CN201639803U - 一种电热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电热管，尤其是一种家用电热水器的电加热管，由于目前家用电热水器使用的电热管多为不锈钢电热管，防腐蚀功能较差，同时表面不够光滑，容易聚集水垢，影响电热管的使用寿命。本专利电热管由电加热元件、导热绝缘材料、金属套管及表面涂层组成，表面涂层为铂族元素或金属钛，利用铂族元素或金属钛的物理化学特性化学性质极其稳定，不溶于强酸强碱，在空气中不氧化的特点，保护金属套管在内胆中不受腐蚀。避免金属套管因腐蚀穿孔造成漏电事故。同时铂族元素或金属钛这些抗腐蚀的金属导热性能良好，涂层用量很少，在显著提高电热管抗腐蚀的前提下成本可以有效控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电热管，特别涉及一种储水式电热水器中使用的电热管。
背景技术
目前市场销售的家用电热水器用的电加热管金属套管一般是不锈钢材料，在储水式电热水器的特殊环境下，不锈钢材料不能形成有效的钝，特别是不锈钢金属内镍铬成分不均匀时，由于中国水质复杂，经过长期使用后，腐蚀性水质地区电加热管的不锈钢管壁容易发生不锈钢典型的穿孔性腐蚀现象，造成热水器漏电事故。同时电热管表面在经常性加热后会产生水垢，而且水垢会随使用时间不断累计加厚，影响电热管的热传导，降低电热管的加热效率。同时电热管表面结垢造成电热管的金属套管温度过热和温度不均，造成电热管的金属套管内应力变化，出现电热管变型，严重的造成金属套管爆裂，形成电热管绝缘失效，引起漏电事故。
上述原因严重影响电热管的使用寿命，增加热水器的维修成本，还存在电热管失效造成漏电的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型针对上述电热管存在的问题，提供一种电热管，在金属套管表面直接镀一层抗腐蚀效果很强的惰性金属铂或镍，显著增强电热管的金属套管的抗腐蚀性，同时提高镀层表面粗糙度的等级，用非常光滑的表面减少电热管的结垢，提高电热管的加热效率，增加电热管的使用寿命，降低热水器维修成本，保证电热水器使用的安全性。
本实用新型还提供另外一种电热管，在金属表面首先镀镍镀层、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层，之后再镀铂金属层。
本实用新型提供的一种电热管采用的技术方案为：一种电热管，包括电加热元件、与所述电加热元件套接的金属套管、位于所述电加热元件与金属套管之间的导热绝缘材料，金属套管表面直接镀有一层铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层。
本实用新型提供的一种电热管还采用如下附属技术方案：所述铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的表面粗糙度小于0.8μm；
所述铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的厚度大于0.2μm；
所述金属套管采用不锈钢材料制成；
所述铂金属层中，铂金属的含量高于75％；
所述钛金属层中，钛金属的含量高于95％。
本实用新型提供的另外一种电热管采用的技术方案为：一种电热管，包括电加热元件、与所述电加热元件套接的金属套管、位于所述电加热元件与金属套管之间的导热绝缘材料，在所述金属套管的表面镀有一层镍镀层、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层，在所述镍镀层、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层外又镀有一层铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层。
本实用新型提供的另外一种电热管还采用如下附属技术方案：所述镍镀层、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层的厚度不小于2μm，所述铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的厚度不小于0.3μm；
所述钛金属层厚度不小于0.2μm。
采用本实用新型提供的一种电热管带来的有益效果为：(1)本实用新型在金属套管表面直接镀一层抗腐蚀效果很强的铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层，显著增强电热管的金属套管的抗腐蚀性，同时提高镀层表面粗糙度的等级(粗糙度小于0.8μm)，用非常光滑的表面减少电热管的结垢，提高电热管的加热效率，增加电热管的使用寿命，降低热水器维修成本，保证电热水器使用的安全性。(2)在金属套管表面直接镀层，省去了中间过渡层，结构简单。采用纳米喷镀工艺直接镀层：前期处理(有油除油、有锈除锈)→烘干→喷镀镀层→烘干→成品，与现有浸镀、刷镀等工艺不同，镀层附着在金属套管表面更为密实、紧密、牢固，表面粗糙度更低、更光滑。(3)铂金属层中，铂金属的含量不低于75％，在耐腐蚀性能上得到充分保证。同样，所述钛金属层中，钛金属的含量不低于95％，在耐腐蚀性能上得到充分保证。
采用本实用新型提供的另外一种电热管带来的有益效果为：最外镀层采用铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层，相比金镀层或金的合金镀层而言，在耐腐蚀性、耐熔、耐摩擦性方面均显著提高，表面更为光滑，不易结垢。延展性更好，电热管的强度和韧度都明显提高。在电热水器的内胆环境中更为适用。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例提供的电热管的剖视图；
图2为本实用新型第二实施例提供的另外一种电热管的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详述：
如图1所示，为本实用新型提供的第一实施例。该实施例提供了一种电热管，包括电加热元件1、与所述电加热元件1套接的金属套管2、位于所述电加热元件1与金属套管2之间的导热绝缘材料3，金属套管2表面直接镀有一层铂金属层4。
在本实施例中，除了直接镀铂金属层4以外，还可镀铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层。所述铂金属层4、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的表面粗糙度小于0.8μm。使表面更为光滑，光滑的表面不易积结水垢。
所述铂金属层4、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的厚度大于0.2μm。所述金属套管2采用不锈钢材料制成。铂金属层4中，铂金属的含量高于75％。在耐腐蚀性能上得到充分保证。如镀钛金属层，则钛金属层中，钛金属的含量高于95％。在耐腐蚀性能上得到充分保证。
在本实施例中，镀一层铂金属层，铂族金属色泽美丽；延展性强；耐熔、耐摩擦、耐腐蚀；在高温下化学性稳定。特别是铂的颜色和光泽是自然天成的，历久不变。硬度为4～4.5度。相对密度为21.45，比重为15～19或21.4。延展性强；强度和韧性，也都比其它贵金属高得多。熔点高达1773.5℃。导热导电性能好。化学性质极其稳定，不溶于强酸强碱，在空气中不氧化。非常适应做电热管表面的防腐镀层。
如镀钛金属层，由于金属钛具有金属光泽，有延展性。密度4.5克/厘米3。熔点1660±10℃。沸点3287℃。有良好的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响。在常温下，不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；钛耐腐蚀，甚至是不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸。由于金属钛具备的防腐蚀特性，作为电热管金属套管表面的镀层，可以增强电热管的防腐蚀性能。
电热管表面水垢成分主要是CaCO2和Mg(OH)2的沉淀物，是水中的Ca和Mg发生化学反应生成CaCO2和Mg(OH)2，有一部分是牺牲阳极在工作时发生化学反应生成不溶于水Mg(OH)2。由于加热管温度很高，不溶于水的CaCO2和Mg(OH)2首先聚集在电热管表面。目前电热管表面比较粗糙，有利于沉淀物与电热管表面牢固结合，由于电热管温度很高，将电热管表面沉淀物烧结，形成致密的水垢。很难自动脱落。
经过研究，电热管表面越光滑，沉淀物越不容易电热管表面牢固结合，难以形成过厚的沉淀物，电热管工作时，巨大的温差可以是沉淀物从电热管表面脱落，避免沉淀物烧结成致密的水垢。
在金属套管表面直接镀层，省去了中间过渡层，结构简单。采用纳米喷镀工艺直接镀层：前期处理(有油除油、有锈除锈)→烘干→喷镀镀层→烘干→成品，与现有浸镀、刷镀等工艺不同，镀层附着在金属套管表面更为密实、紧密、牢固，表面粗糙度更低、更光滑。
下面详细描述镀钛金属层工艺：镀钛金属层电热管由电加热元件1和金属套管2及填充于两者之间的导热绝缘材料3组成电热管，在金属套管表面首先镀大于0.2μm的金属钛6，保证镀层致密坚固。纯度不小于95％，保证镀层的耐腐蚀性。镀层表面粗糙度应控制在0.8μm以上，保证表面的光滑，防止结垢。为保证表面粗糙度，可适当增加金属钛镀层的厚度，在工艺上是容易实施的方案。
如图2所示，为本实用新型提供的第二实施例，该实施例提供的另外一种电热管，包括电加热元件1、与所述电加热元件1套接的金属套管2、位于所述电加热元件1与金属套管2之间的导热绝缘材料3，在所述金属套管2的表面镀有一层镍镀层5，在镍镀层5外有镀有一层铂金属层4。
除镀镍镀层5之外，也可镀镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层代替，在镍镀层5外镀的铂金属层4也可由铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层代替。
所述镍镀层5、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层的厚度不小于2μm，所述铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的厚度不小于0.3μm。所述钛金属层厚度不小于0.2μm。该实施例与第一实施例相比，共同之处在于均采用铂金属层4、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层。耐熔、耐摩擦、耐腐蚀性均有显著提高。采用纳米喷镀工艺，使镍镀层5以及铂金属层4与金属套管2附着更为紧密，，保证镀层致密坚固，不易脱落。
具体工艺如下：由电加热元件1和金属套管2及填充于两者之间的导热绝缘材料3组成电热管，在金属套管2表面首先镀不少于2μm的镍镀层5或镍化合物镀层，也可以把基层镀为同样厚度的银镀层或银化合物镀层，保证镀层致密坚固。然后再镀不少于0.3μm的铂金属层4或铂族元素，纯度不小于75％，保证镀层的耐腐蚀性。镀层表面粗糙度应控制在0.8μm以上，保证表面的光滑，防止结垢。为保证表面粗糙度，可适当增加金属铂或铂族元素镀层的厚度。
两个实施方案的共同特点就是在电热管金属套管表面镀上致密的强抗腐蚀的铂金属层、铂合金层、钯金属层、钯合金层、钛金属层、或钛合金层，利用它们均匀致密导热的抗腐蚀涂层提高电热管的抗腐蚀性，利用光滑的涂层提高电热管表面的粗糙度质量，减少结垢。保证电热管的导热性能，延长电热管的使用寿命，提高电热管的安全性能，降低电热管维护成本。
Claims (9)
1.一种电热管，包括电加热元件(1)、与所述电加热元件(1)套接的金属套管(2)、位于所述电加热元件(1)与金属套管(2)之间的导热绝缘材料(3)，其特征在于：所述金属套管(2)表面直接镀有一层铂金属层(4)、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层。
2.根据权利要求1所述的电热管，其特征在于：所述铂金属层(4)、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的表面粗糙度小于0.8μm。
3.根据权利要求1所述的电热管，其特征在于：所述铂金属层(4)、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的厚度大于0.2μm。
4.根据权利要求1所述电热管，其特征在于：所述金属套管(2)采用不锈钢材料制成。
5.根据权利要求1所述电热管，其特征在于：所述铂金属层(4)中，铂金属的含量高于75％。
6.根据权利要求1所述电热管，其特征在于：所述钛金属层中，钛金属的含量高于95％。
7.一种电热管，包括电加热元件(1)、与所述电加热元件(1)套接的金属套管(2)、位于所述电加热元件(1)与金属套管(2)之间的导热绝缘材料(3)，其特征在于：在所述金属套管(2)的表面镀有一层镍镀层(5)、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层，在所述镍镀层(5)、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层外又镀有一层铂金属层(4)、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层。
8.根据权利要求7所述的电热管，其特征在于：所述镍镀层(5)、或镍化合物镀层、或银镀层、或银化合物镀层的厚度不小于2μm，所述铂金属层、或铂合金层、或钯金属层、或钯合金层、或钛金属层、或钛合金层的厚度不小于0.3μm。
9.根据权利要求8所述的电热管，其特征在于：所述钛金属层厚度不小于0.2μm。
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20101117 Termination date: 20180203 |