CN117793976A - 一种冷喷涂加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种冷喷涂加热器，涉及热工技术领域，包括壳体、加热管以及两个铜电极；其中：所述加热管包括卷曲成螺旋式结构的螺旋段以及与螺旋段两端连通的冷端直管段与热端直管段；所述螺旋段位于壳体内部，所述冷端直管段与热端直管段均伸出壳体，所述冷端直管段、热端直管段分别与供气系统、喷枪连通；两个所述铜电极的一端分别与冷端直管段、热端直管段连接，另一端与外部电源连接，外部电源输出电力时，加热管发热而实现对加热管内的气体进行加热；本发明铜电极采用两半结构，有利于铜电极的拆装和更换；加热器热端的铜电极内设置了水冷结构，保护了铜电极。
Description
技术领域
本发明涉及热工技术领域，具体涉及一种冷喷涂加热器。
背景技术
目前，空气加热器是冷喷涂设备的一个重要部件，决定着设备的性能和加工能力。通常对于加热器能达到300摄氏度的冷喷涂设备，能加工的材料主要限于铝和铅等；达到500摄氏度时，可加工铜、钛、不锈钢等材料；达到800摄氏度时则能加工MCrAls、Co-WC等高硬度材料。
现有的加热器在使用时，热量损失较大，而导致加热效率降低，同时位于热端的电极发热严重，会影响其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷喷涂加热器，解决了加热效率降低与热端的电极发热严重的问题。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括壳体、加热管以及两个铜电极；其中：
所述加热管包括卷曲成螺旋式结构的螺旋段以及与螺旋段两端连通的冷端直管段与热端直管段；所述螺旋段位于壳体内部，所述冷端直管段与热端直管段均伸出壳体，所述冷端直管段、热端直管段分别与供气系统、喷枪连通；
两个所述铜电极的一端分别与冷端直管段、热端直管段连接，另一端与外部电源连接，外部电源输出电力时，加热管发热而实现对加热管内的气体进行加热。
优选的，所述壳体与加热管之间设置有外支撑体，所述加热管的螺旋段内腔中安装有内支撑体。
优选的，所述壳体的两端均具有端板，所述端板上开设有安装孔，所述安装孔内安装有第一陶瓷套，所述加热管的冷端直管段与热端直管段分别穿过两侧端板的第一陶瓷套内孔。
优选的，所述铜电极包括电极块与压块；其中：
所述电极块与压块互相靠近的一面均开设有半圆槽，所述电极块与压块连接时，两个所述半圆槽可对冷端直管段或热端直管段夹持固定。
优选的，位于所述加热器热端的电极块上部与侧面分别开设有上部孔与侧面孔，且所述上部孔与侧面孔连通，所述上部孔、侧面孔分别与外部的冷却系统的进水管、出水管连通。
优选的，位于所述加热器热端的端板上开设有第一通孔，所述第一通孔内安装第二陶瓷套，所述出水管穿过第二陶瓷套内孔。
优选的，所述电极块的上端延伸出壳体，所述电极块与壳体之间设置陶瓷块，所述电极块的上端开设有两个电源线孔，用于安装电源线。
优选的，所述壳体上安装有保护罩，所述电极块的上端位于保护罩内。
优选的，所述壳体上固定有安装板。
优选的，还包括热电偶，所述热电偶的导线缠绕在螺旋管热端，用于监测气体温度，所述加热器热端的壳体开设有第二通孔，所述第二通孔内安装有第三陶瓷套，所述热电偶的导线穿过第三陶瓷套的内孔。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
1、铜电极采用两半结构，有利于铜电极的拆装和更换；加热器热端的铜电极内设置了水冷结构，保护了铜电极；
2、加热管的螺旋段采用内支撑体与外支撑体，保温减少了热量损失的同时，还可支撑保护加热管的螺旋段高温而形变；
3、通过热电偶检测加热管温度，并通过温度反馈到PID，PID调整加热功率，实现了温控准确调控；
4、加热器设置了机械手安装板，加热器与喷枪整合成一体后，加热器可以安装到机械手，实现自动冷喷涂。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为图1中A方向的结构示意图；
图3为图1中B-B方向的剖视结构示意图；
图4为图1中C-C方向的剖视结构示意图；
图5为图1的俯视结构示意图；
图6为铜电极的结构示意图。
图中数字表示：
1-壳体；11-安装板；12-外支撑体；13-内支撑体；
2-加热管；21-冷端直管段；22-热端直管段；23-第一陶瓷套；
3-铜电极；31-电极块；32-上部孔；33-侧面孔；34-第二陶瓷套；35-陶瓷块；36-电源线孔；37-保护罩；38-压块；
41-热电偶；42-第三陶瓷套。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
本实施例提供一种技术方案：一种冷喷涂加热器，如图1-6所示，包括壳体1、加热管2、两个铜电极3以及热电偶41；
加热管2选用电阻值高，且耐1200℃高温的合金材质，加热管2为空心圆管，管径、壁厚、长度根据空心圆管的压力、最高温度和电阻值计算选取；加热管2卷曲成螺旋式结构，即为螺旋段，螺旋外径、螺距大小、旋向根据需要选择，螺旋式结构的加热管2头、尾两端经折弯后变直，成为直通管，其中直通管冷气进气段为加热器冷端，即冷端直管段21，冷气进入，其与外部的供气系统连通；直通管热气出气端为加热器热端，热气流出，即为热端直管段22，其与喷枪连通；加热管2内可通空气、氮气、氦气以及氩气等惰性气体。
壳体1整体包覆加热管2，加热管2仅仅冷端直管段21与热端直管段22伸出壳体1两端≥50mm长的连接段，壳体1采用方形，矩形或圆形结构。
壳体1与加热管2的螺旋段形成腔体，壳体1与加热管2之间的外腔体衬耐高温的外支撑体12，起保温和支撑作用，加热管2的螺旋段内腔中安装有内支撑体12，外支撑体12与内支撑体12将加热管2的螺旋段加持固定，防止加热管2由于高温变形。
壳体1的两端均具有平面连接的端板，端板上开设有安装孔，安装孔内安装有第一陶瓷套23，加热管2的冷端直管段21与热端直管段22分别穿过两侧端板的第一陶瓷套23内孔，第一陶瓷套23可绝缘端板与加热管2。
两个铜电极3分别设置于加热器冷端与加热器热端，且位于壳体1内部，铜电极3包括电极块31与压块38，电极块31与压块38互相靠近一面的中部位置均开半圆槽，通过螺杆与螺帽的配合将电极块31与压块38连接时，两个半圆槽与冷端直管段21或热端直管段22夹持配合，夹紧冷端直管段21或热端直管段22，电极块31的上端延伸出壳体1，且电极块31与壳体1之间设置陶瓷块35，通过陶瓷块35对电极块31进行支撑与绝缘作用。
为了保护加热器热端的铜电极3，在加热器热端的铜电极3上部与侧面分别开设有上部孔32与侧面孔33，且侧面孔33与上部孔32连通，上部孔32、侧面孔33分别与外部的冷却系统的进水管、出水管连通，上部孔32直接连接进水管，端板上开设有第一通孔，用于铜电极3出水管穿过，第一通孔内安装第二陶瓷套34，用于对出水管的支撑与绝缘作用。
铜电极3伸出壳体1部分设置电源线孔36，安装电源线用，电源线孔36的大小和数量根据电流计算设定；铜电极3露出部分安装保护罩37，保护罩37与加热器壳体1连接，保护罩37与电极设置安全距离；通过在加热器冷端与加热器热端的铜电极3均加载电压和电流，即可实现加热管2加热，加热管2加热内部气流，实现工作气体的加热。
加热器热端设置一热电偶41，加热器热端壳体1开有一个第二通孔，第二通孔内安装有第三陶瓷套42，热电偶41的导线穿过第三陶瓷套42的内孔进入壳体1内，热电偶41的导线缠绕在螺旋管热端，可实时检测螺旋管的温度。
根据反馈的热电偶41温度，通过PID调节电源的功率，实现热端加热管2温度的监控和调节，进而实现工作气体温度的调节。
通过加热管2长度的调节，并配合PID控制加热功率，实现加热气体温度的调节。
在一个可选的实施例中，两组加热器串联使用，延长加热管2的长度，缩小了加热管2和工作气体的温度差值，实现更高，更精确的气体温度控制。
在一个可选的实施例中，在壳体1上设置安装板11，本加热器与喷枪整合成一体后，加热器可以通过安装板11安装到机械手，通过运行机械手即可实现自动冷喷涂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种冷喷涂加热器，其特征在于：包括壳体、加热管以及两个铜电极；其中：
所述加热管包括卷曲成螺旋式结构的螺旋段以及与螺旋段两端连通的冷端直管段与热端直管段；所述螺旋段位于壳体内部，所述冷端直管段与热端直管段均伸出壳体，所述冷端直管段、热端直管段分别与供气系统、喷枪连通；
两个所述铜电极的一端分别与冷端直管段、热端直管段连接，另一端与外部电源连接，外部电源输出电力时，加热管发热而实现对加热管内的气体进行加热。
2.根据权利要求1所述的冷喷涂加热器，其特征在于，所述壳体与加热管之间设置有外支撑体，所述加热管的螺旋段内腔中安装有内支撑体。
3.根据权利要求1所述的冷喷涂加热器，其特征在于，所述壳体的两端均具有端板，所述端板上开设有安装孔，所述安装孔内安装有第一陶瓷套，所述加热管的冷端直管段与热端直管段分别穿过两侧端板的第一陶瓷套内孔。
4.根据权利要求1所述的冷喷涂加热器，其特征在于，所述铜电极包括电极块与压块；其中：
所述电极块与压块互相靠近的一面均开设有半圆槽，所述电极块与压块连接时，两个所述半圆槽可对冷端直管段或热端直管段夹持固定。
5.根据权利要求4所述的冷喷涂加热器，其特征在于，位于所述加热器热端的电极块上部与侧面分别开设有上部孔与侧面孔，且所述上部孔与侧面孔连通，所述上部孔、侧面孔分别与外部的冷却系统的进水管、出水管连通。
6.根据权利要求5所述的冷喷涂加热器，其特征在于，位于所述加热器热端的端板上开设有第一通孔，所述第一通孔内安装第二陶瓷套，所述出水管穿过第二陶瓷套内孔。
7.根据权利要求4所述的冷喷涂加热器，其特征在于，所述电极块的上端延伸出壳体，所述电极块与壳体之间设置陶瓷块，所述电极块的上端开设有两个电源线孔，用于安装电源线。
8.根据权利要求7所述的冷喷涂加热器，其特征在于，所述壳体上安装有保护罩，所述电极块的上端位于保护罩内。
9.根据权利要求1所述的冷喷涂加热器，其特征在于，所述壳体上固定有安装板。
10.根据权利要求1所述的冷喷涂加热器，其特征在于，还包括热电偶，所述热电偶的导线缠绕在螺旋管热端，用于监测气体温度，所述加热器热端的壳体开设有第二通孔，所述第二通孔内安装有第三陶瓷套，所述热电偶的导线穿过第三陶瓷套的内孔。
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