带护套的加热器、加工装置及加工工艺的制作方法

1.本发明涉及加热器技术领域，具体涉及带护套的加热器、加工装置及加工工艺。


背景技术：

2.在热流道系统中，一般都是通过在热咀上套装一个铜套管，用于对热咀内的塑胶加热，套管加热器一般呈圆筒形，表面布有凹槽，凹槽内放有加热丝。
3.如图1所示，图1中现有技术中一种常用的加热管，通常采用是铜材质，在其外表面有螺旋设置的螺旋槽。图2是缠绕发热丝圈之后的加热管，现有技术中通常采用辊压的方式将发热丝圈缠绕于螺旋槽，然后将发热丝圈的两端焊接于螺旋槽的两端，避免发热丝圈松动。
4.但现有技术中的加热器中的发热丝圈是在缠绕完成之后才进行焊接，由于发热丝圈的外面通常是不锈钢细管，自身具备一定的韧性，当缠绕完成之后再进行焊接时，发热丝圈与螺旋槽之间难免会存在间隙，间隙会影响发热丝圈与加热管之间的热传递效率，并且长时间使用之后，容易在两者之间产生杂质，进一步影响加热效率。
5.在实际生产中，可以在发热丝圈缠绕于螺旋槽的起始阶段就对两者进行焊接，但焊接之后的加热管外表面有焊瘤，影响加热管表面的平整度，导致后续两者之间的辊压无法正常进行，倘若先对焊瘤进行打磨，则有可能损坏发热丝圈，并且打磨的精度要求也较高。
6.鉴于上述原因，现有技术中需要一种能够使发热丝圈与加热管贴合程度更好地加热器。


技术实现要素：

7.为解决现有技术中的不足，本发明提供一种带护套的加热器、加工装置及加工工艺。
8.为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：带护套的加热器：包括加热管及护套，加热管的外表面设有螺旋槽，且螺旋槽内缠绕有与螺旋槽相匹配的发热丝圈，护套套接于缠绕有发热丝圈的加热管的外表面；加热管与护套、缠绕之后的发热丝圈之间均是过盈配合。
9.优选，前述的带护套的加热器：加热管的一端设有定位孔及定位槽，护套的一端设有定位凸起，另一端设有预留缺口，定位凸起连接定位槽，发热丝圈穿过预留缺口。
10.带护套加热器的加工装置，用于加工前述的带护套的加热器：包括机架、上压辊组件及滑动座，机架的上方、底部分别设有上滑槽、下滑槽，上滑槽平行于下滑槽且横向分布，滑动座可横向滑动连接于下滑槽，上压辊组件可横向且竖向滑动连接于上滑槽；滑动座的上端设有两个平行横向设置的下挤压辊，上压辊组件的下端设有平行于下挤压辊且设置于两个下挤压辊正上方的上挤压辊；当加热管放置于上挤压辊、两个下挤压辊之间时，加热管还连接旋转进给组件，旋
转进给组件用于驱动加热管旋转并横向进给。
11.优选，前述的带护套加热器的加工装置：旋转进给组件包括横向螺杆、中间连接件、与横向螺杆共线设置的空心轴，横向螺杆通过螺纹连接于机架，且一端设有进料手轮；空心轴设有一端开口的双向槽口；双向槽口内设有可沿双向槽口轴向滑动的护套驱动套，护套驱动套连接位于空心轴中心的推杆，中间连接件一端可拆卸连接于双向槽口，另一端可拆卸连接于横向螺杆的端部；当加热管套接于横向螺杆时，横向螺杆通过螺杆挡圈连接加热管的一端，中间连接件通过加热管挡圈连接加热管的另一端，且加热管挡圈的外径小于加热管的外径；当护套套接于空心轴时，护套驱动套连接护套的一端。
12.优选，前述的带护套加热器的加工装置：中间连接件包括依次相连的六方段、中心轴段、加热管挡圈、与双向槽口截面相匹配的双向槽口对接段，横向螺杆的中心设有螺纹拉杆，横向螺杆通过与六方段相匹配的六方孔连接六方段，且螺纹拉杆通过螺纹连接六方段的中心；双向槽口连接双向槽口对接段。
13.优选，前述的带护套加热器的加工装置：加热管挡圈的端部通过定位销连接定位孔，护套驱动套的端部通过定位卡扣连接定位凸起，定位卡扣的轴向长度小于定位凸起的轴向长度。
14.优选，前述的带护套加热器的加工装置：推杆还连接可轴向移动并锁定于某一固定位置的联动支架，联动支架还分别通过上连杆、下连杆连接上压辊组件、滑动座；联动支架使上挤压辊、两个下挤压辊之间的横向位置相同并同步运动。
15.优选，前述的带护套加热器的加工装置：上压辊组件包括滑动套、竖向支架及发热丝导向件，滑动套横向滑动连接于上滑槽，竖向支架竖向滑动连接于上滑槽的内部，且滑动套设有用于控制竖向支架竖向运动的上螺纹杆，上挤压辊的中心轴连接于竖向支架的下端。
16.优选，前述的带护套加热器的加工装置：滑动座设有纵向设置的两组上水平槽及分别固定于滑动座两侧的两个双向螺杆，两个下挤压辊的中心轴分别连接于两组上水平槽，且下挤压辊的中心轴设有滑动件，滑动座一侧的两个滑动件分别连接于双向螺杆两端的螺纹，其中一个双向螺杆的一端设有挤压辊手轮，两个双向螺杆的另一端均设有规格相同的同步带轮，两个同步带轮之间通过同步带连接。
17.基于前述的带护套加热器的加工装置的加工工艺：包含以下步骤：将护套套接于空心轴，并使定位凸起处于定位卡扣的内部，将加热管套接于横向螺杆，且定位销插入至定位孔；通过螺纹拉杆以定位凸起正对定位槽的角度紧固横向螺杆与中间连接件；调节两个下挤压辊之间的距离，使两个下挤压辊的外表面紧密贴合于加热管外表面的螺旋槽起始处；调节上压辊组件，并使上挤压辊的外表面紧密贴合于加热管外表面的螺旋槽起始处，并与两个下挤压辊的端部对齐；调节推杆相对于联动支架的位置，并使护套的端部接触到下挤压辊的端部；
将加工完成的发热丝圈正对螺旋槽起始处，按照预设方向旋转进料手轮；待发热丝圈缠绕至螺旋槽完成之后，停止旋转进料手轮；驱动推杆向加热管的方向运动，直至定位凸起进入至定位槽；取下加工完成的加热器，并进一步调节护套相对于加热管的位置。
18.本发明所达到的有益效果：本发明的加热器在缠绕发热丝圈的加热管外表面套上护套，并且护套与缠绕之后的发热丝圈均采用过盈配合的方式实现连接。缠绕之前发热丝圈自身的截面呈圆形，当缠绕于螺旋槽的内部时，受到外力挤压变形而紧密贴合于螺旋槽的内部，因此当通过护套紧密挤压于发热丝圈时，发热丝圈与螺旋槽之间也是过盈配合的关系，这样即可实现加热管、发热丝圈、护套三者之间的过盈配合，最大限度地避免内部产生间隙，提升加热效果。
19.本发明记载的加工装置及加工工艺可在挤压辊挤压的过程中将护套同步套入至加热管及缠绕完成发热丝圈的外表面，因此发热丝圈的起始位置不需要与加热管进行焊接。并且在套接的过程中，由于三个挤压辊始终作用于发热丝圈，套接完成护套后，发热丝圈不会由于自身韧性而与螺旋槽分离或产生间隙，保证上述加热器的加工质量。
附图说明
20.图1是现有技术中加热管结构图；图2是现有技术中发热丝圈缠绕于加热管的结构图；图3是本发明带护套的加热器结构图；图4是本发明护套的局部放大图；图5是本发明加热管的局部放大图；图6是本发明加工装置整体机构图；图7是图6中a处的局部放大图；图8是本发明滑动座结构图；图9是本发明横向螺杆、空心轴、中间连接件的爆炸图；图10是本发明护套驱动套结构图；附图标记的含义：1-加热管；2-护套；3-机架；4-上压辊组件；5-滑动座；6-横向螺杆；7-空心轴；8-联动支架；9-中间连接件；11-螺旋槽；12-发热丝圈；13-定位孔；14-定位槽；21-定位凸起；22-预留缺口；31-下滑槽；32-上滑槽；33-辅助支架；41-滑动套；42-竖向支架；43-发热丝导向件；431-导向槽口；432-锁死孔；44-上挤压辊；45-上螺纹杆；51-上水平槽；52-滑动件；53-双向螺杆；54-同步带；55-下水平槽；501-下挤压辊；531-挤压辊手轮；532-同步带轮；61-进料手轮；62-螺纹拉杆；63-螺杆挡圈；71-推杆；711-推杆螺母；701-双向槽口；72-护套驱动套；721-定位卡扣；81-上连杆；82-下连杆；91-六方段；92-中心轴段；93-加热管挡圈；931-定位销；94-双向槽口对接段。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
22.如图3至图5所示：本实施例公开了带护套的加热器：包括加热管1及护套2，加热管
1的外表面设有螺旋槽11，且螺旋槽11内缠绕有发热丝圈12，上述的加热管1、螺旋槽11以及发热丝圈12与现有技术中的相同。发热丝圈12的外表面是不锈钢细管，内部具有镍丝、镁棒、氧化镁粉，也有的具备温度传感器。在上述现有技术之上，本实施例还通过护套2套接于缠绕有发热丝圈12的加热管1的外表面；并且为了进一步减少内部间隙，加热管1与护套2、缠绕之后的发热丝圈12之间均是过盈配合。需要注意的是发热丝圈12的外径与螺旋槽11内径之间的尺寸应当相匹配，这里的相匹配是指当发热丝圈12缠绕完成之后，挤压变形的发热丝圈12（整体呈半圆形或u形）能够紧密贴合于螺旋槽11的内部，并且发热丝圈12的外表面略高于（挤压之后的恢复变形）加热管1的外表面。护套2的加热管1插入端有内倒角，便于护套2的套入。护套2的材质可与加热管1相同，这样护套2与加热管1之间就构成了一个加热整体，在某些应用场景，护套2也可以采用隔热物质，例如云母制成的套管。
23.在加热管1的一端设有定位孔13及定位槽14，护套2的一端设有定位凸起21，另一端设有预留缺口22，在护套2套接完成之后，定位凸起21进入至定位槽14的内部。由于发热丝圈12缠绕于螺旋槽11完成之后，发热丝圈12与加热管1的分离交界处还未到加热管1的端部，因此预留缺口22用于穿过发热丝圈1。定位凸起21的前端最好有斜角，便于更好地进入定位槽14的内部。
24.现对于现有技术，本实施例在缠绕发热丝圈12的加热管1外表面套上护套2，并且护套2与缠绕之后的发热丝圈12均采用过盈配合的方式实现连接。缠绕之前发热丝圈12自身的截面呈圆形，当缠绕于螺旋槽11的内部时，受到外力挤压变形而紧密贴合于螺旋槽11的内部，因此当通过护套2紧密挤压于发热丝圈12时，发热丝圈12与螺旋槽11之间也是过盈配合的关系，这样即可实现加热管1、发热丝圈12、护套2三者之间的过盈配合，最大限度地避免内部产生间隙，提升加热效果。
25.参阅图6至图10：为了加工上述带护套加热器，本实施例还公开了带护套加热器的加工装置，具体包括机架3、上压辊组件4及滑动座5，机架3的上方、底部分别设有上滑槽32、下滑槽31，上滑槽32平行于下滑槽31且横向分布，滑动座5可横向滑动连接于下滑槽31，上压辊组件4可横向且竖向滑动连接于上滑槽32。
26.滑动座5的上端设有两个平行横向设置的下挤压辊501，上压辊组件4的下端设有平行于下挤压辊501且设置于两个下挤压辊501正上方的上挤压辊44。
27.当加热管1放置于上挤压辊44、两个下挤压辊501之间时，加热管1还连接旋转进给组件，旋转进给组件用于驱动加热管1旋转并横向进给。横向进给是指推动加热管1相对于挤压辊轴向移动。
28.具体的，参阅图6与图9：旋转进给组件包括横向螺杆6、中间连接件9、与横向螺杆6共线设置的空心轴7，横向螺杆6通过螺纹连接于机架3，且一端设有用于驱动其旋转的进料手轮61，进料手轮61也可以采用电机或液压马达替换。空心轴7设有一端开口的双向槽口701；双向槽口701内设有可沿双向槽口701轴向滑动的护套驱动套72，护套驱动套72连接位于空心轴7中心的推杆71，并且推杆71可沿空心轴7的轴心移动。由于护套驱动套72在工作过程中是旋转的，因此推杆71与护套驱动套72最好采用可旋转的设计。为了加强对空心轴7的固定，机架3还可通过辅助支架33对空心轴7进行控制。空心轴7可相对于辅助支架33旋转，但不能相对于辅助支架33轴向运动。在工作过程中，辅助支架33相对于机架3是锁定不动的，但两者直接的横向位置是可以调节的。
29.中间连接件9一端可拆卸连接于双向槽口701，另一端可拆卸连接于横向螺杆6的端部；当加热管1套接于横向螺杆6时，横向螺杆6通过螺杆挡圈63连接加热管1的一端，中间连接件9通过加热管挡圈93连接加热管1的另一端，且加热管挡圈93的外径小于加热管1的外径，这样便于护套2的套入（并且不影响定位凸起21的通过）。
30.当护套2套接于空心轴7时，护套驱动套72连接护套2的一端，用于推动护套2套入在加热管1的外表面。
31.具体的：中间连接件9包括依次相连的六方段91、中心轴段92、加热管挡圈93、与双向槽口701截面相匹配的双向槽口对接段94。双向槽口对接段94的侧部可设置螺纹孔，双向槽口701通过相应的通孔与双向槽口对接段94实现螺钉连接，螺钉应当采用沉头螺钉。双向槽口对接段94与双向槽口701之间采用可拆卸的设计是为了便于护套驱动套72的拆卸和安装。
32.横向螺杆6与中间连接件9的具体连接方式是：横向螺杆6的中心设有螺纹拉杆62，横向螺杆6通过与六方段91相匹配的六方孔连接六方段91，且螺纹拉杆62通过螺纹连接六方段91的中心。这样就实现了横向螺杆6与中间连接件9之间的扭矩传递，并且能够通过加热管挡圈93、螺杆挡圈63能够实现对加热管1两端的固定，横向螺杆6的外径最好与加热管1的内径相匹配，对加热管1的内部起到支撑的作用。
33.加热管挡圈93的端部通过定位销931连接定位孔13，用于保证加热管1能够跟随中间连接件9同步旋转。护套驱动套72的端部通过定位卡扣721连接定位凸起21，用于保证护套2与空心轴7可以同步旋转。为了避免定位卡扣721对定位凸起21插入至定位槽14造成干涉，定位卡扣721的轴向长度应当小于定位凸起21的轴向长度。
34.本实施例的上压辊组件4包括滑动套41、竖向支架42及发热丝导向件43，滑动套41横向滑动连接于上滑槽32，竖向支架42竖向滑动连接于上滑槽32的内部，上述横向滑动、竖向滑动的滑动连接方式实现了前述的“上压辊组件4可横向且竖向滑动连接于上滑槽32”，具体滑动连接方式可采用现有技术中的任意一种。滑动套41设有用于控制竖向支架42竖向运动的上螺纹杆45。上螺纹杆45通过螺纹连接滑动套41的上端，上螺纹杆45的下端可旋转连接于竖向支架42。上挤压辊44的中心轴连接于竖向支架42的下端。
35.发热丝导向件43可相对于竖向支架42竖向或横向调整，发热丝导向件43的末端有一个开口的圆弧，该圆弧用于对发热丝圈12进行导向，尽可能地保证未缠绕的发热丝圈12与待缠绕的螺旋槽11正对或相切，发热丝圈12的开口处设有两个锁死孔432，在两个锁死孔432内部插入铁丝即可将开口圆弧密封，避免发热丝圈12从开口圆弧的内部脱离。
36.滑动座5设有纵向设置的两组上水平槽51及分别轴向固定于滑动座5两侧的两个双向螺杆53，双向螺杆53属于现有技术，在其两端设有旋向相反且螺距相等的螺纹。两个下挤压辊501的中心轴分别连接于两组上水平槽51，且下挤压辊501的中心轴设有滑动件52，滑动座5一侧的两个滑动件52分别连接于双向螺杆53两端的螺纹，其中一个双向螺杆53的一端设有挤压辊手轮531，两个双向螺杆53的另一端（挤压辊手轮531的相对端）均设有规格相同的同步带轮532，两个同步带轮532之间通过同步带54连接。为了保证滑动件52对下挤压辊501驱动的稳定性，滑动座5还设有平行于上水平槽51的下水平槽55，通过下水平槽55实现对滑动件52进行导向。当旋转挤压辊手轮531时，一方面同一双向螺杆53两端的两个滑动件52可相对于双向螺杆53同步移动；另一方面，在同步带54的作用下，两侧的滑动件52也
同步运动。两个下挤压辊501在保证平行的前提下，能够相对于滑动座5的中心同步打开或闭合，这样无论如何调整两个下挤压辊501之间的距离，两个下挤压辊501的支撑轴心始终位于上挤压辊44的正下方，并与横向螺杆6在竖直方向正对。
37.为了保证三个挤压辊同步，并且保证护套2能够及时将辊压之后的加热管1、发热丝圈12套住，本实施例的推杆71还连接可轴向移动并锁定于某一固定位置的联动支架8，其中的“可轴向移动并锁定”可采用在推杆71的安装两个推杆螺母711的方式实现，两个推杆螺母711分别位于联动支架8的两侧，用于调节护套驱动套72的轴向位置。
38.联动支架8还分别通过上连杆81、下连杆82连接上压辊组件4、滑动座5；联动支架8使上挤压辊44、两个下挤压辊501之间的横向位置相同并跟随挤压辊同步运动。
39.本实施例还公开了基于前述带护套加热器的加工装置的加工工艺，具备包含以下步骤：将护套2套接于空心轴7，并使定位凸起21处于定位卡扣721的内部，将加热管1套接于横向螺杆6，且定位销931插入至定位孔13。
40.横向螺杆6以定位凸起21正对定位槽14的角度套入至中间连接件9的六方段91，并通过螺纹拉杆62紧固横向螺杆6与中间连接件9，这样就完成了对加热管1的固定。调节两个下挤压辊501之间的距离，使两个下挤压辊501的外表面紧密贴合于加热管1外表面的螺旋槽11起始处，即螺旋槽11与发热丝圈12缠绕的起始处。
41.调节上压辊组件4，并使上挤压辊44的外表面紧密贴合于加热管1外表面的螺旋槽11起始处，并与两个下挤压辊501的端部（护套2连接端）对齐。
42.通过旋转推杆螺母711，使推杆71相对于联动支架8的轴向移动，保证护套2的端部接触到下挤压辊501的端部，这时护套2已经有一部分套入至加热管1的一端了。
43.将加工完成的发热丝圈12的缠绕起始端正对螺旋槽11起始处，按照预设方向旋转进料手轮61，在旋转的过程中，横向螺杆6推动加热管1，并且横向螺杆6通过中间连接件9向加热管1、护套驱动套72传递扭矩，护套驱动套72带动护套2跟随加热管1同步旋转。三个挤压辊使发热丝圈12依次缠绕至螺旋槽11。由于联动支架8分别通过上连杆81、下连杆82、推杆71作用于上压辊组件4（上连杆81作用于滑动套41）、滑动座5、护套2的端部，因此在发热丝圈12的缠绕过程中，护套2与挤压辊之间的横向位置不会改变，即护套2会紧密贴合于挤压辊的端部。
44.在横向螺杆6推进的过程中，护套2会在保持与加热管1同步旋转的状态下套入至加热管1，但由于螺旋槽11的螺距远大于横向螺杆6，因此当加热管1相对于挤压辊横向移动时，发热丝圈12相对于挤压辊的横向移动速度会大于横向螺杆6的横向移动速度，因此挤压辊的长度需要保证能够完全覆盖住发热丝圈12相对于螺旋槽11的缠绕。
45.待发热丝圈12缠绕至螺旋槽11完成之后，停止旋转进料手轮61，此时护套2尚未完全套入加热管1（距离差由横向螺杆6与螺旋槽11的螺距差产生），但已经能够覆盖绝大多数缠绕好的发热丝圈12，通常情况下，横向螺杆6的螺距是螺旋槽11平均螺距的30%-75%。
46.当发热丝圈12缠绕完成之后，可通过驱动推杆71向加热管1运动的方式实现护套2进一步套接于加热管1的外表面，直至定位凸起21进入至定位槽14；保证护套2尽可能地套入至加热管1及缠绕完成的发热丝圈12。在该过程中，挤压辊相对于加热管1发生横向（轴向）滑动，能够挤压住发热丝圈12，使其不松动。推杆71可采用敲击或气缸推动的方式驱动。
47.最后取下加工完成的加热器，并进一步调节护套2相对于加热管1的位置，并使定位凸起21完全进入至定位槽14的内部。在上述护套2套入的过程中，如果护套2套入加热管1比较困难，可采用对护套2进行加热的方式进行改善。
48.相对于现有技术，本实施例记载的加工装置及加工工艺可在挤压辊挤压的过程中将护套2同步套入至加热管1及缠绕完成发热丝圈12的外表面，因此发热丝圈12的起始位置不需要与加热管1进行焊接。并且在套接的过程中，由于三个挤压辊始终作用于发热丝圈12，套接完成护套2后，发热丝圈12不会由于自身韧性而与螺旋槽11分离或产生间隙，保证上述加热器的加工质量。
49.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。