CN105792391A - 一种异型管状结构的电加热装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电加热装置技术领域，涉及一种异型管状结构的电加热装置及制备方法，主体结构包括电热管、电热丝、氧化镁、内引出棒、外引出棒、熔断器、压板组件、热传感器、法兰、橡胶密封条、绝缘子和端子，制备方法包括H2退火、绕丝、点焊、加氧化镁粉、测耐压、缩管径、调直、弯管成型、夹管、整体油压、切棒、装配法兰、组装密封条、干燥排潮、检测绝缘性、封绝缘子、水压测试、电阻值测试、耐压测试、安装热传感器、检查外观和包装出厂等步骤；该装置结构简单，选料新颖，制作简便，步骤精简，产品质量好，使用寿命长，安全性能好。

Description

一种异型管状结构的电加热装置及制备方法

技术领域：

本发明属于电加热装置技术领域，涉及一种异型管状结构的电加热装置及制备方法，电热管采用英格莱800材料，且两端配有过热保护装置，大大提高了电加热装置的使用寿命和安全性能。

背景技术：

电加热装置是一种主要有电加热管组成的电加热设备，多用于对流动的液态介质和气态介质进行升温、保温和加热；所谓电加热管是一种由金属管螺旋状电阻丝及结晶氧化镁粉等组成的管状电热元件。目前现有技术中常见的电加热管用材包括：(1)不锈钢护套加热器，虽然不锈钢加热管技术较早，但是由于不锈钢材质延展性差，发热管金属护套及内胆均采用有缝不锈钢管合成的加热器，因而布满了焊缝，加之加热管的表面负载较高，使得水垢易结以至于严重影响了技术加热体的散热；(2)玻璃导膜加热管，虽然较好的解决了防腐蚀问题，但是在热胀冷缩的情况下会出现爆裂导致漏水，而且加热膜老化较快，造成物料损耗较大和安全隐患；(3)纯紫铜(无氧紫铜)加热器，虽然紫铜的抗氧化、抗腐蚀性均较强，能够减少水垢的危害并提供热效率，但是成本太高以至于无法在电加热器行业中得到广泛应用。

英格莱800是一种镍铬铁合金，是专为温度升高时抗氧化和碳化而设计的，以用来填补对相对较低镍含量的耐热、耐腐蚀合金的需求。由于其具有良好的耐HNO3(可经受沸腾温度70％HNO3的腐蚀)、有机酸、除卤素盐外的氧化性和非氧化盐类的腐蚀，及抗氧化、抗渗碳和其它形式的高温腐蚀性能，进而被广泛使用于各种腐蚀和高温的环境。英格莱800在化工和石化过程中用做硝酸介质，在纸浆生产中用于制造蒸煮溶液的加热器，在石油工业中用于制造空气冷却工艺蒸汽的换热器等等，但是在电热管行业中的应用并不常见，很多电热管生产技术人员对此种合金材料的各种性能了解不多，特别对此种材料用于电热管生产的关键性技术尚未掌握。因此申请人经过多年的实践研究，设计出一种异型管状结构的电加热装置及其制备方法，通过在对电加热管的材质和工艺的改进，从根本上增加电加热装置的抗高温、抗氧化性能，实现在各种特殊恶劣的水质环境下的正常使用，具有良好的经济价值和社会效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种异型管状结构的电加热装置及其制备方法，通过对电加热管材质和工艺的改进设计，以提高电加热装置整体的耐高温、抗氧化等性能。

为了实现上述目的，本发明涉及的异型管状结构的电加热装置主体结构包括电热管、电热丝、氧化镁、内引出棒、外引出棒、熔断器、压板组件、热传感器、法兰、橡胶密封条、绝缘子和端子，英格莱800材质的空心管道状电热管的两端内部均设置有结构相同的过热保护装置，过热保护装置的结构由内至外依次由电热丝、氧化镁、内引出棒、外引出棒、熔断器和绝缘子组成，绕圈结构的电热丝的一端固定套接在内引出棒上，内引出棒与外引出棒之间设置有熔断器，用于实现在电热丝温度过高时自动熔断，外引出棒的外端套接有绝缘子以实现外部绝缘，电热丝的另一端伸入电热管中，电热丝与电热管的间隙处密实填充有粉状结构的氧化镁；折弯成异型结构的电热管两端之间通过法兰进行固定连接，法兰上通过铆钉和压板组件安装有热传感器，电热管与法兰接触空隙处设置有橡胶密封条，电热管两端处的绝缘子均通过端子予以封装以实现对外良好绝缘。

优选的，所述电热管为经气氛保护炉在1100-1150℃高温下处理后的英格莱800材质的空心管；所述热传感器为NTC热电阻传感器；所述的异型结构的形状包括U型、V型、Z型、W型或E型。

进一步的，所述异型管状结构的电加热装置的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将英格莱800材质空心管根据客户需求截断成相应长度的电热管，然后置于温度1100-1150℃下进行H₂气氛保护炉高温退火处理，再将电热丝缠绕成圆圈状后向内方向安置于电热管的两端，通过点焊方式将电热丝的外端套接固定在内引出棒上，向电热丝内端伸入电热管中的间隙处密实填充粉状结构的氧化镁；

(2)在大于2500V耐压条件下测试所有电热管的耐压性以剔除不良品，将通过耐压测试后的电热管两端管径统一收缩至8.5mm并对管型进行调直，再将调直后的电热管统一折弯成异型后进行夹制处理，将异型电热管置于油压机中进行整体油压；

(3)将统一规格的熔断器通过长度12-14mm的外引出棒固定安装在内引出棒上，然后将法兰通过螺母装配在异型电热管的两端，在法兰与异型电热管的接触空隙处设置橡胶密封条以完成组装，将组装好的异型电热管在100-110℃条件下干燥排潮4-5h，检测筛选出绝缘电阻值大于等于2000MΩ的合格异型电热管；

(4)对合格异型电热管两端内部的外引出棒上套接绝缘子后封装端子，然后对异型电热管分别进行10MPa以上水压测试、2000MΩ以上绝缘电阻值测试和2500V以上耐压测试，并对电热丝进行是否符合客户指定功率所对应要求的冷态电阻检测；最后在法兰上通过铆钉和压板组件安装热传感器，检测整体外观后包装以备出厂。

本发明与现有技术相比，采用经气氛保护炉高温处理后的英格莱800材质空心管作为电热管的材料，大大提高了电热管的耐高温和耐腐性；电加热管的两端内部设置有熔断器作为过热保护装置，以便实现准确、灵敏的温控效果；该装置结构简单，选料新颖，制作简便，步骤精简，产品质量好，使用寿命长，安全性能好。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作出进一步详细说明。

实施例：

本实施例涉及的异型管状结构的电加热装置主体结构包括电热管1、电热丝2、氧化镁3、内引出棒4、外引出棒5、熔断器6、压板组件7、热传感器8、法兰9、橡胶密封条10、绝缘子11和端子12，英格莱800材质的空心管道状电热管1的两端内部均设置有结构相同的过热保护装置，过热保护装置结构由内至外依次由电热丝2、氧化镁3、内引出棒4、外引出棒5、熔断器6和绝缘子11组成，绕圈结构的电热丝2的一端固定套接在内引出棒4上，内引出棒4与外引出棒5之间设置有熔断器6，用于实现在电热丝2温度过高时自动熔断，外引出棒5的外端套接有绝缘子11以实现外部绝缘，电热丝2的另一端伸入电热管1中，电热丝2与电热管1的间隙处密实填充有粉状结构的氧化镁3；折弯成异型结构的电热管1两端之间通过法兰9进行固定连接，法兰9上通过铆钉和压板组件7安装有热传感器8，电热管1与法兰9接触空隙处设置有橡胶密封条10，电热管1两端处的绝缘子11均通过端子12予以封装以实现对外良好绝缘。

本实施例中涉及的电热管1为经气氛保护炉在1060℃高温下处理后的英格莱800材质的空心管；所述的异型结构的电热管1的形状包括U型、V型、Z型、W型或E型；所述电热丝2的电阻值要符合客户指定功率所对应要求的冷态电组；所述热传感器8为NTC热电阻传感器。

本实施例中涉及的电加热装置的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将英格莱800材质空心管根据客户需求截断成相应长度的电热管1，然后置于温度900-1150℃下进行H₂气氛保护炉高温退火处理，再将电热丝2缠绕成圆圈状后向内方向安置于电热管1的两端，通过点焊方式将电热丝2的外端套接固定在内引出棒4上，向电热丝2内端伸入电热管1中的间隙处密实填充粉状结构的氧化镁3；

(2)在大于2500V耐压条件下测试所有电热管1的耐压性以剔除不良品，将通过耐压测试后的电热管1两端管径统一收缩至8.5mm并对管型进行调直，再将调直后的电热管1统一折弯成异型后进行夹制处理，将异型电热管1置于油压机中进行整体油压；

(3)将统一规格的熔断器6通过长度12-14mm的外引出棒5固定安装在内引出棒4上，然后将法兰9通过螺母装配在异型电热管1的两端，在法兰9与异型电热管1的接触空隙处设置橡胶密封条10以完成组装，将组装好的异型电热管1在100-110℃条件下干燥排潮4-5h，检测筛选出绝缘电阻值大于等于2000MΩ的合格异型电热管1；

(4)对合格异型电热管1两端内部的外引出棒5上套接绝缘子11后封装端子12，然后对异型电热管1分别进行10MPa以上水压测试、2000MΩ以上绝缘电阻值测试和2500V以上耐压测试，并对电热丝2进行是否符合客户指定功率所对应要求的冷态电阻检测；最后在法兰9上通过铆钉和压板组件7安装热传感器8，检测整体外观后包装以备出厂。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此；任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种异型管状结构的电加热装置，其特征在于主体结构包括电热管、电热丝、氧化镁、内引出棒、外引出棒、熔断器、压板组件、热传感器、法兰、橡胶密封条、绝缘子和端子，英格莱800材质的空心管道状电热管的两端内部均设置有结构相同的过热保护装置，过热保护装置的结构由内至外依次由电热丝、氧化镁、内引出棒、外引出棒、熔断器和绝缘子组成，绕圈结构的电热丝的一端固定套接在内引出棒上，内引出棒与外引出棒之间设置有熔断器，用于实现在电热丝温度过高时自动熔断，外引出棒的外端套接有绝缘子以实现外部绝缘，电热丝的另一端伸入电热管中，电热丝与电热管的间隙处密实填充有粉状结构的氧化镁；折弯成异型结构的电热管两端之间通过法兰进行固定连接，法兰上通过铆钉和压板组件安装有热传感器，电热管与法兰接触空隙处设置有橡胶密封条，电热管两端处的绝缘子均通过端子予以封装以实现对外良好绝缘。

2.根据权利要求1所述的异型管状结构的电加热装置，其特征在于电热管为经气氛保护炉在1100-1150℃高温下处理后的英格莱800材质的空心管；所述热传感器为NTC热电阻传感器；所述的异型结构的形状包括U型、V型、Z型、W型或E型。

3.根据权利要求1所述的异型管状结构的电加热装置，其特征在于制备方法具体包括以下步骤：

(1)将英格莱800材质空心管根据客户需求截断成相应长度的电热管，然后置于温度1100-1150℃下进行H₂气氛保护炉高温退火处理，再将电热丝缠绕成圆圈状后向内方向安置于电热管的两端，通过点焊方式将电热丝的外端套接固定在内引出棒上，向电热丝内端伸入电热管中的间隙处密实填充粉状结构的氧化镁；

(2)在大于2500V耐压条件下测试所有电热管的耐压性以剔除不良品，将通过耐压测试后的电热管两端管径统一收缩至8.5mm并对管型进行调直，再将调直后的电热管统一折弯成异型后进行夹制处理，将异型电热管置于油压机中进行整体油压；

(3)将统一规格的熔断器通过长度12-14mm的外引出棒固定安装在内引出棒上，然后将法兰通过螺母装配在异型电热管的两端，在法兰与异型电热管的接触空隙处设置橡胶密封条以完成组装，将组装好的异型电热管在100-110℃条件下干燥排潮4-5h，检测筛选出绝缘电阻值大于等于2000MΩ的合格异型电热管；

(4)对合格异型电热管两端内部的外引出棒上套接绝缘子后封装端子，然后对异型电热管分别进行10MPa以上水压测试、2000MΩ以上绝缘电阻值测试和2500V以上耐压试，并对电热丝进行是否符合客户指定功率所对应要求的冷态电阻检测；最后在法兰上通过铆钉和压板组件安装热传感器，检测整体外观后包装以备出厂。