一種框式電加熱器的製作方法
2023-12-01 05:24:36 4
專利名稱：一種框式電加熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於加熱器，特別涉及一種用於各類大型壓力容器和金屬構件的焊後消除應力退火以及各種電加熱烘乾設備和熱處理爐窯做熱源的框式電加熱器。
背景技術：
框式電加熱器用於各類大型壓力容器和金屬構件加熱的應用方式有兩種一種是用於組裝式電阻爐，將其懸掛於爐壁上做為熱源體；另一種是用於球罐、臥罐等空殼類容器的爐外整體退火，將其置於容器殼體內做熱源體，容器外殼用輕質耐火絕熱材料包覆保溫。此外，框式電加熱器還用做各種電加熱烘乾設備和熱處理爐窯的熱源。
目前市場上常見的框式電加熱器為電阻帶做電熱體，尚未見到以電阻絲做電熱體的框式加熱器，它(見圖5，以下簡稱A型加熱器)是以碳鋼板壓制的槽鋼為邊框，在邊框間橫向架設著四根T字形瓷件連接杆和九根瓷管連接杆而共同構成了梯子形框架，連接杆上串接著各種瓷件，電阻帶繞在成串T字形瓷件形成的溝槽中，並且是每圈繞過所有T形瓷件連接杆而纏繞的。屆時T字形瓷件將電阻帶與邊框、連接杆以及各圈電阻帶之間都有效地隔離開來以實現彼此的絕緣。外面套滿瓷管的九根瓷管連接杆分成三排，每排三根用以隔離並壓緊加熱器上前後兩層近乎平行的電阻帶，即防止了兩層電阻帶的接觸短路，又不致使電阻帶鬆動從T字形瓷件形成的溝槽中跳出產生短路而燒毀，以利正常使用。
然而，A型加熱器結構設計在實踐中卻存在如下缺陷其一絕緣失效，主要原因(1)高溫下工作的電阻帶因熱脹伸長而鬆弛，容易從成串T字形瓷件形成的溝槽中跳出，造成電阻帶短路而被燒壞。(2)為防止電阻帶從成串T字形瓷件形成的溝槽中跳出，一般溝槽做的較深，瓷件的外徑較大，這樣就增大了瓷件的重量，增加了瓷件連接杆的負荷，當加熱器呈懸掛狀態使用時，位於加熱器上、下的兩根連接杆在承擔成串T字形瓷件重量的同時還要承受全部電阻帶的重量，因而位於加熱器上、下的兩根連接杆極易產生彎曲變形，連接杆的彎曲又反過來加劇了電阻帶的鬆弛，促其從溝槽中脫離出來，造成惡性循環。(3)九根瓷管連接杆因受空間的限制，連接杆同瓷管的間隙很小，瓷管又相對較長，這樣碳鋼製造的連接杆由於高溫氧化而產生的膨鬆脹大的氧化皮難以及時從瓷管間的縫隙中排除，導致瓷管被氧化鐵皮脹破，從而造成框式加熱器絕緣破壞。其二重量大，使用溫度低，壽命短，可靠性差。
專利號為ZL 02243533.6的實用新型專利，公開了一種新型框架式電阻帶加熱器(見圖6，以下簡稱B型加熱器)，它由封閉的矩形框架，矩形框架內橫向等距架設若干個連接杆，而其中上下兩個連接杆是一個抗彎曲的異形連接杆，在各個連接杆上分別成串連接鎖緊封閉電阻帶的瓷件，所述瓷件是一個中部帶有與連接杆吻合連接的管體，管體上下兩端對應設有鎖緊封閉電阻帶的溝槽，而溝槽的大小是瓷件與瓷件對裝串接的槽框恰好裝入電阻帶。
B型加熱器雖然有效地鎖緊和阻止電阻帶的位移及相互之間的接觸短路，提高了加熱器自身的絕緣性能、可靠性能和使用中的安全性能，減輕了加熱器自身的重量，但在實踐中卻存在如下缺陷其一結構複雜，製造成本高，主要表現(1)上、下兩根連接杆為異形連接杆，製造難度大，成本高。(2)穿在連接杆上能鎖緊封閉電阻帶的瓷件的結構較複雜，強度低，易損壞。其二加熱器組裝與維修困難，由於鎖緊封閉電阻帶的溝槽大小恰好裝入電阻帶，因而加熱器組裝時溝槽和電阻帶有些「別勁」，造成組裝的困難。其三鎖緊封閉電阻帶的瓷件容易破碎，原因也是溝槽與電阻帶「別勁」，瓷件上靠筋條與管體連接在一起的柱狀體容易沿根部產生脆性斷裂。
上述技術問題困擾著業界人士，亟待解決。
發明內容
本實用新型的目的在於克服上述技術中存在的不足，而提供一種框式電加熱器，它能有效地阻止電熱體之間的接觸短路，防止連接杆受力不均，杜絕絕緣失效的情況發生，且結構簡單，組裝方便，容易製造和維修。
為實現上述目的，本實用新型是以如下技術方案實現的一種框式電加熱器，由邊框、橫向架設在邊框間的若干根平行排列的連接杆構成了其呈梯子形的框架，連接杆上穿滿瓷件用以隔離、絕緣電熱體，其特徵是連接杆上穿滿由瓷管兩端接頭、瓷管和視具體情況而存在的瓷管中間接頭組成的組合瓷件，在每個連接杆上作為電熱體的電阻絲呈螺旋狀纏繞穿套在瓷管兩端接頭間的組合瓷件的外面，而在相鄰連接杆的瓷件間螺旋狀電阻絲呈連續的S形依次串接；所述的瓷管兩端接頭是一種外徑呈階梯狀變化的環狀體，它有粗細兩個外徑，其粗外徑相當於螺旋狀電阻絲所形成的螺旋體的外徑以有效地阻止電阻絲與邊框接觸短路，其細外徑與瓷管的內徑相吻合以使細外徑端部容易地插入瓷管孔內，其內孔與連接杆相吻合使瓷管兩端接頭套在連接杆上；所述的瓷管中間接頭是一種內孔與瓷管兩端接頭內孔相同的環狀體，其外徑的變化呈中間對稱的臺階狀，中部外徑粗且與瓷管外徑相等，兩端外徑細且與瓷管兩端接頭的細外徑相同，當一根連接杆上只需有一個瓷管時不使用瓷管中間接頭，當一根連接杆上有兩個及兩個以上的瓷管時才使用配套的瓷管中間接頭；所述瓷管的長度比瓷管兩端接頭和瓷管中間接頭的長度大一倍以上，瓷管兩端接頭分布在兩端，瓷管和視具體情況而存在的瓷管中間接頭依次相間串接在兩個瓷管兩端接頭之間，瓷管套架在瓷管兩端接頭或瓷管中間接頭的細外徑端部上並在瓷管和連接杆之間形成一個比較大的空腔。
優選地，連接杆截面是圓形。
優選地，瓷管兩端接頭外形概呈T字形。
優選地，瓷管中間接頭外形概呈十字形。
優選地，邊框、連接杆及其它所有的金屬部件全部由耐熱鋼或耐熱合金製成。
通過本實用新型，提高了加熱器自身的抗氧化性、絕緣性能、可靠性和使用中自身的電器安全性能，降低了故障率，延長了使用壽命。改變了電熱體的形狀，提高了加熱器的使用溫度。改進了絕緣瓷件、連接杆和電熱體的結構，從根本上克服了連接杆受力不均、上(下)連接杆受力過大的缺陷，使加熱器製造、使用、維修更加方便、容易。進一步減輕各種零件的重量，使加熱器更加輕便、靈活、節能。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1的側視圖；圖3是圖1的A-A剖視圖；圖4是圖3的局部放大圖；圖5是A型加熱器的結構示意圖；圖6是B型加熱器的結構示意圖。
圖中5捆絲，6雙孔瓷件，7瓷管兩端接頭，8瓷管中間接頭，9瓷管，10電阻絲，11邊框，13連接杆，16螺母，18空腔。
具體實施方式
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提供的具體實施方式
、結構、特徵及其功效進一步說明本實用新型，但本實用新型並不限於此的。
請參見圖1～4所示，一種框式電加熱器，在2mm耐熱鋼製成的邊框11內橫向平行架設數根耐熱鋼製成的截面為圓形的連接杆13，由邊框11和連接杆13構成了其呈梯子形的框架。連接杆13上穿滿由瓷管兩端接頭7、瓷管9和瓷管中間接頭8組成的組合瓷件，在每個連接杆上電阻絲10呈螺旋狀纏繞穿套在瓷管兩端接頭7間的組合瓷件的外面，而在相鄰連接杆的瓷件間螺旋狀電阻絲10呈連續的S形依次串接，並且電阻絲通過雙孔瓷件6上的捆絲5加以固定。所述的瓷管兩端接頭7外形概呈T字形，是一種外徑呈階梯狀變化的環狀體，它有粗細兩個外徑，其粗外徑相當於螺旋狀電阻絲10所形成的螺旋體的外徑以有效地阻止電阻絲與邊框11接觸短路，其細外徑與瓷管9的內徑相吻合以使細外徑端部容易地插入瓷管9孔內，其內孔與連接杆13相吻合使瓷管兩端接頭套在連接杆上。所述的瓷管中間接頭8外形概呈十字形，是一種內孔與瓷管兩端接頭7內孔相同的環狀體，其外徑的變化呈中間對稱的臺階狀，中部外徑粗且與瓷管9外徑相等，兩端外徑細且與瓷管兩端接頭7的細外徑相同。所述瓷管9的長度比瓷管兩端接頭7和瓷管中間接頭8的長度大兩倍以上，瓷管兩端接頭7分布在兩端，瓷管9和瓷管中間接頭8依次相間串接在兩個瓷管兩端接頭7之間，瓷管9套架在瓷管兩端接頭7或瓷管中間接頭8的細外徑端部上並在瓷管和連接杆之間形成一個比較大的空腔18。連接杆13為六角頭長螺栓，通過邊框11與螺母16配裝。
與現有技術相比，本實用新型在優異的結構配置下產生了下列有益效果由於瓷管兩端接頭7和瓷管中間接頭8將瓷管9架了起來使管狀組合瓷件和連接杆之間形成了一個較大的空腔18，該空腔足以容納連接杆因高溫氧化而產生的氧化皮，使瓷管免於被脹破的危險，提高了加熱器的絕緣性、可靠性和使用壽命；螺旋狀電阻絲的形狀、結構和固定方式改彎了A型加熱器和B型加熱器上、下兩根連接杆受力大的狀態，使所有的連接杆的結構簡單、統一、受力均勻，而且組裝容易、易於維修，從根本上保證了電熱體的良好絕緣和正常工作；由於邊框11和連接杆13均使用耐高溫、抗氧化、熱強度高的耐熱鋼取代普通碳鋼，不僅提高了加熱器的高溫抗氧化性、提高了使用溫度和壽命而且可以大幅度地減少金屬材料的用量；另外所有瓷件在結構形狀和規格尺寸上進行了重大改進，比A、B兩型加熱器的瓷件結構更簡單，使體積重量降低，因而使加熱器整體結構更加牢固、輕便、使用靈活方便、壽命延長。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型的形狀和結構作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1.一種框式電加熱器，由邊框、橫向架設在邊框間的若干根平行排列的連接杆構成了其呈梯子形的框架，連接杆上穿滿瓷件用以隔離、絕緣電熱體，其特徵是連接杆上穿滿由瓷管兩端接頭、瓷管和視具體情況而存在的瓷管中間接頭組成的組合瓷件，在每個連接杆上作為電熱體的電阻絲呈螺旋狀纏繞穿套在瓷管兩端接頭間的組合瓷件的外面，而在相鄰連接杆的瓷件間螺旋狀電阻絲呈連續的S形依次串接；所述的瓷管兩端接頭是一種外徑呈階梯狀變化的環狀體，它有粗細兩個外徑，其粗外徑相當於螺旋狀電阻絲所形成的螺旋體的外徑以有效地阻止電阻絲與邊框接觸短路，其細外徑與瓷管的內徑相吻合以使細外徑端部容易地插入瓷管孔內，其內孔與連接杆相吻合使瓷管兩端接頭套在連接杆上；所述的瓷管中間接頭是一種內孔與瓷管兩端接頭內孔相同的環狀體，其外徑的變化呈中間對稱的臺階狀，中部外徑粗且與瓷管外徑相等，兩端外徑細且與瓷管兩端接頭的細外徑相同，當一根連接杆上只需有一個瓷管時不使用瓷管中間接頭，當一根連接杆上有兩個及兩個以上的瓷管時才使用配套的瓷管中間接頭；所述瓷管的長度比瓷管兩端接頭和瓷管中間接頭的長度大一倍以上，瓷管兩端接頭分布在兩端，瓷管和視具體情況而存在的瓷管中間接頭依次相間串接在兩個瓷管兩端接頭之間，瓷管套架在瓷管兩端接頭或瓷管中間接頭的細外徑端部上並在瓷管和連接杆之間形成一個比較大的空腔。
2.根據權力要求1所述的框式電加熱器，其特徵是所述的瓷管兩端接頭外形概呈T字形。
3.根據權力要求1所述的框式電加熱器，其特徵是所述的瓷管中間接頭外形概呈十字形。
4.根據權力要求1所述的框式電加熱器，其特徵是邊框、連接杆及其它所有的金屬部件全部由耐熱鋼或耐熱合金製成。
專利摘要一種主要用於金屬熱處理的框式電加熱器，包括邊框、橫架在邊框間上面穿滿瓷件的連接杆及被瓷件隔離、絕緣的電熱體，其特徵是連接杆上穿滿瓷管兩端接頭、瓷管和視具體情況而存在的瓷管中間接頭，在每個連接杆上作為電熱體的電阻絲呈螺旋狀纏繞穿套在瓷件外面，而在相鄰連接杆的瓷件間螺旋狀電阻絲呈連續的S形依次串接；所述瓷管的長度比瓷管兩端接頭和瓷管中間接頭的長度大一倍以上，瓷管和瓷管中間接頭依次相間串接在瓷管兩端接頭之間，瓷管套架在瓷管兩端接頭或瓷管中間接頭的細外徑端部上並在瓷管和連接杆之間形成一個比較大的空腔。該加熱器使用溫度高，每個連接杆受力均勻，能有效地防止絕緣失效的情況發生，且結構簡單、組裝維修容易。
文檔編號H05B3/78GK2826888SQ20052012740
公開日2006年10月11日 申請日期2005年10月12日 優先權日2005年10月12日
發明者任志峰, 王映潔, 李陽, 李巍 申請人:李巍