一种中、高电压电加热管的制作方法

1.本发明涉及电加热导热材料技术领域，尤其是一种中、高电压电加热管。


背景技术：

2.对于电加热应用，大多数行业使用通常低于1000v的低电压系统。低电压系统对于所需加热功率千瓦级(kw)应用还适用，然而现在，在储能、发电、石油、天然气、石油化工、化工等重工业中，某些应用需要更高的输出功率，这些应用需要兆瓦级(mw)及以上的电加热系统，在低压下，高功率输出的要求会造成用户在配电、工艺设计和使用过程等成本方面的高投入，使用中、高电压技术的电加热管会极大的降低了大功率加热需求的安装，运行和维护成本，中、高压电加热管可在高达10kv的电压条件下长期运行，与传统的低电压加热管一样，中、高电压浸入式和循环式加热器可适用于固体、液体或气体的加热。
3.现有的低电压电加热管的结构导致介电强度低，高电压易直接击穿金属电加热管，耐高电压性能差，无法满足兆瓦级(mw)及以上功率的电加热要求。
4.为此，我们提出一种中、高电压电加热管解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种中、高电压电加热管，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种中、高电压电加热管，包括金属电加热管、布置在金属电加热管内的电热元件以及与电热元件连接的棒状电极，所述金属电加热管内还有布置电热元件的绝缘导热支架，所述金属电加热管内和绝缘导热支架之间充满绝缘导热材料。
8.在进一步的实施例中，所述左固定板安装于所述左垫板之上，所述绝缘导热材料为海水工艺核电级含量99.8％高纯电熔氧化镁粉、胶黏剂按一定的比例搅拌均匀，后经高压成型机挤压成所需规格形状的坯料，所述坯料经低温排出胶黏剂后，再经1700℃高温烧结成形，制得密实的、强度高的绝缘导热支架，具有高电压强度下的高绝缘性、杰出的热传导性和耐高温性，并通过缩径工艺使氧化镁粉密实。
9.在进一步的实施例中，所述绝缘导热支架为多节榫卯连接结构，所述绝缘导热支架的截面形状为多孔环形、多孔花瓣形、多孔藕片形、多孔蜂窝形及多孔多边形的一种或多种，确保绝缘导热材料的充填，精准地固定电热元件，确保电热元件与金属电加热管以及各支路电热元件间的相对坐标。
10.在进一步的实施例中，所述绝缘导热支架为榫卯连接，可任意尺寸拼接与精准定位。
11.在进一步的实施例中，所述金属电加热管绝缘防潮密封是电极引出段填充不易吸潮的高纯氧化绝缘材料，加热管端口处采用熔融封口技术，有效的阻隔了加热管内部的高纯电熔氧化镁粉与空气中水分的接触，保证电热元件与金属电加热管及各支路电热元件之
间的绝缘性，完全达到中、高电压的使用要求。
12.在进一步的实施例中，两个相对的所述电极之间距离选用最大距离，电热元件“s”巧妙布置,以保证电加热管的两引出电极距离最大，充分保证在中、高电压使用条件下的安全稳定运行。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.本发明通过结构与材料的科学运用，提出一种中、高压电加热管及其绝缘导热支架制造方法，从而满足高功率电加热的需要，省去变电压配电设备成本、降低电流，减少电缆的投入以及使用过程中的维护成本，加热管电极引出段填充不易吸潮的高纯氧化绝缘材料,加热管端口处采用熔融封口技术，有效的阻隔了加热管内部的高纯电熔氧化镁粉与空气中水分的接触，保证电热元件与金属电加热管及各支路电热元件之间的绝缘性，完全达到中、高电压的使用要求，电热元件“s”巧妙布置,以保证电加热管的两引出电极距离最大，充分保证在中、高电压使用条件下的安全稳定运行，通过科学的结构及材料的选用，实现工作电压达10kv以上的运用，满足现在在储能、发电、石油、天然气、石油化工、化工等重工业中所需更高的加热功率，如兆瓦级(mw) 及以上的电加热系统。
附图说明
15.图1为本发明一种中、高电压电加热管组成结构示意图；
16.图2为本发明一种中、高电压电加热管的一种实施例示意图。
17.图中：1、金属电加热管；2、电热元件；3、绝缘导热支架；4、氧化镁粉；5、电极。
具体实施方式
18.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-2，本发明中，一种中、高电压电加热管，包括金属电加热管 1、布置在
金属电加热管1内的电热元件2以及与电热元件2连接的棒状电极5，金属电加热管1内还有布置电热元件2的绝缘导热支架3，金金属电加热管1内和绝缘导热支架3之间充满海水工艺核电级含量99.8％高纯电熔氧化镁粉4，并通过缩径工艺使氧化镁粉4密实，绝缘导热支架3的截面形状为多孔环形、多孔花瓣形、多孔藕状形、多孔蜂窝形、多孔多边形等结构，但不限于这几种形状。
22.制作步骤如下：
23.一、制作绝缘导热支架3，绝缘导热支架3由海水工艺核电级含量99.8％高纯电熔氧化镁粉4、胶黏剂按一定的比例搅拌均匀，后经高压成型机挤压成所需规格形状的坯料，所述坯料经低温排出胶黏剂后，再经1700℃高温烧结成形，制得密实的、强度高的绝缘导热支架3；
24.二、根据设计要求将绝缘导热支架3榫卯式拼接到设计长度；
25.三、电热元件2按“s”布置到绝缘导热支架3中；
26.四、再将电极5与电热元件2连接；
27.五、根据设计要求给金属电加热管1按尺寸加工，并使金属电加热管1 的一端焊接封口；
28.六、对封口好的金属电加热管1进行试压测试；
29.七、对完成步骤(六)的金属电加热管1进行超声波清洗；
30.八、对完成步骤(七)的金属电加热管1进行烘干处理；
31.九、将安装有电热元件2与电极5的绝缘导热支架3安装到洁净干燥的金属电加热管1中；
32.十、将海水工艺核电级含量99.8％高纯电熔氧化镁粉4均匀填充到金属电加热管1内略高于电极5与电热变元件3连接处10mm，然后再填充不易吸潮的高纯氧化绝缘材料；
33.十一、对金属电加热管进行缩径加工，使金属电加热管的绝缘导热材料更加密实；
34.十二、金属电加热管1端口处采用熔融封口技术进行封口，即制成高达 10kv的电加热管。
35.与现有技术相比，本发明的电加热管完全可以满足中、高电压的使用要求。具体见表1和表2。
36.表1现有电加热管的耐压测试结果
[0037] 表面负荷通电时间绝缘电阻击穿电压常温3.5w/cm2 ≥1000mω3000v热态3.5w/cm230分钟0.8ma/mω2500v
[0038]
表2本实施例的中、高电压电加热管的耐压测试结果
[0039] 表面负荷通电时间绝缘电阻击穿电压常温3.5w/cm2 ≥1000mω12500v热态3.5w/cm230分钟≥3mω11360v
[0040]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0041]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。