CN107511648B - 渗钛电加热管及其制造工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渗钛电加热管及其制造工艺方法，该渗钛电加热管，包括：安装座，所述安装座向内凹设形成安装体，所述安装体开设有连接孔；及电加热管，所述电加热管设有连接体，所述连接体与所述连接孔套接配合，且所述连接体与所述安装体固定连接；所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁均设有渗钛防护层。该渗钛电加热管及其制造工艺方法，能减少腐蚀及水垢带来的危害，使电加热管更加耐用、使用更加安全。

Description

渗钛电加热管及其制造工艺方法

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，特别是涉及一种渗钛电加热管及其制造工艺方法。

背景技术

电热水器作为现代生活中必不可少的家电产品，随着社会生活水平的不断提高，人们对电热水器的产品要求也越来越高，其中尤为关注电热水器的使用寿命与安全隐患，影响最大的首要是电加热管的结垢与电腐蚀问题。

目前使用的电热水器中的电加热管金属材料大多数为镍基合金不锈钢，由于水中矿物质较多，在电加热管工作时与管表金属产生电极反应，电加热管金属失去离子析出而形成电腐蚀，水质越差，腐蚀就越严重。当腐蚀情况达到一定程度时，电加热管内部就会进水，使绝缘的氧化镁粉变得潮湿，减弱它的绝缘性出现不锈钢典型的穿孔性腐蚀现象，严重影响使用寿命。同时电加热管表面在加热过程中产生水垢，尤其是北方水质比较硬的地区，水垢随使用时间不断累积加厚，严重阻碍电加热管的热传导，使其表面温度升高，内部温度也随之升高，当内部温度高到一定程度就会烧坏发热丝，甚至出现爆管现象。另一方面，水垢化学名称就是碳酸钙，其本质具有腐蚀性，长时间使用后，电加热管被腐蚀出细小的腐蚀孔，造成绝缘失效。

上述的电加热管腐蚀及表面结垢现象，严重影响电热管的使用寿命，给我们的生活带来不便，还存在电热管绝缘失效造成漏电的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要提供一种渗钛电加热管及其制造工艺方法，能减少腐蚀及水垢带来的危害，使电加热管更加耐用、使用更加安全。

其技术方案如下：

一种渗钛电加热管，包括：安装座，所述安装座向内凹设形成安装体，所述安装体开设有连接孔，所述连接孔包括设置于所述安装体的外壁的第一端、以及与所述第一端相对的第二端；及电加热管，所述电加热管设有连接体，所述连接体与所述连接孔套接配合，且所述连接体与所述安装体固定连接，所述连接体与所述连接孔的第一端端壁通过钎焊焊接固定、并形成密封层，所述连接孔的第二端的外边缘向外凸出设置形成套接体，所述套接体设置于所述安装体的内侧，且所述套接体与所述连接体套接固定；所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁均设有渗钛防护层，所述渗钛防护层的厚度d≥0.3μm；

其中，所述渗钛防护层包括设置于所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁的内层及设置于内层表面的外层，所述内层为钛或钛合金层，所述外层为氧化钛层，所述内层的钛含量η≥90％，所述外层的氧化钛的含量η≥90％。

上述渗钛电加热管，通过设置安装座，便于其安装；同时通过在电加热管的外壁及安装体的外壁均设有渗钛防护层，利用钛的强度高，耐热耐腐蚀性好，提高了电加热管的耐用性；同时可减少腐蚀及水垢带来的危害、使用更加安全。该渗钛电加热管有效预防表面结水垢、电腐蚀，减少腐蚀及水垢带来的危害，使电加热管更加耐用、使用更加安全。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，通过在所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁表面进行渗钛处理形成所述内层，在所述内层的表面进行氧化处理获得所述外层。

在其中一个实施例中，所述连接体与所述套接体通过铆接或焊接进行密封固定。

在其中一个实施例中，所述密封层上设有所述渗钛防护层。

在其中一个实施例中，所述安装体的外边缘向外凹设形成环接体，所述环接体设有用于与外部固定的固定部。

本技术方案还提供了一种渗钛电加热管的制造工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

将电加热管的连接体套设于安装座的连接孔内，所述连接孔的第二端的外边缘向外凸出设置形成套接体，通过铆接或焊接对所述套接体与所述连接体进行密封固定，将所述连接体固定于所述安装座的安装体上，并通过钎焊焊接使所述连接孔的第一端端壁与所述连接体固定形成密封层；

对所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁表面进行渗钛处理形成渗钛防护层。

利用上述制造工艺方法获得的渗钛电加热管，利用安装座，便于其安装；同时通过在电加热管的外壁及安装体的外壁表面进行渗钛处理形成渗钛防护层，利用钛的强度高，耐热耐腐蚀性好，提高了电加热管的耐用性；同时可减少腐蚀及水垢带来的危害、使用更加安全。该渗钛电加热管的制造工艺方法获得的电加热管，加热效率高、寿命长，且具有优秀的防腐防垢防菌功能。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述渗钛处理形成渗钛防护层，包括如下步骤：通过在所述电加热管的外壁、所述安装体的外壁及所述密封层的表面进行渗钛处理形成内层，并在所述内层表面形成致密氧化膜，然后通过大气氧化处理加厚所述氧化膜形成氧化钛层；其中，所述内层为钛或钛合金层。

附图说明

图1为本发明所述的渗钛电加热管的结构示意图；

图2为图1中A的放大示意图。

附图标记说明：

100、安装座，110、安装体，112、连接孔，114、套接体，102、密封层，120、环接体，200、电加热管，210、连接体，220、引棒，230、发热丝，240、绝缘密封层，250、渗钛防护层，252、内层，254、外层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1及图2所示，本发明所述的一种渗钛电加热管200，包括电加热管200，所述电加热管200包括引棒220及设置于电加热管200内的发热丝230，所述引棒220的一端设置于所述电加热管200外、另一端与所述发热丝230电连接，电加热管200内还填充有绝缘密封层240，还包括：安装座100，所述安装座100向内凹设形成安装体110，所述安装体110开设有连接孔112，连接孔112包括设置于安装体110的外壁的第一端、以及与第一端相对的第二端；所述电加热管200设有连接体210，所述连接体210与所述连接孔112套接配合，且所述连接体210与所述安装体110固定连接；所述电加热管200的外壁及所述安装体110的外壁均设有渗钛防护层250。

如图1及图2所示，上述渗钛电加热管200，通过设置安装座100，便于其安装；同时通过在电加热管200的外壁及安装体110的外壁均设有渗钛防护层250，利用钛的强度高，耐热耐腐蚀性好，提高了电加热管200的耐用性；同时可减少腐蚀及水垢带来的危害、使用更加安全。该渗钛电加热管200有效预防表面结水垢、电腐蚀，减少腐蚀及水垢带来的危害，使电加热管200更加耐用、使用更加安全。

该绝缘密封层240为氧化镁镁粉密封层。

如图1及图2所示，在上述实施例的基础上，所述渗钛防护层250包括设置于所述电加热管200的外壁及所述安装体110的外壁的内层252及设置于内层252表面的外层254，所述内层252为钛或钛合金层，所述外层254为氧化钛层。进而将钛与氧化钛层通过渗透复合在电加热管200表面，既能满足电加热管200制作工艺要求，又能保证电加热管200的各项技术检验要求；同时利用内层252的高强度及良好的耐热耐腐蚀性，来提高钢电加热管200的耐用性；利用外层254的具有抗氧化及良好的防腐防垢能力，来减少腐蚀及水垢带来的危害，且其具有杀菌功能，能减少细菌的滋生，进一步提高电加热管200的性能。进一步的，通过在所述电加热管200的外壁及所述安装体110的外壁表面进行渗钛处理形成所述内层252，在所述内层252的表面进行氧化处理获得所述外层254；该加工工艺要求不高，成本较低。

如图1及图2所示，在上述任一实施例的基础上，所述连接孔112的第二端的外边缘向外凸出设置形成套接体114，所述套接体114设置于所述安装体110的内侧，所述套接体114与所述连接体210套接固定；进而利用套接体114来与连接体210固定，便于电加热管200固定于安装体110上，安装固定方便，便于操作。进一步的，所述连接体210与所述套接体114通过铆接或焊接进行密封固定；因而可通过铆接或采用熔焊及堆焊、氩弧焊、激光焊、银基焊、铜基焊、镍基焊、铝基焊、锡基焊等材料焊接固定连接体210与套接体114，实施方式多、且制造成本低。再进一步的，所述连接体210与所述连接孔112的第一端端壁通过钎焊焊接固定形成密封层102，进一步提高电加热管200与安装座100的连接强度及密封性，通过安装座100来提高电加热管200的安装效率的同时，保证电加热管200的安装强度及可靠性。具体的，还可以在密封层102上进行渗钛处理获得上述的渗钛防护层250，避免密封层腐蚀。

在上述任一实施例的基础上，所述安装体110的外边缘向外凹设形成环接体120，所述环接体120设有用于与外部固定的固定部。因而通过在环接体120上设置固定部，便于将电加热器固定于其他设备。该固定部可通过连接孔112形成，如螺纹孔、通孔、卡接孔等，还可以通过卡扣结构形成，其具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述。

在上述任一实施例的基础上，所述渗钛防护层250的厚度d≥0.3μm，保障防护效果；同时内层252或外层254的主要成分含量η≥90％，如内层252的钛含量η≥90％，外层254的氧化钛的含量η≥90％。

在上述任一实施例的基础上，所述安装座100为钢质法兰，所述电加热管200的管体材质为钢，进而可将钛与氧化钛层通过渗透复合在安装体的外壁及电加热管200的外壁表面，既能满足电加热管200制作工艺要求，又能保证电加热管200的各项技术检验要求。

目前使用的电热水器中电加热管金属材料大多数为镍基合金不锈钢，其在水质恶劣的地区下使用，电加热管结垢腐蚀情况非常严重，使用寿命极短，且存在穿孔、爆裂等导致绝缘失效漏电的安全隐患；有生产厂家制作电加热管时，管体使用金属钛，安装座使用其他金属材料，则需满足弯管前真空退火的条件及克服钛、钛合金或氧化钛与其他金属难以焊接的问题，即未能满足生产企业大规模生产的条件，而全钛电加热管造价相当高，给企业带来一定的成本压力。本发明的渗钛电加热管先将电加热管体与安装座焊接成型，后整体表面渗钛的制造工艺，将渗钛层与钢复合在一起从而达到互补互利的效果；采用钢的优良的加工性能和钛的防垢防腐能力相结合，即解决了因结垢腐蚀所带来电加热管寿命短，存在穿孔、爆裂等导致绝缘失效漏电的安全隐患，又能避免使用钛管时需真空退火，难与其他金属焊接及成本较高的问题，满足电加热管制作工艺要求和各项检验指标。

本发明还提供一种渗钛电加热管的制造工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

将电加热管的连接体套设于安装座的连接孔内、并将所述连接体固定于所述安装座的安装体上；

对所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁表面进行渗钛处理形成渗钛防护层。

利用上述制造工艺方法获得的渗钛电加热管，利用安装座，便于其安装；同时通过在电加热管的外壁及安装体的外壁表面进行渗钛处理形成渗钛防护层，利用钛的强度高，耐热耐腐蚀性好，提高了电加热管的耐用性；同时可减少腐蚀及水垢带来的危害、使用更加安全。该渗钛电加热管的制造工艺方法获得的电加热管，加热效率高、寿命长，且具有优秀的防腐防垢防菌功能。

在上述实施例的基础上，所述连接体固定于所述安装座的安装体上，包括如下步骤：将所述连接孔的第二端的外边缘向外凸出设置形成套接体，通过铆接或焊接对所述套接体与所述连接体进行密封固定，通过钎焊焊接使所述连接孔的第一端端壁与所述连接体固定形成密封层；进而可使连接体与安装体连接密封可靠，提高了电加热管与安装座的连接强度及密封性，通过安装座来提高电加热管的安装效率的同时，保证电加热管的安装强度及可靠性。另外可通过铆接或采用熔焊及堆焊、氩弧焊、激光焊、银基焊、铜基焊、镍基焊、铝基焊、锡基焊等材料焊接固定连接体与套接体，实施方式多、且制造成本低。

进一步的，所述渗钛处理形成渗钛防护层，包括如下步骤：通过在所述电加热管的外壁、所述安装体的外壁及所述密封层的表面进行渗钛处理形成内层，并在所述内层表面形成致密氧化膜，然后通过大气氧化处理加厚所述氧化膜形成氧化钛层；其中，所述内层为钛或钛合金层。进而同时利用内层的高强度及良好的耐热耐腐蚀性，来提高钢电加热管的耐用性；利用外层氧化钛层的具有抗氧化及良好的防腐防垢能力，来减少腐蚀及水垢带来的危害，且其具有杀菌功能，能减少细菌的滋生，进一步提高电加热管的性能。该内层为钛或钛合金层。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种渗钛电加热管，其特征在于，包括：

安装座，所述安装座向内凹设形成安装体，所述安装体开设有连接孔，所述连接孔包括设置于所述安装体的外壁的第一端、以及与所述第一端相对的第二端；及

电加热管，所述电加热管设有连接体，所述连接体与所述连接孔套接配合，且所述连接体与所述安装体固定连接，所述连接体与所述连接孔的第一端端壁通过钎焊焊接固定、并形成密封层，所述连接孔的第二端的外边缘向外凸出设置形成套接体，所述套接体设置于所述安装体的内侧，且所述套接体与所述连接体套接固定；所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁均设有渗钛防护层，所述渗钛防护层的厚度d≥0.3μm；

其中，所述渗钛防护层包括设置于所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁的内层及设置于内层表面的外层，所述内层为钛或钛合金层，所述外层为氧化钛层，所述内层的钛含量η≥90％，所述外层的氧化钛的含量η≥90％。

2.根据权利要求1所述的渗钛电加热管，其特征在于，通过在所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁表面进行渗钛处理形成所述内层，在所述内层的表面进行氧化处理获得所述外层。

3.根据权利要求1所述的渗钛电加热管，其特征在于，所述连接体与所述套接体通过铆接进行密封固定。

4.根据权利要求1所述的渗钛电加热管，其特征在于，所述连接体与所述套接体通过焊接进行密封固定。

5.根据权利要求1所述的渗钛电加热管，其特征在于，所述密封层上设有所述渗钛防护层。

6.根据权利要求1至5任一项所述的渗钛电加热管，其特征在于，所述安装体的外边缘向外凹设形成环接体，所述环接体设有用于与外部固定的固定部。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的渗钛电加热管的制造工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

将电加热管的连接体套设于安装座的连接孔内，所述连接孔的第二端的外边缘向外凸出设置形成套接体，通过铆接或焊接对所述套接体与所述连接体进行密封固定，将所述连接体固定于所述安装座的安装体上，并通过钎焊焊接使所述连接孔的第一端端壁与所述连接体固定形成密封层；

对所述电加热管的外壁及所述安装体的外壁表面进行渗钛处理形成渗钛防护层。

8.根据权利要求7所述的渗钛电加热管的制造工艺方法，其特征在于，所述渗钛处理形成渗钛防护层，包括如下步骤：通过在所述电加热管的外壁、所述安装体的外壁及所述密封层的表面进行渗钛处理形成内层，并在所述内层表面形成致密氧化膜，然后通过大气氧化处理加厚所述氧化膜形成氧化钛层；其中，所述内层为钛或钛合金层。

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