一种耐高温型电热塞制造技术

本实用新型专利技术提供一种耐高温型电热塞，用于在高温高湿高辐射等严酷条件下的加热或点火。该电热塞包括护套、发热体、绝缘材料、壳体、导线连接螺杆、接线柱、密封环、陶瓷环A、卡套、陶瓷环B、顶螺母和压紧螺母。所述发热体的一端焊接在护套上，一端与导线连接螺杆连接。护套内填充绝缘材料用于绝缘。在电热塞的尾部进行了耐高温的设计，即通过陶瓷环、密封环及卡套相配合的方式对壳体内的绝缘材料进行密封，所述陶瓷环、密封环及卡套均采用耐高温的材料制成。本实用新型专利技术采用9—12V电源，可使电热塞发热段快速达到930℃以上，并持续工作72小时以上。本实用新型专利技术的电热塞具有耐高温高湿、抗辐射、启动快、寿命长、可靠性高等特点，尤其适用于核电厂安全壳等密闭空间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种耐高温型电热塞
技术涉及一种电热塞，具体涉及一种耐高温的电热塞。
技术介绍
在核电站发生设计基准事故或严重事故后，由于水蒸汽与燃料外壳中锆之间发生化学反应，在短时间内产生大量氢气。另外由于水的辐射分解以及堆芯熔融物与混凝土之间的反应，也将产生大量的氢气。如在严重事故条件下，氢气的产生速度可达2Kg/s以上。 如果产生的大量氢气不能得到快速、有效的消除，一旦大范围、高浓度的氢气混合气发生爆炸，将会危及安全壳的完整性。因此美国、欧洲和中国等多个国家明确要求，必须考虑严重事故下保持安全壳完整性的措施，特别是必须考虑预计发生的各种可燃气体的燃烧效应。为了防止发生事故后在安全壳内堆积大量的氢气，人们技术了利用点火器点火进行快速消除氢气的方法。但现有的氢气点火器只针对设计基准事故，具有能耗大、耐温低等缺点，如承受的最高环境温度不超过125°C。目前采用第三代技术建造的核电站一旦发生严重事故，安全壳内将短时间内产生大量氢气，同时环境温度高达300°C以上，因此以往的氢气点火器不能正常点火消氢。另外发生事故后，核电站的安全设备用电完全依赖备用电池，如果采用传统点火元件进行消除氢气，则由于其本身的大功率将很快耗完备用电池的宝贵电能，从而无法继续保护安全壳的安全。因此传统的点火元件由于具有承受环境温度低或自身能耗高等缺点，均不能满足第三代核电站关于严重事故条件下的使用要求。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种耐高温的电热塞，能够使点火器在高温、高湿及高辐射条件下实现可靠点火，且密封效果好，功率低。本技术的耐高温型电热塞包括护套、发热体、绝缘材料、壳体、导线连接螺杆、 接线柱、密封环、陶瓷环A、卡套、陶瓷环B、顶螺母和压紧螺母。其中护套、卡套、接线柱和密封环均采用耐高温材料制成。护套为中空的柱形结构，其一端开口，另一端封闭；陶瓷环A 和陶瓷环B均为锥形柱台，陶瓷环A的外圆尺寸小于陶瓷环B的外圆尺寸，卡套为橄榄形。其连接关系为发热体和导线连接螺杆均安装在护套内，其中发热体的一端与护套封闭端连接，另一端与导线连接螺杆连接，导线连接螺杆的另一端伸出护套的开口端 ’导线连接螺杆的轴线与护套的轴线重合，发热体位于护套的轴线上；在护套的空隙内压入粉状的绝缘材料。在护套外面套装壳体，护套外表面与壳体内表面接触，护套的封闭端伸出壳体；在护套开口端所在侧，沿壳体端面面加工有锥形孔，所述锥形孔的大端位于壳体端面， 陶瓷环A、陶瓷环B的锥形均与该锥形孔的锥形一致。护套开口端的端部位于该锥形空内， 导线连接螺杆伸出壳体；在壳体的锥形孔内压入绝缘材料，使护套位于壳体的中间位置，绝缘材料的端面与护套开口端的端面平齐。在锥形孔内的导线连接螺杆上依次套装有陶瓷环 A、卡套和陶瓷环B，陶瓷环A的一端与护套开口端的端部接触，另一端与卡套接触，卡套的另一端与陶瓷环B接触。在陶瓷环A上与卡套的连接处加工有与卡套外形相匹配的凹槽；在陶瓷环B上与卡套的连接处加工有与卡套外形相匹配的凹槽；陶瓷环A与壳体内表面间有间隙，陶瓷环B与壳体内表面接触。在陶瓷环A与壳体内表面间安装锥形密封环，密封环的锥形与锥形孔的锥形一致；壳体上锥形孔所在端的外圆周上加工有螺纹，用于安装顶螺母；导线连接螺杆伸出顶螺母的部分加工有螺纹，用于安装压紧螺母。为了防止顶螺母与压紧螺母接触，在陶瓷环B上安装导线连接螺杆的位置加工有凸起；在壳体的外圆周上加工有接线柱。发热体可以采用单一电阻-温度系数的电阻丝，也可采用串联的两种不同电阻-温度系数的电阻丝。如果采用串联的两种不同电阻-温度系数的电阻丝，则其中较小电阻-温度系数的电阻丝与护套的封闭端焊接在一起，较大电阻-温度系数的电阻丝焊接在导线连接螺杆上。电阻丝可选用镍、钨、箔、Fe-Cr-Al合金或镍铬合金等材料。陶瓷环A和陶瓷环B的材料为氧化铝、氧化锆或氮化硅等，优选氧化铝和氮化硅。卡套和密封环的材料为聚四氟乙烯、橡胶或石墨，优选石墨。绝缘材料为粉状的氧化铝或氧化镁，优选氧化镁。护套和接线柱的材料为Ti合金钢或Inconel钢。有益效果(I)在本技术中的密封环、陶瓷环及卡套均采用耐高温的材料制成，保证密封装置在高温、高辐射条件下依然起作用，从而使电热塞在高温能正常启动并持续工作。(2)陶瓷环A与壳体间、密封环与陶瓷环B间以及密封环与壳体间均通过锥形面配合可保证密封的可靠性，保证该电热塞在高湿的环境下依然能正常工作。(3)功率低，本技术耐高温型能够在电压9V-12V，功率70W-95W的条件下使电热塞的发热段快速达到930°C以上，并持续工作72小时以上。附图说明图I为本技术的结构示意图。其中，I-护套、2-发热体、3-绝缘材料、4-壳体、5-导线连接螺杆、6_接线柱、7_密封环、8-陶瓷环A、9-卡套、10-陶瓷环B、11-顶螺母、12-压紧螺母。具体实施方式以下结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。本实施例提供一种耐高温的电热塞，能够满足采用AP1000技术建造的第三代核电站在严重事故条件下耐高温及低功率的使用要求，并可靠地启动。本实施例中电热塞具体的使用条件为电压9V-12V，功率70W-95W。该电热塞包括护套I、发热体2、绝缘材料3、壳体4、导线连接螺杆5、接线柱6、密封环7、陶瓷环AS、卡套9、陶瓷环B10、顶螺母11、绝缘端子和压紧螺母12。其中护套I为中空的柱形结构，其一端开口，另一端封闭；陶瓷环AS和陶瓷环BlO均为锥形柱台，陶瓷环 A8的外圆尺寸小于陶瓷环BlO的外圆尺寸，卡套9为橄榄形。实施例I采用具有单一电阻-温度系数的电阻丝为发热体2，将电阻丝的一端与导线连接螺杆5焊接后安装在材质为Ti合金耐高温钢护套I内，其中电阻丝与护套I封闭端的端口焊接，导线连接螺杆5伸出护套I的开口端。向护套I内的空隙内加入高纯度氧化铝并压紧，确保电阻丝及导线连接螺杆5位于护套I的中间位置，即导线连接螺杆5的轴线与护套 I的轴线重合，发热体2位于护套I的轴线上；同时使电阻丝与护套I间、导线连接螺杆5与护套I间绝缘。在护套I外面套装壳体4，壳体4的两端均开口，护套I外表面与壳体4内表面接触，护套I的封闭端伸出壳体4。在护套I开口端，沿壳体4端面面加工有锥形孔， 所述锥形孔的大端位于壳体4的端面。陶瓷环AS和陶瓷环BlO的锥形该锥形孔锥形一致。 护套I的开口端位于该锥形孔内，导线连接螺杆5伸出壳体4。向壳体4的锥形孔内加入5-10mm的高纯度氧化铝并压紧，使护套I位于壳体4的中间位置，氧化铝压紧后的端面与护套I开口端的端面平齐。在锥形孔内的将导线连接螺杆5上依次套装氧化铝陶瓷环AS、 聚四氟乙烯卡套9、氧化铝陶瓷环B10，其中氧化铝陶瓷环AS的端部与氧化铝压紧后的端面接触，在陶瓷环AS与壳体4内表面间安装橡胶密封环7，密封环7的外圆周为锥形，密封环 7的锥形与壳体4内孔的锥形一致。壳体4开有锥形孔一端的外圆周上加工有螺纹，用于安装顶螺母11。导线连接螺杆5伸出顶螺母11的部分加工有螺纹，用于安装压紧螺母12。 在陶瓷环BlO上导线连接螺杆5伸出的位置加工有凸起，使顶螺母11与压紧螺母12间绝缘。通过拧紧压紧螺母12依次向下挤压陶瓷环B10、卡套9、陶瓷环AS和密封环7来保证密封的可靠性，从而保护外界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温型电热塞，其特征在于，包括护套（1）、发热体（2）、绝缘材料（3）、壳体（4）、导线连接螺杆（5）、接线柱（6）、密封环（7）、陶瓷环A（8）、卡套（9）、陶瓷环B（10）、顶螺母（11）和压紧螺母（12）；所述护套（1）、卡套（9）、接线柱（6）和密封环（7）均采用耐高温材料制成；其中护套（1）为中空的柱形结构，其一端开口，另一端封闭；陶瓷环A（8）和陶瓷环B（10）均为锥形柱台，陶瓷环A（8）的外圆尺寸小于陶瓷环B（10）的外圆尺寸，卡套（9）为橄榄形；其连接关系为：发热体（2）和导线连接螺杆（5）均安装在护套（1）内，其中发热体（2）的一端与护套（1）封闭端连接，另一端与导线连接螺杆（5）连接，导线连接螺杆（5）的另一端伸出护套（1）的开口端；导线连接螺杆（5）的轴线与护套（1）的轴线重合，发热体（2）位于护套（1）的轴线上；在护套（1）的空隙内压入粉状的绝缘材料（3）；在护套（1）外面套装壳体（4），护套（1）外表面与壳体（4）内表面接触，护套（1）的封闭端伸出壳体（4）；在护套（1）开口端所在侧，沿壳体（4）端面加工有锥形孔，所述锥形孔的大端位于壳体（4）的端面；陶瓷环A（8）、陶瓷环B（10）的锥形均与该锥形孔的锥形一致；护套（1）开口端的端部位于该锥形空内，导线连接螺杆（5）伸出壳体（4）；在壳体（4）的锥形孔内压入绝缘材料（3），使护套（1）位于壳体（4）的中间位置，绝缘材料（3）的端面与护套（1）开口端的端面平齐；在锥形孔内的导线连接螺杆（5）上依次套装有陶瓷环A（8）、卡套（9）和陶瓷环B（10），陶瓷环A（8）的一端与护套（1）开口端的端部接触，另一端与卡套（9）接触，卡套（9）的另一端与陶瓷环B（10）接触；在陶瓷环A（8）上与卡套（9）的连接处加工有与卡套（9）外形相匹配的凹槽；在陶瓷环B（10）上与卡套（9）的连接处加工有与卡套（9）外形相匹配的凹槽；陶瓷环A（8）与壳体（4）内表面间有间隙，陶瓷环B（10）与壳体（4）内表面接触；在陶瓷环A（8）与壳体（4）内表面间安装锥形密封环（7），密封环（7）的锥形与锥形孔的锥形一致；壳体（4）上锥形孔所在端的外圆周上加工有螺纹，用于安装顶螺母（11）；导线连接螺杆（5）伸出顶螺母（11）的部分加工有螺纹，用于安装压紧螺母（12）；为了防止顶螺母（11）与压紧螺母（12）接触，在陶瓷环B（10）上安装导线连接螺杆（5）的位置加工有凸起；在壳体（4）的外圆周上加工有接线柱（6）。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温型电热塞，其特征在于，包括护套(I)、发热体(2)、绝缘材料(3)、壳体(4)、导线连接螺杆(5)、接线柱(6)、密封环(7)、陶瓷环A (8)、卡套(9)、陶瓷环B (10)、顶螺母(11)和压紧螺母(12);所述护套(I)、卡套(9)、接线柱(6)和密封环(7)均采用耐高温材料制成； 其中护套(I)为中空的柱形结构，其一端开口，另一端封闭；陶瓷环A (8)和陶瓷环B(10)均为锥形柱台，陶瓷环A (8)的外圆尺寸小于陶瓷环B (10)的外圆尺寸，卡套(9)为橄榄形； 其连接关系为发热体(2)和导线连接螺杆(5)均安装在护套(I)内，其中发热体(2)的一端与护套(I)封闭端连接，另一端与导线连接螺杆(5)连接，导线连接螺杆(5)的另一端伸出护套(I)的开口端；导线连接螺杆(5)的轴线与护套(I)的轴线重合，发热体(2)位于护套(I)的轴线上；在护套(I)的空隙内压入粉状的绝缘材料(3);在护套(I)外面套装壳体(4)，护套(I)外表面与壳体(4)内表面接触，护套(I)的封闭端伸出壳体(4);在护套(I)开口端所在侧，沿壳体(4)端面加工有锥形孔，所述锥形孔的大端位于壳体(4)的端面；陶瓷环A (8)、陶瓷环B (10)的锥形均与该锥形孔的锥形一致；护套(I)开口端的端部位于该锥形空内，导线连接螺杆(5)伸出壳体(4);在壳体(4)的锥形孔内压入绝缘材料(3)，使护套(I)位于壳体(4)的中间位置，绝缘材料(3)的端面与护套(I)开口端的端面平齐；在锥形孔内的导线连接螺杆(5)上依次套装有陶瓷环A (8)、卡套(9)和陶瓷环B (10)，陶瓷环A (8)的一端与护套(I)开口端的端部接触，另一端与卡套(9)接触，卡套(9)的另一端与陶瓷环B (10)接触；在陶瓷环A (8...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文江，宋春景，付嫚，邱健，李琳，潘如东，朱敏，翁明辉，董强，黄灿华，覃亮，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一八研究所，上海核工程研究设计院，
类型：实用新型
国别省市：