CN203675347U - 电加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电加热器，包括外壳、电热丝、填充料、封口塞，外壳为一体成型的不锈钢圆管，其前端面为凸弧面，其后端为开口，电热丝采用双螺旋式电热丝，电热丝位于外壳内，与外壳内壁间隙为0.5～1mm，螺旋状电热丝外表面涂覆有绝缘层，电热丝的两引出端分别通过激光焊接一镍引线，外壳内的空间间隙采用纯度不低于99.4%的氧化镁粉作为填充料密封填充，外壳后端的开口采用玻璃材料制成封口塞，两镍引线穿过封口塞伸出外壳，最后对封口处进行高温真空熔封。本实用新型结构尺寸小，使用电流较大，加热电阻精度高。

Description

电加热器

技术领域

本实用新型涉及加热器领域，特别是涉及一种电加热器。

背景技术

在现代工、农业及特殊行业领域中，电加热器被广泛应用，电加热器的规格与型号也成千上万种，但是对于结构尺寸小，使用电流大的加热器，势必会增加电热丝的表面负荷，且对加热器的绝缘性能、介电强度，电阻精度等指标的要求都比较高。例如核电站稳压器所用的电加热器，其主要功能是在核电厂额定工况和变负荷运行中，加热稳压器中的水使稳压器维持在恒定的运行压力。在反应堆启动和停止时，电加热器用来满足反应堆一回路冷却剂系统的控温要求。核电站稳压器中的安装空间较小，电加热器的功率大，对电加热器的可靠性及稳定性要求很高。

现有的大功率的电加热器通常尺寸规格较大，不能在较小的空间内安装，而尺寸规格较小的电加热器功率也小，不能达到快速加热、升温的目的，当通以高达10A的工作电流时，其可靠性和电连续性将大大降低，加热器的绝缘性能、介电强度，电阻精度等指标都很难满足需求。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种电加热器，它结构尺寸小，需要的安装空间小，绝缘性能好，能负载的电流大，且电阻精度高。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种电加热器，包括外壳、电热丝、填充料、封口塞，所述外壳为一体成型的不锈钢圆管，其前端面为凸弧面，其后端为开口，所述电热丝采用双螺旋式电热丝，电热丝位于外壳内，与外壳内壁间隙为0.5～1mm，电热丝的直径为0.5～1mm，螺旋状电热丝的外表面涂覆有绝缘层，绝缘层覆盖电热丝螺旋的外周面形成筒状，电热丝的两引出端分别通过激光焊接一镍引线，镍引线的直径于大于1mm，外壳内的空间间隙采用纯度不低于99.4%的氧化镁粉作为填充料密封填充，外壳后端的开口采用玻璃材料制成封口塞，两镍引线穿过封口塞伸出外壳，并对封口处进行高温真空熔封。

所述电热丝的材料采用Cr20Ni80，并采用双线绕制法绕制成双螺旋结构。

所述电热丝为中心对称结构。

所述电热丝的横截面为圆形。

所述绝缘层的厚度小于1mm。

由于采用了上述方案，外壳为不锈钢一体成型，耐腐蚀和低温，不易损坏，使用寿命长。其长度、直径可根据安装空间确定，可在较小的空间内安装功率较大的电加热器。外壳呈圆管状，其前端面为凸弧面，发热均匀。电热丝采用双螺旋式电热丝，双螺旋式电热丝是一种圆形盘旋结构，能将热胀冷缩产生应力通过螺旋结构有效地消除，提高电热丝的使用寿命，而且，螺旋结构的曲率半径较大，产生的弯曲应力较小，使电热丝的使用寿命更长；双螺旋式结构能够节省空间，且发热均匀，满足电热丝大功率的要求。电热丝位于外壳内，距离外壳内壁间隙为0.5～1mm，以尽量增长电热丝且防止电热丝接触外壳。电热丝的直径为0.5～1mm，满足电热丝大功率的要求。螺旋状电热丝的外表面涂覆有绝缘层，绝缘层涂覆厚度在1mm以下，且具有优良的高温绝缘性能，较薄的绝缘层厚度为扩大螺旋状电热丝直径，增加电热丝长度提供了空间。电热丝后部的两引出端分别通过激光焊接一镍引线，焊点具有高的可靠性，与其它焊接相比，连接点的接触电阻降到了最低，从而防止电加热器工作时镍引线与电热丝的连接处脱落。镍引线的直径于大于1mm，大于电热丝直径，且镍的电阻较小，不易发热，便于电阻的精度控制。外壳内的空间间隙采用纯度不低于99.4%的氧化镁粉作为填充料密封填充，外壳内间隙被电熔氧化镁紧密填充，内部空气被充分排出，有效降低了电热丝在加热过程中与空气接触发生氧化而损耗，大大提高电加热器的使用寿命；紧密的氧化镁具有高导热性能和绝缘性能，再加上包壳保护并直接接触，使热能能够迅速地释放出来，对加热器寿命也会有大幅度的提高。外壳后端的开口采用玻璃材料制成封口塞，玻璃封口塞对填充氧化镁有进一步的压实作用。而玻璃封口塞是在真空环境下进行高温熔封，而熔封时的真空度在10^-3Pa以上（制作前不锈钢外壳需要在空气中预氧化），因此，外壳内的残余空气会被充分排除，最后熔融的玻璃封口塞则会把整个电热丝与外界空气完全隔离,从而进一步提高了加热器的可靠性与使用寿命。电加热器长度为40～60mm，直径为3～6mm时，即可保证通过10A电流。

电热丝的材料采用Cr20Ni80，Cr20Ni80是电阻电热合金，此类合金组织稳定，电气物理特性稳定、高温力学性能好，冷变形塑性好，焊接性好，长期使用不会产生脆性断裂，使用寿命长。电热丝采用双线绕制法绕制成双螺旋结构，然后通过激光焊接纯镍的镍引线，由此工艺可以精确控制整个加热器的电阻精度，可保证误差在±0.15Ω以内。绝缘层的厚度小于1mm，降低绝缘层的厚度可在有限空间内增大电热丝的直径和长度，保证电热丝的使用寿命。本实用新型体积小，而加热过程中电流较大，因此表面温度上升非常快，从而达到快速加热的目的。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的全剖示意图。

附图中，1为外壳，2为电热丝，3为填充料，4为封口塞，5为绝缘层，6为镍引线。

具体实施方式

参见图1、图2，为电加热器的一种实施例，包括外壳1、电热丝2、填充料3、封口塞4，所述外壳1为一体成型的不锈钢圆管，不锈钢制成防腐蚀能力强，可适应恶劣的工作环境，其前端面为凸弧面，其后端为开口，所述电热丝2采用双螺旋式电热丝2，进一步地，所述电热丝2的材料采用Cr20Ni80，并采用双线绕制法绕制成双螺旋结构，更进一步地，所述电热丝2为中心对称结构。电热丝2位于外壳1内，与外壳1内壁间隙为0.5～1mm，电热丝2的直径为0.5～1mm，进一步地，所述电热丝2的横截面为圆形。

螺旋状电热丝2的外表面涂覆有绝缘层5，绝缘层覆盖电热丝螺旋的外周面形成筒状，隔离电热丝与外壳，绝缘层的材料可选用XZ-T003、等离子喷涂的陶瓷材料等，本实施例中通过在螺旋状电热丝外表涂覆XZ-T003高温涂层，可耐1500℃以上的高温。进一步地，所述绝缘层5的厚度小于1mm。耐高温绝缘材料在调制时呈现半固态，敷于螺旋电热丝外表面。确保整个电热丝被包裹完全后，进行自然晾干、低温烘干、缓慢加热、高温烧制等工艺，得到表面光滑，具有良好高温绝缘性能，一定结构强度的加热体，且螺旋状电热丝外壁绝缘层厚度很薄，占用很少的加热器外壳内腔空间，且具有高的导热性能、介电强度和高温绝缘性能。

电热丝2后部的两引出端分别通过激光焊接一镍引线6，镍引线6的直径于大于1mm，外壳1内的空间间隙采用纯度不低于99.4%的氧化镁粉作为填充料3密封填充，外壳1后端的开口采用玻璃材料制成封口塞4封口，两镍引线6穿过封口塞4伸出外壳1，然后通过真空高温熔封。本实施例中采用低熔点的玻璃材料制成的封口塞，玻璃材料的软化点在650℃左右，完全熔化温度700℃。在进行真空高温熔封时，首先将组装好的带玻璃封口塞的加热器置于真空炉内，然后进行抽真空处理，当真空度达到10^-3Pa时，外壳腔内的残余空气和分子态水气会被充分排出，然后进行玻璃熔封工艺，为了满足本实用新型的绝缘性能，采用阶梯型加热程序进行封装：首先在300℃进行保温，保温时间30~40分钟，再缓慢升温到500℃，保温30分钟。由于此时玻璃封口塞还未熔化，因此，整个加热器内部的微量结晶态水会被分解排出，当达到玻璃的熔化温度后熔融玻璃则会把整个电热丝与外界隔离，从而保证了本实用新型的绝缘性能。而在整个封装过程中，内部结构不会受到影响。

本实用新型不仅仅局限于上述实施例，在不背离本实用新型技术方案原则精神的情况下进行些许改动的技术方案，应落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电加热器，包括外壳、电热丝、填充料、封口塞，其特征在于：所述外壳为一体成型的不锈钢圆管，其前端面为凸弧面，其后端为开口，所述电热丝采用双螺旋式电热丝，电热丝位于外壳内，与外壳内壁间隙为0.5～1mm，电热丝的直径为0.5～1mm，螺旋状电热丝的外表面涂覆有绝缘层，绝缘层覆盖电热丝螺旋的外周面形成筒状，电热丝的两引出端分别通过激光焊接一镍引线，镍引线的直径于大于1mm，外壳内的空间间隙采用纯度不低于99.4%的氧化镁粉作为填充料密封填充，外壳后端的开口采用玻璃材料制成封口塞，两镍引线穿过封口塞伸出外壳，并对封口处进行高温真空熔封。

2.根据权利要求1所述的电加热器，其特征在于：所述电热丝的材料采用Cr20Ni80，并采用双线绕制法绕制成双螺旋结构。

3.根据权利要求1或2所述的电加热器，其特征在于：所述电热丝为中心对称结构。

4.根据权利要求1或2所述的电加热器，其特征在于：所述电热丝的横截面为圆形。

5.根据权利要求1所述的电加热器，其特征在于：所述绝缘层的厚度小于1mm。

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