專利名稱：以半導(dǎo)體電熱膜管為加熱元件的腐蝕性介質(zhì)動(dòng)態(tài)加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種加熱系統(tǒng)，特別是一種以電熱膜管為加熱元件的腐蝕性介質(zhì)動(dòng)態(tài)加熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在化工(制酸、制堿、電鍍等)、染料、農(nóng)藥、冶煉、造紙、制藥、紡織、石油化工、機(jī)械制造(酸洗或堿洗工序等)環(huán)保、電子(印刷板腐蝕工序等)等行業(yè)都可能遇到腐蝕性介質(zhì)(溶鹽、酸堿等液態(tài)物質(zhì)、液氣混合態(tài)物質(zhì))加熱問題。目前，對(duì)腐蝕性介質(zhì)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，之后用蒸汽通過熱交膜器加熱腐蝕性介質(zhì)。
這種加熱方式存在的問題(1)能量轉(zhuǎn)換效率低，一般在30％～40％(2)設(shè)備比較復(fù)雜，一次性投資較大。若燃煤、燃油還有環(huán)境污染。
(3)不能對(duì)加熱過程(溫度等參數(shù))進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。
2.以電阻絲為加熱元件，用不銹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(zhì)形成異型管狀電熱管，然后插入腐蝕性介質(zhì)，通電進(jìn)行加熱。
這種加熱方式存在的問題(1)能量轉(zhuǎn)換效率較低，一般在40％-60％(2)一般電熱管易損壞，壽命短，采用鈦合金包裹的電熱管壽命雖較長，但價(jià)格昂貴。
(3)不同區(qū)域介質(zhì)達(dá)到熱平衡時(shí)間較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利針對(duì)現(xiàn)在常用的腐蝕性介質(zhì)加熱存在的上述問題提供一種新的技術(shù)方案，主要是提供能量轉(zhuǎn)換效率高(節(jié)能)、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，可對(duì)腐蝕性介質(zhì)加熱進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的系統(tǒng)。本發(fā)明專利由如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
一種對(duì)腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱的系統(tǒng)，其特征是由半導(dǎo)體電熱膜管組件、耐腐蝕離心泵、耐腐蝕水流開關(guān)、耐腐蝕流量計(jì)、溫度傳感器、微電腦控制器、腐蝕性介質(zhì)槽(箱)、不銹鋼管接口等組成一個(gè)循環(huán)回路，當(dāng)腐蝕性介質(zhì)充滿離心泵后，啟動(dòng)電源，腐蝕性介質(zhì)即在循環(huán)回路中流動(dòng)并被加熱，加熱溫度可控制到精度±1℃。除上述必要的特征外，在具體實(shí)施過程中，還可補(bǔ)充如下技術(shù)內(nèi)容1.加熱元件由半導(dǎo)體電熱膜管組件承擔(dān)，電熱膜管是一種新型加熱元件，它是這樣形成的以高強(qiáng)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(jī)混合液噴鍍到基體上，經(jīng)過一系列物理化學(xué)過程，在石英管上形成一種耐高溫、透明導(dǎo)電薄膜。電熱膜管兩端有電極，通上電后電熱膜管作為一個(gè)無感的純電阻而發(fā)熱。
2.溫度傳感器是熱敏電阻，它與微電腦控制器(由單片機(jī)為主要器件組成)連接。
3.腐蝕液槽(箱)上安裝有進(jìn)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(fā)明專利的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1腐蝕性介質(zhì)槽(箱)，2.電熱膜管組件，3.離心泵4.水流開關(guān)5.流量計(jì)6.溫度傳感器7.微電腦控制器8.腐蝕性介質(zhì)槽(箱)進(jìn)口閥門9.腐蝕性介質(zhì)槽(箱)出口閥門10.氣孔11.不銹鋼管道12.液位計(jì)13.信息傳輸線14.回路中的閥門。
圖2是本發(fā)明專利電熱膜組件(圖1中的2)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1腐蝕性介質(zhì)加熱入口2.腐蝕性介質(zhì)加熱出口3.石英管4.噴鍍?cè)谑⒐苌系碾姛崮?.電熱膜兩端的電極6.電熱膜管與電熱膜管之間的聯(lián)結(jié)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(lián)結(jié)的導(dǎo)線。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)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(guān)4、耐腐蝕流量計(jì)5及不銹鋼管道11組成一個(gè)循環(huán)回路，當(dāng)離心泵充滿腐蝕性液后，啟動(dòng)泵的電源開關(guān)，腐蝕性介質(zhì)流過電熱膜管組件2，水流開關(guān)4后，由水流開關(guān)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)經(jīng)導(dǎo)線13傳至微電腦控制器7，微電腦控制器7接到啟動(dòng)信號(hào)后再發(fā)出指令把市電加到電熱膜管電極上，電熱膜管開始加熱。
當(dāng)腐蝕性介質(zhì)加熱達(dá)到預(yù)先設(shè)定溫度時(shí)，溫度傳感器6把溫度信息經(jīng)傳輸線13傳送到微電腦控制器7中，微電腦控制器7發(fā)出指令，切斷加到電熱膜觀上的市電，加熱停止；當(dāng)腐蝕性介質(zhì)溫度低于預(yù)先設(shè)定溫度時(shí)，溫度傳感器6把溫度信息經(jīng)傳輸線13傳送到微電腦控制器7中，微電腦控制器7發(fā)出指令，接通加到電熱膜管上的市電，繼續(xù)加熱。預(yù)先設(shè)定溫度調(diào)節(jié)范圍在0℃～120℃，誤差不超過±1℃。
系統(tǒng)的加熱遵循以下公式1.把質(zhì)量為M的腐蝕性介質(zhì)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(zhì)的比熱，V為腐蝕性介質(zhì)體積，ρ為它的密度。
2.當(dāng)要求把質(zhì)量為M的腐蝕性介質(zhì)在Δt時(shí)間內(nèi)溫度提高ΔT，其需要的功率W＝Q/Δt×η其中η為電熱轉(zhuǎn)換效率有了以上公式，就可以根據(jù)具體問題的要求，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)參數(shù)。例如，當(dāng)介質(zhì)質(zhì)量M(或V×ρ)一定時(shí)，規(guī)定提升溫度ΔT及加熱時(shí)間Δt并假定η后，即可求出所需的加熱電功率W.又如，當(dāng)給出質(zhì)量M、ΔT、Δt、W之后，可求出η。進(jìn)一步，通過調(diào)節(jié)流量，可找出η最大值所對(duì)應(yīng)的流量值。
在本發(fā)明專利中，在選擇最佳流量(由流量計(jì)5顯示)的條件下，η可達(dá)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(guān)調(diào)節(jié)達(dá)到。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱的系統(tǒng)，其特征是由半導(dǎo)體電熱膜管組件、耐腐蝕離心泵、耐腐蝕水流開關(guān)、耐腐蝕流量計(jì)、溫度傳感器、微電腦控制器、腐蝕性介質(zhì)槽(箱)、不銹鋼管道、閥門、接口等組成一個(gè)循環(huán)回路。當(dāng)腐蝕性介質(zhì)充滿離心泵后，啟動(dòng)電源，腐蝕性介質(zhì)即在循環(huán)回路中流動(dòng)并被加熱，加熱溫度可控制到精度±1℃.
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱系統(tǒng)，其特征是由半導(dǎo)體電熱膜管組件作為加熱元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱系統(tǒng)，其特征是由熱敏電阻作為溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求所述的加熱系統(tǒng)，其特征是腐蝕性介質(zhì)槽(箱)上帶有液位計(jì)、氣孔等裝置。
全文摘要
一種對(duì)腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱的系統(tǒng)，其特征是由半導(dǎo)體電熱膜管組件(加熱元件)、耐腐蝕離心泵、耐腐蝕水流開關(guān)、耐腐蝕流量計(jì)、溫度傳感器、微電腦控制器、腐蝕性介質(zhì)槽(箱)、不銹鋼管道、閥門、接口等組成一個(gè)循環(huán)回路。本發(fā)明電熱轉(zhuǎn)換系數(shù)高(節(jié)能)、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，可對(duì)腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱，加熱溫度精度可控制在±1℃。
文檔編號(hào)H05B3/40GK101074797SQ20061008074
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者譚進(jìn)文, 晏柏林, 錢時(shí)惕, 王東生, 白亞濤 申請(qǐng)人:保定市創(chuàng)新瑞德新能源技術(shù)有限公司