使电流通过第四电丝50b返回到控制器28和/或电源30可以在第二时间段期间发生。在一些示例中,第二时间段可以是0.5秒。在其他示例中,第二时间段可以是多于或少于0.5秒。在一些示例中,第二时间段可以是1秒、2秒、5秒、30秒、1分钟或5分钟,等等。在第二时间段期间,控制器28被限制向第一加热软管12a的第一电丝48a提供电流。
73.控制器28向第一加热软管12a和第二加热软管12b交替供应电流提供了本领域技术人员将理解的许多益处。向第一加热软管12a和第二加热软管12b交替供应电流,允许对第一加热软管12a和第二加热软管12b中的每一个的加热元件进行电阻测量,使得可以确定每个加热软管的各自温度,而无需单独的温度传感器。向第一加热软管12a和第二加热软管12b交替供应电流,允许使用控制器28内的用于两个软管12a、12b的单个测量电路进行电阻测量,而不需要每个软管12a、12b具有单独的测量电路。控制器28可以分别从每个加热软管接收电信号,并且处理该信号以基于电丝的电阻特性来确定温度。此外,以交替时间从每个软管接收信号允许控制器28在接收下一信号之前处理一个信号。由此,消除对单独的温度传感器和单独的测量电路的需要还提供了基于更少的所需部件而降低了系统10的成本的益处。与同时加热系统相比,交替地向第一加热软管12a和第二加热软管12b供电还可以提供节省的成本。
74.与传统的同时进行操作的加热软管相比,系统10的第一加热软管12a和第二加热软管12b还可以每英尺具有两倍的电阻。电阻丝的电阻被配置成当在加热软管12a与加热软管12b之间交替被控制时产生期望的瓦数。例如,如果同时地而不是交替地供电,则每英尺的电阻可以是两倍电阻,这是平均瓦特数等于电流的平方乘以电阻乘以50%的结果,所述结果不受理论约束。如所讨论的,节距间隙60a、60b、电丝规格、以及电丝材料可以各自被改变,以实现第一加热软管12a和第二加热软管12b的每英尺的期望电阻加热。加热软管12a、
12b的电丝具有较小的电丝规格,以增加电丝的电阻并为第一加热软管12a和第二加热软管12b产生更多的热量。使用较小规格的电丝会产生更大电阻和更多热量并且还使用更少材料,这使得第一电丝48a、第二电丝50a、第三电丝48b和第四电丝50b具有较低成本。
75.另外,节距间隙60a、60b、电丝规格、以及电丝材料可以各自改变,以减少沿着第一加热软管12a和第二加热软管12b的长度的热损失。例如,在一些实施例中,较低电阻的电丝可以用于外部联接的第二电丝50a和第四电丝50b,以便于使电流更高效地传递回控制器28和/或电源30,同时最小化向环境的热损失。每个软管12a、12b的加热电路的第一电丝和第二电丝之间的电阻差由独立的加热电路来实现,所述加热电路仅需要一半电路来提供期望的热量,但是也可以如上所述的利用电路的两个部分。
76.参考图1-4b中的每个,瓦特密度被定义为在参考电阻(20摄氏度下的电阻)下、在最大可允许电流下的加热软管12a、12b的功率/线性英尺(瓦特/英尺)。因此,具有不同的流动路径几何形状的加热软管具有不同的设计功率密度来维持系统性能。在一些示例中,加热软管12a、12b可以具有至少9瓦特/软管英尺的设计瓦特密度(约0.295焦耳/秒/厘米)。在一个示例中,具有约0.25英寸(约0.635cm)的内径(例如,内部空间64a、64b的直径)的加热软管12a、12b可以具有在约10瓦特/软管英尺(约0.328焦耳/秒/厘米)与约12瓦特/软管英尺(约0.394焦耳/秒/厘米)之间(包括端点值)的设计瓦特密度。在另一示例中,具有约0.375英寸(约0.9525cm)的内径的加热软管12a、12b可以具有在约9瓦特/软管英尺(约0.295焦耳/秒/厘米)与约14瓦特/软管英尺(约0.459焦耳/秒/厘米)之间(包括端点值)的设计瓦特密度。在另一示例中,具有约0.5英寸(约1.27cm)的内径的加热软管12a、12b可以具有在约12瓦特/软管英尺(约0.394焦耳/秒/厘米)与约15瓦特/软管英尺(约0.492焦耳/秒/厘米)之间(包括端点值)的设计瓦特密度。相比之下,对于加热软管组件内的单个软管,同时接收(在一些情况下连续供应)电流的传统加热软管具有范围在约5.5瓦特/软管英尺(约0.180焦耳/秒/厘米)至约7.5瓦特/软管英尺(约0.246焦耳/秒/厘米)的瓦特密度(取决于许多因素,诸如软管直径、绝缘性、材料以及厚度的变量,等等)。由此,与传统加热软管相比,加热软管12a、12b的瓦特密度可以是传统加热软管的瓦特密度的两倍,从而允许交替地向加热软管12a、12b供电,同时保持每个单独的加热软管12a、12b所需的热量和/或功率密度。
77.另外,瓦特密度与电阻率具有反比关系,使得对电加热软管的给定电输入会产生特定功率密度。例如,向总电阻率为0.0098欧姆/软管英尺的加热软管12a、12b输入35安培的电流将产生12瓦特/软管英尺(约0.394焦耳/秒/厘米)的功率密度。在另一示例中,向总电阻率为0.00593欧姆/软管英尺的加热软管12a、12b输入45安培的电流将产生12瓦特/软管英尺(约0.394焦耳/秒/厘米)的功率密度。应当注意的是,“/软管英尺”不一定与“/电丝英尺”相同,特别是对于螺旋缠绕软管的电丝,所述电丝将具有比总软管长度显著更长的总长度。由此,每个单独电丝的电阻可以变化以使加热软管12a、12b实现期望的功率/线性英尺。在一个示例中,图2a-2b中所示的外部加热配置的电丝48a、48b、50a、50b可以各自具有在约0.0015欧姆/电丝英尺与约0.0018欧姆/电丝英尺之间(包括端点值)的电阻。在另一示例中,图3a-3b中所示的内部加热配置的加热电丝48a、48b可以各自具有在约0.004欧姆/电丝英尺与约0.006欧姆/电丝英尺之间(包括端点值)的电阻;并且图3a-3b中所示的内部加热配置的返回电丝50a、50b可以各自具有在约0.004欧姆/电丝英尺与约0.0012欧姆/电丝
英尺之间(包括端点值)的电阻。可以改变电丝48a、48b、50a、50b的各自的电阻,以获得加热软管12a、12b的期望的总电阻/软管英尺,以实现加热软管12a、12b的期望的功率密度。可以在图4a-4b所示的混合配置中使用电阻率的组合,诸如对于加热电丝48a、48b,使用在约0.0015欧姆/电丝英尺与约0.0018欧姆/电丝英尺之间(包括端点值)的电阻,并且对于返回电丝50a、50b,使用在约0.004欧姆/电丝英尺与约0.0012欧姆/电丝英尺之间(包括端点值)的电阻。加热软管12a、12b的每个单独的电丝可以采用不同的电阻率,以使加热软管12a、12b实现所期望的总电阻/软管英尺。
78.如上所述,在交替独立温度控制方法下,对目标功率密度进行具体选择来维持加热软管12a、12b的加热性能。功率密度太低的加热软管将不能维持合适的温度。此外,具有过大功率密度的加热软管可能导致不一致的高温,因为控制器28可能在瞬态条件下经历困难响应。因此,加热软管12a、12b的功率密度通过改变加热软管12a、12b的总电阻/软管英尺、和/或供应到加热软管12a、12b的电流量来控制。控制器28以期望的功率密度交替向第一加热软管12a和第二加热软管12b供应电流,这提供了所描述的益处以及本领域技术人员将实现的许多其他益处。
79.尽管已经参考优选实施例描述了本发明,但是本领域技术人员将认识到,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以在形式和细节上进行改变。
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