CN101252795A - 双金属线电热带 - Google Patents

Abstract

一种双金属线电热带，用于各种管道与管道和保温层之间起伴热，在各种参数实际达到质量标准要求下采用双金属线作为绞线芯和接地网结构降低80％左右铜材，并大幅度降低制造成本，实行铝、钢取代铜方式，为国家节约铜资源，又创造了经济效益。

Description

双金属线电热带

技术领域

本发明专利涉及一种用于输送介质管道和保温层之间补偿管道散热量伴热的电热带，尤其大量节约铜资源和减少制造成本。

背景技术

随着石油、化工、电力等支柱行业的迅猛发展，我国从二十世纪八十年代开始面对蒸汽伴热等落后方法淘汰的趋势，对低效率、高能耗、“滴”“冒”“漏”现象进行了技改，首先出现了并联式电热带。九十年代引进了国外的自控温电热带并自行研制成产品，同时出现了串联带、合金PTC并联式电热带等等几十种产品形式基本完整的系列生产投入市场应用。由于石油、化工、电力等行业的管道发展的保温急需，对电热带需求量越来越大，至今已达每年产量已达近百亿左右，并迅速递增，电热带对铜材和其它材料也相应地大量增加。对于电热带有三种结构：第一种是“自控温电热带”，由绞线芯、PTC发热芯、绝缘层、接地编织网、防腐层构成，其绞线芯由镀镍铜线多胶绞成作为输送电能用，在两根相距平行绞线芯之间包覆PTC发热芯，其截面形状成扁平或哑铃状，再包覆氟塑料或聚烯烃等材料作绝缘层，然后用镀锡或镀镍铜线多股数锭编成接地编织网起接地屏蔽、保护增强作用，最后包覆氟塑料或耐腐蚀材料作防腐层起耐腐蚀作用。第二种是“串联式电热带”，由镀锡或镀镍多股铜线绞成，绞线芯作为发热元件，一根或多根单独在其上面包覆氟塑料或硅橡胶等绝缘材料作为绝缘层，然后用镀锡或镀镍铜线多股数锭编成接地编织网起接地屏蔽、保护增强作用，最后包覆氟塑料或耐腐蚀的材料作防腐层起耐腐蚀作用。第三种是“并联式电热带”，由镀锡或镀镍多股铜线绞成为绞线芯作为输送电能用，其每根上面单独包覆氟塑料或硅橡胶等绝缘材料作为绝缘层绝缘导线，将两根或多根相互平行靠近定置再包覆绝缘套固定作为内护套，形成“绳缆整体”，再将其按设计好的发热距从内护套向绝缘导线的绞线芯绝缘依次交叉循环从分别打开“绳缆整体”的部位切口，然后在“绳缆整体”上缠绕发热丝，使其各个部位切口接触并可靠焊接，再包覆氟塑料或聚烯烃等材料作绝缘层，然后用镀锡或镀镍铜线多股数锭编成接地编织网起接地屏蔽、保护增强作用，最后包覆氟塑料或耐腐蚀材料作防腐层起耐腐蚀作用。因此，不论任一发展阶段、电热带都缺少不了输送电能的铜绞线芯也需要编织接地网，其是结构组成的重要部分。但是，大工业的发展，“铜”资源越来越少，价格也越高，节约铜材已是当前的重要课题之一，用其它来源丰富的能满足要求的材料来取代铜材是极为重要的意义。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种新型的电热带，它采用新型绞线芯和接地编织网导线，即采用镀锡或镀镍双金属线取代镀锡或镀镍铜绞线芯和镀锡或镀镍铜线编织导线，能节约大于80％以上的铜材，可观降低材料成本。

本发明专利的目的是怎样实现的：通过对各种电热带电气和结构，可以归类为自控温电热带、并联式电热带、串联式电热带三类，几乎任何其它结构都可以归属这三类其之一，都必须有输送电能的镀锡或镀镍绞线芯或兼发热元件，和必须覆盖镀锡或镀镍丝接地编织网。由于电热带的最大使用长度每根只需几米到几百米，电热带每米发热量只需要5～100瓦以下，且工作温度不超过200℃以下，完全可以用以下方法来取代镀锡或镀镍铜线作绞线芯和接地编织网线：①镀锡或镀镍铜包铝线，②镀锡或镀镍铜包钢线。对于镀层铜包铝、铜包钢线，已成公知，内芯剖面为圆形，外面为铜层，最外面为镀层。根据行业标准《SJ/T11223-2000铜包铝线》和《ASTMB-452-39电器设备用铜包钢电线标准规范》文献和其它国家标准技术要求进行比较，铜包铝线和铜包钢线能满足取代铜圆线使用的要求，根据CRU统计，铜包铝线和铜包钢线(称双金属线)已在其它行业成功广泛使用，如同轴电缆，信号传输电缆、屏蔽线、电话线、控制电缆、有线电视、网络线，以及电子器件、计算机等。两者在技术性能、经济、特点可作一比较和区别：

镀锡或镀镍铜包铝线：①导电性介于铜与铝之间；

②抗腐蚀性或耐氧比性良好；

③比重仅为铜线的2/5左右；

④当前单价约为1/3左右。

镀锡或镀镍铜包钢线：①强度高，保护性好；

②屏蔽性优良；

③比重小于铜的92％；

④当前单价约为1/5∽1/4左右。

用双金属线来取代镀锡或镀镍线用于电热带的结构：

(1)制成镀锡或镀镍铜包铝绞成的绞芯线：

(2)制成镀锡或镀镍铜包钢的编织网。

电热带典型规格的重量、当前成本(估算比例)表一

名称	并联式电热带		串联式电热带		自控温电热带
							重量	当前成本	重量	当前成本	重量	当前成本
	导电芯线	2.5/7	2.8/7	3/7	3.8/7	2 /7							2/7
接地网							2/7	2.5/7	1.5/7	1.5/7	3.5/7	3/7
	绝缘材料	2/7	1.5/7	2.5/7	1.7/7	1.5/7							2 /7
发热丝							0.5/7	0.2/7	同导电芯线	同导电芯线	PTC发热芯

根据上述(表二)密切相关行业最近技术相比，镀锡、镍铜包铝线和铜包钢线的机械性略欠于镀锡、镍铜线；但完全满足实际制造工艺和实际的要求；其从规格、硬软态、外观等与镀锡铜线相比基本相同；其从相同用量、成与镀锡铜线只占40％以下；其从为国家铜材资源，用丰富来源的铝、铁来代替铜是一个良好的方案。

附图说明

图1所示为本发明专利单相并联式电热带采用镀锡或镀镍铜包铝线制成的绞线芯(两根)，采用镀锡或镀镍铜包钢制成的接地编织网剖面图。

图2所示为本发明专利三相并联式电热带采用镀锡或镀镍铜包铝制成的绞线芯(三根)，采用镀锡或镀镍铜包钢制成的接地编织网剖面图。

图3所示为本发明专利自控温电热带采用镀镍铜包铝线制成的绞线芯(两根)，采用镀锡或镀镍铜包钢接地编织网剖面图。

图4所示为发明专利单芯串联式电热带，采用镀锡或镀镍铜包铝线制成的绞线芯，接地编织网采用镀锡或镀镍铜包钢制成的接地编织网的剖面图。

图5所示为本发明专利二芯串联式电热带，采用镀锡或镀镍铜包铝线制成的绞线芯，采用镀锡或镀镍铜包钢制成的接地编织网剖面图。

图6所示为本发明专利三芯串联式电热带，采用镀锡或镀镍铜包铝线制成的绞线芯，采用镀锡或镀镍铜包钢制成的接地编织网剖面图。

图7所示为本发明专利的镀锡或镀镍双金属线电热镀锡或镀镍绞线芯的铜包铝线的剖面图。

图中：1：绞线芯2：绞线芯绝缘3：内绝缘4：发热丝

      5：绝缘层6：接地编织网7：防腐层8：双金属线

      9：内芯(铝或钢)10：铜层

      11：镀层(镀锡或镀镍)12：PTC发热芯

具体实施方式

实施例1：某三相并联式电热带，功率40W/m，采用镀锡铜包铝线绞成19×0.37mm绞线芯，包覆0.35mm厚F46氟塑料包覆在其上面为线芯绝缘。将三根绝缘导线(A、B、C线)靠近平行一起包覆0.3mmF46氟塑料，作为内护套形成绳缆整体作内护套，再将其按设计好的发热距离依次按各绝缘线A-B、B-C、C-A、A-B、……交叉循环方向从两侧分别向A线、B线、C线………切口绝缘破口5∽10mm，形成发热节电流回络。再其上缠绕上Ф0.10镍铬发热丝使其与各个破口部位与铜包铝绞线芯锡焊或碰焊、氩焊等方法可靠接触。然后包覆0.65mm厚F46氟塑料其上面作为绝缘层，再将7股Ф0.15mm镀锡铜包钢线24锭编织机覆盖接地编织网制成在其上面。也可以再包覆F46氟塑料0.4防腐层即完成。本例每米原镀锡铜绞线芯55g，现镀锡铜包铝绞线芯22g；原镀锡铜线接地编织网130g，现镀锡铜包钢接地编织网122g。镀锡铜包铝绞线芯重量仅为镀锡铜绞线芯的2/5，每米镀锡铜包钢接地编织网重量仅为镀锡铜丝接地编织网的92％。

本例1经统计总成本与原技术相比：

1、成本只有原技术的1/3；

2、大量实现铝、铁代铜，省铜80％以上；

实施例2：某自限温电热带、功率30w/m，采用镀镍铜包铝线，绞成7×Ф0.43mm绞线芯将两根相距10mm平行，其之间挤上半晶态PTC发热芯，截面为扁平行或哑铃型，然后0.8mm包覆挤上耐高温阻燃聚烯烃塑料作为绝缘层，再将7股Ф0.15mm镀锡铜包钢线24锭编织机覆盖上接地编织网在其上面，也可以包覆PVDF氟塑料。

本例经统计成本与原技术相比也有较大幅度的降低。

铜包铝线和铜包钢线与圆铜线性主要性能比较(表二)

Claims (3)

1、双金属电热带，可以由绞线芯、PTC发热芯、绞线芯绝缘、内护套、发热丝、绝缘层、接地编织网、防腐层构成，其中绞线芯和接地编织网由双金属线制成，绞线芯起输送电能作用，接地编织网起接地屏蔽、保护增强作用，发热元件采用PTC发热芯、发热丝并联结构也可以利用绞线芯制成串联形式，防腐层起耐腐蚀作用，其中双金属线由内芯，铜层和镀锡制成，其特征是：双金属线绞线芯。

2、根据权利要求；所述的双金属线电热带，其特征是：双金属接地编织网。

3、根据权利要求；所述的双金属线电热带，其特征是：双金属线有铜层。

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