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紅外線發(fā)熱管用碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法

文檔序號:8031121閱讀:273來源:國知局
專利名稱:紅外線發(fā)熱管用碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電加熱元件加工技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種紅外線發(fā)熱管用 碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)
隨著科技的不斷發(fā)展,社會的不斷進步,作為電加熱元件的碳纖維電熱 管也因其結(jié)構(gòu)簡單、熱效率高和使用壽命長等特點,應(yīng)用范圍明顯拓寬。目 前,具有關(guān)資料報導(dǎo),市場上較先進的是節(jié)能碳纖維電熱管,其結(jié)構(gòu)主要由 電源導(dǎo)線、導(dǎo)線連接片、內(nèi)連接線、固定芯、外絕緣殼體、中心內(nèi)支架、柔 性碳纖維電熱體、外絕緣瓷固定塊和惰性氣體構(gòu)成。其中柔性碳纖維電熱體 纏繞在中心支架上,柔性碳纖維電熱體的兩端通過固定芯固定在外絕緣殼體 的內(nèi)腔之中,內(nèi)連接線捆纏在柔性碳纖維電熱體的兩端,內(nèi)連接線與電源導(dǎo) 線與導(dǎo)線連接片相接加熱密閉固封在外絕緣殼體的端頭內(nèi)。該結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)的 柔性碳纖維電熱體確有進步,但由于柔性碳纖維電熱體必須附著在中心內(nèi)支 架上才能體現(xiàn)其性能,而原有技術(shù)的發(fā)熱體為聚丙烯基碳纖維連續(xù)長絲,常 用規(guī)格為lk一24k碳纖維,其主要缺陷為1、不能自支撐成型,需纏繞在絕 緣體(比如石英管)上使用,造成發(fā)熱管加工工藝復(fù)雜,加工成本高,成品 率低,另外在加工、運輸及使用過程中發(fā)熱管內(nèi)芯支撐絕緣體易斷裂破損造 成產(chǎn)品報廢不能使用;2、聚丙烯腈基碳纖維原為強度結(jié)構(gòu)材料非專用發(fā)熱體 材料,其電阻值隨規(guī)格而固定,只有通過長度調(diào)整電阻值,可調(diào)范圍有限(一 般為0.01 —i0.0Q之間),限制了其應(yīng)用范圍。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能夠自支撐成型的紅外線發(fā)熱管用碳纖維發(fā)熱 體的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的其特征在于取粘膠基短纖維經(jīng)紡紗、合 股、制繩編織成的螺旋繩狀物的樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體,常溫 下粘膠基繩狀編織物纏繞成螺旋狀再浸漬有一定型樹脂層,浸漬時間為
1-100小時,在溫度850°C—240(TC下,在惰性氣體保護下經(jīng)高溫碳化后而 制成的螺旋繩狀物的樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體。
為了使螺旋繩狀物的碳纖維彈性電熱體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因此選用粘膠基短纖 維的長度范圍在30-300 mm之間。
為了在制造過程中保證用于制繩的合股粘膠紗線強度,粘膠基短纖維經(jīng) 紡紗后合股的股數(shù)范圍為2 — 20股
為了在使用過程中,能最大范圍地調(diào)節(jié)上述碳纖維彈性電熱體的電阻 值,則在選用經(jīng)紡紗合股的粘膠基短纖維制繩股數(shù)范圍為10 — 100股。
上述所選定的碳纖維彈性電熱體表面浸漬時間為1-100小時,是依據(jù)大 量浸漬數(shù)據(jù)確定的,當浸漬時間小于l小時,時浸漬量不均勻,影響產(chǎn)品質(zhì) 量;當浸漬時間大于IOO小時,則浸漬量的相關(guān)指標均已達到要求,再浸漬 將無意義。當然適當?shù)靥岣呓n溫度,也會相應(yīng)地縮短浸漬時間,但會提高 成本,故本發(fā)明沒有考慮。
本發(fā)明所選用的定型樹脂層為酚醛樹脂層、呋喃樹脂層、環(huán)氧樹脂層 或聚乙烯醇樹脂層。定型樹脂層的重量濃度范圍為0.001% — 10%,因為當 重量濃度范圍低于0.001 %時,其粘度及含量都太低,使之在高溫碳化后用于 定型的碳支撐體的強度受到影響;而當重量濃度范圍高于10%時,則其粘度 及含量都太高,這樣,表面浸漬量不均勻,而且經(jīng)高溫碳化后活性碳支撐體 的電阻值調(diào)整范圍降低,同時因為用于定型的碳量過大使得碳纖維彈性電熱 體的彈性降低,不利于實際應(yīng)用,甚至還會出現(xiàn)局部過熱,而降低使用壽命,
應(yīng)用領(lǐng)域大大降低。上述所選樹脂中比較理想的濃度范圍是0.05% — 1 % 。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1、 該產(chǎn)品為發(fā)熱體專用產(chǎn)品,經(jīng)樹脂定型后產(chǎn)品為螺旋繩狀物的樹脂基 碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體,是經(jīng)浸漬定型樹脂碳化處理后形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的 碳纖維彈性電熱體,因此,裝配發(fā)熱管時發(fā)熱體內(nèi)芯不用內(nèi)置支撐絕緣體, 簡化加工工藝,降低成本同時也避免了因發(fā)熱管內(nèi)芯支撐絕緣體斷裂破損造 成產(chǎn)品報廢不能使用。
2、 本發(fā)明的發(fā)熱體為發(fā)熱體專用加工生產(chǎn),電阻可根據(jù)發(fā)熱體管規(guī)格在
生產(chǎn)時設(shè)計,可調(diào)范圍廣(一般為5 — 200Q),基本可滿足現(xiàn)有發(fā)熱體管需 要,可控性強(一般誤差《2Q)可以滿足現(xiàn)有發(fā)熱體管功率誤差《8%的要 求,用該產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)熱體管一般功率誤差可控制在5%以內(nèi)。
3、 本發(fā)明所采用的是粘膠基碳纖維為航空航天專用耐燒蝕材料,其耐燒 蝕性能明顯優(yōu)于聚丙烯腈基碳纖維,這樣使得利用該技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)熱體制造 的發(fā)熱體管使用壽命更長, 一般可超過一萬小時,而原技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)熱體管 一般使用壽命為5000小時左右。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單合理、成本低、應(yīng)用 范圍寬、安全可靠,使用壽命長等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意簡下面將通過實施例對本發(fā)明做進一步說明,但下述的實例僅僅是本發(fā)明 其中的例子而已,并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利范圍。該權(quán)利范圍以權(quán)利要 求書為準。
具體實施方式
實施例l:
取粘膠基短纖維經(jīng)紡紗(精紡及粗紡)、合股(股數(shù)范圍在2 — 20股均可)、
經(jīng)制繩(選用合股后粘膠纖維10—IOO股)工藝過程編織成的粘膠基纖維繩 狀物經(jīng)纏繞成螺旋狀在常溫下表面浸漬有一定型樹脂層,浸漬時間為24小
時,在溫度850"C—2400。C下,在惰性氣體保護下經(jīng)高溫碳化后而制成的螺 旋繩狀物的樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體。圖1是本發(fā)明應(yīng)用的剖面結(jié) 構(gòu)示意簡圖,圖中的4為石英玻璃材質(zhì)的絕緣體外殼,在絕緣體外殼4的管 內(nèi)設(shè)置有一條本發(fā)明的樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體5, 6為經(jīng)浸漬定 型樹脂層;碳纖維彈性電熱體5的兩端還依次連接有內(nèi)連接片3、導(dǎo)線連接 片2、及穿透封閉絕緣端頭的電源導(dǎo)線1,外絕緣瓷固定塊7設(shè)置在絕緣體外 殼兩端封閉絕緣端頭的外端,外絕緣殼體的管內(nèi)充填有惰性氣體8。使用原 理與現(xiàn)有的碳纖維電熱管無異。
使用壽命^10000小時;
電阻值范圍5—200Q;
發(fā)熱體使用電壓80—240v。
權(quán)利要求
1、一種紅外線發(fā)熱管用碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其特征在于取粘膠基短纖維經(jīng)紡紗、合股、制繩編織成的螺旋繩狀物的樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體,常溫下粘膠基繩狀編織物纏繞成螺旋狀再浸漬有一定型樹脂層,浸漬時間為1-100小時,在溫度850℃-2400℃下,在惰性氣體保護下經(jīng)高溫碳化后而制成的螺旋繩狀物的樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其特征在于粘膠基短纖維經(jīng)紡紗合股的股數(shù)范圍為2—20股。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其特征在于選用經(jīng)紡紗合股的粘膠基短纖維制繩股數(shù)范圍為IO — IOO股。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其特征在于粘膠 基短纖維的長度范圍在30-300 mm之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其特征在于定型 樹脂層為酚醛樹脂層、呋喃樹脂層、環(huán)氧樹脂層或聚乙烯醇樹脂層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其特征在于定型樹脂層的重量濃度范圍為0.001% —10%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其特征在于定型樹脂層的重量百分比濃度范圍是0.05% _ 1 。% 。
全文摘要
一種紅外線發(fā)熱管用碳纖維發(fā)熱體的生產(chǎn)方法,其技術(shù)要點是取粘膠基短纖維經(jīng)紡紗合股編織成粘膠基繩狀編織物纏繞成螺旋狀再浸漬有一定型樹脂層,浸漬時間為1-100小時,在溫度850℃-2400℃下,在惰性氣體保護下經(jīng)高溫碳化后而制成的螺旋繩狀物的樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體。樹脂基碳/碳復(fù)合碳纖維彈性電熱體,是經(jīng)浸漬定型樹脂碳化處理后形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的碳纖維彈性電熱體,因此,裝配發(fā)熱管時發(fā)熱體內(nèi)芯不用內(nèi)置支撐絕緣體,簡化加工工藝,降低成本同時也避免了因發(fā)熱管內(nèi)芯支撐絕緣體斷裂破損造成產(chǎn)品報廢不能使用。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單合理、成本低、阻值范圍調(diào)整幅度寬,應(yīng)用范圍廣、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號H05B3/42GK101102625SQ20061004714
公開日2008年1月9日 申請日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者何立新, 劉東影, 波 李, 胡國軍, 魏羽紅 申請人:波 李
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