專利名稱：組合式高溫電熱元件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高溫電熱元件，尤其涉及一種組合式高溫電熱元件。
在各類電爐中，電熱元件為其核心部分。對于爐溫低于1200℃的電爐，可用金屬(合金)電熱元件。而對于爐溫高于1300℃以上的，則需要用非金屬電熱元件。本實用新型就是涉及這類非金屬電熱元件。
目前能在氧化環境中使用的高溫電熱元件，如碳化硅元件(簡稱“硅碳棒”)、二硅化鉬元件(簡稱“硅鉬棒”)、氧化鋯元件(簡稱“鋯氧體”)均屬陶瓷導體類電熱元件。這類電熱元件的材質硬而脆，其抗沖擊、抗碰撞、抗彎曲等性能較差，因而傳統的制成整體形的陶瓷高溫電熱元件在生產、安裝、拆卸、搬運、使用時，其發熱部極易斷裂而損壞。
另外，在電氣性能方面，硅磷棒、硅鉬棒這兩類元件的工作電阻偏低，故大多采用細長形的管狀、棒狀并制成直形或彎曲形，以增加其工作電阻。
在成型工藝方面，由于高溫電熱元件或為細長管棒狀，或為大直徑管狀，這給各種成型工藝增加了難度；不論采用切削、漿注、模壓等靜壓或熔鑄等工藝，均存在很大難度。具體地說，制造這類電熱元件的工藝技術難度較大，使成品合格率較低，同時工藝設備也較復雜和龐大。
本實用新型的目的在于提供一種容易制造、安裝、運輸的組合式高溫電熱元件。
本實用新型的另一個目的在于提供一種工作電阻可以改變的組合式高溫電熱元件。
本實用新型的組合式高溫電熱元件包括發熱部、位于所述發熱部兩端的冷端部以及設置在所述冷端部上的金屬卡頭，其特征在于，所述發熱部由多段電熱組件段連接而成。
為實現本實用新型的其它目的，本實用新型的多段電熱組件段可以分別采用不同直徑或不同材質的電熱組件段。另外，還可以將電熱組件段分成內外兩層或多層，內外各層分別用不同材質制成。
如上所述，由于本實用新型將電熱元件的發熱部由傳統的整體形分解成段狀，因此其優點和效果是顯而易見的，即由于電熱組件段體積和長度均較小，因此給生產、運輸帶來了方便，同時可以提高成品率。再者，本實用新型的組合式電熱元件也較容易安裝到電爐中去。
在將發熱部分割成段狀之后，各段電熱組件段可以根據實際需要，采用不同直徑或不同材質的電熱組件段，這樣就能改變電熱元件的工作電阻。
以下結合附圖詳細描述本實用新型的實施例。
圖1是本實用新型的組合式高溫電熱元件的結構示意圖；圖2是本實用新型的另一個實施例的結構示意圖；圖3—圖7是本實用新型的組合式高溫電熱元件的電熱組件段的五種不同的結構示意圖。
圖8是本實用新型的冷端部的結構示意圖。
參見圖1，圖1示出了本實用新型的組合式高溫電熱元件的結構示意圖。與傳統的高溫電熱元件一樣，本實用新型的組合式高溫電熱元件亦包括發熱部1、冷端部2和金屬卡頭3，冷端部2位于發熱部1兩端，金屬卡頭3固定在冷端部2上。在本實用新型中，將傳統的整體形的發熱部分成多段電熱組件段11，各段11之間相互連接形成發熱部1。
本實用新型的組合式高溫電熱元件在安裝到電爐中時，將兩端的金屬卡頭3固定，并且向發熱部1提供如圖1中箭頭F所示的軸向壓力，以使各電熱組件段11相連接合成發熱部1。該軸向壓力可由如圖8所示的彈簧4提供。即在高溫電熱元件的兩端的冷端部3中至少一個冷端部3上設置一彈簧4。
圖1中所示的高溫電熱元件的各電熱組件段11之間也可以用高溫粘接劑進行連接，這樣就不需要上述的軸向壓力。
如前所述，本實用新型的一個優點是可以改變高溫電熱元件的工作電阻。由于碳化硅和二硅化鉬的工作電阻偏低，因此傳統的硅磷棒和硅鉬棒一般采用細長形管狀、棒狀，以提高其工作電阻。眾所周知接觸電阻大于體電阻，因此，本實用新型的組合式高溫電熱元件在發熱部形狀和長度相等的情況下，其電阻將大于傳統整體式的高溫電熱元件。因此，可以獲得“高電阻硅碳棒”和“高電阻硅鉬棒”。另外，本實用新型還利用了接觸電阻隨接觸面之間接觸壓力不同而不同的規律，調節圖8所示的組合式高溫電熱元件的彈簧4的壓力就能改變電熱元件的工作電阻。
參見圖2，圖2示出了本實用新型的另一個實施例。在該實施例中，采用了直徑不同的電熱組件段構成發熱部。如圖2中所示，發熱部1的中部使用了直徑較大的較粗的電熱組件段12，而在兩側部則使用了直徑較小，較細的電熱組件段13。這種結構的組合式高溫電熱元件其中部的兩側產生的熱量是不同的，因此根據用戶的特別要求，改變電熱組件段的形狀、尺寸以及軸向分布則可以獲得具有特定分布溫度場的電熱元件。
另一方面，由于不同材質(如碳化硅、二硅化鉬、氧化鋯)的發熱效率不同，因此，在一發熱部中用不同材質的電熱組件段亦能獲得具有特定分布溫度場的電熱元件。
如圖3所示，電熱組件段一般采用管狀形，在其中夾有一穿孔1A。當然也可以采用圓盤狀、圓板狀等其它形式。圖7示出了一種雙層管狀的電熱組件段，它分成內層1C和外層1B兩層，兩層采用不同的材質制成。當然也可以用多層不同的材質制成。這種結構的電阻組件的優點是它具有幾種材質的特性。
為了保證電熱組件段之間可靠地接合，在電熱組件段的兩端最好分別設置能互接合的陽配合部和陰配合部。圖4至圖6示出了采用不同配合部的電熱組件段的結構示意圖。
圖4示出的電熱組件段的陽配合部和陰配合部分別采用梯形凸起10和梯形凹部10′；圖5示出的電熱組件段的陽配合部和陰配合部分別采用圓臺凸起1E和圓臺凹部1E′；圖5示出的電熱組件段的陽配合部和陰配合部采用階梯配合部1F和1F′。
權利要求1.一種組合式高溫電熱元件，包括發熱部、位于所述發熱部兩端的冷端部以及設置在所述冷端部上的金屬卡頭，其特征在于，所述發熱部由多段電熱組件段連接而成。
2.如權利要求1所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，所述電熱組件段呈管狀，在其中開有一穿孔。
3.如權利要求2所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，多段所述電熱組件段的直徑不相同。
4.如權利要求2所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于多段所述電熱組件段采用不同材質的電熱材料制成。
5.如權利要求2所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，所述電熱組件段包括內外兩層或多層，所述各層采用不同材質的電熱材料。
6.如權利要求1至5之一所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，所述各電熱組件段的兩端分別設置有能互相接合的陽配合部和陰配合部。
7.如權利要求6所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，所述電熱組件段的陽配合部和陰配合部分別為梯形凸起和梯形凹部。
8.如權利要求6所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，所述電熱組件段的陽配合部和陰配合部分別為圓臺凸起和圓臺凹部。
9.如權利要求6所述的組合式高電熱元件，其特征在于，所述電熱組件段的陽配合部和陰配合部采用階梯配合部。
10.如權利要求1至5之一所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，在所述冷端部的至少一端上設置有彈簧。
11.如權利要求1至5之一所述的組合式高溫電熱元件，其特征在于，所述多段電熱組件之間通過高溫粘接劑連接。
專利摘要本實用新型涉及一種組合式高溫電熱元件。傳統的高溫電熱元件的發熱部被制成整體，由于其長度較長，給生產、安裝、運輸和使用帶來不便，極易斷裂。本實用新型將發熱部分割成多段，用多段電熱組件段連接構成發熱部，在電熱組件段上還設置有配合部，使電熱組件段之間的連接更為可靠。本實用新型的優點在于由于電熱組件段體積和長度均較小，因此給生產、運輸帶來了方便，同時能提高成品率。
文檔編號H05B7/00GK2235693SQ9421515
公開日1996年9月18日 申請日期1994年6月18日 優先權日1994年6月18日
發明者王同辰, 王琳 申請人:王同辰, 王琳