專利名稱：低溫高輻射碳纖維電熱輻射管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電熱設(shè)備加熱元件領(lǐng)域，特別涉及低溫烘烤加熱設(shè)備的電熱輻射管。
背景技術(shù)：
電熱是應(yīng)用最為廣泛的加熱形式，電熱元件是加熱設(shè)備的關(guān)鍵部件。當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的加熱元件為電阻絲供電加熱，因加熱溫度不同，加熱元件分高溫、中溫和低溫三種類型。在低溫狀態(tài)下，多用電阻絲通電加熱，由于電阻絲表面溫度高，黑度小，并且加熱時(shí)發(fā)出可見光，熱效率低，電熱元件表面負(fù)荷率高，壽命短，特別是接頭部位容易氧化斷脫。
目前低溫輻射管加熱元件主要采用電阻絲，外部配以耐熱鋼保護(hù)套保護(hù)電阻絲，但由于于電阻絲本身特性所限，熱效率轉(zhuǎn)化較低。
碳纖維本身為含炭量95％以上的纖維材料，自身接近絕對(duì)黑體，熱轉(zhuǎn)化效率和熱輻射效率極高，同時(shí)，碳纖維還具有高強(qiáng)度，高模量，耐高溫，耐腐蝕等諸多優(yōu)異性能，因而利用碳纖維加工制造的輻射管特別適合汽車烤漆、低溫烘道等低溫加熱設(shè)備的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)當(dāng)前低溫電熱元件的不足，本發(fā)明采用碳纖維作為加熱體，開發(fā)高性能低溫高輻射電熱輻射管，目的在于提高熱輻射效率，降低能耗。
本發(fā)明的主要內(nèi)容包括低溫高輻射碳纖維電熱輻射管的結(jié)構(gòu)形式，接頭加工方法及其結(jié)構(gòu)形式和輻射管外部套管的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管，其關(guān)鍵技術(shù)在于本發(fā)明由電熱元件主體和外部套管組成，電熱元件主體是端部鑲嵌螺紋耐熱鋼接頭的螺旋溝槽絕緣體骨架，絕緣體骨架上纏繞碳纖維，接頭密封端部與外部套管端部密閉封裝，套管內(nèi)部充填惰性氣體或抽真空。
本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管，其接頭關(guān)鍵技術(shù)是在加工時(shí)先將纏繞在絕緣體骨架上的碳纖維兩端纏繞在螺紋耐熱鋼接頭上，纏繞部分外側(cè)包覆導(dǎo)電粉料并固化成型作為密封端部，輻射管與外部電源線通過耐熱鋼接頭用螺母壓緊連接。
本發(fā)明的低溫高輻射能力碳纖維電熱輻射管，其外部套管采用石英管，石英管壁上涂敷有紅外輻射涂料，石英管端部與加熱元件主體密封端部用高溫粘結(jié)劑密閉封裝。
本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管具有電熱轉(zhuǎn)化效率高，熱輻射能力強(qiáng)，安裝方便，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，特別適合低溫紅外輻射加熱。


本發(fā)明結(jié)構(gòu)如附圖所示，由涂敷有紅外輻射涂料的石英管1，絕緣體骨架2，碳纖維3，接頭密封端部4，螺紋耐熱鋼接頭5組成。
絕緣體骨架2上有螺旋溝槽，絕緣體骨架2兩端鑲嵌螺紋耐熱鋼接頭5，作為發(fā)熱體的碳纖維3纏繞在絕緣體骨架2上，碳纖維3兩端頭纏繞在螺紋耐熱鋼接頭5上，纏繞部分外側(cè)包覆導(dǎo)電粉料并固化形成接頭密封端部4，接頭密封端部4與涂敷有紅外輻射涂料的石英管1的兩端部用高溫粘結(jié)劑密閉封裝，石英管1內(nèi)部填充高純度惰性氣體或抽真空。螺紋耐熱鋼接頭5上帶有標(biāo)準(zhǔn)螺紋，通過螺母與外部電源線連接。
本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管在加工制造時(shí)，先將碳纖維電熱元件主體連同接頭做好，再將石英管涂敷紅外輻射涂料并處理妥當(dāng)，然后將兩者裝配起來(lái)便制得輻射管。
本發(fā)明的接頭形式簡(jiǎn)單，易于固定，接觸良好，不易松脫，操作方便，是一種既方便又可靠的連接方式。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將一束12K碳纖維纏繞在帶有螺旋形溝槽的Al2O3絕緣體骨架上，絕緣體骨架的兩端鑲嵌螺紋耐熱鋼接頭，纏繞于絕緣骨架上的碳纖維兩端部纏繞固定在螺紋耐熱鋼接頭上，外側(cè)用導(dǎo)電粉料包覆并加溫固化，形成電熱元件主體，將石英管表面涂敷紅外輻射涂料，將制得的碳纖維電熱元件主體放入其中，充入高純度惰性氣體氦氣，用高溫粘結(jié)劑封閉端部，即制得本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管。
實(shí)施例2將一束12K和6K碳纖維混編后纏繞在帶有螺旋形溝槽的Al2O3絕緣體骨架上，絕緣體骨架的兩端鑲嵌螺紋耐熱鋼接頭，纏繞于絕緣骨架上的碳纖維兩端部纏繞固定在螺紋耐熱鋼接頭上，外側(cè)用導(dǎo)電粉料包覆并加溫固化，形成電熱元件主體，將石英管表面涂敷紅外輻射涂料，將制得的碳纖維電熱元件主體放入其中，用高溫粘結(jié)劑封閉端部，將石英管內(nèi)部抽真空后熔閉抽氣口，即制得本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管。
權(quán)利要求
1.低溫高輻射碳纖維電熱輻射管由電熱元件主體和外部套管組成，其特征是電熱元件主體是纏繞有碳纖維的帶有螺旋溝槽的絕緣體骨架，絕緣體骨架端部鑲嵌螺紋耐熱鋼接頭，接頭密封端部與外部套管端部密閉封裝，套管內(nèi)部充填惰性氣體或抽真空。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管，其接頭特征是纏繞在絕緣體骨架上的碳纖維兩端纏繞在螺紋耐熱鋼接頭上，纏繞部分外側(cè)包覆導(dǎo)電粉料并固化成型作為密封端部，輻射管與外部電源線通過耐熱鋼接頭用螺母壓緊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管，其特征是外部套管采用石英管，石英管壁上涂敷有紅外輻射涂料，石英管端部與加熱元件主體密封端頭用高溫粘結(jié)劑密閉封裝。
全文摘要
本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管，其加熱元件是螺旋纏繞在絕緣骨架上的碳纖維，接頭為帶有密封端部的螺紋耐熱鋼接頭，加熱元件整體封閉在涂有紅外輻射涂料的石英管內(nèi)，石英管內(nèi)充填高純度惰性氣體或抽真空。本發(fā)明的低溫高輻射碳纖維電熱輻射管具有電熱轉(zhuǎn)化效率高，熱輻射能力強(qiáng)，安裝方便，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，特別適合在低溫烘烤加熱設(shè)備中。
文檔編號(hào)H05B3/68GK1564636SQ20041002375
公開日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者朱波, 王成國(guó), 蔡華甦, 王延相 申請(qǐng)人:山東大學(xué)