CN111246606A - 一种浸入型铝合金熔体加热棒 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种浸入型铝合金熔体加热棒，包括：不发热段，其包括耐热材质的管状构件、若干个金属丝导体和氮化硼粉体，若干个金属丝导体均匀布置于管状构件的管内，氮化硼粉体填充于管状构件的内壁与金属丝导体形成的空隙中；发热段，其包括氮化硼棒体和若干个发热丝，若干个发热丝均匀布设于氮化硼棒体的内部；发热段的一端与不发热段的一端连接，发热丝与不发热段的所述金属丝导体连接；连接段，其套设于不发热段与发热段的连接处，将不发热段与发热段连接成一整体。本发明将传统的间接辐射传热转变为直接接触导热，从而不仅热效率较高，而且铝合金熔体整体温度均匀性好，使用寿命较长。

Description

一种浸入型铝合金熔体加热棒

技术领域

本发明涉及铝合金压铸铝合金熔体熔炼保温领域，具体地，涉及一种浸入型铝合金熔体加热棒。

背景技术

铝合金压铸件在汽车、电子、航空航天以及日常民生等领域有着广泛的应用，在实际生产过程中，压铸设备制备铝合金铸件所需要的铝合金熔体是通过具备一定保温能力的保温炉提供的，由于保温炉不可避免的要向外散热，所以要加热或保持铝合金熔体温度，必须要保证外部热量的输入大于或等于内部向外散失的热量，传统的保温炉为了确保铝合金熔体保持适当的温度不冷却，一般利用安装在保温炉盖上的电阻丝、电热管等加热装置通过间接辐射加热的方式向铝合金熔体传输热量，这种间接加热方式由于传热速度慢，电热转化率较低，能耗较高；另外，铝合金熔体靠近炉盖的上层部分温度偏高，下层温度则偏低，导致铝合金熔体成分分布不均匀，容易导致铝合金压铸铸件质量不稳定等显著缺点。随着技术的进步和节能环保以及对产品质量要求日益提高的当下，迫切需要有利于节能环保并且能保证金属熔体温度均匀的加热器。

经检索发现，申请号为201210534521.6的中国专利公开了一种柴油发动机排气后处理装置专用加热棒及加热棒功能分布，其中公开了加热棒为柱状结构，加热棒由棒体和发热丝构成，发热丝内置在棒体内；棒体为氮化硼棒体，发热丝为钨丝或钼丝。但是上述专利存在以下不足：采用钨丝作为加热丝，与氮化硼通过模具挤压成型，仅适合非氧化环境且小功率输出(小于2KW)，其无法应用于铝合金熔体加热领域。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种浸入型铝合金熔体加热棒。

为了实现上述目的，本发明提供一种浸入型铝合金熔体加热棒，包括：

不发热段，其包括耐热材质的管状构件、若干个金属丝导体和绝缘导热材质填充粉体，若干个所述金属丝导体均匀布置于所述管状构件的管内，所述绝缘导热材质填充粉体填充于所述管状构件的内壁与所述金属丝导体形成的空隙中，使所述管状构件形成实心状；

发热段，其包括氮化硼棒体和若干个发热丝，若干个所述发热丝均匀布设于所述氮化硼棒体的内部；所述发热段的一端与所述不发热段的一端连接，所述发热丝与所述不发热段的所述金属丝导体连接；

连接段，其套设于所述不发热段与所述发热段的连接处，将所述不发热段与所述发热段连接成一整体。

优选地，所述绝缘导热材质填充粉体为氮化硼粉体或氧化镁粉体。

优选地，所述金属丝导体与所述管状构件的内壁留有间距，所述间距为0.5-1mm。

优选地，所述发热丝与所述氮化硼棒体的外边缘之间留有间距，所述间距为0.5-1mm。

优选地，所述连接段为氮化硅套管。

优选地，所述管状构件为耐热钢管。

优选地，所述发热丝为铁铬铝发热丝或镍铬发热丝；所述发热丝的形状为U形、W形或螺旋形。

优选地，所述发热丝的长度与所述氮化硼棒体的长度相同。

优选地，所述管状构件的外径尺寸与所述氮化硼棒体的外径尺寸相同。

优选地，所述氮化硅套管的内径分别大于所述耐热钢管、所述氮化硼棒体的外径。

优选地，所述氮化硅套管的长度为100-200mm，壁厚4-6mm。

优选地，所述氮化硼棒体的底部为平底或圆弧形底。

与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：

本发明上述结构中，不发热段采用不发热的耐高温金属材料与发热段的电热丝连接，不发热段一方面可以起到将加热棒固定在铝合金熔体保温炉设备上的作用，确保发热段稳定的放置于铝合金熔体之内；另一方面是将外界的电源通过金属丝导体引入到发热段电热丝，起到加热作用；发热段采用氮化硼棒体，热传导性优异，使用稳定，不会与铝合金熔体发生反应，在氮化硼棒体内均匀设置若干个发热丝，通过热传导方式将热量直接传输到铝合金熔体内，铝合金熔体通过对流方式能够快速实现铝合金熔体整体温度均匀，从而达到节能环保，有效提高铝合金熔体压铸质量，符合实际使用要求。

本发明上述结构中，设置合理，制备工艺简单易操作，由传统的间接辐射传热转变为直接接触导热，从而不仅热效率较高，而且铝合金熔体整体温度均匀性好，使用寿命较长。

进一步，发热丝与棒体外边缘之间的间距在0.5-1mm之间，能够确保发热段电热转换效率高，发热快。

本发明与背景技术中对比文件(申请号为201210534521.6)相比，本发明面向铝合金熔炼保温领域，属于氧化环境且铝合金加热熔炼保温所需功率较大(15KW以上)，可应用铝合金熔炼保温领域。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明一优选实施例中的结构示意图；

图中标记分别表示为：1为不发热段、2为发热段、3为连接段、4为发热丝、5为金属丝导体。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。

参照图1所示，为本发明一实施例浸入型铝合金熔体加热棒的结构示意图，将该加热棒浸入铝合金熔体内部，可使铝合金熔体加热并保持一定温度，可作为一种独立的或辅助的加热或保温装置。图中包括：不发热段1、发热段2和连接段3，其中，不发热段1包括由不发热的耐高温金属材质制成的管状构件、若干个金属丝导体5和绝缘性导热性良好的填充粉体。该填充粉体可以采用氮化硼粉体或者氧化镁粉体。耐热材质的管状构件可以采用耐热钢管，若干个金属丝导体5均匀布置于管状构件的管内，即将若干个金属丝导体5贯穿于管状构件的长度方向，并从管状构件的两端穿出，其中一端的金属丝导体5与发热丝4连接。将绝缘性导热性良好的填充粉体填充在管状构件的内壁与金属丝导体5形成的空隙中，紧密地填满整个空间，使管状构件的管内形成实心状。不发热段一方面可以起到将加热棒固定在铝合金熔体保温炉设备上的作用，确保发热段稳定的放置于铝合金熔体之内；另一方面是将外界的电源通过金属丝导体引入到发热段电热丝，起到加热作用。

金属丝导体5的材质可以采用耐热性良好的不锈钢、镍基高温合金等。

发热段2包括氮化硼棒体和若干个发热丝4，将若干个发热丝4均匀布设于氮化硼棒体的内部；发热丝4采用高电阻(1.7-2.4Ω/m)的发热丝。发热段2的一端与不发热段1的一端连接，发热丝4与不发热段1的金属丝导体5连接。

连接段3采用氮化硅套管将不发热段1和发热段2连接固定在一起，采用氮化硅管具有良好的绝缘性、抗热冲击性能和导热性。将氮化硅套管设于不发热段1与发热段2的连接处，通过在氮化硅管内壁涂覆一定的无机粘结剂，将不发热段1与发热段2紧密的连接成一个整体。

在其他部分优选实施例中，金属丝导体5与管状构件的内壁留有间距，间距在0.5-1mm之间，采用该范围内间距一方面防止电热丝与铝合金熔体接触，起到绝缘作用；另一方面为尽可能减小热阻，提高电热丝热量向铝合金熔体传导速度。

在其他部分优选实施例中，发热丝4与氮化硼棒体的外边缘之间留有间距，在氮化硼棒体内布设在最外侧的发热丝4与氮化硼棒体的外边缘之间的间距，间距在0.5-1mm之间。能够确保发热段2电热转换效率高，发热快，通过热传导方式将热量直接传输到铝合金熔体内，铝合金熔体通过对流方式能够快速实现铝合金熔体整体温度均匀，从而达到节能环保，有效提高铝合金熔体压铸质量，符合实际使用要求。

在其他部分优选实施例中，发热丝4为铁铬铝发热丝或镍铬发热丝。

在其他部分优选实施例中，发热丝4的长度与氮化硼棒体的长度相同，发热丝4沿氮化硼棒体的长度方向分布，贯穿于整个氮化硼棒体。

在其他部分优选实施例中，发热丝4的形状为U形、W形或螺旋形，为了减小发热丝4表面负荷，即单位表面积发热功率，根据加热棒不同的发热功率，需要将发热段2的发热丝4设置成U形、W形或螺旋形等不同形状，以便增大发热丝4表面积，减小发热丝4表面负荷，达到提高发热丝4寿命的目的。

在其他部分优选实施例中，管状构件的外径尺寸与氮化硼棒体的外径尺寸相同。

氮化硅套管的内径分别大于耐热钢管、氮化硼棒体的外径；氮化硅套管的长度为100-200mm，壁厚4-6mm。

在其他部分优选实施例中，氮化硼棒体的底部为平底或圆弧形底。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：包括：

不发热段，其包括耐热材质的管状构件、若干个金属丝导体和绝缘导热材质填充粉体，若干个所述金属丝导体均匀布置于所述管状构件的管内，所述绝缘导热材质填充粉体填充于所述管状构件的内壁与所述金属丝导体形成的空隙中，使所述管状构件形成实心状；

发热段，其包括氮化硼棒体和若干个发热丝，若干个所述发热丝均匀布设于所述氮化硼棒体的内部；所述发热段的一端与所述不发热段的一端连接，所述发热丝与所述不发热段的所述金属丝导体连接；

连接段，其套设于所述不发热段与所述发热段的连接处，将所述不发热段与所述发热段连接成一整体。

2.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述绝缘导热材质填充粉体为氮化硼粉体或氧化镁粉体。

3.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述金属丝导体与所述管状构件的内壁留有间距，所述间距为0.5-1mm。

4.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述发热丝与所述氮化硼棒体的外边缘之间留有间距，所述间距为0.5-1mm。

5.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述连接段为氮化硅套管。

6.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述管状构件为耐热钢管。

7.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述发热丝为铁铬铝发热丝或镍铬发热丝；

所述发热丝的形状为U形、W形或螺旋形。

8.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述发热丝的长度与所述氮化硼棒体的长度相同。

9.根据权利要求1所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：具有以下一种或多种特征：

-所述管状构件的外径尺寸与所述氮化硼棒体的外径尺寸相同；

-所述氮化硅套管的内径分别大于所述耐热钢管、所述氮化硼棒体的外径；

-所述氮化硅套管的长度为100-200mm，壁厚4-6mm。

10.根据权利要求1-9中任一项中所述的一种浸入型铝合金熔体加热棒，其特征在于：所述氮化硼棒体的底部为平底或圆弧形底。

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