空气快速加热器制造技术

本发明专利技术一种空气快速加热器，其机械部件采用防水、耐高温材料，核心加热部件采用电热膜加热管，电热转换效率极高，在９５％以上，响应极为迅速；电热膜管的分布呈等多边形，确保对空气均匀加热；该空气快速加热器总体上呈两端稍细、中间稍粗的圆筒状，其由扩口段、加热段、收口段三部分构成，在结构上扩口段和收口段关于加热段中线几乎完全对称；整体分成三段主要是考虑到加热段需要安放电热膜管及其紧固套，两者都会占据一定的横截面积。为使气流在流经加热器的过程中减少压降损失，并尽量使流速保持不变，加热段的核心加热部件采用超薄的电热膜管，其轴向与空气流动方向相同，并确保高湿空气流经加热段时的有效横截面积与原管横截面积大致相当。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空气快速加热器，、该加热器适用于宽空气湿度范围(5% RH 100%RH)，并且在加热过程中压力损失较小。二、
技术介绍
温、湿、压综合计量检定装置专门提供一定压力下的均匀温度、湿度环境。 此均匀温、压环境由前级装置产生的饱和湿气经双温双压原理变换获得。在保 证温、湿场均匀性的前提下，气体状态从低温快速升至高温是检定试验的一种 常规需求。因而需要将前级装置产生的饱和湿气在压力损失较小情况下，经适 当整流、均匀加热、快速升温。将气体迅速加热方式多种多样，但一般仅针对 普通空气，或不考虑空气高湿度情形或不考虑受热均匀性或压降损失较大。中国专利(申请号为93207418.9)介绍了一种电热风扇，其机械结构见 图l。该电热风扇具有一外壳，外壳一端设有内有电热片的出风口 22，外壳内 设有电动机带动的多翼风扇，多翼风扇的轴向与电热片呈90°相交，多翼风扇 旋转产生的风经由电热片自出风口送出即形成热风。这种电热风扇加热空气的 方式普遍应用在常规的空气加热器即将气流垂直吹至加热部件上。这种方式在一定程度上提高了换热效率，结构也较简单。不过其缺点也相当明显第一: 气流垂直吹至加热部件，然后经由出风口排除，其压力损失明显过大；第二 排出气流温度不均匀;第三，其加热部件为传统加热部件，电热转热效率不高, 且热惯性较大。中国专利(申请号为200710056905.0)介绍了一种空气加热器，其筒形 外壳2内套装由陶瓷或金属内筒4，内筒4与其内的加热元件6之间填装多空 泡沫陶瓷材料5，加热元件为电热丝、电热棒、硅碳管等。这种加热器优点是 加热均匀，表面积大。然而缺点和不足也是明显的。第一，加热元件釆用电热 丝、电热棒等传统材料。这种材料易老化、易氧化、电热转换效率低，升温慢，不利于快速升温。第二多空泡沫陶瓷材料虽然较普通泡沫材料增大了孔隙率,但压降损失明显还是很大的。第三泡沫材料一般吸水性比较严重，无法满足 高湿气体加热要求。三、
技术实现思路
本专利技术一种空气快速加热器，其目的是对于现有技术在加热速度、效率和抗压损方面的不足，针对宽湿度范围(5% RH 100%RH)的空气，解决其快速 加热问题，并确保空气在流经加热装叠时受热均匀、压损较小。本专利技术一种空气快速加热器，其机械部件普遍采用防水、耐高温材料，核 心加热部件采用电热膜加热管，电热转换效率极高，在95%以上，且响应极为 迅速。电热膜管的分布呈等多边形，确保对空气均匀加热。该空气快速加热器总体上呈两端稍细、中间稍粗的圆筒状，其由扩口段、 加热段、收口段三部分构成，在结构上扩口段和收口段关于加热段中线几乎完 全对称。整体分成三段主要是考虑到加热段需要安放电热膜管及其紧固套，两 者都会占据了定的横截面积。为使气流在流经加热器的过程中减少压降损失， 并尽量使流速保持不变，加热段的核心加热部件采用超薄的电热膜管，其轴向 与空气流动方向相同，并确保高湿空气流经加热段时的有效横截面积与原管横 截面积大致相当。该装置外壳所用材料需能耐-6(TC 50(TC，并具有不吸水、 易于机械加工、坚固耐用等特性。加热段内衬管需能耐-60°C 700°C、不吸水、 并具有良好的绝缘性能和导热性能。扩口段、收口段内衬管需能耐-60XT250 °C，不吸水、易于机械加工，并具有良好的绝缘性能。内衬管与外壳之间需采 用优良的隔热保温材料，并需耐温70(TC，常温导热系数小于0. 05W/M K。扩 口段、加热段、收口段三段之间利用密封圈、法兰密封连接。加热器内外压差 为± 130KPa时，法兰连接处空气泄漏率《1 X 10—5cm7s。其中，所述装置外壳可采用耐低温铁管、钢管、铜管等。所述加热段内衬 管可采用陶瓷管等。扩口段、收口段内衬管可采用四氟管等。隔热保温层的材 料可釆用陶瓷纤维纸等。密封圈可以采用O型四氟圈等、法兰可以采用对焊法 兰、平焊法兰，密封面可以采用凸面或平面。整个扩口段由内到外依次为，传感器固定杆、传感器支架、导流管、空气 整流网、内衬管、隔热保温层、外壳等部分构成。传感器固定杆在空气流入一 端放置温度传感器，另一端固定在传感器支架上。传感器支架能容纳多个传感器固定杆沿垂直于气流方向并排固定、以便于监测不同位置的温度、检测温度 均匀性。传感器支架紧挨螺纹沉空焊接在导流管的内侧。导流管空气流入一端 的长度超过内衬管几乎接触扩口段的喇叭状外壳，导流管空气流出一端固定空 气整流网。在扩口段传感器固定弁、传感器支架、导流管、空气整流网是一体的。内衬管所采用材料需具备三个性能。其一绝缘，避免意外时220v的交流电 产生的危险。其二，固定导流管。内衬管易于机械加工，在其气体流入一侧设 计若干个螺纹沉孔，以固定导流管。其三，隔热，需具有一定的隔热性能。考 虑到加热器的安全、节能性，隔热保温层必须采用耐高温优良等级的隔热保温 材料，并且憎水性较强，如果具有吸水性必须对材料暴露在空气中的部分涂抹 高温防水胶。扩口段中间部位设计一个通孔，此孔上焊接一个转接平台，此转 接平台和密封插座配套使用。温度传感器的电源线、信号线、电热膜加热管的 电源线通过密封插座引入/引出。加热盔内外压差为士130KPa时，转接平台和 密封插座整体空气泄漏率《1 X 1(Tcm7s。加热段由内到外由电热膜管、金属圆盘、内衬管、隔热保温层、外壳等部 分构成。金属圆盘通过线切割的方式加工出3n(n-1)+1个孔，n为正整数。孔的 分布情形为圆盘正中心一个孔为第一层，围绕中心孔第二层有6个孔，第三 层有12个孔、第n层有6 (n-1)个孔。第k (2《k《n)屑6 (k-1)个孔所形 成圆的圆心连线为一等六边形并且此六边形内切圆的圆心与中心孔所形成圆的 圆心相同)。第M (l《M《n-1)层的任意l个通孔与m+l层的两个相邻孔，三 孔各自所形成圆的圆心连线基本呈等边三角形。通孔与通孔之间利用金属筋条 相连，多余部分均切除。内衬管中间部位设计若干通孔，两个金属圆盘通过勾 形固定杆(将勾插入通孔内)固定在内衬管内壁上。内衬管一方面起到绝缘和 固定金属圆盘的作用，将金属圆盘和外壳隔开并固定在其内壁上。另一方面内 衬管导热效果极好，其内壁温度接近金属圆盘，这样整个内衬管内部会形成近 似的均匀温场，有利于温度控帝lh内衬管两端各留有若干豁口，在豁口位置将 固定柱焊接在外壳上，从而将内衬管固定。考虑到加热器的安全、节能性，隔 热保温层必须采用耐高温优良等级的隔热保温材料，并且憎水性较强，如果具 有吸水性必须对材料暴露在空气中的部分涂抹高温防水胶。 、 收口段将管道直径适当收缩后，气体从内衬管流过。考虑到气体流经内衬管过程中进一步混合，温度会更加均匀，因而在收口段气体流入一侧设置整流网、 流出一侧安装温度传感器进行温度反馈。整个收口段由内到外依次为，传感器 固定杆、传感器支架、导流管、空气整流网、内衬管、隔热保温层、外壳等部分构成。传感器固定杆在空气流ii一端放置温度传感器，另一端固定在传感器支架上。传感器支架能容纳多个传感器固定杆沿垂直于气流方向并排固定、以 便于监测不同位置的温度、检测温度均匀性。传感器支架紧挨螺纹沉空焊接在 导流管的内侧。导流管空气流出一端的长度超过内衬管几乎接触收口段的喇叭 状外壳。在收口段传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气快速加热器，其特征在于：该空气快速加热器总体上呈两端稍细、中间稍粗的圆筒状，其由扩口段、加热段、收口段三部分构成，在结构上扩口段和收口段关于加热段中线几乎完全对称；扩口段、加热段、收口段三段之间利用密封圈、法兰密封连接；该装置外壳所用材料需能耐－６０℃～５００℃，并具有不吸水、易于机械加工、坚固耐用等特性，加热段内衬管需能耐－６０℃～７００℃、不吸水、并具有良好的绝缘性能和导热性能；扩口段、收口段内衬管需能耐－６０℃～２５０℃，不吸水、易于机械加工，并具有良好的绝缘性能；内衬管与外壳之间的隔热保温层采用优良的隔热绝缘材料，该隔热绝缘材料具有耐高温７００℃，常温导热系数小于０．０５Ｗ／Ｍ.Ｋ的特性；加热器内外压差为±１３０ＫＰａ时，法兰连接处空气泄漏率≤１×１０↑［－５］ｃｍ↑［３］／ｓ；　整个扩口段由内到外依次由传感器固定杆、传感器支架、导流管、空气整流网、内衬管、隔热保温层、外壳构成；传感器固定杆在空气流入一端放置温度传感器，另一端固定在传感器支架上；传感器支架容纳预定个传感器固定杆沿垂直于气流方向并排固定；传感器支架紧挨螺纹沉空焊接在导流管的内侧；导流管空气流入一端的长度超过内衬管几乎接触扩口段的喇叭状外壳，导流管空气流出一端固定空气整流网；在扩口段传感器固定杆、传感器支架、导流管、空气整流网是一体的；内衬管固定导流管，在其气体流入一侧设计预定个螺纹沉孔，以固定导流管；扩口段中间部位设计一个通孔，此孔上焊接一个转接平台，此转接平台和密封插座配套使用；温度传感器的电源线、信号线、电热膜加热管的电源线通过密封插座引入／引出；加热器内外压差为±１３０ＫＰａ时，转接平台和密封插座整体空气泄漏率≤１×１０↑［－５］ｃｍ↑［３］／ｓ；　加热段由内到外由电热膜管、金属圆盘、内衬管、隔热保温层、外壳构成；金属圆盘通过线切割的方式加工出３ｎ（ｎ－１）＋１个孔，ｎ为正整数；孔的分布情形为：圆盘正中心一个孔为第一层，围绕中心孔第二层有６个孔，第三层有１２个孔、第ｎ层有６（ｎ－１）个孔；第ｋ（２≤ｋ≤ｎ）层６（ｋ－１）个孔所形成圆的圆心连线为一等六边形并且此六边形内切圆的圆心与中心孔所形成圆的圆心相同；第Ｍ（１≤Ｍ≤ｎ－１）层的任意１个通孔与ｍ＋１层的两个相邻孔，三孔各自所形成圆的圆心连线呈等边三角形；通孔与通孔之间利用金属筋条相连，多余部分均切除；内衬管中间部位设计预定个通孔，两个铜盘通过勾形固定杆固定在内衬管内壁上；内衬...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟晓风，董登峰，张卫军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]