專利名稱:金屬-聚四氟乙烯管狀加熱裝置及其制造方法
本發(fā)明是關(guān)于金屬管表面蒙復(fù)聚四氟乙烯薄膜層，並對其兩端全塑料化加固封裝的電加熱裝置和熱流體加熱裝置。
公知的碳鋼管狀加熱裝置，雖具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、價格低、規(guī)格品種多、導(dǎo)熱系數(shù)大、機械強度高和裝配性能好等優(yōu)點，但其耐化學(xué)性能差，表面不絕緣。純氟塑料類的加熱裝置，其耐化學(xué)和電絕緣性能好，但其機械強度較低，導(dǎo)熱系數(shù)小，裝配性能和工藝性能較差(尤其是聚四氟乙烯)，規(guī)格品種較少，價格較高。
鑒于上述已有加熱裝置存在的問題，本發(fā)明的目的旨在用一種簡易的方法制造出一類既具有金屬材料又具有聚四氟乙烯“塑料王”綜合性能的多系列多品種且價格低的通用電加熱裝置和熱流體加熱裝置，直接用于強酸、強堿、強氧化劑等腐蝕介質(zhì)、生理惰性介質(zhì)以及其它高純度介質(zhì)的內(nèi)熱式加熱。
實現(xiàn)本目的較理想的方案，是在金屬管狀尤其是碳鋼管狀加熱元件表面繞復(fù)-加壓燒結(jié)-層高致密、均勻且牢固的聚四氟乙烯薄膜並對其兩端塑料化加固封裝等。其具體的工藝方法根據(jù)設(shè)計要求制成(或購買)金屬管狀加熱元件(1)-元件(1)表面光潔度檢查-表面噴砂-中性溶液清洗-加熱干燥氧化-表面清潔處理-繞復(fù)聚四氟乙烯薄膜-外觀繞復(fù)均勻度檢查-繞壓玻璃纖維帶-外觀壓緊度檢查-燒結(jié)-冷卻-浸或噴灑脫玻璃纖維帶溶液-脫玻璃纖維帶-聚四氟乙烯層(2)致密度初檢-兩端塑料化加固封裝-聚四氟乙烯層(2)致密度終檢-成品。按照上述的工藝方法制造的加熱裝置即可達(dá)到滿意的結(jié)果。本發(fā)明的“加熱裝置”如附圖所示，采用碳鋼加熱元件(1)為基體，表面燒結(jié)一層致密、均勻且牢固可靠的聚四氟乙烯塑料薄膜(2)，該熱源為電熱體(7)或熱流體(8)，該端頭有塑料加固封裝元件，這些元件中護(hù)板(3)由環(huán)氧層壓板或聚丙烯板制成，護(hù)管(4)由聚丙烯管或聚氯乙烯管制成，護(hù)套(5)由環(huán)氧樹脂或聚丙烯或聚氯乙烯制成，灌封材料(6)由環(huán)氧樹脂或其它熱固性塑料制成。
本發(fā)明的加熱裝置，是以碳鋼管材為基體，具有高的機械強度和良好的裝配性能，其表面又以致密的聚四氟乙烯“塑料王”薄膜所復(fù)蓋，這就使其表面又具有了極為優(yōu)異的耐化學(xué)性能和極高的電絕緣性能。它可廣泛應(yīng)用于電鍍業(yè)、環(huán)保業(yè)、印制板化學(xué)加工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、化學(xué)銑削業(yè)、石油化工業(yè)、食品加工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)的各種腐蝕介質(zhì)、生理惰性介質(zhì)以及其它高純度介質(zhì)的內(nèi)熱式加熱。本發(fā)明的加熱裝置，既具有較高的機械強度、良好的裝配性能，優(yōu)異的耐化學(xué)性能、高的電絕緣性能，不吸水不沾污不結(jié)垢易清洗抗老化，不污染被加熱的介質(zhì)和環(huán)境，熱效率高，節(jié)約能源，聚四氟乙烯層(2)很薄，節(jié)省材料，又有較寬的工作電壓和功率范圍或較高的工作壓力。而且結(jié)構(gòu)簡單、工藝性能好，聚四氟乙烯層(2)致密度檢驗技術(shù)簡便可靠，價格低，電解生產(chǎn)過程中不會發(fā)生漏電，雙性電極以及電擊穿現(xiàn)象，壽命長，易于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化(目前初步制定出19個系列427個品種的電加熱裝置和9個系列347個品種的熱流體加熱裝置)，其生產(chǎn)過程易于連續(xù)化、自動化、專業(yè)化。擴大了聚四氟乙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的加熱裝置，規(guī)格品種很多，其兩端塑料化加固封裝的結(jié)構(gòu)也很多，附圖僅表示了本發(fā)明的3個具體的加熱裝置的一端結(jié)構(gòu)剖示圖。
圖1為本發(fā)明的電加熱裝置Ⅰ型結(jié)構(gòu)的端頭剖示圖。
圖2為本發(fā)明的電加熱裝置Ⅱ型結(jié)構(gòu)的端頭剖示圖。
圖3為本發(fā)明的熱流體加熱裝置Ⅰ型結(jié)構(gòu)的端頭剖示圖。
圖中示出了3種加熱裝置的實施例，圖1和圖2為電加熱裝置實施例，圖3為熱流體加熱裝置實施例，其實施工藝方法基本相同，下面就附圖和工藝方法更進(jìn)一步詳細(xì)說明這個制造方法首先根據(jù)設(shè)計要求制造(或購買)碳鋼管狀加熱元件(1)，其彎曲半徑大于10毫米，當(dāng)用于浸入式加熱各種液態(tài)介質(zhì)時，其表面功率密度在4.5瓦/厘米2以內(nèi)，當(dāng)用于加熱氣態(tài)介質(zhì)時，其表面功率密度在0.9瓦/厘米2以內(nèi)，並且其表面允許最大凹凸為0.5毫米;其次，將元件(1)表面噴砂，中性溶液清洗，干燥並加熱到380-420℃表面氧化和一些固體附著物升華處理並清潔其表面;第三，在清潔干燥的環(huán)境中，用寬度為0.3～0.7倍元件(1)的彎曲半徑，厚度為0.05～0.20毫米的定向或半定向或不定向的聚四氟乙烯薄膜，在0.4～0.9公斤張力的作用下，以順時針或逆時針方向和0.2～0.6倍的薄膜寬的螺距均勻地繞復(fù)至0.3～0.90毫米厚的薄層(2)，並檢查其繞復(fù)的均勻度等;第四，用比聚四氟乙烯薄膜寬10-15毫米，厚度為0.05～0.25毫米的玻璃纖維帶，在1-15公斤張力的作用下，以順時針或逆時針方向和0.3-1倍的玻璃纖維帶寬的螺距均勻的繞壓1-5層並檢查其繞壓的壓緊度;第五，將繞壓好的元件直接送入溫度為330～385℃的燒結(jié)設(shè)備中並保溫15-50分鐘，爾后從燒結(jié)設(shè)備中快速取出並急速冷卻至常溫;第六，將冷卻后的元件浸入或噴灑PH值在5-9范圍內(nèi)的脫玻璃纖維帶溶液10-45分鐘，緊接著以繞玻璃纖維帶相反的方向脫去，並檢查其表面有無明顯的燒結(jié)缺陷;第七，聚四氟乙烯薄膜層(2)致密度初檢，在干燥的環(huán)境中把燒結(jié)好的加熱裝置置入常溫的電解液內(nèi)(置入深度以端頭露出液面為宜)，用萬用表或搖表或其它一般測電阻表測其金屬管狀元件(1)相對于電解液的絕緣電阻，當(dāng)其值遠(yuǎn)大于107或109歐姆時，則為初檢合格;第八，將護(hù)板(3)和護(hù)管(4)或護(hù)套(5)固定于如附圖所示的位置，然后用配制好的環(huán)氧樹脂或其它熱固性樹脂灌封;第九，將固化后的加熱裝置置入100～150℃的電解液內(nèi)1-5分鐘或加熱裝置通電或通熱流體5-30分鐘后，在干燥的環(huán)境中用一般測電阻表測其金屬管狀(1)相對于電解液的絕緣電阻，當(dāng)其值遠(yuǎn)大于107或109歐姆時，再用CGZ-17B型高阻表測其絕緣電阻或測其微電流，當(dāng)其值大于1016歐姆或小于10-12安培時，就保證了聚四氟乙烯層(2)處處致密。
權(quán)利要求
1.金屬-聚四氟乙烯管狀加熱裝置，具有一個金屬管(1)其兩端有固定裝置(9)，熱源為電熱體(7)或熱流體(8)，本發(fā)明的特征是在金屬管(1)表面蒙復(fù)一層聚四氟乙烯薄膜(2)，對金屬管兩端全塑料化加固封裝。
2.按權(quán)利要求
1的加熱裝置，其特征是，金屬管(1)為碳鋼，其表面蒙復(fù)的是一層全定向或半定向或不定向的聚四氟乙烯薄膜。
3.按權(quán)利要求
1或2的加熱裝置，其特征是，加熱裝置端頭的護(hù)板(3)、護(hù)管(4)、護(hù)套(5)、灌封材料(6)由塑料制成。
4.按權(quán)利要求
3的加熱裝置，其特征是，護(hù)板(3)由環(huán)氧層壓板或聚丙烯板制成，護(hù)管(4)由聚丙烯管或聚氯乙烯管制成，護(hù)套(5)由環(huán)氧樹脂或聚丙烯或聚氯乙烯制成，灌封材料(6)由環(huán)氧樹脂或其它熱固性塑料制成。
5.按上述任一權(quán)利要求
的加熱裝置，其特征是，它是按下述方法制成的，即根據(jù)設(shè)計要求制成金屬管狀加熱裝置-表面光潔度檢查-噴砂-中性溶液清洗-加熱干燥氧化-表面清潔處理-繞復(fù)聚四氟乙烯薄膜-外觀繞復(fù)均勻度檢查-繞壓玻璃纖維帶-外觀壓緊度檢查-燒結(jié)-冷卻-浸入或噴灑脫玻璃纖維帶溶液-脫玻璃纖維帶-聚四氟乙烯薄膜層致密度初檢-兩端塑料化加固封裝-聚四氟乙烯薄膜層致密度終檢-成品。
6.按權(quán)利要求
5的加熱裝置，其特征是，金屬管(1)表面允許的最大凹凸為0.5毫米，加熱干燥氧化的溫度為380～420℃，聚四氟乙烯薄膜寬度為0.3～0.7倍金屬管(1)的彎曲半徑，厚度為0.05～0.20毫米，玻璃纖維帶的寬度比聚四氟乙烯薄膜寬10～15毫米，其厚度為0.05～0.25毫米。
7.按權(quán)利要求
5的加熱裝置，其特征是，聚四氟乙烯薄膜以0.4～0.9公斤的張力，0.2～0.6倍薄膜寬的螺距，按順時針或逆時針方向在金屬管狀元件表面均勻地繞復(fù)至0.3～0.9毫米厚，玻璃纖維帶以1-1.5公斤的張力，0.3～1倍玻璃纖維帶寬的螺距，按順時針方向或逆時針方向在繞復(fù)的聚四氟乙烯層(2)的表面均勻地繞壓1-5層。
8.按權(quán)利要求
5的加熱裝置，其特征是，將繞壓玻璃纖維帶的加熱裝置，直接送入溫度為330～385℃的燒結(jié)設(shè)備中，保溫15～50分鐘后，快速從燒結(jié)設(shè)備中取出並冷卻至常溫。
9.按權(quán)利要求
5的加熱裝置，其特征是，冷卻后的加熱裝置浸入或噴灑PH值在5～9范圍內(nèi)的溶液10～45分鐘后，隨即以與繞壓相反的方向脫掉玻璃纖維帶。
10.按權(quán)利要求
5的加熱裝置，其特征是，在電解液中用測電阻或測電流檢驗聚四氟乙烯層(2)的致密度。
專利摘要
金屬—聚四氟乙烯管狀加熱裝置及其制造方法。本發(fā)明是在金屬管狀加熱裝置表面蒙復(fù)一層聚四氟乙烯薄膜，對其兩端全塑料化加固封裝。從而提高了加熱裝置的耐化學(xué)性和電絕緣性能，同時又具有較高的機械強度和良好的裝配性能。其可廣泛應(yīng)用于任何腐蝕介質(zhì)或其它介質(zhì)的內(nèi)熱式加熱。
文檔編號F28F19/00GK85103426SQ85103426
公開日1985年10月10日 申請日期1985年4月27日
發(fā)明者孫保邨 申請人:兵器工業(yè)部第二零七研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan