一种液态金属电加热器的制作方法

1.本发明涉及电加热器技术领域，特别是涉及一种液态金属电加热器。


背景技术：

2.电加热器是一种国际流行的电加热设备。用于对流动的液态、气态介质的升温、保温、加热。当加热介质在压力作用下通过电加热器加热腔，采用流体热力学原理均匀地带走电热元件工作中所产生的巨大热量，使被加热介质温度达到用户工艺要求。
3.液态金属电加热器主要是用来加热特种金属溶液的加热设备，加热器直接浸入金属溶液中，通过电加热元件产生的热量将金属溶液的温度升高，从而达到热交换的目的。现有技术中，市场主要采用普通结构的电加热器来加热金属溶液，加热器存在死区，导致局部温度偏高，金属溶液在加热时均匀度不高，不利于研究金属溶液的换热特性，申请人有鉴于此，提出了一种液态金属电加热器。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液态金属电加热器，用于解决现有技术中的电加热器加热金属溶液的均匀度不足的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种液态金属电加热器，包括：
6.固定组件，所述固定组件包括安装法兰，所述安装法兰上设有多个加热件，所述加热件具有加热部；
7.加热筒，所述加热筒与所述固定组件连接，所述加热筒内设有多个加热管道，所述加热件贯穿所述加热筒，所述加热部位于所述加热管道内；
8.均流板，所述均流板设置在所述加热筒远离所述固定组件的一侧，所述均流板上开有多个进液孔，所述加热管道与至少一个所述进液孔连通。
9.可选地，所述均流板上开有与加热管道一一对应的安装孔，所述加热件穿过所述安装孔设置，所述安装孔与所述进液孔间隔设置，每一个所述安装孔对应至少一个所述进液孔。可选地，所述固定组件还包括固定筒，所述固定筒固定连接在所述安装法兰靠近加热筒的一侧，所述加热件均穿过所述固定筒。
10.可选地，所述安装法兰上设有多个进气管道和多个出气管道，所述进气管道的一端穿过安装法兰与所述固定筒的内部空间连通，所述出气管道的一端穿过法兰与所述固定筒的内部空间连通。
11.可选地，所述进气管道和所述出气管道的数量相同，所述进气管道和所述出气管道均焊接在所述安装法兰上。
12.可选地，述加热件上设有安装螺栓，所述加热件通过所述安装螺栓与所述安装法兰连接。可选地，还包括拉杆，所述拉杆的一端固定连接在所述安装法兰上，所述拉杆穿过安装法兰、固定筒、加热筒和均流板，所述拉杆的另一端固定连接在所述均流板上。
13.可选地，所述拉杆的两端通过固定螺母分别设置在所述安装法兰和均流板上，所
述拉杆两端的固定螺母分别与所述安装法兰和均流板焊接。
14.可选地，所述加热筒包括固定板，所述固定板设置在所述加热筒的两端，所述加热件穿过所述固定板，所述加热管道焊接在所述固定板之间。
15.可选地，所述加热件上设有用于测量加热件温度的热电偶。
16.如上所述，本发明提出的一种液态金属电加热器，具有以下有益效果：
17.(1)与现有技术相比，本发明中通过设置的均流板，保证进入加热器的金属溶液流场均匀；在每根加热元件的发热部分设置有独立的流道，加热元件发热部分都能均匀与金属溶液接触，从而能够实现金属溶液的均匀加热，并且不存在死区，加热元件产生的热量能够通过金属溶液及时带走，保证加热元件局部温度不超温。
18.(2)与现有技术相比，本发明中通过设置的固定组件，能够对加热件进行稳定地固定，同时能够保障加热件的性能，使加热件能够稳定地工作。
附图说明
19.图1显示为本发明一实施例的示意图；
20.图2显示为本发明一实施例中加热筒的示意图；
21.图3显示为本发明一实施例中的a处放大图；
22.图4显示为本发明一实施例中均流板的结构示意图；
23.图5显示为本发明一实施例中加热件的示意图；
24.图6显示为本发明一实施例的工作示意图。
25.附图标记说明：
26.安装法兰1、固定筒2、加热件3、电缆301、保护帽302、金属管303、接线杆304、发热体305、绝缘物306、堵头307、进气管道4、出气管道5、拉杆6、加热筒7、固定板8、加热管道9、均流板10、安装孔1001、进液孔1002、固定螺母11、热电偶12、安装螺栓13、容器14。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
28.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
29.如图1-图6所示，本发明提出一种液态金属电加热器。
30.如图1所示，在一示例性实施例中，液态金属电加热器包括：
31.固定组件，固定组件包括安装法兰1，安装法兰1上设有多个加热件3，加热件3具有加热部；
32.加热筒7，加热筒7与固定组件连接，加热筒7内设有多个加热管道9，加热件3贯穿加热筒7，加热部位于加热管道9内；
33.均流板10，均流板10设置在加热筒7远离固定组件的一侧，均流板10上开有多个进液孔1002，加热管道9与至少一个进液孔1002连通。
34.本实施例中，通过设置的均流板10，保证进入加热器的金属溶液流场均匀；在每根加热元件的发热部分设置有独立的流道，加热元件发热部分都能均匀与金属溶液接触，从而能够实现金属溶液的均匀加热，并且不存在死区，加热元件产生的热量能够通过金属溶液及时带走，保证加热元件局部温度不超温。
35.本实施例中，还通过设置的固定组件，对加热件3进行稳定地固定，同时能够保障加热件3的性能，使加热件3能够稳定地工作。
36.在一示例性实施例中，均流板10上开有与加热管道9一一对应的安装孔1001，加热件3穿过安装孔1001设置，安装孔1001与进液孔1002间隔设置，每一个安装孔1001对应至少一个进液孔1002。
37.本实施例中，通过在均流板10上设置安装孔1001，并且安装孔1001与加热管道9一一对应，使得加热件3在穿过加热管道9之后能够通过安装孔1001进行定位并限位，而每一个安装孔1001对应了至少一个进液孔1002，从而能够使得金属溶液能够进入加热管道9中。
38.示例性的，本实施例中，每一个安装孔1001对应了两个进液孔1002，也就是说，在一个加热通道中，对应了均流板10上的一个安装孔1001和两个进液孔1002，两个进液孔1002能够增加金属溶液进入加热管道9的效率。
39.值得说明的，本实施例中，加热管道9的内径需大于安装孔1001与进液孔1002之间的最大宽度，从而能够在加热件3通过安装孔1001固定的同时，保障进液孔1002与加热管道9的内部空间连通。
40.在一示例性实施例中，固定组件还包括固定筒2，固定筒2固定连接在安装法兰1靠近加热筒7的一侧，加热件3均穿过固定筒2。
41.本实施例中设置的固定筒2能够有效隔离金属溶液与安装法兰1，避免高温的金属溶液与安装法兰1接触，防止安装法兰1的温度升高，影响安装法兰1的性能。
42.示例性的，本实施例中，固定筒2焊接在安装法兰1的下端面。
43.值得说明的，在固定安装法兰1和固定筒2只够，安装法兰1类似于盖子盖在固定筒2表面，同时，通过安装法兰1将固定筒2进行密封。
44.在一示例性实施例中，安装法兰1上设有多个进气管道4和多个出气管道5，进气管道4的一端穿过安装法兰1与固定筒2的内部空间连通，出气管道5的一端穿过法兰与固定筒2的内部空间连通。
45.本实施例中，通过在安装法兰1上设置多个进气管道4和出气管道5，在对金属溶液进行加热的过程中，从进气管道4中通入惰性绝热气体，惰性绝热气体进入固定筒2内部并填充固定筒2内部空腔，此过程中，持续通入惰性绝热气体之后，内部压强增大，固定筒2中
的空气会从出气管道5排出，在排出的过程中，即可带走安装法兰1的温度，保证安装法兰1的性能，同时，由于加热件3为主要加热的部件，非发热部的温度也会较高，而惰性绝热气体能够带走加热件3在金属管303处的温度，从而有效地为加热件3散热，延长了加热件3的使用寿命。
46.示例性的，本实施例中，进气管道4和出气管道5的数量均为三，且周向设置在安装法兰1上，进气管道4和出气管道5对称设置。
47.示例性的，本实施例中，进气管道4和出气管道5均具有两个端口，二者其中一个端口穿过安装法兰1与固定筒2的内部空间连通，另一个端口均固定连接有对接法兰，以与通入或回收惰性绝热气体的设备相连；示例性的，本实施例中，进气管道4和出气管道5均焊接在安装法兰1上，使得固定筒2内部空间能够密封，在通入惰性绝热气体之后，能够在固定筒2内形成一定的气压，从而避免金属溶液与安装法兰1相接触。
48.值得说明的，本实施例中，可以增加进气管道4和出气管道5的数量来提高固定筒2内的气流交换速度提升整个装置的散热性能，同时，单位时间内通入惰性绝热气体的量需大于单位时间内排出惰性绝热气体的量，以提供压力环境。
49.在一示例性实施例中，加热件3上设有安装螺栓13，加热件3通过安装螺栓13与安装法兰1连接。
50.本实施例中，加热件3通过安装螺栓13设置在安装法兰1上，通过设置的安装螺栓13，能够使得加热件3与法兰之间密封。
51.示例性的，其中，加热件3与安装螺栓13固定连接，具体可采用焊接进行固定，再将安装螺栓13穿过安装法兰1，通过锁紧螺母将安装螺栓13锁紧在安装法兰1上。
52.值得说明的，本实施例中，在进气管道4、出气管道5焊接在法兰上，同时加热件3通过安装螺栓13与安装法兰1密封连接，使得固定筒2的上端形成密封，保障惰性绝热气体只能从出气管道5排出，以保障固定筒2内部的压力。
53.在一示例性实施例中，本发明还包括拉杆6，拉杆6的一端固定连接在安装法兰1上，拉杆6穿过安装法兰1、固定筒2、加热筒7和均流板10，拉杆6的另一端固定连接在均流板10上。
54.本实施例中，通过设置的拉杆6，将安装法兰1、固定筒2、加热筒7、均流板10连接起来，增强各部分之间的连接关系，连接强度增加，有利于装置整体的稳定性。
55.示例性的，本实施例中，拉杆6数量为六，其轴向均布早法兰上。
56.示例性的，本实施例中，拉杆6的具体安装方式为:拉杆6分为上端和下端，将拉杆6依次穿过安装法兰1、固定筒2、加热筒7和均流板10，使用固定螺母11使拉杆6的上端固定在安装法兰1上，使用固定螺母11使拉杆6的下端固定在均流板10上，最后依次将上方的固定螺母11与安装法兰1焊接，下方的安装法兰1与均流板10焊接，以此将拉杆6固定完成，同时将各部分的部件连接到了一起。
57.在一示例性实施例中，加热筒7包括固定板8，固定板8设置在加热筒7的两端，加热件3穿过固定板8，加热管道9焊接在固定板8之间。
58.本实施例中，通过设置的加热筒7和加热筒7上下两端的固定板8，能够对加热管道9进行安装，具体的，加热管固定连接在固定板8之间，并位于加热筒7内，同时，固定板8上均开有通孔，以便于加热件3加热部进入加热管道9内部。
59.示例性的，本实施例中，通孔的直径小于加热管道9的内径，以便于加热件3加热部进入加热管道9内部。
60.在一示例性实施例中，加热件3上设有用于测量加热件3温度的热电偶12。
61.本实施例中，通过设置的热电偶12，温度超过设定值目标值，电加热元件停止工作，防止加热件的温度过高。
62.示例性的，本实施例中，加热件3包括金属管303、绝缘物306、发热体305、接线杆304、保护帽302、堵头307、电缆301等。
63.值得说明的，本实施例中，金属管303主要起保护和传热的作用，保证绝缘物306不与金属溶液直接接触，金属管303能够将发热体305产生的热量及时传递给金属溶液；绝缘物306主要是起隔离发热体305和金属管303、导热的作用，绝缘物306能保证电加热元件的耐压性能且传递热量，绝缘物306采用氧化镁和氮化物；发热体305主要是产生热量的作用，用高温合金材质cr20ni80或其他高阻合金；接线杆304主要是导电作用，用导电性能好的铜、银、金、镍等材质；保护帽302用于保护里面的密封材料，做成圆柱形状；堵头307主要是定位作用，其穿过均流板10的安装孔1001实现定位，电缆301起导电的作用。
64.具体实施步骤：第一步，在进行金属溶液的加热时，将本装置整体置于特殊的容器14内，容器14具有进液口和出液口，金属溶液从进液口由泵压入，从出液口处流出，同时金属溶液流动的方向为朝向均流板10的方向，第二步，如图6所示，金属溶液通过均流板10上的进液孔1002进入至加热管道9内，箭头所指方向为金属溶液流动方向，加热件3中的加热部即可对金属溶液进行加热，加热完成后，由于金属溶液持续进入，金属溶液从固定板8上的通孔流出，最终到达出液口，第三步，在进行第二步的同时，打开进气管道4和出气管道5，通过进气管道4想固定筒2内通入惰性绝热气体，使其从出气管道5处排出，保障固定筒2内形成一定压力，避免金属溶液与安装法兰1接触，防止法兰温度升高。
65.综上所述，本发明通过设置的加热筒7和固定组件，能够均匀地加热金属溶液，提升金属溶液的性能，同时能够避免在加热时金属溶液与安装法兰1接触，保障法兰的性能。
66.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种液态金属电加热器，其特征在于，包括：固定组件，所述固定组件包括安装法兰，所述安装法兰上设有多个加热件，所述加热件具有加热部；加热筒，所述加热筒与所述固定组件连接，所述加热筒内设有多个加热管道，所述加热件贯穿所述加热筒，所述加热部位于所述加热管道内；均流板，所述均流板设置在所述加热筒远离所述固定组件的一侧，所述均流板上开有多个进液孔，所述加热管道与至少一个所述进液孔连通。2.根据权利要求1所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述均流板上开有与加热管道一一对应的安装孔，所述加热件穿过所述安装孔设置，所述安装孔与所述进液孔间隔设置，每一个所述安装孔对应至少一个所述进液孔。3.根据权利要求1所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述固定组件还包括固定筒，所述固定筒固定连接在所述安装法兰靠近加热筒的一侧，所述加热件均穿过所述固定筒。4.根据权利要求1所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述安装法兰上设有多个进气管道和多个出气管道，所述进气管道的一端穿过安装法兰与所述固定筒的内部空间连通，所述出气管道的一端穿过法兰与所述固定筒的内部空间连通。5.根据权利要求4所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述进气管道和所述出气管道的数量相同，所述进气管道和所述出气管道均焊接在所述安装法兰上。6.根据权利要求5所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述加热件上设有安装螺栓，所述加热件通过所述安装螺栓与所述安装法兰连接。7.根据权利要求1所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：还包括拉杆，所述拉杆的一端固定连接在所述安装法兰上，所述拉杆穿过安装法兰、固定筒、加热筒和均流板，所述拉杆的另一端固定连接在所述均流板上。8.根据权利要求7所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述拉杆的两端通过固定螺母分别设置在所述安装法兰和均流板上，所述拉杆两端的固定螺母分别与所述安装法兰和均流板焊接。9.根据权利要求1所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述加热筒包括固定板，所述固定板设置在所述加热筒的两端，所述加热件穿过所述固定板，所述加热管道焊接在所述固定板之间。10.根据权利要求1所述的一种液态金属电加热器，其特征在于：所述加热件上设有用于测量加热件温度的热电偶。

技术总结
本发明属于电加热器技术领域，具体公开了一种液态金属电加热器，包括：固定组件，固定组件包括安装法兰，安装法兰上设有多个加热件，加热件具有加热部；加热筒，加热筒与固定组件连接，加热筒内设有多个加热管道，加热件贯穿加热筒，加热部位于加热管道内；均流板，均流板设置在加热筒远离固定组件的一侧，均流板上开有多个进液孔，加热管道与至少一个进液孔连通。本发明通过设置的加热筒和固定组件，能够均匀地加热金属溶液，提升金属溶液的性能，同时能够避免在加热时金属溶液与安装法兰接触，保障法兰的性能。保障法兰的性能。保障法兰的性能。


技术研发人员：何垠均 杨晓波 谭向阳 赵艳 吴炎召 何明辉 李章权
受保护的技术使用者：重庆川仪十七厂有限公司
技术研发日：2023.08.21
技术公布日：2023/10/8