專利名稱：一種小直徑的大功率柔性加熱電纜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱電纜，特別涉及一種小直徑的大功率柔性加熱電纜及其制備方法。
背景技術(shù)：
加熱電纜從性能上主要有限流型和恒流型兩種類型，從結(jié)構(gòu)上又可分為鎧裝和非鎧裝的結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的使用位置、工作環(huán)境及技術(shù)要求，可分別采用這兩種類型的加熱電纜。目前，對于一些在較小空間環(huán)境下使用的大功率加熱電纜，基本上采用的是鎧裝結(jié)構(gòu)類型，然而由于其尺寸規(guī)格比較大、功率較低，因而不便于使用和安裝，工作效果也不理想，目前還沒有較好的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種尤其適合在小空間瞬時(shí)產(chǎn)生大功率的小直徑的大功率柔性加熱電纜及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述小直徑的大功率柔性加熱電纜的最里層為加熱合金絲芯線；加熱合金絲芯線的外部繞包有至少兩層絕緣纖維層，在絕緣纖維層的外面涂有耐高溫粘接密封涂料層。由于采用了上述技術(shù)方案，能夠根據(jù)性能的設(shè)計(jì)要求，制作直徑小于或等于 Φ 1.0mm的小直徑的大功率柔性加熱電纜；同時(shí)它具有較高的電流負(fù)載能力，能產(chǎn)生受較高的溫度，因此能夠滿足在狹小空間瞬時(shí)產(chǎn)生大功率的性能要求。優(yōu)選的，所述的相鄰兩層絕緣纖維層的繞包方向相反。優(yōu)選的，所述的加熱合金絲芯線采用電阻率范圍從1.04 1.53 μ Ω.πι的高電阻電熱合金；所述加熱合金絲芯線的直徑為0. 4 0. 7mm ；所述加熱合金絲芯線合金為 Cr20Ni80 合金、Cr30Ni70 合金、Crl5Ni60 合金、Cr20Ni;35 合金、Cr20Ni30 合金、lCrl3A14 合金、0Cr25A15 合金、0Cr23A15 合金、0Cr21A16 合金、lCr20A13 合金、0Cr21A16Nb 合金、 0Cr27A17Mo2合金、6J15合金、6J20合金、6J22合金、6J23合金、6JM合金中的任意一種。電阻率范圍在1. 04 1. 53 μ Ω . m的高電阻電熱合金均可作為小直徑的大功率柔性加熱電纜的加熱合金絲芯線，在本發(fā)明中僅羅列了其中的一部分，但不僅僅限于上述合金，任何符合電阻率范圍在1. 04 1. 53 μ Ω. m的合金均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的加熱合金絲芯線采用高電阻率的鐵鉻鋁0Cr27A17Mo2合金 (電阻率為1. 53 μ Ω.Π1)。優(yōu)選的，所述絕緣纖維層為高絕緣特性的微細(xì)無堿玻璃纖維或高純度微細(xì)石英纖維，單絲直徑為3 7μπι。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的絕緣纖維層由單絲直徑不大于5 μ m，，SiO2含量彡99.95% 的高純度的石英纖維繞包而成。
優(yōu)選的，所述耐高溫粘接密封涂料層為耐溫特性不小于500°C的改性有機(jī)硅耐高溫涂料。上述小直徑的大功率柔性加熱電纜的制備方法，其特征在于包括以下步驟a)、將高電阻率的電熱合金通過微細(xì)拉絲工藝加工成直徑為0. 4 0. 7mm的加熱合金絲芯線，再將加熱合金絲芯線在氫氣保護(hù)氣氛下，進(jìn)行1000 1100°C的連續(xù)高溫退火軟化；b)、采用微細(xì)繞包機(jī)對加熱合金絲芯線進(jìn)行絕緣纖維層的多層繞包，相鄰兩層的繞包方向相反，制作成直徑小于或等于Φ1. Omm的小直徑的大功率柔性加熱電纜；C)、采用噴涂的涂覆工藝，將耐高溫粘接密封涂料噴涂于加熱電纜絕緣纖維層表面形成耐高溫粘接密封涂料層；d)、電纜噴涂后，在室溫下晾干M小時(shí)，然后再置于烘箱中，在200°C下保溫1小時(shí)進(jìn)行固化處理，即得小型大功率特種電纜。采用以上具體實(shí)施方案所制作的小直徑的大功率柔性加熱電纜，具有較小的尺寸規(guī)格，其直徑范圍達(dá)到了 Φ0. 75士0. 05mm，能夠安裝于特定狹小的空間中；可承受IOA的大電流，最高溫度可達(dá)到1000 1200°C，能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生大量的熱量；可迅速恢復(fù)元器件的正常工作性能。優(yōu)選的，所述步驟b中的繞包速度電壓為50 100V。優(yōu)選的，所述步驟c中的噴涂壓力為0. 2 0. 5MPa。本發(fā)明的小直徑的大功率柔性加熱電纜的有益效果是與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，加熱合金絲具有良好的可加工特性，能夠根據(jù)性能的設(shè)計(jì)要求，制作直徑小于Φ 1.0mm的加熱電纜； 同時(shí)它具有較高的電流負(fù)載能力，能產(chǎn)生較高的溫度，因此能夠滿足在狹小空間瞬時(shí)產(chǎn)生大功率的技術(shù)要求，可提高相關(guān)器件的工作效率，本發(fā)明的制備方法的工藝設(shè)計(jì)合理。


圖1是本發(fā)明的小直徑的大功率柔性加熱電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。示意圖中1-耐高溫涂料、2-絕緣纖維層、3-加熱合金絲。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1參見圖1，一種小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述小直徑的大功率柔性加熱電纜的最里層為加熱合金絲芯線3 ；加熱合金絲芯線3的外部繞包有至少兩層絕緣纖維層2，在絕緣纖維層2的外面涂有耐高溫粘接密封涂料層1。所述的相鄰兩層層絕緣纖維層2的繞包方向相反。參見圖1中繞包方向A。所述加熱合金絲芯線3的直徑為0.5mm;所述加熱合金絲芯線3為電阻率 1. 53 μ Ω . m 的 0Cr27A17Mo2 合金。所述層絕緣纖維層2由單絲直徑為5 μ m, SiO2含量彡99. 95%的高純度微細(xì)石英纖維繞包而成。
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所述耐高溫粘接密封涂料層1為耐溫特性不小于500°C的改性有機(jī)硅耐高溫涂料。上述小直徑的大功率柔性加熱電纜的制備方法，其特征在于包括以下步驟a)、將高電阻率的電熱合金通過微細(xì)拉絲工藝加工成直徑為0. 5mm的加熱合金絲芯線3，再將加熱合金絲芯線3在氫氣保護(hù)氣氛下，進(jìn)行1000 1100°C的連續(xù)高溫退火軟化；b)、采用微細(xì)繞包機(jī)對加熱合金絲芯線3進(jìn)行絕緣層的多層繞包，相鄰兩層的繞包方向相反，參見圖1中繞包方向A，繞包速度的電壓為50V，制作成直徑為Φ0. 6mm的小型大功率特種加熱電纜；C)、采用噴涂的涂覆工藝，將耐高溫粘接密封涂料噴涂于加熱電纜絕緣纖維層表面形成耐高溫粘接密封涂料層1，噴涂壓力為0. 3MPa ；d)、電纜噴涂后，在室溫下晾干M小時(shí)，然后再置于烘箱中，在200°C下保溫1小時(shí)進(jìn)行固化處理，即得小型大功率特種電纜。采用以上具體實(shí)施例所制作的小直徑的大功率柔性加熱電纜，具有較小的尺寸規(guī)格，其直徑范圍達(dá)到了 Φ0. 75士0.05mm，能夠安裝于狹小的空間中；可承受IOA的大電流，最高溫度可達(dá)到1000 1200°C，能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生大量的熱量；提高元件的工作效率。實(shí)施例2其他同實(shí)施例1，所述加熱合金絲芯線3的直徑為0. 5mm ；所述合金為電阻率 1. 33 μ Ω.Π1 的 6J22 合金；所述層絕緣纖維層2由單絲直徑為6 μ m, SiO2含量彡99. 95%的高純度微細(xì)石英纖維繞包而成； 所述步驟b中的繞包速度電壓為60V ；所述步驟c中的噴涂壓力為0. 5MPa。實(shí)施例3其他同實(shí)施例1，所述加熱合金絲芯線3的直徑為0. 5mm ；所述合金為電阻率 1. 23 μ Ω . m 的 lCr20A13 合金；所述層絕緣纖維層2由單絲直徑為5 μ m, SiO2含量彡99. 95%的高純度微細(xì)石英纖維繞包而成；所述步驟b中的繞包速度電壓為80V ；所述步驟c中的噴涂壓力為0. 3MPa。實(shí)施例4其他同實(shí)施例1，所述加熱合金絲芯線3的直徑為0. 4mm ；所述合金為電阻率 1. 12μ Ω.πι 的 Crl5Ni60 合金；所述層絕緣纖維層2由單絲直徑為3 μ m的高絕緣特性的微細(xì)無堿玻璃纖維繞包而成；所述步驟b中的繞包速度電壓為70V，制作成直徑為Φ0. 5mm的小直徑的大功率柔性加熱電纜；所述步驟c中的噴涂壓力為0. 4MPa ；
采用以上具體實(shí)施例所制作的小直徑的大功率柔性加熱電纜，具有較小的尺寸規(guī)格，其直徑范圍達(dá)到了 Φ0. 65士0.05mm。實(shí)施例5其他同實(shí)施例1，所述加熱合金絲芯線3的直徑為0. 7mm ；所述合金為電阻率 1. 04 μ Ω . m 的 Cr20Ni 35 合金；所述層絕緣纖維層2由單絲直徑為7 μ m的高絕緣特性的微細(xì)無堿玻璃纖維繞包而成；所述步驟b中的繞包速度電壓為100V，制作成直徑為Φ0. 8mm的小直徑的大功率柔性加熱電纜；所述步驟c中的噴涂壓力為0. 4MPa ；采用以上具體實(shí)施例所制作的小直徑的大功率柔性加熱電纜，具有較小的尺寸規(guī)格，其直徑范圍達(dá)到了 Φ0. 90士0.05mm。由于篇幅所限，就不將所有加熱合金絲芯線3所用合金的實(shí)施例一一列舉。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述小直徑的大功率柔性加熱電纜的最里層為加熱合金絲芯線(3)；加熱合金絲芯線(3)的外部繞包有至少兩層絕緣纖維層O)，在絕緣纖維層O)的外面涂有耐高溫粘接密封涂料層(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述的相鄰兩層絕緣纖維層O)的繞包方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述的加熱合金絲芯線(3)采用電阻率范圍從1. 04 1. 53 μ Ω . m的合金；所述加熱合金絲芯線(3)的直徑為0. 4 0. 7mm ；所述加熱合金絲芯線(3)的合金為Cr20Ni80合金、Cr30Ni70合金、 Crl5Ni60 合金、Cr20Ni;35 合金、Cr20Ni30 合金、lCrl3A14 合金、0Cr25A15 合金、0Cr23A15 合金、0Cr21A16 合金、lCr20A13 合金、0Cr21A16Nb 合金、0Cr27A17Mo2 合金、6J15 合金、6J20 合金、6J22合金、6J23合金、6JM合金中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述的加熱合金絲芯線(3)優(yōu)選采用高電阻率的鐵鉻鋁0Cr27A17Mo2合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述絕緣纖維層( 為高絕緣特性的微細(xì)無堿玻璃纖維或高純度微細(xì)石英纖維，單絲直徑為3 7μπι。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述的絕緣纖維層O)由單絲直徑不大于5ym，Si02含量> 99. 95%的高純度石英纖維繞包而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑的大功率柔性加熱電纜，其特征在于所述耐高溫粘接密封涂料層(1)為耐溫特性不小于500°C的改性有機(jī)硅耐高溫涂料。
8.權(quán)利要求1所述小直徑的大功率柔性加熱電纜的制備方法，其特征在于包括以下步驟a)、將高電阻率的電熱合金通過微細(xì)拉絲工藝加工成直徑為0.4 0. 7mm的加熱合金絲芯線(3)，再將加熱合金絲芯線(3)在氫氣保護(hù)氣氛下，進(jìn)行1000 1100°C的連續(xù)高溫退火軟化；b)、采用微細(xì)繞包機(jī)對加熱合金絲芯線C3)進(jìn)行絕緣纖維層( 的多層繞包，相鄰兩層的繞包方向相反，制作成直徑小于或等于Φ1. Omm的小直徑的大功率柔性加熱電纜；c)、采用噴涂的涂覆工藝，將耐高溫粘接密封涂料噴涂于加熱電纜絕緣纖維層表面形成耐高溫粘接密封涂料層(1)；d)、電纜噴涂后，在室溫下晾干M小時(shí)，然后再置于烘箱中，在200°C下保溫1小時(shí)進(jìn)行固化處理，即得小直徑的大功率柔性加熱電纜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述小直徑的大功率柔性加熱電纜的制備方法，其特征在于所述步驟b中的繞包速度電壓為50 100V。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述小直徑的大功率柔性加熱電纜的制備方法，其特征在于所述步驟c中的噴涂壓力為0. 2 0. 5MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小直徑的大功率柔性加熱電纜及其制備方法，小直徑的大功率柔性加熱電纜的最里層為加熱合金絲芯線；加熱合金絲芯線的外部繞包有絕緣纖維層，在絕緣纖維層的外面涂有耐高溫粘接密封涂料層。制備方法包括a)將電熱合金通過微細(xì)拉絲工藝加工成直徑為0.4～0.7mm的加熱合金絲芯線，在氫氣保護(hù)氣氛下，高溫退火軟化；b)對加熱合金絲芯線進(jìn)行絕緣層的多層繞包，制作成直徑小于Φ1.0mm的小型大功率特種加熱電纜；c)將耐高溫粘接密封涂料噴涂于加熱電纜絕緣纖維層表面；d)室溫下晾干，置于烘箱中，在200℃下保溫1小時(shí)進(jìn)行固化處理，即得。本發(fā)明可制作直徑小于Φ1.0mm的小型大功率特種加熱電纜；能滿足在狹小空間瞬時(shí)產(chǎn)生大功率的設(shè)計(jì)要求，提高相關(guān)元器件的除冰防冰效率及效果。
文檔編號H05B3/56GK102164429SQ20111007418
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者潘雄, 郭衛(wèi)民 申請人:重慶儀表材料研究所