一种高频感应流体加热器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高频感应流体加热器，它包括：罐体，其具有设置在其底部的进口端的进口法兰盘以及设置在其顶部的出口端的出口法兰盘；与所述出口法兰盘密封连接的上法兰盘；与所述进口法兰盘密封连接的下法兰盘；布置在所述罐体内部的多个石墨球；设置在所述罐体内并位于所述石墨球上方的上挡板，其表面设有多个上导流孔；设置在所述罐体内并位于所述石墨球下方的下挡板，其表面设有多个下导流孔；绕置在所述罐体外缘的中部位置的感应线圈；从所述上法兰盘上方伸入所述罐体内部的多个热电偶；以及与所述感应线圈以及热电偶连接的高频感应发生器。本实用新型专利技术具有抗热冲击性能良好、抗腐蚀性强、加热性能稳定以及设备使用寿命长等优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

High frequency induction fluid heater

The utility model relates to a high-frequency induction fluid heater, which comprises a tank body, having an inlet flange is arranged in the bottom end of the import and export of the top flange is arranged in the outlet end; and the outlet flange sealing flange connection; and the inlet flange of the bottom flange the arrangement of a plurality of sealing connection; inside the tank of the graphite ball; setting baffle in said tank is located in the top of the graphite, of which the surface is provided with a guide hole; setting baffle in the tank body and located beneath the graphite, the surface is provided with a plurality of diversion hole; wound induction coil in the middle position of the outer edge of the tank; from the flange above into the plurality of thermocouples inside the tank; and a high-frequency induction coil and thermocouple connection Induction generator. The utility model has the advantages of good thermal shock resistance, strong corrosion resistance, stable heating performance, long service life, etc..

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种加热器，尤其涉及一种高频感应流体加热器。
技术介绍
目前，现有的流体加热器一般采用电阻丝或电阻片作为加热元件，加热元件通常分为内插式和外包式两种:内插式加热器的加热元件与流体直接接触，从而对流体进行对流传热；外包式加热器的加热元件将热量传导给容器壁，从而通过容器壁与流体进行对流传热。另外，现有的流体加热器的进出口法兰一般采用单一密封元件进行密封。然而，上述现有流体加热器的缺点在于:1、外包式加热器的热交换面积小、效率低，由于对容器壁直接加热，从而使得金属容器壁产生很大的热应力，因此很容易疲劳破坏，使用寿命较短。2、内插式加热器的加热元件由金属套管包裹，与出口法兰焊接，在高温强腐蚀流体作用下，焊缝容易被腐蚀破坏而使得加热器失效。3、由于进出口法兰一般采用单一的石墨垫片或者金属垫片进行密封，因此在对高温强腐蚀流体加热时，石墨垫片遇高温容易氧化失效，而金属垫片容易腐蚀失效；尤其在石油化工和核电行业，加热器内流体温度高腐蚀性强极易使加热器密封失效和设备热疲劳损坏。另外，现有技术中，为了提高加热器的加热效率，一般会在加热器的金属罐体内部设置折流板，折流板的存在虽然提高了加热效率，但是同时也增大了流体阻力，因此这种加热器需要更大功率的动力支持；而且现有加热器的罐体两端还设有用于焊接固定加热棒的挡板；由于折流板和挡板均焊接在罐体上，而焊缝是结构破坏薄弱环节，因此最容易被腐蚀和产生热应力裂纹。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本技术旨在提供一种适用于高温强腐蚀流体的高频感应流体加热器，以提高加热效率、改善加热性能和延长使用寿命。本技术所述的一种高频感应流体加热器，所述加热器包括:罐体，其具有设置在其底部的进口端的进口法兰盘以及设置在其顶部的出口端的出口法兰盘；与所述出口法兰盘密封连接的上法兰盘；与所述进口法兰盘密封连接的下法兰盘；布置在所述罐体内部的多个石墨球；设置在所述罐体内并位于所述石墨球上方的上挡板，其表面设有多个上导流孔；设置在所述罐体内并位于所述石墨球下方的下挡板，其表面设有多个下导流孔；绕置在所述罐体外缘的中部位置的感应线圈；从所述上法兰盘上方伸入所述罐体内部的多个热电偶；以及与所述感应线圈以及热电偶连接的高频感应发生器。在上述的高频感应流体加热器中，所述出口法兰盘的顶面的中心位置设有上凸台，所述上法兰盘的底面设有与所述上凸台匹配的上凹槽、围绕该上凹槽的上沟槽以及对称布置在该上凹槽和上沟槽之间的上进气通孔和上出气通孔，其中，所述上凹槽中容置有第一石墨缠绕垫片，所述上沟槽中容置有第一金属C形密封圈，所述上进气通孔与上出气通孔分别通过上保护气通道与所述上凹槽连通。在上述的高频感应流体加热器中，所述上保护气通道为从所述上凹槽的槽壁连通至所述上进气通孔和上出气通孔的靠近所述上凸台一端开口的倒角结构。在上述的高频感应流体加热器中，所述进口法兰盘的底面的中心位置设有下凸台，所述下法兰盘的顶面设有与所述下凸台匹配的下凹槽、围绕该下凹槽的下沟槽以及对称布置在该下凹槽和下沟槽之间的下进气通孔和下出气通孔，其中，所述下凹槽中容置有第二石墨缠绕垫片，所述下沟槽中容置有第二金属C形密封圈，所述下进气通孔与下出气通孔分别通过下保护气通道与所述下凹槽连通。在上述的高频感应流体加热器中，所述下保护气通道为从所述下凹槽的槽壁连通至所述下进气通孔和下出气通孔的靠近所述下凸台一端开口的倒角结构。在上述的高频感应流体加热器中，所述加热器还包括位于所述出口法兰盘下方并与所述上法兰盘固定连接的支撑板，该支撑板的表面上设有用于容置所述罐体的中心通孔。在上述的高频感应流体加热器中，所述加热器包括位于所述进口法兰盘上方并与所述下法兰盘固定连接的一对相互卡合的法兰板，该对法兰板的表面上设有用于容置所述罐体的法兰通孔，每个所述法兰板的外缘开设有一与该法兰板的法兰通孔连通的U形开口，且所述法兰板的一表面上设有一配合凸台，每个所述法兰板的配合凸台与另一个法兰板的U形开口卡合连接。在上述的高频感应流体加热器中，所述罐体包括由上至下依次连通的直筒段、锥形段和圆管过渡段，所述石墨球设置在所述直筒段中，所述下挡板设置在所述锥形段中并与该锥形段的内壁形状配合，所述圆管过渡段容置在所述法兰板的法兰通孔中。在上述的高频感应流体加热器中，所述热电偶的外缘套设有热电偶密封装置。在上述的高频感应流体加热器中，所述上挡板通过多个连接杆与所述上法兰盘固定连接。在上述的高频感应流体加热器中，所述上挡板的顶面均布有用于定位所述连接杆的沉孔。在上述的高频感应流体加热器中，所述上挡板的边缘均布有用于容置所述热电偶的定位口。在上述的高频感应流体加热器中，所述上法兰盘的顶面上连接有一接管，且该接管与所述上法兰盘的法兰通孔连通。在上述的高频感应流体加热器中，所述下法兰盘的底面上通过一变径段与外围的管道连接，且该外围的管道与所述下法兰盘的法兰通孔连通。在上述的高频感应流体加热器中，所述罐体为碳化硅材料制成的罐体，所述上挡板为高温镍基合金材料制成的上挡板，所述下挡板为碳化硅材料制成的下挡板。由于采用了上述的技术解决方案，本技术通过感应线圈使高频感应发生器透过碳化硅材料制成的罐体直接加热石墨球，并由石墨球与流体进行热交换，从而完成对流体的加热，并通过热电偶保证对加热温度的精确控制；同时，本技术还通过带有石墨缠绕垫片和金属C形密封圈的上、下法兰盘对罐体的进出口进行双重密封，并且通过设置保护气通道，从而可以通过对保护气通道进行吹扫以对保护气通道内空气进行排除，进而防止石墨缠绕垫片被空气中的水分和氧气氧化。综上，本技术具有抗热冲击性能良好、抗腐蚀性强、加热性能稳定以及设备使用寿命长等优点。附图说明图1是本技术一种高频感应流体加热器的结构示意图；图2是图1中A处的放大视图；图3是本技术中上法兰盘的结构剖视图；图4是图3中B处的放大视图；图5是本技术中上法兰盘的结构正视图；图6是本技术中支撑板的结构剖视图；图7是本技术中支撑板的结构正视图；图8是本技术中上挡 板的结构剖视图；图9是本技术中上挡板的结构正视图；图10是本技术中罐体的结构剖视图；图11是本技术中下挡板的结构剖视图；图12是本技术中下挡板的结构正视图；图13是本技术中法兰板的结构剖视图；图14是本技术中法兰板的结构正视图；图15是本技术中一对法兰板的连接示意图；图16是本技术中下法兰盘的结构剖视图；图17是本技术中下法兰盘的结构正视图。具体实施方式以下结合附图，给出本技术的较佳实施例，并予以详细描述。请参阅图1至图17，本技术，即，一种高频感应流体加热器，包括:罐体1，其包括由上至下依次连通的直筒段101、锥形段102 (在本实施例中，锥形段102的斜度为60° )和圆管过渡段103，并具有设置在直筒段101顶部的出口端的出口法兰盘11以及设置在圆管过渡段103底部的进口端的进口法兰盘12，其中，出口法兰盘11的顶面112的中心位置设有上凸台111，进口法兰盘12的底面122的中心位置设有下凸台121 ；与出口法兰盘11密封连接的上法兰盘2,该上法兰盘2的底面设有与上凸台111匹配的C形的上凹槽21、围绕该上凹槽21的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频感应流体加热器，其特征在于，所述加热器包括：罐体，其具有设置在其底部的进口端的进口法兰盘以及设置在其顶部的出口端的出口法兰盘；与所述出口法兰盘密封连接的上法兰盘；与所述进口法兰盘密封连接的下法兰盘；布置在所述罐体内部的多个石墨球；设置在所述罐体内并位于所述石墨球上方的上挡板，其表面设有多个上导流孔；设置在所述罐体内并位于所述石墨球下方的下挡板，其表面设有多个下导流孔；绕置在所述罐体外缘的中部位置的感应线圈；从所述上法兰盘上方伸入所述罐体内部的多个热电偶；以及与所述感应线圈以及热电偶连接的高频感应发生器。

【技术特征摘要】
1.一种高频感应流体加热器，其特征在于，所述加热器包括: 罐体，其具有设置在其底部的进口端的进口法兰盘以及设置在其顶部的出口端的出口法兰盘； 与所述出口法兰盘密封连接的上法兰盘； 与所述进口法兰盘密封连接的下法兰盘； 布置在所述罐体内部的多个石墨球； 设置在所述罐体内并位于所述石墨球上方的上挡板，其表面设有多个上导流孔； 设置在所述罐体内并位于所述石墨球下方的下挡板，其表面设有多个下导流孔； 绕置在所述罐体外缘的中部位置的感应线圈； 从所述上法兰盘上方伸入所述罐体内部的多个热电偶；以及 与所述感应线圈以及热电偶连接的高频感应发生器。2.根据权利要求1所述的高频感应流体加热器，其特征在于，所述出口法兰盘的顶面的中心位置设有上凸台，所述上法兰盘的底面设有与所述上凸台匹配的上凹槽、围绕该上凹槽的上沟槽以及对称布置在该上凹槽和上沟槽之间的上进气通孔和上出气通孔，其中，所述上凹槽中容置有第一石墨缠 绕垫片，所述上沟槽中容置有第一金属C形密封圈，所述上进气通孔与上出气通孔分别通过上保护气通道与所述上凹槽连通。3.根据权利要求2所述的高频感应流体加热器，其特征在于，所述上保护气通道为从所述上凹槽的槽壁连通至所述上进气通孔和上出气通孔的靠近所述上凸台一端开口的倒角结构。4.根据权利要求1所述的高频感应流体加热器，其特征在于，所述进口法兰盘的底面的中心位置设有下凸台，所述下法兰盘的顶面设有与所述下凸台匹配的下凹槽、围绕该下凹槽的下沟槽以及对称布置在该下凹槽和下沟槽之间的下进气通孔和下出气通孔，其中，所述下凹槽中容置有第二石墨缠绕垫片，所述下沟槽中容置有第二金属C形密封圈，所述下进气通孔与下出气通孔分别通过下保护气通道与所述下凹槽连通。5.根据权利要求4所述的高频感应流体加热器，其特征在于，所述下保护气通道为从所述下凹槽的槽壁连通至所述下进气通孔和下出气通孔的靠近所述下凸台一端开口的倒角结构。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的高频感应流体加热器，其特征在于，所述加热器还包括位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎忠，谢雷东，傅远，封自强，张钦华，唐忠锋，杨新梅，李岩，解明强，邹欣，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：实用新型
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