电加热装置和可复原的保险丝制造方法及图纸

加热元件（１０）具有第一母线（１２）和第二母线（１４）和接在第一和第二母线（１２、１４）之间的众多柔软的电热丝（１６），柔软的电热丝（１６）被包含在并联区域（３０）范围内，以便构成可以连接在一起或者切成规定的长度从而使加热元件（１０）的总长度可以变化的模块（３１）。加热元件可以是自动调节的。自动调节的加热元件（６０）也具有众多在ＰＴＣ加热元件（６２）和至少一条插在两个ＰＴＣ加热元件之间并且在所述的第一和第二母线（１２、１４）之间形成串联电路的传导性通道（６８）。另外，自动调节的加热装置（１００）具有第一和第二层材料（１０４、１０６），其中至少有一层是插在第一电极（１０２）和第二电极（１０８）之间的ＰＴＣ材料。另外，为被保护元件提供电压峰值保护的可复原的保险丝（１２０）具有与被保护元件并联的电压敏感材料的元件（１２４）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于1999年5月14日提交的美国临时专利申请第60/134,111号的优先权，其专利技术人与本专利技术相同。另外，自动调节的加热器已经在如同授权给Batliwalla的美国专利第4,777,351号、授权给Triplett的美国专利第4,700,054号和授权给Kishimoto的美国专利第5,422,462号那样的专利中被制成片材。在这些专利中，加热元件是作为在使PTC元件定位的东西之间具有交叉梳状电极或交错电极的片材或织物成形的。这允许使用范围通常有限的电压，通常是120伏，并因此允许有限的发热量。有一些可以在高达480伏的电压下工作的加热器，这些加热器通常是三个输入端的三相系统，但是就本专利技术人所知，没有能够用两个输入母线系统在480伏下工作的加热器系统。有很多类似带加热装置的管道阀门的应用，在这些应用中需要包裹不规则的物体。这些应用中有许多应用还需要在所使用的加热材料的数量和形状方面具有相当高的灵活性。因此，非常需要的是采用模块式设计自调节加热器，以使特定长度的加热器材料可以结合在一起形成更长的长度，当然，在不损失功率和加热能力的情况下长度能够被剪裁成更短的长度也是需要的。在长度选择方面这种灵活性的最优选的例子将是材料能够在模块部件范围内被剪裁到任何长度，换句话说，其长度可以连续变化。下一个最好的情况是材料包含某种为加热元件定义的区域，而且材料可以在这些加热区域之间的任何一个区域中进行修整。这允许长度按这些区域长度的倍数变化，而这些指的是在长度方面可按增量变化的。迄今已有几种制作自调节的模块式加热器的尝试。授权给Whitney的美国专利第4,638,150号和授权给Johnson的美国专利第4,072,848号都给出了具有自调节元件并且可以当作模块的加热器。这些加热模块通常是刚性的，并且如果它们全是可修整的，它们必然仅仅是可按增量变化的。因为这种元件通常不是柔软的，所以预计它的应用将受到限制。PTC元件在授权给Gronowicsz的美国专利第5,796,569和5,818,676号、授权给Styrna的美国专利第5,682,130号、授权给Thrash的美国专利第5,801,914号和授权给Yoshioka的美国专利第5,495,383号中也已经被用作可复原的保险丝。这些保险丝将保护电路免受太高电流的影响，但是对于PTC的响应时间可能太慢的电压峰值将只提供微不足道的保护。因此，有必要提供能够保护电路免受电压峰值的影响的可复原的保险丝。本专利技术的另一个目的是提供一种能够被连接成任何长度或者能够相互连接的模块式加热器。本专利技术的又一个目的是提供一种能在任何加热器区域的边界对长度进行修整的模块式加热器。本专利技术的又一个目的是提供一种能够卷绕在阀门、导管和小容器周围的柔软的模块式自调节加热器。本专利技术的又一个目的是提供一种用PTC材料层在可以按模块或者非模块构造制作的蚀刻箔上组装的加热器。本专利技术的又一个目的是提供一种自动限温的或提供内置式安全保护的加热器。本专利技术的又一个目的是提供一种在电路保护中使用的用一层PTC材料或PTC和NTC或ZTC和/或VSM材料的组合加工成的可复原的保险丝元件。简单地说，本专利技术的第一优选实施例是能被切割成需要的长度的非常柔软的高温型模块式加热器。本专利技术的第二优选实施例是能够被修整到需要的长度的非常柔软的自调节型模块式加热器。本专利技术的第三优选实施例是已将PTC、ZTC、NTC材料或它们的复合材料层压到蚀刻的箔层上的加热器装置。这种加热器可以被制成模块或者连续的长条。本专利技术的第四优选实施例是优选使用在两个电极之间同心地定位的两层PTC材料的同轴加热电缆。本专利技术的第五优选实施例是利用沉积在衬底上的单层PTC材料的可复原的保险丝。它也可以用VSM为被保护电路提供电压峰值保护。本专利技术的高温型模块式加热器的优点之一是它可以在保持诸如硫磺和沥青之类的材料在供应导管中流动的非常高的温度下使用。高温型模块式加热器的另一个优点是它非常柔软，可以装配在不规则的装置和阀门周围，可以按模块长度被连接在一起，以及几乎能被切割成任何想要长度。自调节型模块式加热器的另一个优点是它们也非常柔软，能卷绕在小直径管道周围，而且可以在低压电源下使用，以致它们可以用诸如电池之类来供电。蚀刻箔加热器的进一步的优点是它们通过在被串联连接在两个供电母线之间的一套加热器元件之间分配电压可以在高电压下使用，而且这套元件可以彼此并联地重复，以便提供加热器区。同轴电缆加热器的另一个优点是它可以用于双重电压供电(例如120伏和240伏)的目的，因此没有必要为每个独立的供电范围提供一条独立的生产线。可复原的保险丝的还进一步的优点是它可以用单层的PTC材料制作并且可以在制作电路板时与VSM元件一起使用。鉴于本专利技术的目前已知的最佳实施模式和优选实施例的工业应用已在说明书中说明并以附图例示，本专利技术的这些和其它目的和优点对于本领域技术人员来说将是明显的。图7为PTC加热器的电阻随温度变化的图表；图8所示为使用带电压峰值保护的可复原的保险丝的电路示意图。本专利技术的详细实施例本专利技术的第一优选实施例是高温型模块式加热器。如同在本文中用不同的附图(尤其是附图说明图1)予以例示的那样，本专利技术的装置的这个优选实施例的形式是用一般的符号10描绘的。很多应用要求材料必须被维持在500-600华氏度的高温下。这样的应用包括维持沥青和硫磺处于液体状态。如果这些材料能被保持在熔融状态，那么它们就可以通过管道流动，因此容易把它们输送到使用工位。但是，在用管道输送这些材料时遇到的困难是当材料被迫流过未加热的管道时将经历的热损失。这些管道的热损失可能相当大，从而使材料凝固并且阻断材料的流动。通用的工业技术是提供给一段管道充分加热使材料的流动得以维持的加热带。已经尝试过制作可以卷绕管道提供更均匀的加热的加热器，但是大多数能够达到适当的温度范围的加热器通常都不是非常柔软的。曾经制造过的柔软程度足以卷绕管道的为数不多几种加热器通常都是按螺旋形或“S”形卷绕的。这是优于刚性带的重大改进，但是，施加的热量离均匀一致还差得远，而且不可避免地存在冷点，在这些冷点中温度比较低的材料倾向于聚集和减慢材料的流动。这个问题在形状通常相当复杂无法用加热丝卷绕的阀门区域尤为尖锐。材料尤其是在这些不仅妨碍材料流动而且阻碍阀门正确操作以致妨碍或失去流动控制的点倾向于冻结。本专利技术的第一实施例提供一种非常柔软的、可以被制成能够连接在一起几乎覆盖管道的全部表面而且可以按适当的长度进行修整形成密封的修整末端以进一步适应管道的任何过渡段的一系列模块的高温加热器。图1示出模块式高温加热器10的主要组成部分，但是外部的护套已被移除。有第一母线12和第二母线14，众多蜿蜒盘绕的电热丝16并联在两个母线之间。母线12、14最好是14 AWG镍-铜的多股的平母线，而电热丝16最好是标准规格可以非常狭窄(在0.003-0.005英寸范围内)的类似于铬镍铁合金或镍铬合金的镍合金，尽管本专利技术不受这些材料或尺寸范围的限制。本实施例中选用镍合金，因为它可以被加热到高达1200°F的温度，而且具有出色的柔韧性，尤其是在狭窄的标准规格下。这些电热丝位于优选云母和玻璃制成的衬底18上。现在参照图2，为模块式加热器10的剖视图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热元件，包括： 第一母线； 第二母线； 众多接在所述的第一和第二母线之间并且在所述的第一和第二母线之间形成众多并联电路的柔软的电热丝；以及 所述的柔软的电热丝被包含在并联区域范围内构成模块，所述模块在这些并联区域的边界都是可连接和可拆开的，以使加热元件的总长度可以改变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乌门什索波里，
申请(专利权)人：阿苏克技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]