一种电热丝电连接结构及使用该连接结构的蓄热装置的制作方法

本实用新型涉及一种电热丝电连接结构及使用该连接结构的蓄热装置。

背景技术：

蓄热装置的热能通常是由电能转化而来，电热丝是必不可少的组成部分。授权公告号为CN203810943U的中国专利中公开了一种高压电阻炉蓄热装置，该装置包括蓄热体，蓄热体分层砌筑成矩形结构，形成多个阵列通孔，每层蓄热体内安装有电阻电热丝，每个阵列通孔内安装的电阻电热丝采用垂直方向并联、水平方向串联的接线方式连接成立体电阻加热网络，蓄热体是立体电阻加热网络的绝缘支架；同一垂直方向的阵列通孔内的电阻电热丝连接在垂直电极组上，各垂直电极组用电极连接线串联，第一个垂直电极组具有引出电极首端，最后一个垂直电极组具有引出电极尾端，工作时在引出电极首端与引出电极尾端之间施加电压从而实现电阻电热丝通电。

诸如此类的蓄热装置在将电热丝接电时往往是通过挂孔或挂钩与电连接结构连接。电热丝一般包括螺旋段以及设置在螺旋段两端的直线段，螺旋段为主加热段，两端直线段为用于电连接的连接部分。当通过挂孔连接时，需要将电热丝的直线段折弯成一定角度并插入挂孔中；当通过挂钩连接时，需要将电热丝的直线段折弯成圆环。无论是通过挂孔还是挂钩连接，都需要将电热丝进行折弯，而折弯半径通常较小，远小于螺旋段的螺旋半径，这样电热丝在折弯部位往往会出现微裂纹，电热丝通电后长时间处于高温状态下，产生微裂纹的部位容易氧化，增大裂纹，严重时，在车辆行驶过程中，振动冲击等会导致产生裂纹的位置断裂，对电热丝的使用寿命产生较大影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电热丝电连接结构，以解决电热丝进行电连接时因折弯半径过小导致折弯部位产生微裂纹、容易氧化，从而对电热丝使用寿命造成影响的问题；同时，本实用新型还提供了一种使用该连接结构的蓄热装置，以解决蓄热装置在使用时因电热丝折弯半径过小导致折弯部位产生微裂纹、容易氧化，从而对电热丝使用寿命造成影响，导致蓄热装置维护成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型的电热丝电连接结构采用如下方案：

电热丝电连接结构包括连接柱，连接柱上安装有用于与固定板件固定安装的绝缘安装部件，连接柱在处于绝缘安装部件一侧的端部具有用于供电热丝直插的压线孔或压线槽，且在该端安装有用于在电热丝插入压线孔或压线槽内时将电热丝压紧在压线孔或压线槽内的压线结构，连接柱在处于绝缘安装部件另一侧的端部具有用于与接线导体连接的接线端。

使用时，电热丝保持伸直状态插入压线孔或压线槽内并用压线结构压紧，没有经过折弯，因此电热丝不会产生裂纹、不容易被氧化，通电后处于高温状态下时电热丝各处受力大小一致，避免了电热丝在应力集中位置出现加速断裂的现象，保证了电热丝使用寿命。

进一步地，绝缘安装部件套装在连接柱上，连接柱上在靠近压线结构所在端的位置处设有与绝缘安装部件挡止配合的挡止结构，接线端上设有压紧螺母，压紧螺母与绝缘安装部件之间具有用于夹装接线导体的安装空间，且在使用时通过压紧螺母将接线导体压紧在接线端上。通过一端挡止，另一端夹紧的方式，方便的实现了接线导体与连接柱的锁紧连接。

更进一步地，绝缘安装部件包括内、外绝缘支撑件，内、外绝缘支撑件之间形成用于夹装固定板件的夹紧空间，在旋紧所述压紧螺母时，连接柱上的内绝缘支撑件、固定板件、外绝缘支撑件以及接线导体均被夹紧。这样在锁紧连接接线导体的同时，也能够实现绝缘安装部件与固定板件的固定，一次锁紧实现了两处固定连接，进一步简化安装步骤。

在上述任意一种方案的基础上，连接柱在处于绝缘安装部件一侧的端部设置的为供电热丝直插的接线孔，所述压线结构为螺纹安装在压线孔的孔壁上的顶紧螺钉。将电热丝插入接线孔中后旋紧顶紧螺钉即可，压线操作十分方便。

或者，连接柱在处于绝缘安装部件一侧的端部设置的为供电热丝直插的压线槽，所述压线结构包括与压线槽相对设置的压块以及用于带动压块靠近压线槽移动而将电热丝压紧在压线槽内的锁紧结构。

所述锁紧结构包括穿过压块且螺纹连接在接线柱上的连接螺钉。将电热丝插入接线槽中后旋紧连接螺钉即可，压线操作十分方便。

或者，所述锁紧结构包括环抱连接柱和压块的抱箍，抱箍上设有抱箍收紧结构。

内、外绝缘支撑件的其中一个上设有与固定板件上的安装孔相对应的凸台，另一个上设有与凸台插套配合的沉槽。只要将凸台与沉槽对准即可实现准确定位，安装十分方便。

连接柱包括大径段和小径段，大径段朝向小径段的端面构成所述挡止结构。结构简单，挡止方便。

本实用新型的蓄热装置采用如下技术方案：

蓄热装置包括筒体，筒体的筒壁上安装有与电热丝电性连接的电热丝电连接结构，所述电热丝电连接结构包括连接柱，连接柱上安装有用于与固定板件固定安装的绝缘安装部件，连接柱在处于绝缘安装部件一侧的端部具有用于供电热丝直插的压线孔或压线槽，且在该端安装有用于在电热丝插入压线孔或压线槽内时将电热丝压紧在压线孔或压线槽内的压线结构，连接柱在处于绝缘安装部件另一侧的端部具有用于与接线导体连接的接线端。

使用时，电热丝保持伸直状态插入压线孔或压线槽内并用压线结构压紧，不需要再折弯，因此电热丝不会产生裂纹、不容易被氧化，通电后处于高温状态下时电热丝各处受力大小一致，避免了电热丝在应力集中位置出现加速断裂的现象，保证了电热丝使用寿命，降低了蓄热装置整体维修成本。

进一步地，绝缘安装部件套装在连接柱上，连接柱上在靠近压线结构所在端的位置处设有与绝缘安装部件挡止配合的挡止结构，接线端上设有压紧螺母，压紧螺母与绝缘安装部件之间具有用于夹装接线导体的安装空间，且在使用时通过压紧螺母将接线导体压紧在接线端上。通过一端挡止，另一端夹紧的方式，方便的实现了接线导体与连接柱的锁紧连接。

更进一步地，绝缘安装部件包括内、外绝缘支撑件，内、外绝缘支撑件之间形成用于夹装固定板件的夹紧空间，在旋紧所述压紧螺母时，连接柱上的内绝缘支撑件、固定板件、外绝缘支撑件以及接线导体均被夹紧。这样在锁紧连接接线导体的同时，也能够实现绝缘安装部件与固定板件的固定，一次锁紧实现了两处固定连接，进一步简化安装步骤。

在上述任意一种方案的基础上，连接柱在处于绝缘安装部件一侧的端部设置的为供电热丝直插的接线孔，所述压线结构为螺纹安装在压线孔的孔壁上的顶紧螺钉。将电热丝插入接线孔中后旋紧顶紧螺钉即可，压线操作十分方便。

或者，连接柱在处于绝缘安装部件一侧的端部设置的为供电热丝直插的压线槽，所述压线结构包括与压线槽相对设置的压块以及用于带动压块靠近压线槽移动而将电热丝压紧在压线槽内的锁紧结构。

所述锁紧结构包括穿过压块且螺纹连接在接线柱上的连接螺钉。将电热丝插入接线槽中后旋紧连接螺钉即可，压线操作十分方便。

或者，所述锁紧结构包括环抱连接柱和压块的抱箍，抱箍上设有抱箍收紧结构。

内、外绝缘支撑件的其中一个上设有与固定板件上的安装孔相对应的凸台，另一个上设有与凸台插套配合的沉槽。只要将凸台与沉槽对准即可实现准确定位，安装十分方便。

连接柱包括大径段和小径段，大径段朝向小径段的端面构成所述挡止结构。结构简单，挡止方便。

附图说明

图1为本实用新型的蓄热装置的具体实施例1的结构示意图；

图2为电热丝电连接结构连接到筒体上的结构示意图；

图3为图2的右视图；

图4为图3去掉筒体和接线板后的仰视图；

图5为图3去掉筒体和接线板后的俯视图；

图6为图2中连接柱的结构示意图；

图7为图2中连接柱的主视图；

图8为图7中A-A处剖视图；

图9为图2中连接柱的俯视图；

图10为本实用新型的蓄热装置的具体实施例2中电热丝电连接结构的示意图；

图11为图10中B-B处剖视图；

图12为图10中C-C处剖视图；

图13为图11中压块的结构示意图；

图14为图11中压块的主视图；

图15为图14中D-D处剖视图；

图16为图11中连接柱的结构示意图；

图17为图11中连接柱的主视图；

图18为图17中E-E处剖视图；

图19为本实用新型的蓄热装置的具体实施例3中电热丝电连接结构的示意图；

图20为图19中F-F处剖视图；

图21为图19中G-G处剖视图；

图22为图20中连接柱的结构示意图；

图23为图22中连接柱的主视图；

图24为图23中H-H处剖视图；

图25为图22中连接柱的俯视图；

图26为图20中压块的结构示意图；

图27为图20中压块的主视图；

图28为图20中压块的俯视图；

图29为图20中抱箍的结构示意图；

图30为抱箍与锁紧螺钉连接的示意图；

图31为图29中抱箍的俯视图；

图中：1-筒体；11-筒盖；12-电热丝；13-蓄热介质；21-连接柱；211-大径段；2110-压线孔；2111-顶紧螺钉安装孔；212-小径段；213-沉台；2130-沉台半圆槽；2131-螺纹孔；221-内绝缘支撑件；2210-凸台；222-外绝缘支撑件；2220-沉槽；23-接线板；24-压紧螺母；25-防松垫圈；261-顶紧螺钉；262-连接螺钉；263-锁紧螺钉；27-压块；270-压块半圆槽；271-螺钉穿孔；28-抱箍；281-耳部；282-挡台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的蓄热装置的具体实施例1，如图1所示，包括筒体1，筒体1内设有蓄热介质13和电热丝12，筒体1的筒壁上安装有与电热丝12电性连接的电热丝电连接结构，电热丝12通过电热丝电连接结构与筒体1外的接线板23电连接。如图2至图5所示，电热丝电连接结构包括连接柱21，连接柱21上安装有用于与筒盖11固定安装的绝缘安装部件，绝缘安装部件包括内绝缘支撑件221和外绝缘支撑件222，内、外绝缘支撑件之间形成用于夹装筒盖11的夹紧空间。电热丝12的端部设有沿电热丝12的长度方向延伸的直线段，连接柱21的长度方向与电热丝12的长度方向一致。如图6至图8所示，连接柱21在处于绝缘安装部件一侧的端部具有用于供电热丝12直插的压线孔2110，且在该端安装有用于将电热丝12压紧在压线孔2110内的压线结构。压线孔2110的孔壁上设有顶紧螺钉安装孔2111，压线结构为螺纹安装在压线孔2110的孔壁上的顶紧螺钉261。顶紧螺钉261设有两个且沿压线孔2110延伸方向间隔设置。连接柱21在处于绝缘安装部件另一侧的端部具有用于与接线导体连接的接线端。本实施例中，接线导体采用的是接线板23。

绝缘安装部件套装在连接柱21上，其中，内绝缘支撑件221上设有凸台2210，凸台2210向上穿出筒盖11上的安装孔，外绝缘支撑件222上设有与凸台2210插套配合的沉槽2220。连接柱21上在靠近压线结构所在端的位置处设有与绝缘安装部件挡止配合的挡止结构，如图6至图9所示，连接柱21包括大径段211和小径段212，大径段211位于筒体1内部，大径段211朝向小径段212的端面构成与绝缘安装部件挡止配合的挡止结构。大径段211朝向小径段212的端面与内绝缘支撑件221的下侧面挡止配合，从而对绝缘安装部件在向内的方向上进行挡止。压线孔2110位于大径段211上且沿连接柱21的轴向延伸方向延伸。连接柱21的接线端上设有压紧螺母24，压紧螺母24与外绝缘支撑件222之间夹装有接线板23，接线板23与压紧螺母24之间以及接线板23与外绝缘支撑件222间分别夹装有防松垫圈25。在旋紧压紧螺母24时将内绝缘支撑件221、筒盖11、外绝缘支撑件222以及接线板23夹紧。

内、外绝缘支撑件均采用陶瓷材质。内绝缘支撑件上在凸台中部设有供连接柱穿过的通孔，通孔孔壁与凸台边缘之间形成陶瓷环，陶瓷环的厚度约为4.3mm，陶瓷的绝缘电阻系数为3×10^14Ω/mm，陶瓷的击穿电压为3kV/mm，因此，陶瓷环的绝缘电阻为：R＝3×10^14Ω/mm×4.3mm＝12.9×10^14Ω，击穿电压为：U＝3kV/mm×4.3mm＝12.9kV；而国家标准规定的蓄热装置的绝缘电阻为10MΩ，击穿电压强度为不小于3500V，因此内绝缘支撑件满足绝缘要求。

外绝缘支撑件的厚度为20mm，外绝缘支撑件支撑在接线板与筒体之间，因此接线板与筒体之间的间隙必然不小于20mm。空气的电阻系数为3×10^10Ω/mm，空气的击穿电压为3kV/mm，因此外绝缘支撑件的绝缘电阻最小为：R＝3×10^10Ω/mm×20mm＝6×10^11Ω，击穿电压最小为：U＝3kV/mm×20mm＝60kV，而国家标准规定的蓄热装置的绝缘电阻为10MΩ，击穿电压强度为不小于3500V，因此外绝缘支撑件满足绝缘要求。内、外绝缘支撑件配合能够很好的解决连接柱与蓄热装置的筒体之间的电气绝缘问题。

连接柱采用耐高温的不锈钢棒材，通过机加工而成。当然，还可以采用诸如A286、GH2132等高温合金。接线板采用耐高温的不锈钢板材，经过钣金加工而成。由于接线板的材料为耐高温的不锈钢，一般其工作温度在850℃以下，而蓄热装置的工作温度一般在800℃以下，因而接线板始终处于其正常工作环境温度内。接线板的散热效果由散热面积大小决定，散热面积的大小可以根据实际需要设置，故而能够通过调整接线板散热面积大小来保证导线处于不超过其正常工作环境温度的环境内工作，防止导线被烧毁，延长导线使用寿命。

电热丝电连接结构进行装配时，首先将电热丝穿进连接柱上的压线孔内，并用顶紧螺钉压紧；然后把内绝缘支撑件套到连接柱上，要求凸台朝向远离压线孔的一端；内绝缘支撑件安装好后，把装有内绝缘支撑件的连接柱装进筒体内，使凸台穿过筒盖上的安装孔后伸出筒体外；然后将外绝缘支撑件装到连接柱上，使外绝缘支撑件上的沉槽套到内绝缘支撑件的凸台上；接下来依次在连接柱上穿装第一个防松垫圈、接线板以及第二个防松垫圈；最后将压紧螺母旋装到连接柱上并上紧从而将接线板、外绝缘支撑件、筒盖以及内绝缘支撑件夹紧，至此完成安装过程。连接过渡接线板和导线时，应在较低温度区域进行。

电热丝电连接结构在使用时，电热丝保持伸直状态插入压线孔内并用顶紧螺钉压紧，没有经过折弯，因此电热丝不会产生裂纹、不容易被氧化，通电后处于高温状态下时电热丝各处受力大小一致，避免了电热丝在应力集中位置出现加速断裂的现象，保证了电热丝使用寿命，降低了蓄热装置整体维修成本。

本实施例中，由于绝缘安装部件是安装在筒体上的，因此，筒盖构成了用于固定安装绝缘安装部件的固定板件。在其他实施例中，如果绝缘安装部件不是安装在筒体上，那么固定板件还可以为其他安装面板。

本实用新型的蓄热装置的具体实施例2，如图10至图12所示，与实施例1的区别之处在于：连接柱21在靠近内绝缘支撑件221的一端具有沉台213，如图16至图18所示，沉台213中部设有沉台半圆槽2130；电热丝电连接结构还包括与沉台半圆槽2130相对设置的压块27，如图13至图15所示，压块27与沉台半圆槽2130相对的侧面上设有压块半圆槽270，压块27对扣到沉台213上后压块半圆槽270与沉台半圆槽2130配合形成供电热丝直插的压线槽。在沉台半圆槽2130的两侧中部设有螺纹孔2131，在压块半圆槽270的两侧中部设有供螺钉穿装的螺钉穿孔271，连接螺钉262穿过螺钉穿孔271后旋入沉台213上的螺纹孔2131内而将压块27上紧，从而实现将电热丝压紧在压线槽中。压块采用耐高温的不锈钢，也可以采用诸如A286、GH2132等高温合金。

装配时，首先预装压块，连接螺钉先不压紧；然后把电热丝插入压块半圆槽与沉台半圆槽配合形成的压线槽中并上紧连接螺钉，此时连接好电热丝和接线柱，之后的安装过程与实施例1中的安装过程相同，此处不再重复描述。

本实用新型的蓄热装置的具体实施例3，如图19至图21所示，与实施例2的区别之处在于：压块27与连接柱21上的沉台213不再通过连接螺钉连接，而是通过抱箍28将压块27压紧到沉台213上，抱箍28环抱沉台213和压块27并通过抱箍收紧结构收紧。抱箍28收紧过程中，环抱半径逐渐减小，从而将压块27压紧在沉台213上。本实施例中，抱箍收紧结构包括设置在抱箍28两端的径向延伸的耳部281，如图29至图31所示，其中一耳部上设有与另一耳部挡止配合的挡台282，两耳部281上均设有螺纹孔，锁紧螺钉263同时穿过两螺纹孔而将抱箍28收紧。连接柱的结构如图22至图25所示，沉台半圆槽2130的两侧不再设螺纹孔；压块的结构如图26至图28所示，压块半圆槽270的两侧不再设螺钉穿孔。

装配时，首先预装压块，套上抱箍，抱箍先不锁紧；然后把电热丝插入压块半圆槽与沉台半圆槽配合形成的压线槽中并上紧锁紧螺钉，此时连接好电热丝和接线柱，之后的安装过程与实施例2中的安装过程相同，此处不再重复描述。

本实用新型的蓄热装置的具体实施例4，与实施例3的区别之处在于：抱箍两端的耳部上不设置螺纹孔，而是设有光孔，螺栓同时穿过两光孔并配合螺母而将抱箍收紧。

本实用新型的蓄热装置的具体实施例5，与实施例2的区别之处在于：压块与沉台一侧铰接，另一侧设有锁紧螺钉，沉台上对应设有螺纹孔，通过锁紧螺钉在压块和沉台的另一侧锁紧，实现电热丝压紧。

本实用新型的蓄热装置的具体实施例6，与实施例2的区别之处在于：在压块两侧与沉台两侧分别对应设置连接耳，连接耳上对应开设螺纹孔，通过螺钉从两侧将沉台与压块锁紧；或者，连接耳上对应开设光孔，通过螺栓、螺母配合从两侧将沉台与压块锁紧，从而实现电热丝压紧。

在实施例1中，绝缘安装部件包括内绝缘支撑件和外绝缘支撑件，内、外绝缘支撑件之间形成用于夹装筒盖的夹紧空间。在其他实施例中，绝缘安装部件可以为一个整体，比如整体为T形，T形绝缘安装部件的水平边与筒盖通过法兰连接，竖直边向外穿出筒盖上的安装孔，竖直边远离水平边的一端具有用于支撑接线板的支撑面，竖直边的高度可以根据绝缘要求进行设置，连接柱嵌装在T形绝缘安装部件内。

在实施例1中，连接柱的接线端上设有压紧螺母，通过压紧螺母将接线导体压紧在接线端上。在其他实施例中，接线导体还可以与连接柱焊接；或者，连接柱的上端设有螺纹孔，接线导体的端部设有OT端子，通过旋装在螺纹孔中的连接螺钉将OT端子连接在连接柱上；又或者，连接柱上设有径向开口的连接槽，接线导体的端部伸入连接槽中，连接槽的上侧槽壁上设有压紧螺钉，接线导体插入连接槽中后，通过压紧螺钉挤紧。

在实施例1中，内绝缘支撑件上设有凸台，凸台向上穿出筒盖上的安装孔，外绝缘支撑件上设有与凸台插套配合的沉槽。在其他实施例中，还可以在内绝缘支撑件上设置沉槽，在外绝缘支撑件上设置与沉槽插套配合的凸台，凸台穿过筒盖上的安装孔插入沉槽中。

在实施例1中，连接柱包括大径段和小径段，大径段朝向小径段的端面与内绝缘支撑件的下侧面挡止配合，从而对内绝缘支撑件在向内的方向上进行挡止。在其他实施例中，还可以将连接柱设为上下直径相同的螺柱，下端通过螺母进行锁紧，螺母压紧在内绝缘支撑件的下侧面上，对内绝缘支撑件在向内的方向上进行挡止。

在实施例1中，压线孔沿连接柱的轴向延伸方向延伸。但并不仅限于此，压线孔朝哪个方向延伸可以根据实际需要进行设置，比如，压线孔还可以垂直于连接柱轴向延伸方向延伸，此时，电热丝的延伸方向也相应的发生变化，即与压线孔保持一致。

在实施例1中，接线导体采用的是接线板，将导线接在接线板上，利用接线板具有较大散热面积的优势进行散热降温进而保护导线。在其他实施例中，接线导体并不仅限于板状结构，还可以为接线柱；还可以将导线直接连接在连接柱上。

在实施例1中，顶紧螺钉设有两个。在其他实施例中，还可以根据压线孔长度以及电热丝伸入压线孔的长度选择顶紧螺钉的数量，可以为一个或三个、四个等多个。

本实用新型还提供了一种电热丝电连接结构的实施例，其具体结构与上述蓄热装置各实施例中电热丝电连接结构的结构相同，此处不再赘述。