CN110087350A - 双头电热管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了双头电热管，包括第一导电棒、第二导电棒、螺旋电阻丝和金属护套管；金属护套管内居中设置有保中氧化镁柱；保中氧化镁柱上端和下端分别设置有冷端氧化镁柱；上端的冷端氧化镁柱上面和下端的冷端氧化镁柱下面均设置有绝缘瓷管；螺旋电阻丝等间距螺旋设置在保中氧化镁柱的内壁上；第一导电棒和第二导电棒穿过绝缘瓷管伸入到冷端氧化镁柱内，并与伸入到冷端氧化镁柱内的螺旋电阻丝自由端电性连接；电热管内的间隙中均设置有绝缘填充物；电源依次进入第一导电棒、螺旋电阻丝的上端、螺旋电阻丝的下端和第二导电棒形成闭合回路。该电热管保证了螺旋电阻丝的纵向节距一致，且居中设置，提高了电热管的发热效率，加热温度均匀。
Description
技术领域
本发明属于电加热技术领域，具体涉及双头电热管。
背景技术
电热管是管状电热元件，是一种专门将电能转化为热能的电器元件。它是以金属护套管为外壳(包括不锈钢、紫铜管)，沿管内中心轴向均布螺旋电热合金丝(镍铬、铁铬合金)其空隙填充压实具有良好绝缘导热性能的氧化镁砂，管口两端用硅胶密封，这种金属电热元件可以加热空气，熔盐、金属模具和各种液体。常见的电热管有翅片电热管、铁氟龙电热管、单头电热管等等。使用简单，安装方便，无污染，被广泛使用在各种加热场合。
电热管的填粉工艺是垂直操作，螺旋电阻丝是垂直布置与护套管内，由于螺旋电阻丝的自身重量会产生下垂现象，而常规保中管填粉工艺无法控制螺旋电阻丝的螺旋间距，造成电热管发热不均匀，导致局部过热影响产品质量和寿命。而且常规电热管填粉工艺中使用的保中管装置，在振动填粉过程中很难保证螺旋电阻丝的居中精度，螺旋电阻丝的偏心将护套管之间爬电距离减小，电热管绝缘性能无法适用于高电压、高温等环境，急需要一个技术方案解决电阻丝在电热管中的螺旋间距不均匀和居中的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，而提供的双头电热管。
本发明的方案如下：双头电热管，包括第一导电棒、绝缘瓷管、冷端氧化镁柱、第二导电棒、螺旋电阻丝、保中氧化镁柱和金属护套管；所述金属护套管内居中设置有保中氧化镁柱；所述保中氧化镁柱上端和下端分别设置有冷端氧化镁柱；上端的冷端氧化镁柱上面设置有绝缘瓷管，下端的冷端氧化镁柱下面设置有绝缘瓷管，绝缘瓷管对电热管的两头进行密封；所述螺旋电阻丝等间距螺旋设置在保中氧化镁柱的内壁上；所述第一导电棒穿过上端的绝缘瓷管伸入到冷端氧化镁柱内，并与伸入到冷端氧化镁柱内的螺旋电阻丝的上端自由端电性连接；所述第二导电棒穿过下端的绝缘瓷管伸入到冷端氧化镁柱内，并与伸入到冷端氧化镁柱内的螺旋电阻丝下端自由端电性连接；所述第一导电棒、第二导电棒与绝缘瓷管、冷端氧化镁柱连接的间隙中设置有绝缘填充物；所述冷端氧化镁柱、保中氧化镁柱与金属护套管连接的间隙中设置有绝缘填充物；所述螺旋电阻丝与保中氧化镁柱连接后的间隙中设置有绝缘填充物；电源依次进入第一导电棒、螺旋电阻丝的上端、螺旋电阻丝的下端和第二导电棒形成闭合回路。
进一步的，所述保中氧化镁柱的内壁上加工有均匀的圆环片；所述圆环片整体成螺旋结构，螺距均匀一致。
进一步的，所述保中氧化镁柱和冷端氧化镁柱均是由二个半圆柱左右合并而成；保中氧化镁柱的半圆柱上设置有第二倾斜面；冷端氧化镁柱的半圆柱上设置有第一倾斜面。
进一步的，所述绝缘瓷管设置成凸形结构，绝缘瓷管通过凸出的部位与金属护套管和冷端氧化镁柱连接，在连接的间隙中设置有胶水。
进一步的，所述胶水的材料为硅橡胶704胶水和美国HARDMAN公司的AB胶水；美国HARDMAN公司的AB胶水的A组分型号是粘合剂HARDMAN 46717，B组分型号是粘合剂HARDMAN56717，A和B组分按照1:1混合后使用；先用美国HARDMAN公司的AB胶水先封一次，再把硅橡胶704胶水密封到AB胶水表面。
进一步的，所述第一导电棒和第二导电棒结构相同，导电棒一端设置有直径变小的凸出部分，所述螺旋电阻丝的上、下两端自由端分别紧密缠绕在第一导电棒和第二导电棒的凸出部分表面，然后与第一导电棒和第二导电棒进行电性连接。
进一步的，所述绝缘填充物为压实氧化镁粉。
进一步的，所述螺旋电阻丝采用圆电阻丝或者扁电阻丝。
本发明的有益效果为：本发明的电热管，保中氧化镁柱、冷端氧化镁柱的结构设计可以把螺旋电阻丝均匀的固定在电热管中，避免螺旋电阻丝因为自重，在得不到支撑的情况间距发生变化，造成的电热管发热不均匀。螺旋电阻丝居中设置，有效的抵抗填粉的振动影响，保证了填粉时居中的稳定性，大幅提高了螺旋电阻丝居中精度，增加了螺旋电阻丝与护套管之间的爬电距离，大幅度提高了电热管的绝缘性能，而且本申请的电热管的寿命可以大大提高到6-8年，同时生产成本是市面普通电热管的四分之一。
附图说明
图1为本发明剖视结构示意图；
图2为本发明螺旋电阻丝接线结构示意图；
图3为本发明导电棒结构示意图；
图4为本发明冷端氧化镁柱的立体结构示意图。
图5为本发明保中氧化镁柱结构示意图。
图6为绝缘瓷管结构示意图。
其中：1、第一导电棒；2、绝缘瓷管；3、绝缘填充物；4、冷端氧化镁柱；5、第二导电棒；6、螺旋电阻丝；7、保中氧化镁柱；8、金属护套管；41、第一倾斜面；71、第二倾斜面；72、圆环片。
具体实施方式
下面结合说明书附图图1至图6对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1至图3所示，本发明的双头电热管，包括第一导电棒1、绝缘瓷管2、冷端氧化镁柱4、第二导电棒5、螺旋电阻丝6、保中氧化镁柱7和金属护套管8；所述金属护套管8内居中设置有保中氧化镁柱7；所述保中氧化镁柱7上端和下端分别设置有冷端氧化镁柱4；上端的冷端氧化镁柱4上面设置有绝缘瓷管2，下端的冷端氧化镁柱4下面设置有绝缘瓷管2，绝缘瓷管2对电热管的两头进行密封，保证电热管的电绝缘性；所述螺旋电阻丝6等间距螺旋设置在保中氧化镁柱7的内壁上；所述第一导电棒1穿过上端的绝缘瓷管2伸入到冷端氧化镁柱4内，并与伸入到冷端氧化镁柱4内的螺旋电阻丝6的上端自由端电性连接；所述第二导电棒5穿过下端的绝缘瓷管2伸入到冷端氧化镁柱4内，并与伸入到冷端氧化镁柱4内的螺旋电阻丝6下端自由端电性连接；所述第一导电棒1、第二导电棒5与绝缘瓷管2、冷端氧化镁柱4连接的间隙中设置有绝缘填充物3；所述冷端氧化镁柱4、保中氧化镁柱7与金属护套管8连接的间隙中设置有绝缘填充物3；所述螺旋电阻丝6与保中氧化镁柱7连接后的间隙中设置有绝缘填充物3；电源依次进入第一导电棒1、螺旋电阻丝6的上端、螺旋电阻丝6的下端和第二导电棒5形成闭合回路。绝缘填充物3一般选择氧化镁粉，以更好的提高电热管的绝缘性，螺旋电阻丝居中设置，不仅保证了螺旋电阻丝的纵向节距一致，而且抵抗填粉振动稳定性好，大幅提高了螺旋电阻丝居中精度，增加了螺旋电阻丝与护套管之间的爬电距离，大幅度提高了电热管的绝缘性能。所述第一导电棒1和第二导电棒5结构相同，导电棒一端设置有直径变小的凸出部分，所述螺旋电阻丝6的上、下两端自由端分别紧密缠绕在第一导电棒1和第二导电棒5的凸出部分表面，然后与第一导电棒1和第二导电棒5进行电性连接。连接稳固，电接触良好。所述绝缘填充物3为压实氧化镁粉，保证电绝缘性能。所述螺旋电阻丝6采用圆电阻丝或者扁电阻丝。所述螺旋电阻丝6采用圆电阻丝或者扁电阻丝，如果采用扁电阻丝的话，本发明的电热管的结构可以将扁电阻丝的厚度控制的很薄，从而使扁电阻丝的外径到金属护套管的内壁的爬电距离增加，可以设计出更高电压等级的电热管。
实施例2
如图1至图6所示，本发明的双头电热管，包括第一导电棒1、绝缘瓷管2、冷端氧化镁柱4、第二导电棒5、螺旋电阻丝6、保中氧化镁柱7和金属护套管8；所述金属护套管8内居中设置有保中氧化镁柱7；所述保中氧化镁柱7上端和下端分别设置有冷端氧化镁柱4；上端的冷端氧化镁柱4上面设置有绝缘瓷管2，下端的冷端氧化镁柱4下面设置有绝缘瓷管2，绝缘瓷管2对电热管的两头进行密封，保证电热管的电绝缘性；所述螺旋电阻丝6等间距螺旋设置在保中氧化镁柱7的内壁上；所述第一导电棒1穿过上端的绝缘瓷管2伸入到冷端氧化镁柱4内，并与伸入到冷端氧化镁柱4内的螺旋电阻丝6的上端自由端通过储能点焊机点焊进行电性连接；所述第二导电棒5穿过下端的绝缘瓷管2伸入到冷端氧化镁柱4内，并与伸入到冷端氧化镁柱4内的螺旋电阻丝6下端自由端通过储能点焊机点焊进行电性连接；所述第一导电棒1、第二导电棒5与绝缘瓷管2、冷端氧化镁柱4连接的间隙中设置有绝缘填充物3；所述冷端氧化镁柱4、保中氧化镁柱7与金属护套管8连接的间隙中设置有绝缘填充物3；所述螺旋电阻丝6与保中氧化镁柱7连接后的间隙中设置有绝缘填充物3；电源依次进入第一导电棒1、螺旋电阻丝6的上端、螺旋电阻丝6的下端和第二导电棒5形成闭合回路。进一步的，所述保中氧化镁柱7的内壁上加工有均匀的圆环片72；所述圆环片72整体成螺旋结构，螺距均匀一致。本发明的保中氧化镁柱7、冷端氧化镁柱4的结构设计可以把螺旋电阻丝6均匀的固定在电热管中，避免螺旋电阻丝6因为自重，在得不到支撑的情况间距发生变化，造成的电热管发热不均匀，而本发明电热管的螺旋电阻丝6居中精度高、抵抗填粉振动稳定性好，增加了螺旋电阻丝6与金属护套管8之间的爬电距离，大幅度提高了电热管的电绝缘性能，以电热管为例，采用常规保中管方式填粉缩管后，使用耐压测试仪检测螺旋电阻丝居中度，电压耐压值测试结果一般不会超过3500V/min，同规格电热管若采用本发明的方案，电压耐压值为7200V/min，合格率不低于99.2％，大大优于市场常规产品。所述保中氧化镁柱7和冷端氧化镁柱4均是由二个半圆柱左右合并而成；保中氧化镁柱7的半圆柱上设置有第二倾斜面71；冷端氧化镁柱的半圆柱上设置有第一倾斜面。第一倾斜面41和第二倾斜面71的结构设计可以便于安装，增加了氧化镁粉的流通空间，促进流通，安装后，添加氧化镁粉填充，然后进行缩管，达到更好的密封效果，也使加工难度大大降低。
实施例3
如图1至图6所示，本发明的双头电热管，包括第一导电棒1、绝缘瓷管2、冷端氧化镁柱4、第二导电棒5、螺旋电阻丝6、保中氧化镁柱7和金属护套管8；所述金属护套管8内居中设置有保中氧化镁柱7；所述保中氧化镁柱7上端和下端分别设置有冷端氧化镁柱4；上端的冷端氧化镁柱4上面设置有绝缘瓷管2，下端的冷端氧化镁柱4下面设置有绝缘瓷管2，绝缘瓷管2对电热管的两头进行密封，保证电热管的电绝缘性；所述螺旋电阻丝6等间距螺旋设置在保中氧化镁柱7的内壁上；所述第一导电棒1穿过上端的绝缘瓷管2伸入到冷端氧化镁柱4内，并与伸入到冷端氧化镁柱4内的螺旋电阻丝6的上端自由端电性连接；所述第二导电棒5穿过下端的绝缘瓷管2伸入到冷端氧化镁柱4内，并与伸入到冷端氧化镁柱4内的螺旋电阻丝6下端自由端电性连接；所述第一导电棒1、第二导电棒5与绝缘瓷管2、冷端氧化镁柱4连接的间隙中设置有绝缘填充物3；所述冷端氧化镁柱4、保中氧化镁柱7与金属护套管8连接的间隙中设置有绝缘填充物3；所述螺旋电阻丝6与保中氧化镁柱7连接后的间隙中设置有绝缘填充物3；电源依次进入第一导电棒1、螺旋电阻丝6的上端、螺旋电阻丝6的下端和第二导电棒5形成闭合回路。所述绝缘瓷管2设置成凸形结构，绝缘瓷管2通过凸出的部位与金属护套管8和冷端氧化镁柱4连接，在连接的间隙中设置有胶水。绝缘瓷管2采用九五氧化铝瓷材料，具有耐高温，机械强度高，绝缘性能好，抗电强度大，化学稳定性好的特点，且该材料制成的产品的外形尺寸精确。上述胶水的材料为硅橡胶704胶水和美国HARDMAN公司的AB胶水；美国HARDMAN公司的AB胶水的A组分型号是粘合剂HARDMAN 46717，B组分型号是粘合剂HARDMAN 56717，A和B组分按照1:1混合后使用；先用美国HARDMAN公司的AB胶水先封一次，再把硅橡胶704胶水密封到AB胶水表面；先使用HARDMAN公司的AB胶水做第一次封口，该AB胶水固化后密封性能优秀，电热管使用该胶水封口后，放在1.5米深的水槽中24小时后取出，管口风干后测试绝缘电阻无下降。但是该AB胶水固化后非常坚硬，为避免在使用或运输途中振动后产生毛细裂缝，影响密封性能，所以在HARDMAN公司的AB胶水密封后再浇注一次硅橡胶704胶水，硅橡胶704胶水固化后韧性好，振动后不会产品裂缝，可以很好的弥补HARDMAN公司的AB胶水缺点，两种胶水配合使用可以保证电热管的密封性能和耐老化性能，而且电绝缘性能好。
实施例4
本申请的保中氧化镁柱7、冷端氧化镁柱4的制作步骤如下：
(1)将纯度大于等于90％的电熔氧化镁粉倒入球磨机中研磨48小时；
(2)将石蜡倒入石蜡溶解机，加热至70-120摄氏度，直至石蜡完全溶解；
(3)将溶解后的石蜡和研磨后的氧化镁粉按照3:17的比例放入高速搅拌机搅拌均匀；
(4)将搅拌均匀后的石蜡和氧化镁粉混合料放入注浆机，注浆成氧化镁柱半成品；
(5)将成型的氧化镁柱半成品和氧化铝粉末混合装入坩埚中，然后把坩埚放入1280-1300摄氏度的炉窑中烧制48小时后成为氧化镁柱成品。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.双头电热管，其特征在于，包括第一导电棒、绝缘瓷管、冷端氧化镁柱、第二导电棒、螺旋电阻丝、保中氧化镁柱和金属护套管；所述金属护套管内居中设置有保中氧化镁柱；所述保中氧化镁柱上端和下端分别设置有冷端氧化镁柱；上端的冷端氧化镁柱上面设置有绝缘瓷管，下端的冷端氧化镁柱下面设置有绝缘瓷管，绝缘瓷管对电热管的两头进行密封；所述螺旋电阻丝等间距螺旋设置在保中氧化镁柱的内壁上；所述第一导电棒穿过上端的绝缘瓷管伸入到冷端氧化镁柱内，并与伸入到冷端氧化镁柱内的螺旋电阻丝的上端自由端电性连接；所述第二导电棒穿过下端的绝缘瓷管伸入到冷端氧化镁柱内，并与伸入到冷端氧化镁柱内的螺旋电阻丝下端自由端电性连接；所述第一导电棒、第二导电棒与绝缘瓷管、冷端氧化镁柱连接的间隙中设置有绝缘填充物；所述冷端氧化镁柱、保中氧化镁柱与金属护套管连接的间隙中设置有绝缘填充物；所述螺旋电阻丝与保中氧化镁柱连接后的间隙中设置有绝缘填充物；电源依次进入第一导电棒、螺旋电阻丝的上端、螺旋电阻丝的下端和第二导电棒形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的双头电热管,其特征在于，所述保中氧化镁柱的内壁上加工有均匀的圆环片；所述圆环片整体成螺旋结构，螺距均匀一致。
3.根据权利要求1所述的双头电热管,其特征在于，所述保中氧化镁柱和冷端氧化镁柱均是由二个半圆柱左右合并而成；保中氧化镁柱的半圆柱上设置有第二倾斜面；冷端氧化镁柱的半圆柱上设置有第一倾斜面。
4.根据权利要求1所述的双头电热管,其特征在于，所述绝缘瓷管设置成凸形结构，绝缘瓷管通过凸出的部位与金属护套管和冷端氧化镁柱连接，在连接的间隙中设置有胶水。
5.根据权利要求4所述的双头电热管,其特征在于，所述胶水的材料为硅橡胶704胶水和美国HARDMAN公司的AB胶水；美国HARDMAN公司的AB胶水的A组分型号是粘合剂HARDMAN46717，B组分型号是粘合剂HARDMAN 56717，A和B组分按照1:1混合后使用；先用美国HARDMAN公司的AB胶水先封一次，再把硅橡胶704胶水密封到AB胶水表面。
6.根据权利要求1所述的双头电热管,其特征在于，所述第一导电棒和第二导电棒结构相同，导电棒一端设置有直径变小的凸出部分，所述螺旋电阻丝的上、下两端自由端分别紧密缠绕在第一导电棒和第二导电棒的凸出部分表面，然后与第一导电棒和第二导电棒进行电性连接。
7.根据权利要求1所述的双头电热管,其特征在于，所述绝缘填充物为压实氧化镁粉。
8.根据权利要求1所述的电热管,其特征在于，所述螺旋电阻丝采用圆电阻丝或者扁电阻丝。
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