专利名称：Ptc合金串联式电热带的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种补偿长输管道耗散量，使管道内物料保持恒温的串联式电热带。
现有的串联式电热带一般由一根、二根、三根或多根发热芯(多股绞合线)、芯线绝缘层、骨架、金属编织层和防腐层组成(见图1)。芯线绝缘层包覆在发热芯的外面，骨架层包覆在相互平行排列的芯线绝缘层外面，金属编织层和防腐层再依次包覆在骨架层的外面，形成一根(扁平形)缆状串联式电热带。管道伴热工程中，它适用于一个电源点对长达几百米至几千米长的管道的电伴热，是一种综合效率高，节能无污染、低价位的工程电伴热器材。但是，①由于不同的工程各种管道内介质的工作温度不同、管道工作的工艺要求不同、管道所处的环境有区别，引起不同管道单位长度的热散失也即伴热量均不相同，这使制造和应用串联式电热带面临大量的设计和定制规格，否则无法适应千变万化的各种管道伴热参数的需要。②由于串联式电热带的芯线绝缘层，骨架和防腐层是由挤包工艺制成，材质为氟塑料或硅橡胶，耐温等级至多不会超过摄氏二百多度，故对于一定的伴热功率下发热芯的表面放热负荷必须科学地选择太大则发热芯过热，超过绝缘材料耐温等级，烧毁器材，导致工程事故；太小则造成工程成本增加，引起大量资金浪费。只有合理设计放热负荷才能既保证使用寿命，又降低成本。然而当今市场上使用的串联式电热带的发热芯材质为铜、鏮铜、镍铬合金，其电阻率分别为0.0179Ω·mm2/m、0.48Ω·mm2/m、1.05Ω·mm2/m，可选择规格仅几种，且在技术性能上没有针对性，无法满足对应于千变万化的各种管道参数下，设计出合理的串联带放热负荷的需要。资料ZL02219100.3是反映当今国内典型电伴热器材制造商关于串联式电热带的近期产品资料，它们都是以市场上几种常用的恒定电阻电热合金作串联式电热带发热芯线材质，无法以使用寿命和放热负荷为依据获得串联式电热带的最佳设计，尤其是串联式电热带大量用于石化管道伴热，不科学的用材将导致大量资金盲目投资浪费。
本实用新型的目的是提供一种特殊的串联式电热带，它不但具有普通串联式电热带同样的结构、功效，而且可保证使用寿命、避免早期烧坏，成本合理，尤其是具有一定的正温度系数即PTC调功作用。
本实用新型是这样实现的在普通串联带结构和零件数量不改变的前提下，对其发热芯进行了设计。根据串联带发热芯所在工况的使用寿命与发热温度成反比的特点(即发热温度越高，使用寿命越短；发热温度越低，使用寿命越长)，对应于某一确定工况的使用寿命设计值(如1年～20年)，必定对应一个确定的放热负荷值(单位面积的功率输出值0.1～2W/cm2)，可求出发热芯的截面S的值(1.5～35mm2)。由于发热芯的工况下的交流阻值R(Ω)是由由管道所需伴热功率确定的，管道长度L(m)也是一定的，由ρ=R·SL]]>可求出串联式电热带工况下发热芯需的电阻率(范围为0.0179～1.53Ω·mm2/m)的准确数值。因为发热芯是多股绞合线，常见的根数有7、19、37、49、133等，虽然可选择的金属或合金只有几种电阻率的范围，我们在多股绞合线构成的发热芯中只要利用不同电阻率的组合和排列、数量的变化增减、位置的改变、线径的变化，就可以得到非常多种规格的电阻率的发热芯规格，其电阻率可实现在0.0179～1.53Ω·mm2/m内任意选择。达到根据使用寿命和热负荷为依据科学地设计串联式电热带的目的。
由于采用上述方案，可以得到任意截面和任意电阻率(0.0179～1.53Ω·mm2/m)的发热芯线，可使串联式电热带的设计方便、使用寿命长、成本合理。
4.
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步的说明。
图1为本实用新型的单芯的外型结构图。
图2为本实用新型的单芯发热芯截面图。
图中1为防腐层；2为金属编织层；3为骨架层；4为绝缘层；5为发热芯，由6、7、8相同直径不同电阻率的金属线和(或)合金线构成。5.具体实施方式
图1中为某PTC合金串联式电热带，长度1000m，工作电压380V，发热功率18W/m，用于原油管道伴热，大修更换期(即使用寿命)为15年。根据实验可确定热负荷不得大于0.06W/m2，电流密度不得大于90A，发热芯由19根Φ0.65的单线绞合而成，其中6根Φ0.65mm的镀锡铜线(电阻率0.0179Ω·mm2/m)和Φ0.65的镍铬铁钴锰合金线13根(电阻率0.14Ω·mm2/m)。由于铜和PTC合金的电阻温度系数分别为0.0038/℃和0.0046/℃，因此在实测该串联带的功率时发现有功率自动调功功能即PTC调功特性，室温起动59A，稳定后47A，而且不受循环次数改变。
图3、图4和图5、图6分别为本实用新型的另二个实施例，与图1所不同的是发热芯数量和构成不同。
权利要求1.一种PTC合金串联式电热带，由防腐层、金属编织层、骨架层、绝缘层、发热芯构成，其中发热芯为多股绞合线，由不同电阻率的金属线和(或)合金线绞合而成，其特征是发热芯的电阻率为0.0179～1.53Ω·mm2/m。
2.根据权力要求1所述的PTC合金串联式电热带，其特征是发热芯是不同电阻率的合金线和(或)金属线。
专利摘要本实用新型涉及一种长输管道用的PTC合金串联式电热带，由防腐层、金属编织层、骨架层、绝缘层、发热芯构成，发热芯采用简单的绞合工艺即可实现任意改变发热芯电阻率(0.0179～1.53Ω·mm
文档编号H05B3/12GK2751505SQ200420067679
公开日2006年1月11日 申请日期2004年6月19日 优先权日2004年6月19日
发明者赵放 申请人:赵放