一种履带式加热器的制作方法

本实用新型的实施例涉及加热装置，特别涉及一种履带式加热器。

背景技术：

履带式加热器是一种常用的柔性加热器，可以贴合工件进行加热，一般由电热丝串接陶瓷加热片构成，并带有快插接头等，常用于电力、化工等行业的工业管道现场焊接接头的焊前预热或者焊后热处理(统称焊接热处理)。

现场管道热处理一般需要用到加热器、热电偶、保温棉、隔热毯、绑扎铁丝等。加热器用于加热管道；热电偶用于测量管道温度；隔热毯、保温棉等用于包覆加热器、管道以保持温度；隔热铁丝或者铁质绑扎带用于固定加热器、热电偶、保温棉等。

现有管道热处理的方式一般是：管道上面按照工艺规程规定的位置，如轴线方向在焊缝、热影响区、母材等位置，周向方向在12点钟、3点、9点等位置安装热电偶，用于进行温度测量并为加热器温度控制提供信号反馈。一般采用的热电偶有k型铠装热电偶和简易丝型热电偶。k型铠装热电偶采用铁丝绑扎等方式固定在管道上，简易丝型热电偶采用储能式焊接仪将两根丝型的阴极、阳极焊接在管道上。在管道表面安装热电偶后，将履带式加热器覆盖在热电偶和管道表面，然后用铁丝固定加热器，加热器外部再包覆隔热毯、保温棉等。管道断面上有4层结构：管道、热电偶及引出线、加热器以及保温棉(或隔热毯)。

上述履带式加热器、热电偶等的布置方式存在以下问题：热电偶用铁丝绑扎或焊接固定，现场操作费时费力；热电偶及引出线布置在加热器内部，外部包覆加热器后易于受到加热器重力影响而导致滑移、脱落，导致测量结果不准确；绑扎热电偶的铁丝易于受热膨胀，使得热电偶测量端部与管道表面接触不良，也会导致测量结果不准确；另外，操作人员无法从外部可视地识别热电偶的错位并及时采取纠正措施；此外，按照现有的加热器和热电偶的布置方式，热电偶与加热器之间一般不采用隔热毯或者保温棉进行隔离，以避免影响加热器对管道的加热，造成热处理温度场局部不均匀，影响管道安全，但是另一方面，热电偶与加热器不隔离会造成热电偶测量结果受到加热器热量影响而不准确。此外，现有的加热器和热电偶的布置方式无法采用螺钉式热电偶进行管道温度测量。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一是提供一种集成有温度采集装置的履带式加热器，解决现有技术中热电偶安装不便、不易固定以及测量不准确的问题。

本实用新型的履带式加热器，包括相互连接的多个加热块，其特征在于，还包括至少一个安装块，所述至少一个安装块构造成代替所述多个加热块中的对应数量的加热块，并与履带式加热器中的加热块具有相同的互连结构以与加热块相互连接；所述安装块构造成安装温度测量装置，以对被履带式加热器加热的工件的温度进行测量。

根据一个示例的实施例，在上述的履带式加热器中，在所述安装块中形成有安装孔，用于安装螺钉式热电偶。

根据一个示例的实施例，所述安装孔包括大直径部和小直径部，所述小直径部构造成用于插入螺钉式热电偶，所述大直径部构造成安装与螺钉式热电偶螺纹连接的螺母。

根据一个示例的实施例，在所述安装孔中设置有隔热装置，以将所述螺钉式热电偶以及所述螺母与所述安装块热绝缘。

根据一个示例的实施例，所述螺钉式热电偶安装于所述安装块中后，其端部突出于所述安装孔外。

根据一个示例的实施例，所述安装块由导热材料制成，并且，所述安装块中形成有安装孔，用于安装铠装热电偶，例如k型铠装热电偶；所述铠装热电偶与安装块导热连接。

根据一个示例的实施例，所述安装孔包括相互连通的第一安装孔和第二安装孔；所述第一安装孔平行于安装块的将与工件接触的表面，用于插入铠装热电偶；且所述第二安装孔垂直于所述第一安装孔，用于安装固定螺丝。

根据一个示例的实施例，所述安装块还包括热丝通孔，用于穿入加热丝；所述热丝通孔内壁上设置有隔热装置，以将加热丝与安装块热绝缘。

根据一个示例的实施例，所述隔热装置为绝缘套管。

根据一个示例的实施例，所述安装块的将与工件接触的表面突出于履带式加热器的加热块的对应表面。

本实用新型的履带式加热器自带安装块，克服了现有绑扎固定或者焊接式固定热电偶的种种弊端，可方便固定温度测量装置，省时省力；并能保持温度测量装置固定，使得温度测量装置的测量结果更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是为了便于说明本实用新型的构思，而非对本实用新型的限制。

在附图中示出了根据本实用新型的实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种部件的形状以及它们之间的相对大小仅是示例性的，本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小的部件。

图1是根据本实用新型的一个实施例的履带式加热器的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的履带式加热器加于加热管道时的布置的结构示意图；

图3是图2的履带式加热器的布置的截面示意图；

图4a是根据本实用新型的一个实施例的履带式加热器中的安装块的平面示意图；

图4b是图4a中的安装块的剖视结构示意图；

图4c是图4a中的安装块用于安装螺钉式热电偶的状态的结构示意图；

图5a是根据本实用新型的一个实施例的履带式加热器中的安装块的立体结构示意图；以及

图5b是图5a中的安装块的平面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。此外，在以下说明中，省略了对部分公知结构和技术的描述。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

以下结合附图对本实用新型的一些示例性的实施例的履带式加热器进行详细说明。

图1是根据本实用新型的一个实施例的履带式加热器的结构示意图。如图1所示，根据本实用新型的一个示例性实施例的履带式加热器100，包括相互连接的多个加热块10。特别地，与现有的履带式加热器不同，本实用新型该实施例的履带式加热器100还包括至少一个安装块20，所述至少一个安装块20代替履带式加热器100中的对应数量的加热块10，并与履带式加热器100中的加热块10具有相同的互连结构，从而安装块20能够如同一个加热块一样与周围的加热块10相互连接，形成整体的履带式加热器。安装块20构造成安装温度测量装置，以对被履带式加热器100加热的工件如管道的温度进行测量。

在本实用新型的实施例中，除了串接入加热块10中的安装块20之外，履带式加热器100的结构可采用各种常规的履带式加热器的结构。例如，履带式加热器100如常规履带式加热器一样包括电源连接线30；履带式加热器100中的每个加热块10可以为常见的陶瓷加热块；每个加热块的互连结构可包括凹凸配合结构，即，一个加热块包括凸出的插接头，另一个加热块包括凹入的插接槽，从而各个加热块可以相互插接在一起。另外，各个加热块中可包括相互连通的电热丝通孔。电热丝通孔也可作为各个加热块的互连结构，当穿入电热丝时将各个加热块连接成一体。

总的来说，安装块20的结构应与被其替代的加热块10的结构大致相同。例如，安装块20可包括凸出的插接头，用于插入与其对接的加热块10的插接槽中。另外，如同加热块10一样，安装块20中可包括与加热块10的电热丝通孔连通的通孔，以穿入电热丝。从而，每个安装块20可如同一个加热块10一样串入整个履带式加热器100的加热块中。安装块20的材质可与加热块10相同或不同。安装块20的数量和位置可以根据实际测量的工件的需要来选择。可以在制造履带式加热器100的同时委托热处理加热器厂家完成。

安装块20的结构与加热块10的结构不同之处在于，安装块20中还形成有另外的用于安装温度测量装置的结构。例如，安装结构为在安装块20中形成的适当的安装孔，用于安装热电偶。从而，在用本实用新型实施例的履带式加热器100对工件例如管道进行加热时，不必单独地在管道上布置温度测量装置，简化了工艺流程，节约了工时。此外，本实用新型的履带式加热器100的基本结构与常规的履带式加热器一致，可以直接替代常规的履带式加热器使用，而不会给操作人员带来额外的负担。

图2是根据本实用新型的一个实施例的履带式加热器100加于加热管道40时的布置的结构示意图。图3是图2的履带式加热器100的布置的截面示意图。如图2-3所示，履带式加热器100包覆在管道40上用于加热管道40，在履带式加热器100的外部设置有保温层60，如隔热毯和保温棉。履带式加热器100中包括若干个安装块20，每个安装块20连接有温度测量装置50，用于测量管道40的温度。温度测量装置50例如可以为k型铠装热电偶、螺钉式热电偶等合适的热电偶。

本实用新型的履带式加热器100用于管道加热时，只需在安装块20上安装温度测量装置50，然后将履带式加热器100包覆在管道上，并在履带式加热器100外部包覆保温棉等保温层60作为隔热装置，即可对管道进行相应的加热操作。在加热的过程中可同时监测管道的温度变化，以适时调整加热温度。

具体地，本实用新型的履带式加热器100用于管道加热的作业过程如下：

首先，在履带式加热器的安装块上安装温度采集装置。

接着，将集成有温度采集装置的履带式加热器包覆在管道表面。对管道需进行热处理加热的宽度与加热器宽度进行核对，并对齐。复核加热器上安装块的位置是否与管道拟测量温度位置一致。

之后，采用铁丝(或者钢带)对加热器进行固定，根据牢固程度和效果，可绑扎多道。一般铁丝绑扎在加热器宽度方向的头尾、中间及带有安装块的位置。

接着，将加热器电源连接线和热电偶引出线沿管道轴线方向引出到侧面，并用铁丝固定。

最后，用隔热毯包覆热电偶和温度采集装置，并用铁丝进行捆扎。保温棉厚度和宽度需满足规程要求。之后，即可进行加热和温度测量。

上述操作顺序并非固定不变，可根据需要进行调整。例如，在履带式加热器的安装块上安装温度采集装置可以在将加热器安装到管道上之后进行。

采用本实用新型的履带式加热器，直接将热电偶安装在加热器中，省去了铁丝绑扎或焊接固定热电偶的步骤，热电偶安装方便；且热电偶布置在加热器中，避免了加热器滑动时因加热器重力造成热电偶滑移、脱落的问题，以及绑扎热电偶的铁丝受热膨胀使得热电偶测量端部与管道表面接触不良的问题；另外，热电偶位置固定，且可从外部检视；热电偶和加热器之间可以设置隔热装置而不会影响加热器对管道的加热。从而，本实用新型的履带式加热器避免了现有技术的诸多缺陷，能够使得热电偶获得准确的温度测量结果。

以下通过实施例对本实用新型的安装块的结构进行具体说明。

图4a示出了根据本实用新型的一个示例实施例的可用于图1的履带式加热器100中的安装块20a的平面示意图。图4b是安装块20a的剖视结构示意图。图4c是安装块20a用于安装螺钉式热电偶的状态的结构示意图。

如图4a-4c所示，安装块20a中形成有安装孔21，用于安装螺钉式热电偶50a。安装孔21垂直于安装块20a的与工件接触的表面(即履带式加热器的铺展表面)贯通开设于安装块20a中。优选安装孔21位于安装块20a表面的中心位置，并且安装孔21包括小直径部21a和大直径部21b，小直径部21a用于插入螺钉式热电偶50a，大直径部21b用于安装螺母(未示出)，该螺母可与螺钉式热电偶50a螺纹连接，以固定螺钉式热电偶50a。安装孔21的小直径部21a的形状可以为圆形，大直径部21b的形状可以为六角形。只要能够适当地安装螺钉式热电偶50a，本实用新型对安装孔的形状不做限制。

安装块20a的一端包括凸出的插接头22，另一端对应位置处包括凹陷的插接槽23。安装块20中还包括通孔24，用于穿入加热丝。通孔24平行于加热块20a的接触工件的表面延伸，并且通孔24的位置应当与安装孔21错开。通孔24可在插接头22和插接槽23所在位置处开设于安装块20a中，与插接槽23连通并穿过插接头22。图4a示出了两个通孔24，位于安装块20a的两侧端。除了没有安装孔外，与安装块20a连接的加热块10可具有与安装块20a相同的结构，从而便于将安装块20a串接入加热块10中形成整体的履带式加热器。

在该实施例中，安装块20a可采用与履带式加热器100中的加热块10相同的陶瓷材料。这种情况下，为了获得更准确的测量结果，可选地，在安装孔21中可设置有隔热装置25，例如保温棉，用于将螺钉式热电偶50a以及螺母与安装块20a热绝缘。如此，热电偶的测量结果不会受到安装块和周围加热块热量的影响，从而测量结果更加准确。

根据一些实施例，优选安装孔21的尺寸设置为将螺钉式热电偶50a安装于安装块20中后，其测量端部突出于安装孔21的外部。如此，当履带式加热器100包覆于管道外部时，螺钉式热电偶50a的测量端部能够更加可靠地接触管道，从而易于获得准确的测量结果。此外，安装块20的与管道接触的表面可设置为凹面，以便于紧密接触管道，使螺钉式热电偶50a更易获得测量结果。

带有本实施例的安装块20a的履带式加热器100用于加热管道时，操作过程如下：

首先，将螺钉式热电偶插入安装块的中心圆孔中，并用螺母固定牢固，螺钉式热电偶端头一般略微冒出，比加热器表面略高1-2mm，以便热电偶端部与管道表面更紧密接触。

接着，将履带式加热器有热电偶端头的一面对着需要热处理的管道，覆盖在需要热处理的管道表面。对管道需热处理加热的宽度与加热器的宽度进行核对，并对齐。复核加热器上安装块位置是否与管道拟测量温度位置一致。

接着，采用铁丝(或者钢带)对加热器进行固定，根据牢固程度和效果，可绑扎多道。一般铁丝绑扎在加热器宽度方向的头尾、中间及带有安装块的位置。

然后，检查热电偶连接情况，并用隔热毯包覆热电偶，使其与加热块进行隔热。沿着管道轴线方向引出热电偶连接线并用铁丝固定。

接着，将加热器电源连接线沿管道轴线方向引出到侧面，并用铁丝固定。

最后，将保温棉包覆在加热器和热电偶上，并用铁丝进行捆扎。保温棉厚度和宽度需满足规程要求。

之后，即可开启加热器和热电偶分别进行管道加热和温度测量。

图5a是根据本实用新型的另一个实施例的可用于图1的履带式加热器100中的安装块20b的立体结构示意图。图5b是安装块20b的平面结构示意图。在该实施例中，安装块20b用于安装铠装热电偶。如图5a和5b所示，安装块20b大致形成长方体结构。安装块20b中包括相互连通的第一安装孔211和第二安装孔212，构成安装孔21，共同用于安装k型铠装热电偶。k型铠装热电偶与安装块20b导热连接。在这种情况下，安装块20b作为集热块，由导热材料制成，热电偶通过安装块20b测量管道的温度。

具体地，如图5a和5b所示，第一安装孔211平行于安装块21的上表面32和下表面31，下表面31为将与工件接触传热的表面，第一安装孔211用于插入k型铠装热电偶(未示出)。第一安装孔211为盲孔，开口端位于安装块20b的一个端面33上，封闭端靠近与开口端所在表面相对的另一个端面34，从而形成深孔，以便于稳定地插入热电偶。第二安装孔212大致垂直于第一安装孔211，开口于安装块20b的上表面32上，优选第二安装孔212位于上表面32的中心位置。第二安装孔212与第一安装孔211连通，用于安装螺丝28，以固定插入第一安装孔211中的k型铠装热电偶。另外，第一安装孔211可靠近上表面32延伸，以便于用螺丝固定其中的热电偶。

在该实施例中，安装块20b的两侧端还包括热丝通孔24，用于穿入加热丝(未示出)。第一安装孔211在上表面32和下表面31平行的方向上大致位于安装块20b的中心位置并与热丝通孔24平行。热丝通孔24与安装孔21(包括第一安装孔211和第二安装孔212)的位置错开。优选通孔24为两个，分别位于安装块20b的两个端侧，第一安装孔211位于两个通孔24的中间位置。

为了避免加热丝的热量传导到安装块，造成测量结果不准确，可在热丝通孔24内壁上设置隔热装置，以将加热丝与安装块20b热绝缘。隔热装置可包括绝缘套管29，例如陶瓷绝缘套管。可选地，在绝缘套管29外还可以包覆例如隔热毯27的绝热材料以进一步隔绝加热丝产生的热量。

进一步，安装块20b的下表面，即安装块的将与工件接触的表面优选突出于履带式加热器100的加热块10的对应的下表面。如此，当履带式加热器100包覆于管道外部时，安装块20b能够更加可靠地接触管道，获得与管道相同的温度，从而热电偶易于获得准确的测量结果。此外，安装块20的与管道接触的表面可设置为凹面，以便于紧密接触管道，使热电偶获得准确的测量结果。

带有本实施例的安装块20b的履带式加热器100用于加热管道时，操作过程如下：

首先，将履带式加热器的没有暴露安装孔的一面或有凹面的一面对着需要加热处理的管道，覆盖在需要热处理的管道表面。对管道需热处理加热的宽度与加热器的宽度进行核对并对齐。复核加热器上的安装块位置是否与管道拟测量温度的位置一致。

接着，采用铁丝(或者钢带)对加热器进行固定，根据牢固程度和效果，可绑扎多道。一般铁丝绑扎在加热器宽度方向的头尾、中间及带有安装块的位置。

之后，将k型铠装热电偶端部插入安装块侧面中心深孔中，插入到底，拧紧固定螺丝固定牢固。

接着，检查热电偶连接情况，沿着管道轴线方向将热电偶连接线向加热器侧边引出，并用铁丝固定。

然后，将加热器电源连接线沿管道轴线方向引出到侧面，并用铁丝固定。

最后，将保温棉包覆在热处理加热器，并用铁丝进行捆扎。保温棉厚度和宽度需满足规程要求。

之后，可以开启加热器和热电偶分别进行管道加热和温度测量。

本实用新型各实施例的履带式加热器具有以下优点：

1)可根据管道需要测量部位，在履带式加热器展开的平面直接串入固定热电偶的安装块，安装块与履带式加热器的加热块形成一个整体。

2)热处理过程能够保持与管道表面紧密接触，保证测量准确可靠。

3)克服了传统k型热电偶、丝型热电偶安装方式导致的测量可靠性问题。

4)热电偶安装简单方便，安装质量可靠可见。

虽然本实用新型的上述实施例以螺钉热电偶和铠装热电偶作为温度测量装置的例子，但是，显然，本实用新型的在履带式加热器中串入热电偶安装块的构思也适用于其它类型的温度测量装置，并获得同样的技术效果。

因此，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。