CN1007136B - 加热元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

为了形成一种加热元件，向开挖在垫板(10)中的蛇管形凹陷通道充填以放热反应的粉末状混合物，以及借助相应形状的一个顶杆(13)使该混合物压紧，这种顶杆连有一贴在垫板(10)顶面上的托盘。接着，压紧的反应性混合物的蛇形管(2)被提升到垫板(10)上面，并被罩覆以添加有一种粘合剂的耐高温粉末，以及整体由活塞36(图6)压紧。然后，把整体置放在一金属容器(5)中，以便在通过开孔(22)使反应性混合物点火之后扩散热量以允许例如加热食物。

Description

人们已经熟悉盘式或板式的加热元件，它们包含有绝热的耐火材料层、一层至少由一种金属或非金属（细粉碎的，至少搀混一种同样也是细粉碎的氧化剂）组成的反应层以及一层热的传导和扩散层，耐高温层包含有垂直的隔壁，为反应层建立了反应通道。这种类型的加热元件被描述于例如欧洲专利NO.0084532中。

这些元件可以通过连续浇注法来获得。绝热层可由例如一种纤维性材料（诸如玻璃纤维）增强的石膏所组成。玻璃纤维-石膏混合物被加入水，并把如此所得的液态材料浇注入一个合适的模具内以便得到一种饼状物，在其一个面上包含有由垂直于饼状平面的模制肋所形成的深槽，该沟槽形成了一个确定的通道。在石膏凝固之后，使饼状物出模，并在沟槽内浇注反应性混合物（通常添加一种可能含有粘合剂的液体，先使该混合物调制成流质状）。此液体可以是例如添加有低百分率的硅酸盐的水。一部分的液体逐渐地被石膏吸收，而反应性材料则增加了稠密度。一旦反应性材料达到足够稠度之后，人们在其表面沉积扩散和传导层，它可以是一种金属薄片（诸如铝箔）或一层由一种金属粉末或添加有不可燃粘合剂（例如硅酸盐）的其他导热元素组成的粉体状层。接着，将如此形成的整体进行加热，以便使其中含有的液体成分蒸发掉。尽管这一方法相对地说是比较易于操作，然而它有一些弊端，使得元件的制造缓慢和费用较大。石膏的凝固需时至少15分钟，同样，反应性层的稠化也需花费相当长的时间。众所周知，为了使石膏能被浇注，应向石膏添加与其重量相当的水，而这些水的蒸发则需要大量的能量。

本发明的目的旨在能使所述的加热元件连续大量地快速制造。本发明适合于建造一条全自动化生产流水线，使其能非常安全地和很低成本地生产这些元件。

为此，本发明以一项制造盘式的和含有一般为扁平形式的用绝热耐火材料制成的底座的加热元件的方法为目标。

这种加热元件包含一个绝热耐火材料制的底座，此底座具有显然重直于其范围的隔壁，这些隔壁在它们之间限定了一条反应通道，在此通道中放置了细粉碎的放热反应性混合物，本方法的步骤是：

使用一至少由两部件组成的模具，其中一个部件具有与所述待成型绝缘层的隔壁对应的壁体部分;

在模具中放入粉末状反应材料;

将模具的一部件相对另一部件移动以压缩所述 粉末状反应材料，形成所需反应通道形状;

使已成型的反应材料与具有壁体部分的模具部件的脱离接触;并形成一层耐火材料层包围在已成型的反应材料表面上。

附图概略地表示作为本发明目标的方法的两个实施例。

图1是一个第一饼状物按其主平面的剖面图。

图2是图1的按Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。

图3～7显示按照图1和2加热元件制造方法的连续阶段。

图8是另一个饼状物按其主平面的剖面图。

图9是图8的按Ⅸ-Ⅸ线的剖面图。

图10～13显示按照图8和9加热元件制造方法的连续阶段。

图1和2显示一个加热元件的剖面图。此加热元件上由一耐火材料层1所成，后者包含有垂直的隔壁3，垂直的隔壁3建立了反应通道8，在反应通道8中放置有放热的反应性混合物2，所路径由中心出发并循着弯曲通道通到路径尽头的出口处4，此整体与一金属钵5连结，金属钵的表面6构成一扩散层将反应性材料2产生的热量扩散。金属钵5可通过例如冲压法来获得，以及它能借助滚压法扣在一容器的隔壁7上，容器内将盛放待加热的产品。此整体通过下文所述的方法来获得。

我们使用了通常在烧结金属工业中所使用的那种类型的模制工具。它是由一块结实材料制成的（例如由钢制成的）垫板10（图3）所组成。在此垫板中，例如借助电蚀（electro-erosion）线加工机按照图1所示平面图切割出通道8。由螺钉12维持的基板11在切割时留下的支承隔壁9。一顶杆构件13（具有挖空的通路8的形状）被装配在垫板10内。此构件13可借助在基板11中开孔内通过的杆14，按垂直于垫板10的方向被推动，此杆是与圆盘15连接。如图3所示那样，装满粉末状反应性混合物17的加料斗16（在其基座18处由垫板10关闭）是与此垫板10的顶面平行地被移动，以便在切割部分上面通过，并且以从加料斗16底部排出的粉末状混合物17充填形成的孔穴。

当浇注工具被粉末状反应性混合物填满时，在垫板10上放置一块垫板20（图4），借助压紧法（如利用千斤顶21）使之保持贴紧在垫板10上。接着，对圆盘15施加由箭头表示的压力以便借助杆14和顶杆构件13顶着垫板20压缩模具内的容装物。

图4示出当压缩结束时各种部件的位置。一旦压缩力被达到时，便释放千斤顶21，拿走垫板20，然后移动圆盘15以便使如此所得的反应性元件从模具内挤出。当模制反应性元件的底部是与垫板10的顶面在同一水平面上时，挤出机构就停车。

粉末状反应性混合物添加以适当量的一种粉末剂，如低百分率的液体粘合剂，或一种胶体，如粘土粉等。众所周知，在烟火制造术上，如果当压缩超过一定比率时，反应性混合物可变成不活泼的。故我们不能使用一般在金属烧结术中所采用的那种压缩比，并从而得到比较脆性的铸件以及鉴于其构型，实际上是不可能进行处理的。

在以下操作中，我们把圆盘15锁闭在它的最后位置上，如此形成的反应性元件在现场与耐火材料1一起进行复制模复制。为此，我们在垫板10上放置由两个半壳体30和31（通过由箭32和33所表示的压紧设置使之保持在一起）所组成一个模具（图5）。此模具完全围住了反应性材料。此模具接着以添加有一种粘合剂的粉末状绝热材料充填之。然后此材料由一活塞36（图6）进行压紧，这样就把反应性材料完全裹起来（除了与出模器相接触的那一面之外）。在取下活塞36之后（图7），把形成复制模具的两个半壳体30和31移开。压缩活塞装备有一个在绝热材料中拆下心型的空心冲头机构，如此形成了一个通向反应性材料的入口22，可使反应性材料活化。

如此形成的模制品是足够地坚固可被精致地处理。特别地可以把模制品转移进钵体5，以及把如此形成整体放置于一台压力机中，压力机借助于合适的活塞再一次地压缩反应性材料和绝热材料总体，以便使其完全贴合钵体的形状。

图8和9表示与图1和2同样类型的一种加热元件，但在这种加热元件中，金属钵5是被一热的扩散层所取代，此热量扩散层是由作为加热元件的一部分的层25所构成的，并通过粘附的粉末状混合物来制取的。

为了制造这种加热元件，我们按以下方式进行作业。我们在基板40（如图10所示）上放置一个由板41（具有热散逸层的所需厚度）组成的模 型。板41呈现一个具有所述热散逸层的轮廓的开口。一个相似形状的第二模型42被放置在第一模型上，由两个叠放的模型如此所形成的空间被一种粉末状的混合物26所充填，此粉末状混合物由一种热传导的优良材料（例如金属粉末、碳化硅粉末等）添加以一种适当的无机粘合剂（如一种硅酸盐）所组成。此材料（具有接近于湿砂的稠度）可借助于加料斗43放入到由模型41和42所形成的凹槽内。接着，我们借助活塞44对此材料进压缩。当压紧时，此材料明显地缩减了体积，而模型42的厚度将是这样选择的，即传导材料在压紧后将个有模型41的厚度。一旦完成压缩之后，即取下活塞44，并移走模型42。如此形成的热传导层在滑行模型41时可被移动（模型41带着它的内容物在基板40上滑行）。然后，在含有扩散层46的模型41上放置一框架式的模具47，此模具包含一个开口48，在开口48中，以一层厚度显然相等的形式，置放粉末状的反应性混合物17，这种混合物添加有一种粘附剂或粘合剂。此混合物接着借助于活塞50进行压缩，活塞50在其与反应性混合物相接触的一面上包含有一个其轮廓是待制反应性混合物层的外形的刻槽51。

经此压缩之后，取下活塞50和拿走模具47以便得到示于图12的整体，即扩散层25总是由模型41框位信，在拉散层上沉积着反应性混合物的一种蛇形管。

有利的是：使活塞50的刻槽具有足够的拔模斜度以便压紧的型材能借助重力自己脱模。如果这被证实是必需的，我们可完善的给活塞50中形成的型腔配备一个据顶装置，例如类似于第一实施形式中所描述的脱模器。

然后，示于图12中的总体通过在一基板40上滑行被转移以及同时在模型41上放置两个构件55和56以便形成小室57，小室具有最终加热元件外形的剖面。引小室57由一种粉末状混合物所充填，粉末状混合物是由粒化绝热的耐火材料（添加有一种无机粘合剂，例如一种硅酸盐）所组成的。此材料借助一活塞58被压缩，活塞的作用面的形状是适合于在耐火材料中印制支承肋60和沟槽22（其底层由反应性混合物所构成）。此沟槽以能使反应性混合物点火为目的。

在取下活塞58之后逐一移开形成小室的构件55和56，我们可以分离如此形成的总体。所得总体是足够坚固可以供小心谨慎地处理，以便把它放在一个支架上允许将其搬运到一个炉窑内进行粘合剂的固化以及粘合剂中所使用溶剂的排出所必需的处理。

作为绝热层的组成，一种商品化膨胀的矿物（称为膨胀珍珠岩Perlite）是特别有利的。它可以允许制成很轻的、绝热能力强的绝热层，以及它的颗粒的似球体的形状使之能容易地充填待复制的元件。同样地也能制成石膏绝热层，此时让其搁置至硬化为止。

人们当然能利用各种粘合剂以构成不同的层，而尤其是我们使用硅酸钠、硅酸钾、磷酸和磷酸盐类或硅酸酯类时，获得了良好结果。

Claims (6)

1、一种加热元件的制造方法，这种加热元件包含一个绝热耐火材料制的底座，此底座具有显然垂直于其范围的隔壁，这些隔壁在它们之间限定了一条反应通道，在此通道中放置了细粉碎的放热反应性混合物，本方法的特征是包括下列步骤：

使用一至少由两部件组成的模具，其中一个部件具有与所述待成型绝缘层的隔壁对应的壁体部分；

在模具中放入粉末状反应材料；

将模具的一部件相对另一部件移动以压缩所述粉末状反应材料，形成所需的反应通道形状；

使已成型的反应材料与具有壁体部分的模具部件脱离接触；并形成一层耐火材料层包围在已成型的反应材料表面上。

2、如权利要求1所述的方法，其特征是：在使已成型的反应材料与具有壁体部分的模具部件脱离接触后，将所述已成型的反应材料用另一模具部件包围，并将粉末状耐火材料放在此模具部件中的反应材料上，然后将所述粉末状耐火材料压缩在此模具部件中。

3、如权利要求2所述的方法，其特征是：一散热材料层被固定在所述已成型的反应材料、以及已成型部分相对的表面上。

4、如权利要求3所述的方法，其特征是：所述反应材料层在其成型之前首先放置在散热材料的某一面上。

5、如权利要求4所述的方法，其特征是：所述散热材料层形成在两模具部件的相对侧面之间。

6、如权利要求1所述的方法，其特征是该方法还包括提供一反应材料部分的通路，它通过所述反应材料在压缩步骤期间借助一具有一设在模压表面上并可伸入反应材料中的突出部分的冲头进行冲压而获得。

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