专利名称：正温度系数电阻管路加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有热源的流体加热器，尤其涉及一种能自行恒温加热的PTC(正温度系数电阻)管路加热器，适用在油田井口、采输油过程、冶炼、循环水、油等管路的电加热。
目前在油田管路中普遍采用的有三种加热方式其一是油管套伴热热水管；其二是以天然气或原油为燃料的井口加热水套炉；其三是采用以辐射传热为主的远红外技术的电加热装置。这些加热方式普遍存在热效率低，能量消耗大、明火加热安全性差、设备需经常维修等问题。
本实用新型的目的是克服以上几种加热器存在的问题，根据油田等领域的实际需要，一方面在不同流量条件下均能使流出本PTC管路加热器的流体达到一定的温升，另一方面安全可靠，热效率高，不需维修和专人管理。
本实用新型是这样实现的PTC管路加热器包括内箱体、外箱体、加热体、保温绝缘层和电气控制箱体；在被加热的内箱体1外面有PTC陶瓷加热体5，在加热体5的外面有保温绝缘层3、而在绝缘层3的外面是外箱体2，外箱体2的一侧有电气控制箱4和进口法兰14，而在外箱体另一侧则有出口法兰15，另外还可装有过热保护系统。
所述被加热的内箱体是由钢材或其他金属焊接或其他连接而成的，它由法兰盘、进出口管路和中空管路构成。
PTC加热体层是将新型PTC片体置于内箱体之上，通过压板或其他手段固定，并由铜线引出电极，构成发热体层保温绝缘层由玻璃丝棉或其他保温材料组成，它成为内箱、外箱间的保温填充层，又起到了绝缘的作用。
外箱为整个加热系统的保护层，它起到了固定和保护内箱体、加热层和保温层的作用，既使设备整体坚固和便于运输，又使设备能适应野外恶劣条件。
电气控制箱体主要由交流继电器，空气开关、交流互感器和交流电流表相互连接而成。
本实用新型所述的电气控制箱和保护作用外箱体可以是固定连接在一起的，也可以是能分离开的，以适应如防爆等的各种要求。
本实用新型PTC管路加热器是应用新型半导体材料PTC正温度系数电阻的自恒温加热特性，同时采用符合传热学规律的最佳设计方案，比传统管路加热器有很多优点。
本实用新型PTC管路加热器优点在于它能充分利用PTC的独特性能，自行根据流入液体的流量和温度，调节加热功率进而达到调节出口油温，适应油田流量变化多，全年气候变化大等条件。本装置除自身具有自控温能力外，还装有过热保护系统(自动断电和接通电源的功能)，从而可避免原油温度过高而产生的碳化现象。
本实用新型PTC管路加热器在石油、化工、冶金、供油、供水等领域具有广泛应用价值。与传统加热方式比较，它有以下优越性1.电热转换率高，比传统电热设备节电30％以上。
2.加热迅速，一般5～10分钟可达最高温度。
3.无明火、安全、可靠，无故障运行时间长。
4.重量轻、体积小，易于安装和移动。
5.自控温，加热功率随排量自行调节；自动过热保护，自动运行，无需专门管理；故障率低，无须定期更换或维修，节省人力、财力、物力。
6.在野外雨水、风沙、冰雪、酷暑、严寒(零下30℃以下)等恶劣条件下，均能正常工作。
下面将结合
，更详细地描述本实用新型的实施例。图1是根据本实用新型PTC管路加热器的立体图；图2.是图1所示PTC管路加热器的被加热器的内箱体的正视截面图；图3.是图1所示PTC管路加热器的被加热器的内箱体的俯视截面图；图4.是图1所示PTC管路加热器的外箱体的正视截面图；图5.是图1所示PTC管路加热器的外箱体的俯视截面图；图6.是图1所示PTC管路加热器的电气控制箱的立体图；图7.是图1所示PTC管路加热器电气控制箱电路原理图；图8.是根据本实用新型PTC管路加热器第二种实施例的内箱体的正视截面图；在图1中，1为本实用新型PTC管路加热器的内箱体，2为外箱体，3为保温绝缘层，4为电气控制箱，5为PTC陶瓷加热体，14为进口法兰，15为出口法兰。
在图2所示的内箱，内箱体1外表面由金属板焊接而成，内部由金属隔板21交替错开形成蛇形管路，一方面加长了流体在箱体内热交换面积，延长了其在内箱体2中的停留时间，而强化了热交换，另一方面，隔板的设置在一定程度上加强了内箱体的机械强度。PTC高温发热体5，是一种新型的半导体材料，通电后可以自行恒温，并随耗散系数变化自行调整功率。一般流量越大，耗散系数越高，PTC发出的功率就越大，这样使得被加热内箱体内的流体在不同流量下，温度升高的要求均能满足。在低流量下不会因功率过大而使流体温升过高(如原油温度过高，会发生碳化等现象)，在高流量下，自动加大功率，仍能达到出口液温要求。通过提高油(或水)等温度，降低了原油粘度，降低了原油输送过程中的阻力，起到了升温降粘，提高流动性的目的。10为固定压板，11为压板螺钉，12为平衡支脚，13为接地螺钉，14为进口法兰，15为出口法兰图3所示，在PTC片5上铺有铜导线6，为保证接触良好，然后在其上铺设云母片或其他绝缘片8，以达到绝缘、保温双重作用，然后加上金属压板10，用螺钉11固定在箱体2上。为保证内箱平衡，在内箱底部可焊有支脚12。
在图4中，2为外箱体，由三部分组成，由箱体2、底座16及箱体上焊有法兰护口22，以防雨水外箱体2与电气控制箱体4可以联在一起，也可以分开，以满足如防爆等特殊要求。
图6所示为电气控制箱的表面立体图，门采用防雨密封结构，并加注危险标志。
在图7所示的电气控制图中，三相电源连接到一个空气开关19上，空气开关19的输出端分别接在一个交流接触器17的输入端，其中一个输出端先经过一个带有互感器的安培表20然后再接在交流接触器17的一个输入端，以监测电流值变化，交流接触器17输出端接于三路PTC加热体，三路PTC加热体并联在一起与地线连接，形成回路。为防止被加热流体温度超过要求时，在箱体出口部分接入温度继电器18(常闭式)，当温度继电器因温度上升到限制温度而跳开，即可使交流接触器断开，PTC加热体停止工作。当管路出口温度下降到一定程度后，温度继电器再次吸合，加热体通电，过热保护是用于防止当流量过小，被加热流体温度过高产生结焦等现象。这更进一步提高了设备的安全性和可靠性。
图8所示的是本实用新型PTC管路加热器的又一种实施例。它采用循环回转弯曲圆管作为内箱体，可以大大提高设备的耐压强度。它可以根据需要延长和缩短其总长度，可适应各种不同场合下使用，体积将更小，重量减轻，施工方便。
虽然本实用新型是只用了两个特殊实施例说明的，但是本实用新型应不局限在这些实施例。例如箱体外形可以是其他形状，而内箱结构也可以是其他结构，超温保护也可以通过其他温度传感器和类似电路实现。
本实用新型的保护范围将通过所附的权利要求加以限定。
权利要求1.一种正温度系数电阻管路加热器，其特征在于它包括内箱体、外箱体、加热体，保温绝缘层和电气控制箱体，在被加热的内箱体(1)外面有PTC陶瓷加热体(5)，在加热体(5)的外面有保温绝缘层(3)，而在绝缘层(3)的外面是外箱体(2)，外箱体的一侧有电气控制箱(4)和进口法兰(14)，而在外箱体另一侧有出口法兰(15)。
2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于加热的内箱体它由钢材或其它金属焊接或其他连接而成，它由法兰盘、进出口管路和中空管路构成，内部由金属隔板(21)交替错开形成蛇形管路，在PTC片(5)上铺有铜导线(6)，在其(6)上铺设云母片或其他绝缘片(8)，内箱体可焊有支脚(12)。
3.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于PTC加热层是将PTC片体置于内箱体之上，通过压板或其他手段固定，并由铜线引出电极构成发热体层。
4.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于保温绝缘层由玻璃丝棉或其他保温材料组成，它使内箱、外箱间绝缘并作为保温填充层。
5.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于外箱体由箱体(2)，底座(16)和箱体上焊有法兰护口(22)组成，外箱体(2)与电气控制箱体(4)可以连接在一起，也可分开。
6.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于电气控制箱体可以和外箱体固定连在一起，也可分开以满足防爆等要求，此箱体(4)主要由交流继电器、空气开关、交流互感器和交流电流表连接而成，三相电源连空气开关(19)，而开关(19)输出端分别接交流接触器(17)输入端，而接触器(17)输出端接三路PTC加热体，三路PTC并联在一起与地线连接，箱体出口部分接常闭式温度继电器(18)。
7.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于加热器采用循环回转弯曲园管作为内箱体，流体的超温保护用温度传感器实现。
专利摘要一种正温度系数电阻管路加热器，它包括内外箱体、加热体、保温绝缘层和电气控制箱体，在被加热的内箱体外面有PTC陶瓷加热体，在加热体外面有保温绝缘层，在绝缘层外面是外箱体，外箱体一侧有电气控制箱和进口法兰，在外箱体另一侧有出口法兰，这是利用PTC特性自行恒温加热安全可靠，热效率高的PTC管路加热器，适用在油田井口，采输油过程、冶炼、循环水、油等管路的电加热。
文档编号E21B36/00GK2232977SQ95202588
公开日1996年8月14日 申请日期1995年2月17日 优先权日1995年2月17日
发明者周自衡, 姜春志, 谢勤龙, 宋卫东, 刘荫柱 申请人:北京依斯特现代仪器装备有限公司