流体加热器及喷涂设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种流体加热器及喷涂设备，所述流体加热器包括：具有多级分叉的流通管路，所述流通管路中前一级各分支管路的末端与后一级相应分支管路的首端在管路分叉点处连通；流体加热装置，设置于所述流通管路的分支管路中；其中，管路分叉点前后的分支管路横截面当量直径满足公式：D

【技术实现步骤摘要】
流体加热器及喷涂设备


[0001]本技术涉及流体加热领域，特别是涉及一种流体加热器及喷涂设备。

技术介绍

[0002]涂料的广泛使用是VOCs(挥发性有机化合物)排放的重要来源之一，涂料领域的VOCs排放量约占工业源总量的21％。从源头降低涂料行业VOCs排放量，是实现VOCs有效减排的重要途径。国内有一种ScCO2(超临界CO2)喷涂技术，采用ScCO2溶剂降低了传统涂料喷涂技术中VOCs的使用量。目前的ScCO2喷涂技术因成膜物质类型受限、溶解度低、易析出等非常关键的问题，影响了喷涂效果，仍然限制其广泛的应用。
[0003]在目前ScCO2喷涂技术应用的设备中，ScCO2涂料溶液是由ScCO2、共溶剂及涂料树脂互相溶解形成的液体。温度、压力、涂料树脂的组成材料等参数能够显著影响ScCO2涂料溶液的溶解度、溶液稳定性。
[0004]在ScCO2喷涂设备中，在容器内部的流体压力需要根据喷涂工艺即时变化，由工艺条件限定。涂料树脂的组成是由喷涂目的决定，各组成含量的多少由喷涂工艺决定，无法按照优化目的更改。
[0005]由上分析，只能通过控制ScCO2涂料溶液的温度，来控制ScCO2在涂料中的溶解度。然而，目前ScCO2涂料溶液的加热器采用的是传统管式、螺旋状等结构，此种结构的加热器，导热热阻大，换热效率低，使得热源和加热末端的温度梯度大，影响了流通的ScCO2涂料溶液的温度均匀性。
[0006]综上所述，优化目前的加热器的结构，提高换热效率，能够提升喷涂溶液的温度均匀度，确保溶液中CO2的浓度更均匀，优化ScCO2喷涂效果。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种流体加热器及喷涂设备，用于解决现有流体加热器因结构原因导热热阻大、换热效率低，影响了ScCO2涂料溶液的温度均匀性的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种流体加热器，所述流体加热器包括：具有多级分叉的流通管路，所述流通管路中前一级各分支管路的末端与后一级相应分支管路的首端在管路分叉点处连通；
[0009]流体加热装置，设置于所述流通管路的分支管路中；
[0010]其中，管路分叉点前后的分支管路横截面当量直径满足公式：D
m
为管路分叉点前的分支管路横截面当量直径，k为管路分叉点后的分支管路的数量，且k为大于等于1的整数，D
k
为管路分叉点后第k个分支管路的横截面当量直径。
[0011]可选地，所述流通管路的每个分支管路的横截面形状为圆形，其内径介于10mm～500mm之间。
[0012]可选地，所述流体加热装置包括：
[0013]加热源，设置于所述流通管路的每个分支管路的中心轴线处；
[0014]具有多级分叉的若干个树状导热结构，所述树状导热结构中第一级导热翅片的首端与所述加热源连接，所述树状导热结构中前一级导热翅片的末端与后一级相应导热翅片的首端在树状分叉点处连通。
[0015]可选地，所述导热翅片内部有介质通道，所述介质通道内填充有导热介质：其中，树状分叉点前后的介质通道横截面当量直径满足公式：Da为树状分叉点前的介质通道横截面当量直径，n为树状分叉点后的介质通道的数量，且n为大于等于2的整数，D
n
为树状分叉点后第n个介质通道的横截面当量直径。
[0016]可选地，所述导热结构的数量为6个，且等角度间隔环设于所述加热源的外周；其中，所述树状导热结构具有3级二分叉。
[0017]可选地，所述流体加热装置包括：
[0018]蜂窝状加热结构，内嵌设置于所述流通管路的每个分支管路中，所述蜂窝状加热结构包括呈蜂窝状排列的多个加热单元及设置在每个加热单元内的流体通道。
[0019]可选地，所述加热单元的形状为正六边形，所述流体通道的形状为正六边形。
[0020]本技术还提供一种喷涂设备，所述喷涂设备包括至少一个如前所述的流体加热器。
[0021]综上所述，本技术提供了一种流体加热器及喷涂设备，通过在流体加热器中设置树状导热结构或蜂窝状加热结构，利用结构本身的换热效率高的特性，实现了提高流体加热器整体换热效率的目的，提高了ScCO2涂料溶液的温度均匀性，并进一步提升溶液中CO2的浓度均匀性，优化了喷涂效果。
附图说明
[0022]图1显示为本技术实施例一中所述的流体加热器的结构示意图。
[0023]图2显示为本技术实施例一中所述的流体加热装置的结构示意图。
[0024]图3显示为本技术实施例二中所述的流体加热装置的结构示意图。
[0025]图4显示为本技术实施例三中所述的喷涂设备的机构示意图。
[0026]元件标号说明
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喷涂设备
[0028]10
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流体加热器
[0029]100
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流通管路
[0030]101～106
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分支管路
[0031]201
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加热源
[0032]202
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树状导热结构
[0033]2021～2027
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导热翅片
[0034]203
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介质通道
[0035]300
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流体加热装置
[0036]301
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蜂窝状加热结构
[0037]3011
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加热单元
[0038]3012
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流体通道
[0039]11
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涂料罐
[0040]12
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涂料压力泵
[0041]13
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涂料加热器
[0042]14
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CO2储罐
[0043]15
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CO2冷却器
[0044]16
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CO2高压泵
[0045]17
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流体加热器，其特征在于，所述流体加热器包括：具有多级分叉的流通管路，所述流通管路中前一级各分支管路的末端与后一级相应分支管路的首端在管路分叉点处连通；流体加热装置，设置于所述流通管路的分支管路中；其中，管路分叉点前后的分支管路横截面当量直径满足公式：D
m
为管路分叉点前的分支管路横截面当量直径，k为管路分叉点后的分支管路的数量，且k为大于等于1的整数，D
k
为管路分叉点后第k个分支管路的横截面当量直径。2.根据权利要求1所述的流体加热器，其特征在于，所述流通管路的每个分支管路的横截面形状为圆形，其内径介于10mm～500mm之间。3.根据权利要求1所述的流体加热器，其特征在于，所述流体加热装置包括：加热源，设置于所述流通管路的每个分支管路的中心轴线处；具有多级分叉的若干个树状导热结构，所述树状导热结构中第一级导热翅片的首端与所述加热源连接，所述树状导热结构中前一级导热翅片的末端与后一级相应导热翅片的首端在树状分叉点处连通。4.根据权利要求3所述的流体加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：李银宾，叶爽，黄伟光，庄晓杰，王雯娟，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：新型
国别省市：