專利名稱：金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件以及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件并且涉及該組件在加熱應(yīng)用中特別是壓縮機(jī)等中的使用。
背景技術(shù)：
使用金屬被覆型加熱器在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。典型地，這些加熱器使用電阻加熱，其中電阻加熱絲或加熱器電纜被封裝在金屬外殼中。該金屬外殼與需被加熱的物品或材料接觸。這些加熱器經(jīng)常被稱為腹帶(Belly-Band)、曲柄軸箱、壓縮機(jī)或機(jī)油箱加熱器并且經(jīng)常被用于加熱致冷壓縮機(jī)或空調(diào)壓縮機(jī)。加熱器可采用標(biāo)準(zhǔn)軟管夾或其它類型的夾緊布置以用于聯(lián)結(jié)到壓縮機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)軟管夾被切成兩個部件，其中每一個部件被粘附(例如焊接)到加熱器的金屬外殼的相對端部。將加熱器組裝到壓縮機(jī)是通過接合所用夾具的兩個端部并且然后圍繞選定的壓縮機(jī)位置緊固該組件而實現(xiàn)的。該類型的加熱器構(gòu)造也可被用于加熱容器例如桶、加熱管道等。
腹帶加熱器具有離開金屬外殼的每一個端部的絕緣電導(dǎo)線。在使用這些加熱器時，經(jīng)常要求該導(dǎo)線經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)金屬導(dǎo)管行進(jìn)。而且，經(jīng)常要求該導(dǎo)管從每一根導(dǎo)線離開加熱器外殼的位置到導(dǎo)線進(jìn)入電接線盒或多個接線盒的位置圍繞該導(dǎo)線。
圖1示出一種典型的金屬被覆型加熱器或電腹帶加熱器，它用參考數(shù)字10表示并且具有軟管夾部件1和3，以及螺釘機(jī)構(gòu)5。金屬外殼7在兩個部件1和3之間延伸，并且軟管夾部件通過焊接等聯(lián)結(jié)到該外殼。金屬外殼7封裝電絕緣電阻加熱絲或加熱器電纜9并且包括有凹槽的剝離部分8，該部分接觸要求加熱的設(shè)備或材料。
在這些類型的金屬被覆型加熱器中，在工業(yè)中已經(jīng)公知加熱器電纜由盤旋圍繞柔性芯的電阻絲構(gòu)成，該柔性芯由電絕緣的和耐熱材料例如玻璃纖維或其它適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?。該元件通常被稱為“加熱器芯絲”。在加熱器芯絲被均勻地涂覆具有充分機(jī)械和電阻特性的絕緣材料從而保持柔性然而被電絕緣之后，它通常被稱為“加熱器電纜”。絕緣材料經(jīng)常為硅樹脂或熱固塑料，它具有足夠的熱學(xué)特性以用于預(yù)期應(yīng)用。
在將加熱器電纜連接到導(dǎo)線時，小長度的絕緣材料被從加熱器電纜的每一個端部剝離。其中小長度的絕緣材料被從每一導(dǎo)線的一個端部剝離的兩個柔性的電絕緣多股導(dǎo)線被電連接，每一個被連接到加熱器電纜的每一個端部，這是通過將加熱器電纜的被剝離的端部壓接或拼接到導(dǎo)線的被剝離的端部實現(xiàn)的。所使用的連接器是正確選擇的金屬拼接連接器，它具有充分的耐溫性、耐腐蝕性、機(jī)械強度和可成形性以形成可靠的電聯(lián)結(jié)。在圖1所示實施例中，使用連接裝置將導(dǎo)線11連接到加熱器電纜，該連接裝置則又被封裝在金屬外殼中，如在由本申請的受讓人提交的、擁有的共同未決專利申請No.11/064,845中公開的那樣。如果需要，在導(dǎo)線和加熱器電纜之間的連接可以在金屬外殼的外側(cè)形成。
這些類型的加熱器在商業(yè)上可從突尼斯的Cookeville Tutco公司獲得，其中一個為型號Model CH，并且也在授予Kirby的美國專利No.6,844,531中公開，其全部內(nèi)容通過引用被結(jié)合在這里。
在現(xiàn)有技術(shù)中，這些類型的金屬被覆型加熱器例如電阻壓縮機(jī)加熱器，當(dāng)安裝在作為整體系統(tǒng)或控制單元的一個部分的壓縮機(jī)上時保持持續(xù)被供電，而與溫度無關(guān)，只要加熱器為之服務(wù)的控制單元需要電力。在特定時期中，產(chǎn)生如此溫度條件，為此電阻壓縮機(jī)加熱器不需要操作，即使控制單元需要電力。結(jié)果，電能被消耗從而浪費資源。使用正溫度系數(shù)電阻加熱器以用于加熱壓縮機(jī)僅僅部分地降低了電能的使用并且不是這個問題的解決方案。
使用各種溫度調(diào)節(jié)裝置以控制電阻壓縮機(jī)加熱器的嘗試還不是成功的。壓縮機(jī)加熱器應(yīng)該在潮濕的至濕潤的環(huán)境中操作。因此，找到該困難選擇的實際方案仍是嘗試以有效的方式使用金屬被覆型加熱器的技術(shù)人員的一個難題。
本發(fā)明通過提供一種金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件克服了上述問題，其中通過使用具有機(jī)械強度的、耐磨、耐濕、電絕緣的接頭，溫度調(diào)節(jié)裝置被置于加熱器和電源之間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是一種金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件。
本發(fā)明的另一個目的是一種金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件，該組件包括具有機(jī)械強度的、耐磨的、耐濕的、電絕緣的接頭以相互連接溫度調(diào)節(jié)裝置和加熱器以及電源。
本發(fā)明又一個目的在于改進(jìn)使用金屬被覆型加熱器加熱介質(zhì)的方法，其中該加熱使用溫度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制。
通過下面的描述可以清楚本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。
本發(fā)明是對采用封裝加熱器電纜的金屬外殼的加熱器、聯(lián)結(jié)到金屬外殼的端部以將金屬外殼固定到用于加熱目的的構(gòu)件的組件、導(dǎo)線，以及加熱器電纜的每一個端部在此處連接到每一個導(dǎo)線的相應(yīng)端部的拼接連接裝置的改進(jìn)。


現(xiàn)在參考本發(fā)明的附圖，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)電金屬被覆型加熱器的透視圖；圖2是金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件的示例性實施例的側(cè)視圖；圖3是溫度調(diào)節(jié)裝置及其安裝的底部透視圖；圖4是示例性安裝布置的概略視圖；圖5a-5c是示例性拼接連接裝置的概略視圖；圖6示出圖5c的拼接連接裝置的截面；以及圖7示出可選的拼接連接裝置。
具體實施例方式
本發(fā)明在金屬被覆型加熱器領(lǐng)域提供顯著的改進(jìn)，包括加熱器自身以及它們的使用方法。通過使用本發(fā)明，在操作金屬被覆型加熱器時在能量使用方面實現(xiàn)了改進(jìn)。而且，該加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件的設(shè)計是耐用的從而在加熱器、溫度調(diào)節(jié)裝置和電源之間的連接不被加熱器安裝環(huán)境或者在安裝和/或使用環(huán)境中發(fā)生的活動所影響。
圖2示出本發(fā)明的一個實施例，其中金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件由參考數(shù)字20表示并且可以看出，它包括具有夾具組件22的金屬被覆型加熱器21、金屬外殼23、在其終端具有旗狀物27以用于連接到電源(未示出)的一根導(dǎo)線25和第二導(dǎo)線29。
組件20還具有溫度調(diào)節(jié)組件31，它具有從那里延伸的一對導(dǎo)線33和35。導(dǎo)線35被示為在其端部具有旗狀物37以用于連接到電源。組件31具有溫度調(diào)節(jié)本體32，該本體可以具有任何類型但是優(yōu)選具有被密封的、能夠防潮并且易于從很多來源獲取的類型，該來源包括Mansfield，Ohio的Thermo-O-Disc(熱O形環(huán))。這些溫度調(diào)節(jié)裝置典型的具有根據(jù)溫度打開或關(guān)閉的觸點。一旦溫度升高到特定水平，則觸點將打開以將加熱器21從電源斷開以節(jié)能。
接頭或連接裝置39被示為相互連接金屬被覆型加熱器21的導(dǎo)線29和溫度調(diào)節(jié)裝置31的導(dǎo)線33。該連接在下面更加詳細(xì)地描述。
參考圖2-4，溫度調(diào)節(jié)組件31具有用于將它安裝到被加熱的結(jié)構(gòu)或者提供支撐以使得該加熱器用于其預(yù)期目的中的結(jié)構(gòu)的裝置。在圖3中，該安裝裝置被示為一對支腿41，使用緊固器或其它聯(lián)結(jié)裝置在45處聯(lián)結(jié)到本體32，見圖2。每一個支腿41具有凸緣43，該凸緣帶有開口45以便在給定位置處安裝組件20。
圖4示出一種示例性安裝，其中溫度調(diào)節(jié)組件20被安裝到利用金屬被覆型加熱器21加熱的壓縮機(jī)50。緊固器47被用于安裝目的。雖然凸緣支腿和緊固器布置被示為將溫度調(diào)節(jié)本體32安裝到壓縮機(jī)，實際上任何類型的安裝裝置均可被用于在理想位置處固定溫度調(diào)節(jié)本體。例如，溫度調(diào)節(jié)本體32可以被安裝到板，該板被聯(lián)結(jié)到適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。該安裝裝置可以被聯(lián)結(jié)到一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有溫度調(diào)節(jié)裝置以監(jiān)控附近結(jié)構(gòu)或周邊空氣的溫度。
安裝位置實際上可以在任何位置，在此處溫度控制對于使用金屬被覆型加熱器21進(jìn)行加熱操作而言是重要的。例如，可能期望基于周邊溫度而非與壓縮機(jī)等有關(guān)的溫度調(diào)節(jié)金屬被覆型加熱器。在此情形，該溫度調(diào)節(jié)裝置應(yīng)該被如此安裝到結(jié)構(gòu)從而周邊溫度可被感測以用于加熱器控制。可替代地，鄰近被加熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的溫度可能要求監(jiān)控，并且溫度調(diào)節(jié)組件31可被安裝以監(jiān)控該鄰近結(jié)構(gòu)的溫度。
現(xiàn)在參考圖5a-5b，將溫度調(diào)節(jié)組件31聯(lián)結(jié)到金屬被覆型加熱器21的連接裝置被示為拼接連接裝置60。該連接裝置具有金屬拼接件61，它可被壓接到金屬被覆型加熱器導(dǎo)線29和溫度調(diào)節(jié)裝置的導(dǎo)線33的暴露金屬絲上，以及一定長度的熱縮管63。
該連接是通過從金屬被覆型加熱器導(dǎo)線29的端部以及從一根溫度調(diào)節(jié)導(dǎo)線33的端部剝離絕緣材料實現(xiàn)的。該金屬拼接件61被可靠地壓接到暴露金屬絲上從而電連接和機(jī)械固定兩個被剝離的金屬絲端部。
熱縮管63具有足夠的長度以充分地覆蓋在該兩根金屬絲29和33的端部上的絕緣部分。如圖5a所示，在壓接步驟之前熱縮管63被放置在導(dǎo)線33上從而它能夠移動以覆蓋金屬拼接件61和導(dǎo)線29和33的端部，見圖5b。
優(yōu)選地在管道63和拼接件63和金屬絲29和33的端部之間采用粘結(jié)劑。優(yōu)選地，粘結(jié)劑位于該管道的放置在接頭上的內(nèi)表面上，但是它也可以獨立于管道63被施加到拼接件以及金屬絲端部。施加熱量以使得管道收縮并且激活密封劑以形成最終的連接，如圖5c所示。
該管道的特征在于它由這樣的材料制成，在熱量下，該材料將收縮至具有預(yù)定的更小直徑，因此提供可靠的、密封的接頭。該特征被稱為“可熱縮性”并且該管道被稱為“熱縮管”。使用熱縮管在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。塑性熱縮管材料具有足夠的電阻、機(jī)械強度和耐溫性，以用于預(yù)期應(yīng)用。該管道是堅韌的，提供對可能在安裝和使用期間發(fā)生的機(jī)械磨損的保護(hù)。該粘結(jié)劑具有如此特性，從而在操作溫度下，它即不硬化和斷裂也不離開該區(qū)域，保持其特性并且由此在熱縮管內(nèi)表面接觸加熱器電纜絲絕緣部和導(dǎo)線絕緣部的外直徑的位置處形成密封件。雖然不是必須的，在收縮過程之后，提供足夠的粘結(jié)劑以完全涂覆拼接區(qū)域并且填充在管道內(nèi)表面和拼接區(qū)域外表面之間的空腔。圍繞拼接區(qū)域存在的被俘獲的氣泡對于密封沒有影響。被用作拼接連接的一部分的一種粘結(jié)劑的實例是熱塑粘結(jié)劑或熱熔粘結(jié)劑，被稱為Macromelt粘結(jié)劑，其型號為TPX-20-239，并且由MacromeltAdhesive公司制造，但是具有上述特性的其它粘結(jié)劑也是適當(dāng)?shù)摹?br> 圖6示出連接60裝置的截面，示出粘結(jié)劑65。如圖所示，粘結(jié)劑分別涂覆拼接件63和兩個導(dǎo)線29和33的端部66和68以便形成水密性的、高強度的和堅韌的連接。
圖5a-5b的拼接連接是將溫度調(diào)節(jié)組件31連接到金屬被覆型加熱器21的一種方式，但是其它裝置可以用于覆蓋接頭。一個實例是首先利用防水的、耐溫、電阻密封或灌封材料密封該接頭，然后使用如上所述的熱縮管，它具有或者不具有在其內(nèi)側(cè)表面上或者在密封件或灌封材料上施加的粘結(jié)劑以用于覆蓋接頭。這些類型的灌封材料或密封件是在加熱器領(lǐng)域中公知的，在授予Yashin的美國專利No.4,236,065中討論了它的一個實例，該專利通過引用而被整體結(jié)合在這里其。
在采用灌封材料的本發(fā)明實施例中，該連接看起來將類似于圖6所示，其中灌封材料取代粘結(jié)劑或者用于添加到其中。
作為另一個實施例并且參考圖7，足夠厚的、防水的、耐溫的、電阻性的、具有機(jī)械強度的密封或灌封材料67可以用于覆蓋該接頭。
該新穎發(fā)明的特征包括但不限于電阻壓縮機(jī)或者其它構(gòu)件加熱器，它聯(lián)結(jié)有溫度調(diào)節(jié)裝置，并且特別是被密封以防潮的溫度調(diào)節(jié)裝置。
其它特征包括電阻壓縮機(jī)加熱器，它聯(lián)結(jié)有溫度調(diào)節(jié)裝置，該裝置使得加熱器的導(dǎo)線被充分壓接到溫度調(diào)節(jié)裝置的導(dǎo)線，并且該導(dǎo)線具有足夠的長度以用于實際使用。該溫度調(diào)節(jié)裝置應(yīng)該具有用于安裝的裝置并且該連接應(yīng)該是具有機(jī)械強度的、耐磨的、電密封的、耐溫的并且被密封以防止潮氣侵入。該連接還可具有機(jī)械堅固的和耐磨的護(hù)罩如熱縮管，它覆蓋在先施加的熱激活粘結(jié)劑層或者用作熱激活粘結(jié)劑的載體?？商娲?，該連接可由模制或灌封材料形成，結(jié)合機(jī)械堅固的和耐磨的熱縮管或管道和粘結(jié)劑，或者僅是足夠厚的、堅韌的、具有機(jī)械強度的和耐磨的密封劑或灌封材料。
因此，根據(jù)其優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，它滿足如上所述的本發(fā)明的各個目的并且提供一種新的和改進(jìn)的金屬被覆型加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件以及使用方法。
在不背離本發(fā)明精神和范圍的前提下，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以考慮做出各種改變、修改和變化。本發(fā)明旨在僅由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種加熱器，具有封裝加熱器電纜的金屬外殼、聯(lián)結(jié)到該金屬外殼的端部以用于將金屬外殼固定到用于加熱目的的構(gòu)件的夾具組件、加熱器導(dǎo)線，以及在此處將加熱器電纜的每一個端部連接到每一加熱器導(dǎo)線的相應(yīng)端部的連接，其改進(jìn)包括一種溫度調(diào)節(jié)裝置，它具有一對溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線，從而與該金屬被覆型加熱器形成一種組件，一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線適于連接到加熱器導(dǎo)線中的一根，并且另一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線適于連接到電源；用于將該溫度調(diào)節(jié)裝置安裝到結(jié)構(gòu)以允許感測溫度的裝置；以及將該一根加熱器導(dǎo)線聯(lián)接到該對導(dǎo)線的該一根導(dǎo)線的連接，該連接具有高強度、耐濕和耐磨，并且具有電絕緣的類型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中用于安裝的該裝置是一對適于被緊固到該結(jié)構(gòu)的安裝支腿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中該連接是拼接連接，還包括相互連接該一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線和該一根加熱器導(dǎo)線的每一個的導(dǎo)線部分的可壓接的拼接裝置、覆蓋該一根加熱器導(dǎo)線和該一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線的絕緣層的端部的粘結(jié)劑層，以及其尺寸適于覆蓋該端部和該可壓接的拼接裝置的熱縮管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的組件，還包括設(shè)置在該可壓接的拼接裝置和該端部與粘結(jié)劑之間的灌封材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中該連接是拼接連接，還包括相互連接該一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線和該一根加熱器導(dǎo)線的每一個的導(dǎo)線部分的可壓接的拼接裝置、覆蓋該可壓接的拼接裝置和該一根加熱器導(dǎo)線和該一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線的絕緣層的端部的灌封材料，以及其尺寸適于覆蓋該灌封材料的熱縮管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中該連接是拼接連接，還包括相互連接該一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線和該一根加熱器導(dǎo)線的每一個的導(dǎo)線部分的可壓接的拼接裝置、以及覆蓋該可壓接的拼接裝置和該一根加熱器導(dǎo)線和該一根溫度調(diào)節(jié)裝置導(dǎo)線的每一個的絕緣層的端部的灌封材料。
7.一種使用金屬被覆型加熱器加熱結(jié)構(gòu)的方法，其改進(jìn)包括，使用根據(jù)權(quán)利要求1的加熱器和溫度調(diào)節(jié)組件加熱該結(jié)構(gòu)，并且使用該溫度調(diào)節(jié)裝置控制加熱程度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該溫度調(diào)節(jié)裝置感測周邊溫度、與被加熱結(jié)構(gòu)相關(guān)的溫度，或鄰近被加熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的溫度中的一種以控制該金屬被覆型加熱器組件。
全文摘要
一種金屬被覆型加熱器，具有溫度調(diào)節(jié)裝置、用于在可靠位置中安裝該溫度調(diào)節(jié)裝置的裝置，以及相互連接該溫度調(diào)節(jié)裝置和電源以及金屬被覆型加熱器導(dǎo)線的接頭。該接頭的類型為耐濕和耐磨、具有機(jī)械強度并且是電絕緣的。
文檔編號H05B1/00GK101026910SQ20071000539
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者羅伯特·柯比 申請人:圖特科有限公司