[发明专利]一种变截面端头不发热铠装加热器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热器，特别涉及一种变截面端头不发热铠装加热器及其制备方法。

背景技术

铠装加热器作为一种加热装置而广泛应用于现代工、农业以及特种作业等领域。铠装加热器是将带有绝缘物的发热体材料装入金属套管内，三者经拉拔而制成致密坚实的组合体。随着现代工、农业生产的高速发展，对加热装置技术的要求越来越高，特别是在较苛刻的环境下使用既要确保装置的功能性，又要确保其可靠性和安全性。传统的铠装加热器受自身结构和性能以及特殊工况的限制已不能满足生产所需。

铠装加热器的端头是加热器件的关键部位，因端头在铠装加热电缆中担负着传输电能的重要作用，加热器端头的设计要考虑加热器件的安全可靠、操作方便、灵活、加热器件的负荷性质和大小等，端头制作技术难度大，制作工艺十分复杂。端头部位又是加热器的薄弱环节，特别是应用于特殊工况下的小直径加热器，当前工装的绝大部分加热器线路故障的发生都是由于端头失效造成的。加热器因工作时端头发热，端头的密封材料或因在长期工作时因温度过高而发生碳化而失效（有机胶类密封材料如常用胶密封等），或因材料的热膨胀而产生微裂纹（无机类密封材料如玻璃密封等），从而影响加热器的绝缘性能。此外，热量不断聚集使发热体材料形成较厚的氧化皮，导致接触不好而打火花，甚至因热量不断聚集导致发热体材料烧断。同时，对于外径小于φ2.0mm的小直径加热器，因加热丝与铠装外壳金属之间的绝缘层厚度很薄，但又要保证加热功率，由于以上情况更容易被击穿而使加热器失效。因此，本专利通过设计结构合理的铠装加热器，使端头聚集的热量尽可能小，达到端头不发热的效果，不仅能简化端头制作工艺，更能保证加热器的整体性能特别是可靠性。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种端头聚集的热量尽可能小，达到端头不发热的效果，能保证加热器的整体性能特别是可靠性的一种变截面端头不发热铠装加热器及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变截面端头不发热铠装加热器，包括金属套管、电阻加热丝，电阻加热丝置于金属套管的轴线上，在金属套管与电阻加热丝之间填充有绝缘材料，在金属套管的左右两端连接有简易帽，电阻加热丝穿过简易帽的端部与加热牵引棒连接，简易帽内灌装有密封胶，其特征在于：所述金属套管两端为加热端，金属套管的中部为中间加热段，加热端的直径D大于中间加热段的直径d。加热端构成不发热端头，加热器件的加热端和加热段形成均匀变形的整体式“哑铃”型结构，由于加热端的直径D大于中间加热段的直径d，加热端的电阻相对于加热段显著变小，因此加热端在通电工作时发热量低，达到端头不发热的技术效果。

优选的，所述加热端的直径D为加热段直径d的1.5～3倍，加热端（4）的直径1.5mm≤D≤10mm。。

优选的，所述金属套管上的加热端与中间加热段之间设有圆锥筒。由加热端、圆锥筒、加热段构成一个连续的整体，加热段的两端为圆锥筒，圆锥筒外侧为加热端，它是将金属套管的中间段经旋锻后，使金属套管均匀变形，形成加热端、加热段、圆锥筒的整体式“哑铃”型结构。

优选的，所述的电阻加热丝为Cr20Ni80合金丝、Cr30Ni70合金丝、Cr15Ni60合金丝、Cr20Ni30合金丝、OCr21Al6合金丝中的一种。在此只是选择了常用的几种电阻加热丝，其他与上述电阻加热丝有同等效果的电阻加热丝视为等同物也落入本发明的保护范围。

优选的，所述的金属套管由不锈钢材料制成。

进一步优选的，所述的不锈钢材料为1Cr18Ni9Ti、304、316、Inconel 600中的一种。在此只是选择了常用的几种不锈钢材料，其他与上述不锈钢材料有同等效果的不锈钢材料视为等同物也落入本发明的保护范围。

优选的，所述的绝缘材料为MgO、Al₂O₃中的一种或两种。

进一步优选的，所述的MgO、Al₂O₃绝缘材料为轴线有通孔的圆柱形陶瓷柱。

优选的，所述的中间加热段的长度0.05m≤L≤20m。变截面端头不发热铠装加热元器件中间加热段的长度0.05m只有在非常特殊的使用环境中出现，例如对精密设备的小功率加热。

上述变截面端头不发热铠装加热器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a）、拉拔