以半導體電熱膜管為加熱元件的腐蝕性介質動態加熱系統的製作方法

2023-05-31 21:25:11

專利名稱：以半導體電熱膜管為加熱元件的腐蝕性介質動態加熱系統的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種加熱系統，特別是一種以電熱膜管為加熱元件的腐蝕性介質動態加熱系統。
背景技術：
在化工(制酸、制鹼、電鍍等)、染料、農藥、冶煉、造紙、製藥、紡織、石油化工、機械製造(酸洗或鹼洗工序等)環保、電子(印刷板腐蝕工序等)等行業都可能遇到腐蝕性介質(溶鹽、酸鹼等液態物質、液氣混合態物質)加熱問題。目前，對腐蝕性介質加熱的辦法主要有二類1.用鍋爐(燃煤、燃油、用電等)加熱蒸汽，之後用蒸汽通過熱交膜器加熱腐蝕性介質。
這種加熱方式存在的問題(1)能量轉換效率低，一般在30％～40％(2)設備比較複雜，一次性投資較大。若燃煤、燃油還有環境汙染。
(3)不能對加熱過程(溫度等參數)進行動態控制。
2.以電阻絲為加熱元件，用不鏽鋼或聚四氟乙烯或鈦合金把電阻絲包裹起來，中間填充上絕緣介質形成異型管狀電熱管，然後插入腐蝕性介質，通電進行加熱。
這種加熱方式存在的問題(1)能量轉換效率較低，一般在40％-60％(2)一般電熱管易損壞，壽命短，採用鈦合金包裹的電熱管壽命雖較長，但價格昂貴。
(3)不同區域介質達到熱平衡時間較長。

發明內容
本發明專利針對現在常用的腐蝕性介質加熱存在的上述問題提供一種新的技術方案，主要是提供能量轉換效率高(節能)、結構簡單、安裝方便，可對腐蝕性介質加熱進行動態控制的系統。本發明專利由如下技術方案來實現。
一種對腐蝕性介質進行動態加熱的系統，其特徵是由半導體電熱膜管組件、耐腐蝕離心泵、耐腐蝕水流開關、耐腐蝕流量計、溫度傳感器、微電腦控制器、腐蝕性介質槽(箱)、不鏽鋼管接口等組成一個循環迴路，當腐蝕性介質充滿離心泵後，啟動電源，腐蝕性介質即在循環迴路中流動並被加熱，加熱溫度可控制到精度±1℃。除上述必要的特徵外，在具體實施過程中，還可補充如下技術內容1.加熱元件由半導體電熱膜管組件承擔，電熱膜管是一種新型加熱元件，它是這樣形成的以高強度、耐高溫、高絕緣、耐腐蝕的石英管為基體，在高溫(800℃～1000℃)和特定工藝條件下，將配置的無機混合液噴鍍到基體上，經過一系列物理化學過程，在石英管上形成一種耐高溫、透明導電薄膜。電熱膜管兩端有電極，通上電後電熱膜管作為一個無感的純電阻而發熱。
2.溫度傳感器是熱敏電阻，它與微電腦控制器(由單片機為主要器件組成)連接。
3.腐蝕液槽(箱)上安裝有進出閥門液位顯示器及氣孔，防止腐蝕液的溢出及排除氣體用。


圖1是本發明專利的結構示意圖，圖中1腐蝕性介質槽(箱)，2.電熱膜管組件，3.離心泵4.水流開關5.流量計6.溫度傳感器7.微電腦控制器8.腐蝕性介質槽(箱)進口閥門9.腐蝕性介質槽(箱)出口閥門10.氣孔11.不鏽鋼管道12.液位計13.信息傳輸線14.迴路中的閥門。
圖2是本發明專利電熱膜組件(圖1中的2)的結構示意圖。圖中1腐蝕性介質加熱入口2.腐蝕性介質加熱出口3.石英管4.噴鍍在石英管上的電熱膜5.電熱膜兩端的電極6.電熱膜管與電熱膜管之間的聯結通道7.微電腦控制器8.電熱膜管組件的支架9.電熱膜管與市電聯結的導線。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明專利由腐蝕性液槽(箱)1、電熱膜管組件2、耐腐蝕離心泵3、耐腐蝕水流開關4、耐腐蝕流量計5及不鏽鋼管道11組成一個循環迴路，當離心泵充滿腐蝕性液後，啟動泵的電源開關，腐蝕性介質流過電熱膜管組件2，水流開關4後，由水流開關發出啟動信號經導線13傳至微電腦控制器7，微電腦控制器7接到啟動信號後再發出指令把市電加到電熱膜管電極上，電熱膜管開始加熱。
當腐蝕性介質加熱達到預先設定溫度時，溫度傳感器6把溫度信息經傳輸線13傳送到微電腦控制器7中，微電腦控制器7發出指令，切斷加到電熱膜觀上的市電，加熱停止；當腐蝕性介質溫度低於預先設定溫度時，溫度傳感器6把溫度信息經傳輸線13傳送到微電腦控制器7中，微電腦控制器7發出指令，接通加到電熱膜管上的市電，繼續加熱。預先設定溫度調節範圍在0℃～120℃，誤差不超過±1℃。
系統的加熱遵循以下公式1.把質量為M的腐蝕性介質的溫度從T1提高到T2所需的熱量Q＝C×M×(T2-T1)＝C×V×ρ×ΔT其中C為腐蝕性介質的比熱，V為腐蝕性介質體積，ρ為它的密度。
2.當要求把質量為M的腐蝕性介質在Δt時間內溫度提高ΔT，其需要的功率W＝Q/Δt×η其中η為電熱轉換效率有了以上公式，就可以根據具體問題的要求，選擇適當的技術參數。例如，當介質質量M(或V×ρ)一定時，規定提升溫度ΔT及加熱時間Δt並假定η後，即可求出所需的加熱電功率W.又如，當給出質量M、ΔT、Δt、W之後，可求出η。進一步，通過調節流量，可找出η最大值所對應的流量值。
在本發明專利中，在選擇最佳流量(由流量計5顯示)的條件下，η可達95％以上。所需電功率可通過微電腦控制器中的功率選擇開關調節達到。
權利要求
1.一種對腐蝕性介質進行動態加熱的系統，其特徵是由半導體電熱膜管組件、耐腐蝕離心泵、耐腐蝕水流開關、耐腐蝕流量計、溫度傳感器、微電腦控制器、腐蝕性介質槽(箱)、不鏽鋼管道、閥門、接口等組成一個循環迴路。當腐蝕性介質充滿離心泵後，啟動電源，腐蝕性介質即在循環迴路中流動並被加熱，加熱溫度可控制到精度±1℃.
2.根據權利要求1所述的加熱系統，其特徵是由半導體電熱膜管組件作為加熱元件。
3.根據權利要求1所述的加熱系統，其特徵是由熱敏電阻作為溫度傳感器。
4.根據權利要求所述的加熱系統，其特徵是腐蝕性介質槽(箱)上帶有液位計、氣孔等裝置。
全文摘要
一種對腐蝕性介質進行動態加熱的系統，其特徵是由半導體電熱膜管組件(加熱元件)、耐腐蝕離心泵、耐腐蝕水流開關、耐腐蝕流量計、溫度傳感器、微電腦控制器、腐蝕性介質槽(箱)、不鏽鋼管道、閥門、接口等組成一個循環迴路。本發明電熱轉換係數高(節能)、結構簡單、安裝方便，可對腐蝕性介質進行動態加熱，加熱溫度精度可控制在±1℃。
文檔編號H05B3/40GK101074797SQ20061008074
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月16日 優先權日2006年5月16日
發明者譚進文, 晏柏林, 錢時惕, 王東生, 白亞濤 申請人:保定市創新瑞德新能源技術有限公司