一种新型带护套加热管及其制作方法与流程

1.本发明属于电热技术领域，尤其涉及一种新型带护套加热管。


背景技术：

2.目前，点火器大致分为两大类，一类是应用广泛的合金电热丝，在外部套一个金属套管组成，这类点火棒在温度较高、湿度较大的环境中工作时，由于发热体与可燃物直接接触，容易导致发热体表面氧化、腐蚀，从而导致发热体寿命较短。另一类为陶瓷点火棒，其优点是节能，发热快。此类加热管使用时发热表面直接裸露在外面，点火时发热面直接和生物颗粒直接接触及燃烧残余物，存在以下两个缺陷：其一，通电加热时，由于陶瓷在高温下，绝缘电阻下降，热导率降低，裸露在外面的加热管和燃烧生物颗粒等燃料产生的碳元素在高温下局部击穿放电，导致其表面局部受损，进而使发热体失效，无法达到设备漏电保护开关的要求，从而致使设备无法正常工作。
3.其二，加热管表面裸露在空气中，生物颗粒、木炭、等燃料中含有硫、油脂等，燃烧过程中产生的二氧化硫，对高温的加热管表面有较强的腐蚀作用，并且燃料中含有的杂质，成分多为二氧化硅，无法燃烧，和硫、油脂等容易结焦，附着在加热管表面，长时间使用，会使加热管表面腐蚀渗透直接损坏发热体，使加热管烧坏。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明的高温加热管表面不再和碳元素直接接触，极大降低了加热管和设备之间的漏电流，保证设备正常运行，此外，护套和底座组成的壳体能够保护加热管不受二氧化硫、油脂等的腐蚀，确保加热管长时间、稳定可靠工作。
5.本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种新型带护套加热管包括护套、底座和加热管，所述护套和底座密封连接构成加热壳体，所述加热管安装在加热壳体内部，其中：所述护套由套体和位于套体末端的内套台组成；所述底座的内部设置有固定加热管用的安装腔，安装腔的顶部设置有与内套台配合连接用的外套台，安装腔的底部设置有走线孔；所述加热管的引线穿过走线孔连接外部电源。
6.优选的，所述护套内壁与加热管外壁之间设置有加热间隙，所述加热间隙的范围为0.5mm至1.5mm。
7.优选的，所述护套的厚度为1mm至2mm。
8.优选的，所述护套的横截面形状包括圆形结构、椭圆形结构、三角形结构、矩形结构或菱形结构。
9.优选的，所述护套和底座采用氧化铝、氧化锆、氮化铝、氮化硅或刚玉材料制成。
10.优选的，所述加热管包括陶瓷管载体、印刷基体和发热印刷线路，其中：所述印刷基体紧密包裹在陶瓷管载体的外壁上；所述印刷基体的内表面上设置有发热印刷线路；所述发热印刷线路包括内电极片和无感加热电阻线，所述内电极片连接无
感加热电阻线的连接端；所述印刷基体的外表面对应设置有两个外电极片，所述外电极片的外部通过钎焊工艺连接引线，外电极片的内部通过金属导体浆料连接内电极片。
11.优选的，所述无感加热电阻线采用平行布线、末端弧形连接的技术方案。
12.优选的，所述内电极片包括第一内电极片、第二内电极片，所述第一内电极片和第二内电极片分别连接在无感加热电阻线的两端。
13.上述新型带护套加热管的制作方法，其特征在于，包括如下制作步骤：（1）护套和底座制作：采用热压铸或等静压工艺制作护套和底座，制作完成后，精磨护套和底座的外表面；（2）加热管制作：配置包含稀贵低电阻金属材料的电金属浆料，导电金属浆料的黏度范围为20000mpa.s至50000mpa.s，将充分搅拌的电金属浆料使用机印方式在印刷基体上印刷发热印刷线路，印刷结束且布置电极片后将印刷基体紧密包裹在陶瓷管载体上，并采用还原气氛隧道式烧结炉对陶瓷管载体、印刷基体和发热印刷线路进行烧结操作，烧结温度控制在1600℃至1650℃之间、其温度需要升降缓慢均匀；（3）配合安装：将加热管的底部固定在底座的安装腔，将引线从走线孔穿出，将护套的内套台安装在底座的外套台内，护套与底座采用套接方法连接、并用高温陶瓷胶粘接。
14.优选的，所述热压铸或等静压工艺具体包括如下步骤：所述热压铸工艺包括选料、研磨、配比、热压铸、低温排蜡和高温烧成步骤，其中：采用α一级氧化铝经过两次高温锻烧，二次烧成温度为1650℃至1680℃，产品直流击穿电压强度≥15kv/mm，吸水率＜0.01，抗折强度为≥240mpa，硬度hra≥82；陶瓷参数的要求为：直流击穿电压强度≥15kv/mm，吸水率﹤0.01%，硬度≥80hra,体积电阻＞10
12
ω，热膨胀系数6
×
10-6
/℃至10
×
10-6
/℃，介电常数6至10ε1mhz，抗折强度≥240mpa；所述等静压工艺中，将氧化铝造粒粉放置于盛满液体的密闭容器中，通过对其各个表面施加相等的压力，在高压环境下增加制品的密度，并得到所需形状，再经过打磨，高温锻烧再打磨最终完成所需产品的精确尺寸，其中，陶瓷参数要求的要求为：维氏硬度在1200至1300hv，断裂韧性在4.6至4.8 mpa
·m1/2 ，抗折强度在350至400 mpa，抗热震性为70%-75%。
15.本发明的一种新型带护套加热管具有以下有益效果：（1）本发明采用新型护套和底座结构，解决了现有加热管高温局部击穿放电以及增强表面耐腐蚀的技术问题，高温加热管表面不再和碳元素直接接触，极大降低了加热管和设备之间的漏电流，保证设备正常运行，此外，护套和底座组成的壳体能够保护加热管不受二氧化硫、油脂等的腐蚀，确保加热管长时间、稳定可靠工作。
16.（2）本发明的护套与底座采用套接方法连接、并用高温陶瓷胶粘接，显著提升了密封性和使用寿命，室外环境加热，具有防水、防尘的特点。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明的整体结构示意图；图3是本发明的护套结构示意图；图4是本发明的底座结构示意图；图5是本发明的加热管内部结构示意图；图6是本发明的加热管外部结构示意图；图7是本发明的加热管陶瓷管载体结构示意图；图8是本发明的无感加热电阻线走线示意图。
19.其中，1-护套、101-套体、102-内套台、2-底座、201-安装腔、202-外套台、203-走线孔、3-加热管、301-陶瓷管载体、302-印刷基体、303-发热印刷线路、304-外电极片、305-内电极片、306-无感加热电阻线、307-第一内电极片、308-第二内电极片、4-引线。
具体实施方式
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.以下将结合附图对本发明进行详细说明。
22.实施例一如图1至图4所示，该新型带护套加热管包括护套1、底座2和加热管3，护套1和底座2密封连接构成加热壳体，加热管3安装在加热壳体内部，其中：护套1由套体101和位于套体101末端的内套台102组成；底座2的内部设置有固定加热管3用的安装腔201，安装腔201的顶部设置有与内套台102配合连接用的外套台202，安装腔201的底部设置有走线孔203；加热管3的引线4穿过走线孔203连接外部电源。
23.需要说明的是，护套1的横截面形状包括圆形结构、椭圆形结构、三角形结构、矩形结构或菱形等常见结构，例如：当护套1的横截面形状为三角形结构时，对应的内套台102和外套台202也采用三棱柱结构。
24.具体应用时，护套1内壁与加热管3外壁之间设置有加热间隙，加热间隙的范围为0.5mm至1.5mm，护套1的厚度为1mm至2mm，加热间隙太近容易受因热胀冷缩等应力使加热管或套管破裂，太远热传导慢，不利于表面发热。
25.本实施例中，护套1和底座2采用氧化铝、氧化锆、氮化铝、氮化硅或刚玉材料制成，选用氧化铝最优，具有绝缘性能好，耐高温，热导率好的特性。
26.实际工作时，加热管3发热后温度通过加热管3与护套1之间间隙的空气传导到护套1上，护套1发热，起到加热点火作用。由于护套1和底座2 将加热管3完全封装，避免了加热管3与外界燃烧物的接触，防止了其被腐蚀；其次，由于增加了陶瓷护套，增大了加热管的绝缘性能，大大避免了加热管在高温环境下的损坏，提高了产品性能。
27.实施例二基于实施例一，上述带护套加热管的制作方法，其特征在于，包括如下制作步骤：1护套和底座制作：采用热压铸或等静压工艺制作护套和底座，制作完成后，精磨护套和底座的外表面；2加热管制作：配置包含稀贵低电阻金属材料的电金属浆料，导电金属浆料的黏度范围为20000mpa.s至50000mpa.s，将充分搅拌的电金属浆料使用机印方式在印刷基体上印刷发热印刷线路，印刷结束且布置电极片后将印刷基体紧密包裹在陶瓷管载体上，并采用还原气氛隧道式烧结炉对陶瓷管载体、印刷基体和发热印刷线路进行烧结操作，烧结温度控制在1600℃至1650℃之间、其温度需要升降缓慢均匀；3配合安装：将加热管的底部固定在底座的安装腔，将引线从走线孔穿出，将护套的内套台安装在底座的外套台内，护套与底座采用套接方法连接、并用高温陶瓷胶粘接。
28.需要说明的是，热压铸工艺采用α氧化铝经过两次高温锻烧，二次烧成温度为1650-1680摄氏度，产品击穿强度≥15kv/mm，吸水率＜0.01，抗折强度为≥240mpa，硬度hra≥82。制作步骤为:选料，研磨，配比，热压铸，低温排蜡，高温烧成。陶瓷参数要求：直流击穿电压强度≥15kv/mm，吸水率﹤0.01%，硬度≥80hra,体积电阻＞10
12
ω，热膨胀系数6-10
×
10-6
/℃，介电常数6-10ε1mhz，抗折强度≥240mpa。
29.需要说明的是，等静压工艺中：产品使用等静压工艺，是把氧化铝造粒粉放置于盛满液体的密闭容器中，通过对其各个表面施加相等的压力，在高压环境下，使得制品密度变大，并得到所需形状。再经过打磨，高温锻烧再打磨最终完成所需产品的精确尺寸。陶瓷参数要求：维氏硬度：1200-1300hv，断裂韧性：4.6-4.8 mpa
·m1/2 ，抗折强度：350-400 mpa，抗热震性70%-75%.实施例三如图5至图8所示，加热管3包括陶瓷管载体301、印刷基体302和发热印刷线路303，其中：印刷基体302紧密包裹在陶瓷管载体301的外壁上；印刷基体302的内表面上设置有发热印刷线路303；发热印刷线路303包括内电极片305和无感加热电阻线306，内电极片305连接无感加热电阻线306的连接端；印刷基体302的外表面对应设置有两个外电极片304，外电极片304的外部连接引线4，外电极片304的内部通过金属导体浆料连接内电极片305。
30.具体的，外电极片304和内电极片305之间开设有通孔，通孔内部填充有金属导体浆料，金属导体浆料用于连通电源电极片；陶瓷管载体301和印刷基体302的尺寸一致、且通过高压压合、高温烧结后融为一体，印刷基体302一般采用流延带，陶瓷管载体301一般采用92%-96%的氧化铝，此外，电阻和电极采用印刷工。
31.实施例四图8中，无感加热电阻线306采用平行布线，图中无感加热电阻线306的主体部分采用等距s型分布，无感加热电阻线306的末端分别分出两路连接第一内电极片307和第二内电极片308。具体的，第一内电极片307通过两路电阻线连接无感加热电阻线306的顶端，第二内电极片308通过两路电阻线连接无感加热电阻线306的底端。
32.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。