CN116412308B - 管道预热装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了管道预热装置，涉及管道加热技术领域。本申请包括卧式换热器，所述卧式换热器的分配端上下两侧分别连通有进流管与出流管，所述卧式换热器的壳体上固定连通有进料管与出料管，还包括：外部加热机构，所述出流管端部通过法兰盘连通有运输管，所述外部加热机构包括可拆卸包裹在运输管外部的导热垫。本申请通过在运输管的外侧包裹导热垫、加热绳与蓄热套，在平温下可以利用蓄热套对阳光进行吸收，从而缓慢预热运输管，保护内部立体的温度，而在寒冷天气中，则可以利用加热绳对导热垫以及蓄热套进行加热，提前对运输管进行预热，避免流体在加热后流入运输管而降温，增加安全性，保障了后续设备的正常运行。

Description

管道预热装置

技术领域

本申请涉及管道加热技术领域，具体涉及管道预热装置。

背景技术

卧式换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，其内的冷、热两种流体整体上主要是水平在管道内流通传动热量，冷流体在经过热流体加热后会通过出流管排出并输送到下一个工序当中，但是下一个工序的设备与换热器之间一般是通过管道进行连通的，而管道又不具备保温加热的功能，当加热后的流体进入运输管时，会被管道自身所吸收热量，从而降低流体温度，影响下一个工序的正常运行，尤其是在北方地区的冬季尤为明显，通过管道对加热后的流体进行运输时会持续降低流体的温度，严重影响了后续设备工作。

因此本发明提出一种能够对管道进行预加热并保障流体运输时不会降低过多温度的管道预热装置。

发明内容

本申请的目的在于：为解决上述背景技术中的问题，本申请提供了管道预热装置。

本申请为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

管道预热装置，包括卧式换热器，所述卧式换热器的分配端上下两侧分别连通有进流管与出流管，所述卧式换热器的壳体上固定连通有进料管与出料管，还包括：

外部加热机构，所述出流管端部通过法兰盘连通有运输管，所述外部加热机构包括可拆卸包裹在运输管外部的导热垫，所述导热垫外侧螺旋包裹有加热绳，所述导热垫外侧可拆卸套设有用于包裹加热绳的蓄热套；

余热导流组件，包括阵列连接在运输管内的多个支撑环网，所述支撑环网上固定连接有悬空于运输管内部的流通管，所述运输管的两端分别连通有进热管与出热管，所述进热管另一端固定连通在出料管的上侧，所述出热管的另一端固定连通在出料管的下侧；

翻转接收件，安装在所述进热管与出料管之间，且用于将出料管内的热流体分流压入到进热管内；

单向排流件，安装在出热管与出料管之间，且用于将出热管内的流体排入到出料管中；

加压件，包括转动安装在出料管内的驱动转轮，所述进热管内连通有叶轮框，所述叶轮框与驱动转轮之间通过联动件传动连接。

进一步地，所述导热垫形状为圆筒形且下侧构造有条形开口，所述条形开口的两侧均沿其长度方向阵列连接有多个对接片，所述对接片上构造有多个通孔。

进一步地，所述加热绳包括加热丝，所述加热丝外侧包裹有竹节式的绝缘陶瓷串，所述加热丝对折插设在绝缘陶瓷串内且两对折段之间填充有玻璃纤维隔热棉，所述加热丝的两端连接有插接头。

进一步地，所述蓄热套数量为多个且相互插接相连，所述蓄热套包括两个弧形板，两个所述弧形板的上侧通过铰接柱相互铰接，两个所述弧形板的自由端之间安装有用于卡接相连的连接件。

进一步地，所述连接件包括固定连接在弧形板端侧的连接片，两个所述连接片的相对侧构造有用于包裹对接片的凹槽，其中一侧的所述连接片上固定连接有多个活动贯穿通孔的摁扣，另一侧的所述连接片上构造有与摁扣相插合的卡孔。

进一步地，所述流通管的两端均构造有与运输管内壁相接的密封环，所述流通管与运输管之间形成有预热空腔，所述预热空腔内构造有螺旋槽，所述进热管与出热管的其中一端分别连通在螺旋槽的两端。

进一步地，所述进热管与出料管之间以及出热管与出料管之间均安装有三通管，所述翻转接收件包括铰接在三通管与进热管连接端口处的翻盖一，所述翻盖一的自由端朝向热流体流动的反方向设置且两侧均固定连接有滑动贯穿出料管的钢丝绳，所述三通管外侧通过扭簧转动安装有锁紧柱，两个所述钢丝绳均绕设在锁紧柱上，所述钢丝绳的外侧包裹有连接在三通管上的防护密封管。

进一步地，所述翻盖一朝向进热管的一端固定连接有橡胶柱，所述橡胶柱的端部构造有用于堵塞进热管的锥形皮套，所述锥形皮套的圆锥面朝向出料管设置。

进一步地，所述单向排流件包括铰接在三通管与出热管连接处的翻盖二，所述翻盖二的自由端向下设置。

进一步地，所述叶轮框包括固定连通在进热管内的柱框，所述柱框内转动安装有扇叶，所述联动件包括与扇叶一端固定连接的转轴，所述转轴另一端转动贯穿进热管的拐角处，所述驱动转轮上固定连接有转动贯穿出料管的轴杆，所述轴杆与转轴之间通过齿轮传动连接。

本申请的有益效果如下：

1、本申请通过在运输管的外侧包裹导热垫，并在导热垫外侧包裹蓄热套，而导热垫与蓄热套之间还绕设有加热绳，在平常温度下可以利用蓄热套对阳光进行吸收，从而逐步加热运输管，导热垫可以有效地将热量传递给运输管，而在寒冷天气中，则可以利用加热绳对导热垫以及蓄热套进行加热，由于蓄热套的阻隔可以减少热量的流失，保障导热垫能够将热量传递给运输管，提前对运输管进行预热，避免流体在加热后流入运输管而降温，增加安全性，保障了后续设备的正常运行。

2、本申请通过设置余热导流组件，可以将热流体通过进热管引入到运输管与流通管之间的夹层当中，并通过出热管将热流体重新排入到出料管当中，循环往复，可以将热流体的余热利用起来，并对运输管以及流通管进行内部加热，以此来保障管道的温度，避免加热后的流体进入时温度降低。

附图说明

图1是本申请立体结构图；

图2是本申请又一视角立体结构图；

图3是本申请加热绳部分立体结构***图；

图4是本申请外部加热机构立体结构***图；

图5是本申请图4中A处的放大图；

图6是本申请余热导流组件立体结构***图；

图7是本申请翻转接收件立体结构半剖图；

图8是本申请翻转接收件又一立体结构半剖图；

图9是本申请单向排流件立体结构***图；

图10是本申请加压件和联动件立体结构图；

附图标记：1、卧式换热器；101、进流管；102、出流管；103、进料管；104、出料管；2、外部加热机构；201、导热垫；2011、条形开口；2012、对接片；2013、通孔；202、加热绳；2021、加热丝；2022、绝缘陶瓷串；2023、插接头；203、蓄热套；2031、弧形板；2032、铰接柱；2033、连接件；20331、连接片；20332、凹槽；20333、摁扣；20334、卡孔；3、运输管；4、余热导流组件；401、支撑环网；402、流通管；4021、密封环；4022、预热空腔；4023、螺旋槽；403、进热管；404、出热管；5、翻转接收件；501、翻盖一；5011、橡胶柱；5012、锥形皮套；502、钢丝绳；503、扭簧；504、锁紧柱；505、防护密封管；6、单向排流件；601、翻盖二；7、加压件；701、驱动转轮；702、叶轮框；7021、柱框；7022、扇叶；8、联动件；801、转轴；802、轴杆；9、三通管。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1、图2、图4和图10所示，本申请一个实施例提出的管道预热装置，包括卧式换热器1，卧式换热器1的分配端上下两侧分别连通有进流管101与出流管102，卧式换热器1的壳体上固定连通有进料管103与出料管104，其中进流管101与出流管102用于输送冷流体，而进料管103与出料管104则用于输送热流体，冷流体与热流体在卧式换热器1的壳体内进行热交换，以此来加热冷流体，冷流体经过加热后会通过出流管102排出卧式换热器1，还包括：

外部加热机构2，出流管102端部通过法兰盘连通有运输管3，外部加热机构2包括可拆卸包裹在运输管3外部的导热垫201，导热垫201外侧螺旋包裹有加热绳202，导热垫201外侧可拆卸套设有用于包裹加热绳202的蓄热套203，当加热后的冷流体排出后会直接进入到运输管3内，在天气寒冷的北方，如果不对运输管3进行预热，流体直接进入会快速散失热量，从而影响后续的工序加工，而本装置通过在运输管3的外侧包裹导热垫201，并在导热垫201的外侧包裹蓄热套203，蓄热套203一方面可以吸收阳光中的辐射热量，并将热量储存起来缓慢地向外散发，具有一定的保温效果，而导热垫201直接与运输管3以及蓄热套203接触，可以加快蓄热套203朝向运输管3传动热量的速度，以此来将阳光中的热量利用起来，在常态下的晴朗天气可以持续对运输管3进行加热保温，以起到持续预热的效果，保障加热后的流通进入不会散失过多温度，增加了装置的功能性与安全性，而设置加热绳202则可以在寒冷天气或阴雨天气中直接对导热垫201进行加热，以此来加热运输管3的外侧，并逐步预热其内部，需要说明的是加热绳202为可控电力操作，当设备运行前启动即可，无需持续工作，因此可以起到预加热的功效；

余热导流组件4，包括阵列连接在运输管3内的多个支撑环网401，支撑环网401上固定连接有悬空于运输管3内部的流通管402，运输管3的两端分别连通有进热管403与出热管404，进热管403另一端固定连通在出料管104的上侧，出热管404的另一端固定连通在出料管104的下侧，通过在运输管3内安装流通管402，利用流通管402来输送流体，运输管3则作为了一层保温防护层，进一步保障流体运输温度；

翻转接收件5，安装在进热管403与出料管104之间，且用于将出料管104内的热流体分流压入到进热管403内；

单向排流件6，安装在出热管404与出料管104之间，且用于将出热管404内的流体排入到出料管104中，利用翻转接收件5可以将出料管104流出的热流体导入到进热管403当中，并在经过运输管3与流通管402之间的夹层后再通过出热管404重新排入到出料管104当中，热流体加热冷流通之后仍然会存留一部分热量，而本装置则可以将热流体的余热进行利用，通过对运输管3的内部进行加热，配合外部加热机构2进行双重加热，不仅可以提高预热效率，而且可以提高热能利用率，减少了热能浪费，需要说明的是因运输管3与流通管402之间的夹层空间相较于出料管104的空腔较小，因此将进热管403与出热管404均设置在出料管104的侧面，并利用翻转接收件5来将热流体分流到进热管403当中，不会过大的影响出料管104热流体排量，保障设备的正常运行，防止热流体在卧式换热器1中产生存积现象，增加安全性；

加压件7，包括转动安装在出料管104内的驱动转轮701，进热管403内连通有叶轮框702，叶轮框702与驱动转轮701之间通过联动件8传动连接，加压件7主要用于增加热流体朝向运输管3内流动的速度，加快预热效率，提高热能利用率，主要通过出料管104内的热流体的流通动力来带动驱动转轮701的转动，从而通过联动件8将该动能传递给叶轮框702，利用叶轮框702的旋转来加速内部流体的流动速度，以此来提高预热效率，该结构将热流体的动力势能进行了利用，无需额外的驱动设备，有利于节省资源。

如图4所示，在一些实施例中，导热垫201形状为圆筒型且下侧构造有条形开口2011，导热垫201采用硅胶片材质，其具有柔软性且导热效果良好，可以有效地传递加热绳202与蓄热套203的热量，条形开口2011的两侧均沿其长度方向阵列连接有多个对接片2012，对接片2012上构造有多个通孔2013，条形开口2011沿导热垫201的长度方向开设，可以方便对运输管3的外表面进行包裹，可以适应不同弯曲形态的运输管3，增加装置的适应性，而包裹完成后可以利用螺栓将两两相互贴合的对接片2012进行连接固定，以此来方便拆卸和更换操作，增加装置的灵活性。

如图3所示，在一些实施例中，加热绳202包括加热丝2021，加热丝2021外侧包裹有竹节式的绝缘陶瓷串2022，加热丝2021对折插设在绝缘陶瓷串2022内且两对折段之间填充有玻璃纤维隔热棉，加热丝2021的两端连接有插接头2023，传统的加热绳202采用单丝加热，即绝缘陶瓷串2022内只插设单独一根加热丝2021，而本装置中利用加热丝2021的对折可以形成双丝设置在绝缘陶瓷串2022当中，并且在对折的两段之间设置玻璃纤维隔热棉，不仅可以形成绝缘层，而且可以阻隔热量的相互传递，避免加热丝2021存积热量过多而损坏，提高安全性，这样的结构可以使单条加热绳202用于插电的插接头2023均处于同一段，方便对运输管3进行绕设后连接电源，增加装置的便捷性。

如图4所示，在一些实施例中，蓄热套203采用蓄热砖材料，蓄热套203数量为多个且相互插接相连，蓄热套203包括两个弧形板2031，两个弧形板2031的上侧通过铰接柱2032相互铰接，两个弧形板2031的自由端之间安装有用于卡接相连的连接件2033，蓄热砖一般采用高比热、高导热系数的材料制成，如氧化镁、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒、窑渣等，这些材料能够在白天吸收阳光的热能，并将其储存在砖体内部，后续缓慢释放出来保持暖度，而本装置中的蓄热套203同样采用该材料但形态不同，为了能够贴合包裹运输管3，设置两个相互铰接的弧形板2031，而设置多个蓄热套203则是为了方便运输与安装，并且蓄热套203的形状多样，有弯折形态的为了适应不同形态的运输管3，增加装置的灵活性，而设置连接件2033则方便对蓄热套203的自由端进行连接固定，防止脱离运输管3，增加安全性。

如图4-图5所示，在一些实施例中，连接件2033包括固定连接在弧形板2031端侧的连接片20331，两个连接片20331的相对侧构造有用于包裹对接片2012的凹槽20332，其中一侧的连接片20331上固定连接有多个活动贯穿通孔2013的摁扣20333，另一侧的连接片20331上构造有与摁扣20333相插合的卡孔20334，利用摁扣20333可以与卡孔20334进行插接卡合，摁扣20333的端部构造有圆凸，可以利用过盈配合与卡孔20334形成连接，方便蓄热套203的安装和拆卸操作，而设置凹槽20332可以将对接片2012包裹在中间，以此来减少对接片2012所使用的螺栓，可以同步对导热垫201进行限位固定，保障结构稳固的同时也节约了资源。

如图6所示，在一些实施例中，流通管402的两端均构造有与运输管3内壁相接的密封环4021，流通管402与运输管3之间形成有预热空腔4022，预热空腔4022内构造有螺旋槽4023，进热管403与出热管404的其中一端分别连通在螺旋槽4023的两端，将预热空腔4022内设置螺旋槽4023，可以使热流体在预热空腔4022内流通的时间增加，并且可以将保障流经流通管402的面积更加全面，避免加热不均匀的现象发生。

如图1、图2、图7和图8所示，在一些实施例中，进热管403与出料管104之间以及出热管404与出料管104之间均安装有三通管9，翻转接收件5包括铰接在三通管9与进热管403连接端口处的翻盖一501，翻盖一501的自由端朝向热流体流动的反方向设置且两侧均固定连接有滑动贯穿出料管104的钢丝绳502，三通管9外侧通过扭簧503转动安装有锁紧柱504，两个钢丝绳502均绕设在锁紧柱504上，钢丝绳502的外侧包裹有连接在三通管9上的防护密封管505，需要说明的是出料管104连接进热管403的三通管9安装在水平段上，而出料管104连接出热管404的三通管9安装在竖直段上，翻盖一501的自由端即上端朝向进热管403的一侧构造有斜角面，当出料管104对热流体进行排放时，热流体会通过压力与重力向下流通，而流动的过程中会冲击翻盖一501的斜角面从而将翻盖一501冲击翻转，此时扭簧503产生转动压缩，并使钢丝绳502延伸一部分到出料管104内，进而使一部分热流体进入到进热管403内，后续会因为加压件7的持续抽压将热流体不断的朝向预热空腔4022中抽取，受到负压的影响会使翻盖一501复位翻转，而锁紧柱504上的扭簧503也会通过扭力带动钢丝绳502产生收缩缠绕，从而辅助翻盖一501的自由端向上翻转复位，之后出料管104内的流体会继续将翻盖一501冲开，循环往复可以形成持续不断的来回拍打，以此来将热流体逐步挤压到进热管403当中，无需额外的分流驱动设备，利用流体动力产生分流效果，提高装置的创新性。

如图7所示，在一些实施例中，翻盖一501朝向进热管403的一端固定连接有橡胶柱5011，橡胶柱5011的端部构造有用于堵塞进热管403的锥形皮套5012，锥形皮套5012的圆锥面朝向出料管104设置，设置锥形皮套5012在翻盖一501封闭的状态下可以对进热管403朝向出料管104的流动进行阻挡，而翻盖一501向下翻转时会通过橡胶柱5011带动锥形皮套5012产生形变，从而打开封闭，方便热流体进入进热管403，以此来形成单向流通功能，保障流体逐步压入的操作顺利进行。

如图9所示，在一些实施例中，单向排流件6包括铰接在三通管9与出热管404连接处的翻盖二601，翻盖二601的自由端向下设置，当流经预热空腔4022的流体流入到出热管404当中时会产生压力推动翻盖二601向上翻转，方便打开开口加工流体重新排入到出料管104当中，而出料管104内的流体流动会再次冲击翻盖二601配合其自身重力会产生向下翻转复位的操作，防止出料管104内的流通冲入到出热管404当中，避免对进热管403流体的进热产生影响，以此来形成单向流通的作用，增加安全性。

如图2和图10所示，在一些实施例中，叶轮框702包括固定连通在进热管403内的柱框7021，柱框7021内转动安装有扇叶7022，联动件8包括与扇叶7022一端固定连接的转轴801，转轴801另一端转动贯穿进热管403的拐角处，驱动转轮701上固定连接有转动贯穿出料管104的轴杆802，轴杆802与转轴801之间通过齿轮传动连接，需要说明的是驱动转轮701的叶片采用弧形叶片与出料管104内壁相切，可以更加有效地利用流体向下的冲击压力，保障动能的传递效果，而利用出料管104内的流通流动的动力可以带动驱动转轮701进行持续转动，进而带动轴杆802同步转动，还包括转动设置在转轴801与轴杆802之间的辅助轴，转轴801、辅助轴以及轴杆802上均套设有相互啮合的齿轮，并且齿轮齿数依次增加，可以形成大齿轮带动小齿轮进行转动，因此可以提高转轴801相较于轴杆802的转速，保障扇叶7022能够加速旋转，并对进入进热管403内的流体进行加压流动，保障流体能够持续不断地流经预热空腔4022，保障运输管3的内部加热效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.管道预热装置，包括卧式换热器（1），所述卧式换热器（1）的分配端上下两侧分别连通有进流管（101）与出流管（102），所述卧式换热器（1）的壳体上固定连通有进料管（103）与出料管（104），其特征在于，还包括：

外部加热机构（2），所述出流管（102）端部通过法兰盘连通有运输管（3），所述外部加热机构（2）包括可拆卸包裹在运输管（3）外部的导热垫（201），所述导热垫（201）外侧螺旋包裹有加热绳（202），所述导热垫（201）外侧可拆卸套设有用于包裹加热绳（202）的蓄热套（203）；

余热导流组件（4），包括阵列连接在运输管（3）内的多个支撑环网（401），所述支撑环网（401）上固定连接有悬空于运输管（3）内部的流通管（402），所述运输管（3）的两端分别连通有进热管（403）与出热管（404），所述进热管（403）另一端固定连通在出料管（104）的上侧，所述出热管（404）的另一端固定连通在出料管（104）的下侧；

翻转接收件（5），安装在所述进热管（403）与出料管（104）之间，且用于将出料管（104）内的热流体分流压入到进热管（403）内；

单向排流件（6），安装在出热管（404）与出料管（104）之间，且用于将出热管（404）内的流体排入到出料管（104）中；

加压件（7），包括转动安装在出料管（104）内的驱动转轮（701），所述进热管（403）连通有叶轮框（702），所述叶轮框（702）与驱动转轮（701）之间通过联动件（8）传动连接；

所述流通管（402）的两端均构造有与运输管（3）内壁相接的密封环（4021），所述流通管（402）与运输管（3）之间形成有预热空腔（4022），所述预热空腔（4022）内构造有螺旋槽（4023），所述进热管（403）与出热管（404）的其中一端分别连通在螺旋槽（4023）的两端，所述进热管（403）与出料管（104）之间以及出热管（404）与出料管（104）之间均安装有三通管（9），所述翻转接收件（5）包括铰接在三通管（9）与进热管（403）连接端口处的翻盖一（501），所述翻盖一（501）的自由端朝向热流体流动的反方向设置且两侧均固定连接有滑动贯穿出料管（104）的钢丝绳（502），所述三通管（9）外侧通过扭簧（503）转动安装有锁紧柱（504），两个所述钢丝绳（502）均绕设在锁紧柱（504）上，所述钢丝绳（502）的外侧包裹有连接在三通管（9）上的防护密封管（505），所述翻盖一（501）朝向进热管（403）的一端固定连接有橡胶柱（5011），所述橡胶柱（5011）的端部构造有用于堵塞进热管（403）的锥形皮套（5012），所述锥形皮套（5012）的圆锥面朝向出料管（104）设置，所述单向排流件（6）包括铰接在三通管（9）与出热管（404）连接处的翻盖二（601），所述翻盖二（601）的自由端向下设置。

2.根据权利要求1所述的管道预热装置，其特征在于，所述导热垫（201）形状为圆筒形且下侧构造有条形开口（2011），所述条形开口（2011）的两侧均沿其长度方向阵列连接有多个对接片（2012），所述对接片（2012）上构造有多个通孔（2013）。

3.根据权利要求1所述的管道预热装置，其特征在于，所述加热绳（202）包括加热丝（2021），所述加热丝（2021）外侧包裹有竹节式的绝缘陶瓷串（2022），所述加热丝（2021）对折插设在绝缘陶瓷串（2022）内且两对折段之间填充有玻璃纤维隔热棉，所述加热丝（2021）的两端连接有插接头（2023）。

4.根据权利要求1所述的管道预热装置，其特征在于，所述蓄热套（203）数量为多个且相互插接相连，所述蓄热套（203）包括两个弧形板（2031），两个所述弧形板（2031）的上侧通过铰接柱（2032）相互铰接，两个所述弧形板（2031）的自由端之间安装有用于卡接相连的连接件（2033）。

5.根据权利要求4所述的管道预热装置，其特征在于，所述连接件（2033）包括固定连接在弧形板（2031）端侧的连接片（20331），两个所述连接片（20331）的相对侧构造有用于包裹对接片（2012）的凹槽（20332），其中一侧的所述连接片（20331）上固定连接有多个活动贯穿通孔（2013）的摁扣（20333），另一侧的所述连接片（20331）上构造有与摁扣（20333）相插合的卡孔（20334）。

6.根据权利要求1所述的管道预热装置，其特征在于，所述叶轮框（702）包括与进热管（403）固定连通的柱框（7021），所述柱框（7021）内转动安装有扇叶（7022），所述联动件（8）包括与扇叶（7022）一端固定连接的转轴（801），所述转轴（801）另一端转动贯穿进热管（403）的拐角处，所述驱动转轮（701）上固定连接有转动贯穿出料管（104）的轴杆（802），所述轴杆（802）与转轴（801）之间通过齿轮传动连接。