專利名稱：集膚效應(yīng)電伴熱元件管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集膚效應(yīng)電伴熱元件連接發(fā)熱管用的一種"集膚效應(yīng)電伴熱元件管接頭"。
背景技術(shù)：
公知，集膚效應(yīng)電伴熱元件沿長(zhǎng)輸管道軸向方向平行緊密帖敷其表面安裝，起補(bǔ)
償熱量維持溫度作用，其由高溫電線和發(fā)熱管構(gòu)成，高溫電線的線芯和發(fā)熱管的材質(zhì)分別
是多股軟銅芯和軟磁鐵基鋼管，高溫電線穿在發(fā)熱管內(nèi)孔中，高溫電線的線芯尾端與發(fā)熱
管的尾端通過連接點(diǎn)可靠相連接，高溫電線線芯的首端和發(fā)熱管的首端分別接到單相交流
電源的相線和零線上，當(dāng)交流電流通過高溫電線的線芯和發(fā)熱管連接后形成串聯(lián)電氣回路
時(shí)。 一方面交流電流通過高溫電線的線芯與發(fā)熱管其方向形成反向；另一方面由于高溫電
線穿在發(fā)熱管孔中很近，在發(fā)熱管內(nèi)壁產(chǎn)生應(yīng)明顯的電磁感應(yīng)，引起"集膚效應(yīng)"、"鄰近效
應(yīng)"，發(fā)熱管中的交流電流通道由全部環(huán)形截面改變成靠其沿內(nèi)壁按指數(shù)衰減規(guī)律變化流
動(dòng)，即足夠的"趨膚厚度"能保證電流密度從內(nèi)壁向外壁極限方向按指數(shù)規(guī)律變化衰減變化
幾乎降到"零"，外壁幾乎沒有交流電流通過，表面幾乎沒有交流電壓，不會(huì)危害人身安全。 集膚效應(yīng)電伴熱元件是一種將電能轉(zhuǎn)化為熱能的高效環(huán)保的先進(jìn)長(zhǎng)距離電伴
熱器材，它安裝在長(zhǎng)輸管道沿其表面平行敷設(shè)與保溫層之間起熱量損失補(bǔ)償維護(hù)其溫度
(< 200°C )作用，長(zhǎng)度很長(zhǎng)，而其每根發(fā)熱管的長(zhǎng)度至多不會(huì)超過十幾米，只由許多根數(shù)連
接起來才能達(dá)到規(guī)定的長(zhǎng)度。原每?jī)筛?guī)格相同的發(fā)熱管之間的連接是對(duì)其"首"和"尾"
緊密靠近、軸線對(duì)準(zhǔn)，用材質(zhì)相同、尺寸相同基本相同、內(nèi)徑略大與發(fā)熱管外徑、壁厚相同、
長(zhǎng)度不超過幾寸的"管接頭"進(jìn)行兩端焊接，起連接、防漏和交流電流過渡通道作用。由于
長(zhǎng)輸管道工程大，發(fā)熱管上的"管接頭"的數(shù)量多、帖敷在長(zhǎng)輸管道表面焊接施工較困難、人
工多、施工工期長(zhǎng)、尤其埋地施工難度大，而且管接頭部位浸在地下水或意外進(jìn)水對(duì)焊縫的
密封很難保證水進(jìn)入內(nèi)腔，影響集膚加熱電流通道，給工程帶來嚴(yán)重故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種集膚效應(yīng)電伴熱元件連接發(fā)熱 管用的一種管接頭。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的用鐵基記憶合金材料制造成的集膚效應(yīng)電伴熱元件 發(fā)熱管的管接頭，起連接、防漏和交流電流過渡通道作用，其原理基于鐵基記憶合金材料的 "約束恢復(fù)"特性，利用在其制造加工過程中經(jīng)母體單一奧氏體層錯(cuò)、產(chǎn)生誘發(fā)馬氏體、組織 位錯(cuò)、塑性擴(kuò)管、抑制相變位移、機(jī)械加工、穩(wěn)定定形等工序制成管接頭產(chǎn)品。要使用時(shí)，把 兩根發(fā)熱管從兩邊插入該管接頭內(nèi)孔中，使其兩端"連接縫"位于管接頭的中間，當(dāng)鐵基記 憶合金管接頭受加熱達(dá)到"相變溫度"時(shí)，因該管接頭受到熱能的激發(fā)，會(huì)釋放存在很大的 內(nèi)在應(yīng)力，會(huì)使內(nèi)徑縮小恢復(fù)到原來的內(nèi)徑，而對(duì)被兩根發(fā)熱管外徑同時(shí)進(jìn)行縮徑包緊，以 至該管接頭內(nèi)徑無(wú)法達(dá)到自由恢復(fù)時(shí)的尺寸，從而導(dǎo)致產(chǎn)生一定的連接緊固力，保證了發(fā)
3熱管與管接頭之間可靠工作沒有泄漏。該管接頭在制造加工過程中其壁厚越厚則其在使 用時(shí)相對(duì)釋放應(yīng)力也越大，其對(duì)兩根發(fā)熱管外徑同時(shí)進(jìn)行縮徑包緊產(chǎn)生連接緊固力的確定 也要隨其相應(yīng)確定其壁厚。如對(duì)該管接頭降溫解除加熱后，只要不受到意外特殊高溫(> 300 350°C )，其就可適合用于溫度不超過20(TC下長(zhǎng)期可靠工作，這正是電伴熱行業(yè)公認(rèn) 的最高工作溫度。然后，一方面集膚效應(yīng)電伴熱元件發(fā)熱管表面不帶電要保證人身接觸不 會(huì)危害安全；另一方面也要考慮集膚效應(yīng)電伴熱元件的發(fā)熱管的趨膚厚度越簿要使發(fā)熱管 壁厚越簿、其價(jià)格位越低。為了使發(fā)熱管內(nèi)壁上產(chǎn)生的集膚效應(yīng)趨膚厚度更簿，要求其材質(zhì) 具有很高的相對(duì)磁導(dǎo)率和電阻率及比較經(jīng)濟(jì)價(jià)位的軟磁鐵基鋼管制成。類似的，集膚效應(yīng) 鐵基記憶合金管接頭的材質(zhì)是含有大部分"鐵"，也與發(fā)熱管的材質(zhì)類似的要求一樣，具有 很高的相對(duì)磁導(dǎo)率和電阻率及比較低的經(jīng)濟(jì)價(jià)位，只是鐵基記憶合金材料制成的管接頭具 有"約束恢復(fù)"特性。當(dāng)交流電流經(jīng)由高溫電線、尾端連接點(diǎn)、發(fā)熱管、所有已連接的各兩根 發(fā)熱管"連接縫"部位上覆蓋的該管接頭，其通道由全部環(huán)形截面改變成靠其沿內(nèi)壁按指數(shù) 衰減規(guī)律變化，其表面有不會(huì)帶電是滿足安全要求的壁厚，它的材質(zhì)同樣與發(fā)熱管一樣具 有"集膚效應(yīng)"、"鄰近效應(yīng)"，即當(dāng)交流電流通過連接的兩根發(fā)熱管"連接縫"部位上覆蓋的 該管接頭其外表面沒有帶電具有同樣安全性。根據(jù)工程電磁學(xué)的計(jì)算、權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)驗(yàn)和 工程都可以證明了在工頻集膚效應(yīng)電伴熱元件碳鋼發(fā)熱管和鐵基記憶合金材料制成的管 接頭的厚度超過3mm以上其表面不會(huì)帶電，人身接觸沒有危害，是安全的，因此該管接頭任 一處(包括該管接頭內(nèi)孔包覆連接兩根發(fā)熱管的"連接縫"上對(duì)應(yīng)其表面處)的壁厚的都 應(yīng)滿足該要求。用于集膚效應(yīng)電伴熱元件發(fā)熱管之間的連接也用于交流電流過渡通道并具 有足夠?qū)挾取榱耸箖烧咧g的密封可采用所渭"緊固箍"結(jié)構(gòu)以增加"壓強(qiáng)"來保證其不 泄漏，即該管接頭內(nèi)孔中的兩邊各至少制成一個(gè)"緊固箍"，并對(duì)應(yīng)被要固定的兩根發(fā)熱管 合理的部位。綜上所述，對(duì)于長(zhǎng)輸管道集膚效應(yīng)電伴熱工程制成的鐵基記憶合金材料制成 的管接頭能完成許多每二根發(fā)熱管之間的連接，就能將所有發(fā)熱管連成整體，達(dá)到規(guī)定的 長(zhǎng)度，很容易把高溫電線穿入發(fā)熱管內(nèi)孔中，完成長(zhǎng)輸管道工程，平均能縮短到原安裝方法 的時(shí)間二分之一左右，并解決了泄漏、可靠防漏問題，不需要焊接設(shè)備和相應(yīng)人員要求，相 應(yīng)降低了成本。達(dá)到克服現(xiàn)有技術(shù)的不足的目的。
本發(fā)明的效益在于 同時(shí)解決了長(zhǎng)輸管道電伴熱工程發(fā)熱管連接每二根發(fā)熱管之間連接用管接頭存 在以下的問題①地下水或意外進(jìn)水對(duì)焊縫的密封不可靠，會(huì)影響集膚加熱電流通道；② 發(fā)熱管上的"管接頭"的數(shù)量多、帖敷在長(zhǎng)輸管道表面焊接施工較困難、埋地施工難度大、人 工多、施工工期長(zhǎng)；③須有電焊設(shè)備及相應(yīng)的人員；④施工成本相對(duì)較高。
本發(fā)明其特征在于 集膚效應(yīng)電伴熱元件管接頭，用于集膚效應(yīng)電伴熱元件發(fā)熱管之間起連接、防漏 和交流電流過渡通道作用，其制造加工過程基于鐵基記憶合金材料的"約束恢復(fù)"特性，要 使用時(shí)加熱到"相變溫度"并降溫解除加熱后有對(duì)兩根發(fā)熱管同時(shí)縮徑包緊產(chǎn)生一定的連 接緊固力并利用"緊固箍"保證之間不泄漏；當(dāng)交流電流經(jīng)由高溫電線、尾端連接點(diǎn)、發(fā)熱 管、所有已連接的各兩根發(fā)熱管"連接縫"部位上覆蓋的該管接頭，其通道由全部環(huán)形截面 改變成靠其沿內(nèi)壁按指數(shù)衰減規(guī)律變化，其表面有不會(huì)帶電是滿足安全要求的壁厚。已連 接被縮徑包緊兩根發(fā)熱管和連接縫兩旁邊上覆蓋的該管接頭有形成交流電流過渡通道寬度。已連接被縮徑包緊兩根發(fā)熱管，該管接頭內(nèi)孔從兩端向連接縫至少制成一個(gè)增加壓強(qiáng) 緊固箍。
本發(fā)明與現(xiàn)有連接發(fā)熱管的管接頭技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn) ①鐵基記憶合金材料制成的管接頭具有"約束恢復(fù)"特性，能產(chǎn)生一定的連接緊固 力，保證了發(fā)熱管與管接頭之間可靠工作沒有泄漏，具有可靠氣密性； ②取消了低效率焊接工藝，用可靠性高的鐵基記憶合金材料制成的管接頭取代普 通材料管接頭； ③不需焊接設(shè)備及相應(yīng)的人員，操作工具簡(jiǎn)單。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例鐵基記憶合金材料制成的管接頭結(jié)構(gòu)的示意圖。 附圖2為本發(fā)明實(shí)施例兩根發(fā)熱管待裝入該管接頭狀態(tài)的示意圖。 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例兩根發(fā)熱管已裝入該管接頭"連接縫"中狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。 附圖1為本發(fā)明實(shí)施例鐵基記憶合金材料制成的管接頭結(jié)構(gòu)的示意圖，該管接頭 5的毛坯材質(zhì)是用①40mmX160mm鐵基記憶合金材料制造成，用于連接集膚效應(yīng)電伴熱元 件的①27mmX4mm發(fā)熱管的這種管接頭5，其原理基于鐵基記憶合金材料的"約束恢復(fù)"特 性，利用在其制造加工過程中經(jīng)母體單一奧氏體層錯(cuò)、產(chǎn)生誘發(fā)馬氏體、組織位錯(cuò)、塑性擴(kuò) 管、抑制相變位移、機(jī)械加工、穩(wěn)定定形等工序制成外徑D為①35. 5mm內(nèi)徑d為27. 5mm長(zhǎng)度 L為140mm的管接頭產(chǎn)品，為了使兩者之間的密封保證其不泄漏，在該管接頭5內(nèi)孔中(dl) 的兩邊各制成三個(gè)緊固箍1，并對(duì)應(yīng)被要固定的兩根發(fā)熱管4相應(yīng)的部位。該管接頭5對(duì)二 根發(fā)熱管4覆蓋縮徑包緊的兩端部位形成的交流電流過渡通道寬度2各不短于20mm。
附圖2為本發(fā)明實(shí)施例兩根發(fā)熱管4待裝入該管接頭5狀態(tài)的示意圖，擬準(zhǔn)備把 每?jī)筛?7mmX4mm的發(fā)熱管4之間的連接是對(duì)其"首"和"尾"緊密靠近、軸線對(duì)準(zhǔn)，兩邊 裝入已制成好的該管接頭5，把兩根發(fā)熱管4從兩邊插入該管接頭5內(nèi)孔中，使其形成"連 接縫3"。 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例兩根發(fā)熱管4已裝入該管接頭5 "連接縫3"中狀態(tài)的示意 圖，使用時(shí)，該鐵基記憶合金管接頭5受加熱達(dá)到> 300 35(TC時(shí)，因該管接頭5受到熱能 的激發(fā)會(huì)釋放存在很大的內(nèi)在應(yīng)力，會(huì)使內(nèi)徑縮小恢復(fù)到原來的內(nèi)徑(約33. 7mm)，而對(duì)兩 根發(fā)熱管4外徑同時(shí)進(jìn)行縮徑包緊，以至該管接頭5內(nèi)徑無(wú)法達(dá)到自由恢復(fù)時(shí)的尺寸，從而 產(chǎn)生一定的連接緊固力，保證了發(fā)熱管4與管接頭5之間可靠工作沒有泄漏。當(dāng)交流電流i 經(jīng)由高溫電線6 (由發(fā)熱線芯7、絕緣層8和耐磨層9構(gòu)成)、尾端連接點(diǎn)、發(fā)熱管4、所有已 連接的各兩根發(fā)熱管4 "連接縫3"部位上覆蓋的該管接頭5，其交流電流i通道由全部環(huán) 形截面改變成靠其沿內(nèi)壁按指數(shù)衰減規(guī)律變化并過渡通道寬度2能滿足使用要求，其表面 有不帶電能滿足安全要求的壁厚，它的材質(zhì)同樣與發(fā)熱管4 一樣具有"集膚效應(yīng)"、"鄰近效 應(yīng)"，即當(dāng)交流電流通過已連接所有的兩根發(fā)熱管4 "連接縫3"部位上覆蓋的該管接頭5其 外表面沒有帶電具有同樣安全性。保證了所有發(fā)熱管4與管接頭5之間可靠工作沒有泄漏，就能將所有發(fā)熱管連成整體，達(dá)到規(guī)定的長(zhǎng)度，把高溫電線6穿入發(fā)熱管內(nèi)孔中，解決泄漏
問題，縮短安裝時(shí)間，完成長(zhǎng)輸管道工程降低了成本，達(dá)到克服現(xiàn)有技術(shù)的不足的目的。 以上結(jié)合附圖做出的實(shí)施例，僅為便于理解和說明本發(fā)明，而并非是對(duì)本發(fā)明的
限制和限定，對(duì)于集膚效應(yīng)電伴熱管接頭結(jié)構(gòu)和形狀都可以做出各種不相同形式，有關(guān)領(lǐng)
域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以做出多種變型和變
化。本發(fā)明的保護(hù)范圍由各權(quán)利要求限定的，包括落入各權(quán)利要求范圍的各種變型和變化，
以及它們的等同物。
權(quán)利要求
集膚效應(yīng)電伴熱元件管接頭(5)，用于集膚效應(yīng)電伴熱元件發(fā)熱管(4)之間的連接和交流過渡電流通道，其特征在于其制造加工過程基于鐵基記憶合金材料的“約束恢復(fù)”特性，要使用時(shí)加熱到“相變溫度”并降溫解除加熱后有對(duì)兩根發(fā)熱管(4)同時(shí)縮徑包緊產(chǎn)生一定的連接緊固力并利用緊固箍(1)保證之間不泄漏；當(dāng)交流電流經(jīng)由高溫電線(6)、尾端連接點(diǎn)、發(fā)熱管(4)、所有已連接的各兩根發(fā)熱管(4)和連接縫(3)部位上覆蓋的該管接頭(5)，其通道由全部環(huán)形截面改變成靠其沿內(nèi)壁按指數(shù)衰減規(guī)律變化，其表面有不會(huì)帶電是滿足安全要求的壁厚。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的集膚效應(yīng)電伴熱元件管接頭(5)，其特征在于已連接被縮徑包緊兩根發(fā)熱管(4)和連接縫(3)兩旁邊上覆蓋的該管接頭(5)有形成交流電流過渡通道寬度(2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的集膚效應(yīng)電伴熱元件管接頭(5)，其特征在于已連接被縮徑包緊兩根發(fā)熱管(4)上覆蓋的管接頭(5)內(nèi)孔中從兩端向連接縫方向至少有一個(gè)增加的緊固箍(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集膚效應(yīng)電伴熱元件連接發(fā)熱管用的一種管接頭，利用鐵基記憶合金材料制造成的管接頭具有“約束恢復(fù)”特性，使用時(shí)能生一定的連接緊固力，它能用于取代普通材料管接頭，同時(shí)解決了長(zhǎng)輸管道電伴管工程發(fā)熱管連接每二根發(fā)熱管之間連接用管接頭地下水或意外進(jìn)水對(duì)焊縫的密封不可靠會(huì)影響集膚加熱電流通道、發(fā)熱管上的“管接頭”的數(shù)量多、帖敷在長(zhǎng)輸管道表面焊接施工較困難、埋地施工難度大，人工多、施工工期長(zhǎng)、低效率焊接工藝問題，具有可靠氣密性，不需焊接設(shè)備及相應(yīng)的人員，操作工具簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01R4/01GK101752678SQ20101010627
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月17日
發(fā)明者趙放 申請(qǐng)人:趙放