CN111761260B - 一种用于球状壳体的加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种用于球状壳体的加热装置，该加热装置包括内加热器，用于从内部对球状壳体上的环形焊缝进行加热；外加热器，用于从外部对球状壳体上的环形焊缝进行加热；绝缘防护组件，其包括第一电极、第一连接线、第二连接线、支撑件和第一绝缘法兰；内加热器和外加热器均采用模块化设计，多个内加热模块之间相互拼接形成与环形焊缝外内表面相适应的且上下开口的内圆筒，多个外加热模块之间相互拼接形成与所述环形焊缝外表面相适应的且上下开口的外圆筒。本发明提供的加热装置，能够从球状壳体的内部、外部同时对环形焊缝进行加热升温，避免了在对球状壳体进行焊接时，因球状壳体厚度较大而产生较大温度梯度，影响焊接质量的问题。

Description

一种用于球状壳体的加热装置

技术领域

本发明涉及工业设备技术领域领域，更具体地，涉及一种用于球状壳体的加热装置。

背景技术

高压球状壳体通常为两个半球通过环形焊缝焊接成型，因为高压球状壳体的结构承载需要，需使用大厚度高强度的特种材料，譬如Ti80等。

对于大厚度高强度的壳体进行焊接时，通常需要对壳体进行预热，以避免造成壳体内外壁冷热不均匀而产生裂纹，从而影响结构强度。传统的预热方式采用气焊枪、加热炉、感应加热、红外线辐射加热等，但以上方式适用于厚度比较薄、整体尺寸比较小的工件。因此，若采用传统的方式对于较大型压力球状壳体环形焊缝预热存在以下问题：

1)易造成内外壁冷热不均匀而产生裂纹，从而影响结构强度；

2)壳体外形不易固定，厚度较大从而易产生较大温度梯度，从而引起热应力、凝固收缩力和组织应力导致焊接变形、裂纹；

3)壳体内部线缆易因旋转缠绕出现放电击穿等问题。

针对上述现象，亟需一种适用于大厚度高强度的球状壳体的加热装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于球状壳体的加热装置。本发明提供的加热装置，能够从球状壳体的内部、外部同时对环形焊缝进行加热升温，避免了在对球状壳体进行焊接时，因球状壳体厚度较大而产生较大温度梯度，影响焊接质量的问题。此外，通过绝缘防护组件的设置，也可有效避免因壳体内部线缆旋转缠绕出现放电击穿的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于球状壳体的加热装置，包括：

内加热器，用于从内部对球状壳体上的环形焊缝进行加热，其包括多个能够从球状壳体的第一开口进入球状壳体内的内加热模块，多个内加热模块之间相互可拆卸拼接形成与所述环形焊缝外内表面相适应的且上下开口的内圆筒，所述内圆筒的外周表面形成有与电源柜电连接的内加热带环；

外加热器，用于从外部对球状壳体上的环形焊缝进行加热，其包括多个外加热模块，多个所述外加热模块之间相互可拆卸拼接形成与所述环形焊缝外表面相适应的且上下开口的外圆筒；所述外圆筒上开设有用于电子束进入对环形焊缝进行焊接的焊接孔，所述外圆筒的内周表面形成有与电源柜电连接的外加热带环；

绝缘防护组件，其包括第一电极、第一连接线、第二连接线、支撑件和第一绝缘法兰，所述第一绝缘法兰通过所述支撑件可拆卸固定安装在球状壳体的第二开口处的外侧，所述第一电极的一端穿过所述第一绝缘法兰通过位于球状壳体内部的第一连接线与所述内加热带环连通，所述第一电极的另一端通过位于球状壳体外部的第二连接线与电源柜连通；所述第一连接线外套设有耐高温绝缘套管；

每个所述内加热模块包括内加热带、内加热带支撑和内隔热块，多个所述内隔热块之间相互可拆卸拼接形成内圆筒的框架，所述内加热带通过所述内加热带支撑周向悬空固定在内圆筒的框架的外表面，相邻两个内加热模块上的内加热带之间依次通过内连接带连接固定形成所述内加热带环，至少一个所述内加热模块上设有与所述第一连接线连通的内电极，所述内电极与所述内加热带环连通；

每个所述外加热模块包括外加热带、外加热带支撑和外隔热块，多个所述外隔热块之间相互可拆卸拼接形成所述外圆筒的框架，所述外加热带通过所述外加热带支撑周向悬空固定在所述外圆筒的框架的内表面，相邻两个外加热模块上的外加热带之间依次通过外连接带连接固定形成所述外加热带环，至少一个所述外加热模块上设有与电源柜连通的外电极，所述外电极与所述外加热带环连通。

优选的，所述内圆筒的外侧的上下两端形成有朝外的内环状凸缘；所述外圆筒内侧的上下两端形成有朝内的外环状凸缘。

优选的，所述内环状凸缘朝向所述内加热带的一侧设有至少一层内隔热垫；所述外环状凸缘朝向所述外加热带的一侧设有至少一层外隔热垫。

优选的，部分内隔热块之间设有连接块，所述内隔热块和所述连接块均包括由内向外相互贴合的第一内隔热板、第一中间隔热板和第一外隔热板；所述第一内隔热板的左右两侧形成有第一连接部，所述第一连接部上开设有螺栓孔，相邻两个所述第一内隔热板依次通过螺栓连接固定形成内圆筒的框架的内侧壁；相邻两个所述第一中间隔热板依次相互抵接形成内圆筒的框架的中间夹层；相邻两个所述第一外隔热板相互抵接形成内圆筒的框架的外侧壁；

所述外隔热块包括由内向外相互贴合的第二内隔热板、第二中间隔热板和第二外隔热板，所述第二外隔热板的左右两侧形成有第二连接部，所述第二连接部上开设有螺栓孔，相邻两个所述第二外隔热板之间依次通过螺栓连接固定形成外圆筒的框架的外侧壁；相邻两个所述第二中间隔热板依次相互抵接形成外圆筒的框架的中间夹层；相邻两个所述第二内隔热板之间依次相互抵接形成外圆筒的框架的内侧壁。

优选的，所述内圆筒由内上圆筒和内下圆筒上下叠加组成，所述第一内隔热板上形成有用于将内上圆筒和内下圆筒连接固定的第三连接部，所述第三连接部上开设有螺栓孔。

优选的，所述第一外隔热板由至少一层钼隔热层和至少一层不锈钢隔热层组成；所述第一外隔热板上的钼隔热层位于内圆筒的最外侧，所述第一中间隔热板和所述第一内隔热板均为不锈钢层；

所述第二内隔热板由至少一层钼隔热层和至少一层不锈钢隔热层组成，所述第二内隔热板上的钼隔热层位于外圆筒的最内侧，所述第二中间隔热板和所述第二外隔热板均为不锈钢材质。

优选的，所述内加热器还包括连接在所述内圆筒底部的内加热器支撑，所述内加热器支撑由多块支撑块拼接为一个整环；所述外加热器还包括设置在所述外圆筒的下端能够将所述外圆筒周向固定的加强环，所述加强环上周向设置有多个L型加强板；所述外圆筒的底部还可拆卸连接有用于支撑所述外圆筒的外加热器支撑。

优选的，所述支撑件包括设置在所述第二开口外侧的上支架和设置在所述第二开口内侧的下支架，所述上支架和所述下支架通过双头螺杆连接固定形成所述支撑件；所述支撑件为一对，分别固定在所述第一绝缘法兰底部的两端；所述双头螺杆的一端穿过下支架通过螺栓定位，另一端依次穿过上支架和第一绝缘法兰并通过螺栓定位，将所述第一绝缘法兰和所述支撑件连接固定。

优选的，还包括温度测量组件，所述温度测量组件包括多支对应相互连接的第一热电偶和第二热电偶，每个所述第一热电偶的一端连接温度记录仪，另一端与第二热电偶依次对应连接且固定在放置球状壳体的真空室内；每支所述第二热电偶的另一端为测量端，多个所述测量端布设在球状壳体环形焊缝的内表面和外表面；所述第一热电偶和所述第二热电偶均为软线型热电偶。

本发明的有益效果为：

1)通过模块化设计内加热器，根据球状壳体的开口宽度尺寸设计内加热模块尺寸，从而保障了各内加热模块能够从球状壳体上开口孔进出，且能够在球状壳体内部拼接组装成与球状壳体环形焊缝内表面相对应的内圆筒结构，可使得在欲对大厚度球状壳体进行焊接时，通过内加热带环在球状壳体内部对其进行预热，可有效避免因内部预热不均匀导致球状壳体变形的问题；

2)通过模块化设计外加热器，能够相互拼接形成与环形焊缝相适应的外圆筒，在外圆筒内部设有外加热带环，可使得在欲对大厚度球状壳体进行焊接时，通过外加热带环在球状壳体外部对环形焊缝进行同步加热，使得焊接区域温度场更加均匀化，减小了温度梯度，有效避免了焊接时出现变形和裂纹，提高了焊接质量；

3)通过将连接内加热器的连接线分离为第一连接线和第二连接线，并在其分离处设置第一绝缘法兰，通过支撑件将第一绝缘法兰固定，并在第一连接线外套设有耐高温绝缘套管，当球状壳体旋转时，可使得球状壳体外的第二连接线绞在一起，线的牵扯力会作用在第一绝缘法兰上，而不会引动内加热器，避免了在热态下真空大电流真空放电击穿的问题，同时也不会影响内加热器的加热效果，实用性强；

4)在球状壳体的内外还布设有多个温度测量点，可全方位的判断球状壳体的在焊接过程中的实时温度，从而通过控制调节升温工艺，以保障球状壳体上各点温度的均匀性，保障焊接质量；且热电偶均采用软线型热电偶，不影响球状壳体的旋转，可实现旋转动态测量。

附图说明

图1是本发明内加热器的安装结构示意图；

图2是本发明外加热器的安装结构示意图；

图3是本发明内加热器的结构示意图；

图4是内加热模块的侧面结构示意图；

图5是内加热模块的后视结构示意图；

图6是内加热器在球状壳体内部时的俯视示意图；

图7是图1中A处的放大结构示意图；

图8是内加热器支撑的结构示意图；

图9是外加热器的结构示意图；

图10是外加热器的侧面结构示意图；

图11是图9中沿A-A的剖视结构示意图；

图12是图11中A处的放大结构示意图；

图13是绝缘防护组件在第二开口处的结构示意图；

图14是温度测量组件的连接结构示意图；

图15是固定组件和第一热电偶的结构示意图。

附图标记说明：

1、内加热器；11、内加热模块；111、内加热带；112、内加热带支撑；113、内隔热块；1131、第一内隔热板；1132、第一中间隔热板；1133、第一外隔热板；1134、第一连接部；1135、第三连接部；114、内电极；12、连接块；13、内连接带；14、内加热带环；15、内环状凸缘；16、内隔热垫；17、内加热器支撑；

2、外加热器；21、外加热模块；211、外加热带；212、外加热带支撑；213、外隔热块；2131、第二内隔热板；2132、第二中间隔热板；2133、第二外隔热板；2134、第二连接部；214、外电极；22、外环状凸缘；23、外隔热垫；24、外加热带环；25、加强环；26、L型加强板；27、外加热器支撑；271、上安装板；272、下安装板；28、焊接孔；

3、绝缘防护组件；31、第一连接线；32、第二连接线；33、支撑件；331、上支架；332、下支架；333、双头螺杆；334、卡块；34、第一绝缘法兰；35、第一电极；36、第二电极；

41、温度测量组件；411、第一热电偶；412、第二热电偶；413、内插座；414、外插头；42、固定组件；421、密封管；422、密封法兰；423、第二绝缘法兰；424、热电偶密封安装法兰；425、锁紧螺母；

5、球状壳体；51、第一开口；52、第二开口；53、第三开口；

6、真空室；7、电源柜；8、安装平台。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参考图1至图13所示，一种用于球状壳体的加热装置，包括：

内加热器1，用于从内部对球状壳体5上的环形焊缝进行加热，其包括多个能够从球状壳体5的第一开口51进入球状壳体5内的内加热模块11，多个内加热模块11之间相互可拆卸拼接形成与所述环形焊缝外内表面相适应的且上下开口的内圆筒，所述内圆筒的外周表面形成有与电源柜7电连接的内加热带环14；每个所述内加热模块11包括内加热带111、内加热带支撑112和内隔热块113，多个所述内隔热块113之间相互可拆卸拼接形成内圆筒的框架，所述内加热带111通过所述内加热带支撑112周向悬空固定在内圆筒的框架的外表面，相邻两个内加热模块11上的内加热带111之间依次通过内连接带13连接固定形成内加热带环14，至少一个所述内加热模块11上设有与第一连接线31连通的内电极114，所述内电极114与所述内加热带环14连通；

外加热器2，用于从外部对球状壳体5上的环形焊缝进行加热，其包括多个外加热模块21，多个所述外加热模块21之间相互可拆卸拼接形成与所述环形焊缝外表面相适应的且上下开口的外圆筒；所述外圆筒上开设有用于电子束进入对环形焊缝进行焊接的焊接孔28，所述外圆筒的内周表面形成有与电源柜7电连接的外加热带环24；每个所述外加热模块21包括外加热带211、外加热带支撑212和外隔热块213，多个所述外隔热块213之间相互可拆卸拼接形成所述外圆筒的框架，所述外加热带211通过所述外加热带支撑212周向悬空固定在所述外圆筒的框架的内表面，相邻两个外加热模块21上的外加热带211之间依次通过外连接带(图未示出)连接固定形成外加热带环24，至少一个所述外加热模块21上设有与电源柜7连通的外电极214，所述外电极214与所述外加热带环24连通；

绝缘防护组件3，其包括第一电极35、第一连接线31、第二连接线32、支撑件33和第一绝缘法兰34，所述第一绝缘法兰34通过所述支撑件33可拆卸固定安装在球状壳体5的第二开口52处的外侧，所述第一电极35的一端穿过所述第一绝缘法兰34通过位于球状壳体5内部的第一连接线31与所述内加热器1的内电极114连通，所述第一电极35的另一端通过位于球状壳体5外部的第二连接线32与电源柜7连通；从而使得内加热带环14通过第一连接线31和第二连接线32与电源柜7连通，所述第一连接线31外套设有耐高温绝缘套管。

结合图3至图7所示，本实施例中，为便于内加热模块11之间的相互连接，部分内隔热块113之间还设有连接块12，所述内隔热块113和所述连接块12均包括由内向外相互贴合的第一内隔热板1131、第一中间隔热板1132和第一外隔热板1133，所述第一内隔热板1131的左右两侧形成有第一连接部1134，所述第一连接部1134上开设有螺栓孔，相邻两个所述第一内隔热板1131依次通过螺栓连接固定形成内圆筒的框架的内侧壁；相邻两个所述第一中间隔热板1132依次相互抵接形成内圆筒的框架的中间夹层；相邻两个所述第一外隔热板1133相互抵接形成框架的外侧壁，所述第一外隔热板1133由一层钼隔热层和四层不锈钢隔热层组成；所述第一外隔热板1133上的钼隔热层位于内圆筒的最外侧，更耐高温，所述第一中间隔热板1132和所述第一内隔热板1131均为不锈钢层。本实施例中，内加热带支撑112的一端与所述内加热带111连接，且该连接端与内加热带111绝缘，以避免内加热带111上的电流传输至内隔热块113上，可在内加热带支撑112与内加热带111连接的一端上设置陶瓷隔垫，或者直接采用绝缘材质制作内加热带支撑112均可，内加热带支撑112另一端依次穿过第一外隔热板1133、第一中间隔热板1132和第一内隔热板1131，然后通过螺栓固定，使得内加热带111与内隔热块113之间具有一定距离，同时也将第一内隔热板1131、第一中间隔热板1132和第一外隔热板1133连接固定在一起，内加热带111的背部绝缘，可增强热辐射面积，提高内部加热效果，同时可增加支撑强度。可以理解的，内电极114与内隔热块113之间同样是相互绝缘的。

结合图9至图12所示，本实施例中，所述外隔热块213同样包括由内向外相互贴合的第二内隔热板2131、第二中间隔热板2132和第二外隔热板2133，所述第二外隔热板2133的左右两侧形成有第二连接部2134，所述第二连接部2134上开设有螺栓孔，相邻两个所述第二外隔热板2133之间依次通过螺栓连接固定形成外圆筒的框架的外侧壁；相邻两个所述第二中间隔热板2132依次相互抵接形成外圆筒的框架的中间夹层；相邻两个所述第二内隔热板2131之间依次相互抵接形成外圆筒的框架的内侧壁；所述第二内隔热板2131同样由1层钼隔热层和4层不锈钢隔热层组成，所述第二内隔热板2131上的钼隔热层位于所述外圆筒的最内侧，所述第二中间隔热板2132和所述第二外隔热板2133均为不锈钢材质，外加热带支撑212的一端与外加热带211连接，且该连接端相互绝缘，如在外加热带支撑212上设置陶瓷隔垫，或者直接采用绝缘材质制作外加热带支撑212均可，外加热带支撑212的另一端依次穿过第二内隔热板2131、第二中间隔热板2132和第二外隔热板2133，然后通过螺栓固定，使得外加热带211与外隔热块213之间具有一定距离，同时也将第二内隔热板2131、第二中间隔热板2132和第二外隔热板2133连接固定在一起，外加热带211的背部绝缘，可增强热辐射面积，提高加热效果，同时可增加支撑强度。可以理解的，外电极214与外隔热块213之间同样是相互绝缘的。

本实施例中，所述内加热器1分为上下两层，每层均由6个内加热模块11和4个连接块12组装形成，即所述内圆筒是由内上圆筒和内下圆筒上下叠加组成的，所述第一内隔热板1131的上下两端形成有用于将内上圆筒和内下圆筒连接固定的第三连接部1135，所述第三连接部1135上同样开设有螺栓孔，通过螺栓和螺栓孔依次将上下两个圆筒连接固定为一个整体，上下相邻两个内加热带环14同样通过内连接带13连接。

具体的，可根据球状壳体5的第一开口51宽度尺寸设计内加热模块11的尺寸，使得每块均能够从第一开口51进出，采用上下两层的结构组装，可使得内加热模块11进一步轻量化，方便人工进行搬运，本实施例中，最大的内加热模块11重约30kg。当然，在一些其他实施方式中，还可以根据球状壳体5的尺寸选择不同数量的内加热模块11和连接块12，只要能保证每块均能从球状壳体5的第一开口51进入，并能在其内部组装拼接成与环形焊缝相适应的内圆筒即可。

在图示的实施例中，为避免内加热带环14产生的热量从内圆筒的上下两端散出，保障产生的热源尽可能的集中在球状壳体5的环形焊缝与内圆筒的外侧壁之间，所述内圆筒外侧的上下两端形成有朝外的内环状凸缘15，进一步的，所述内环状凸缘15朝向所述内加热带111的一侧还设有至少一层内隔热垫16。同样的，为避免外加热带环24产生的热量从外圆筒的上下两端散出，保障产生的热源尽可能的集中在球状壳体5的环形焊缝与外圆筒的内侧壁之间，所述外圆筒内侧的上下两端形成有朝向球状壳体5的外环状凸缘22，进一步的，所述外环状凸缘朝向所述外加热带环的一侧还设有至少一层外隔热垫23，在图示的实施例中，具体设置有4层外隔热垫。内环状凸缘15和外环状凸缘22的设置还可使得内加热器1和外加热器2可更好的安装在环形焊缝处。

本实施例中，还包括连接在所述内圆筒底部的内加热器支撑17，所述内加热器支撑17同样由多块支撑块拼接为一个整环，每块也均能从球状壳体5的第一开口51进出。

使用时，将多个内加热模块11和连接块12在球状壳体5内通过螺栓拼接组装，同时依次将左右相邻的内加热带111通过内连接带13拼接成一个整环的内加热带环14，将上下相邻两圈的内加热带环14同样通过内连接带13连接使得多圈内加热带环14之间相互连通，然后将拼接完好的内加热器支撑17通过螺栓固定在内圆筒的底部即可，并通过螺栓可根据球状壳体5内部尺寸调整内圆筒的高低。此时，内电极114通过第一连接线31和第二连接线32与电源柜7相连，从而引入电源，该内电极114的材质也可选择钼，接入电源后使内加热带环14发热，本实施例中，拼接后的内圆筒的外周形成有六圈内加热带环14，通过六圈内加热带环14的发热，以及多层隔热层的热反射作用下，对球状壳体5的环形焊缝从内部进行加热，通过调节电源功率的输出，使球状壳体5的环形焊缝部位均匀的加热，并控制温度在600℃，保证钛合金内部组织不发生相变，从而不影响材料的硬度。

本实施例中，还包括设置在所述外圆筒的下端能够将所述外圆筒周向固定的加强环25，所述加强环25上周向设置有多个L型加强板26，可进一步增加拼接形成的外圆筒的强度。

本实施例中，所述外圆筒的底部还可拆卸连接有用于支撑所述外圆筒的外加热器支撑27，该外加热器支撑27的上端设有上安装板271，下端设有下安装板272，外圆筒的底部和上安装板271上形成有相互对应的安装孔，螺栓穿过安装孔将外圆筒与外加热器支撑27连接；下安装板272通过螺栓与用于安装外加热器2的安装平台8T型槽连接，确保外加热器2稳固，无晃动。本实施例中共设置有4根外加热器支撑27。在一些其他实施例中，该外加热器2也可直接安装固定在地面上，只要能保障其稳固性即可。

本实施例中，外加热器2采用模块化设计，共分为了五个外加热模块21，使用时，将每块预先组装好，即先依次将外隔热块213的第二内隔热板2131、第二中间隔热板2132和第二外隔热板2133相互贴合在一起，然后通过外加热带支撑212将外加热带211悬空固定在外隔热块213的内侧，同时将第二内隔热板2131、第二中间隔热板2132和第二外隔热板2133连接固定，再沿球状壳体5的环形焊缝依次将每块外加热模块21通过第二连接部2134和螺栓拼接在一起，形成上下开口的外圆筒，相邻两个外加热带211之间通过外连接带连接成外加热带环24，本实施例中，拼接后的外圆筒内侧形成有4圈外加热带环24，上下相邻两个外加热带环24同样通过外连接带连接，再将加强环25固定在外圆筒的下端的外侧，然后根据外圆筒底部预留好的安装孔位通过螺栓将外加热器支撑27连接在外圆筒的底部即可。此时，材质为钼的外电极214通过铜排和电源线与电源柜7相连，从而引入电源，并且通过钼螺钉与外加热带环24固定，该外电极214同样与外隔热块213之间相互绝缘，如在外电极214上套设绝缘套，使其在穿过外隔热块213与内部外加热带211连接时，实现与外隔热块213的绝缘；或者，也可直接选用绝缘材质的外隔热块213；通过外电极214引入电源后，使外加热带环24加热，通过外加热带环24的发热，以及多层的隔热板的热反射作用下，对球状壳体5的环形焊缝从外部均匀的加热，并控制温度在600℃，保证钛合金内部组织不发生相变，从而不影响球状壳体5的硬度，电子束通过位于加热带环24之间的间隙位置的焊接孔28进入对环形焊缝进行焊接。

结合图1和图13所示，本实施例中，通过将连接内加热器1的连接线分离为第一连接线31和第二连接线32，并在其分离处设置第一绝缘法兰34，通过支撑件33将第一绝缘法兰34固定，并在第一连接线31外套设耐高温绝缘套管，本实施例中，所述耐高温绝缘套管优选为玻璃纤维套管，所述第一绝缘法兰34的材质优选为环氧酚醛层压玻璃布板。当球状壳体5旋转时，可使得球状壳体5外的第二连接线绞32在一起，线的牵扯力会作用在第一绝缘法兰34上，而不会引动内加热器1，避免了在热态下真空大电流真空放电击穿的问题，同时也不会影响内加热器1的加热效果。

本实施例中，所述支撑件33包括设置在所述第二开口52外侧的上支架331和设置在所述第二开口52内侧的下支架332，所述上支架331和所述下支架332通过螺杆连接固定形成所述支撑件33。即安装时，上支架331架设在第二开口52外，下支架332抵在第二开口52内，然后通过螺杆进行连接、压紧。本实施例中，所述螺杆为双头螺杆333，其一端穿过下支架332通过螺栓定位，另一端依次穿过上支架331和第一绝缘法兰34并通过螺栓定位，将所述第一绝缘法兰34和所述支撑件33同时连接固定。在一些其他实施例中，也可另外设置螺钉将第一绝缘法兰34与上支架331连接固定，均可完全避免通过焊接方式固定支撑件33和第一绝缘法兰34。本实施例中，该支撑件33设为一对，分别固定在所述第一绝缘法兰34底部的两端，以进一步保证第一绝缘法兰34的安装稳固性。

本实施例中，所述上支架331底部的两端形成有能够扣压在所述第二开口52上的卡块334，该卡块334的设置可起到一个预先定位固定的功能，方便进行后续的安装固定。

本实施例中，在内加热器1的内电极114上还装有引出电极即第二电极36，所述第二电极36的材质为钼，所述第一连接线31通过所述第二电极36与所述内加热带环14电连接；所述第一电极35的材质为铜，所述第一连接线31和所述第二连接线32均为铜绞线，且所述第二连接线32的数量为多根。第二电极36位于球状壳体5内，在对球状壳体5进行焊接组装时，内部温度较高，因此选择更耐高温的钼作为其电极材料。

在对球状壳体5进行焊接时，焊接质量的好坏跟温度有很大的关系，尤其在使用自动焊接装置时，采用焊枪静止，工件旋转方式进行焊接时。结合图14和图15所示，本实施例中，针对将球状壳体5安装放置在真空室6内进行球状壳体5旋转焊接的方式，提供一种温度测量装置，包括温度测量组件41和密封安装在所述真空室6上的固定组件42，所述温度测量组件41包括多支相互依次对应连接的第一热电偶411和第二热电偶412，所述第一热电偶411的一端与设置于真空室6外的温度记录仪(图未示出)连接，另一端穿过所述固定组件42延伸至真空室6内与所述第二热电偶412对应连接，其中，部分所述第二热电偶412的测量端布设在球状壳体5外部环形焊缝部位，用于测量环形焊缝部位外表面的温度；部分所述第二热电偶412的测量端经球状壳体5的第三开口53进入布设在球状壳体5内部环形焊缝部位，用于测量环形焊缝部位内表面的温度；部分所述第二热电偶412的测量端还布设在所述真空室6内，用于真空室6环境温度检测；所述第二热电偶均为软线型热电偶。可以理解的，电源柜7同样设置在真空室6外。

本实施例中，将温度测量组件41热电偶分段设置为相互对应连通的第一热电偶412和第二热电偶412，第一热电偶411的一端连接多通道的温度记录仪，确定第一热电偶411与温度记录仪对应的通道，另一端与第二热电偶412对应连接，多支第二热电偶412的测量端分别布设在球状壳体5环形焊缝部位的外部、内部以及真空室6内，通过读取温度记录仪记录的具体温度即可全方位的判断相关部位的温度，从而通过控制调节升温工艺，以保障相关部位的温度的均匀性，保障焊接质量；且第二热电偶412均采用软线型热电偶，不影响球状壳体5的旋转，分段设置后，可一定程度上减少第二热电偶412的长度，使得球状壳体5在旋转移动时其多支热电偶的线缆之间不容易相互缠绕，方便实现旋转动态测量。第一热电偶411同样可选择软线型热电偶，方便在安装时进行线路的布置。

本实施例中，第一热电偶411和第二热电偶412均包括12支，可用于实时测量12个点的温度，其中，每个第一热电偶411的一端为位于真空室6外的外插头414，用于与温度记录仪连接，另一端为通过螺钉固定安装在真空室6内壁上的内插座413；每个第二热电偶412的一端为与内插座413相适配的内插头，多个内插头和内插座413相互对应连接，第二热电偶412的另一端为测量端，分别布设在球状壳体5环形焊缝部位的外部、内部以及真空室内，以实时获取多点温度，然后通过第二热电偶412、第一热电偶411传输至温度记录仪。在对球状壳体5进行旋转焊接时，连接第一热电偶411的内插座413固定安装在真空室6的内壁上，因此，其可不随球状壳体5的旋转移动。

具体的，本实施例中，布设在环形焊缝部位外表面和内表面的所述第二热电偶412的数量均为4支，且沿环形焊缝部位均匀分布，即沿环形焊缝内表面每120度布设有1支第二热电偶412，其中一个点重复设置有2支第二热电偶412，其中一个用于控温，另一个用于超温报警；沿环形焊缝外表面同样每120度布设有1支第二热电偶412，其中一个同样重复设置有2支第二热电偶412，其中一个用于控温，另一个用于超温报警；以在温度突然升高时或者其中一支第二热电偶出现故障损坏时起到报警提醒作用，保障操作安全性。另外，布设在所述真空室6内的第二热电偶的数量为2支，剩余的2支第二热电偶1支用于球状壳体5上部表面的温度检测，1支用于球状壳体5下部表面的温度检测，从而实现多点全方位的测量。当然，在一些其他实施例中，可根据真空室6和球状壳体5的实际尺寸进行热电偶数量的调整。

进一步的，为适应熔点较高的球状壳体5，即焊接温度较高时的场景，本实施例中，所述的第一热电偶411和所述第二热电偶412外同样均包裹有耐高温绝缘套管如玻璃纤维套管。

本实施例中，所述固定组件42包括供多支所述第一热电偶412同时穿过的密封管421、安装在真空室6的开口处的密封法兰422、依次安装在所述密封法兰422上端且直径逐渐减小的第二绝缘法兰423和热电偶密封安装法兰424，所述密封管421贯穿热电偶密封安装法兰424和第二绝缘法兰423并通过锁紧螺母425固定，其中，第一热电偶411均经密封管421进入到真空室6内，热电偶密封安装法兰424、第二绝缘法兰423和密封法兰422依次通过螺栓和密封圈连接固定，以保障第一热电偶411进入真空室6时的密封性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种用于球状壳体的加热装置，其特征在于，包括：

内加热器，用于从内部对球状壳体上的环形焊缝进行加热，其包括多个能够从球状壳体的第一开口进入球状壳体内的内加热模块，多个内加热模块之间相互可拆卸拼接形成与所述环形焊缝外内表面相适应的且上下开口的内圆筒，所述内圆筒的外周表面形成有与电源柜电连接的内加热带环；

外加热器，用于从外部对球状壳体上的环形焊缝进行加热，其包括多个外加热模块，多个所述外加热模块之间相互可拆卸拼接形成与所述环形焊缝外表面相适应的且上下开口的外圆筒；所述外圆筒上开设有焊接孔，所述外圆筒的内周表面形成有与电源柜电连接的外加热带环；

绝缘防护组件，其包括第一电极、第一连接线、第二连接线、支撑件和第一绝缘法兰，所述第一绝缘法兰通过所述支撑件可拆卸固定安装在球状壳体的第二开口处的外侧，所述第一电极的一端穿过所述第一绝缘法兰通过位于球状壳体内部的第一连接线与所述内加热带环连通，所述第一电极的另一端通过位于球状壳体外部的第二连接线与电源柜连通；所述第一连接线外套设有耐高温绝缘套管；

每个所述内加热模块包括内加热带、内加热带支撑和内隔热块，多个所述内隔热块之间相互可拆卸拼接形成内圆筒的框架，所述内加热带通过所述内加热带支撑周向悬空固定在内圆筒的框架的外表面，相邻两个内加热模块上的内加热带之间依次通过内连接带连接固定形成所述内加热带环，至少一个所述内加热模块上设有与所述第一连接线连通的内电极，所述内电极与所述内加热带环连通；

每个所述外加热模块包括外加热带、外加热带支撑和外隔热块，多个所述外隔热块之间相互可拆卸拼接形成所述外圆筒的框架，所述外加热带通过所述外加热带支撑周向悬空固定在所述外圆筒的框架的内表面，相邻两个外加热模块上的外加热带之间依次通过外连接带连接固定形成所述外加热带环，至少一个所述外加热模块上设有与电源柜连通的外电极，所述外电极与所述外加热带环连通。

2.根据权利要求1所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，所述内圆筒的外侧的上下两端形成有朝外的内环状凸缘；所述外圆筒内侧的上下两端形成有朝内的外环状凸缘。

3.根据权利要求2所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，所述内环状凸缘朝向所述内加热带的一侧设有至少一层内隔热垫；所述外环状凸缘朝向所述外加热带的一侧设有至少一层外隔热垫。

4.根据权利要求1所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，

部分内隔热块之间设有连接块，所述内隔热块和所述连接块均包括由内向外相互贴合的第一内隔热板、第一中间隔热板和第一外隔热板；所述第一内隔热板的左右两侧形成有第一连接部，所述第一连接部上开设有螺栓孔，相邻两个所述第一内隔热板依次通过螺栓连接固定形成内圆筒的框架的内侧壁；相邻两个所述第一中间隔热板依次相互抵接形成内圆筒的框架的中间夹层；相邻两个所述第一外隔热板相互抵接形成内圆筒的框架的外侧壁；

所述外隔热块包括由内向外相互贴合的第二内隔热板、第二中间隔热板和第二外隔热板，所述第二外隔热板的左右两侧形成有第二连接部，所述第二连接部上开设有螺栓孔，相邻两个所述第二外隔热板之间依次通过螺栓连接固定形成外圆筒的框架的外侧壁；相邻两个所述第二中间隔热板依次相互抵接形成外圆筒的框架的中间夹层；相邻两个所述第二内隔热板之间依次相互抵接形成外圆筒的框架的内侧壁。

5.根据权利要求4所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，所述内圆筒由内上圆筒和内下圆筒上下叠加组成，所述第一内隔热板上形成有用于将内上圆筒和内下圆筒连接固定的第三连接部，所述第三连接部上开设有螺栓孔。

6.根据权利要求4所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，

所述第一外隔热板由至少一层钼隔热层和至少一层不锈钢隔热层组成；所述第一外隔热板上的钼隔热层位于内圆筒的最外侧，所述第一中间隔热板和所述第一内隔热板均为不锈钢层；

所述第二内隔热板由至少一层钼隔热层和至少一层不锈钢隔热层组成，所述第二内隔热板上的钼隔热层位于外圆筒的最内侧，所述第二中间隔热板和所述第二外隔热板均为不锈钢材质。

7.根据权利要求1所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，所述内加热器还包括连接在所述内圆筒底部的内加热器支撑，所述内加热器支撑由多块支撑块拼接为一个整环；所述外加热器还包括设置在所述外圆筒的下端能够将所述外圆筒周向固定的加强环，所述加强环上周向设置有多个L型加强板；所述外圆筒的底部还可拆卸连接有用于支撑所述外圆筒的外加热器支撑。

8.根据权利要求1所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，所述支撑件包括设置在所述第二开口外侧的上支架和设置在所述第二开口内侧的下支架，所述上支架和所述下支架通过双头螺杆连接固定形成所述支撑件；所述支撑件为一对，分别固定在所述第一绝缘法兰底部的两端；所述双头螺杆的一端穿过下支架通过螺栓定位，另一端依次穿过上支架和第一绝缘法兰并通过螺栓定位，将所述第一绝缘法兰和所述支撑件连接固定。

9.根据权利要求1所述的用于球状壳体的加热装置，其特征在于，还包括温度测量组件，所述温度测量组件包括多支对应相互连接的第一热电偶和第二热电偶，每个所述第一热电偶的一端连接温度记录仪，另一端与第二热电偶依次对应连接且固定在放置球状壳体的真空室内；每支所述第二热电偶的另一端为测量端，多个所述测量端布设在球状壳体环形焊缝的内表面和外表面；所述第一热电偶和所述第二热电偶均为软线型热电偶。

Images