一种用于模拟进气的加温模块的制作方法

1.本发明涉及电加热技术领域，特别涉及一种用于模拟进气的加温模块。


背景技术：

2.在空气压缩机的研发和生产过程中，通常需要根据应用场景进行符合工艺条件下的各项试验，这对空气压缩机的进气温度提出要求。但是，通常情况下的大气温度是不能满足试验要求的，因此需要利用加热方法提升进气温度。
3.现有技术中有多种技术手段用来提升空气压缩机进气温度。例如，实用新型专利cn203490076u记载了一种航空发动机地面室内台架进气加温装置，是利用涡喷发动机)尾部正对用于冷热空气掺混的混合装置开口；混合装置的另一端开口连接着正对需要加温的发动机。发明专利申请cn110057591a记载了一种涡轮轴发动机进气加温系统，是利用发动机热量转换成水的热能以输出高温水，通过能量交换器后输出低温水和高温空气，后者引入与发动机的进气口连通的混合器，混合器用于将高温空气和低温空气混合以向发动机的进气口输入符合进气温度要求的混合气。但是，这些现有技术通常都存在由于环境温度、湿度变化较大导致气流场热均匀性不好、可能出现较大杂质吸入对下游设备造成损换、进气阻力较大等问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于模拟进气的加温模块。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的解决方案是：
6.提供一种用于模拟进气的气体加温模块，包括：封闭的盒状主体，在其底板中央设有圆形的出风口，用于向外部的气体压缩机提供加热后的气体；至少三组电加热器，安装在盒状主体的各侧板上；各电加热器以出风口的轴向为中心呈环向均匀布置，且与该环向之间具有相同朝向的夹角；在所述盒状主体内部，沿出风口边缘设有环形的导流筒，导流筒的上边缘低于电加热器的下边缘；从盒状主体的各侧板至导流筒的上缘设有导流板，各导流板以出风口的轴向为中心呈环向均匀布置，且与该环向之间具有相同朝向的夹角。
7.作为本发明的优选方案，所述盒状主体由底板、顶板和各侧板组成，所述电加热器安装在各侧板的上部。
8.作为本发明的优选方案，所述盒状主体包括设于相邻侧板之间的支撑柱，其两端分别与盒状主体的底板和顶板相连。
9.作为本发明的优选方案，所述盒状主体的横向截面呈正多边形，其边的数量为n，n≥3或者，所述盒状主体的横向截面呈圆形。
10.作为本发明的优选方案，各电加热器是呈环向均匀布置的板式电加热器，且各电加热器与该环向之间具有相同度数的夹角。
11.作为本发明的优选方案，各导流板是呈环向均匀布置的直线型导流板，且各导流
板与该环向之间具有相同度数的夹角；或者，各导流板是呈环向均匀布置的弧形导流板，各弧形导流板具有相同曲率且与该环向之间具有相同度数的夹角。
12.作为本发明的优选方案，所述导流筒的上缘设有防尘网罩；防尘网罩的轴向截面呈圆锥角且尖端朝上，其底部通过支柱固定在导流筒上。
13.作为本发明的优选方案，该加温模块还包括安装在侧板外表面的进气温度传感器、气压传感器和湿度传感器，以及安装在导流筒上的排气温度传感器。
14.作为本发明的优选方案，所述电加热器包括上下横框体和多个竖隔板，其一端设可拆卸尾板另一端设接线端，接线端包括接线盒和接线格兰头；电加热管布置在上下横框体之间且往复折返地穿过各竖隔板，在电加热管之间设有热电偶。
15.作为本发明的优选方案，在各电加热器的外侧设有防虫网罩。
16.与现有技术相比，本发明的技术效果是：
17.1、本发明将多个电加热器装在封闭的盒状主体上，通过导流筒和导流板的设计，使加热后的气体在盒装主体内部形成螺旋状环形流体，因此能够最大程度上形成湍流，实现混合均匀的排出气体。
18.2、本发明的气体流道设计能够降低进气阻力，提升气场热均匀性。
19.3、本发明封闭的盒装主体和防虫网、防尘网的设计，能够在最大程度上避免外部杂质、小昆虫等异物被引入气体压缩机，避免影响实验效果或造成设备损耗。
20.4、本发明在盒装主体外侧设置温度传感器、气压传感器和湿度传感器，在导流筒上设置温度传感器，能够根据出进气的参数进一步精确调节电加热器的加热功率参数。
附图说明
21.图1为本发明中气体加温模块的外部结构示意图。
22.图2为本发明中气体加温模块的内部结构示意图。
23.图3为图1中气体加温模块的轴向剖视示意图。
24.图4为电加热器的结构示意图。
25.图5为电加热器的俯视图。
26.图中附图标记为：电加热器100；电加热管110；111测温管；不锈钢扎带112；热电偶113；气压传感器114；湿度传感器115；进气温度传感器116；接线盒120；电缆格兰头121；温控信号格兰头122；接线盒门123；横框体130；竖隔板131；可拆卸尾板132；固定螺栓133；盒状主体200；侧板210；开门211；壁盒212；支撑柱220；顶板230；出风口300；导流筒310；排气温度传感器311；防尘网罩320；支柱321；导流板330。
具体实施方式
27.本技术中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本技术的限制。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
30.本发明所述用于模拟进气的气体加温模块，包括封闭的盒状主体200，由底板、顶板230和至少三块侧板210组成；为稳固安装，可以在相邻侧板210之间设置支撑柱220，支撑柱220的上下两端分别与底板和顶板230相连。
31.在底板中央设有圆形的出风口300，用于向外部的气体压缩机(图中未示出)提供加热后的气体。在各侧板210的上部，分别安装一组电加热器100。各电加热器100以出风口300的轴向为中心呈环向均匀布置，且与该环向之间具有相同朝向的夹角。
32.在盒状主体200内部，沿出风口300的边缘设有环形的导流筒310，导流筒310的上边缘低于电加热器100的下边缘；从各侧板210至导流筒310的上缘之间设有导流板330，各导流板330以出风口300的轴向为中心呈环向均匀布置，且与该环向之间具有相同朝向的夹角。基于导流筒310和导流板330的设计，在外部气体压缩机的抽吸作用下，待加热的气体能够穿过各电加热器100；并以螺旋方式进入盒状主体200的内部，在完成湍流混合后以旋转的气环形式从出风口300排出。这样可以保证进入气体压缩机的进气温度始终保持稳定均衡，为高质量的研发生产提供条件。
33.本发明中，盒状主体200的横向截面呈正多边形，其边的数量为n，n≥3。例如，可以是图1中的正方形，也可以是五边形、六边形，甚至是圆形。
34.优选地，各电加热器100优选是呈环向均匀布置的板式电加热器，且各电加热器100与该环向之间具有相同度数的夹角，该夹角a的范围在45-90
°
之间。各导流板330是呈环向均匀布置的直线型导流板，且各导流板与该环向之间具有相同度数的夹角(如图2所示)，该夹角b的范围在0-45
°
之间；或者，各导流板330是呈环向均匀布置的弧形导流板，各弧形导流板具有相同曲率且与该环向之间具有相同度数的夹角，该夹角的范围在0-45
°
之间。
35.为了防止气体携带异物进入气体压缩机，进一步地在导流筒330的上缘设置防尘网罩320；防尘网罩320的轴向截面呈圆锥角且尖端朝上，其底部通过支柱321固定在导流筒310的上缘。为了防止昆虫、飞蛾等被气体携带或被电加热器100的温度吸引，导致吸附在电加热管110上影响加热效果和通气效果，可以在各电加热器的外侧设置防虫网罩。使用过程中保持对防尘网罩320和防虫网罩的定期清理。
36.为精准控制进入气体压缩机的进气温度，本发明同时对气体加温模块的进出气体参数加以监控。如图1、3所述，在不同侧板210的外表面设置多个进气温度传感器116，以及气压传感器114和湿度传感器115，在导流筒上设置排气温度传感器311。
37.作为一种板式加热器的应用实例，所述电加热器100包括上下两条横框体130和多个竖隔板131；在电加热器100的一端设可拆卸尾板132，另一端设接线端，接线端包括接线盒120和接线格兰头；电加热管110布置在两条横框体130之间，且往复折返地穿过各竖隔板131。为防止干烧超温，在电加热管110之间设有热电偶113。
38.本发明中的加温模块可以根据实际应用场景的需要进行尺寸与选材的调整。例如，盒状主体200的各面板和内部结构均可选用亚克力板加工而成，尺寸符合小型气体压缩机的进气量需求，这样的设置适合学校实验室条件下的应用场景。或者，盒状主体200的各面板和内部结构均可选用不锈钢板或铁板加工而成，尺寸以适合中型气体压缩机的进气量需求为宜，这样的设置适合工厂研发测试条件下的应用场景。或者，盒状主体200的各面板和内部结构均可使用混凝土构造，尺寸以适合大型气体压缩机的进气量需求为宜，这样的设置适合工厂生产测试条件下的应用场景(如图1所示)。
39.本发明中的加温模块也可以根据实际应用场景的需要进行安装方向的调整。例如，对应尺寸相对较小的盒状主体200，出风口300可以设置在各个方向的面板上，并不局限于底板开孔。对于混凝土构造的盒状主体200而言，也可以选择将出风口300设置在顶板230上，这样可以免去在底部板开孔和铺设地下通气管道；但由于电加热器100安装位置相应地调整至侧板210的下部，此时需要考虑在盒状主体200外部设置安全防护设施，避免小动物或人员靠近发生伤害事故。
40.例如，如本技术的附图中所示，盒状主体200采用了混凝土构造搭建的形式。为保证安全和维护方便，将电加热器100安装在侧板210的上部，避免人员或小动物触碰。为进入内部进行安装维护工作，还在其中一个侧板210上设置开门211。由于电加热器100尺寸较大，为安装维护方便，采用了可拆卸尾板132的设计。由于尺寸较大，为避免不同方向进气温度不一致，在各个侧板210的外部各安装一个进气温度传感器116，以便对不同电加热器100的功率进行精确计算和控制。
41.电加热器100内置有与电加热管110绑定的测温管111，测温管111中插有热电偶113，并用不锈钢扎带112绑定。接线盒120上设有电缆格兰头121、温控信号格兰头122和接线盒门123。电加热器100与侧板呈夹角状放置，便于与导流板330配合形成螺旋气流。