[发明专利]一种一体固结封装大功率电热管及其制备方法

权利要求书

1.一种一体固结封装大功率电热管，其特征在于，包括具有开口端的陶瓷护管（1）和固结封装在所述陶瓷护管（1）内的电热丝，所述电热丝由细电热丝（2）和粗电热丝（3）组成，所述细电热丝（2）由密匝缠绕部分（2-1）和第一引出部分（2-2）组成，所述粗电热丝（3）由竖直部分（3-1）和第二引出部分（3-2）组成，所述细电热丝（2）的下端和所述粗电热丝（3）的下端焊接并形成焊接点（9），所述陶瓷护管（1）内填充有用于将密匝缠绕部分（2-1）固结封装的高温导热材料（4），热电偶（6）的一端预埋在所述高温导热材料（4）内，所述高温导热材料（4）上部填充有绝热保温材料（5），所述陶瓷护管（1）的开口端设置有绝缘接线盖（7），所述绝缘接线盖（7）上开设有三个接线端子孔，每个所述接线端子孔内设置有一个接线端子（8），所述第一引出部分（2-2）与一个所述接线端子（8）连接，所述第二引出部分（3-2）与另一个所述接线端子（8）连接，所述热电偶（6）与剩余所述接线端子（8）连接；

所述一体固结封装大功率电热管的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将细电热丝（2）原料进行密匝缠绕，将密匝缠绕后的细电热丝（2）原料的下端和粗电热丝（3）的下端焊接后进行清洗，然后通电加热至900℃~1200℃后保温10min~20min，再将细电热丝（2）原料拉长5%~10%，得到电热丝；

步骤二、将步骤一中得到的电热丝在绝缘涂层材料中进行浸渍，然后将电热丝通电加热，得到具有绝缘涂层的电热丝；所述绝缘涂层材料的制备方法为：将磷酸和氢氧化铝加入到去离子水中后进行搅拌，然后加入氧化铝、氧化镁及莫来石粉进行搅拌，得到绝缘涂层材料；所述绝缘涂层材料由以下质量分数的成分组成：磷酸35%~40%，去离子水35%~40%，氢氧化铝粉末12%~14%，氧化铝粉末6%，氧化镁粉末0.5%，余量为莫来石粉末；

步骤三、将步骤二中得到的具有绝缘涂层的电热丝与热电偶（6）插入到模具中，并在模具中依次填入高温导热材料（4）和绝热保温材料（5），然后在振动填实后浸入去离子水中，再在脱模后进行加热，得到一体固结电热材料；所述高温导热材料（4）由以下质量分数的成分组成：改性氧化镁粉80%~85%，铝酸钙粉12%~17%，氢氧化铝粉2%，硅酸铝纤维1%；所述绝热保温材料（5）为硅酸铝保温棉，所述加热的温度为80℃~100℃，时间为12h~24h；

步骤四、将浆料均匀涂覆在陶瓷护管（1）的内表面，然后加热至60℃~80℃后保温1h~2h，再将步骤三中得到的一体固结电热材料插入到陶瓷护管（1）内，并安装绝缘接线盖（7）和接线端子（8），得到一体固结封装大功率电热管；所述浆料由质量比为1：（0.4~0.6）的六方氮化硼粉末和无水乙醇制备而成，所述一体固结封装大功率电热管的功率大于8kW。

2.根据权利要求1所述的一体固结封装大功率电热管，其特征在于，所述细电热丝（2）与粗电热丝（3）的横截面积之比为1：（2~3），所述细电热丝（2）和粗电热丝（3）的材质均为铁铬铝电热合金。

3.根据权利要求1所述的一体固结封装大功率电热管，其特征在于，所述密匝缠绕部分（2-1）的缠绕方式为单螺旋缠绕或双螺旋缠绕，所述细电热丝（2）表面涂覆有绝缘涂层，所述粗电热丝（3）的竖直部分（3-1）位于所述陶瓷护管（1）的竖直轴线上。

4.根据权利要求1所述的一体固结封装大功率电热管，其特征在于，所述热电偶（6）外包裹有高温绝缘保护管，所述高温绝缘保护管的材质为氮化硅陶瓷或氧化铝陶瓷。

5.根据权利要求1所述的一体固结封装大功率电热管，其特征在于，所述陶瓷护管（1）的材质为碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷或赛隆陶瓷。

6.根据权利要求1所述的一体固结封装大功率电热管，其特征在于，步骤一中所述焊接为氩弧焊焊接，所述氩弧焊焊接采用A412不锈钢焊条。

7.根据权利要求1所述的一体固结封装大功率电热管，其特征在于，步骤三中所述振动填实的条件为：振幅为2mm~5mm，振动时间为20min~60min。