一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构

技术领域

本发明涉及电加热器技术领域，具体涉及一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构。

背景技术

需要模拟的发热功率的分布不断发生变化，使用常规的预设电阻式整体加热器无法随时根据需要改变发热功率分布，需要采用离散式的加热结构。而一般的离散式电加热结构无法同时满足易拆换和接触紧密以及特殊应用环境下要求的低电压加热的要求。

目前，仅有不同结构尺寸的电加热结构，而未见能同时满足易拆换和接触紧密以及特殊应用环境下要求的低电压电加热结构。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，目的在于提供一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构，该电加热结构可为变功率分布的加热需求提供便于离散布置的热源，在高温时自锁紧，换热面积较普通结构明显增大，烧毁风险降低；且便于拆换。

本发明通过下述技术方案实现：

一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构，包括加热器壳体；

所述加热器壳体带有开口腔室，沿所述腔室从外到内的径向方向，所述腔室内部依次紧贴设有和所述腔室同轴设置的外绝缘导热层、负极发热芯体、中绝缘导热层、正极发热芯体和内部绝缘层；所述腔室底部设有头部发热芯体，所述负极发热芯体一端和正极发热芯体一端均和所述头部发热芯体连接；

沿所述腔室从外到内的径向方向，所述腔室开口处还设有和所述腔室同轴设置的负极中转电极和正极中转电极，所述负极中转电极一端和所述负极发热芯体另一端连接，所述正极中转电极一端和所述正极发热芯体另一端连接；

所述腔室开口端设有绝缘支撑帽，所述绝缘支撑帽用于封闭所述腔室开口；所述负极中转电极和正极中转电极另一端均从所述腔室开口伸出并贯穿所述绝缘支撑帽；

所述加热器壳体一端为可嵌入段，所述负极发热芯体和正极发热芯体均位于可嵌入段内侧，所述可嵌入段外侧带有螺纹。

相对于现有技术中，一般的离散式电加热结构无法同时满足易拆换和接触紧密以及特殊应用环境下要求的低电压加热的要求的问题，本方案提供了一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构，该电加热结构可为变功率分布的加热需求提供便于离散布置的热源，在高温时自锁紧，换热面积较普通结构明显增大，烧毁风险降低；且便于拆换。具体方案中，包括加热器壳体，在加热器壳体内带有开口腔室，腔室呈圆柱形，在其内部从外到内依次紧贴设有外绝缘导热层、负极发热芯体、中绝缘导热层、正极发热芯体和内部绝缘层，且均为中空柱体的形状，并同轴设置；在腔室开口处设有负极中转电极，负极中转电极内部设有正极中转电极，负极中转电极和正极中转电极均呈中空的圆柱状，其一端分别和负极发热芯体与正极发热芯体端部连接，而另一端则穿出腔室开口端的绝缘支撑帽；绝缘支撑帽的横截面按类T型结构分多层设计，类T型头部外径一般取0.7×D～1.0×D，大于加热器壳体尾端内径。类T型尾部外径略小于加热器壳体尾端内径，小0.2～0.5mm；绝缘支撑帽上开设通孔，以便于负极中转电极和正极中转电极的引出，其通孔尺寸适配负极中转电极和正极中转电极的尺寸进行设计，配合间隙范围0.1～0.5mm；绝缘支撑帽的材质一般选择硬质绝缘材料，如聚酰亚胺、聚醚醚酮等；加热器壳体可选用不锈钢等热膨胀系数较大的金属导热材料。

以上设置，旨在实现：在加热过程中，由于热胀冷缩，高温膨胀，使腔室内部材料及加热器壳体胀大，从而在安装后使加热段膨胀，此时可嵌入段外侧的螺纹胀大，从而实现自动锁紧；且在高温自动锁紧时，换热面积较普通结构明显增大，换热效果更优，发热段与被加热体之间温差更低，高功率工况或长期运行时烧毁风险更低。在尾端设置的中转电极、绝缘支撑帽等结构，可以方便的更换发热芯体，可使用特殊设计定制的低电阻发热芯体，适用于24V或更低的低电压电源，固有安全性高，可适用于特殊应用场景。使用直流电源时，将负极发热芯体布置在靠外侧，安全性更高。该电加热结构可离散布置，为发热体提供可变功率分布的热源，工作温度为常温～1000℃，常压～20MPa，工作介质一般为金属体，也可用于非金属体和流体介质加热。离散安装于金属体时，使金属体的发热功率分布可以按需要随时进行改变；也可安装于非金属体，用于为非金属体营造可变分布的温度场；也可没入流体介质，用于为流体介质提供可变分布的热源。

进一步优化，所述加热器壳体外侧还固定套设有六角螺帽，所述六角螺帽位于所述可嵌入段端部；便于安装加热壳体。

进一步优化，所述负极发热芯体和正极发热芯体均包括若干条状的发热条，所述发热条平行于所述腔室轴线；所述负极发热芯体的若干发热条依次间隔紧贴于所述外绝缘导热层的内侧面；所述正极发热芯体的若干发热条依次间隔紧贴于所述中绝缘导热层的内侧面；用于结合所需功率及电阻率进行匹配。

进一步优化，所述中绝缘导热层外侧带有若干和所述负极发热芯体的发热条相适配的第一条形槽，所述负极发热芯体的若干发热条均分别嵌设于所述第一条形槽内；所述内部绝缘层外侧带有若干和所述正极发热芯体的发热条相适配的第二条形槽，所述正极发热芯体的若干发热条均分别嵌设于所述第二条形槽内；用于避免常规电加热结构为充实填料所作二次加工造成的损伤隐患。

进一步优化，所述负极发热芯体的若干发热条相互串联，且只有一根所述发热条和所述头部发热芯体连接，并只有一根所述发热条和所述负极中转电极连接；所述正极发热芯体的若干发热条相互串联，且只有一根所述发热条和所述头部发热芯体连接，并只有一根所述发热条和所述负极中转电极连接；用于提高发热芯体电阻占总电阻的比值，降低非发热段发热量，提高效率及安全性。

进一步优化，所述头部发热芯体的过电流截面积和所述负极发热芯体与正极发热芯体的总截面积相同，或所述头部发热芯体的过电流截面积大于所述负极发热芯体与正极发热芯体的总截面积，并和所述负极中转电极与正极中转电极的总截面积相同；用于满足头部发热或头部不发热两种需求。

进一步优化，所述负极中转电极一端和所述负极发热芯体另一端螺纹连接，所述正极中转电极一端和所述正极发热芯体另一端螺纹连接；用于实现快速拆换。

进一步优化，还包括带冷却正极连接电极和带冷却负极连接电极，所述带冷却正极连接电极和带冷却负极连接电极一端均带有凹槽，所述带冷却正极连接电极位于所述带冷却负极连接电极的凹槽内；所述带冷却正极连接电极的凹槽开口端部设有第一沉孔，所述带冷却负极连接电极的凹槽开口端部设有第二沉孔，所述第一沉孔和第二沉孔内侧均带有内螺纹，所述负极中转电极另一端和所述第二沉孔螺纹连接，所述正极中转电极另一端和所述第一沉孔螺纹连接；所述第一沉孔底部和第二沉孔底部连通；所述第二沉孔底部设有贯通的冷却进口和冷却出口；用于冷却电极。

进一步优化，所述内部绝缘层、绝缘支撑帽、正极中转电极和带冷却正极连接电极的轴线上均带有相互连通且同轴设置的温度计预留孔用于对电加热结构的温度进行安全监控。

进一步优化，当所述绝缘支撑帽采用不带温度计接口的绝缘支撑帽时，所述带冷却正极连接电极的温度计预留孔外端设有用于封堵所述带冷却正极连接电极的温度计预留孔的出口绝缘支撑帽。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明的发热段外表设置螺纹结构，安装时拧入力矩低，便于安装。安装完成后锁紧性能好，不易受到误操作而导致发热段脱离原有位置。损坏后易拆卸，维修方便。

2.本发明的发热段在高温时会自动锁紧，换热面积较普通结构明显增大，换热效果更优，发热段与被加热体之间温差更低，高功率工况或长期运行时烧毁风险更低。

3.本发明采用铠装设计，正常工作状态下外表不带电，安全性好。

4.本发明设置六角螺帽结构，便于安装及拆卸。六角螺帽结构同时用于定位，分界发热段与非法热段，预留3～5mm的安装及加工裕量，确保全部发热段均与被加热体紧密接触，烧毁风险低，安全性高。六角螺帽结构还可以在安装其他附属结构时，用于固定带外螺纹的加热器壳体。

5.本发明的外绝缘导热层、中绝缘导热层与负极发热芯体、正极发热芯体之间嵌装，安装间隙会随着温度升高自动降低，可以避免常规电加热结构为充实填料所作二次加工造成的损伤隐患，电加热结构的填料均匀度高、性能质量稳定性高。

6.本发明在尾端设置的中转电极、带冷却连接电极结构，可以在电加热结构遭遇极端损坏而又无法与被加热体分离拆换时，用于拆除并更换发热芯体、绝缘导热层等附件，维修损坏的电加热结构，恢复电加热结构功能，可维修性高。

7.本发明在尾端设置的中转电极结构，可以设置电缆的单端引出，配合发热顶端结构，尤其适用于盲孔结构安装。

8.本发明在尾端设置的中转电极、绝缘支撑帽等结构，可初始安装或使用过程中按需增加安装温度计，温度计位于电加热结构温度最高位置，用于电加热结构的温度安全监控，或配合温度-功率反馈器用于营造恒温场。温度计与电加热结构一体式结构，无需与被加热体额外密封。

9.本发明在尾端设置的中转电极、绝缘支撑帽等结构，可以方便的更换发热芯体，可使用特殊设计定制的低电阻发热芯体，适用于24V或更低的低电压电源，固有安全性高，可适用于特殊应用场景。使用直流电源时，将负极发热芯体布置在靠外侧，安全性更高。

10.本发明在尾端设置可选的外接冷却，可用于冷却电极，并通过导热方式降低中转电极、发热芯体的温度，防止发热芯体过热，有利于延长发热芯体、中转电极等附件的使用寿命，降低风险，安全性高。冷却结构带螺纹连接结构，方便连接。

11.本发明可离散安装于金属体或非金属体或流体介质，离散安装于金属体时，使金属体的发热功率分布可以按需要随时进行改变；也可安装于非金属体，用于为非金属体营造可变分布的温度场；也可没入流体介质，用于为流体介质提供可变分布的热源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构剖面结构示意图；

图2为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构内部加热丝结构示意图；

图3为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构无温度监控结构示意图；

图4为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构发热芯体与中转电极连接结构示意图；

图5为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构中转电极与带冷却连接电极连接结构示意图；

图6为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构A-A横截面结构示意图；

图7为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构B-B横截面结构示意图；

图8为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构C-C横截面结构示意图；

图9为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构D-D横截面结构示意图；

图10为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构E-E横截面结构示意图；

图11为本发明提供的一种实施例的低电压电加热结构头部发热丝结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-加热器壳体；2-外绝缘导热层；3-负极发热芯体；4-中绝缘导热层；5-正极发热芯体；6-内部绝缘层；7-负极中转电极；8-绝缘支撑帽；9-正极中转电极；10-带冷却正极连接电极；11-带冷却负极连接电极；12-出口绝缘支撑帽；13-不带温度计接口的绝缘支撑帽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例1提供了一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构，如图1至图11所示，包括加热器壳体1；

加热器壳体1带有开口腔室，沿腔室从外到内的径向方向，腔室内部依次紧贴设有和腔室同轴设置的外绝缘导热层2、负极发热芯体3、中绝缘导热层4、正极发热芯体5和内部绝缘层6；腔室底部设有头部发热芯体，负极发热芯体3一端和正极发热芯体5一端均和头部发热芯体连接；

沿腔室从外到内的径向方向，腔室开口处还设有和腔室同轴设置的负极中转电极7和正极中转电极9，负极中转电极7一端和负极发热芯体3另一端连接，正极中转电极9一端和正极发热芯体5另一端连接；

腔室开口端设有绝缘支撑帽8，绝缘支撑帽8用于封闭腔室开口；负极中转电极7和正极中转电极9另一端均从腔室开口伸出并贯穿绝缘支撑帽8；

加热器壳体1一端为可嵌入段，负极发热芯体3和正极发热芯体5均位于可嵌入段内侧，可嵌入段外侧带有螺纹。

相对于现有技术中，一般的离散式电加热结构无法同时满足易拆换和接触紧密以及特殊应用环境下要求的低电压加热的要求的问题，本方案提供了一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构，该电加热结构可为变功率分布的加热需求提供便于离散布置的热源，在高温时自锁紧，换热面积较普通结构明显增大，烧毁风险降低；且便于拆换。具体方案中，包括加热器壳体1，在加热器壳体1内带有开口腔室，腔室呈圆柱形，在其内部从外到内依次紧贴设有外绝缘导热层2、负极发热芯体3、中绝缘导热层4、正极发热芯体5和内部绝缘层6，且均为中空柱体的形状，并同轴设置；在腔室开口处设有负极中转电极7，负极中转电极7内部设有正极中转电极9，负极中转电极7和正极中转电极9均呈中空的圆柱状，其一端分别和负极发热芯体3与正极发热芯体5端部连接，而另一端则穿出腔室开口端的绝缘支撑帽8；绝缘支撑帽8的横截面按类T型结构分多层设计，类T型头部外径一般取0.7D～1.0D，大于加热器壳体1尾端内径。类T型尾部外径略小于加热器壳体1尾端内径，小0.2～0.5mm；绝缘支撑帽8上开设通孔，以便于负极中转电极7和正极中转电极9的引出，其通孔尺寸适配负极中转电极7和正极中转电极9的尺寸进行设计，配合间隙范围0.1～0.5mm；绝缘支撑帽8的材质一般选择硬质绝缘材料，如聚酰亚胺、聚醚醚酮等；加热器壳体1可选用不锈钢等热膨胀系数较大的金属导热材料。

上述结构中，正极发热芯体5和负极发热芯体3为同种材料、同种规格的发热条组成。发热芯体的材质，应根据使用温度区间和应用场景进行材料选择，常温区段一般选择不锈钢或碳钢材质，中高温区段一般选择镍基合金等材质，高温区段可选择含钼、钨的合金材质。

上述结构中，选择负极中转电极7和正极中转电极9的材料时，应选择电阻率不大于发热芯体的导电材料，优选电阻率小于发热芯体的导电材料；负极中转电极7外径与负极发热芯体3的外径相等，负极中转电极7内径大于中绝缘导热层4中心孔内径，大0.5～2mm；正极中转电极9外径与正极发热芯体5的外径相等，正极中转电极9内径大于内部绝缘层6中心孔内径，大0.5～2mm。

可以理解的是，加热器壳体1一端的实际发热段在可嵌入段内，加热器壳体1的可嵌入段的长度应比实际发热段的长度要更长，一般多出3～5mm的长度；加热器壳体1可嵌入段的外表面，加工成粗牙普通螺纹结构，被加热体可带有与之对应的安装孔，则在安装时拧入力低，便于安装，安装完成后锁紧性能好，不易受到误操作而导致发热段脱离原有位置。损坏后易拆卸，维修方便。可根据所需的发热功率分布或温度场分布或热源分布，综合考虑均匀性和经济性的要求，结合CFD分析手段，分析确定离散布置的加热体结构的数量和布置方式；从而可进一步分析确定加热器壳体1可嵌入段的长度L和外直径D，外直径D一般的取值不小于5mm。加热器壳体1的内直径d＝D-δ，δ范围一般为1～5mm。

上述结构中，外绝缘导热层2，选用绝缘导热材料，材质根据使用温度区间和应用场景进行材料选择，常温区段一般选择氧化镁、氧化铝等粉料，中高温区段一般选择高纯氧化铝，高温区段可选择含氧化铪、氧化锆、氮化硼等材质，优选导热性能好的绝缘导热材料，如高纯氧化铝、氮化硼等。外绝缘导热层2为带中心孔的圆柱体，圆柱体长度小于发热芯体的长度，小1～5mm；圆柱体外径略小于加热器壳体1内直径d，小0.2～0.5mm；外绝缘导热层2的壁厚一般取0.5～1mm；外绝缘导热层2可以分成若干段加工，以便于安装；中绝缘导热层4，选用绝缘导热材料，选材可与外绝缘导热层2同等材质。中绝缘导热层4为带中心孔的类圆柱体，类圆柱体长度与外绝缘导热层2相当；中绝缘导热层4的中心孔直径一般取0.2D～0.7D，类圆柱体的名义外径略小于外绝缘导热层2内径，小0.2～0.5mm，中绝缘导热层4可以分成若干段加工，以便于安装。内部绝缘层6，选用绝缘导热材料，材质根据使用温度区间和应用场景进行材料选择，常温区段一般选择氧化镁、氧化铝等粉料，中高温区段一般选择高纯氧化铝，高温区段可选择含氧化铪、氧化锆、氮化硼等材质；内部绝缘层6为带中心孔的类圆柱体；类圆柱体长度与外绝缘导热层2相当；内部绝缘层6的中心孔直径比温度计的外径大0.2～0.5mm；类圆柱体的名义外径略小于中绝缘导热层4内径，小0.2～0.5mm；内部绝缘层6可以分成若干段加工，以便于安装。

以上设置，旨在实现：在加热过程中，由于热胀冷缩，高温膨胀，使腔室内部材料及加热器壳体1胀大，从而在安装后使加热段膨胀，此时可嵌入段外侧的螺纹胀大，从而实现自动锁紧；且在高温自动锁紧时，换热面积较普通结构明显增大，换热效果更优，发热段与被加热体之间温差更低，高功率工况或长期运行时烧毁风险更低。在尾端设置的中转电极、绝缘支撑帽8等结构，可以方便的更换发热芯体，可使用特殊设计定制的低电阻发热芯体，适用于24V或更低的低电压电源，固有安全性高，可适用于特殊应用场景。使用直流电源时，将负极发热芯体3布置在靠外侧，安全性更高。该电加热结构可离散布置，为发热体提供可变功率分布的热源，工作温度为常温～1000℃，常压～20MPa，工作介质一般为金属体，也可用于非金属体和流体介质加热。离散安装于金属体时，使金属体的发热功率分布可以按需要随时进行改变；也可安装于非金属体，用于为非金属体营造可变分布的温度场；也可没入流体介质，用于为流体介质提供可变分布的热源。

请继续参阅图1和图2，作为一种便于安装加热壳体的具体实施方式，设置为：加热器壳体1外侧还固定套设有六角螺帽，六角螺帽位于可嵌入段端部；

可以理解的是，在加热壳体上可嵌入段的首端位置带有六角螺帽，加热器壳体1的六角螺帽结构名义外径一般取1.2D～1.5D，并向上圆整至国标的六角头螺帽内切圆的直径。加热器壳体1的尾端，即与绝缘支撑帽8连接部分的外径一般取1.1D～1.3D，并向上圆整至国标的六角头螺帽内切圆的直径。一般小于六角头螺帽内切圆的直径，以便于安装；六角螺帽结构同时用于定位，分界发热段与非法热段，预留3～5mm的安装及加工裕量，确保全部发热段均与被加热体紧密接触，烧毁风险低，安全性高。六角螺帽结构还可以在安装其他附属结构时，用于固定带外螺纹的加热器壳体1。

请参阅图3，作为一种为结合所需功率及电阻率进行匹配的具体实施方式，设置为：负极发热芯体3和正极发热芯体5均包括若干条状的发热条，发热条平行于腔室轴线；负极发热芯体3的若干发热条依次间隔紧贴于外绝缘导热层2的内侧面；正极发热芯体5的若干发热条依次间隔紧贴于中绝缘导热层4的内侧面；

可以理解的是，发热芯体一般可选择类长方体状的发热条，其长度等于实际发热段的长度，其横截面为类矩形面，其名义长和宽一般不小于0.5mm，优选1mm。发热芯体与外绝缘导热层2、中绝缘导热层4、内部绝缘层6等相接触的表面实际为适配结构的弧面。发热芯体由多条类长方体状的发热条组成，负极发热芯体3的发热条贴着外绝缘导热层2的内表面圆周均匀布置，正极发热芯体5的发热条贴着中绝缘导热层4的内表面圆周均匀布置。发热条的宽度和数量需要根据外绝缘导热层2内径尺寸、中绝缘导热层4内径尺寸，结合所需功率及发热条材料电阻率进行匹配。匹配的目标是使得满电压时电功率刚好达到所需功率。发热芯体的电阻要远小于中转电极的电阻，发热芯体电阻占总电阻的比值范围一般在99.9％～95％，越大越好。

请参阅图6，作为一种避免常规电加热结构为充实填料所作二次加工造成的损伤隐患的具体实施方式，设置为：中绝缘导热层4外侧带有若干和负极发热芯体3的发热条相适配的第一条形槽，负极发热芯体3的若干发热条均分别嵌设于第一条形槽内；内部绝缘层6外侧带有若干和正极发热芯体5的发热条相适配的第二条形槽，正极发热芯体5的若干发热条均分别嵌设于第二条形槽内；

可以理解的是，中绝缘导热层4为类圆柱体，类圆柱体的外表面适配负极发热芯体3的发热条设置第一条形槽，用于形成发热条嵌装于中绝缘导热层4的结构，配合裕量0.2～0.5mm；内部绝缘层6为类圆柱体，类圆柱体的外表面适配正极发热芯体5的发热条设置第二条形槽，用于形成发热条嵌装于内部绝缘层6的结构，配合裕量0.2～0.5mm；外绝缘导热层2、中绝缘导热层4与负极发热芯体3、正极发热芯体5之间嵌装，安装间隙会随着温度升高自动降低，可以避免常规电加热结构为充实填料所作二次加工造成的损伤隐患，电加热结构的填料均匀度高、性能质量稳定性高。

作为一种提高发热芯体电阻占总电阻的比值的具体实施方式，设置为：负极发热芯体3的若干发热条相互串联，且只有一根发热条和头部发热芯体连接，并只有一根发热条和负极中转电极7连接；正极发热芯体5的若干发热条相互串联，且只有一根发热条和头部发热芯体连接，并只有一根发热条和负极中转电极7连接；

可以理解的是，常规设置的发热条一般并联布置，各发热条通过各自头部固定于头部发热芯体；必要时可以将类长方体状分成若干组，各组内的发热条串联布置，各组内仅有一根发热条与头部发热芯体连接，也仅有另一根发热条与中转电极连接；而分组串联设置可以进一步提高发热芯体电阻占总电阻的比值，降低非发热段发热量，提高效率及安全性。

作为一种为满足头部发热或头部不发热两种需求的具体实施方式，设置为；头部发热芯体的过电流截面积和负极发热芯体3与正极发热芯体5的总截面积相同，或头部发热芯体的过电流截面积大于负极发热芯体3与正极发热芯体5的总截面积，并和负极中转电极7与正极中转电极9的总截面积相同；

可以理解的是，正极发热芯体5和负极发热芯体3之间通过头部发热芯体相连接；通过改变头部发热芯体的过电流截面积，即可满足头部发热或头部不发热两种需求。当电加热结构头部需要发热时，则头部发热芯体的过电流截面积与发热芯体的总截面积相当。当电加热结构头部不需发热时，则增大头部发热芯体的厚度，使其过电流截面积与中转电极的总截面积相当。负极发热芯体3尾端的内表面设置内螺纹，用于与负极中转电极7连接。正极发热芯体5尾端的内表面设置内螺纹，用于与正极中转电极9连接；中转电极尾部的外表面也设置外螺纹，用于与带冷却连接电极连接；中转电极外表面设置有一截六角螺帽结构，便于操作。

请参阅图4，作为一种实现快速拆换的具体实施方式，设置为：负极中转电极7一端和负极发热芯体3另一端螺纹连接，正极中转电极9一端和正极发热芯体5另一端螺纹连接；本实施例中，中转电极为圆筒状结构，中转电极头部的外表面设置外螺纹，螺纹尺寸适配各自连接的发热芯体进行设计。

请参阅图1，作为一种冷却电极的具体实施方式，设置为：还包括带冷却正极连接电极10和带冷却负极连接电极11，带冷却正极连接电极10和带冷却负极连接电极11一端均带有凹槽，带冷却正极连接电极10位于带冷却负极连接电极11的凹槽内；带冷却正极连接电极10的凹槽开口端部设有第一沉孔，带冷却负极连接电极11的凹槽开口端部设有第二沉孔，第一沉孔和第二沉孔内侧均带有内螺纹，负极中转电极7另一端和第二沉孔螺纹连接，正极中转电极9另一端和第一沉孔螺纹连接；第一沉孔底部和第二沉孔底部连通；第二沉孔底部设有贯通的冷却进口和冷却出口；

可以理解的是，本方案中选择带冷却正极连接电极10和带冷却负极连接电极11的材料时，应选择电阻率不大于中转电极的导电材料，优选铜；带冷却连接电极为横截面类似U型体的结构，即带有凹槽；U型体开口一端的内表面加工出内螺纹，用于与中转电极连接，螺纹尺寸适配各自连接的中转电极进行设计；带冷却负极连接电极11的U型体另一端开有3处通孔，分别用于导出进口冷却管道、出口冷却管道、温度计，通孔尺寸适配各自贯穿件设计，预留安装裕量0.2～1mm；带冷却正极连接电极10的U型体另一端开有1处通孔，用于导出温度计，通孔尺寸适配各自贯穿件设计，预留安装裕量0.2～1mm。带冷却连接电极外表面设置有一截六角螺帽结构，便于操作。每个带冷却连接电极均设置一对沉孔，一进一出。沉孔直径一般为1～3mm，沉孔深入带冷却连接电极的主体，靠近U型体开口一端的沉孔底部互相串联，形成连通流道。沉孔口部设置内螺纹连接口，用于连接外部冷却介质管道。以上方案，在尾端设置可选的外接冷却，可用于冷却电极，并通过导热方式降低中转电极、发热芯体的温度，防止发热芯体过热，有利于延长发热芯体、中转电极等附件的使用寿命，降低风险，安全性高。冷却结构带螺纹连接结构，方便连接。

请参阅图1和图2，作为一种对电加热结构的温度进行安全监控的具体实施方式，设置为：内部绝缘层6、绝缘支撑帽8、正极中转电极9和带冷却正极连接电极10的轴线上均带有相互连通且同轴设置的温度计预留孔；

可以理解的是，在腔室中部轴线上设有温度计预留孔，温度计预留孔的内径一般为1.1～3.1mm，适配1.0～3.0mm的温度计。优选1.6mm，适配1.5mm的温度计；带温度计接口的绝缘支撑帽8中心设置有配合温度计的通孔，通孔内径略大于温度计的外径，大0.3～0.5mm。

请参阅图3，作为一种不设置温度计的集体实施方式，设置为：当绝缘支撑帽8采用不带温度计接口的绝缘支撑帽13时，带冷却正极连接电极10的温度计预留孔外端设有用于封堵带冷却正极连接电极10的温度计预留孔的出口绝缘支撑帽12；

可以理解的是，不带温度计接口的绝缘支撑帽13的外形结构和材质均与带温度计接口的绝缘支撑帽8一致，仅取消了配合温度计的通孔，如图3所示。不选装温度计时，设置出口绝缘支撑帽12，用于封堵并支撑带冷却正极连接电极10和带冷却负极连接电极11。出口绝缘支撑帽12为圆柱形结构，外径等于温度计的外径±～0.1mm。

本实施例1提供的一种易拆换的便于离散布置的低电压电加热结构，该电加热结构可为变功率分布的加热需求提供便于离散布置的热源。该电加热结构采用铠装设计且自带螺纹结构，工作时外表不带电，安装方便，在高温时自锁紧，换热面积较普通结构明显增大，烧毁风险降低。该电加热结构单端引出电线、自带六角螺帽结构，便于拆换，可选顶端发热结构，尤其适用于为盲孔结构提供热源。在电加热结构无法整体拆换时，可单独拆除并更换发热芯体、绝缘导热层等附件，恢复电加热结构功能。该电加热结构可离散布置，为发热体提供可变功率分布的热源，工作温度为常温～1000℃，常压～20MPa，工作介质一般为金属体，也可用于非金属体和流体介质加热。

实施例2

本实施例2在实施例1的基础上进一步优化，提供了一种工作原理及其安装工艺，包括以下具体步骤：

首先通过夹紧带外螺纹的加热器壳体1的六角头螺帽部位，对带外螺纹的加热器壳体1进行固定；

然后，将负极发热芯体3和正极发热芯体5装入带外螺纹的加热器壳体1的内腔；

第三，将外绝缘导热层2安装在带外螺纹的加热器壳体1的内壁面与负极发热芯体3之间的空隙；

第四，将中绝缘导热层4安装在负极发热芯体3和正极发热芯体5之间的空隙，形成负极发热芯体3的发热条嵌装于中绝缘导热层4的结构；

第五，将内部绝缘层6安装在正极发热芯体5围成的圆孔内，形成正极发热芯体5的发热条嵌装于内绝缘层的结构；

随后安装中转电极及绝缘支撑帽8；将正极中转电极9与正极发热芯体5通过螺纹结构连接，将负极中转电极7与负极发热芯体3通过螺纹结构连接；

将绝缘支撑帽8分层按入带外螺纹的加热器壳体1、负极中转电极7、正极中转电极9之间的间隙，起到支撑作用。

然后安装温度计、带冷却连接电极；其中带冷却连接电极优选为带水冷连接电极；

在需要安装温度计时，使用此步骤；将正极中转电极9与带水冷正极连接电极通过螺纹结构连接，将负极中转电极7与带水冷负极连接电极通过螺纹结构连接。

将铠装的温度计穿过带水冷连接电极、绝缘支撑帽8、内部绝缘层6的中心孔，并插入带外螺纹的加热器壳体1的底部，直接接触头部发热芯体。将外部冷却介质管道分别与带水冷连接电极的沉孔相连接。

而不选装温度计时，使用此步骤：将绝缘支撑帽8更换为不带温度计接口的绝缘支撑帽13，随后将正极中转电极9与带水冷正极连接电极通过螺纹结构连接，将负极中转电极7与带水冷负极连接电极通过螺纹结构连接。将出口绝缘支撑帽12按入带水冷正极连接电极的预留中心孔。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。