CN104582025A - 扁丝加热芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扁丝加热芯，包括芯体、热电偶、引出线柱、引出线体、翅片、发热丝，其特征在于芯体整体呈圆柱形，中心中空，热电偶设置在芯体中央，引出线柱、引出线体设置在芯体一侧，引出线柱、引出线体、热电偶轴心方向与芯体轴心方向平行，引出线柱固定在芯体一端，引出线体贯穿芯体，热电偶深入到芯体内，芯体上设置有多道翅片，发热丝呈螺旋状缠绕在芯体上。本发明通过在加热芯内部安装一个热电偶来测量加热芯的内部温度，可以通过设定来控制加热芯的内部温度不超过极限温度，从而延长加热芯的使用寿命，达到了电加热芯小体积、超大功率、高温环境、长使用寿命的目的。

Description

扁丝加热芯

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体是扁丝加热芯。

背景技术

目前，公知电加热管内的加热芯由电阻丝、绝缘陶瓷、引出电线组成。电阻丝穿在陶瓷上面固定好，与引出电线的一端连接好，引出电线的另一端连到电热管外面与电源相连，接通电源后，加热芯此时开始工作产生热量。但是，有的特殊环境下需要的电加热管的外形尺寸比较小，而所需要的功率很大，温度也很高。这样常规的中小型高温电加热管的功率就达不到，如果要想把常规的电加热管的功率增大，加热管内部的加热芯也要增大，所以这个电加热管的外形尺寸也要增大，而设备上面只能安装小尺寸的电加热管，如果安装常规小尺寸的电加热管，那么功率就达不到，导致使用温度上升过慢，升不到所需要的使用温度。在这种情况下就需要电热管内部安装超高功率的电加热芯，而且还要很快的将加热芯所产生的热量很快的导出到加热管外部，这样才能满足设备的使用。

这种加热管常用在高精度铸造行业，用来溶解有色金属溶液，对功率和温度的要求比较高，需要金属溶液保持在恒定的温度环境下才能使用。生产线上生产速度越快，溶解炉里面的所提供有色金属溶液的的速度也要越快，这样才能满足生产线上面的生产速度，而随着科技的不断发展，流水线的生产速度在不断提高，而设备外形却在走缩小的趋势。从而就需要小体积、超高功率的电加热芯，只有这样才能满足生产线上面的需要。虽然现有一些技术是将加热丝先缠绕成螺旋状，然后再缠绕在芯体上，这样且对加热丝自身材料要求比较严格，同时也不利于机械化生产，目前还没有一种加工方便，结构简单，易于自动化加工的加热速度快、体积小的超高功率电加热芯。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供一种小体积、超大功率、高温度的电加热管内部的超高功率扁丝加热芯。

本发明主要通过以下技术方案来实现。

扁丝加热芯，包括芯体、热电偶、引出线柱、引出线体、翅片、发热丝，其特征在于芯体整体呈圆柱形，中心中空，热电偶设置在芯体中央，引出线柱、引出线体设置在芯体一侧，引出线柱、引出线体、热电偶轴心方向与芯体轴心方向平行，引出线柱固定在芯体一端，引出线体贯穿芯体，热电偶深入到芯体内，芯体上设置有多道翅片，发热丝呈螺旋状缠绕在芯体上，所述芯体与发热丝之间用填充物进行填充。发热丝横截面呈矩形。发热丝采用高温合金电阻扁带制成。芯体与发热丝之间的填充物选用六方氮化硼制成。

本发明在电加热芯中采用立绕螺旋型高温合金电阻扁带做发热体，绕在绝缘耐高温陶瓷架上面，扁带的好处在于可以在同等的空间里面相比圆丝放入更多的电阻丝的材料。也就是说这样就可以在有限的空间里面排入更多的电阻扁带材料，公知的同样横截面积的扁带的表面积也要比圆丝的表面积大得多，而且同等的空间里面排入的扁带的材料又比圆丝要多很多，这样在同等空间里的扁带的表面积就要比圆丝的表面积要大得多，表面积大了，发热面积就越大，在同样的表面负荷下，用扁带作为发热体设计出来的加热芯的功率要比用圆丝作为发热体设计出来的大得多，所以相对传统电加热芯的功率就大得多。功率超大了，电加热芯所产生的热量也多了，为了将所产生的热量尽快的导出到加热管外面，里面还要填充一种材料，这种材料在高温下必须具有绝缘、耐高温、导热快这几个特点，传统的填充材料是氧化镁，或者不填充，让空气导热，但是氧化镁和空气的导热速度不够快，用在小功率的电加热芯上面还可以，功率超大了就不能用了，导热速度跟不上的话，加热芯的内部热量会累积的，温度越升越高，超过极限温度就会把加热芯烧毁。本发明所述的扁丝加热芯加入电热管后，采用的是六方氮化硼作为填充材料，绝缘、耐高温、导热这几方面都很好，六方氮化硼是陶瓷材料中导热最大的材料之一，导热率为石英的十倍，高导热系数热压制品为33W/M.K和纯铁一样；膨胀系数相当于石英，是陶瓷中最小的，在c轴方向上的热膨胀系数为41×10⁶/C 而在d轴方向上为-2.3×10⁶/C，所以抗热震性能很好。六方氮化硼也是陶瓷中最好的高温绝缘材料，击穿电压3KV/MM，低介电损耗108Hz时为2.5×10^-4，介电常数为4，可透微波和红外线。所以用六分氮化硼粉末作为填充材料就满足体积小、功率大、温度高的要求，但是为了防止电加热芯内部温度升高到电阻材料的极限温度，容易将电加热芯烧毁，本发明还通过在加热芯内部安装一个热电偶来测量加热芯的内部温度，可以通过设定来控制加热芯的内部温度不超过极限温度，从而延长加热芯的使用寿命，达到了电加热芯小体积、超大功率、高温环境、长使用寿命的目的。

附图说明

附图中，图1是本发明结构示意图，图2是本发明适用于三相电的截面示意图，图3是本发明适用于三相电的芯体截面示意图，图4是本发明适用于两相电的芯体截面示意图，其中：

1—芯体，2—热电偶，3—引出线柱，4—引出线体，5—翅片，6—发热丝。

具体实施例

下面结合附图对本发明作进一步说明。

扁丝加热芯，包括芯体1、热电偶2、引出线柱3、引出线4、翅片5、发热丝6，其特征在于芯体1整体呈圆柱形，中心中空，热电偶2设置在芯体1中央，引出线柱3、引出线4设置在芯体1一侧，引出线柱3、引出线4、热电偶2轴心方向与芯体1轴心方向平行，引出线柱3固定在芯体1一端，引出线4贯穿芯体1，热电偶2深入到芯体1内，芯体1上设置有多道翅片5，发热丝6呈螺旋状缠绕在芯体1上，所述芯体1与发热丝6之间用填充物进行填充。发热丝6横截面呈矩形。发热丝6采用高温合金电阻扁带制成。芯体1与发热丝6之间的填充物选用六方氮化硼制成。

本发明在电加热芯中采用立绕螺旋型高温合金电阻扁带做发热丝6，绕在绝缘耐高温的芯体1上面，扁带的好处在于可以在同等的空间里面相比圆丝放入更多的电阻丝的材料。也就是说这样就可以在有限的空间里面排入更多的电阻扁带材料，公知的同样横截面积的扁带的表面积也要比圆丝的表面积大得多，而且同等的空间里面排入的扁带的材料又比圆丝要多很多，这样在同等空间里的扁带的表面积就要比圆丝的表面积要大得多，表面积大了，发热面积就越大，在同样的表面负荷下，用扁带作为发热体设计出来的加热芯的功率要比用圆丝作为发热体设计出来的大得多，所以相对传统电加热芯的功率就大得多。功率超大了，电加热芯所产生的热量也多了，为了将所产生的热量尽快的导出到加热管外面，里面还要填充一种材料，这种材料在高温下必须具有绝缘、耐高温、导热快这几个特点，传统的填充材料是氧化镁，或者不填充，让空气导热，但是氧化镁和空气的导热速度不够快，用在小功率的电加热芯上面还可以，功率超大了就不能用了，导热速度跟不上的话，芯体1的内部热量会累积的，温度越升越高，超过极限温度就会把芯体1烧毁。本发明所述的扁丝加热芯加入电热管后，采用的是六方氮化硼作为填充材料，绝缘、耐高温、导热这几方面都很好，六方氮化硼是陶瓷材料中导热最大的材料之一，导热率为石英的十倍，高导热系数热压制品为33W/M.K和纯铁一样；膨胀系数相当于石英，是陶瓷中最小的，在c轴方向上的热膨胀系数为41×10⁶/C 而在d轴方向上为-2.3×10⁶/C，所以抗热震性能很好。六方氮化硼也是陶瓷中最好的高温绝缘材料，击穿电压3KV/MM，低介电损耗108Hz时为2.5×10^-4，介电常数为4，可透微波和红外线。所以用六分氮化硼粉末作为填充材料就满足体积小、功率大、温度高的要求，但是为了防止电加热芯内部温度升高到电阻材料的极限温度，容易将电加热芯烧毁，本发明通过在芯体1内部安装一个热电偶2来测量芯体1的内部温度，可以通过设定来控制芯体1的内部温度不超过极限温度，从而延长扁丝加热芯的使用寿命，达到了扁丝电加热芯小体积、超大功率、高温环境、长使用寿命的目的。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，本发明的目的主要在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.扁丝加热芯，包括芯体、热电偶、引出线柱、引出线体、翅片、发热丝，其特征在于芯体整体呈圆柱形，中心中空，热电偶设置在芯体中央，引出线柱、引出线体设置在芯体一侧，引出线柱、引出线体、热电偶轴心方向与芯体轴心方向平行，引出线柱固定在芯体一端，引出线体贯穿芯体，热电偶深入到芯体内，芯体上设置有多道翅片，发热丝呈螺旋状缠绕在芯体上，所述芯体与发热丝之间用填充物进行填充。

2.根据权利要求1所述扁丝加热芯，其特征在于所述发热丝横截面呈矩形。

3.根据权利要求1所述扁丝加热芯，其特征在于所述发热丝采用高温合金电阻扁带制成。

4.根据权利要求1所述扁丝加热芯，其特征在于所述芯体与发热丝之间的填充物选用六方氮化硼制成。