專利名稱：傳輸管道的加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳輸例如重油等這類流體的傳輸管道的加熱系統(tǒng)。
通常，重油或其它類似的流體在低溫下具有凝固性或粘性增加的特性，而在高溫下又容易發(fā)生熱分解或其它化學(xué)現(xiàn)象，在氣溫較低的冬季，由于其粘性增加，這種流體的流動(dòng)性將會變壞。為了使這種流體能在較低的氣溫下通暢地流過傳輸管道，就需要安裝加熱該傳輸管道的裝置，以便降低這種流體在低溫狀態(tài)下可能增加的粘度。在常規(guī)的傳輸管道加熱系統(tǒng)中，使用蒸汽伴隨加熱管路的加熱方法是用疏水器來實(shí)現(xiàn)的。這種加熱方法現(xiàn)有兩種類型。一種方法是安裝一根加熱管，在該管中只有一個(gè)蒸汽層，以便利用該蒸汽的潛熱來加熱傳輸管道，另一種方法是在分開安裝的加熱管內(nèi)除利用以蒸汽層形式存在的潛熱來加熱傳輸管道外，還在該加熱管內(nèi)保持有一個(gè)冷凝液層，利用其顯熱來加熱傳輸管道。
然而，在加熱管中僅具有蒸汽層并利用該蒸汽的潛熱來加熱傳輸管道的上述類型的加熱方法中，在加熱管和傳輸管相互接觸的表面處，常常會引起局部過熱，或傳送給加熱傳輸管道的熱量過大，因而很難使傳輸管道的加熱溫度保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
另外，加熱管中還具有冷凝液層的后一種類型的加熱方法中，由于在下游端的冷凝液層容易產(chǎn)生溫度梯度，要知道傳送給輸送管總熱量的準(zhǔn)確值基本上是不可能的。因此，很難估計(jì)被加熱的傳輸管的溫度和在其中流過的流體例如重油的溫度。這是有冷凝液層留在加熱管中這種加熱方法的缺點(diǎn)。
因此，提出了相反的方案，例如電熱系統(tǒng)，這種電熱系統(tǒng)尺寸很長，它可以在傳輸管的所有縱向部分均勻加熱。但是，這種電熱系統(tǒng)很可能會使傳輸管道過熱，而且這種電熱系統(tǒng)還不能應(yīng)用在其中傳輸重油或其它類似流體的傳輸管道上，因?yàn)檫@類流體要求它的加熱系統(tǒng)是防爆的。
因此本發(fā)明的目的是提供一種用來傳送重油或其它類似流體的傳輸管道的防爆加熱系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，傳輸管道可沿其縱向任何部分被均勻加熱到一個(gè)預(yù)定的溫度，系統(tǒng)的安裝工作也比較方便。
下面將參照下列附圖來說明本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明加熱系統(tǒng)第一最佳實(shí)施例的主要部分的橫截面圖;
圖2是裝在圖1所示加熱系統(tǒng)上的溫度傳感閥的放大截面圖，示出了在支承件的閥座和閥芯之間的間隙，支承件和閥芯都是構(gòu)成本發(fā)明加熱系統(tǒng)的零件;
圖3也是裝在圖1所示加熱系統(tǒng)上的溫度傳感閥的放大截面圖，圖中，閥芯處于完全關(guān)閉的位置，因此圖3所示的間隙被封閉了;
圖4是簡圖，圖中示出安裝在輸送管上的本發(fā)明的加熱系統(tǒng);
圖5是曲線圖，圖中示出了本發(fā)明加熱系統(tǒng)主要部件-加熱管的蒸汽管的表面溫度變化;
圖6是簡圖，示出與傳輸管道相結(jié)合的本發(fā)明加熱系統(tǒng)上的溫度測量點(diǎn);
圖7是簡圖，示出本發(fā)明加熱系統(tǒng)與傳輸管道相結(jié)合的例子;
圖8是放大截面圖，是圖7所示的與傳輸管相結(jié)合的本發(fā)明加熱系統(tǒng)主要部分的截面圖;
圖9是雜質(zhì)消除裝置主要部分的縱向截面圖，該裝置可有選擇地安裝在本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的某個(gè)位置上;
圖10是與圖9所示類型不同的雜質(zhì)清除裝置的截面圖。
下面參照
本發(fā)明加熱系統(tǒng)的最佳實(shí)施例。
在圖4中，本發(fā)明的傳輸管道加熱系統(tǒng)包括沿傳輸管道1配置的一根長加熱管2。該加熱管2具有外管3和穿過外管3的蒸汽管4，外管3中無滲漏地密封著一種工作液體。
外管3是用例如銅、鋁或其它金屬制作、并經(jīng)過防腐蝕處理的波紋管，或是由同樣的金屬制作、但在其表面上包覆著合成樹脂例如聚乙烯或其它類似材料的波紋管。此外，外管3兩端的開口部分用密封蓋3a、3b密封。
外管3中的工作液體可以是例如水、碳氟化合物或其它類似的物質(zhì)，這些液體由于受到蒸汽管中熱的傳導(dǎo)和幅射而蒸發(fā)，而當(dāng)它與外管3的內(nèi)表面接觸時(shí)則會發(fā)生凝聚，當(dāng)工作液體以這種工作方式促使外管3上任何一部分的表面溫度相等時(shí)，此時(shí)蒸汽管4應(yīng)浸沒在工作液體中，并且沒有蒸汽流過蒸汽管4。
蒸汽管4可用銅管或其它類似的管子制作，它穿過外管3的密封蓋3a、3b而插入外管3中。
在將外管3抽真空和工作液體去氣之后，再將工作液體注入外管3中。外管3中的內(nèi)壓應(yīng)保持在約10-4～10-5乇的范圍內(nèi)。
采用這樣配置的加熱管2，加熱蒸汽由管4的上游端(圖4的右手端)輸入并穿過蒸汽管4，通過它對工作液體的熱傳導(dǎo)和熱幅射，使外管3中的工作液體變成蒸汽，從而使工作液體在外管3的內(nèi)表面和蒸汽管4之間通暢地流動(dòng)。
呈蒸汽的形式的工作液體通過它在外管3全長上的對流而在外管3內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散，并在靠近外管3的內(nèi)表面處冷凝。結(jié)果使外管3的表面部分都被均勻加熱，并向外發(fā)出熱量。由于傳輸管的外表面5與加熱管2相接觸，所以傳輸管1被加熱。
加熱管2的長度范圍在例如幾米至幾千米之間。但是考慮到加熱效率，加熱管2的長度范圍最好是幾米到幾百米。
加熱管2(或外管3)的下游端2a以其預(yù)定長度L插入容器6中。如圖1所示，該容器6包括圓柱體部分6a;帽蓋6b，它將該圓柱體部分6a一端的孔蓋住;以及隔離襯套6c，它被固定在該圓柱部分6a的另一端的孔中，用來支承加熱管2。
用來使外管3與容器6相配合的預(yù)定長度L是隔離襯套6c和密封蓋3a之間的距離，該距離可定在例如約40-200mm之間。
帽蓋6b上具有排出孔7和與該孔連通的排出管8，該排出管8穿過排出孔7，在圖1中用雙點(diǎn)劃線表示。
在隔離襯套6c的外圓表面上加工有螺紋部分9，該螺紋部分9與圓柱體部分6a下游端的內(nèi)圓表面上的螺紋部分10相嚙合。加熱管2從隔離襯套6c的軸向孔中穿過，該襯套6c的內(nèi)圓表面11和與之相對應(yīng)的加熱管2的外圓表面用銅焊或其它合適的方法密封地連接成一個(gè)整體。
蒸汽管4的下游端4a穿過外管3的密封蓋3a，并與裝在容器6中的溫度傳感閥12相連通。
如圖2和3所示，溫度傳感閥12包括具有空腔13的閥體14;放在空腔13中的閥芯15;以及具有閥座16的支承件17，該閥座16支承閥芯15。
閥體14的上游端具有入口孔18，支承件17安裝在該入口孔18的下游端。該入口孔18與空腔13相連通，蒸汽或冷凝液通過入口孔18被引入到空腔13中。
支承件17在其軸向的中間部分具有向外伸出的外凸緣19，并在其上游端從凸緣19開始加工出螺紋部分20。該螺紋部分20與入口孔18下游端的螺紋端部21相嚙合，從而將支承件17固定在閥體14的支承座部分40上。
入口孔18的上游端具有螺紋部分18a，該螺紋部分18a與蒸汽管4的下游端4a相嚙合，從而使蒸汽管4與溫度傳感閥12連通，見圖1。
此外，支承件17的有孔部分有一個(gè)插入部分22，閥芯15安裝在該插入部分中，該插入部分22具有孔23并通過它與空腔13連通。
支承件17的插入部分22包括大直徑部分22a(用來引導(dǎo)閥芯15)和小直徑部分22b，該大直徑部分的內(nèi)徑稍大于閥芯15的外徑，該小直徑部分通過錐形部分與大直徑部分22a連通。見圖2，在大直徑部分22a和小直徑部分22b之間形成的錐形部分即作為支承閥芯15的閥座16。
此外，閥芯15包括一個(gè)圓柱形芯體部分15a和小直徑部分15c，該小直徑部分15c從錐形部分15b伸向閥芯15的下游端。
該閥芯15固定在閥桿24上。這就是說，閥芯15的芯體部分15a在其下游端表面上加工有一個(gè)開口部分25，該閥桿24的上游端26即裝在芯體部分15a的開口部分25中。此外，芯體部分15a在其下游端還具有一個(gè)外凸緣27，該外凸緣27上固定有一個(gè)支持件29，該支持件用來支承彈簧裝置或其它類似的彈性裝置28，見圖2。
該彈簧裝置28放置在支持件29和支承件17的凸緣19之間，以便將閥芯15推向下游。見圖2。
閥桿24上裝有第一熱敏件M。第一熱敏件M是由許多熱敏元件分層串接排列而成，并使每兩個(gè)相鄰熱敏元件互相對置排列。在這種情況下，應(yīng)使熱敏元件的低膨脹端向內(nèi)凹，以保證熱敏元件發(fā)生變形的力沿著彈簧裝置28受力的方向作用。另外，還可以將適當(dāng)數(shù)目的熱敏元件組成一組，并使每兩組傳感元件相對置排列。
支承第一熱敏件M的閥桿24在其下游端具有凸出部分24a，該凸出部分24a可滑動(dòng)地插入到閥套30上游端的凹進(jìn)部分31中。
空腔13在其下游端表面上有一個(gè)凹進(jìn)部分32，該凹進(jìn)部分32中裝有第二熱敏件33。第二熱敏件33用形狀記憶合金制作。
第二熱敏件33僅當(dāng)溫度傳感閥12中的閥芯15不能進(jìn)入閥座16中，從而使容器6中的冷凝液溫度上升很高時(shí)才起作用。
也就是說，第二熱敏件33由于形狀記憶合金發(fā)生馬氏體相改變使其原子產(chǎn)生形變應(yīng)力，而將很大的力作用在第一熱敏件M上，因而可使閥芯15和閥座16間達(dá)到很好的密封性。
閥體14具有窗口部分35、35，該窗口部分裝有可流過冷凝液的通過板36、36。該通過板由例如金屬絲網(wǎng)或其它類似材料制成。
第二熱敏件33的彈力應(yīng)大于彈簧裝置28的彈力。
在如上所述配置的溫度傳感閥12中，如果冷凝液沿圖2所示箭頭A的方向被引入到入口孔18中，則冷凝液的壓力將向溫度傳感閥12的下游端方向，即如圖2所示箭頭B的方向作用在閥芯15上，因而將在支承件17的閥座16和閥芯15的錐形部分15之間產(chǎn)生一個(gè)間隙。
結(jié)果，冷凝液從支承件17的小直徑部分22b沿圖2所示箭頭C的方向流進(jìn)該間隙，并從該間隙通過孔23流入空腔13中，然后再從空腔13通過窗口部分35、35的通過板36、36進(jìn)入容器6中。
在工作過程中，從其上游端開始流經(jīng)加熱管2的蒸汽管4的蒸汽慢慢冷凝為冷凝液，該冷凝液留在溫度傳感閥12上游端蒸汽管4中，也留在容器6中。
如果連續(xù)傳輸?shù)恼羝来渭訜嵴羝?和工作液體，則預(yù)定長度L(示于圖1)的加熱管2的下游端2a的溫度上升，從而使冷凝液加熱。
如果冷凝液的溫度升到高于預(yù)定的溫度，則第一熱敏件M便受到一個(gè)較大的使它發(fā)生變形的力，因而熱敏件M沿軸向伸長，從而使閥芯關(guān)閉。
此時(shí)因?yàn)榈谝粺崦艏﨧的下游端表面37與下游端支持件30的上游端表面38相接觸，所以第一熱敏件M的上游端表面39便沿圖3所示箭頭D的方向移動(dòng)。這就使閥芯15向上游端方向，即沿圖3所示箭頭E的方向移動(dòng)，結(jié)果使得閥芯15的錐形部分15b緊貼閥座16，從而使冷凝液向空腔13的流動(dòng)完全停止。
這就防止了由于加熱管2的整體溫度升得比預(yù)定的溫度更高而使傳輸管1過熱的問題。
如果加熱管2的整體由于停止輸送蒸汽而使得溫度相反地往下降，則伸到容器6中的加熱管2的下游端2a也受到影響，其溫度也往下降。因而與加熱管2的這一端部2a接觸的冷凝液其溫度也相應(yīng)下降，因而使溫度傳感閥12的第一熱敏件M產(chǎn)生收縮。
此時(shí)，閥芯15沿圖2所示箭頭B的方向受到彈簧28裝置的彈力和從入口孔18進(jìn)入的冷凝液壓力的作用，當(dāng)彈簧28的彈力超過第一熱傳感件M的彎曲力時(shí)，就使閥芯15打開，冷凝液進(jìn)入空腔13和容器6中。
溫度傳感閥12應(yīng)保持熱平衡，而該熱平衡取決于停留在入口孔18上游端的冷凝液的溫度，因而就會不時(shí)地在閥芯15的錐形部分15b和閥座16之間生成一個(gè)小間隙。
在上述配置的加熱系統(tǒng)中，只要加熱管2的蒸汽管4從其上游端送入蒸汽，則外管3沿縱向在其任何表面部分都被均勻加熱，因此，與加熱管2相接觸的傳輸管1的外表面5也被均勻加熱。
從其上游端進(jìn)入并通過蒸汽管4的蒸汽通過溫度傳感閥12進(jìn)入容器6中，并以冷凝液的形式積存在該容器6中。
如果蒸汽管4中連續(xù)通過蒸汽，則加熱管2的表面溫度增加，同時(shí)，伸入到容器6中的加熱管2的下游端2a則使容器6中的冷凝液溫度增加。
如果冷凝液溫度增加到一個(gè)預(yù)定值，則溫度傳感閥12關(guān)閉，從而停止蒸汽從該閥流過。如果由此而中斷蒸汽流，則加熱管2的表面溫度降低，同時(shí)冷凝液的溫度也降低。如果冷凝液的溫度降到比預(yù)定的溫度降低，則溫度傳感閥打開，于是停留在蒸汽管4中的冷凝液就進(jìn)入容器6。結(jié)果，新的蒸汽被引入到加熱管2的蒸汽管4中，從而使加熱管2的表面溫度又重新升高。
如果停留在蒸汽管4中的冷凝液通過溫度傳感閥12進(jìn)入容器6，則容器6中原有的冷凝液便通過排出孔7從排出管8排出。
在本發(fā)明的加熱系統(tǒng)中，加熱管2的外管3沿其縱向各部分的表面溫度其本上可以控制在同樣的溫度值。
可以用以下的實(shí)例來說明本發(fā)明。
如圖6所示，3米長的加熱管2的下游端插入容器6中80毫米，該加熱管2的蒸汽管4與溫度傳感閥12的下游端4a相連通，該溫度傳感閥的工作溫度預(yù)定在40℃，由此構(gòu)成本發(fā)明的加熱系統(tǒng)。
加熱管2的蒸汽管4從其上游端通入蒸汽，在如圖6所示的(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三個(gè)位置測量蒸汽管4的表面溫度。加熱管2的外管3上覆蓋一層厚度為1.0mm的聚乙烯包覆層，波紋銅管的外徑為27.1mm，厚度為0.5mm，平均內(nèi)徑為24.5mm。
純水作為工作液體被加入到外管3中，其注入量為外管3內(nèi)部容積的30%，然后將外管3內(nèi)部抽到約10-4～10-5乇的真空度。
此外，蒸汽管4是直銅管，其外徑為9.6mm，內(nèi)徑為8.0mm。
外管3和蒸汽管4的表面溫度的測量曲線示于圖5。如圖5的曲線所示，在數(shù)字Ⅰ的位置處，蒸汽管4的上游端表面溫度(在圖6中的位置Ⅰ處的溫度)變化相當(dāng)大，而外管3在其上游端(在圖6中Ⅱ的位置)表面溫度則如圖5的曲線Ⅱ所示，保持約47℃的恒溫。外管3在下游端(圖6中Ⅲ的位置)的表面溫度如圖5的曲線Ⅲ所示，保持在40℃的恒溫。
因此很清楚，如上述配置的加熱管2可使它沿縱向各部分的表面溫度基本上保持恒溫。
本申請的發(fā)明人還設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖7和8所示的實(shí)驗(yàn)方案。在該方案中，加熱管2仍具有外管3和蒸汽管4，外管3中密封著工作液體，蒸汽管4仍穿過外管3。
但是在該方案中，蒸汽管4的下游端伸出外管3很長，并在其端部裝有溫度傳感閥12，該傳感閥放在一個(gè)箱體45中。該箱體45用于接受和積存來自蒸汽管4的冷凝液。該箱體45固定在傳輸管1的外表面上。
此時(shí)可利用檢測箱體45中冷凝液溫度的方法來控制傳輸管的溫度。更準(zhǔn)確地說，如果箱體45中的冷凝液溫度降到冷凝液的一個(gè)預(yù)定溫度以下，則溫度傳感閥12打開，使冷凝液重新流過蒸汽管，如果箱體45中冷凝液的溫度升高到超過冷凝液的一個(gè)預(yù)定溫度，則溫度傳感閥12關(guān)閉，停止蒸汽管中冷凝液的流動(dòng)。
事實(shí)上在這種情況下，加熱管2可使其表面溫度沿其縱向各部分基本上保持恒定，而且還可以節(jié)省流過蒸汽管的蒸氣量。但是，由于蒸汽管4的下游端伸出外管3很長，所以該蒸汽管的下游端的溫度降比其上游端的溫度降更大，因而在蒸汽管上產(chǎn)生了溫度梯度。另外，與本發(fā)明中的蒸汽管的溫度傳導(dǎo)到溫度傳感件12上相比，該方案中的蒸汽管的溫度很難傳導(dǎo)到箱體45上。
因此，圖7和8所示的常規(guī)加熱系統(tǒng)對傳輸管1溫度控制來說，它的靈敏度是很差的，往往使傳輸管1過熱，因而也使其中的重油或其它液體過熱。因此，要有效控制傳輸管的溫度，這種常規(guī)的加熱系統(tǒng)是不合適的。
此外，在圖7和8所示的常規(guī)加熱系統(tǒng)中，溫度傳感閥12和其它有關(guān)的設(shè)備必須在加熱系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝，因此，從安裝效率看，該常規(guī)加熱系統(tǒng)也是不好的。
另一方面，本發(fā)明傳輸管加熱系統(tǒng)是應(yīng)用加熱管2下游端2a伸入容器6中的滯留冷凝液溫度來控制傳輸管溫度的，因此，加熱管2(和其端部2a)、冷凝液和溫度傳感閥12相互間容易配合。因而可以以很高的靈敏度或準(zhǔn)確度來控制加熱管2的表面溫度。
在本發(fā)明的傳輸管加熱系統(tǒng)中，由于可在加熱系統(tǒng)發(fā)貨之前，即在加熱系統(tǒng)的制造車間內(nèi)，就將其中裝有溫度傳感閥的容器6安裝在加熱管2的下游端2a上，因此在安裝現(xiàn)場很容易安裝該加熱系統(tǒng)。
但是，對于圖7所示的常規(guī)的傳輸系統(tǒng)，必須在安裝現(xiàn)場進(jìn)行蒸汽管4的露出部分的彎曲和安裝工作以及箱體45的安裝工作。
圖9示出雜質(zhì)清除裝置50，該裝置可有選擇地安裝在加熱管2的某個(gè)位置上，在本發(fā)明最佳實(shí)施例中，該清除裝置安裝在加熱管2的上游端。
雜質(zhì)清除裝置50包括具有蒸汽入口51和蒸汽出口52的容器53，蒸汽和冷凝液從蒸汽供給裝置(未示出)通過該入口51進(jìn)入容器53，出口52僅將蒸汽輸送到加熱管2的蒸汽管4中。
該容器53包括具有蒸汽入口51的第一部分54和裝有蒸汽出口52的第二部分55。
第一部分54具有上部開口的本體部分56和蓋住該上部開口的頂蓋57，蒸汽入口51位于本體部分56的側(cè)壁上。
第一部分54中裝有冷凝液池58。該冷凝液池具有分隔液缸100，該液缸的底部上有噴液口101。在冷凝液池58底部上的該噴液口朝上打開，與蒸汽入口51連通。另外，該噴液口101上裝有第一濾網(wǎng)裝置59。
第一濾網(wǎng)裝置59包括例如其上具有許多孔眼的板，該板構(gòu)成了不銹鋼分隔缸體100的底部。從蒸汽入口51隨冷凝液和蒸汽進(jìn)入容器53中的鐵銹、水垢和/或其它雜質(zhì)可以利用第一濾網(wǎng)裝置59濾去。
穿過噴液口101的蒸汽也以小氣泡的形式通過冷凝液池58，該小氣泡由第一濾網(wǎng)裝置59分割形成。
本體部分56上裝有攻有螺紋的管狀體61，該管狀體與本體部分攻有螺紋的底壁部分56a相嚙合，該管狀體61的小直徑部分61a穿過第一濾網(wǎng)裝置59伸入到冷凝液池58中。另一方面，該管狀體61的大直徑部分61b使管狀體61與管62連通。
管62和管狀體61構(gòu)成排放管63，用于排放冷凝液池58中超過預(yù)定量的冷凝液。即，如果冷凝液的上端液位超過了管狀體61小直徑部分61a的上端，則冷凝液從小直徑部分61a的上部孔流入管狀體61中，并通過管62排出。
板65吊掛在冷凝液池58的上方，使濺出的冷凝液滴64返回到冷凝液池58。該板65具有上壁65a和側(cè)壁65b，上壁65a通過螺桿66連接到頂蓋57上，該螺桿66與攻有相應(yīng)螺紋的頂蓋57嚙合。
另外，管狀體61的小直徑部分61a上裝有第一磁鐵裝置67，該磁鐵裝置67用來吸引冷凝液池中的磁性雜質(zhì)。
雜質(zhì)清除裝置50的容器53的第二部分55具有本體部分68和頂蓋70，本體部分68上具有蒸汽出口52，頂蓋70覆蓋本體部分68的上部孔69。第二部分55還具有下部孔71，該下部孔71通過圓柱形連接件72與第一部分54的頂蓋57上的上部孔73相連通。另外，在頂蓋70上裝有管形結(jié)構(gòu)的第二濾網(wǎng)裝置74。該第二濾網(wǎng)裝置74用例如金屬絲網(wǎng)、燒結(jié)的多孔材料以及其它合適的材料制成。通過圓柱形連接件72進(jìn)入孔71的蒸汽穿過第二濾網(wǎng)裝置74，然后經(jīng)過蒸汽出口52進(jìn)入加熱管2的蒸汽管4中。和二濾網(wǎng)裝置74的一端裝在頂蓋70上，其另一端連接在第二部分55的本體部分68內(nèi)的內(nèi)凸緣75上。
頂蓋70上裝有第二磁鐵裝置76，該磁鐵裝置位于第二濾網(wǎng)裝置74的內(nèi)部。根據(jù)這種配置，如果蒸汽從第一部分54通過孔71進(jìn)入第二部分55，則該蒸汽便穿過第二濾網(wǎng)裝置74，并從蒸汽出口52流出。此時(shí)，已經(jīng)通過冷凝池58的細(xì)小雜質(zhì)便粘附在第二濾網(wǎng)裝置74上，磁性雜質(zhì)則被吸引到第二磁鐵裝置76上。
下面說明雜質(zhì)清除裝置50的工作過程。
首先將冷凝液和蒸汽從蒸汽供給裝置(未示出)通過蒸汽入口51引入到容器53中。此時(shí)，冷凝液進(jìn)入分隔缸體100和第一部分54的本體部分56的內(nèi)表面之間的間隙77中，另一方面，呈小汽泡60形狀的蒸汽從間隙77通過第一濾網(wǎng)裝置59進(jìn)入冷凝液池。蒸汽轉(zhuǎn)變成小氣泡60增加了蒸汽和停留在冷凝液池58中的冷凝液的相互接觸面積，因而穿過第一濾網(wǎng)裝置59的小尺寸雜質(zhì)便被帶入到冷凝液池58中的冷凝液中。
進(jìn)入冷凝液池58的蒸汽以氣泡60的形式穿過該冷凝液池上升。在冷凝液池58中的這種蒸汽包含已穿過第一濾網(wǎng)裝置的細(xì)小雜質(zhì)，大部分這種雜質(zhì)仍然留在液池58的冷凝液中。
冷凝液連續(xù)地積存在冷凝液池58中，如果積存的冷凝液在液池58中達(dá)到一個(gè)預(yù)定數(shù)量，或者如果液池58中的冷凝液的上端液位超過管狀體61的上端，冷凝液便流入管狀體61上部孔，因而冷凝液的液位不會超過管狀體61的上端。
另外，由于蒸汽泡上升穿過液池，因而冷凝液池58中的冷凝液受到攪動(dòng)，從而使懸浮在冷凝液中的大部分雜質(zhì)便隨同冷凝液的溢出而被排出。此時(shí)，一部分雜質(zhì)沉積在冷凝液池58的底面上，面磁性雜質(zhì)則被吸在第一磁鐵裝置67上。
一部分冷凝液以濺滴的形式隨同蒸汽一起濺出上端液面而與板65相接觸，因而又返回到冷凝液池58中。如果以濺滴形式濺出的冷凝液中包括有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)也返回到冷凝液池58中。
穿過冷凝液池58的蒸汽通過圓柱形連接件72上升到第二濾網(wǎng)裝置74中。如果該蒸汽中還包含有雜質(zhì)，則這些雜質(zhì)便粘附在第二濾網(wǎng)裝置74上，如果這些雜質(zhì)是磁性的，則被吸引到第二磁鐵裝置上。
因此，從蒸汽出口52出來的進(jìn)入加熱管2的蒸汽管4中的蒸汽基本上不含鐵銹、水垢或其它雜質(zhì)，其質(zhì)量很好。
因而很清楚，裝有如上所述雜質(zhì)清除裝置的傳輸管加熱系統(tǒng)不會有任何水垢或其它雜質(zhì)粘附在加熱管2的蒸汽管4的內(nèi)壁上，因而可以消除熱傳導(dǎo)的障礙。
另外，在裝有雜質(zhì)清除裝置的傳輸管加熱系統(tǒng)中，溫度傳感閥12和其它閥門裝置也不會有水垢或其它類似的雜質(zhì)粘附在上面。因此，該傳輸管加熱系統(tǒng)在進(jìn)行預(yù)定的溫度控制時(shí)，不會發(fā)生由于雜質(zhì)粘附在閥門裝置上致使冷凝液或蒸汽滲漏而引起的不穩(wěn)定性。
圖10示出另一種類型的雜質(zhì)清除裝置50。該雜質(zhì)清除裝置50具有包括一個(gè)流體積存室80在內(nèi)的容器81、在容器81中的浮動(dòng)裝置82、在容器81中形成的吊斗室83、在吊斗室83中的反向吊斗84和其它必需的零件。
容器81包括上部開口的容器本體81a和蓋住容器本體81a上部開口的頂蓋81b。頂蓋81b上裝有蒸汽入口85、蒸汽出口86和冷凝液出口87。
吊斗室83的底壁上形成流入口88，該入口上裝有單向閥，在流體積存室80內(nèi)的冷凝液和蒸汽流過該流入口88引入到反向吊斗84中。
反向吊斗84的上壁上通過一個(gè)搖臂裝有閥89，另外，桿形閥閥桿90可滑動(dòng)地穿入孔96中。
吊斗室83的上部裝有排出孔91，該排出孔91通過連接通道92與冷凝液出口87連通。排出孔91由于反向吊斗84的上升而被閥89所關(guān)閉，而反向吊斗84的下降則使閥89將排出孔91打開。圖10所示排出孔91為打開的狀態(tài)。
吊斗室83的上部還有一個(gè)第二排出孔93。該排出孔93由固定有浮動(dòng)裝置82上的支承件94關(guān)閉。該支承件94和桿形閥閥桿90通過一個(gè)連接裝置95例如鏈條或其它合適的裝置彼此連接。因而，如果浮動(dòng)裝置82向上升起，則支承件94及閥桿90也各自被升起，從而使通道96打開。
下面說明上述結(jié)構(gòu)的雜質(zhì)清除裝置50的工作過程。
從蒸汽入口85進(jìn)入容器81的蒸汽從蒸汽出口86排出。容器81中的冷凝液通過裝有單向閥的流入口88進(jìn)入吊斗室83，并通過排出孔91從冷凝液出口87排出。
如果流體積存室80中的冷凝液數(shù)量降到使該冷凝液的上端液位降到低于流入口88的高度，則蒸汽便從流入口88進(jìn)入反向吊斗84中，從而使反向吊斗84上升到吊斗室83中冷凝液的液面高度。
如果反向吊斗84上升到該液面高度，則與反向吊斗84配合動(dòng)作的閥裝置89就將排出孔91關(guān)閉，從而阻止冷凝液排出。由于排出孔91已由閥門裝置89所關(guān)閉，所以冷凝液就逐漸積存在液體積存室80中。
另外，如果在流體積存室80中的冷凝液積存到使浮動(dòng)裝置82上升，由該浮動(dòng)裝置的上升動(dòng)作就將排出孔93打開，同時(shí)，桿形閥閥桿90也被提升，通道96也相應(yīng)打開，從而使反向吊斗84中的蒸汽便從排出孔93排出并進(jìn)入液體積存室80，隨后該蒸汽便通過蒸汽出口86流出液體積存室80。
如果蒸汽從反向吊斗84中排出，由反向吊斗84就不能浮起并下沉。這使閥門裝置89從完全關(guān)閉的位置移動(dòng)到完全打開的位置，從而使冷凝液從排出孔91中排出。
為此，容器81的液體積存室80中總是有冷凝液存在而不會溢出或耗盡。
結(jié)果，從蒸汽入口85進(jìn)入容器81的蒸汽首先與冷凝液發(fā)生接觸，然后再從蒸汽出口86流入加熱管2的蒸汽管4。在這種情況下，如果從蒸汽入口85流入的蒸汽包含雜質(zhì)，則該雜質(zhì)便進(jìn)入冷凝液中，從而可使從蒸汽出口86流出的蒸汽變成沒有雜質(zhì)的高質(zhì)量蒸汽。
在本發(fā)明的傳輸管加熱系統(tǒng)中，傳輸管1的任何縱向部分都可以被均勻加熱，因而可使傳輸管1內(nèi)的重油或其它流體保持恒定的溫度。
另外，本發(fā)明的加熱系統(tǒng)應(yīng)用了反饋式的自動(dòng)控制技術(shù)來調(diào)節(jié)加熱管2的表面溫度。因而這種加熱系統(tǒng)對于傳輸管1表面溫度的變化反應(yīng)很快，因而可以以很高的準(zhǔn)確度使傳輸管內(nèi)部的重油或其它流體保持在所要求的溫度上。這就保證了傳輸管內(nèi)流體粘性的降低，從而可在傳輸管內(nèi)通暢地傳送流體。
而且，在本發(fā)明的加熱系統(tǒng)中，由于在加熱管2的蒸汽管4中肯定積存有冷凝液，所以可以減少傳給傳輸管1的總熱量，從而可以防止傳輸管1的表面過熱。這就節(jié)省了蒸汽的工作用量。
此外，在將這種加熱系統(tǒng)運(yùn)至安裝現(xiàn)場時(shí)，其中裝有溫度傳感閥12的容器6可以預(yù)先與加熱管2的的下游端2a相連接。因此在安裝現(xiàn)場就有需要再將容器6連接在加熱管2的下游端。因此，本發(fā)明加熱系統(tǒng)的安裝也是非常容易的。
在裝有雜質(zhì)清除裝置的加熱系統(tǒng)中，送入加熱管2的蒸汽管4中的蒸汽基本上沒有鐵銹、水垢或其它雜質(zhì)，因而該加熱系統(tǒng)不會發(fā)生由于水垢或其它雜質(zhì)粘附在蒸汽管4的內(nèi)壁上而妨礙其熱傳導(dǎo)的問題，也不會發(fā)生由于水垢或其它雜質(zhì)粘附到溫度傳感閥12的閥零件或其它有關(guān)零件上而使傳輸管的溫度控制不穩(wěn)定的問題。
雖然我們已經(jīng)參照附圖通過實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)指出，對于熟悉這種技術(shù)的人員，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修改。因此，除非這些變化和修改背離本發(fā)明的范圍，否則這些變化和修改應(yīng)當(dāng)看作是包含在本發(fā)明中的。
例如雖然在上述本發(fā)明的最佳實(shí)施例中使用波紋管作加熱管2的外管3，但是也可以采用直形管。然而如果外管3是波紋形的，則即使蒸汽管4在安裝狀態(tài)下變松了并與外管3的內(nèi)表面相鄰接，蒸汽管4也不會緊貼外管3的內(nèi)表面。因此波紋外管3可使蒸汽管4的熱量很難直接傳導(dǎo)到外管3上，而且蒸汽管4可以加熱在其整個(gè)外圓柱表面上的工作液體。這是采用波紋外管的優(yōu)點(diǎn)。
此外，容器6可以固定在傳輸管1上，也可不固定在它上面。然而容器最好這樣配置，以使排出孔7朝上，見圖1。
在上述的本發(fā)明最佳實(shí)施例中，溫度傳感閥12的工作溫度可預(yù)定為40℃。然而溫度傳感閥的工作溫度是可以根據(jù)傳輸管內(nèi)部的流體種類或其它條件不同而改變的。
本發(fā)明除3上述用途以外，還可以用在其它方面。例如儀器系統(tǒng)裝有用來加熱導(dǎo)管的水設(shè)備，本發(fā)明可以用作這種水設(shè)備來防止內(nèi)部水的凍結(jié)。此外，本發(fā)明還可以用于加熱設(shè)務(wù)，以融化寒冷地區(qū)的結(jié)冰道路。
權(quán)利要求
1.一種傳輸管的加熱系統(tǒng)，其中，一根長加熱管沿著待加熱的傳輸管配置并與該傳輸管的外表面相接觸，該長加熱管具有其中密封著工作液體的一根外管和插入該外管中的一根蒸汽管，該加熱系統(tǒng)還包括一個(gè)容器和溫度傳感閥，該容器配置在該加熱管的下游端，該容器中積存著由于蒸汽從其上游端流經(jīng)上述加熱管的蒸汽管時(shí)液化所形成的冷凝液，該加熱管下游端以一預(yù)定的長度被插入到該容器中，該溫度傳感閥與加熱管的插入到上述容器中的蒸汽管下游端連通，如果該容器中冷凝液的溫度升高到大于預(yù)定溫度，則該閥被關(guān)閉，而如果該容器中冷凝液溫度降到低于預(yù)定溫度，則該閥打開。
2.一種傳輸管加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一根長加熱管、一個(gè)容器和一個(gè)溫度傳感閥，該長加熱管沿待加熱的傳輸管配置并與上述傳輸管的外表面相接觸，該長加熱管包括密封著工作液體的一根外管和插入該外管中的一根蒸汽管;所述容器配置在該加熱管的下游端，該容器積存著由于蒸汽從其上游端流經(jīng)上述加熱管的蒸汽管時(shí)液化所形成的冷凝液，而且該加熱管下游端以一個(gè)預(yù)定長度被插入到該容器中，所述溫度傳感閥與加熱管的插入到上述容器中的蒸汽管下游端連通，如果該容器中冷凝液溫度升到大于預(yù)定溫度，則使閥門關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求1所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于該加熱管的外管是金屬波紋管。
4.如權(quán)利要求1所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于該加熱管的外管外表面經(jīng)過防腐蝕處理。
5.如權(quán)利要求1所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于該加熱管的外管上具有合成樹脂包覆層。
6.如權(quán)利要求1所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于用上述加熱系統(tǒng)加熱的傳輸管內(nèi)的流體在低溫下具有凝固性或粘性增加的特性，而在高溫下則容易發(fā)生分解。
7.一種傳輸管加熱系統(tǒng)，其中，一根長加熱管具有其中密封著工作液體的外管和插入上述外管的蒸汽管，該加熱管沿待加熱的傳輸管配置并與上述傳輸管的外表面相接觸，同時(shí)，在加熱管的上游端裝有雜質(zhì)清除裝置，用以清除由蒸汽供給裝置供給的蒸汽中所包含的鐵銹、水垢或其它雜質(zhì)，上述清除裝置包括一個(gè)容器、第一濾網(wǎng)裝置、冷凝液池和第二濾網(wǎng)裝置，該容器上有蒸汽入口和蒸汽出口，通過蒸汽入口輸入冷凝液和蒸汽，蒸汽出口向加熱管的蒸汽管只供給蒸汽;該第一濾網(wǎng)裝置裝在上述容器中，它使冷凝液和蒸汽中的雜質(zhì)粘附在其上面;該冷凝液池在上述容器中形成，通過第一濾網(wǎng)裝置的含有微小雜質(zhì)的蒸汽以空氣泡的形式穿過該冷凝液池;通過上述冷凝液池的細(xì)小雜質(zhì)粘附在上述第二濾網(wǎng)裝置上，上述第二濾網(wǎng)裝置只向蒸汽出口供給蒸汽。
8.如權(quán)利要求7所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于吸引磁性雜質(zhì)的第一磁鐵裝置配置在冷凝液池中。
9.如權(quán)利要求7所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于吸引磁性雜質(zhì)的第二磁鐵裝置配置在上述雜質(zhì)清除裝置的第二部分中。
10.如權(quán)利要求7所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于在冷凝液池上方設(shè)置了一塊板，以便將濺出的冷凝液滴送回到冷凝液池中。
11.如權(quán)利要求7所述的傳輸管加熱系統(tǒng)，其特征在于提供了排放管，以便使冷凝液池中超過預(yù)定量的多余的冷凝液排出。
全文摘要
一根長加熱管沿傳輸管配置并與其外表面相接觸。該加熱管具有其中密封有工作液體的一根外管和插入該外管中的一根蒸汽管。一個(gè)容器被提供來積存由于蒸汽穿過該加熱管中的蒸汽管時(shí)液化所產(chǎn)生的冷凝液。該容器中裝有溫度傳感閥。如果容器中冷凝液的溫度上升到大于預(yù)定溫度，則溫度傳感閥關(guān)閉，而如果容器中凝聚液的溫度下降到低于該預(yù)定溫度，則該閥打開。該溫度傳感閥與插入容器中的蒸汽管下游端相連通。
文檔編號F28D15/02GK1091822SQ9410159
公開日1994年9月7日 申請日期1994年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月17日
發(fā)明者木田雅博, 柏木朗夫, 中西準(zhǔn)二, 佐藤富德, 大村雅彥, 中本正博, 丸岡正和, 高田雅史 申請人:大阪瓦斯株式會社, 株式會社宮脅, 三菱電線工業(yè)株式會社