CN108235472A - 一种铠装加热管及其制作工艺 - Google Patents

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鲁继浩
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Abstract

本发明公开了一种铠装加热管及其制作工艺，包括加热管，所述加热管外部设有金属保护管，金属保护管内部设置发热丝材，发热丝材端部连接冷端，且金属保护管内部填充有氧化镁粉，加热管的制作工艺包括以下几个部分，分别为绕丝、接冷端、加粉、缩管、退火、轧头、拉拔、检验、校直、抛光、弯管、喷砂、烘烤、最终检验和封口处理。通过新的工艺实现加热器在安全负荷内的长度可控：同样管长可以做到比铠装加热电缆更高的功率，更低的芯线表面负荷，更长的寿命；同样的功率可以做到比加热管更长的管长，更低的芯线负荷及更低的管表负荷，使加热器具有更长的寿命，同时在有效的空间内，使加热器具有更灵活的设计。

Description

一种铠装加热管及其制作工艺
技术领域
本发明涉及一种电加热设备，具体是一种铠装加热管及其制作工艺。
背景技术
现有加热器有两种型式：一：铠装加热器又叫铠装MI加热电缆（矿物绝缘加热电缆），由金属保护管、绝缘物（如氧化镁等）、电热丝材组成，经模具压实的坚实体，具有耐压、抗震、可挠、节能、高不渗透、耐辐射、防爆、安全可靠、安装方便、机械强度高、使用寿命长等优点，受限于目前的生产工艺，加热器内部加热丝材目前均为单芯或双芯直丝形状，根据电阻率公式ρ=RS/L其中的ρ就是电阻率，L为材料的长度， S为面积，及功率计算公式P=I²*R其中P为功率，I为工作电压，R为电阻，线材截面积S=I/J*K,其中S为负载电流，J：线材安全电流密度，K：系数，可得出在丝材选型中：电阻率相同，线材安全电流密度范围内，若需要保证加热器的寿命加热器功率越大需要的发热线材越长，按照目前生产工艺，发热线材为单芯或双芯，在有限的空间内布置铠装加热器限制了功率的范围；同时铠装加热电缆在生产工艺上无法制作冷端，造成加热器全发热，给加热器的安装或密封造成了难度；尤其在真空镀膜行业，加热器温度较高，真空密封圈耐温无法满足，容易出现老化泄漏；二、传统加热管，传统加热管结构同铠装MI加热电缆结构相同，不同的地方为内部丝材为螺旋弹簧式，增加了发热线材的长度，可以制作冷端，但是目前普通的加热管生产工艺存在瓶颈，当加热管的长度超过一定长度（3-5米）后，加热管会出现加粉困难，芯杆偏心，加热器绝缘耐压性能不合格等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铠装加热管及其制作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铠装加热管，包括加热管，所述加热管外部设有金属保护管，金属保护管内部设置发热丝材，发热丝材端部连接冷端，且金属保护管内部填充有氧化镁粉。
作为本发明进一步的方案：所述发热丝材包覆于氧化镁粉内部。
作为本发明再进一步的方案：所述发热丝材为螺旋弹簧式。
一种铠装加热管的制作工艺，包括以下步骤：
步骤一：绕丝，根据生产的加热管的管径、管长、电压和功率计算所需要的加热丝材的电阻、丝长、丝径、丝距及绕丝芯杆直径；
步骤二：接冷端，根据需要的冷端长度，采用含锰5%的镍锰丝利用自动绕丝机进行绑丝，在冷端处将发热丝材同镍锰冷端充分缠绕；
步骤三：加氧化镁粉，将自动灌粉机调节至合适的振粉频率及保证导杆拉升速率，填充耐温≥1050℃的高温氧化镁粉，使氧化镁粉填充密度达到2.3g/cm³，加粉完毕后电性能需达到耐压2200V ，泄漏≤5mA，绝缘电阻≥1000MΩ；
步骤四：缩管，根据加热圈需要的管径选择合适的缩管模具，利用缩管机将加热管缩至工艺要求管径；
步骤五：退火，采用高温管式炉调至退火温度为1050℃ ，根据管径选择不同退火速率；
步骤六：轧头，根据工艺要求对拉拔模具进行选型，采用轧头机对拉拔模具进行轧头，使加热管前端可穿过拉拔模具；
步骤七：拉拔，利用盘拉机根据减径比及拉管模具选择不同的拉拔速率；
步骤八：二次退火，采用高温管式炉调至退火温度为1050℃ 进行二次退火，根据管径选择不同退火速率；
步骤九：二次轧头，根据工艺要求对拉拔模具进行选型，采用轧头机对拉拔模具进行二次轧头，使加热管前端可穿过拉拔模具；
步骤十：二次拉拔，利用盘拉机根据减径比及拉管模具选择不同的拉拔速率，拉拔至需求管长；
步骤十一：检验，利用安规测试仪调至耐压强度为2000V 泄漏≤5mA，绝缘电阻≥500 MΩ进行检验；
步骤十二：校直，采用校直机将加热管进行校直；
步骤十三：抛光，利用抛光机将加热管表面进行抛光；
步骤十四：弯管，根据加热器要求形状通过弯管工装进行成型；
步骤十五：喷砂，使用喷砂机对成型后的加热管进行表面喷砂；
步骤十六：烘烤，将烘箱温度设定200℃，烘烤时间12小时；
步骤十七：最终检验，采用安规测试仪调至耐压强度1800V 泄漏≤5mA，绝缘电阻≥500MΩ对加热管检验；
步骤十八：封口，在加热管管口灌封密封胶。
需要特别说明的是，本发明铠装加热管的制作工艺中的退火、轧头、拉拔不限于一次，可以多次重复操作以拉拔到需要的长度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过分析现有加热器两种生产工艺，针对两种工艺的优点进行结合，通过新的工艺突破现有两种生产工艺的瓶颈，实现加热器在安全负荷内的长度可控：同样管长可以做到比铠装加热电缆更高的功率，更低的芯线表面负荷，更长的寿命；同样的功率可以做到比加热管更长的管长，更低的芯线负荷及更低的管表负荷，使加热器具有更长的寿命，同时可以在有效的空间内，使加热器具有更灵活的设计。
附图说明
图1为铠装加热管的结构示意图。
图中：1-金属保护管；2-发热丝材；3-氧化镁粉；4-冷端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种铠装加热管，包括加热管；所述加热管外部设有金属保护管1，金属保护管1内部设置发热丝材2，发热丝材2为螺旋弹簧式，发热丝材2端部连接冷端4，且金属保护管1内部填充有氧化镁粉3，发热丝材2包覆于氧化镁粉3内部。
所述加热管的制作工艺包括以下步骤：
步骤一：绕丝，根据生产的加热管的管径、管长、电压和功率计算所需要的加热丝材的电阻、丝长、丝径、丝距及绕丝芯杆直径；
步骤二：接冷端，根据需要的冷端长度，采用含锰5%的镍锰丝利用自动绕丝机进行绑丝，在冷端处将发热丝材同镍锰冷端充分缠绕；
步骤三：加氧化镁粉，将自动灌粉机调节至合适的振粉频率及保证导杆拉升速率，填充耐温≥1050℃的高温氧化镁粉，使氧化镁粉填充密度达到2.3g/cm³，加粉完毕后电性能需达到耐压2200V ，泄漏≤5mA，绝缘电阻≥1000MΩ；
步骤四：缩管，根据加热圈需要的管径选择合适的缩管模具，利用缩管机将加热管缩至工艺要求管径；
步骤五：退火，采用高温管式炉调至退火温度为1050℃ ，根据管径选择不同退火速率；
步骤六：轧头，根据工艺要求对拉拔模具进行选型，采用轧头机对拉拔模具进行轧头，使加热管前端可穿过拉拔模具；
步骤七：拉拔，利用盘拉机根据减径比及拉管模具选择不同的拉拔速率，拉拔至需求管长；
步骤八：检验，利用安规测试仪调至耐压强度为2000V 泄漏≤5mA，绝缘电阻≥500 MΩ进行检验；
步骤九：校直，采用校直机将加热管进行校直；
步骤十：抛光，利用抛光机将加热管表面进行抛光；
步骤十一：弯管，根据加热器要求形状通过弯管工装进行成型；
步骤十二：喷砂，使用喷砂机对成型后的加热管进行表面喷砂，增加加热管表面辐射率，降低加热管工作时表面温度；
步骤十三：烘烤，将烘箱温度设定200℃，烘烤时间12小时；
步骤十四：最终检验，采用安规测试仪调至耐压强度1800V 泄漏≤5mA，绝缘电阻≥500MΩ对加热管检验；
步骤十五：封口，在加热管管口灌封密封胶，防止空气潮气进入造成电性能不良。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种铠装加热管，包括加热管，其特征在于，所述加热管外部设有金属保护管（1），金属保护管（1）内部设置发热丝材（2），发热丝材（2）端部连接冷端（4），且金属保护管（1）内部填充有氧化镁粉（3）。
2.根据权利要求1所述的一种铠装加热管及其制作工艺，其特征在于，所述发热丝材（2）包覆于氧化镁粉（3）内部。
3.根据权利要求1所述的一种铠装加热管及其制作工艺，其特征在于，所述发热丝材（2）为螺旋弹簧式。
4.一种如权利要求1-3任一所述的铠装加热管的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：绕丝，根据生产的加热管的管径、管长、电压和功率计算所需要的加热丝材的电阻、丝长、丝径、丝距及绕丝芯杆直径；
步骤二：接冷端，根据需要的冷端长度，采用含锰5%的镍锰丝利用自动绕丝机进行绑丝，在冷端处将发热丝材同镍锰冷端充分缠绕；
步骤三：加氧化镁粉，将自动灌粉机调节至合适的振粉频率及保证导杆拉升速率，填充耐温≥1050℃的高温氧化镁粉，使氧化镁粉填充密度达到2.3g/cm³，加粉完毕后电性能需达到耐压2200V ，泄漏≤5mA，绝缘电阻≥1000MΩ；
步骤四：缩管，根据加热圈需要的管径选择合适的缩管模具，利用缩管机将加热管缩至工艺要求管径；
步骤五：退火，采用高温管式炉调至退火温度为1050℃ ，根据管径选择不同退火速率；
步骤六：轧头，根据工艺要求对拉拔模具进行选型，采用轧头机对拉拔模具进行轧头，使加热管前端可穿过拉拔模具；
步骤七：拉拔，利用盘拉机根据减径比及拉管模具选择不同的拉拔速率, 拉拔至需求管长；
步骤八：检验，利用安规测试仪调至耐压强度为2000V 泄漏≤5mA，绝缘电阻≥500 MΩ进行检验；
步骤九：校直，采用校直机将加热管进行校直；
步骤十：抛光，利用抛光机将加热管表面进行抛光；
步骤十一：弯管，根据加热器要求形状通过弯管工装进行成型；
步骤十二：喷砂，使用喷砂机对成型后的加热管进行表面喷砂；
步骤十三：烘烤，将烘箱温度设定200℃，烘烤时间12小时；
步骤十四：最终检验，采用安规测试仪调至耐压强度1800V 泄漏≤5mA，绝缘电阻≥500MΩ对加热管检验；
步骤十五：封口，在加热管管口灌封密封胶。
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