一种超细超长加热电缆及其制作方法与流程

本发明涉及管道保温技术领域，特别涉及一种超细超长加热电缆及其制作方法。

背景技术：

一般传统的加热电缆，也叫伴热电缆，该类型加热器的基本结构为：金属铠装壳体内安装发热丝，发热丝与金属壳体之间填充矿物质，以保证加热丝与金属壳体之间的绝缘。该类型矿物质具备良好的绝缘性能、导热性，一般加热电缆采用氧化镁担当填充物。

加热电缆通常应用于管道保温的场合，如罐体伴热，容器加热等方面。根据现场的实际需要，一般所加热的对象或被加热的介质所需温度不高，但必须将温度控制在一定范围，所以此类情况下加热电缆需要与温度控制器配合使用。加热电缆产生的热量将保证加热的介质或对象温度升高，被加热的对象或介质温度变化通过温度传感器送给温度控制器，由温度控制器来判断温度是否在设定的范围内，从而给出的信号来控制伴热电缆的启停。

因此，加热电缆、温度传感器、温控器组成一个完整的温度控制系统。

1)普通的加热电缆仅具备加热功能，不具备采集和传送温度信号的功能，需要另外配备温度传感器来传递温度信号；

在工业现场，温度传感器常由于受到安装和环境的影响，导致温度传送产生极大的误差，出现如下情况：

a.实际温度已经达到设定要求，但由于传感器的错误传递，温控器认为没有达到设定值，于是继续加热，最终导致加热器温度过高而损坏，或温度过高导致被加热介质发生其他问题；

b.实际温度没有达到设定要求，但由于传感器的错误传递，温控器认为已经达到设定值，从而不能满足实际被加热介质的正常工作；

c.在一定场合下，由于温度传感器的问题，产生误报警信号。

2)传统伴热电缆由于生产材料的局限，一般最大长度不超过150米；

对于部分超长管道，传统伴热电缆只能通过增加数量来达到目的。

3)伴热电缆在实际使用中为避免电源的接头部分受到加热电缆的高温影响，一般另外焊接一段冷端加热电缆，将电缆发热电缆与电源接头部分隔离；为了设置冷端加热电缆，实际加热电缆制造商必须制作不同规格的加热电缆。使用者在实际使用时，根据现场的情况，对两种不同种类的加热电缆采用焊接加工，包括封口接头、中间接头、尾端接头加工，达到要求才可以使用。而此种焊接工艺要求较高，需操作者具备相当高的技能才能实现伴热电缆的技术要求。如果焊接过程控制不够严格，往往导致伴热电缆的整体绝缘性能大幅下降。

技术实现要素：

本发明克服上述不足，提供了一种超细超长加热电缆及其制作方法，将温度传感器埋置于加热管内，避免了温度传感器在外部环境受到的损坏，降低了故障率；另外采用卷绕带材的特殊制作工艺，可以在理论上可以制作无限长度的电热缆，制作的产品无需焊接，连接电源线即可直接使用，极大降低了现场安装的难度，进一步降低的故障率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超细超长加热电缆的制作方法，包括步骤：

s1：将热端发热丝和冷端发热丝固定连接，然后进入步骤s2；

s2：为所述冷端发热丝安装引出导线，然后进入步骤s3；

s3：将所述热端发热丝、所述冷端发热丝和温度传感器探头放在金属带上，然后进入步骤s4；

s4：将填充物置于金属带上，然后进入步骤s5；

s5：将所述金属带卷绕变成圆形的金属包壳，然后进入步骤s6；

s6：为上述卷状半成品具有所述热端发热丝的一端设置末端保护垫，为其具有所述冷端发热丝的另一端设置封口密封层。

优选的，在所述步骤s1中，将所述热端发热丝和所述冷端发热丝先铆接，再激光焊接。

优选的，在所述步骤s3中，先将温度传感器探头固定于骨架内，再与所述热端发热丝和所述冷端发热丝一起放在所述金属带上。

优选的，在所述步骤s3中，所述骨架为镁棒。

优选的，在所述步骤s5中，通过卷管机的功能实现所述卷绕作业。

优选的，在所述步骤s6中，所述封口密封层为用环氧树脂和硅油灌注形成的密封层。

还包括步骤s7：对经过步骤s6得到的结构进行压缩。

一种超细超长加热电缆，其特征在于，冷端发热丝和热端发热丝固定连接，与温度传感器探头连同填充物一起被包裹在卷状的金属包壳中，两端分别设置封口密封层和末端保护垫。

优选的，所述温度传感器探头设置在所述金属包壳内具有所述冷端发热丝的一段，且位于其靠近所述热端发热丝的一端。

优选的，在所述金属包壳上还焊接有接地用接地线。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的超细超长加热电缆及其制作方法，将温度传感器埋置于加热电缆内，避免了温度传感器在外部环境受到的损坏，降低了故障率；另外采用整体卷管的特殊制作工艺，可以在理论上可以制作无限长度的电热缆，制作的产品无需焊接，连接电源线即可直接使用，极大降低了现场安装的难度，进一步降低的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，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。

图1为传统的加热电缆的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的加热电缆的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的加热电缆的结构示意图。

其中，在图1的现有技术中，01为电源线，02为封口接头，03为冷端加热电缆，04为中间接头，05为热端加热电缆，06为末端接头；

在图2和图3的本方案中，11为电源接线，12为温度传感器接线，13为封口密封层，14为冷端发热丝，15为温度传感器探头，16为骨架，17为中间接头，18为热端发热丝，19为填充物，20为金属包壳，21为末端保护垫，22为封口接头，23为冷端加热电缆，24为热端加热电缆。

具体实施方式

本发明公开了一种超细超长加热电缆及其制作方法，相比传统工艺下的伴热电缆，增加了对温度检测用的传感器和加热一体化等功能，提高了加热电缆使用中的方便性和可靠性，同时降低了加热器安装和检修的难度。

本发明提供的加热电缆，是用在对容器加热、工艺管道保温、贮槽伴热，户外设备除霜冻等场合。比如在核电厂中一回路管道，为保证管道内硼酸不产生结晶，管道温度必须维持在一定范围。设计采用加热电缆缠绕敷设于管道上，加热电缆在温度控制系统的配合下，实现设计要求。

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。

本发明实施例提供的种超细超长加热电缆的制作方法，其核心改进点在于，包括步骤：

s1：将热端发热丝18和冷端发热丝14固定连接，然后进入步骤s2；

s2：为冷端发热丝14的一端安装引出导线，优选为焊接，与另一端的热端发热丝18形成一个整体加热电缆的电气元件，然后进入步骤s3；

s3：将热端发热丝18、冷端发热丝14和温度传感器探头15放在用于做金属包壳20的金属带上，然后进入步骤s4；

s4：将用于绝缘的填充物19铺设于金属带上，包裹住内部的热端发热丝18、冷端发热丝14以及温度传感器探头15，焊接成型，然后进入步骤s5；

s5：将扁带状的金属带卷绕变成圆形的金属包壳20，然后进入步骤s6；

s6：为上述卷状成型半成品具有热端发热丝18一端(图中左侧)设置末端保护垫21，封住加热电缆的一端；为其具有冷端发热丝14另一端(右侧)设置封口密封层13，达到密封目的。这样尾端保护垫21，金属包壳20以及封口密封层13等，形成完整的加热电缆密封外壳。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的超细超长加热电缆的制作方法，具有下列优点：

1)在加热电缆内，增加了温度感应装置，将温度信号通过接口送出：即将温度传感器内置于加热电缆内，将温度值通过传感器实时转化为电信号送出；温度传感器因此将不受现场安装的影响，也不受到环境中的灰尘等其他因素影响，降低了故障率和检修的难度；另外，本设计的温度传感器内置结构，与现有技术中在普通加热电缆上另外加装温度传感器相比，显然能够在径向尺寸上做到更细，通过后期的压缩甚至实现超细；

2)生产工艺提高，摒弃传统加热电缆采用的通过冷拉管材的工艺，采用卷绕带材的方法，从而做到大幅延长加热器长度，可以达到每个最长3000米；

3)生产工艺的改变决定了加热电缆的使用者不需到现场对加热电缆进行二次加工，降低的现场施工难度，同时保证了产品的稳定性。

为了进一步优化上述的技术方案，在步骤s1中，将热端发热丝18和冷端发热丝14先行采用铆接，再使用激光焊接，以确保连接可靠，同时把焊接点减小，保证加热电缆的电气参数符合标准。可以理解的是，本方案中冷热端发热丝的电气连接原理与现有技术中相同，只是其中间接头17与传统的中间接头结构形式截然不同。

作为优选，在步骤s3中，先将温度传感器探头15固定于特制骨架16内，再与热端发热丝18和冷端发热丝14一起放在金属带上。本设计特制的骨架16能够在卷制等加工过程和电缆工作过程中为温度传感器探头15提供保护；就可以在保证不受干扰情况下，将温度探头读出温度信号，稳定可靠地送出。

在本方案提供的具体实施例中，在步骤s3中，特制骨架16为镁棒，中空圆柱，其结构可以参照图2所示，结构牢固，性能稳定。

为了进一步优化上述的技术方案，在步骤s5中，通过卷管机的功能实现卷绕作业。通过卷管机的治具，将外部包壳目的的金属带材，密闭焊接，达到设计要求。卷管机的治具决定加热电缆的外直径可以通过卷管机的治具来调整，整个加热电缆的长度不受原材料的限制。同时，在步骤s4中，还可以利用卷管机的漏斗，将填充物19如氧化镁粉输送金属带上。

在本方案提供的具体实施例中，在步骤s6中，封口密封层13为用环氧树脂和硅油灌注形成的密封层，保证了加热电缆的密封性能。可以理解的是，封口密封层13处有电源接线11和温度传感器接线12进出。

作为优选，本制作方法，还包括步骤s7：对经过步骤s6得到的结构进行压缩。最后通过压缩，达到整体电气和机械各方面要求。

下面结合具体制作工艺对本方案作进一步介绍：

将热端发热丝18与冷端发热丝14，先行采用铆接，使用激光焊接确保连接可靠，同时把焊接点减小，保证加热电缆的电气参数符合标准；

再将冷端发热丝14焊接安装好引出导线，形成一个整体加热电缆的电气元件。将温度传感器探头15固定于特制骨架16上，在保证不受干扰情况下，将温度探头读出温度信号，稳定可靠地送出；

将固定好探头和冷端发热丝14的骨架16，放在用于做加热电缆金属包壳20的金属带上，利用卷管机的漏斗，将填充物19如氧化镁粉输送金属带上，卷管机的功能将扁带状的金属，卷绕成圆形，于是将金属带材变成筒形金属包壳20，包裹住内部的热端发热丝18、冷端发热丝14以及温度传感器，焊接成型；

成型后的产品，通过铆接末端保护垫21，封住加热电缆的一端，另一端再用环氧树脂和硅油灌注，形成封口密封层13，达到密封目的。这样末端保护垫21，金属包壳20以及封口密封层13等，形成完整的密封外壳。通过卷管机的治具，将外部包壳目的的金属带材，密闭焊接，达到设计要求。最后通过压缩，达到整体电气和机械各方面要求。最后将连接引线引出。卷管机的治具决定加热电缆的外直径可以通过卷管机的治具来调整，整个加热电缆的长度不受原材料的限制。

本发明实施例还提供了一种超细超长加热电缆，其核心改进点在于，冷端发热丝14和热端发热丝18固定连接，与温度传感器探头15连同填充物19一起被包裹在卷状的金属包壳20中，其结构可以参照图2所示，整个加热电缆的冷端发热丝14与热端发热丝18，连同温度传感器探头15，通过矿物绝缘填充物19如氧化镁粉与最外面的金属包壳20隔离；两端分别设置封口密封层13和末端保护垫21。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的加热电缆相比传统工艺下的加热电缆，增加了对温度检测用的传感器和加热一体化等功能，提高了加热电缆使用中的方便性，和可靠性，方便了安装和检修。

本设计中，末端保护垫21和金属包壳20，构成加热电缆的外保护层，引出连接线穿过封口密封层13，形成可以连接电源的电源接线11和传送温度信号的温度传感器接线12，供加热电缆连接到对应电源和温控设备上。封口密封层13由环氧树脂以及组合密封硅油组成密封层，保证了伴热电缆加热电缆的密封性能。在本实施例中，引出的电源接线11和温度传感器接线12共四条。

为了进一步优化上述的技术方案，温度传感器探头15也与热端发热丝18与冷端连接丝14通过专用骨架16如镁棒隔离。具体的，温度传感器探头15设置在金属包壳20内具有冷端发热丝14的一段(即图3中冷端加热电缆23)，且位于其靠近热端发热丝18的一端，以便于更好保护温度传感器探头15。

在本方案提供的具体实施例中，在金属包壳20上还焊接有接地用接地线，以满足特定情况下的接地需要。

综上所述，本发明提供的超细超长加热电缆及其制作方法，优点如下：

1)在加热电缆内，增加了温度感应装置，将温度信号通过接口送出：即将温度传感器内置于加热电缆内，将温度值通过传感器实时转化为电信号送出；温度传感器因此将不受现场安装的影响，也不受到环境中的灰尘等其他因素影响，降低了故障率和检修的难度；另外，本设计的温度传感器内置结构，与现有技术中在普通加热电缆上另外加装温度传感器相比，显然能够在径向尺寸上做到更细，通过后期的压缩甚至实现超细；

2)生产工艺提高，摒弃传统加热电缆采用的通过冷拉管材的工艺，采用卷绕带材的方法，从而做到大幅延长加热器长度，可以达到每个最长3000米；

3)生产工艺的改变决定了加热电缆的使用者不需到现场对加热电缆进行二次加工，降低的现场施工难度，同时保证了产品的稳定性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。