专利名称：Ptc挠性金属加热电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业管道、容器等设备高温热补偿(高温伴热)或加热的金属加热电缆。
现有的用于管道、容器等设备伴热的加热电缆主要由输电导线、发热元件和绝缘层制成，其绝缘层材料是氟塑料、硅橡胶等高分子绝缘材料。由于这些高分子绝缘材料的耐温等级至多只有二百多摄氏度，且长期工作会出现老化、降价，故不能用于高温伴热场合。例如1988年5月11日公开的英国发明专利GB2197170A已提出了一种管道、容器用的加热元件，但这种技术方案只能用于耐温等级在260℃以下的使用场合，应用范围受到限制。
本发明的目的是提供一种用于管道、容器的高温伴热或加热的金属加热电缆，它不仅能在850℃及以下的环境中正常使用，而且发热功率能根据环境温度的变化方向明显地向恒温点自动调节。
本发明的目的是这样实现的一根或多根(不超过19根)合金PTC电阻发热丝(1)在金属护套(3)内部的空间里，沿其轴向在全长度平行延伸分布。各根合金PTC电热丝的位置是这样确定的在金属护套(3)的截面上，既要使合金PTC电热丝相互之间的最小距离相等，又要使靠近金属护套(3)的合金PTC电热丝(1)与金属护套(3)之间的最小距离相等。在合金PTC电热丝(1)之间及与金属护套(3)之间的空间里紧密填充无机高温绝缘粉料(2)，以保证合金PTC电热丝(1)之间及与金属护套(3)之间有足够的电气绝缘强度。根据需要，在各根合金PTC电阻发热芯(1)之间既可以在首端或(和)尾端采用“串接”、“并接”、“Y形接”或“△形接”，也可以采用上述四种接法的任意组合，形成了合金PTC电阻发热芯(1)的导电回路，当首端接上单相或(和)三相电源后即可投入使用。
1.上述合金PTC电阻发热芯(1)是由PTC电热合金材料(如镍铬钛合金，镍铁合金，镍铬钴硅合金等)制成的，熔点都在1200℃以上，能在850℃及以下工作温度下长期工作。其电阻率ρ(Ω.mm2/m)与电阻温度系数α(1/℃)之积应满足α×β＞3.7×10-4(Ω.mm2/m℃)，这就使得PTC挠性金属加热电缆具有明显的PTC调温特性，它的发热功率能逆着环境温度的变化方向明显地向恒温点自动调节。
2.上述的金属护套(3)是由铜基合金、不锈钢或耐热钢等材料制成，熔点均在1000℃以上，根据需要能在300～850℃环境条件下长期工作，选择不同材料可起到耐腐蚀、降低厚度等作用，保证了PTC挠性金属加热电缆的可挠性。
3.上述的无机高温绝缘粉料(2)是结晶氧化镁粉末、碳化硅粉末等材料，这些材料均能在850℃温度下长期工作。
由上述方案制成的PTC挠性金属加热电缆既有850℃及以下的耐温等级，又有明显的PTC调温性能，而且具有可挠性，不燃性，耐腐蚀和长寿命等特点，达到了本发明的目的。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是具有一根合金PTC电阻发热芯(1)的结构。
图2是图1的电路图。
图3是具有二根合金PTC电阻发热芯(1)的结构。
图4是图3的电路图。
图5是具有三根合金PTC电阻发热芯(1)的结构。
图6是图5的电路图。
图1、图3所示了二种采用单相电源供电的PTC挠性金属加热电缆。合金PTC电阻发热芯(1)的直径分别为0.56mm和0.69mm，其成份是镍铬钴硅合金，电阻率为0.75Ω.mm2/m，电阻温度系数为5×10-4/℃。金属护套(3)采用电工软铜，厚度为0.6mm。无机高温绝缘粉料(2)采用结晶氧化镁粉末，它在合金PTC电阻发热芯(1)与金属护套(3)之间的最小距离为1.3mm。在图1所示结构的两端输以工作电压U(参见图2);将图3所示结构的尾端的两根合金PTC电阻发热芯(1)连接起来，在其首端输以220V单相工作电压(参见图4)，则它们形成了二种单相供电的PTC挠性金属加热电缆，它们能在350℃及以下的环境中长期工作，有一定的PTC调温性能，最小弯曲半径分别为35mm和40mm，并具有不燃性。
图5所示了一种采用三相供电的PTC挠性金属加热电缆。合金PTC电阻发热芯(1)的直径为0.69mm，其成份是镍铬钛合金，电阻率为0.1Ω.mm2/m，电阻温度系数为5.5×10-3/℃。金属护套(3)采用1Cr18Ni9Ti，厚度为0.7mm。无机高温绝缘粉料(2)采用结晶氧化镁粉末，它在合金PTC电阻发热芯(1)与金属护套(3)之间的最小距离为1.3mm。将图5所示结构尾端的三根合金PTC电阻发热芯连接起来，在其首端输以380V三相工作电压(参见图5)，则形成了一根三相供电的PTC挠性金属加热电缆，它能在850℃及以下的环境中长期工作，有明显的PTC调温性能。最小弯曲半径为60mm，并具有不燃性。
权利要求
1.一种PTC挠性金属加热电缆，由合金PTC电阻发热芯(1)、无机高温绝缘粉料(2)和金属护套(3)组成，其特征是(1)、(2)、(3)均由熔点在1000℃以上的金属或无机绝缘材料组成，并且具有不燃性。
2.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是具有可挠性。
3.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是发热功率能根据环境温度的变化明显地向恒温点自动调节。
4.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是合金PTC电阻发热芯(1)的电阻率ρ(Ω.mm2/m)与其电阻温度系数α(1/℃)的乘积应满足α×β＞3.7×10-4Ω.mm2/m℃。
5.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是供电型式采用单相或(和)三相供电。
6.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是各根合金PTC电阻发热芯(1)间的接线型式是“串接”、“并接”、“Y形接”、“△形接”，或上述四种接法的任意组合。
7.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是截面外形是园形、矩形、正方形、椭园形和三角形，或上述五种形状的任意组合和拼合。
8.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是合金PTC电阻发热芯(1)的根数不超过19根。
9.根据权利要求1所说的PTC挠性金属加热电缆，其特征是合金PTC电热芯(1)之间的最小距离及与金属护套(3)之间的最小距离相等。
全文摘要
一种PTC挠性金属加热电缆，广泛用于石油、化工等各行业的高温工业设备。解决了工业管道、容器等设备的高温伴热或加热问题。它具有可挠性、不燃性、发热量自动调节、耐腐蚀、寿命长和适应性强等特点。
文档编号H05B3/56GK1110862SQ9510172
公开日1995年10月25日 申请日期1995年2月7日 优先权日1995年2月7日
发明者赵放 申请人:赵放