一種用於複合鍋底加熱設備的測溫探頭的製作方法

2023-05-08 03:40:21

專利名稱：一種用於複合鍋底加熱設備的測溫探頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種接觸式測溫探頭，是一種在金屬餐具製造行業中用於處於工作狀態中的複合鍋(煲)底加熱設備上的接觸式測溫探頭，特別是一種用於複合鍋底加熱設備的測溫探頭。
背景技術：
在金屬餐具製造行業中，有一種複合金屬底鍋(煲)，見圖1，鍋(煲)由多層金屬通過壓力焊或釺焊工藝焊接在一起，稱為複合底。在多層金屬中一般都有一層鋁片層，複合底通過鋁片傳導和均勻熱量，使底的中間與邊緣溫度梯度小。
圖1、圖2是較為典型的複合底鍋(煲)，其中圖1為不鏽鋼身三層複合鍋(煲)，由底片60、鋁片61和不鏽鋼煲身62組成，底片60可以是不鏽綱片、不鏽鐵片、銅片等材質；圖2為鋁身兩層複合底鍋(煲)，由底片63和鋁身64組成，底片63的材質同樣可以是不鏽鋼片、不鏽鐵片、銅片等。此外，還有三層以上的複合底鍋(煲)，有的煲身為複合金屬板材料(如不鏽鋼、鋁、不鏽鋼複合板)。鍋(煲)身及鍋(煲)底的形狀以圓形為主，也有方形，橢圓形等形狀。
不管是壓焊工藝，還是釺焊工藝，都必須將底部均勻加熱到工藝溫度，加熱方式一般都是採用感應加熱，大部分進口複合鍋(煲)底感應加熱設備都設計成旋轉工作檯方式，見圖3、圖4所示，複合鍋(煲)底50置於一個由角度分割器51驅動的多工位間歇式旋轉工作檯52的模頭56上，複合鍋(煲)底50、模頭56隨工作檯52步進旋轉(即模頭56繞工作檯圓心作公轉運動，如工位數為5工作檯就按1/5圓周角度步進旋轉，工位數為3就按1/3圓周角度步進旋轉，依次類推)，當複合鍋(煲)底50從裝料工位53轉到加熱工位54時，處於加熱工位54位置的模頭56上方有一個(或多個)固定在機架54對應位置不動的感應加熱器57，感應加熱器57正下方的油缸(或氣缸)活塞杆58上升，推動模頭頂杆59上升，使複合底50緊粘感應加熱器57的加熱面，複合底50被感應加熱，加熱完畢活塞杆58下降，模頭56及複合底50跟著下降，工作檯步進旋轉把加熱完畢的鍋(煲)底送到退料工位65進行卸料，在加熱過程中人們很希望通過測量煲內底面A點(即與模頭上端面相接觸的面)的溫度來控制加熱時間(即加熱溫度到設定值模頭下降，工作檯旋轉一個工位角度，感應加熱器順序加熱下一個複合底)。
顯然在旋轉工作檯模式中不適合通過在鍋(煲)內底面A點位置安裝帶引線的接觸式測溫傳感器(如熱電偶、熱電阻)，來測量鍋(煲)內底面A點位置的溫度，否則傳感器引線會因隨工作檯旋轉而發生位移、斷損。

發明內容
本實用新型提供了一種用於非旋轉工作檯形式的複合鍋(煲)底加熱設備上的測溫探頭，它可以把接觸式測溫傳感器安裝在模頭上端面位置，從而實現了通過採用熱電偶(熱電阻)等溫度傳感器直接測量複合底內底面的溫度來控制加熱時間的目的(即溫度到設定值，模頭自動下降)，同時也提出了一種不用旋轉工作檯的加熱方式，即模頭沒有公轉運動也沒有自轉運動，只能上下運動的加熱方式。比如將4個工位排列成一字形，每個模頭上方對應配備一個感應加熱器，每個模頭下方對應配備一個氣缸(或油缸)活塞杆，採用此工作模式就可方便地採用熱電偶測溫探頭直接測量煲(鍋)底內底面的溫度，從而使加熱過程形成一個溫度閉環控制過程。
它包括外套45，和安裝在該外套45內的金屬頂帽34、溫度傳感器35、纖維墊36、瓷芯38、上定位螺栓39、彈簧40、絕緣管41、絕緣彈簧座42、下定位螺栓43、調節螺母44、鎖緊螺母46；其中所述瓷芯38和絕緣彈簧座42的對應部位開有縱向直線定位槽，分別用上定位螺栓39、下定位螺栓43定位；瓷芯38、絕緣彈簧座42分別開有兩個對齊的通孔，溫度傳感器35的兩根電極絲37從兩個通孔中引向外套45外部；所述纖維墊36把金屬頂帽34、溫度傳感器35與瓷芯38分隔開，利用纖維的隔熱性能，防止瓷芯38在測溫時吸收溫度傳感器35、金屬頂帽34的熱量，減小測溫點溫度慣性，提高測溫響應速度和測溫精度。
所述彈簧40兩端插入瓷芯38和絕緣彈簧座42的對應定位槽中，瓷芯38和絕緣彈簧座42之間；所述外套45的頂端開口小於其內徑，形成一個臺階，所述金屬頂帽34的下端折邊安裝在外套45的頂端開口內側，在所述金屬帽34和瓷芯38之間有一層纖維墊36，溫度傳感器35緊貼金屬帽34安裝，其兩根引出線37分別通過瓷芯38和絕緣彈簧座42的2個縱向平行過孔，引向外套45外部；所述外套45的下端帶有內螺紋，所述調節螺母44和鎖緊螺母46通過螺紋可以旋進或旋出，其旋進或旋出位置可調節彈簧40的壓縮程度，使溫度傳感器35、金屬帽34與加熱過程中的複合鍋身內底面對應部位粘緊，實現接觸測溫。
由於本實用新型可以把接觸式測溫傳感器安裝在模頭上端面位置，從而實現了直接測量複合底內底面的溫度來控制加熱時間的目的，使加熱過程形成一個溫度閉環控制過程。其溫度測量更加準確，有利於提高設備控制的響應時間。


圖1為一種典型複合底鍋(煲)結構示意圖；圖2為另一種一種典型複合底鍋(煲)結構示意圖；圖3採用旋轉工作檯的感應加熱設備原理示意圖；圖4採用旋轉工作檯的感應加熱設備工作檯面示意圖；圖5為本實用新型結構示意圖；圖6為本實用新型結構的應用實例。
具體實施方式
如圖5和圖6所示，它包括外套45，和安裝在該外套45內的金屬頂帽34、溫度傳感器35、纖維墊36、瓷芯38、上定位螺栓39、彈簧40、絕緣管41、絕緣彈簧座42、下定位螺栓43、調節螺母44和鎖緊螺母46；其中所述瓷芯38和絕緣彈簧座42的對應部位開有縱向直線定位槽，分別用上定位螺栓39、下定位螺栓43定位；瓷芯38、絕緣彈簧座42分別開有兩個對齊的通孔，溫度傳感器35的兩根電極絲37從兩個通孔中引向外套45外部；所述纖維墊36把金屬頂帽34、溫度傳感器35與瓷芯38分隔開，利用纖維的隔熱性能，防止瓷芯38在測溫時吸收溫度傳感器35、金屬頂帽34的熱量，減小測溫點溫度慣性，提高測溫響應速度和測溫精度。
所述彈簧40兩端插入瓷芯38和絕緣彈簧座42的對應定位槽中，瓷芯38和絕緣彈簧座42之間；
所述外套45的頂端開口小於其內徑，形成一個臺階，所述金屬頂帽34的下端折邊安裝在外套45的頂端開口內側，在所述金屬帽34和瓷芯38之間有一層纖維墊36，溫度傳感器35緊貼金屬帽34安裝，其兩根引出線37分別通過瓷芯38和絕緣彈簧座42的2個縱向平行過孔，引向外套45外部；所述外套45的下端帶有內螺紋，所述調節螺母44和鎖緊螺母46通過螺紋可以旋進或旋出，其旋進或旋出位置可調節彈簧40的壓縮程度，使溫度傳感器35、金屬帽34與加熱過程中的複合鍋身內底面對應部位粘緊，實現接觸測溫。
溫度傳感器35採用電熱偶或熱電阻均可。
如圖6，測溫探頭6安裝在模頭組件5中，使金屬頂帽34的頂部端面高出模頭5的上端面，而探頭外套45上端面低於模頭5上端面，並通過外套45外螺紋與2個螺母7配合，固定在探頭固定支架30的腰孔槽中，調節螺母7可調節組件6在模頭中的高度和徑向位置，保證探頭6與不同規格模頭配合安裝，所述探頭支架30套在黃銅頂頭31上用螺栓29固定。
模頭組件5由上下兩塊支撐件通過螺栓33連接而成，所述模頭組件5上方是由底片2、鋁片3和煲身4構成的複合鍋(煲)底，所述模頭組件5通過止口同心放置在黃銅頂頭31上，黃銅頂頭31內螺紋與氣缸(或油缸)活塞杆外螺紋連接在一起，通過鎖緊螺母28可微調黃銅頂頭31高度並固定黃銅頂頭31。
探頭組件6的熱電偶絲37在組件6的下端出口位置與帶屏蔽層補償導線8柔性連接，補償導線連同外層膠皮壓緊在線鼻10中，補償導線8金屬屏蔽層9通過螺栓26、墊圈27連同線鼻9一同緊固在探頭固定支架30上，為了防止補償導線損壞，在導線外加了設一層金屬軟管14，金屬軟管14通過卡箍11和螺栓12、墊圈13緊固在探頭固定支架30上，補償導線8及保護金屬軟管14盤旋在氣缸(油缸)活塞杆25上，這樣在活塞杆25做上下運動時，金屬軟管不會隨機擺放在工作檯板32上面，或卡死在工作檯板過孔中造成斷損。
所述散熱器20套在氣缸(油缸)頭22外側，並通過螺栓18、墊片19固定在氣缸(油缸)法蘭板21上，在法蘭板21與氣缸頭22交匯處嵌有O型密封圈23，在散熱器20內側與活塞杆25外側之間的間隙內加有變壓器油24。這樣做的目的是通過散熱器20和變壓器24吸收並散發加熱過程中模頭5，通過黃銅頂頭30傳遞給活塞杆25的溫度，減小活塞杆高溫對盤旋在活塞杆上的補償線8的影響，減小活塞杆25高溫對活塞杆套22內側的密封圈的影響，延長測溫裝置和氣缸(油缸)的使用壽命。
在工件加熱時，複合鍋(煲)、模頭組件5、探頭組件6及所有活塞杆25上的零部件都隨活塞杆作上升運動，使複合鍋(煲)底緊粘固定不動的感應加熱器1的工作面，複合煲底被感應加熱，由於活塞杆25施加壓力使熱電偶35(或熱電阻)隨金屬帽34向下微動適量距離，並離開外套45的頂端，使金屬帽34在測量時相對外套45懸空。這樣做有兩點好處，一是通過彈性伸縮使探頭組件6的熱電偶35、金屬帽34緊粘複合鍋(煲)內底面測溫點，克服了模頭工作一段工時後因高溫破損，影響熱電偶35、金屬帽34與測溫點接觸不良的現象；二是金屬帽34測溫時懸空，可減小外套45吸收金屬帽34的熱量，減小測溫點溫度慣性提高測溫精度。
權利要求1.一種用於複合鍋底加熱設備的測溫探頭，其特徵在於它包括外套(45)，和安裝在該外套(45)內的金屬頂帽(34)、溫度傳感器(35)、纖維墊(36)、瓷芯(38)、上定位螺栓(39)、彈簧(40)、絕緣管(41)、絕緣彈簧座(42)、下定位螺栓(43)、調節螺母(44)和鎖緊螺母(46)；其中所述瓷芯(38)和絕緣彈簧座(42)的對應部位開有縱向直線定位槽，分別用上定位螺栓(39)、下定位螺栓(43)定位；瓷芯(38)、絕緣彈簧座(42)分別開有兩個對齊的通孔，溫度傳感器(35)的兩根電極絲(37)從兩個通孔中引向外套(45)外部；所述纖維墊(36)把金屬頂帽(34)、溫度傳感器(35)與瓷芯(38)分隔開；所述彈簧(40)兩端插入瓷芯(38)和絕緣彈簧座(42)的對應定位槽中，瓷芯(38)和絕緣彈簧座(42)之間；所述外套(45)的頂端開口小於其內徑，形成一個臺階，所述金屬頂帽34的下端折邊安裝在外套(45)的頂端開口內側，在所述金屬帽(34)和瓷芯(38)之間有一層纖維墊(36)，溫度傳感器(35)緊貼金屬帽(34)安裝，其兩根引出線(37)分別通過瓷芯(38)和絕緣彈簧座(42)的2個縱向平行過孔，引向外套(45)外部；所述外套(45)的下端帶有與調節螺母(44)和鎖緊螺母(46)相配合的內螺紋。
2.如權利要求1的一種用於複合鍋底加熱設備的測溫探頭，其特徵在於所述溫度傳感器(35)為電熱偶。
3.如權利要求1的一種用於複合鍋底加熱設備的測溫探頭，其特徵在於所述溫度傳感器(35)為熱電阻。
專利摘要一種用於複合鍋底加熱設備的測溫探頭，它包括外套和安裝在該外套內的金屬頂帽、溫度傳感器、纖維墊、瓷芯、上定位螺栓、彈簧、絕緣管、絕緣彈簧座、下定位螺栓、調節螺母和鎖緊螺母；瓷芯和絕緣彈簧座的對應部位開有縱向直線定位槽和兩個對齊的通孔，纖維墊把金屬頂帽、溫度傳感器與瓷芯分隔開，彈簧位於瓷芯和絕緣彈簧座之間，金屬頂帽的下端折邊安裝在外套的頂端開口內側，溫度傳感器緊貼金屬帽安裝。它可以提高測溫響應速度和測溫精度。
文檔編號G01K7/16GK2867318SQ20052005063
公開日2007年2月7日 申請日期2005年4月1日 優先權日2005年4月1日
發明者言偉雄 申請人:株洲弗拉德科技有限公司