一种电磁加热装置的制作方法

本发明涉及物体加热技术领域，具体而言，涉及一种电磁加热装置。

背景技术：

电磁加热也称电磁感应加热，即电磁加热技术，电磁加热的原理是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质容器放置上面时，容器表面即切割交变磁力线而在容器底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使容器底部的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能。从而起到加热物品的效果。因为是铁制容器自身发热，所以热转化率特别高，最高可达到95％是一种直接加热的方式。

现有的原油开采后，需要将原油加热到工艺要求的温度，以便进行输送、沉降、分离、脱水和初加工。但是现有的油井管道加热一般通过电加热的方式加热，该方式耗电量大，热损耗高，导致加热效率低。如何将电磁加热应用于油井管道加热等领域，成为一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电磁加热装置，其能够对油井管道进行加热，加热效率高。

本发明的另一目的在于提供一种基于电磁加热装置加热的方法，采用该方法，便于将电磁加热装置设置于油井管道上和对油井管道进行加热。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种电磁加热装置，包括变频器和加热箱体，加热箱体内设有加热管道，加热管道设有进口和出口；加热管道外表面卷绕有电磁感应线圈，电磁感应线圈与变频器电连接。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述加热管道外表面设有保温层，保温层设于加热管道与电磁感应线圈之间。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括plc控制单元和温度采集模块，plc控制单元分别与温度采集模块和变频器电连接；温度采集模块用于测量进口的温度、出口的温度和加热管道的温度，并将测量的温度信号传输到plc控制单元；plc控制单元用于接收温度信号，并根据温度的数值大小发送控制信号到变频器；变频器接收控制信号并控制电磁感应线圈的开、关或者功率大小。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述温度采集模块包括至少两个第一温度传感器和至少一个第二温度传感器，进口和出口均设有第一温度传感器，第二温度传感器设于加热管道。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括无线传输模块和接收终端，无线传输模块与plc控制单元电连接，接收终端与无线传输模块通讯连接；无线传输模块用于将plc控制单元接收的信息传输到接收终端。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括显示模块，显示模块与plc控制单元电连接，显示模块用于将plc控制单元接收的信息显示出来。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括压力传感器，压力传感器与plc控制单元电连接，压力传感器用于测量出口处的压力大小，并将压力信号传输到plc控制单元；plc控制单元用于接收压力信号并传输到显示模块显示出来。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括手动输入模块，手动输入模块与plc控制单元电连接，手动输入模块用于手动输入控制信息到plc控制单元，plc控制单元用于接收控制信息并控制变频器的工作。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括控制箱，手动输入模块、plc控制单元、变频器和显示模块设于控制箱。

第二方面，本申请实施例提供一种基于电磁加热装置加热的方法，将电磁感应线圈卷绕在加热管道外表面；变频器接入220v/380v、频率为50hz的交流电；通过变频器将50hz的交流电变成直流电，再将直流电转换成高频电流；高频电流通过电磁感应线圈逆变为10khz-20khz的高频磁场作用于加热管道。

相对于现有技术，本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供一种电磁加热装置，包括变频器和加热箱体，加热箱体内设有加热管道，加热管道设有进口和出口；加热管道外表面卷绕有电磁感应线圈，电磁感应线圈与变频器电连接。

实际使用时，将需要加热的油液从加热管道的进口输送进入加热管道中，变频器接入220v/380v、频率为50hz的交流电，通过变频器的整流电路将50hz的交流电变成直流电，然后将直流电转换成高频电流，加热管道外表面卷绕有电磁感应线圈，电磁感应线圈在通过高频电流后逆变为高频磁场作用于加热管道。加热管道表面即切割交变磁力线而在加热管道内部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使加热管道内部的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而对加热管道内的油液进行加热，加热后的油液从出口输送出加热管道。因为是加热管道自身发热，所以热转化率特别高，如此能够对加热管道进行加热，加热效率高。

本发明实施例还提供一种基于电磁加热装置加热的方法，将电磁感应线圈卷绕在加热管道外表面；变频器接入220v/380v、频率为50hz的交流电；通过变频器将50hz的交流电变成直流电，再将直流电转换成高频电流；高频电流通过电磁感应线圈逆变为10khz-20khz的高频磁场作用于加热管道。采用该方法，便于将电磁加热装置设置于加热管道上和对加热管道进行加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电磁加热装置的结构示意图；

图2为图1中加热管道的剖视图；

图3为本发明实施例提供的电磁加热装置原理图。

图标：1-加热箱体；2-加热管道；3-电磁感应线圈；4-变频器；5-进口；6-出口；7-保温层；8-控制箱；9-总电源开关；10-急停开关；11-显示屏；12-第一温度传感器；13-第二温度传感器；14-压力传感器；15-防爆接线盒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，图1所示为本发明实施例提供的电磁加热装置的结构示意图；图2所示为图1中加热管道2的剖视图。

本实施例提供一种电磁加热装置，包括变频器4和加热箱体1，加热箱体1内设有加热管道2，加热管道2设有进口5和出口6；加热管道2外表面卷绕有电磁感应线圈3，电磁感应线圈3与变频器4电连接。

实际使用时，将需要加热的油液从加热管道2的进口5输送进入加热管道2中，变频器4接入220v/380v、频率为50hz的交流电，通过变频器4的整流电路将50hz的交流电变成直流电，然后将直流电转换成高频电流，加热管道2外表面卷绕有电磁感应线圈3，电磁感应线圈3在通过高频电流后逆变为高频磁场作用于加热管道2。加热管道2表面即切割交变磁力线而在加热管道2内部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使加热管道2内部的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而对加热管道2内的油液进行加热，加热后的油液从出口6输送出加热管道2。因为是加热管道2自身发热，所以热转化率特别高，如此能够对加热管道2进行加热，加热效率高。

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率。本发明通过设置变频器4对电流的频率进行改变，便于调节。

可选地，本实施例的加热管道2的尺寸具体设置时，加热管道2的进口5处和出口6处的管径为dn50，加热管道2的管壁厚为5mm-8mm、直径为159mm-273mm、长度为1000mm，优选为gb8163的无缝钢管。需要说明的是，本发明提供的电磁加热装置用于加热油液只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，本发明提供的电磁加热装置还可用于加热水、油、防冻液等物品。

可选地，本实施例的电磁感应线圈3与变频器4之间通过外表材质为grp硅橡胶玻璃纤维硅树脂的导线电连接，grp硅橡胶玻璃纤维硅树脂材料防紫外线、防水，耐温范围-60℃至+180℃，能在长期的使用中保持良好的性能。

如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，上述加热管道2外表面设有保温层7，保温层7设于加热管道2与电磁感应线圈3之间。本发明通过设置保温层7，使电磁感应线圈3和被加热的加热管道2隔离，减少加热管道2的热量损失。可选地，本实施例的保温层7采用无碱玻璃纤维表面毡，无碱玻璃纤维表面毡是一种导热系数为0.03w/m·k的绝缘、阻燃材料，能增加感应距离，使电磁感应线圈3和被加热的加热管道2完全隔离，进一步减少加热管道2的热量损失。

请参照图3，图3所示为本发明实施例提供的电磁加热装置原理图。

如图1-图3所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括plc控制单元和温度采集模块，plc控制单元分别与温度采集模块和变频器4电连接；温度采集模块用于测量进口5的温度、出口6的温度和加热管道2的温度，并将测量的温度信号传输到plc控制单元；plc控制单元用于接收温度信号，并根据温度的数值大小发送控制信号到变频器4；变频器4接收控制信号并控制电磁感应线圈3的开、关或者功率大小。

本发明通过设置温度采集模块，当温度过高时，plc控制单元可以控制变频器4，使变频器4输出的电流频率降低，进而电磁感应线圈3产生的磁场强度变低，进而降低加热温度；当温度过低时，plc控制单元可以控制变频器4，使变频器4输出的电流频率增高，进而电磁感应线圈3产生的磁场强度变高，进而增加加热温度；当温度超过阈值时，plc控制单元控制变频器4，使变频器4停止工作，进而停止加热。

需要说明的是，控制单元可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该控制单元可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。并不仅限于本实施例中的plc控制单元。

如图1-图3所示，在本发明的一些实施例中，上述温度采集模块包括至少两个第一温度传感器12和至少一个第二温度传感器13，进口5和出口6均设有第一温度传感器12，第二温度传感器13设于加热管道2。

本发明通过进口5和出口6均设有第一温度传感器12，便于对油液加热前和加热后的温度进行监控。可选地，本实施例的第一温度传感器12采用wzp-240tz/pt100传感器，wzp-240tz/pt100传感器是一种防爆温度传感器，适用于爆炸性气体环境2区。本发明通过加热管道2设置第二温度传感器13，便于对加热管道2的温度进行测量。

如图1-图3所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括无线传输模块和接收终端，无线传输模块与plc控制单元电连接，接收终端与无线传输模块通讯连接；无线传输模块用于将plc控制单元接收的信息传输到接收终端。本发明通过设置无线传输模块，便于工作人员通过接收终端远距离接收电磁加热装置加热的实时信息，便于远距离操控。可选地，本实施例的接收终端可以是手机、电脑等物品。本实施例的无线传输模块可以通过4g等无线传输信息。

如图1-图3所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括显示模块，显示模块与plc控制单元电连接，显示模块用于将plc控制单元接收的信息显示出来。本发明通过设置显示模块，便于工作人员通过显示模块查看电磁加热装置加热的实时数据。可选地，本实施例的显示模块包括显示屏11。

如图1-图3所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括压力传感器14，压力传感器14与plc控制单元电连接，压力传感器14用于测量出口6处的压力大小，并将压力信号传输到plc控制单元；plc控制单元用于接收压力信号并传输到显示模块显示出来。本发明通过设置压力传感器14，便于测量出口6处的压力大小。可选地，本实施例的压力传感器14采用kbd-132型压力变送器。

如图1-图3所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括手动输入模块，手动输入模块与plc控制单元电连接，手动输入模块用于手动输入控制信息到plc控制单元，plc控制单元用于接收控制信息并控制变频器4的工作。本发明通过设置手动输入模块，便于工作人员手动输入数据用以控制变频器4的工作，比如调节加热温度、控制变频器4加热时间等。可选地，本实施例的手动输入模块输入是，可以通过直接在显示屏11上输入数据信息。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括控制箱8，手动输入模块、plc控制单元、变频器4和显示模块设于控制箱8。本发明通过设置控制箱8，便于工作人员在控制箱8上通过显示模块观测数据和手动输入数据信息等操作。可选的，本实施例的显示屏11设于控制箱8。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，上述控制箱8上还可设置总电源开关9、急停开关10，急停开关10可用于在发生危险时通过急停开关10停止电磁加热装置的加热过程；总电源开关9可以一键开启和关闭整个装置。本发明还设有防爆接线盒15，电磁感应线圈3和变频器4通过防爆接线盒15电连接。

本实施例还提供一种基于电磁加热装置加热的方法，将电磁感应线圈3卷绕在加热管道2外表面；变频器4接入220v/380v、频率为50hz的交流电；通过变频器4将50hz的交流电变成直流电，再将直流电转换成高频电流；高频电流通过电磁感应线圈3逆变为10khz-20khz的高频磁场作用于加热管道2。采用该方法，便于将电磁加热装置设置于加热管道2上和对加热管道2进行加热。

综上，本发明的实施例提供一种电磁加热装置，包括变频器4和加热箱体1，加热箱体1内设有加热管道2，加热管道2设有进口5和出口6；加热管道2外表面卷绕有电磁感应线圈3，电磁感应线圈3与变频器4电连接。

实际使用时，将需要加热的油液从加热管道2的进口5输送进入加热管道2中，变频器4接入220v/380v、频率为50hz的交流电，通过变频器4的整流电路将50hz的交流电变成直流电，然后将直流电转换成高频电流，加热管道2外表面卷绕有电磁感应线圈3，电磁感应线圈3在通过高频电流后逆变为高频磁场作用于加热管道2。加热管道2表面即切割交变磁力线而在加热管道2内部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使加热管道2内部的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而对加热管道2内的油液进行加热，加热后的油液从出口6输送出加热管道2。因为是加热管道2自身发热，所以热转化率特别高，如此能够对加热管道2进行加热，加热效率高。

本发明的实施例还提供一种基于电磁加热装置加热的方法，将电磁感应线圈3卷绕在加热管道2外表面；变频器4接入220v/380v、频率为50hz的交流电；通过变频器4将50hz的交流电变成直流电，再将直流电转换成高频电流；高频电流通过电磁感应线圈3逆变为10khz-20khz的高频磁场作用于加热管道2。采用该方法，便于将电磁加热装置设置于加热管道2上和对加热管道2进行加热。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。