本發(fā)明涉及液體加熱設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種可用于液體高效快速加熱的裝置，尤其適用于需要快速產(chǎn)生高溫液體和蒸汽的場所。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的液體加熱裝置一般采用在容器中進行加熱，容器中有電熱管，通過電熱管中的電熱絲將電能轉(zhuǎn)換成熱能加熱容器中的液體，由于電熱管中的電熱絲需要通過石英砂與電熱管壁形成絕緣層，因此造成電熱絲的熱量必須通過石英砂才能傳遞到加熱被液體中，而石英砂的導熱系數(shù)小，石英砂層又比較厚，因此加熱效率低下，同時由于是在容器中加熱，要將容器中的所有液體加熱到需要的溫度，所需的時間也比較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決加熱速度慢，熱效率底下等問題，而提供了一種新的液體加熱裝置，能夠有效提高電熱轉(zhuǎn)換效率，實現(xiàn)液體的快速加熱。

本發(fā)明創(chuàng)造解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種快速加熱液體的電加熱裝置，所述電加熱裝置由儲液箱、水泵、單向閥、加熱模塊、溫度傳感器、壓力傳感器、壓力表、液位計、智能溫控儀、中央控制器、功率控制模塊、功率模塊組成；

儲液箱通過管路和閥門與水泵進口連接，水泵出口連接到單向閥進口，單向閥出口通過管路與加熱模塊進口連接，加熱模塊出口通過管路及三通與壓力儲罐和壓力表連接，壓力表通過管路連接到出口閥門，形成完整的流體回路；

壓力傳感器通過接頭與壓力儲罐連接，壓力傳感器的信號通過電纜連接到中央控制器，加熱模塊中的溫度傳感器通過電纜與智能溫控儀連接，智能溫控儀的rs485端口與中央控制器的rs485端口連接，控制信號輸出端與功率控制模塊的信號接收端連接，中央控制器的輸出端與功率控制模塊的啟動端連接，功率控制模塊的調(diào)控端與功率模塊受控端連接，以此形成完整控制回路。

所述加熱模塊是由至少兩個加熱單元通過串聯(lián)或者并聯(lián)的連接方式進行組成，并在最外層包裹絕熱層形成。所述加熱單元包括帶內(nèi)翅片的金屬導管，帶內(nèi)翅片的金屬導管外周依次復合內(nèi)絕緣層、內(nèi)電極、正溫度系數(shù)熱敏電阻(ptc)電加熱層、外電極、外絕緣層。

本發(fā)明具有下述有益效果：

本發(fā)明采用的ptc電加熱層與內(nèi)翅片金屬導管是復合成一體的加熱單元，大幅提升了加熱速度，金屬導管內(nèi)的翅片結(jié)構(gòu)不但可以增加傳熱面積，還可以提高金屬導管結(jié)構(gòu)強度，使其可以承受較高的壓力。

由多個加熱單元串聯(lián)或者并聯(lián)組成的加熱模塊可以提供更高的溫度或者更大的流量。

采用了由中央控制器為核心的自動控制系統(tǒng)，簡化了控制系統(tǒng)電路，控制更加簡單可靠，提高了該裝置安全性。

附圖說明

圖1是加熱單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是串聯(lián)加熱單元組成的加熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是并聯(lián)加熱單元組成的加熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的原理框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1所示，在內(nèi)翅片金屬導管1-1外周依次復合上內(nèi)絕緣層1-2、內(nèi)電極1-3、ptc電加熱層1-4、外電極1-5、外絕緣層1-6，每根復合好的導管為一個加熱單元。

如圖2-3所示，由多個加熱單元2-1串聯(lián)或者并聯(lián)，外面包覆絕熱層2-2組成的加熱模塊。

如圖4所示，該電加熱裝置由儲液箱1、水泵2、單向閥3、加熱模塊4、溫度傳感器5、壓力傳感器6、壓力表8、液位計9、智能溫控儀10、中央控制器11、功率控制模塊12、功率模塊13組成；

儲液箱1通過管路和閥門與水泵2進口連接，水泵2出口連接到單向閥3進口，單向閥3出口通過管路與加熱模塊4進口連接，加熱模塊4出口通過管路及三通與壓力儲罐7和壓力表8連接，壓力表8通過管路連接到出口閥門，形成完整的流體回路；壓力傳感器6通過接頭與壓力儲罐7連接，壓力傳感器6的信號通過電纜連接到中央控制器11，加熱模塊4中的溫度傳感器5通過電纜與智能溫控儀10連接，智能溫控儀10的rs485端口與中央控制器11的rs485端口連接，控制信號輸出端與功率控制模塊12的信號接收端連接，中央控制器11的輸出端與功率控制模塊12的啟動端連接，功率控制模塊12的調(diào)控端與功率模塊13受控端連接，以此形成完整控制回路。

本發(fā)明帶內(nèi)翅片的金屬導管，導管外部復合ptc電加熱層，當ptc電加熱層通有電流時，會迅速發(fā)熱，由于ptc電加熱層與內(nèi)翅片金屬導管是復合成一體的，因此熱量會迅速傳遞到導管內(nèi)部，金屬導管內(nèi)的翅片增加了傳熱面積，導管內(nèi)的液體能快速進行熱量交換，使被加熱液體迅速升溫。多個金屬導管并聯(lián)組或著串聯(lián)形成一個加熱模塊，加熱模塊的外部包覆絕熱層，防止熱量的散失。

啟動加熱后，中央控制器給智能溫控儀發(fā)送指令設(shè)定加熱溫度值，同時啟動水泵和功率控制模塊，被加熱液體由儲液箱經(jīng)水泵進入加熱模塊，功率控制模塊則進入工作狀態(tài)。智能溫控儀將溫度傳感器的溫度值與設(shè)定值進行比對，輸出控制信號給功率控制模塊，功率控制模塊根據(jù)控制信號的大小，控制功率模塊的輸出功率，控制加熱溫度達到設(shè)定值，形成閉環(huán)控制。加熱過程中，中央控制器不斷讀取智能溫控儀的溫度數(shù)據(jù)，當溫度值超過設(shè)定的上限值時，將直接關(guān)閉功率控制模塊，停止功率輸出。同時中央控制器還會監(jiān)測加熱模塊出口的壓力值，一旦壓力超過上限值，也將直接關(guān)閉功率控制模塊，停止功率輸出，同時關(guān)閉水泵。液位計用于監(jiān)控儲液箱的液位高低。

中央控制器由單片機和外圍電路組成，具備溫度監(jiān)控、壓力監(jiān)控、功率控制、設(shè)備工作狀態(tài)指示功能，具備rs485串口，可以實現(xiàn)與智能溫控儀數(shù)據(jù)通信。

本發(fā)明工作過程簡述如下：

首先給儲液箱1加如需要加熱的液體，通過液位傳感器9監(jiān)控液位的高低，然后打開水泵2進口端的閥門，再打開加熱模塊4出口端閥門。啟動加熱，中央控制器11給智能溫控儀10發(fā)送指令設(shè)定加熱的溫度值，同時啟動泵2和功率控制模塊12，被加熱液體由儲液箱1經(jīng)水泵2通過單向閥3進入加熱模塊4。智能溫控儀10將溫度傳感器的溫度值與設(shè)定值進行比對，輸出控制信號給功率控制模塊12，功率控制模塊12根據(jù)控制信號的大小，使功率模塊13的輸出相應的功率，控制被加熱液體的溫度達到設(shè)定值。加熱過程中，中央控制器11不斷讀取智能溫控儀10的溫度數(shù)據(jù)，當溫度值超過設(shè)定的上限值時，將直接關(guān)閉功率控制模塊12，使功率模塊13停止功率輸出。同時中央控制器11還會監(jiān)測加熱模塊4出口的壓力值，一旦壓力超過上限值，也將直接關(guān)閉功率控制模塊12，使功率模塊13停止功率輸出，同時關(guān)閉水泵2。上述加熱功能的完成均是由中央控制器11中的單片機里的程序進行自主控制。液位傳感器9用于監(jiān)控儲液箱的液位高低，當液位高于或者低于上下限是均會發(fā)出報警。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種快速加熱液體的電加熱裝置。本發(fā)明儲液箱通過管路和閥門與水泵進口連接，水泵出口連接到單向閥進口，單向閥出口通過管路與加熱模塊進口連接，加熱模塊出口通過管路及三通與壓力儲罐和壓力表連接，壓力表通過管路連接到出口閥門；中央控制器、功率控制模塊、功率模塊、加熱模塊依次連接，加熱模塊內(nèi)安裝溫度傳感器，智能溫控儀和壓力傳感器分別連接中央控制器。本發(fā)明采用的PTC電加熱層與內(nèi)翅片金屬導管是復合成一體的加熱單元，大幅提升了加熱速度，金屬導管內(nèi)的翅片結(jié)構(gòu)不但可以增加傳熱面積，還可以提高金屬導管結(jié)構(gòu)強度，使其可以承受較高的壓力。

技術(shù)研發(fā)人員：馬東;王福忠;王寶忠
受保護的技術(shù)使用者：天津市泓森機械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.08
技術(shù)公布日：2017.10.10