[发明专利]用于高压小流量的超低温流体电加热器

说明书

本发明公开一种用于高压小流量的超低温流体电加热器，包括加热器筒体，加热器筒体中设置有电加热管束，电加热管束与加热器筒体内壁之间设置有介质管；所述电加热管束与介质管之间的空间填充导热材料，所述介质管与加热器筒体的第一端之间的空间填充绝热材料；所述加热器筒体的第二端外侧及侧壁外侧设置保温装置，所述介质管的进口、出口均经加热器筒体、保温装置延伸至外部。本发明的优点在于：整体结构简单、成本较低、内部空间紧凑、介质流速大、换热系数大、利于小流量介质换热。

技术领域

本发明涉及低温加热领域，具体涉及一种用于高压小流量的超低温流体电加热器。

背景技术

在超低温试验中，通常需要将液氮、液甲烷、液氧、液氢、液氦等超低温流体加热升温、气化到常温或控温进行测试、排空、收集。常见低温加热器通常将不锈钢电加热管安装到加热容器中加热流动的介质，适用低压或常压介质，只有加热容器壁厚很厚时才能承受高压，但其结构较为笨重，成本很高，同时内部空间较大，介质流速小，换热系数小，不利于小流量介质换热。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：

现有技术中高压介质加热装置结构笨重、成本高、内部空间大、介质流速小、换热系数小、不利于小流量介质换热的技术问题。

本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种用于高压小流量的超低温流体电加热器，包括加热器筒体，加热器筒体中设置有电加热管束，电加热管束与加热器筒体内壁之间设置有介质管；

所述电加热管束与介质管之间的空间填充导热材料，所述介质管与加热器筒体的第一端之间的空间填充绝热材料；

所述加热器筒体的第二端外侧及侧壁外侧设置保温装置，所述介质管的进口、出口均经加热器筒体、保温装置延伸至外部。

本发明中的用于高压小流量的超低温流体电加热器在实际应用时，采用电加热管加热，可以通过调节加热功率精确控制介质出口温度；介质管较小的管径、壁厚可承受高压、高低温等工况，且管内介质为湍流，增加了换热系数，有利于提高电加热管与介质之间的热量传输；加热器筒体内填充绝热材料减小加热器筒体第一端到介质管的热传导，可避免低温工况下加热器筒体第一端表面结露结霜；加热器填充导热材料，其导热系数高、粒度小，可以紧密填充在电加热管与介质管之间，便于电加热管到介质管的传热；加热器筒体外部设置保温装置，能够减小外部环境对介质温度的影响，避免加热器自身结霜或高温，同时使得介质出口温度控制更加精确。其整体结构简单、成本较低、内部空间紧凑、介质流速大、换热系数大、利于小流量介质换热。

优化的，所述电加热管束包括安装在加热器筒体第一端的固定法兰，固定法兰上设置有伸入到加热器筒体中的加热管，所述加热管为U形，所述介质管位于加热管与加热器筒体内壁之间；

所述加热管穿过固定法兰延伸至固定法兰外侧，位于固定法兰外侧的加热管的外部设置有保温盒；

所述加热管端部设置有接线盒，加热管的接线接头置于接线盒中。

优化的，所述保温装置包括设置在加热器筒体外侧的壳体；

所述壳体中采用聚氨酯发泡填充或者采用珠光砂填充；

或者，所述壳体内部设置为真空。

优化的，还包括功率调节器，所述电加热管束连接至功率调节器。

通过功率调节器能够根据不同的出口温度需求及出口温度监测数值实时调节加热功率，实现出口温度的精确控制。

优化的，所述加热器筒体为圆筒形，所述加热器筒体的两端均设置有连接法兰；

所述加热器筒体第一端的连接法兰与电加热管束连接，所述加热器筒体第二端的连接法兰安装有端盖。