一種電熱管的製作方法

2023-09-21 03:39:25 1

專利名稱：一種電熱管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電熱管，特別涉及一種儲水式電熱水器中使用的電熱管。
背景技術：
目前市場銷售的家用電熱水器用的電加熱管金屬套管一般是不鏽鋼材料，在儲水 式電熱水器的特殊環境下，不鏽鋼材料不能形成有效的鈍，特別是不鏽鋼金屬內鎳鉻成分 不均勻時，由於中國水質複雜，經過長期使用後，腐蝕性水質地區電加熱管的不鏽鋼管壁容 易發生不鏽鋼典型的穿孔性腐蝕現象，造成熱水器漏電事故。同時電熱管表面在經常性加 熱後會產生水垢，而且水垢會隨使用時間不斷累計加厚，影響電熱管的熱傳導，降低電熱管 的加熱效率。同時電熱管表面結垢造成電熱管的金屬套管溫度過熱和溫度不均，造成電熱 管的金屬套管內應力變化，出現電熱管變型，嚴重的造成金屬套管爆裂，形成電熱管絕緣失 效，引起漏電事故。上述原因嚴重影響電熱管的使用壽命，增加熱水器的維修成本，還存在電熱管失 效造成漏電的安全隱患。

實用新型內容本實用新型針對上述電熱管存在的問題，提供一種電熱管，在金屬套管表面直接 鍍一層抗腐蝕效果很強的惰性金屬鉬或鎳，顯著增強電熱管的金屬套管的抗腐蝕性，同時 提高鍍層表面粗糙度的等級，用非常光滑的表面減少電熱管的結垢，提高電熱管的加熱效 率，增加電熱管的使用壽命，降低熱水器維修成本，保證電熱水器使用的安全性。本實用新型還提供另外一種電熱管，在金屬表面首先鍍鎳鍍層、或鎳化合物鍍層、 或銀鍍層、或銀化合物鍍層，之後再鍍鉬金屬層。本實用新型提供的一種電熱管採用的技術方案為一種電熱管，包括電加熱元件、 與所述電加熱元件套接的金屬套管、位於所述電加熱元件與金屬套管之間的導熱絕緣材 料，金屬套管表面直接鍍有一層鉬金屬層、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬 層、或鈦合金層。本實用新型提供的一種電熱管還採用如下附屬技術方案所述鉬金屬層、或鉬合 金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層的表面粗糙度小於0. 8 μ m ；所述鉬金屬層、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層的 厚度大於0. 2μπι;所述金屬套管採用不鏽鋼材料製成；所述鉬金屬層中，鉬金屬的含量高於75% ；所述鈦金屬層中，鈦金屬的含量高於95%。本實用新型提供的另外一種電熱管採用的技術方案為一種電熱管，包括電加熱 元件、與所述電加熱元件套接的金屬套管、位於所述電加熱元件與金屬套管之間的導熱絕 緣材料，在所述金屬套管的表面鍍有一層鎳鍍層、或鎳化合物鍍層、或銀鍍層、或銀化合物鍍層，在所述鎳鍍層、或鎳化合物鍍層、或銀鍍層、或銀化合物鍍層外又鍍有一層鉬金屬層、 或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層。本實用新型提供的另外一種電熱管還採用如下附屬技術方案所述鎳鍍層、或鎳 化合物鍍層、或銀鍍層、或銀化合物鍍層的厚度不小於2 μ m，所述鉬金屬層、或鉬合金層、或 鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層的厚度不小於0. 3 μ m ；所述鈦金屬層厚度不小於0. 2 μ m。採用本實用新型提供的一種電熱管帶來的有益效果為(1)本實用新型在金屬套 管表面直接鍍一層抗腐蝕效果很強的鉬金屬層、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或 鈦金屬層、或鈦合金層，顯著增強電熱管的金屬套管的抗腐蝕性，同時提高鍍層表面粗糙度 的等級(粗糙度小於0. 8 μ m)，用非常光滑的表面減少電熱管的結垢，提高電熱管的加熱效 率，增加電熱管的使用壽命，降低熱水器維修成本，保證電熱水器使用的安全性。(2)在金屬 套管表面直接鍍層，省去了中間過渡層，結構簡單。採用納米噴鍍工藝直接鍍層前期處理 (有油除油、有鏽除鏽)一烘乾一噴鍍鍍層一烘乾一成品，與現有浸鍍、刷鍍等工藝不同，鍍 層附著在金屬套管表面更為密實、緊密、牢固，表面粗糙度更低、更光滑。(3)鉬金屬層中，鉬 金屬的含量不低於75%，在耐腐蝕性能上得到充分保證。同樣，所述鈦金屬層中，鈦金屬的 含量不低於95%，在耐腐蝕性能上得到充分保證。採用本實用新型提供的另外一種電熱管帶來的有益效果為最外鍍層採用鉬金屬 層、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層，相比金鍍層或金的合 金鍍層而言，在耐腐蝕性、耐熔、耐摩擦性方面均顯著提高，表面更為光滑，不易結垢。延展 性更好，電熱管的強度和韌度都明顯提高。在電熱水器的內膽環境中更為適用。

圖1為本實用新型第一實施例提供的電熱管的剖視圖；圖2為本實用新型第二實施例提供的另外一種電熱管的剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的詳述如圖1所示，為本實用新型提供的第一實施例。該實施例提供了一種電熱管，包括 電加熱元件1、與所述電加熱元件1套接的金屬套管2、位於所述電加熱元件1與金屬套管 2之間的導熱絕緣材料3，金屬套管2表面直接鍍有一層鉬金屬層4。在本實施例中，除了直接鍍鉬金屬層4以外，還可鍍鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀 合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層。所述鉬金屬層4、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、 或鈦金屬層、或鈦合金層的表面粗糙度小於0.8 μ m。使表面更為光滑，光滑的表面不易積結 水垢。所述鉬金屬層4、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層 的厚度大於0.2μπι。所述金屬套管2採用不鏽鋼材料製成。鉬金屬層4中，鉬金屬的含量 高於75%。在耐腐蝕性能上得到充分保證。如鍍鈦金屬層，則鈦金屬層中，鈦金屬的含量高 於95%。在耐腐蝕性能上得到充分保證。在本實施例中，鍍一層鉬金屬層，鉬族金屬色澤美麗；延展性強；耐熔、耐摩擦、耐腐蝕；在高溫下化學性穩定。特別是鉬的顏色和光澤是自然天成的，歷久不變。硬度為4 4. 5度。相對密度為21. 45，比重為15 19或21. 4。延展性強；強度和韌性，也都比其它 貴金屬高得多。熔點高達1773.5 。導熱導電性能好。化學性質極其穩定，不溶於強酸強 鹼，在空氣中不氧化。非常適應做電熱管表面的防腐鍍層。如鍍鈦金屬層，由於金屬鈦具有金屬光澤，有延展性。密度4.5克/釐米3。熔點 1660士 10°C。沸點3287°C。有良好的抗腐蝕性能，不受大氣和海水的影響。在常溫下，不 會被稀鹽酸、稀硫酸、硝酸或稀鹼溶液所腐蝕；鈦耐腐蝕，甚至是不鏽鋼也怕那強烈的腐蝕 劑——熱硝酸。由於金屬鈦具備的防腐蝕特性，作為電熱管金屬套管表面的鍍層，可以增強 電熱管的防腐蝕性能。電熱管表面水垢成分主要是CaC02和Mg (OH) 2的沉澱物，是水中的Ca和Mg發生 化學反應生成CaC02和Mg (OH) 2，有一部分是犧牲陽極在工作時發生化學反應生成不溶於 水Mg (OH) 2。由於加熱管溫度很高，不溶於水的CaC02和Mg(OH) 2首先聚集在電熱管表面。 目前電熱管表面比較粗糙，有利於沉澱物與電熱管表面牢固結合，由於電熱管溫度很高，將 電熱管表面沉澱物燒結，形成緻密的水垢。很難自動脫落。經過研究，電熱管表面越光滑，沉澱物越不容易電熱管表面牢固結合，難以形成過 厚的沉澱物，電熱管工作時，巨大的溫差可以是沉澱物從電熱管表面脫落，避免沉澱物燒結 成緻密的水垢。在金屬套管表面直接鍍層，省去了中間過渡層，結構簡單。採用納米噴鍍工藝直接 鍍層前期處理(有油除油、有鏽除鏽)一烘乾一噴鍍鍍層一烘乾一成品，與現有浸鍍、刷鍍 等工藝不同，鍍層附著在金屬套管表面更為密實、緊密、牢固，表面粗糙度更低、更光滑。下面詳細描述鍍鈦金屬層工藝鍍鈦金屬層電熱管由電加熱元件1和金屬套管2 及填充於兩者之間的導熱絕緣材料3組成電熱管，在金屬套管表面首先鍍大於0. 2 μ m的金 屬鈦6，保證鍍層緻密堅固。純度不小於95%，保證鍍層的耐腐蝕性。鍍層表面粗糙度應控 制在0.8μπι以上，保證表面的光滑，防止結垢。為保證表面粗糙度，可適當增加金屬鈦鍍層 的厚度，在工藝上是容易實施的方案。如圖2所示，為本實用新型提供的第二實施例，該實施例提供的另外一種電熱管， 包括電加熱元件1、與所述電加熱元件1套接的金屬套管2、位於所述電加熱元件1與金屬 套管2之間的導熱絕緣材料3，在所述金屬套管2的表面鍍有一層鎳鍍層5，在鎳鍍層5外 有鍍有一層鉬金屬層4。除鍍鎳鍍層5之外，也可鍍鎳化合物鍍層、或銀鍍層、或銀化合物鍍層代替，在鎳 鍍層5外鍍的鉬金屬層4也可由鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金 層代替。所述鎳鍍層5、或鎳化合物鍍層、或銀鍍層、或銀化合物鍍層的厚度不小於2 μ m， 所述鉬金屬層、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層的厚度不小 於0.3μπι。所述鈦金屬層厚度不小於0.2 μ m。該實施例與第一實施例相比，共同之處在於 均採用鉬金屬層4、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層。耐熔、 耐摩擦、耐腐蝕性均有顯著提高。採用納米噴鍍工藝，使鎳鍍層5以及鉬金屬層4與金屬套 管2附著更為緊密，，保證鍍層緻密堅固，不易脫落。具體工藝如下由電加熱元件1和金屬套管2及填充於兩者之間的導熱絕緣材料3組成電熱管，在金屬套管2表面首先鍍不少於2 μ m的鎳鍍層5或鎳化合物鍍層，也可以把 基層鍍為同樣厚度的銀鍍層或銀化合物鍍層，保證鍍層緻密堅固。然後再鍍不少於0.3μπ 的鉬金屬層4或鉬族元素，純度不小於75%，保證鍍層的耐腐蝕性。鍍層表面粗糙度應控制 在0.8μπι以上，保證表面的光滑，防止結垢。為保證表面粗糙度，可適當增加金屬鉬或鉬族 元素鍍層的厚度。 兩個實施方案的共同特點就是在電熱管金屬套管表面鍍上緻密的強抗腐蝕的鉬 金屬層、鉬合金層、鈀金屬層、鈀合金層、鈦金屬層、或鈦合金層，利用它們均勻緻密導熱的 抗腐蝕塗層提高電熱管的抗腐蝕性，利用光滑的塗層提高電熱管表面的粗糙度質量，減少 結櫃。保證電熱管的導熱性能，延長電熱管的使用壽命，提高電熱管的安全性能，降低電熱 管維護成本。
權利要求一種電熱管，包括電加熱元件(1)、與所述電加熱元件(1)套接的金屬套管(2)、位於所述電加熱元件(1)與金屬套管(2)之間的導熱絕緣材料(3)，其特徵在於所述金屬套管(2)表面直接鍍有一層鉑金屬層(4)、或鉑合金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層。
2.根據權利要求1所述的電熱管，其特徵在於所述鉬金屬層(4)、或鉬合金層、或鈀金 屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層的表面粗糙度小於0. 8 μ m。
3.根據權利要求1所述的電熱管，其特徵在於所述鉬金屬層(4)、或鉬合金層、或鈀金 屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層的厚度大於0. 2 μ m。
4.根據權利要求1所述電熱管，其特徵在於所述金屬套管(2)採用不鏽鋼材料製成。
5.根據權利要求1所述電熱管，其特徵在於所述鉬金屬層(4)中，鉬金屬的含量高於 75%。
6.根據權利要求1所述電熱管，其特徵在於所述鈦金屬層中，鈦金屬的含量高於 95%。
7.一種電熱管，包括電加熱元件(1)、與所述電加熱元件(1)套接的金屬套管(2)、位於 所述電加熱元件(1)與金屬套管(2)之間的導熱絕緣材料(3)，其特徵在於在所述金屬套 管(2)的表面鍍有一層鎳鍍層(5)、或鎳化合物鍍層、或銀鍍層、或銀化合物鍍層，在所述鎳 鍍層(5)、或鎳化合物鍍層、或銀鍍層、或銀化合物鍍層外又鍍有一層鉬金屬層(4)、或鉬合 金層、或鈀金屬層、或鈀合金層、或鈦金屬層、或鈦合金層。
8.根據權利要求7所述的電熱管，其特徵在於所述鎳鍍層(5)、或鎳化合物鍍層、或銀 鍍層、或銀化合物鍍層的厚度不小於2 μ m，所述鉬金屬層、或鉬合金層、或鈀金屬層、或鈀合 金層、或鈦金屬層、或鈦合金層的厚度不小於0. 3 μ m。
9.根據權利要求8所述的電熱管，其特徵在於所述鈦金屬層厚度不小於0.2 μ m。
專利摘要本實用新型涉及一種電熱管，尤其是一種家用電熱水器的電加熱管，由於目前家用電熱水器使用的電熱管多為不鏽鋼電熱管，防腐蝕功能較差，同時表面不夠光滑，容易聚集水垢，影響電熱管的使用壽命。本專利電熱管由電加熱元件、導熱絕緣材料、金屬套管及表面塗層組成，表面塗層為鉑族元素或金屬鈦，利用鉑族元素或金屬鈦的物理化學特性化學性質極其穩定，不溶於強酸強鹼，在空氣中不氧化的特點，保護金屬套管在內膽中不受腐蝕。避免金屬套管因腐蝕穿孔造成漏電事故。同時鉑族元素或金屬鈦這些抗腐蝕的金屬導熱性能良好，塗層用量很少，在顯著提高電熱管抗腐蝕的前提下成本可以有效控制。
文檔編號H05B3/82GK201639803SQ20102011461
公開日2010年11月17日 申請日期2010年2月3日 優先權日2010年2月3日
發明者張建皋, 張慧寶, 鄒國營, 鄒茂祥 申請人:寧波帥康熱水器有限公司