一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件及其制备方法，包括导电芯、聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层以及聚丙乙烯护套B，铝屏蔽层中布设有保护地线；其中导电芯包括以下重量份数的组分：铜80~85份，镍13~18份，铬0.5~1.5份，锰0.2~0.6份，银0.1~0.3份。本发明制备的一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，解决了去除路面及工业设备表面的积雪和冰冻过程中存在的环境污染、温度不易控制和电能消耗高的问题。
【专利说明】一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交通及工业【技术领域】，特别是一种电阻热效应发热器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在现代交通和工业领域中，随着外界气候环境、资源方面自身特性等因素的变化，道路交通以及工业生产线会很大程度的受到影响，特别是在冬季，由于气温的下降从而会导致道路结冰出现交通堵塞、工业设备不能正常运行等一系列问题的出现。针对此类现象，如果不及时采用快速有效的加热办法，会导致行驶车辆因速度过快而在冰雪路面上出现交通事故，冰冻也会影响工业设备的正常运行从而影响生产领域的正常工作。
[0003]目前被广泛采用的是化学融雪和机械除冰的方法，即通过撒盐和其他化合物或者用机械的方法去除路面及工业设备表面的积雪和冰冻。采用上述方法经常带来许多负面效应，如钢材锈蚀、剥蚀路面及隔离墩；腐蚀排水、油气管道，破坏土壤生态环境等，特别是融雪盐的使用已在世界范围内造成了严重危害并带来了极大的经济损失。
[0004]除上述方法外，目前也有采用以铜、铁、镁、铝等合金材料制作的的发热器件加热的方法，但该类发热材料的温度不易控制，且耗电量较高，同时存在较大的安全隐患。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术存在的问题，本发明提供一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件及其制备方法，用于解决去除路面及工业设备表面的积雪和冰冻过程中存在的环境污染、温度不易控制和电能消耗高的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:
一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，包括自里向外依次包裹设置的导电芯、聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层、保护地线、聚丙乙烯护套B，其中铝屏蔽层中布设有保护地线?’导电芯包括以下重量份数的组分:铜80-85份，镍13~18份，铬0.5^1.5份，锰0.2^0.6份，银0.1-0.3 份。
[0007]—种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，其改进在于导电芯包括以下重量份数的组分:铜83.42份，镍15.37份，铬0.59份，锰0.4份，银0.22份。
[0008]一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，其改进在于:所述镍锰银铜铬合金材料电阻热效应发热器件为柱状发热器件或者盒状发热器件，柱状发热器件的横截面为圆形，盒状发热器件的横截面为正方形。
[0009]一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，其改进在于:在柱状发热器件中，导电芯直径为0.7~0.9mm，聚丙乙烯护套A厚度为f 3mm，铝屏蔽层厚度为0.1-0.2mm，保护地线直径为0.04、.08mm,聚丙乙烯护套B厚度为0.35、.55mm ;在盒状发热器件中，导电芯直径为0.7~0.9mm,聚丙乙烯护套A厚度为3飞mm，铝屏蔽层厚度为0.2~0.4mm,聚丙乙烯护套B厚度为0.8~1.2mm，保护地线直径为0.04~0.08mm。[0010]一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件的制备方法，包括以下步骤:
a、将按重量份数配比好的铜、镍、铬、锰、银采用熔炼工艺熔炼混合成型，再采用拔丝工艺通过拔丝模具拔丝形成圆柱形发热导电芯；
b、将聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层、聚丙乙烯护套B和保护地线加工成规定范围内尺寸及形状；
C、将导电芯、聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层、保护地线、聚丙乙烯护套B依次按由内到外顺序组装，即制得一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件。
[0011]由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下:
本发明利用镍锰银铜铬等材料的不同电阻率制备而成，可根据使用目标的要求实现不同的长度及尺寸要求，实现了对道路交通路面、机场跑道等的局部加热，能够做到对被加热路面除冰融雪，同时降低了耗电量，达到了安全节能的目的。本发明发热导电芯体材料具备良好的导电性能、发热性能、抗氧化性能和便于混配加工的机械性能，采用铜元素作为主导电材料，具有导电性能及延展性好的特点，控制了电源损耗又保持了良好的电阻率；利用镍元素电阻率大的特点，作为材料特性可以控制的主要发热元素；利用铬元素，通过与镍元素的合理配比控制了本产品的发热量，保证本产品在使用过程中避免过热现象的出现；利用锰元素，通过与铜、镍、铬元素的合理配比调整了本发明的导电系数，控制了耗电量；通过银元素配比量的确定，能够提高混合材料的物理特性，防止混合材料出现氧化断裂等现象，同时利用银元素可以合理微量调整上述材料的电阻率及导电系数，使本发明产品达到既能有效控制耗电量，又能实现低温发热的目的。发热体的电源损耗主要由该材料的截面积决定，因此将发热导电芯的直径规定在一定范围内.，确保了其良好的电阻率。在由IOOm发热导电芯制成的发热导线，两端通入220V的交流电源时，其功率为800W±1%，其发热体表面温度能够达到22°C，误差为±0.5°C。
[0012]在本发明的制备过程中，利用聚丙乙烯护套A具有高耐电晕性、绝缘性能和很低的热膨胀系数的特点将其作为内绝缘层，可以对导电芯起到良好的保护作用，同时杜绝了安全隐患；铝屏蔽层可以将产生的电磁泄漏屏蔽在铝屏蔽层内，对环境不会有超剂量的辐射；聚丙乙烯护套B将泄露出来的电流通过屏蔽层流入接地网，作为本发明的整体封装材料，起到安全保护的作用。保护地线的铜质多股镀锡铰接导线，用以保证当电气设备因绝缘材料损坏而漏电或产生感应电时，能可靠地通过地线，通过保护地线接地将其导入大地。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为柱状发热器件的横截面示意图；
图2为盒状发热器件的横截面示意图。
[0014]其中:1.导电芯，2.聚丙乙烯护套A，3.铝屏蔽层，4.保护地线，5.聚丙乙烯护套B。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0016]一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件包括自里向外依次包裹设置的导电芯1、聚丙乙烯护套A2、铝屏蔽层3以及聚丙乙烯护套B5，其中铝屏蔽层3中布设有保护地线4。本发明制备的所述镍锰银铜铬合金材料电阻热效应发热器件为柱状发热器件或者盒状发热器件，柱状发热器件的横截面为圆形，如图1所示；盒状发热器件的横截面为正方形，如图2所示。
[0017]导电芯包括以下重量份数的组分:铜80-85份，镍13~18份，铬0.5^1.5份，锰0.2~0.6 份，银 0.1-0.3 份。
[0018]本发明所述柱状发热器件中，导电芯直径为0.7、.9mm，聚丙乙烯护套A厚度为1-3mm，铝屏蔽层厚度为0.1-0.2mm，保护地线直径为0.04、.08mm，聚丙乙烯护套B厚度为0.35、.55mm，本发明所述盒状发热器件中，导电芯直径为0.7~0.9mm，聚丙乙烯护套A厚度为1-5.5mm，铝屏蔽层厚度为4.5^5.5mm，保护地线直径为0.04、.08mm，聚丙乙烯护套B厚度为5~7_。
[0019]实施例1
本实施例中，一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，导电芯包括以下重量份数的组分:铜83.42份，镍15.37份，铬0.59份，锰0.4份，银0.22份。
[0020]本实施例中发热器件制备成柱状发热器件，其中导电芯直径为0.82mm，聚丙乙烯护套A厚度为2mm，铝屏蔽层厚度为0.15mm,保护地线直径为0.06mm,聚丙乙烯护套B厚度为 0.45mmη[0021]本实施例中，制备镍锰银铜铬合金材料电阻热效应发热器件的方法包括以下步骤:
a、将按重量份数配比好的铜、镍、铬、锰、银采用熔炼工艺熔炼混合成型，再通过拔丝工艺由拔丝模具拔丝形成发热导电芯；
b、将聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层、聚丙乙烯护套B和保护地线加工成规定范围内尺寸及形状；
C、将导电芯、聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层、保护地线、聚丙乙烯护套B依次按由内到外顺序组装，即制得一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件。
[0022]本发明器件根据规范应用于现场，生产设备开始启动运行后，该发热器件会根据提供电流的大小，电缆功率随之发生变化，产生相应的热量。若应用于道路交通方面，冬季会自动融化路面上的积雪化冰，减少事故频发，保证道路交通正常通行；若应用于油气输送管道和排水管道，与输送管道因温度不同出现传热现象，以此来防止管道被冻结，确保生产设备的正常运行，减少设备因故障的维修费用，从而提高了生产效率。若应用于输油管线，可以避免低温结蜡的现象出现。本发明不仅能满足生产中器件发热率、耗能的要求，而且具有很闻的环保性能。
[0023]实施例2
本实施例中，一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，导电芯包括以下重量份数的组分:铜85份，镍18份，铬1.5份，锰0.6份，银0.3份。
[0024]本实施例中发热器件制备成柱状发热器件，其中导电芯直径为0.7_，聚丙乙烯护套A厚度为1mm，铝屏蔽层厚度为0.1mm,保护地线直径为0.04mm,聚丙乙烯护套B厚度为
0.35mm0
[0025]本实施例的制备方法与实施例1相同。
[0026]实施例3 本实施例中，一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，导电芯包括以下重量份数的组分:铜84份，镍16份，铬1.0份，锰0.5份，银0.15份。
[0027]本实施例中发热器件制备成柱状发热器件，其中导电芯直径为0.9_，聚丙乙烯护套A厚度为3mm，铝屏蔽层厚度为0.2mm,保护地线直径为0.08mm,聚丙乙烯护套B厚度为0.55mm0
[0028]本实施例的制备方法与实施例1相同。
[0029]实施例4
本实施例中，一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，导电芯包括以下重量份数的组分:铜80份，镍13份，铬0.5份，锰0.2份，银0.1份。
[0030]本实施例中发热器件制备成盒状发热器件，其中导电芯直径为0.8_，聚丙乙烯护套A厚度为4臟，铝屏蔽层厚度为0.3mm,保护地线直径为0.05mm,聚丙乙烯护套B厚度为Imm0
[0031 ] 本实施例的制备方法与实施例1相同。
[0032]实施例5
本实施例中，一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，导电芯包括以下重量份数的组分:铜82份，镍14份，铬0.8份，锰0.4份，银0.16份。
[0033]本实施例中发热器件制备成盒状发热器件，其中导电芯直径为0.7_，聚丙乙烯护套A厚度为3mm，铝屏蔽层厚度为0.2mm,保护地线直径为0.04mm,聚丙乙烯护套B厚度为
0.8mmο
[0034]本实施例的制备方法与实施例1相同。
[0035]实施例6
本实施例中，一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，导电芯包括以下重量份数的组分:铜84份，镍15份，铬1.2份，锰0.438份，银0.125份。
[0036]本实施例中发热器件制备成盒状发热器件，其中导电芯直径为0.9_，聚丙乙烯护套A厚度为5mm，铝屏蔽层厚度为0.4mm,保护地线直径为0.08mm,聚丙乙烯护套B厚度为
1.2mm。
[0037]本实施例的制备方法与实施例1相同。
【权利要求】
1.一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，其特征在于:包括自里向外依次包裹设置的导电芯(I)、聚丙乙烯护套A (2)、铝屏蔽层(3)以及聚丙乙烯护套B (5)，其中铝屏蔽层(3)中布设有保护地线(4);所述导电芯包括以下重量份数的组分:铜80-85份，镍13~18份，铬0.5~1.5份，锰0.2~0.6份，银0.1~0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，其特征在于包括以下导电芯重量份数的组分:铜83.42份，镍15.37份，铬0.59份，锰0.4份，银0.22份。
3.根据权利要求1所述的一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，其特征在于:所述镍锰银铜铬合金材料电阻热效应发热器件为柱状发热器件或者盒状发热器件，柱状发热器件的横截面为圆形，盒状发热器件的横截面为正方形。
4.根据权利要求3所述的一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件，其特征在于:在柱状发热器件中，所述导电芯直径为0.7~0.9mm,聚丙乙烯护套A厚度为f 3mm，铝屏蔽层厚度为0.1~0.2mm，聚丙乙烯护套B厚度为0.35~0.55mm，保护地线直径为0.04~0.08mm ； 在盒状发热器件中，所述导电芯直径为0.7^0.9mm,聚丙乙烯护套A厚度为3~5mm，铝屏蔽层厚度为0.2^0.4mm，聚丙乙烯护套B厚度为0.8^1.2mm，保护地线直径为0.04、.08mm。
5.一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤: a、将按重量份数配比好的铜、镍、铬、锰、银采用熔炼工艺熔炼混合成型，再采用拔丝工艺通过拔丝模具拔丝形成圆柱形发热导电芯； b、将聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层、聚丙乙烯护套B和保护地线加工成规定范围内尺寸及形状； C、将导电芯、聚丙乙烯护套A、铝屏蔽层、保护地线、聚丙乙烯护套B依次按由内到外顺序组装，即制得一种镍锰银铜铬合金材料电阻发热器件。
【文档编号】H05B3/12GK103957614SQ201410215441
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】王士元, 王川, 韩少华 申请人:保定维特瑞交通设施工程有限责任公司