並聯式電熱帶的製作方法
2023-05-16 14:56:56 1
並聯式電熱帶的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種並聯式電熱帶。本實用新型並聯式電熱帶，包括：發熱層，所述發熱層內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線，所述發熱層外由內向外依次包裹有絕緣層、屏蔽層、保護層、感溫變色層、透明的外保護層。本實用新型實現了根據感溫變色層隨溫度變化而顏色變化的方式來指示電熱帶的斷點，具有直觀、準確的效果，可大大提高查找電熱帶斷路點的工作效率。
【專利說明】並聯式電熱帶
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電熱帶【技術領域】，尤其涉及一種並聯式電熱帶。
【背景技術】
[0002]目前電熱帶從內部結構上分為串聯式和並聯式兩種，通常情況下最常用的是並聯式電熱帶。並聯式電熱帶在使用期間容易因各種原因造成中間斷路而導致斷路點後的電熱帶的帶體無法發熱的情況。由於電熱帶使用的長度較長，一旦某一點發生斷路，很難準確、直觀的查找到斷路點，現有技術中一般採取的方法是順著電熱帶查看其表面出現破損或壓痕的地方。
[0003]現有技術中的查找方法只能查找到表面有明顯跡象的位置，對於跡象不明顯的斷路點則無能為力，並且查找效率較低，如果無法及時找到斷路點解決故障還有可能造成被輸送介質凝固、凍堵，給生產帶來損失。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種並聯式電熱帶，以克服現有技術中查找電熱帶斷路點效率較低的問題。
[0005]本實用新型提供一種並聯式電熱帶，包括:
[0006]發熱層，所述發熱層內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線，所述發熱層外由內向外依次包裹有絕緣層、屏蔽層、保護層、感溫變色層、透明的外保護層。
[0007]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述感溫變色層的材料為可逆感溫變色材料。
[0008]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述可逆感溫變色材料均勻覆蓋在所述保護層的外表面。
[0009]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述屏蔽層為金屬材料編織的。
[0010]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述絕緣層由絕緣材料構成。
[0011 ] 在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述導電母線為銅的導電母線。
[0012]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述發熱層由合金電熱絲構成。
[0013]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述保護層為氟塑料套管或氟橡膠套管。
[0014]本實用新型並聯式電熱帶，其中，並聯式電熱帶，包括:發熱層，所述發熱層內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線，所述發熱層外由內向外依次包裹有絕緣層、屏蔽層、保護層、感溫變色層、透明的外保護層，在電熱帶的保護層外設置由可逆感溫變色材料構成的感溫變色層，通過電熱帶正常工作與斷路的發熱層的溫度變化，使得感溫變色層隨溫度變化而顏色變化的方式來指示電熱帶的斷點，具有直觀、準確的效果，可大大提高查找電熱帶斷路點的工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實用新型並聯式電熱帶實施例一的剖面結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型並聯式電熱帶實施例一的工作過程示意圖；
[0018]圖3為本實用新型指示斷路點的方法實施例一的流程圖。
[0019]附圖標記說明:
[0020]1:導電母線；
[0021]2:發熱層:；
[0022]3:絕緣層；
[0023]4:屏蔽層；
[0024]5:保護層；
[0025]6:感溫變色層；
[0026]7:外保護層。
【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0028]電熱帶分為以下幾種類型:
[0029]1.自限溫(自控溫)電熱帶，此電熱帶隨溫度升高電阻變大功率變小，由於其啟動時電流較大(瞬間)，所以使用長度一般不超過100米，電熱帶可隨意剪切，自限溫(自控溫)電熱帶必須不超出單根100米使用長度，可以任意裁剪後使用，通上額定電壓都能發熱。
[0030]2.並聯式電熱帶，此電熱帶兩根(或三根)平行的絕緣銅絞線作為電源母線，PTC特性發熱絲纏繞在骨架上，每隔一個發熱節長度為母線交替連接，形成連續的並聯電阻，此電熱帶使用長度10-800米左右。
[0031]3.串聯式電熱帶，此電熱帶將三根具有相同截面積，一定長度的平行絕緣銅絞線為電源母線和發熱芯線，將其一端可靠短接，另一端接上380V(或設計的電壓)電源，就形成了一個星形負載。
[0032]根據焦耳一楞次定律:Q = 0.24IRT電能轉化為熱能星形負載不斷放出熱量，形成一條連續的、發熱均勻的電伴熱帶。
[0033]根據實際情況需要，電伴熱帶的三相(單相)可以各自分開(分體式)，也可以整合為一體。
[0034]此電熱帶使用長度不能太短，一般使用500-2500米左右。
[0035]4.高溫電伴熱帶，此電熱帶由玻璃纖維或其它耐高溫材料製成，耐溫300°C以內，長度1-50米不等(由於其不可隨意剪切，需找專業廠家設計)。
[0036]5.矽橡膠電熱帶，此電熱帶可用於潮溼的、無爆炸性氣體場所工業設備或實驗室管箱，罐體和槽池，油桶(箱)的加熱、伴熱和保溫，電熱帶長度1-15米(由於其不可隨意剪切，需找專業廠家設計)
[0037]6.MI電纜，此電熱帶是金屬線芯(發熱體)、線芯周圍緊密的環繞著礦物質氧化鎂(絕緣層)及經過多次拉制過的金屬管(通常是銅、鋼或是不鏽鋼等)構成，連續工作溫度可達250-590°C，短期工作溫度可至1083°C，使長度18-680米(由於其不可隨意剪切，需找專業廠家設計)。
[0038]或者還可以分為以下兩種類型:
[0039]1、自控溫電熱帶，自控溫電熱帶是由導電聚合物和兩條平行金屬導線及絕緣層構成。其特點是導電聚合物具有很高的電阻正溫度係數特性，且相互並聯；能隨被加熱體系的溫度變化自動調節輸出功率，自動限制加熱的溫度。可以任意截短或在一定範圍內接長使用，並允許多次交叉重疊而無高溫度點及燒壞之慮。一般情況下，可不配溫度控制器，僅在溫度控制精度要求很高場合才配溫控器。溫控的選擇和安裝要求與恆功率電熱帶相同。
[0040]2、恆功率電熱帶，恆功率電熱帶是以金屬電阻絲或專用碳纖維束串聯或並聯與導電線芯及絕緣材料結合而製成，由於其輸出功率恆定，溫度積累必須採取通斷電控溫，因此使用時必須配置溫控器，不允許交以、重疊及任意接長、剪斷使用，否則會出現過熱、過載、燃燒等惡性事故，因此恆功率電熱帶常用於非重要(非防爆)場合，功率需要較大、溫度較高的加熱場合。
[0041]本實用新型實施例中僅針對並聯式電熱帶。
[0042]並聯式電熱帶單位長度發熱量是恆定的，輸出功率不受環境溫度和管道溫度影響，使用的電熱帶越長輸出的總功率越大。
[0043]安裝時，能按實際使用長度任意剪切。
[0044]由於電熱帶尾端的工作電壓隨使用長度的增加而降低，因此安裝時不宜超過最大使用長度。
[0045]不同型號的電熱帶維持介質的最高溫度隨著功率的增加而降低。這是因為:「介質最高維持溫度」是根據絕緣材料的耐溫等級和產品的功率負荷確定的，它要求緊靠電熱絲部位的絕緣層溫度不得超過其允許長期工作的溫度，以保證產品的可靠性。
[0046]截面積相同的電熱帶若米功率越大，熱負荷就越高，釋放出的熱量就越多，電熱帶的表面溫度會更高，而使電熱帶靠近發熱絲部位的絕緣層的溫度有可能超過產品最高耐溫。
[0047]電熱帶具有柔軟性，可方便緊貼管道敷設，其外層的可由金屬材料構成的屏蔽層是防止靜電的安全接地線，又能提高電熱帶的整體強度，還起著傳熱和散熱的作用。
[0048]可以根據下列方法確定電熱帶的功率及長度:
[0049]根據散熱量及維持溫度選擇相應系列的電熱帶，其最高維持溫度必須高於介質最高維持溫度。
[0050]單位長度散熱量小於或等於電熱額定功率時，電熱帶長度等於管道長度乘以1.2的未預見係數。
[0051]單位長度熱損失大於電熱帶額定功率時(即比值大於I時)，用以下方法修正:
[0052]a、採用兩條或更多條的平行電熱帶敷設，電熱帶長度為管道長度X根數。
[0053]b、採用卷繞法敷設，根據散熱量與電熱帶功率的比值，查管道電熱帶纏繞安裝圖得到卷繞的螺距，並按此敷設。
[0054]電熱帶長度為管道長度X比值。(安裝空間比較緊張的場合不宜採用此法)。
[0055]C、增加絕熱層材料的厚度或選用導熱係數較低的絕熱材料。
[0056]圖1為本實用新型並聯式電熱帶實施例一的剖面結構示意圖，如圖1所示，本實施例的並聯式電熱帶，包括:
[0057]發熱層2，所述發熱層2內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線1，所述發熱層2外由內向外依次包裹有絕緣層3、屏蔽層4、保護層5、感溫變色層6、透明的外保護層7。
[0058]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述感溫變色層的材料為可逆感溫變色材料。
[0059]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述可逆感溫變色材料均勻覆蓋在所述保護層5的外表面。
[0060]具體來說，如圖1所示，本實施例的並聯式電熱帶由導電母線1、發熱層2、絕緣層3、屏蔽層4、保護層5、感溫變色層6和外保護層7構成。其中導電母線I為兩根平行的金屬導線，其分隔並列設置於發熱層2內；發熱層2外依次包裹有絕緣層3、屏蔽層4、保護層5。
[0061]所述導電母線1、發熱層2、絕緣層3、屏蔽層4和保護層5均可以採用現有電熱帶常用的材料製成。由可逆感溫變色材料構成的感溫變色層6均勻覆蓋在保護層5外表面。感溫變色層6外包裹透明的外保護層7。
[0062]如圖2所示，當電熱帶正常工作時，發熱層2開始發熱，電熱帶溫度升高，當溫度升高到感溫變色材料的變色溫度點後，感溫變色層6的顏色逐漸變淡，整條電熱帶顯示如圖2中B段所示。
[0063]當電熱帶中的導電母線I在A點出現斷路，那麼A點向上的發熱層2就無法發熱導致該段電熱帶溫度下降，當溫度下降到感溫變色材料的變色溫度點以下，感溫變色層6就恢復原本的顏色，如圖2中C段所示。
[0064]因此透過外保護層在電熱帶外觀上就能出現明顯的顏色區別，兩種顏色的交界處就是斷路點的位置。
[0065]在本實用新型實施例中，一種可能的實現方式是，所述屏蔽層4為金屬材料編織的。
[0066]其中常見的金屬材料有鐵、銅、銷、錫、鎳、金、銀、鉛、鋅等等。
[0067]在本實用新型實施例中，一種可能的實現方式是，所述絕緣層由絕緣材料構成。
[0068]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述絕緣材料包括樹脂、橡膠。
[0069]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述導電母線為銅的導電母線。
[0070]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述發熱層由合金電熱絲構成。
[0071]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述保護層為氟塑料套管或氟橡膠套管。
[0072]所述外保護層也可以為氟塑料套管或氟橡膠套管。
[0073]本實施例的並聯式電熱帶，包括:發熱層，所述發熱層內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線，所述發熱層外由內向外依次包裹有絕緣層、屏蔽層、保護層、感溫變色層、透明的外保護層，在電熱帶的保護層外設置由可逆感溫變色材料構成的感溫變色層，通過感溫變色層隨溫度變化而顏色變化的方式來指示電熱帶的斷點，具有直觀、準確的效果，可大大提高查找電熱帶斷路點的工作效率。
[0074]圖3為本實用新型指示斷路點的方法實施例一的流程圖，如圖3所示，本實施例的方法，用於基於並聯式電熱帶自動指示所述電熱帶的斷路點，如圖1所示，所述並聯式電熱帶，包括:發熱層2，所述發熱層2內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線1，所述發熱層2外由內向外依次包裹有絕緣層3、屏蔽層4、保護層5、感溫變色層6、透明的外保護層7 ;
[0075]本實施例的方法，可以包括:
[0076]步驟301、若感溫變色層的顏色逐漸變淡，則確定所述電熱帶正常工作，且發熱層發熱，電熱帶的溫度升高到所述感溫變色層的感溫變色材料的變色溫度。
[0077]步驟302、若所述感溫變色層恢復原本的顏色，則確定所述電熱帶的所述導電母線出現斷路，且斷路點處的電熱帶溫度下降到所述感溫變色層的感溫變色材料的變色溫度以下。
[0078]步驟303、將變淡的所述感溫變色層的顏色和所述感溫變色層原本的顏色的交界處確定為所述斷路點的位置。
[0079]具體來說，如圖1所示，本實施例的並聯式電熱帶由導電母線1、發熱層2、絕緣層3、屏蔽層4、保護層5、感溫變色層6和外保護層7構成。其中導電母線I為兩根平行的金屬導線，其分隔並列設置於發熱層2內；發熱層2外依次包裹有絕緣層3、屏蔽層4、保護層5。
[0080]所述導電母線1、發熱層2、絕緣層3、屏蔽層4和保護層5均可以採用現有電熱帶常用的材料製成。由可逆感溫變色材料構成的感溫變色層6均勻覆蓋在保護層5外表面。感溫變色層6外包裹透明的外保護層7。
[0081]如圖2所示，當電熱帶正常工作時，發熱層2開始發熱，電熱帶溫度升高，當溫度升高到感溫變色材料的變色溫度點後，感溫變色層6的顏色逐漸變淡，整條電熱帶顯示如圖2中B段所示。
[0082]當電熱帶中的導電母線I在A點出現斷路，那麼A點向上的發熱層2就無法發熱導致該段電熱帶溫度下降，當溫度下降到感溫變色材料的變色溫度點以下，感溫變色層6就恢復原本的顏色，如圖2中C段所示。
[0083]因此透過外保護層在電熱帶外觀上就能出現明顯的顏色區別，兩種顏色的交界處就是斷路點的位置。
[0084]在本實用新型實施例中，一種可能的實現方式是，所述屏蔽層4為金屬材料編織的。
[0085]可選地，所述絕緣材料包括樹脂、橡膠等。
[0086]可選地，所述導電母線為銅的導電母線。
[0087]可選地，所述發熱層由合金電熱絲構成。
[0088]可選地，所述保護層為氟塑料套管或氟橡膠套管，所述外保護層也可以為氟塑料套管或氟橡膠套管。
[0089]本實施例的指示斷路點的方法，基於並聯式電熱帶，包括:發熱層，所述發熱層內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線，所述發熱層外由內向外依次包裹有絕緣層、屏蔽層、保護層、感溫變色層、透明的外保護層，若感溫變色層的顏色逐漸變淡，則確定所述電熱帶正常工作，且發熱層發熱，電熱帶的溫度升高到所述感溫變色層的感溫變色材料的變色溫度；若所述感溫變色層恢復原本的顏色，則確定所述電熱帶的所述導電母線出現斷路，且斷路點處的電熱帶溫度下降到所述感溫變色層的感溫變色材料的變色溫度以下；將變淡的所述感溫變色層的顏色和所述感溫變色層原本的顏色的交界處確定為所述斷路點的位在電熱帶的保護層外設置由可逆感溫變色材料構成的感溫變色層，通過感溫變色層隨溫度變化而顏色變化的方式來指示電熱帶的斷點，具有直觀、準確的效果，可大大提高查找電熱帶斷路點的工作效率。
[0090]在本實用新型實施例中，一種可能的實現方式是，所述感溫變色層的材料為可逆感溫變色材料。
[0091]在本實用新型中，一種可能的實現方式是，所述可逆感溫變色材料均勻覆蓋在所述保護層5的外表面。
[0092]具體來說，如圖1所示，由所述可逆感溫變色材料構成的所述感溫變色層覆蓋在所述保護層5的外表面，且是均勻覆蓋的。
[0093]在本實用新型實施例中，一種可能的實現方式是，所述屏蔽層4為金屬材料編織的。
[0094]金屬屏蔽層主要是對電磁進行屏蔽，使內部的不受外部的電磁幹擾，而內部的電磁能量不輕易跑到外面去。
[0095]具體來說，感溫變色材料可以是由電子轉移型有機化合物體系製備的。電子轉移型有機化合物是一類具有特殊化學結構的有機發色體系。在特定溫度下因電子轉移使該有機物的分子結構發生變化，從而實現顏色轉變。這種變色物質不僅顏色鮮豔，而且可以實現從「有色逐漸到無色」狀態的顏色變化。
[0096]感溫變色材料可隨溫度的上升、下降而反覆必變顏色。
[0097]電熱帶可用於進行電伴熱，所謂電伴熱是用電熱來補償被伴熱體(容器、管道等)在工藝生產過程中的熱量損失，以維持最合適的介質工藝溫度，其溫度高低以介質流動阻力最小、生產效率最高、耗電最少和綜合費用最低為目的，以最佳傳熱分布及低功耗為原貝1J，發熱形式是沿長度方向或大面積均勻放熱、溫度梯度小、溫度穩定，適合長期使用。
[0098]傳統管道的伴熱大多數採用蒸汽和熱水進行防凍伴熱。隨著現代工業的發展，電伴熱被越來越廣泛的應用於工業生產及生活中。和傳統的蒸汽及熱水伴熱相比，電伴熱帶具有以下顯著優點:
[0099]1.電伴熱帶裝置簡單，發熱溫度均勻。
[0100]2.節約能源，電伴熱一般都實行自動控制，可以根據所伴熱物體的溫度變化，而自動調節消耗的能量，另外因為電伴熱緊貼所伴熱物體，而傳熱效率極高，避免熱損失。
[0101]3.適用範圍廣，電伴熱不僅適用於熱水、蒸汽伴熱的地方，還適用於沒有蒸汽、熱水等熱源的場所。
[0102]4.容易控制，可通過溫度控制系統。
[0103]5.施工簡便，日常維護量小。
[0104]電伴熱的適用範圍:
[0105]1.油田的生產管線，原油、水管線，輸送管線等的伴熱。
[0106]2.煉油、石化工業的各種管線、儀表等。
[0107]3.發電廠的儀表、管線等的伴熱。
[0108]4.消防水管線的防凍。
[0109]具體來說，電伴熱體積小、接觸面積大、傳輸損失小，而蒸汽伴熱和熱水伴熱需加伴熱管線接觸傳遞熱量，傳輸熱損失大。
[0110]電伴熱能保證首尾端發熱均勻，而蒸汽和熱水伴熱為了保證尾端的熱值，必須提高首端的發熱量，會使首端和沿途的熱量出現過補償，浪費大量熱能。
[0111]電伴熱能進行自動控制，而蒸汽和熱水伴熱難以按管道溫度變化自動跟蹤調節伴熱發熱量，以適應季節和晝夜環境溫度變化以及首尾端和沿途各處溫度變化引起的過量熱補償。
[0112]最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種並聯式電熱帶，其特徵在於，包括: 發熱層，所述發熱層內沿所述電熱帶的長度方向平行設置有兩根導電母線，所述發熱層外由內向外依次包裹有絕緣層、屏蔽層、保護層、感溫變色層、透明的外保護層。
2.根據權利要求1所述的電熱帶，其特徵在於，所述感溫變色層的材料為可逆感溫變色材料。
3.根據權利要求2所述的電熱帶，其特徵在於，所述可逆感溫變色材料均勻覆蓋在所述保護層的外表面。
4.根據權利要求3所述的電熱帶，其特徵在於，所述屏蔽層為金屬材料編織的。
5.根據權利要求4所述的電熱帶，其特徵在於，所述絕緣層由絕緣材料構成。
6.根據權利要求5所述的電熱帶，其特徵在於，所述導電母線為銅的導電母線。
7.根據權利要求6所述的電熱帶，其特徵在於，所述發熱層由合金電熱絲構成。
8.根據權利要求7所述的電熱帶，其特徵在於，所述保護層為氟塑料套管或氟橡膠套管。
【文檔編號】H05B3/10GK204259191SQ201420640710
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】文四名, 王釗, 高昌保, 楊珂, 何宇頡 申請人:中國石油天然氣股份有限公司