[发明专利]一种灭火气体快速均匀加热装置

摘要

本发明公开了一种灭火气体快速均匀加热装置，包括不锈钢管(1)以及设在钢管两端的入口(2)和出口(3)，不锈钢管与入口处的自锁槽以自锁方式连接的第一调节管(4)，与不锈钢管出口内螺纹以螺纹连接的方式连接的第二调节管(5)，不锈钢管外壁缠绕的金属加热丝(6)，其间距为5毫米，以及不锈钢管管内的以铜—银混合金属制成的快速气体加热模块(7)，不锈钢管出口端焊接的K型热电偶传感器探测口(8)，不锈钢管出口的内螺纹(9)，不锈钢管入口的插入槽(10)，还具有与插入槽垂直的自锁槽(11)。本装置可以在气体快速流动的同时对气体进行加热，同时使气体平均受热，出口处气体温度均匀，在设定温度低于200℃的情况下可以控制出口处气体温差在1℃以内，延长传感器的寿命。

主权项

1.一种灭火气体快速均匀加热装置，其特征在于：包括不锈钢管(1)以及设在不锈钢管(1)一端的入口(2)和不锈钢管(1)另一端的出口(3)，气体通过入口(2)进入不锈钢管(1)；与不锈钢管(1)以自锁结构方式连接的第一调节管(4)设在不锈钢管(1)的入口(2)端，以螺纹连接方式连接的第二调节管(5)设在不锈钢管(1)的出口(3)端，第一、第二调节管用以固定快速气体加热模块(7)的位置，不锈钢管(1)外壁缠绕金属加热丝(6)，通过导热的方式将不锈钢管(1)升温，以及不锈钢管(1)内具有快速气体加热模块(7)，快速气体加热模块(7)用以增大换热表面积，增强换热效果，不锈钢管(1)出口(3)端焊接有传感器探测口(8)，传感器探测口(8)可以与一热电偶连接，不锈钢管(1)出口(3)端有螺纹(9)，螺纹(9)用于固定第二调节管(5)，不锈钢管(1)入口(2)端有插入槽(10)，在插入槽(10)内有垂直于插入槽的自锁槽(11)，自锁槽(11)用于锁定不同长度的第一调节管(4)；/n第一调节管(4)有三种类型，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，数字1表示Ⅰ型调节管的型号，数字2表示Ⅱ型调节管的型号，数字3表示Ⅲ型调节管的型号，第一调节管的长度L为L＝45+(型号)×20，单位为毫米，每种第一调节管的右端都焊接长1毫米，宽2毫米，高2毫米的金属键，安装时第一调节管(4)通过不锈钢管(1)入口(2)端的插入槽(10)进入，待全部进入后将第一调节管(4)顺时针旋转60°使金属键进入自锁槽，从而锁定住第一调节管(4)，同时也就确定了快速气体加热模块(7)的位置，由于快速气体加热模块(7)单元的长度都为20毫米，安装不同类型的第一调节管(4)就可以控制不锈钢管(1)内部的快速气体加热模块(7)单元的数量从而调节对流换热的努塞尔数，控制出口气体温度，经过软件模拟计算，气体待加热温度在30℃-70℃时，加热时间需要50毫秒-100毫秒，快速气体加热模块(7)加热距离要大于80毫米，宜采用Ⅲ型调节管，气体待加热温度在70℃-120℃时，加热时间需要100毫秒-120毫秒，快速气体加热模块(7)加热距离要大于100毫米，宜采用Ⅱ型调节管，气体待加热温度在120℃-200℃时，加热时间需要120毫秒-140毫秒，快速气体加热模块(7)加热距离要大于130毫米宜采用Ⅰ型调节管；/n金属加热丝(6)紧密缠绕在不锈钢管(1)外壁上，两圈金属加热丝(6)之间的距离为5毫米，由于金属加热丝(6)对不锈钢管(1)的传热方式为导热，所以在加热丝紧贴管壁的部位温度最高，而两根金属加热丝中间的部分温度最低，通过模拟计算，当设定加热温度在200℃以下时，金属管上的温差最大不超过1.2℃即1％，金属加热丝(6)通过导热的方式将热量传递给不锈钢管(1)的管壁以及快速气体加热模块(7)，然后不锈钢管(1)管壁以及快速气体加热模块(7)以对流、导热的形式将热量传递给气体，金属加热丝(6)由温度控制器控制通过加热丝的电流大小：当传感器探测口(8)处热电偶检测到气体温度低于设定温度时，温度控制器会增大加热丝内部电流，增加加热丝发热量，反之就会减少电流，降低发热量；/n快速气体加热模块(7)的作用是增强换热效果，增大换热的努塞尔数，在较短时间内得到温度均匀的气体，快速气体加热模块的每个单元由铜—银混合材料制成，制作方法是在泡沫铜的表面通过电镀附上一层微米级别厚度的银，泡沫铜的技术要求是PPI在130±10，面密度为2000g/m³,通孔率为98％以上，孔径为0.1毫米-0.3毫米，制作成直径8毫米，长度20毫米的圆柱体，表面镀银后作为一个快速气体加热模块的单元，表面电镀银的有益效果包括：防止铜在空气中发生氧化，导致影响传热效果和孔隙率；强化对流换热效应，泡沫金属的特点是比表面积很大，所以当气体通过快速气体加热模块时，会在快速气体加热模块的空隙中得到充分的加热和混合，以达到均匀稳定的温度，快速气体加热模块的作用本质上是增大了对流换热的表面积，即增大了努塞尔数；/n开启温度控制器以及金属加热丝(6)后，将设备加热至设定温度后，待加热气体从入口(2)进入装置，通过第一调节管(4)到达快速气体加热模块(7)，并在快速气体加热模块(7)段得到充分加热和混合，然后经过第二调节管(5)到达传感器探测口(8)处，由传感器探测口(8)向温度控制器反馈温度数据，如果气体温度高于或低于设定的温度，温度控制器就会相应的降低或提高金属加热丝的功率，使得气体温度维持在设定温度。/n