流體加熱裝置及制備該加熱裝置的方法制造方法及圖紙

提供了一種用于流體的加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)，其具有金屬制成的管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)、至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)和用于該至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)的至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)，其中該至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)和至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)至少部分設置在金屬制成的管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)內且至少部分嵌入金屬制成的管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)內存在的粉狀或顆粒狀材料中，加熱裝置中至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)是加熱筒、中空筒、管狀加熱體或螺旋管筒，其中粉狀或顆粒狀材料是金屬粉或金屬顆粒(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009,1109)，且其中該至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)與金屬粉或金屬顆粒(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009,1109)電絕緣，以及一種制備該電加熱裝置的方法。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及具有如權利要求1的前序部分所述特征的流體加熱裝置及加熱裝置的制備方法。流體加熱裝置通常已知的是具有控制和/或調節元件的電加熱筒形式。這種加熱裝置產生的問題基本上是必須確保暴露給控制和/或調節元件的溫度與加熱裝置的溫度在任何時間上盡可能的一致，因為控制和/或調節元件的及時干預且尤其是及時關閉加熱裝置從而得以保證。然而，這一想法在實踐中不能實現，因此可導致控制和/或調節元件以及加熱裝置中，至少暫時性地，存在溫度差，該溫度差導致響應特性在時間上有延遲。此外，現有的加熱筒還有一個問題是其具有絕緣包裝，其原則上在制備過程中會受到壓實處理，在此過程中需要施加的壓力是如此之高以至于高靈敏度的控制和/或調節元件可能被損壞。通過DE202008014050U1已知，這一問題在一定的情況下可以規避，即通過不同強度的壓實將控制和/或調節元件和熱導體聯合設置在絕緣包裝中，該壓實在控制和/或調節元件所設置的加熱筒部位足夠的微弱，以避免損壞控制和/或調節元件的風險。這一程序的缺點是，為了達到精確、位置相關的壓實的必要性導致了很高的制備負擔。通過DE29920503U1已知一替代性的方法。其中提議，控制和/或調節元件軸向設置在絕緣包裝之外且設置熱導管，其在電加熱筒的金屬套上延伸，且將控制和/或調節元件設置腔室內，腔室內任選地通過注塑進行填充。這一設置的缺陷是，經驗表明這種方式所達到的熱傳輸不充分，以至于尤其是不再能保證控制和/或調節元件的迅速反應。因此，本專利技術的目的是提供一種流體的調節加熱裝置，其可以非壓實的方式制備且其中可保證控制和/或調節元件的迅速反應。該目的通過具有專利的權利要求1中所述特征的流體加熱裝置以及具有專利權利要求9中所述的制備該加熱裝置的方法被實現。本專利技術的有利實施例由相應的附屬權利要求限定。根據本專利技術的用于流體的電加熱裝置具有金屬制成的管狀外套表面(如，金屬制成外套管)，至少一個加熱元件和用于至少一個加熱元件的至少一個控制和/或調節元件，其中該至少一個加熱元件和該至少一個控制和/或調節元件至少部分設置在金屬制成的管狀外套表面內且至少部分嵌入金屬制成的管狀外套表面內存在的粉狀或顆粒狀材料中。除了至少一部分嵌入縱向方向之外，至少部分嵌入粉狀或顆粒狀材料被限定，在此情況下，一部分未嵌入，尤其是也有一部分嵌入徑向方向，在此情況下從控制和/或調節元件至金屬制成的管狀外套表面的路徑具有穿過該粉或顆粒材料的部段且具有穿過其他材料(如具有不同屬性的粉和顆粒材料)的部段。此處的控制和/或調節元件尤其是用于監測溫度。特別地，該術語應還涵蓋傳感器，其測量值由設置在電加熱裝置之外的控制器處理且轉換成監測、控制或調節信號。在本專利技術中，術語“管狀”暗示任何所需的橫截面，其也可在管延伸的方向上發生改變，如尤其是圓形、矩形和圓錐形延伸的橫截面。管狀外套表面也可以是盲管(dummypipe)的一部分，即由表面封閉其通道的管。本專利技術很重要的是，至少一個加熱元件是加熱筒、中空筒、管加熱元件或螺旋管筒，粉狀或顆粒狀材料是金屬粉或顆粒金屬，且至少一個控制和/或調節元件與金屬粉或顆粒金屬電絕緣。電加熱元件的使用實際上是遠程的，因為金屬外套形成電加熱裝置的外表面，其中加熱元件的外表面主要由金屬外套形成，即除了電加熱裝置的表面之外存在的金屬外套，這尤其暗示了加熱裝置是加熱筒、中空筒、管加熱元件或螺旋管筒，使得在這種設置中可能使用金屬粉和金屬顆粒作為電加熱裝置的金屬外套的填充物。發展研究驚奇地顯示，由于加熱元件和控制和/或調節元件在金屬粉或金屬顆粒中的聯合設置于周圍的區域電絕緣，可確保即使沒有壓實也可保證良好的熱傳導和較短的反應時間。由于導熱襯套至少部分嵌入金屬粉或金屬顆粒中，如在現有技術DE29920503U1中發生的熱損失可以避免，且可以保證至控制和/或調節元件的良好的熱傳導，這繼而導致較短的反應時間。如在絕大多數情況下一樣，術語“金屬”在本說明書中也涵蓋不僅僅是純元素金屬，也涵蓋合金和金屬間化合物，尤其是構成的原子之間存在一個金屬鍵的金屬間化合物。根據本專利技術的優選變體，通過將至少一個控制和/或調節元件設置在襯套中來使至少一個控制和/或調節元件與金屬粉或顆粒金屬絕緣，襯套也同樣設置為至少一部分在金屬制成的管狀外套表面內且至少部分嵌入金屬制成的第一外套表面內存在的金屬粉或金屬顆粒中。襯套還可由例如絕緣管段或絕緣管形成，而絕緣管段或絕緣管則可由尤其是Teflon、PTFE、玻璃絲織物或聚酰亞胺制成。襯套隨后被優選地填入粉或顆粒材料，如MgO，其具有電絕緣但是導熱良好的特性，使得可使用其外側帶有導電部件的控制和/或調節元件。襯套的其他有利填充物可以是例如環氧樹脂或硅橡膠。控制和/或調節元件還可通過模塑連同替代性的填充物永久性嵌入襯套中。然而，作為替代，這種控制和/或調節元件的使用也可通過在控制和/或調節元件的周圍環繞不導電襯套(其可通過例如熱收縮襯套形成)的方式實現。同時，襯套體現為屏蔽壓實過程中產生的壓力對壓力敏感的控制和/或調節元件產生影響，以使整個設置甚至可以被壓實而不會極大地增加由于對控制和/或調節元件可能造成的損壞而產生的風險。由于襯套被提供，可自動實現在壓實過程中對控制和/或調節元件所嵌入的區域的粉或顆粒材料的低的壓實。由于周圍的區域由導電的金屬粉或顆粒金屬形成，尤其應確保的是控制和/或調節元件應與該周圍區域電絕緣。這一點可通過使用由電絕緣材料制成但是優選地具有良好的導熱性的襯套來實現，選擇性地可使用由相同材料制成的蓋和/或底板，但是作為替代或疊加，也可將控制和/或調節元件嵌入襯套空間內的電絕緣填充物中，尤其是MgO中，但是其優選地具有良好的導熱性。合適的不導電材料主要包括MgO、陶瓷化合物如水泥、硅橡膠模塑化合物或環氧樹脂。也可使用塑料、橡膠、硅膠、Teflon或云母板支撐的注塑部件?？墒褂枚喾N金屬粉或金屬顆粒，優選的為鋁或銅。構成襯套的材料優選地為金屬，尤其是銅。在加熱裝置尤為優選的一實施例中，襯套適應于加熱元件的形狀，使得其至少在某些部位與加熱元件的表面接觸。由此導致的從加熱元件至襯套的直接熱傳導進而導致尤其短的反應時間。如果加熱元件與襯套之間存在平的直接接觸則尤其有利，這一點可通過將襯套圍繞加熱元件的表面的至少某些部位延伸來實現，且與用作加熱元件的加熱筒、中空筒或螺旋管筒或用作加熱元件的管加熱元件的外套尤其平地接觸。襯套的外表面應位于與電加熱裝置的管狀外套表面的內側相距盡可能最大的距離處，因為原則上說，在相等的壓實下熱傳輸在襯套內部空間中設置的電絕緣粉或顆粒材料中比在金屬粉或金屬顆粒中要弱，且與管狀外套表面的內側的較大距離減少了具有較差熱傳導的材料所存在的量。該至少一個控制和/或調節元件優選地配置成熔絲、鉑測量電阻、NTC、雙金屬釋放或上述元件的結合。應注意，總體上而言術語“控制和/或調節元件”在本說明書中也涵蓋僅代表控制或調節元件的一個組件的組件。在本專利技術的一個有利的變體中，襯套至少在某些部位適應于控制和/或調節元件的外輪廓。這在控制和/或調節元件高度敏感時尤為有利，使得不可保證其所嵌入的電絕緣材料的同質化和足夠的熱傳導性。通過將電絕緣襯套轉換成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種流體加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)，具有由金屬制成的管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)，其具有至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)和用于所述至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)的至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)，其中所述至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)和所述至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)至少部分設置在由金屬制成的所述管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)內且至少部分嵌入由金屬制成的所述管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)內的粉狀或顆粒狀材料中，特征在于所述至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)是加熱筒、中空筒、管狀加熱體或螺旋管筒，以及所述粉狀或顆粒狀材料是金屬粉或金屬顆粒(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009,1109)，且所述至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)與所述金屬粉或金屬顆粒(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009,1109)電絕緣。...

【技術特征摘要】
2015.09.04 DE 102015114886.21.一種流體加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)，具有由金屬制成的管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)，其具有至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)和用于所述至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)的至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)，其中所述至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)和所述至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)至少部分設置在由金屬制成的所述管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)內且至少部分嵌入由金屬制成的所述管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001,1101)內的粉狀或顆粒狀材料中，特征在于所述至少一個加熱元件(102,202,302,312,402,502,602,702,802,902,1002,1102)是加熱筒、中空筒、管狀加熱體或螺旋管筒，以及所述粉狀或顆粒狀材料是金屬粉或金屬顆粒(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009,1109)，且所述至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)與所述金屬粉或金屬顆粒(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009,1109)電絕緣。2.如權利要求1中所述的加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000)，特征在于所述至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003)與所述金屬粉或金屬顆粒(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009)電絕緣的方式是通過將所述至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003)設置在襯套(107,207,307,407,421,507,621,721,807,907,1007)中，所述襯套(107,207,307,407,421,507,621,721,807,907,1007)同樣也至少部分設置在金屬制成的所述管狀外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001)中且至少部分嵌入由金屬制成的第一外套表面(101,201,301,401,501,601,701,801,901,1001)中存在的所述金屬粉或顆粒金屬(109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009)中。3.如權利要求2中所述的加熱裝置(100,200,300,400)，特征在于所述襯套(107,207,307,407)適應于所述加熱元件(102,202,302,312,402)的形狀，使得其至少某些部位與所述加熱元件(102,202,302,312,402)的表面接觸，所述加熱元件(102,202,302,312,402)由加熱筒、中空筒或螺旋管筒的管狀外套形成。4.如權利要求3中所述的加熱裝置(100,200,300,400)，特征在于所述襯套(107,207,307,407)至少某些部位圍繞所述加熱元件(102,202,302,312,402)的表面延伸，所述加熱元件(102,202,302,312,402)的表面由所述加熱筒、中空筒或螺旋管筒的管狀外套形成。5.如前述任一權利要求所述的加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)，特征在于所述至少一個控制和/或調節元件(103,203,303,403,420,503,620,720,803,903,1003,1103)配置成熔絲、鉑測量電阻、NTC、雙金屬釋放或上述元件的結合。6.如權利要求2-5中任一所述的加熱裝置(500)，特征在于所述襯套(507)至少在某些部位適應于所述控制和/或調節元件(503)的外輪廓。7.如上述任一權利要求所述的加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)，特征在于所述加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)未壓實。8.如權利要求1-6中任一所述的加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)，特征在于在軸向上，所述加熱裝置(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100)具有至少一部分，其中所述管狀外套延伸的橫截面在壓實區域和未壓實區域中延伸，或在不同壓實程度的區域中延伸。9.制備如上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安德列亞斯·司列福，
申請(專利權)人：塔克海林閣有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE