CN103180088B - 气体螺栓加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接加热管和加热螺栓构件的气体螺栓加热装置。螺栓构件具有一个钻孔。加热管固定在钻孔内部。该加热装置包括一个气炬，其具有一个能通过热气的气炬喷嘴。该加热装置还包括一个空心加热器本体，其具有两个相对立的末端。该加热器本体具有一个中心通道，其从加热器本体的首端延伸至末端。该中心通道用于容纳气炬喷嘴。加热管与加热器本体相连接。当加热管与加热器本体完全相连时，可将气炬喷嘴延伸至加热管内，直接加热加热管。

Description

气体螺栓加热装置

发明领域

本发明涉及一种螺栓加热装置，特别是指一种用于拧紧和拧松螺栓构件的气体螺栓加热装置。

背景技术

为便于拧紧或拧松螺栓构件，以本身公知的方式安装一个气体螺栓加热装置，加热螺栓构件。具体示例参见6,345,980号美国专利（简称“专利980”）对Tatarczuk的描述。

“专利980”公开的加热装置具有一个圆柱形预热室，室内装有气炬喷嘴。从气炬喷嘴中可喷出热气并积聚在预热室内，导致预热室温度升高。因此，预热室可促进加热，使加热后的空气通过锥形口进入加热管，实现加热该管的目的。加热管固定在用于加热这些组件的空心螺栓头和双头螺栓内部。经过加热后，组件上的网状螺纹便会纵向向外膨胀，从而有利于螺栓头和/或双头螺栓的紧固或松动。

虽然这种加热装置能够达到预期要求，但还是可能会存在一些缺点。例如，暴露在外的预热室温度可能非常高，可烧伤加热装置的使用者。另外，也可以使用冷却管道降低预热室的外部温度，不过这样会导致预热室和加热管的加热效率降低。另外，在加热装置中，用于产生火焰的向下汇聚型出气口通道位于中心通道内，而气炬喷嘴的延伸方向也为中心通道。这可能会导致经过通道产生火焰的空气的流量受到限制，从而阻断部分空气。并且，它还可能会抑制热空气向下流动至预热室和加热管。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可以克服上述缺点的气体螺栓加热装置，一种经过改良后的气体螺栓加热装置。

本发明还相应地提供用于连接加热管并加热螺栓构件的气体螺栓加热装置。螺栓构件中存在钻孔。加热管可定位在钻孔中。加热装置包括一个气炬，气炬喷嘴可容许热气通过。此外，加热装置还包括一个空心加热器本体，加热器本体内存在相对的首端和末端。在加热器本体的首端到末端之间有一条中心通道。配置中心通道的目的在于连接气炬喷嘴。也可将加热管连接到加热器本体。当加热管与加热器本体连接时，可将气炬喷嘴延伸至加热管内部，对加热管直接进行加热。

本发明的另一个内容是：提供用于连接加热管并加热螺栓构件的气体螺栓加热装置。加热管固定在螺栓构件的钻孔内。加热装置包括一个气炬，气炬喷嘴可容许热气通过。气炬可喷出火焰。加热装置包括一个空心的圆柱形外壳，外壳包括相对的首端和末端以及从首端延伸至末端的内壁和圆柱形外壁。此外，从外壳首端附近到外壳末端之间还具有冷却管道，管道呈环绕状，在外壁内部延伸或沿着外壁延伸，各管道之间有一定间隔距离。在加热装置外壳内部，还具有一个圆柱形插片。插片具有中心通道，由外壳首端一直延伸至外壳末端。配置中心通道的目的在于连接气炬喷嘴。插片内部，位于外壳首端和末端之间的地方有一个端口。环绕此内端存在若干具有一定间距的向下汇聚型出气口通道。配置此类向下汇聚型出气口通道的目的在于，引导空气流向气炬喷嘴，从而为火焰供给空气并引导火焰方向。加热装置包括管衬套，衬套位于加热装置外壳的末端附近。管衬套可通过螺纹与外壳连接。配置管衬套的目的也在于，通过螺纹连接到加热管。插片的内端与管衬套相邻，但具有一定的间距。气炬喷嘴沿管衬套延伸，靠近装置外壳末端。配置气炬喷嘴的目的在于，延伸至加热管内部，并对加热管直接进行加热。

此外，本发明还提供了一种气体螺栓加热装置组。该装置组包括若干气体加热装置。每个加热装置都与其各自的加热管相连，用于加热各自的带钻孔螺栓构件。加热管固定在各个钻孔中。每个气体螺栓加热装置都有一个气炬，气炬喷嘴可容许热气通过。每个气体螺栓加热装置都有一个空心加热器本体。每个加热器本体都具有：相对的首端和末端、外壁以及若干环绕外壁内部或沿着外壁环绕的具有一定间距的冷却管道。每个加热器本体都有一条从首端延伸至末端的中心通道。配置各中心通道的目的在于，连接每个气炬喷嘴。也可将加热管连接到加热器本体。配置气炬喷嘴的目的在于，延伸到加热管内部，直接加热加热管。加热装置组包括一个歧管，歧管具有一个高压外壳、一个低压外壳以及一个低压调节器。其中，低压调节器位于高压外壳和低压外壳中间，有效地将两者连在一起。歧管具有第一组多根导管，用于连接高压外壳并由该外壳向外延伸。配置第一组多根导管的目的是向冷却管道中注入高压空气。此外，歧管还具有第二组多根导管，用于连接低压外壳并由该外壳向外延伸。配置第二批导管的目的在于，向加热装置的每个气炬喷嘴注入低压空气。

附图说明

根据下文所给出的具体实施方式说明（只能通过举例）并参照附图，可以更好地理解本发明。其中：

图1为根据其中一种具体实施方式而得到的气体螺栓加热装置组的透视图。图中，装置组重叠放置，部分位于空心螺栓头和双头螺栓内部，其中，螺栓头和双头螺栓将两法兰连在一起，图中只给出了一个；

图2为图1所给出装置组的部分剖视图。图中，装置组包括一个加热器本体，其具有一个外壳和处于外壳内的插片，另外，装置组还包括一个管衬套以及一个通过管衬套连接到外壳的加热管；

图3为沿着图2中3–3线的剖视图。图中更详细地显示了冷却管道沿着图2外壳延伸，各通道沿着图2插片延伸；

图4为图1装置组的剖视图。图中给出了螺栓头、双头螺栓以及通过此两者连接在一起的法兰对；

图5为使图1所描述的多个气体螺栓装置起作用的歧管；以及

图6为根据另一种具体实施方式而得到的气体螺栓装置中管衬套和衬套减速器的透视图。

具体实施方式

参照附图并首先参照附图1，可以看到一组气体螺栓加热装置组10。装置组包括一个气体螺栓加热装置12以及与装置相连的加热管14。

气体螺栓加热装置有一个气炬16，气炬与气体供应17连接，以便使气体燃烧。气炬有一个L型的喷射管18。喷射管连着气炬喷嘴20（从图2中可清楚地看到），如箭头22所示，热气可通过气炬喷嘴并经由喷嘴的末端开口24喷出。气炬16有一个旋转阀19，可选择性地控制通往喷射管18的气体流量。气体燃烧时，气炬可喷出火焰26，如图4所示。众所周知，气炬本身便是所属领域中较尖端的，因此此处不再对其部件和功能加以详细说明。此种实施方式中，焊炬部件由黄铜制成，但也可以是其他金属。

再回到图1中，气体螺栓加热装置12包括一个空心加热器本体28。如图2所示，加热器本体包括一个空心的圆柱形外壳30以及位于外壳内的插片32。圆柱形外壳存在相对立的两端，即首端34和末端36。

根据其中一种实施方式，气炬喷嘴20的安装位置具有一定要求，应使喷嘴末端24与外壳30的末端36相邻。气炬喷嘴20具有一个外部装置21，该装置位于加热器本体28的外面，并与外壳首端34间隔一定距离。外壳30有一个空心内槽38和一个圆柱形外壁40，两者都从外壳首端34延伸至外壳末端36。加热器本体28的外部为42，外壁40介于内槽38和外部42之间。

如管道44所示，外壳30的内部存在若干纵向延伸的冷却管道。管道通过和沿着外壳30的外壁40延伸，使外壳得以冷却。冷却管道呈环绕状，各管道之间具有一定间距。这可以从图3中清楚地看到。此种实施方式中显示了5根呈环绕状，各自具有一定间距的管道，不过不严格要求管道数量。例如，在其他实施方式中可能会有4根到6根管道。每根管道的部件及功能都大致相同。再回到图2中，正如管道44所给出的那样，每根管道都有一个与外壳30内槽38相通的入口46。此种实施方式中，管道入口邻近外壳首端34。再如管道44所示，每根管道都有一个面对加热器本体28外部42并与外部42相通的出口48。此种实施方式中，冷却管道出口邻近外壳末端36。如此，管道44便可通过邻近外壳30首端34的外壁40一直延伸至外壳末端36。

外壳30含有两个钻孔：一个是主要中心孔47，从首端34延伸至末端36，另一个是次要中心孔49，从末端36延伸至首端34。就横截面而言，孔49比孔47大。

在外壳30末端36处，有一个柱状裙部50。裙部相对于外壳其他部分呈放射状向外延伸。孔49通过裙部向外延伸。裙部50有若干个呈圆形排列的排气孔，各排气孔之间存在一定间距，并通过裙部向外延伸，使孔49和外部42相通。气炬喷嘴20的末端24与排气孔对齐且邻近排气孔，如图2所示。

插片32置于外壳30钻孔47的内部。此种实施方式中，插片往往呈圆柱形，具有外表面59和外端54，其中，外端与外壳30首端34对齐，并邻近首端。插片从外端向内端56延伸，与外端相隔一定距离。插片32的内端置于外壳 30首端34和外壳末端36之间。插片包括一条中心通道58，通道从外端54向内端56延伸。配置中心通道的目的在于连接气炬喷嘴20。此种实施方式中，中心通道58与插片32和外壳30同轴。此外，插片还包括一条环形槽60，环形槽与插片外端54相邻并间接一定距离。此种实施方式中，环形槽环绕着插片外表面59，与各冷却管道44的入口46相通并将各入口连接起来。

图1中，气体螺栓加热器12包括一个供气装置，此例中指导管61，供给空气，以冷却外壳30。气体螺栓加热组件10通过可调节的高压调节器63与一个高压供气装置85相连，空气经此流入导管61。加热器12还包括一个与导管连接的调节阀65，用以调节流经导管61的空气量。如图2所示，导管61以螺纹的方式与外壳30接近端部34、却又隔有一段距离的地方相连。导管61与环形槽60相连。这就如箭头67所示，使空气能够选择性地通过环形槽进入冷却管44。因此，外壳30是通过图1中的调节阀65选择性地被冷却。

加热器12包括一个管道出口53，与外壳30的端部34和插片32的端部54螺纹相连。插片有一个纵向凹槽55，从端部54延伸到环形槽60。凹槽55是用来连接管道出口53与环形槽60。部分经过导管61的空气通过环形槽60和凹槽55到达管道出口。管道出口53的形状是为冷却空气而设计，如箭头57所示，从环形槽60经过气炬喷嘴20的外部21对其冷却。因此，气炬喷嘴的外部也是由图1中的调节阀65选择性冷却。

插片32还有另一个环形槽62，与内端56接近但有间隔。环形槽62还延伸至插片的外表面59。

插片32具有多个向下会聚、周围留有间隔的出气口通道，如图2中的通道64。如图3所示，这里有4个排气通道，无需严格按这个数量布置。每个排气通道大体一致。图2中，每个通道（如通道64所示）都具有一个入口66，位于插片32的外表面59的附近区域。每个通道入口都与环形槽62相连。如通道64所示，每条通道都有出口68。每个通道出口都接近并延伸通过插片的内端 56。通道64以放射状从入口66向中心延伸至出口68。出气口通道64引导空气流向气炬喷嘴20的末端补给控制火焰26，如图4所示。

回到图1中，气体螺栓加热器12具有一个供气装置，如此例中供给气炬16火焰并引导其方向的导管69。气体螺栓加热器有一个低压调节器71，其处于高压调节器63与导管69之间并有效地将两者连接起来。调节器71用于调节经导管69进入加热器体28的空气量。如图2所示，导管69以螺纹的形式与外壳30连接以及环形槽62相连。因此，如箭头73所示，通过导管69的空气，经过环形槽62到达各个通道64。这些通道以向下会聚的形式将空气引向气炬喷嘴20的末端24，促进热空气燃烧，供给火焰26空气并引导其方向，如图4所示。

图2中，气体螺栓加热器12包括一个管衬套70，位于内槽38内，具体来说是外壳30的钻孔47。此处，管衬套是现成的，接近外壳的末端36，但存在间距。管衬套70同样也位于接近插片32的内端56，但与其存在间距。管衬套的形状通常为圆柱形，上方外部有螺纹72与外壳30上接近末端36、但存在间距的位置连接。管衬套70在靠近螺纹72的地方有一个圆柱形的外表面79。在此，管衬套有一个内部钻孔76和沿内部钻孔76延伸了一半的较低的内部螺纹74。部分较低的内部螺纹靠近外表面79。

此实例中，气炬喷嘴20的末端24完全通过管衬套70延伸。其中，气炬喷嘴末端位于管衬套与外壳30的末端36之间。或者，气炬喷嘴20的末端24也可以对齐或置于管衬套70内，如数字75所示的喷嘴。又或者，气炬喷嘴的末端24也可以对齐、靠近外壳30的端部36，如数字77指示的喷嘴。

加热管14有一个近螺纹端78和一个与其隔开的远心端80。加热管有一个从端78延伸至端80的外部81，和一个空心内部83。加热管14可以与管衬套70连接，从而靠近外壳30的末端36。管衬套使内部螺纹74与加热管14的螺纹端78以螺纹的形式连接。气炬喷嘴20的远端24延伸至加热管14的内部83，以靠近加热管的端78，直接对加热管加热。

气体螺栓加热组件10是用来加热螺栓、螺柱等，使它们容易松动、移除。这在螺栓、螺柱等通过紧配合连接时尤其有用。也很适合用于在螺栓、螺柱等过大的情况下。

图1和图4所示的就是此种情况。特别是图4，一对机器法兰82和84通过螺栓构件86连接在一起，此例中包括螺柱87和一个螺柱头88。法兰82有一个螺纹孔90。螺柱87有第一螺纹端92和隔有一段距离的第二螺纹端94。螺柱端92通过法兰螺纹孔90与法兰82连接。法兰84有一个孔96，螺柱87穿过。螺柱头88有一个螺纹孔97从下端98向上延伸，在此连接螺柱87的末端94。如图1所示，螺柱头88有一个六边形的部分100，靠近螺柱头的上端99，在此可连接插口使拧紧或松开图4中的螺柱头和（或）螺柱87。图4中，螺柱87和螺柱头88至少部分中空。螺栓构件86有一个开放式中心钻孔101，部分从螺柱头端99延伸至螺柱87的端92附近。螺柱、螺柱头、法兰等的零件和功能已经很熟悉了，在此不作详细描述。

运转过程中，如图1和图4所示，外壳30的端36邻近螺柱头88的端99.加热管14位于钻孔101内。插片32使气炬喷嘴20的远端24置于加热管内。火焰26也位于加热管14中，直接对加热管加热。如箭头102所示，来自插片32的内端56通过通道64的出口68向下会聚的调整气流促进了加热。如箭头104所示，热空气向下延伸，通过整个加热管14到达远端80。如箭头111所示，紧接着热空气通过加热管14的外部81和孔101之间的外围环形通道106。加热管和热空气经过通道106，对螺柱头88和螺柱87加热，使其螺纹膨胀，促进螺柱头和螺柱的拧紧和松开，便于法兰82和84的分开和连接。然后，热空气通过外壳30的防护罩50的开口排出。

图2中，如箭头67所示，如前所述，空气在运转过程中经过导管61、环形槽60进入周围隔开的冷却管44对外壳30进行冷却。部分空气也通过环形槽60、凹槽55和管道出口53，如箭头57所示，对气炬喷嘴20的外部21进行冷却。之后，空气通过导管的出口48排出。

此处所述的设备12排除了预热容器的使用，这在之前是被认为必要的。气炬喷嘴20直接延伸至加热管14内。这就使气体螺栓加热器12的使用更加安全，因为热量与加热管的接触更直接。该结构与冷却管一同，保证了外壳30保持相对的冷却，不会过热，最小化操作者使用气体螺栓加热器12不经意的接触导致烫伤的可能性。

此外，在设备12中，气炬喷嘴20的远端24直接位于加热管14中，使与之前的气体螺栓加热器相比，能使热量更好地进入加热管。向下会聚的排气通道64，延伸至插片32的内端56，面对气炬喷嘴，使图4中的空气102，进一步将热量引导至加热管14.与已知的其它气体螺栓加热器相比，加热器12更适合用于长双头螺栓的加热。该加热器使操作者能控制螺柱各个部分的加热。

与”专利980”中带锥形嘴的下圆柱插片相比，成品管衬套70的造价可能更便宜。

图5是一个多支管105，可用于一系列的气体螺栓加热器。如图1所示，类似的零件有类似的数量和作用。多支管有一个高压外壳107，有供气装置85相连。第一组导管（在这里是3个），即导管61，与外壳107相连，同样也就与供气装置85相连。导管61输送高压空气冷却对应的气体螺栓加热器，在这里，可能同时使用3个不同的加热器。多支管105还有一个低压外壳109。在这里，低压调节器71位于外壳107和109之间，并相互连接。第二组导管（在这里为3个），即导管69，可以与外壳109相连。导管69输送低压空气至对应的加热器中，对气体螺栓加热器的火焰作细微调整。

图6是一个管道插片70.1与一个插片异径管108一起根据另一种设备为气体螺栓加热器12.1配置。类似的零件具有类似的数量和作用，如图1-图4中增加了“.1”的设备。气体螺栓加热器12.1与图1-图4中的气体螺栓加热器12大体上一样，除了它还包括插片异径管108。图6中只有加热器12.1的管衬套70.1和插片异径管108。插片异径管有外螺纹110，供选择性地与管衬套70.1 的内螺纹74.1连接。插片异径管108有一个位于中心的螺纹孔112，用于连接比图1-图4中的加热管14小的加热管。插片异径管的大小，包括孔112的大小都不一定。加热器12.1可能包括一系列的插片异径管，与一些外径大小各异的加热管相连。这将进一步加速加热器12.1对松开和（或）拧紧各种大小的螺柱头和螺柱的作用。

除了在这里提到的发明外，其它变种发明也是值得鼓励的。同时要说明的是，专业人员应该意识到，以上提供的细节都只是举例说明，并不对创造造成约束，创造的约束要素如下。

Claims (12)

1.一种气体螺栓加热装置，用于连接加热管和加热具有钻孔的螺栓构件及安置于该钻孔内的加热管，该加热装置包括：

一个气炬，其喷嘴能通过热气，并且气炬能喷出火焰，且喷嘴具有一末端；

一个空心圆柱的外壳，其具有两个相互对立的末端、从首端延伸至末端的内壁和外壁以及多个环向隔开的冷却管，其沿着所述的外壁及其内部从外壳首端延伸至外壳的末端，外壳有若干个呈圆形排列的排气孔，各排气孔之间存在一定间距；

一个位于外壳内部的插片，该插片具有一个中心通道，从外壳的首端延展至末端，用于容纳所述的气炬喷嘴，该插片还具有一个处于外壳首端和末端之间的内端，以及多个环向相隔、向下汇聚的出气口通道，其穿过所述的插片内端，上述向下汇聚的出气口通道用于引导空气通过所述的气炬喷嘴，为火焰供给空气并引导其方向；以及

与外壳螺纹连接的管衬套，所述管衬套靠近插片的内端，并与加热管相连，气炬喷嘴延伸至管衬套内，固定在外壳末端的附近区域，以延伸入加热管内，直接加热加热管，喷嘴的末端靠近所述外壳末端，并与螺栓构件相间隔。

2.根据权利要求1所述的气体螺栓加热装置，其中外壳具有一个内壁、一个外壁和处于所述内壁和外壁间的外壁，以及沿着所述外壳及其内部延伸的多个冷却管，冷却管周围彼此分隔，每个冷却管具有一个连接外壳内壁的入口，其位于外壳首端附近；每个冷却管还具有一个连接外壳外壁的出口，其与外壳末端彼此隔开。

3.根据权利要求2所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：还包括一个冷却外壳的供气装置，冷却外壳的供气装置与上述的冷却管相连，让气流穿过冷却管，冷却外壳。

4.根据权利要求1所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：其中气炬喷嘴能喷出火焰，所述插片具有外表面和外端，及一个穿过所述外端的出气口通道，该出气口通道用于引导空气通过上述的气炬喷嘴，为火焰供给空气并引导其方向。

5.根据权利要求4所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：其中外壳具有一个外壁，并且气体螺栓加热装置还包括一个供给并引导气炬火焰方向的供气装置，供给并引导火焰的供气装置与上述的外壁相连，其同样与上述的出气口通道相连，因此可将空气引向气炬喷嘴，促进热气燃烧。

6.根据权利要求1所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：所述管衬套与加热管螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：其中气炬喷嘴具有一个末端，其与管衬套平行，并固定在管衬套内。

8.根据权利要求6所述的气体螺栓加热装置，其中气炬喷嘴具有一个末端，其固定在管衬套和外壳末端之间。

9.根据权利要求4所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：所述管衬套与加热管螺纹连接，插片内端与所述的管衬套彼此隔离，但间隔距离很近。

10.根据权利要求6所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：其中管衬套具有连接加热器的外螺纹以及具有内螺纹，并且气体螺栓加热装置还包括多个衬套，每个衬套具有外螺纹，用于选择性地连接管衬套内螺纹，每个衬套异径管的中心位置也具有直径不同的钻孔，因此可用于连接多种不同尺寸的加热管。

11.根据权利要求1所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：其中外壳具有外壁及在所述的外壁上延伸的冷却管，该冷却管具有一个临近外壳首端的入口和一个与外壳末端隔开的出口，其中气炬喷嘴具有一个末端，其位于冷却管出口和外壳末端之间。

12.根据权利要求1所述的气体螺栓加热装置，其特征在于：其中外壳具有外壁及沿所述的外壁延伸的冷却管，该冷却管具有一个临近外壳首端的入口和一个与外壳末端隔开的出口，其中气炬喷嘴具有一个末端，其与冷却管出口平行，并固定在冷却管出口附近。