電加熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電加熱器，包括外殼、電熱絲、填充料、封口塞，外殼為一體成型的不銹鋼圓管，其前端面為凸弧面，其后端為開口，電熱絲采用雙螺旋式電熱絲，電熱絲位于外殼內(nèi)，與外殼內(nèi)壁間隙為0.5～1mm，螺旋狀電熱絲外表面涂覆有絕緣層，電熱絲的兩引出端分別通過激光焊接一鎳引線，外殼內(nèi)的空間間隙采用純度不低于99.4%的氧化鎂粉作為填充料密封填充，外殼后端的開口采用玻璃材料制成封口塞，兩鎳引線穿過封口塞伸出外殼，最后對(duì)封口處進(jìn)行高溫真空熔封。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)尺寸小，使用電流較大，加熱電阻精度高。
【專利說明】電加熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及加熱器領(lǐng)域，特別是涉及一種電加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代工、農(nóng)業(yè)及特殊行業(yè)領(lǐng)域中，電加熱器被廣泛應(yīng)用，電加熱器的規(guī)格與型號(hào)也成千上萬種，但是對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸小，使用電流大的加熱器，勢必會(huì)增加電熱絲的表面負(fù)荷，且對(duì)加熱器的絕緣性能、介電強(qiáng)度，電阻精度等指標(biāo)的要求都比較高。例如核電站穩(wěn)壓器所用的電加熱器，其主要功能是在核電廠額定工況和變負(fù)荷運(yùn)行中，加熱穩(wěn)壓器中的水使穩(wěn)壓器維持在恒定的運(yùn)行壓力。在反應(yīng)堆啟動(dòng)和停止時(shí)，電加熱器用來滿足反應(yīng)堆一回路冷卻劑系統(tǒng)的控溫要求。核電站穩(wěn)壓器中的安裝空間較小，電加熱器的功率大，對(duì)電加熱器的可靠性及穩(wěn)定性要求很高。
[0003]現(xiàn)有的大功率的電加熱器通常尺寸規(guī)格較大，不能在較小的空間內(nèi)安裝，而尺寸規(guī)格較小的電加熱器功率也小，不能達(dá)到快速加熱、升溫的目的，當(dāng)通以高達(dá)IOA的工作電流時(shí)，其可靠性和電連續(xù)性將大大降低，加熱器的絕緣性能、介電強(qiáng)度，電阻精度等指標(biāo)都很難滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電加熱器，它結(jié)構(gòu)尺寸小，需要的安裝空間小，絕緣性能好，能負(fù)載的電流大，且電阻精度高。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種電加熱器,包括外殼、電熱絲、填充料、封口塞，所述外殼為一體成型的不銹鋼圓管，其前端面為凸弧面，其后端為開口，所述電熱絲采用雙螺旋式電熱絲，電熱絲位于外殼內(nèi)，與外殼內(nèi)壁間隙為0.5?Imm,電熱絲的直徑為0.5?Imm,螺旋狀電熱絲的外表面涂覆有絕緣層，絕緣層覆蓋電熱絲螺旋的外周面形成筒狀，電熱絲的兩引出端分別通過激光焊接一鎳引線，鎳引線的直徑于大于1_，外殼內(nèi)的空間間隙采用純度不低于99.4%的氧化鎂粉作為填充料密封填充，外殼后端的開口采用玻璃材料制成封口塞，兩鎳引線穿過封口塞伸出外殼，并對(duì)封口處進(jìn)行高溫真空熔封。
[0007]所述電熱絲的材料采用Cr20Ni80，并采用雙線繞制法繞制成雙螺旋結(jié)構(gòu)。
[0008]所述電熱絲為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0009]所述電熱絲的橫截面為圓形。
[0010]所述絕緣層的厚度小于1mm。
[0011]由于采用了上述方案，外殼為不銹鋼一體成型，耐腐蝕和低溫，不易損壞，使用壽命長。其長度、直徑可根據(jù)安裝空間確定，可在較小的空間內(nèi)安裝功率較大的電加熱器。外殼呈圓管狀，其前端面為凸弧面，發(fā)熱均勻。電熱絲采用雙螺旋式電熱絲，雙螺旋式電熱絲是一種圓形盤旋結(jié)構(gòu)，能將熱脹冷縮產(chǎn)生應(yīng)力通過螺旋結(jié)構(gòu)有效地消除，提高電熱絲的使用壽命，而且，螺旋結(jié)構(gòu)的曲率半徑較大，產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力較小，使電熱絲的使用壽命更長；雙螺旋式結(jié)構(gòu)能夠節(jié)省空間，且發(fā)熱均勻，滿足電熱絲大功率的要求。電熱絲位于外殼內(nèi)，距離外殼內(nèi)壁間隙為0.5?1mm，以盡量增長電熱絲且防止電熱絲接觸外殼。電熱絲的直徑為0.5?1mm，滿足電熱絲大功率的要求。螺旋狀電熱絲的外表面涂覆有絕緣層，絕緣層涂覆厚度在Imm以下，且具有優(yōu)良的高溫絕緣性能，較薄的絕緣層厚度為擴(kuò)大螺旋狀電熱絲直徑，增加電熱絲長度提供了空間。電熱絲后部的兩引出端分別通過激光焊接一鎳引線，焊點(diǎn)具有高的可靠性，與其它焊接相比，連接點(diǎn)的接觸電阻降到了最低，從而防止電加熱器工作時(shí)鎳引線與電熱絲的連接處脫落。鎳引線的直徑于大于1mm，大于電熱絲直徑，且鎳的電阻較小，不易發(fā)熱，便于電阻的精度控制。外殼內(nèi)的空間間隙采用純度不低于99.4%的氧化鎂粉作為填充料密封填充，外殼內(nèi)間隙被電熔氧化鎂緊密填充，內(nèi)部空氣被充分排出，有效降低了電熱絲在加熱過程中與空氣接觸發(fā)生氧化而損耗，大大提高電加熱器的使用壽命；緊密的氧化鎂具有高導(dǎo)熱性能和絕緣性能，再加上包殼保護(hù)并直接接觸，使熱能能夠迅速地釋放出來，對(duì)加熱器壽命也會(huì)有大幅度的提高。外殼后端的開口采用玻璃材料制成封口塞，玻璃封口塞對(duì)填充氧化鎂有進(jìn)一步的壓實(shí)作用。而玻璃封口塞是在真空環(huán)境下進(jìn)行高溫熔封，而熔封時(shí)的真空度在KT3Pa以上(制作前不銹鋼外殼需要在空氣中預(yù)氧化)，因此，外殼內(nèi)的殘余空氣會(huì)被充分排除，最后熔融的玻璃封口塞則會(huì)把整個(gè)電熱絲與外界空氣完全隔離，從而進(jìn)一步提高了加熱器的可靠性與使用壽命。電加熱器長度為40?60_，直徑為3?6mm時(shí)，即可保證通過IOA電流。
[0012]電熱絲的材料采用Cr20Ni80，Cr20Ni80是電阻電熱合金，此類合金組織穩(wěn)定，電氣物理特性穩(wěn)定、高溫力學(xué)性能好，冷變形塑性好，焊接性好，長期使用不會(huì)產(chǎn)生脆性斷裂，使用壽命長。電熱絲采用雙線繞制法繞制成雙螺旋結(jié)構(gòu)，然后通過激光焊接純鎳的鎳引線，由此工藝可以精確控制整個(gè)加熱器的電阻精度，可保證誤差在±0.15Ω以內(nèi)。絕緣層的厚度小于1mm，降低絕緣層的厚度可在有限空間內(nèi)增大電熱絲的直徑和長度，保證電熱絲的使用壽命。本實(shí)用新型體積小，而加熱過程中電流較大，因此表面溫度上升非?？?，從而達(dá)到快速加熱的目的。
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的全剖示意圖。
[0016]附圖中，I為外殼，2為電熱絲，3為填充料，4為封口塞，5為絕緣層，6為鎳引線?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]參見圖1、圖2,為電加熱器的一種實(shí)施例,包括外殼1、電熱絲2、填充料3、封口塞4，所述外殼I為一體成型的不銹鋼圓管，不銹鋼制成防腐蝕能力強(qiáng)，可適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，其前端面為凸弧面，其后端為開口，所述電熱絲2采用雙螺旋式電熱絲2，進(jìn)一步地，所述電熱絲2的材料采用Cr20Ni80，并采用雙線繞制法繞制成雙螺旋結(jié)構(gòu)，更進(jìn)一步地，所述電熱絲2為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。電熱絲2位于外殼I內(nèi)，與外殼I內(nèi)壁間隙為0.5?1mm，電熱絲2的直徑為0.5?Imm,進(jìn)一步地,所述電熱絲2的橫截面為圓形。
[0018]螺旋狀電熱絲2的外表面涂覆有絕緣層5，絕緣層覆蓋電熱絲螺旋的外周面形成筒狀，隔離電熱絲與外殼，絕緣層的材料可選用XZ-T003、等離子噴涂的陶瓷材料等，本實(shí)施例中通過在螺旋狀電熱絲外表涂覆XZ-T003高溫涂層，可耐1500°C以上的高溫。進(jìn)一步地，所述絕緣層5的厚度小于1mm。耐高溫絕緣材料在調(diào)制時(shí)呈現(xiàn)半固態(tài)，敷于螺旋電熱絲外表面。確保整個(gè)電熱絲被包裹完全后，進(jìn)行自然晾干、低溫烘干、緩慢加熱、高溫?zé)频裙に嚕玫奖砻婀饣?，具有良好高溫絕緣性能，一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的加熱體，且螺旋狀電熱絲外壁絕緣層厚度很薄，占用很少的加熱器外殼內(nèi)腔空間，且具有高的導(dǎo)熱性能、介電強(qiáng)度和高溫絕緣性能。
[0019]電熱絲2后部的兩引出端分別通過激光焊接一鎳引線6，鎳引線6的直徑于大于Imm,外殼I內(nèi)的空間間隙米用純度不低于99.4%的氧化鎂粉作為填充料3密封填充,外殼I后端的開口采用玻璃材料制成封口塞4封口，兩鎳引線6穿過封口塞4伸出外殼I，然后通過真空高溫熔封。本實(shí)施例中采用低熔點(diǎn)的玻璃材料制成的封口塞，玻璃材料的軟化點(diǎn)在650°C左右，完全熔化溫度700°C。在進(jìn)行真空高溫熔封時(shí)，首先將組裝好的帶玻璃封口塞的加熱器置于真空爐內(nèi)，然后進(jìn)行抽真空處理，當(dāng)真空度達(dá)到10_3Pa時(shí)，外殼腔內(nèi)的殘余空氣和分子態(tài)水氣會(huì)被充分排出，然后進(jìn)行玻璃熔封工藝，為了滿足本實(shí)用新型的絕緣性能，采用階梯型加熱程序進(jìn)行封裝:首先在300°C進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間30-40分鐘，再緩慢升溫到500°C，保溫30分鐘。由于此時(shí)玻璃封口塞還未熔化，因此，整個(gè)加熱器內(nèi)部的微量結(jié)晶態(tài)水會(huì)被分解排出，當(dāng)達(dá)到玻璃的熔化溫度后熔融玻璃則會(huì)把整個(gè)電熱絲與外界隔離，從而保證了本實(shí)用新型的絕緣性能。而在整個(gè)封裝過程中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會(huì)受到影響。
[0020]本實(shí)用新型不僅僅局限于上述實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型技術(shù)方案原則精神的情況下進(jìn)行些許改動(dòng)的技術(shù) 方案，應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電加熱器,包括外殼、電熱絲、填充料、封口塞,其特征在于:所述外殼為一體成型的不銹鋼圓管，其前端面為凸弧面，其后端為開口，所述電熱絲采用雙螺旋式電熱絲，電熱絲位于外殼內(nèi)，與外殼內(nèi)壁間隙為0.5?Imm,電熱絲的直徑為0.5?Imm,螺旋狀電熱絲的外表面涂覆有絕緣層，絕緣層覆蓋電熱絲螺旋的外周面形成筒狀，電熱絲的兩引出端分別通過激光焊接一鎳引線，鎳引線的直徑于大于1_，外殼內(nèi)的空間間隙采用純度不低于99.4%的氧化鎂粉作為填充料密封填充，外殼后端的開口采用玻璃材料制成封口塞，兩鎳引線穿過封口塞伸出外殼，并對(duì)封口處進(jìn)行高溫真空熔封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱器，其特征在于:所述電熱絲的材料采用Cr20Ni80，并采用雙線繞制法繞制成雙螺旋結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電加熱器，其特征在于:所述電熱絲為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電加熱器，其特征在于:所述電熱絲的橫截面為圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱器，其特征在于:所述絕緣層的厚度小于1mm。
【文檔編號(hào)】H05B3/48GK203675347SQ201320795508
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】馮鄰江, 王 華, 趙彥, 陳潔, 羅松, 張祖力, 鞠華 申請(qǐng)人:重慶材料研究院有限公司