CN110418576B - 用于丝网加热器的改进的电能传递系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丝网加热器，包括：丝网元件，其具有包括非接触区域和接触区域的表面区域；主导体，其具有中空部和接触表面；以及副导体，其配置为向外扩展。接触区域接触该接触表面以在丝网元件和主导体之间提供电连接，并且主导体围绕副导体设置并且在副导体扩展时固定到副导体。

Description

用于丝网加热器的改进的电能传递系统
技术领域
本公开教导了一种丝网能量传递系统，其能够对丝网进行不间断或长期的连续加热，以用于高速加热应用。特别地，该系统包括主导体，该主导体包括丝网收紧装置，使得连接到丝网加热器并且围绕主导体设置的副导体允许将电能有效地传递到电极并且从那里传递到丝网加热器。
背景技术
需要与丝网的牢固且稳定的电连接，以在辐射炉中提供均匀的加热。在没有限制的情况下，稳定或均匀的电连接可以延长丝网加热元件的寿命。当与元件的电连接不均匀时，例如当丝网元件保持器和丝网元件之间的接触压力不均匀时，则电流趋于穿过或集中在接触压力更好的接触区域。这样，接触压力的集中区域变得比丝网元件或丝网元件保持器的剩余区域更热，并且产生了失效点。使用既在高温下具有强度但又具有导电性的材料在合理的价格点上难以实现匹配。许多这样的材料(例如铝)也在低于丝网元件的工作温度下熔化。
丝网加热元件的张紧也比单根金属丝的张紧更困难，因为如果加热不均匀或者网取向使得网产生更大扩展的区域，则元件的扩展和收缩可以变化。网的高速率循环进一步增加了网不均匀张紧的网失效的可能性。在加热或烹饪室中使用翘曲元件会导致物品的不均匀加热或烹饪。
在现有技术中，更换丝网加热元件是困难的，然而许多商售烤箱需要它。在现场(例如在可能发现缺乏必要训练的餐馆)常常很难实现使用收紧到精确扭矩值的紧固件。
发明内容
本教导提供了加热系统和方法的实施例及其特征，其提供了各种益处。该系统可以采用多个电极、系统、操作等来促进安全、有效且高效地使用本文公开的装置和方法。
本教导公开了一种丝网加热器，包括：丝网具有包括非接触区域和接触区域的表面区域的丝网元件；具有中空部和接触表面的主导体；以及配置为向外扩展的副导体。接触区域接触该接触表面以在丝网元件和主导体之间提供电连接，并且主导体围绕副导体设置并且在副导体扩展时固定到副导体。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
附图用于提供对本发明的进一步理解，其并入且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1A是根据各种实施例的包括丝网元件和主导体的未组装的丝网加热器的等轴视图。
图1B是根据各种实施例的包括丝网元件和主导体的组装的丝网加热器的等轴视图。
图1C是根据各种实施例的丝网元件和主导体的等轴视图。
图2A是根据各种实施例的副导体的等轴视图。
图2B是根据各种实施例的副导体的等轴视图。
图3A是根据各种实施例的包括主导体和副导体的丝网加热器组件的局部等轴视图。
图3B是根据各种实施例的包括主导体和副导体的丝网加热器组件的局部等轴视图。
图4是根据各种实施例的丝网加热器组件的俯视图。
在整个附图和详细描述中，除非另外描述，否则相同的附图标记将被理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便，可夸大这些元件的相对尺寸和描绘。
具体实施方式
本教导公开了将电能有效地传递到丝网加热元件。在示例性实施例中，该传递均匀地分布在丝网的宽度或长度上。这可以减少在丝网中引起的应力，并减少在电能传递期间产生的热量。本教导可以均匀地分配在电能传递期间产生的任何热量。通过减少加热和/或更均匀地分布热量，可以增加丝网加热器的平均失效间隔时间。
本教导公开了一种能够在高温下半连续或连续操作的加热元件系统。本教导还公开了在使用期间丝网加热元件的恒定张紧，使得元件整体保持平坦。本发明还公开了一种丝网加热元件，其能够以半连续或连续模式在加热腔中操作并且可以容易地更换。
在示例性实施例中，丝网加热组件可以包括直接附接到丝网加热元件的主导体，以及用于固定主导体的副导体或保持器，电流可通过该主导体流动。在一些实施例中，主导体可以包括主传导杆或电极。
根据各种实施例，主导体可以是连续的或完全或部分分段的。主导体可以接触一定长度的丝网元件。
副导体可以在操作中张紧、拉伸或保持拉紧丝网加热元件。在一些实施例中，副导体可以在操作中为丝网加热元件提供可调节的张力。副导体可以包括多个张力点、隔热罩保护装置和闩锁等，以便于夹持和释放主导体。
在示例性实施例中，柔性或可移动电连接可以将电能源连接到主导体。柔性或可移动的电连接可以包括附接到副导体的绞合线或伸缩式嵌套管。
图1A是根据各种实施例的包括丝网元件和主导体的未组装的丝网加热器的等轴视图。未组装的丝网加热器100'可以包括丝网元件102和主导体104。丝网元件102可以具有例如沿X轴的长度LM。丝网元件102可以具有例如沿Y轴的宽度WM。在沿X轴和Y轴施加力或张力之后，丝网元件102可以是平面的。丝网元件102的表面可以分成接触区域106和非接触区域108。非接触区域108可以包括丝网元件102的大部分表面。接触区域106可以通过假想轴线110与非接触区域108分开。非接触区域108可以具有的宽度WNC小于丝网元件102的宽度WM。非接触区域108可以与接触区域106相邻。在一些实施例中，非接触区域108可以被两个接触区域106围绕。主导体104可以具有长度LPC和宽度WPC。
图1B是根据各种实施例的包括丝网元件和主导体的组装的丝网加热器的等轴视图。组装的丝网加热器100可以包括丝网元件102和主导体104。
在一些实施例中，主导体104可以可选地包括如图1A所示的狭缝112。狭缝112可以沿着整个WPC或其一部分延伸。狭缝112可以沿着整个LPC或其一部分延伸。在一些实施例中，长度LPC可以大于或等于长度LM。在组装的丝网加热器100的一些实施例中，图1A的接触区域106可以沿假想轴线110固定在狭缝112中。丝网加热器100在狭缝112中的固定可以用压力机结合。在一些实施例中，组装的丝网加热器100通过组装图1A的未组装的丝网加热器100'形成。
在示例性实施例中，主导体104可以不包括狭缝112。可以沿着假想轴线110将图1A的接触区域106固定到主导体104。可以通过钎焊、型锻或焊接将丝网元件102的接触区域106固定到主导体104。在一些实施例中，组装的丝网加热器100通过组装图1A的未组装的丝网加热器100'形成。
在示例性实施例中，主导体104可以不包括狭缝112，并且丝网元件102的接触区域106可以通过诸如夹具、螺钉或卷边之类的机械方式固定到主导体104。在一些实施例中，主导体104在其上形成/挤压有卷曲。
图1C是根据各种实施例的丝网元件和主导体的等轴视图。
如图1C所示，在一些实施例中，主导体104可以是中空的，或者换句话说，是由金属制成的套管。套管104可以由金属板形成。用于套管104的金属板可以形成为圆柱形。当主导体104是套管时，副导体(未示出)可以设置在主导体104的中空部122内。可以对副导体进行电连接以激励丝网元件102。副导体的至少一部分可以能够扩展其外周边，使得副导体的至少一部分与围绕副导体设置的主导体104形成良好的电接触。
图2A是根据各种实施例的副导体的等轴视图。
副导体200可以包括与第二块204相对设置的第一块202、紧固杆208和螺母(未示出)，第二块204包括偏置表面210。在一些实施例中，第一块202可以包括与偏置表面210互补的偏置表面209。第一块202和第二块204可以在其中包括通孔206。通孔206的半径可以大于紧固杆208的半径。在拧紧紧固杆208时，第一块202和第二块204可以沿着偏置表面210向外推动或扩展。
图2B是根据各种实施例的副导体的等轴视图。
副导体200'可以包括与第二块204'相对设置的第一块202'、紧固杆208'和螺母(未示出)，第二块204'包括偏置表面210'。第一块202'和第二块204'可以在其中包括通孔206'。在一些实施例中，第一块202'可以包括与偏置表面210'互补的偏置表面209'。通孔206'的半径可以大于紧固杆208'的半径。在拧紧紧固杆208'时，第一块202'和第二块204'可以沿偏置表面210'向外推动或扩展。
图3A是根据各种实施例的包括主导体和副导体的丝网加热器组件的局部等轴视图。
丝网加热器组件300可以包括主导体310和副导体、紧固杆308、通孔306、螺母312和丝网加热器组件支撑件314。丝网元件(未示出)可以固定到主导体310。副导体可以形成有第一块302和第二块308。在一些实施例中，可以使用两个以上的块来形成副导体。螺母312可以是适于手动拧紧的螺母。螺母312可以包括滚花旋钮。
图3B是根据各种实施例的包括主导体和副导体的丝网加热器组件的局部等轴视图。
丝网加热器组件300'可以包括主导体310'、副导体、紧固杆308'、通孔306'、螺母312'和丝网加热器组件支撑件314'。丝网元件(未示出)固定到主导体310'。副导体可以形成有第一块302'和第二块308'。在一些实施例中，可以使用两个以上的块来形成副导体。螺母312'可以是适于手动拧紧的螺母。螺母312'可以包括滚花旋钮。
在示例性实施例中，副导体可以形成为套筒杆，其包括设置在其中的紧固杆和螺母。
在示例性实施例中，丝网加热器组件可以包括副导体，其包括紧固杆和固定保持的副导体，该副导体可以包括或不包括紧固杆。
在示例性实施例中，电力电缆可以连接到紧固杆或连接在副导体上的紧固杆以外的位置。在示例性实施例中，电连接可以沿着副导体的长度在每个块部分处发生。在一些实施例中，当两个以上的块用于副导体时，可以将电功率带到中央块。
在示例性实施例中，主导体可以具有固定到主导体的两个网。这两个网可以固定在主导体的相对侧上，例如一个网加热导体组件上方(或左侧)的腔，一个网加热导体组件下方(或右侧)的腔。在一些实施例中，隔热罩可以设置在网之间。
图4是根据各种实施例的丝网加热器组件的俯视图。
丝网加热器组件400可以包括主导体410、紧固杆(未示出)、通孔(未示出)、螺母412和通过焊接420固定到主导体410的丝网加热器418。丝网元件418固定到主导体410。螺母412可以是适于手动拧紧的螺母。螺母412可以包括滚花旋钮。在一些实施例中，丝网加热器组件400可以包括隔热罩422。
在一些实施例中，包括两个紧固杆的两个副导体可用于形成丝网加热器组件。固定到丝网元件的相对边缘的两个主导体可以设置在两个副导体上。在一些实施例中，两个紧固杆可以是相反的螺纹，即第一紧固杆可以顺时针旋进，而第二紧固杆可以逆时针旋进。
在安装之后，当丝网加热器组件设置在丝网加热器中时，拧紧螺母可以增加丝网元件的张力以使其保持拉紧并消除丝网元件中的热点。
尽管图4示出了丝网元件设置在套管/主导体的顶部，但丝网元件可以设置在套管/主导体上的任何位置。
在一些实施例中，主导体或副导体可以包括指示器，以指示通过旋转收紧螺母已施加适当的张力。在一些实施例中，丝网加热器可以包括指示器，以指示通过旋转收紧螺母已施加适当的张力。
当副导体扩展以紧固使得副导体围绕主导体紧固时，如果套管/主导体转动，则丝网元件可以在套管/主导体上自身重叠。应避免重叠以防止形成导致不均匀加热的“热点”。
在一些实施例中，紧固杆可以由钨或钢形成。在一些实施例中，导电块(副)可以由铜或铝(通常镀镍)形成。在示例性实施例中，导电块可以由标准铝棒形成。在一些实施例中，丝网元件固定到的套管/主导体可以由304不锈钢形成。
此外，丝网加热器组件还可包括直流(DC)电源；和编织电缆，用于将所述直流电源与所述副导体电连接。丝网加热器还可包括用于固定所述副导体的底盘。丝网加热器还可包括设置在所述主导体和所述副导体之间的拉伸弹簧。主导体还可包括涂覆有耐热合金的套管。丝网元件的非接触区域可包括边缘区域，所述边缘区域相对于所述丝网元件的非接触区域的非边缘区域成角度。主导体可包括由电绝缘体覆盖的非接触表面。主导体可包括由电绝缘体覆盖的非接触表面。所述电绝缘体可具有至少0.03英寸的厚度，并且所述电绝缘体包括绝缘涂料或陶瓷涂层。副导体可包括涂覆有耐热合金的金属杆。接触区域沿着所述丝网元件长度的至少50％设置。
这里给出的示例旨在说明潜在和具体的实施方式。可以理解，这些示例主要是为了本领域技术人员的说明目的。这里描绘的图是作为示例提供的。在不脱离本发明的精神的情况下，可以对这些图或本文描述的操作进行变化。例如，在某些情况下，可以以不同的顺序执行方法步骤或操作，或者可以添加、删除或修改操作。

Claims (18)

1.一种丝网加热器，包括：
丝网元件，其具有包括非接触区域和接触区域的表面区域；
主导体，其具有中空部和接触表面；以及
副导体，其配置为向外扩展，
其中，所述接触区域接触该接触表面，以在所述丝网元件和所述主导体之间提供电连接，并且所述主导体围绕所述副导体设置并且当所述副导体向外扩展时固定到所述副导体；
其中，所述副导体包括空隙，紧固杆设置在所述空隙中，并且所述副导体通过用螺母拧紧所述紧固杆而向外扩展。
2.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述丝网元件的接触区域焊接到所述主导体。
3.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述副导体包括空隙和具有互补偏置表面的多个块，紧固杆设置在所述空隙中，并且所述副导体通过用螺母拧紧所述紧固杆而向外扩展。
4.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述副导体包括套筒杆，其包括紧固杆和设置在所述紧固杆上的螺母，并且所述副导体通过用所述螺母拧紧所述紧固杆而向外扩展。
5.根据权利要求1所述的丝网加热器，还包括：
加热腔，其包括由所述丝网元件的非接触表面限定的第一表面；和
隔热罩，其设置在所述加热腔中，
其中，所述隔热罩设置在所述主导体附近，以反射由远离所述主导体的非接触表面产生的大部分热辐射。
6.根据权利要求1所述的丝网加热器，还包括：
直流(DC)电源；和
编织电缆，用于将所述直流电源与所述副导体电连接。
7.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述副导体是部分分段的。
8.根据权利要求1所述的丝网加热器，还包括：
用于固定所述副导体的底盘。
9.根据权利要求8所述的丝网加热器，还包括：
直流(DC)电源；和
编织电缆，用于将所述直流电源与所述副导体电连接，以将所述直流电源与所述主导体电连接。
10.根据权利要求8所述的丝网加热器，还包括：
加热腔，其包括由所述丝网元件的非接触表面限定的第一表面；和
隔热罩，其设置在所述加热腔中，
其中，所述隔热罩设置在所述主导体附近，以反射由远离所述主导体的非接触表面产生的大部分热辐射。
11.根据权利要求8所述的丝网加热器，还包括，设置在所述主导体和所述副导体之间的拉伸弹簧。
12.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述主导体是部分分段的。
13.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述主导体包括涂覆有耐热合金的套管。
14.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述丝网元件的非接触区域包括边缘区域，所述边缘区域相对于所述丝网元件的非接触区域的非边缘区域成角度。
15.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述主导体包括由电绝缘体覆盖的非接触表面。
16.根据权利要求15所述的丝网加热器，其中，所述电绝缘体具有至少0.03英寸的厚度，并且所述电绝缘体包括绝缘涂料或陶瓷涂层。
17.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述副导体包括涂覆有耐热合金的金属杆。
18.根据权利要求1所述的丝网加热器，其中，所述接触区域沿着所述丝网元件长度的至少50％设置。
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