一种头部内置温度传感器的管式电加热器制造技术

本实用新型专利技术涉及电加热技术，旨在提供一种头部内置温度传感器的管式电加热器。包括：电加热器本体、固定及密封结构、测温内管；固定及密封结构包括依次布置的保中片、导热填料层和绝缘密封层；测温内管包括中空内管，其头部封闭且嵌入安装在保中片的沉孔中，中部贯穿导热填料层和绝缘密封层，尾部露出于绝缘密封层外侧；内管中设有温度传感器并填充导热填料，内管的尾部设绝缘密封层，导线贯穿绝缘密封层并接至温度传感器。该产品极大地简化了加工工序，能够提高产品电气连接的稳定性；能够避免焊接、铆接等常规固定方式，在长期使用过程中因热胀冷缩的原因导致的连接失效；能够更快速感知电阻丝的温度变化且保持一致性，实现更精准的功率控制。准的功率控制。准的功率控制。

【技术实现步骤摘要】
一种头部内置温度传感器的管式电加热器


[0001]本技术涉及电加热技术，特别涉及一种头部内置温度传感器的管式电加热器。

技术介绍

[0002]管式电加热器广泛应用于各种流体加热场景，在工业加热设备(如反应釜)和生活电器(如电热水器)中均可见其应用。常用的控温方式是，在流体出口处设置独立的温度传感器用于监测温度，温控器根据监测信号变化调整电加热器的输出功率。这种控制方法虽然简单，但由于流体温度与电加热器中电阻丝温度之间存在一定的延时或误差，因此有可能出现电阻丝过烧的情况，导致电加热器寿命缩短。
[0003]为解决上述问题，研究人员提出把温度传感器内置在加热器(如电加热棒)的尾部，例如中国专利CN212649731U中记载了几种单头电加热管结构。此类设计是通过直接监测加热器温度信号来控制其功率输出来解决延时控制带来的问题，避免电阻丝过烧延长加热器的寿命，且能将温度传感器和电加热器集成设计以实现空间优化。
[0004]但是，上述产品均采用电加热棒尾部内置温度传感器的设计，普遍存在着以下缺点：(1)尾部内置的温度传感器组件较多，导致加热器长度增加，而有效热端的长度却减少了；在电加热器总长不变的情况下，强行增加电力密度会导致加热器的寿命缩短；(2)由于结构布置受限，温度传感器和电阻丝为首位相接地布置，彼此间距较大，因此温度传感器感应到的电阻丝温度会有所下降，而温度变化的感应速度也会变慢；(3)由于管式加热器安装空间受限，内置各组件与引线关系复杂、相互之间的铆接或焊接点过多，导致产品组装复杂，电加热器制造成本较高。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种头部内置温度传感器的管式电加热器。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的解决方案是：
[0007]提供一种头部内置温度传感器的管式电加热器，包括：电加热器本体；包括不锈钢材质的中空外管，内设电阻丝并填充导热填料，电阻丝的两端分别与两根引棒相连；固定及密封结构；包括依次布置的保中片、导热填料层和绝缘密封层；在保中片上设有用于穿过引棒的贯穿通孔，以及用于安装测温内管的沉孔；测温内管；包括中空内管，其头部封闭且嵌入安装在保中片的沉孔中，中部贯穿导热填料层和绝缘密封层，尾部露出于绝缘密封层外侧；内管中设有温度传感器并填充导热填料，内管的尾部设绝缘密封层，导线贯穿绝缘密封层并接至温度传感器。
[0008]作为一种改进的方案，所述电加热器本体呈直线棒状，在外管内同轴布置导热棒；电阻丝螺旋缠绕在导热棒上，导热棒与管壁之间填充导热填料。
[0009]作为一种改进的方案，所述电加热器本体呈U形、M形、环形或环状螺旋形。
[0010]作为一种改进的方案，所述导热填料是粉末状的氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼或碳化硅；所述导热填料层由相同材质的导热填料经填充、扣压形成；导热填料层的厚度与温度传感器的长度基本相等，且两者的轴向位置大致相同。
[0011]作为一种改进的方案，所述内管是金属材质的中空管件，其头部以压扁的方式实现密封，或者压扁后以焊接方式实现密封，或者其头部设有端盖并通过焊接方式实现密封连接；或者，所述内管是以注塑方式一体成型的塑料材质中空管件，其头部密封。
[0012]作为一种改进的方案，所述内管头部的末端具有横向的延展部位，并在沉孔中被保中片夹持固定。
[0013]作为一种改进的方案，所述保中片的边缘具有若干个开口，电加热器本体中的导热填料通过开口与固定及密封结构中的导热填料层相互连通。
[0014]作为一种改进的方案，所述保中片是金属材质或PE材质的圆片结构，在其侧缘均匀地布置多个圆弧底的轴向凹槽。
[0015]作为一种改进的方案，所述管式电加热器的头部设有接线端子，所述引棒和导线均接至该接线端子。
[0016]与现有技术相比，本技术的技术效果是：
[0017]1、与现有技术相比，本技术产品将温度传感器的安装位置由电加热器的尾部改为头部，可以避免温度传感器的导线在整个电加热器本体中穿过，也避免在尾部狭小空间内进行传感器和导线的布置。因此，该设计方案极大地简化了加工工序，能够提高产品电气连接的稳定性。
[0018]2、本技术产品通过在保中片上设置可形变的沉孔，用于配合向两侧延展的燕尾式压扁的内管；在完成安装后，可以稳固地对内管头部进行夹持。通过这样简单的设计，能够避免焊接、铆接等常规固定方式，在长期使用过程中因热胀冷缩的原因导致的连接失效。
[0019]3、本技术产品通过保中片侧缘设置缺口，可以将对应温度传感器的导热填料层与电加热器本体中导热填料进行连通，实现热量无障碍传导。相对于现有产品中轴向首尾并列式布置，本产品能够更快速感知电阻丝的温度变化且保持一致性，因此能够实现更精准的功率控制。
[0020]4、本技术产品实现了组件最简化设计，除温度传感器的导线之外不需要任何额外的线缆，也不需要进行焊接、铆接操作。内管另行独立加工后再于传统加工工序中组装，对生产流水线无需进行复杂改造。因此，本产品能够极大降低生产成本。
[0021]5、本技术产品可以在头部设置安装法兰和接线端子，方便在使用过程中的安装操作。
[0022]6、基于上述原因，本技术产品结构紧凑、体积小、制造工艺简单，具有体积小、功率高、连续使用寿命长、感应温度灵敏的特点。
附图说明
[0023]图1为本技术中管式电加热器的局部剖视图。
[0024]图2为保中片与内管的组装结构示意图；
[0025]左为俯视，右为B
‑
B向剖视，下为A
‑
A向剖视。
[0026]图3为内管的结构示意图。
[0027]左上为主视，右上为左视，左下为俯视，右下为立体视角。
[0028]图中的附图标记为：1外管；2导热填料；3导热棒；4电阻丝；5引棒；6内管；7温度传感器；8绝缘密封层；9保中片；10导热填料层；11导线。
具体实施方式
[0029]下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述。
[0030]需要说明的是，本技术中的电加热器头部是指在管式电加热器中设置引棒并进行绝缘密封的一端，而电加热器尾部则是相对于该头部的远端。
[0031]本技术中的管式电加热器，包括：电加热器本体、固定及密封结构、测温内管这三个主要结构。其中：
[0032]电加热器本体包括不锈钢材质的中空的外管1，内设电阻丝4并填充导热填料2，电阻丝4的两端分别与两根引棒5相连。该部分的可选设计方案与常规电加热器基本相同，例如，电加热器本体可选直线棒状，在外管1内同轴布置导热棒3；电阻丝4螺旋缠绕在导热棒3上，导热棒3与管壁之间填充导热填料2(如图1所示)。在不使用导热棒时，可以根据实际需要加工电加热器本体的形状，例如呈U形、M形、环形或环状螺旋形。导热填料2可选是粉末状的氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种头部内置温度传感器的管式电加热器，其特征在于，包括：电加热器本体；包括不锈钢材质的中空外管，内设电阻丝并填充导热填料，电阻丝的两端分别与两根引棒相连；固定及密封结构；包括依次布置的保中片、导热填料层和绝缘密封层；在保中片上设有用于穿过引棒的贯穿通孔，以及用于安装测温内管的沉孔；测温内管；包括中空内管，其头部封闭且嵌入安装在保中片的沉孔中，中部贯穿导热填料层和绝缘密封层，尾部露出于绝缘密封层外侧；内管中设有温度传感器并填充导热填料，内管的尾部设绝缘密封层，导线贯穿绝缘密封层并接至温度传感器。2.根据权利要求1所述的管式电加热器，其特征在于，所述电加热器本体呈直线棒状，在外管内同轴布置导热棒；电阻丝螺旋缠绕在导热棒上，导热棒与管壁之间填充导热填料。3.根据权利要求1所述的管式电加热器，其特征在于，所述电加热器本体呈U形、M形、环形或环状螺旋形。4.根据权利要求1所述的管式电加热器，其特征在于，所述导热填料是粉末状的氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼或碳化硅；所述导热填料层由相同材质的...

【专利技术属性】
技术研发人员：方枫仁，吴青昊，褚艺光，
申请(专利权)人：杭州佐帕斯工业有限公司，
类型：新型
国别省市：