CN109168200B - 一种远红外辐射灯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远红外辐射灯的制备方法，属于加热灯领域。所述制备方法包括：在玻璃壳体上预留预留口；将草本植物经过高温无氧煅烧，使草本植物完全碳化后，得到草炭粉；将草炭粉置于水中，得到草炭粉混合液，将草炭粉混合液的pH值调至7；过滤草炭粉混合液，得到中性草炭粉；清洗中性草炭粉；将清洗后的中性草炭粉经过低温无氧煅烧，得到黑粉；在惰性气氛下，分离黑粉中的碳粉，得到纯净的碳粉；将纯净的碳粉进行筛选，得到250～2000目的精细碳粉；在惰性气氛下，将精细碳粉由预留口填充至容纳腔室内；加热预留口，使预留口处的玻璃壳体熔化后封堵预留口。该远红外辐射灯的制备方法制得的远红外辐射灯具有良好的耐热行和较高的热转化率。

Description

一种远红外辐射灯的制备方法

技术领域

本发明涉及加热灯领域，特别涉及一种远红外辐射灯的制备方法。

背景技术

远红外辐射灯采用透明或半透明石英玻璃作为外壳，外壳内部设有发热器。远红外辐射灯可产生远红外辐射线谱，远红外辐射线谱有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，它易被物体吸收并转化为物体的内能。

常用的远红外辐射灯的发热器为碳晶电热板，碳晶电热板通过电后，其中的丙烯腈基碳纤维发热，其发热原理为半导体发热，由于丙烯腈基碳纤维的玻璃化温度在90℃左右，因此，该碳晶电热板极不耐热，同时，热转化率非常低。不能用于几百摄氏度的高温场合的取暖或加热。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种远红外辐射灯的制备方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种远红外辐射灯的制备方法，所述制备方法包括：

在玻璃壳体上预留预留口，预留口与玻璃壳体上开设的容纳腔室连通；

将草本植物经过高温无氧煅烧，使所述草本植物完全碳化后，得到草炭粉；

将所述草炭粉置于水中，得到草炭粉混合液，将所述草炭粉混合液的pH值调至7；

过滤所述草炭粉混合液，得到中性草炭粉；

清洗所述中性草炭粉；

将清洗后的所述中性草炭粉经过低温无氧煅烧，去除水分，得到黑粉；

在惰性气氛保护下，分离所述黑粉中的碳粉，得到纯净的碳粉；

将所述纯净的碳粉进行筛选，得到250～2000目的精细碳粉；

在惰性气氛下，将所述精细碳粉由所述预留口填充至所述容纳腔室内；

加热所述预留口，使所述预留口处的玻璃壳体熔化后封堵预留口；

将发热件固定在密封件的一端上；

将所述玻璃壳体罩设在所述发热件外并固定在所述密封件的侧壁上。

具体地，将所述玻璃壳体固定在所述密封件上，使所述玻璃壳体与所述密封件形成密封腔室，向所述密封腔室内充入惰性气体。

具体地，将所述玻璃壳体固定在所述密封件上，使所述玻璃壳体与所述密封件形成密封腔室，将所述密封腔室抽真空，使所述密封腔室内的压力小于100Pa。

具体地，在所述预留口封堵前，向所述容纳腔室内充入惰性气体。

具体地，所述预留口封堵后，将所述容纳腔室抽真空，使所述容纳腔室内的压力小于100Pa。

具体地，清洗所述中性草炭粉的方法包括：将所述中性草炭粉先用去离子水清洗后，再用无水乙醇进行超声清洗。

具体地，所述高温无氧煅烧的温度为400～500℃，所述低温无氧煅烧的温度为120～220℃。

具体地，所述草本植物为棉花和秸秆中的至少一种。

具体地，所述惰性气氛为氩气气氛或氦气气氛。

具体地，所述分离黑粉中的碳粉的方法包括：先将所述黑粉通过粉碎机粉碎，然后将粉碎后的所述黑粉经过旋风分离器分离得到纯净的所述碳粉。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供的远红外辐射灯的制备方法，采用该制备方法制得的远红外辐射灯利用发热件将碳粉加热，碳粉发出远红外线，用于加热或取暖，本采用草本植物制备的碳粉可以使该远红外辐射灯可长期在500～1000℃的温度下正常工作，碳粉通过草本植物制得，这使得碳粉的远红外线的辐射频率和波长与自然界草本植物燃烧所释放的远红外线的辐射频率和波长相同，产生的取暖效果和烤木炭火一样。同时，该制备方法制备的碳粉纯度高，且该碳粉的颗粒大小适合吸收和发射远红外线，将该碳粉置于玻璃壳体的容纳腔室内，发热件高温时产生的可见光(非红外线)不能穿透碳粉，这使得可见光的光能也不会浪费，所有的能量都被碳粉吸收，这可使该远红外辐射灯吸热更快，且具有较高的热转化率，由于碳粉能够快速吸热，使得整个远红外辐射灯能够快速升温，且碳粉是自然界中理想的黑体，其能够提高远红外辐射灯的辐射能力，使远红外辐射灯的传热速度更快、热转化率更高；碳粉耐高温，这使得远红外辐射灯具有良好的耐高温的特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的远红外辐射灯的结构示意图。

图中：1、玻璃壳体；2、密封件；3、发热件；4、碳粉；a、密封腔室；b、容纳腔室；5、反射层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种远红外辐射灯的制备方法，其中远红外辐射灯的结构如图1所示，该远红外辐射灯包括玻璃壳体1、密封件2和发热件3，玻璃壳体1密封固定在密封件2的侧壁上，且玻璃壳体1与密封件2形成密封腔室a，发热件3布置在密封腔室a内并固定在密封件2的一端上，玻璃壳体1上开设有容纳腔室b，容纳腔室b内设置有碳粉4。该制备方法包括：

在玻璃壳体1上预留预留口(图中未示)，预留口与玻璃壳体1上开设的容纳腔室b连通。在实现时，预留口可以为玻璃壳体1上向外延伸的通道，且该通道与容纳腔室b连通。

将草本植物经过高温无氧煅烧，使草本植物完全碳化后，得到草炭粉；高温无氧煅烧可以采用连续循环炭窑炉进行。具体地，高温无氧煅烧的温度可以为400～500℃，煅烧至重量不再改变为止。

将草炭粉置于去离子水中，得到草炭粉混合液，将草炭粉混合液的pH值通过弱碱或者弱酸调至7，去除草炭粉可能残存的草酸及无机盐；

过滤草炭粉混合液，得到中性草炭粉；过滤时去除草炭粉混合液中的液体，保留固体物质，即得到中性草炭粉，过滤可以采用滤纸、过滤网或过滤器等。

清洗中性草炭粉；

将清洗后的中性草炭粉经过低温无氧煅烧，去除水分，得到黑粉；具体地，该低温无氧煅烧的温度可以为120～220℃，煅烧至重量不再改变为止。

在惰性气氛下，分离黑粉中的碳粉，得到纯净的碳粉；惰性气氛可以为氩气气氛或氦气气氛。将纯净的碳粉进行筛选，得到250～2000目的精细碳粉；

在惰性气氛保护下，将精细碳粉由预留口填充至容纳腔室b内；该惰性气氛可以为氩气气氛或氦气气氛。填充时可将碳粉充满容纳腔室b内并压实。

加热预留口，使预留口处的玻璃壳体1熔化后封堵预留口；

将发热件3固定在密封件2的一端上；

将玻璃壳体1罩设在发热件3外并固定在密封件2的侧壁上。在实现时，玻璃壳体1可以采用耐热玻璃。优选地，玻璃壳体1可以采用石英透明玻璃或95号透明玻璃制成，这使得玻璃壳体1具有良好的耐热性。玻璃壳体1的横截面可以为矩形、圆弧形或椭圆形。密封件2可以为圆柱型，密封件2可以是陶瓷绝缘体材料，发热件3可用含Ti的焊剂焊在密封件2上，发热件3可以与玻璃壳体1外的电路(图中未示)连接。

具体地，位于密封腔室a的密封件2上可以设置反射层5，反射层5用于将光能和热能反射回密封腔室a内，反射层5可以为银白反射层或反射膜。其中，银白反射层可以包括：银层、钢层、铂层、镍层和铝层中的至少一种。在实现时，银白反射层可以为单层，也可以为复合层。在本实施例中，银白反射层可以通过电镀(如银层、铂层、镍层和铝层)或粘接(如铂层)等方式附着在密封件2上。

在本实施例中，将草炭粉混合液的pH值调至7，这样能够将溶解掉草炭粉混合液中的草酸及无机盐，这样能够避免草酸及无机盐影响制备的碳粉的性能。

具体地，将玻璃壳体1焊接固定在密封件2上，使玻璃壳体1与密封件2形成密封腔室a，向密封腔室a内充入惰性气体。远红外辐射灯在工作时，其发热件3处于在高温发热的环境中，排出密封腔室a内的氧气，这样能够避免发热件3因发生氧化而失效，惰性气体的存在有利于发热件3将温度通过热对流和热辐射形式传递到玻璃壳体1上。

具体地，将玻璃壳体1固定在密封件2上，使玻璃壳体1与密封件2形成密封腔室a，将密封腔室a抽真空，使密封腔室a内的压力小于100Pa。远红外辐射灯在工作时，其发热件3处于在高温发热的环境中，密封腔室a抽真空，这样能够避免发热件3因发生氧化而失效。

具体地，在预留口封堵前，向容纳腔室b内充入惰性气体。

具体地，预留口封堵后，将容纳腔室b抽真空，使容纳腔室b内的压力小于100Pa。

具体地，草本植物可以为棉花和秸秆中的至少一种。

具体地，当草本植物为棉花时，棉花的主要成分是纤维素，纤维素中富含丰富的碳，将草本植物选取为棉花能够提高碳粉的得率。同时，通过棉花制成的碳粉的所发出的远红外线的发射频率和吸收频率与自然界棉花燃烧所发出的远红外线的发射频率和吸收频率相同。

具体地，当草本植物为秸秆时，通过秸秆制成的碳粉的所发出的远红外线的发射频率和吸收频率与自然界秸秆燃烧所发出的远红外线的发射频率和吸收频率相同。

进一步地，当草本植物为棉花和秸秆混合物时，使得该远红外辐射灯能够同时具有两者的效果。

具体地，清洗中性草炭粉的方法包括：将中性草炭粉先用去离子水清洗后，再用无水乙醇进行超声清洗。这样能够保证中性草炭粉的纯度。

具体地，分离黑粉中的碳粉的方法包括：先将黑粉通过粉碎机粉碎，然后将粉碎后的黑粉经过旋风分离器利用旋风法分离得到纯净的碳粉。在实现时，旋风分离器可选用参数为：操作压力1MPa，进气速度10m/s。利用不同物质比重的不同，旋风分离器能够在相同的风力下，将不同组分吹至不同的距离，从而实现不同组分的分离目的，经过收集可得到纯净的碳粉。

本发明实施例提供的远红外辐射灯的制备方法，采用该制备方法制得的远红外辐射灯利用发热件将碳粉加热，碳粉发出远红外线，用于加热或取暖，本采用草本植物制备的碳粉可以使该远红外辐射灯可长期在500～1000℃的温度下正常工作，碳粉通过草本植物制得，这使得碳粉的远红外线的辐射频率和波长与自然界草本植物燃烧所释放的远红外线的辐射频率和波长相同，产生的取暖效果和烤木炭火一样。同时，该制备方法制备的碳粉纯度高，且该碳粉的颗粒大小适合吸收和发射远红外线，将该碳粉置于玻璃壳体的容纳腔室内，发热件高温时产生的可见光(非红外线)不能穿透碳粉，这使得可见光的光能也不会浪费，所有的能量都被碳粉吸收，这可使该远红外辐射灯吸热更快，且具有较高的热转化率，由于碳粉能够快速吸热，使得整个远红外辐射灯能够快速升温，且碳粉是自然界中理想的黑体，其能够提高远红外辐射灯的辐射能力，使远红外辐射灯的传热速度更快、热转化率更高；碳粉耐高温，这使得远红外辐射灯具有良好的耐高温的特性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种远红外辐射灯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

在玻璃壳体上预留预留口，所述预留口与玻璃壳体上开设的容纳腔室连通；

将草本植物经过高温无氧煅烧，使所述草本植物完全碳化后，得到草炭粉；

将所述草炭粉置于水中，得到草炭粉混合液，将所述草炭粉混合液的pH值调至7；

过滤所述草炭粉混合液，得到中性草炭粉；

清洗所述中性草炭粉；

将清洗后的所述中性草炭粉经过低温无氧煅烧，去除水分，得到黑粉；

在惰性气氛下，分离所述黑粉中的碳粉，得到纯净的碳粉；

将所述纯净的碳粉进行筛选，得到250～2000目的精细碳粉；

在惰性气氛保护下，将所述精细碳粉由所述预留口填充至所述容纳腔室内；

加热所述预留口，使所述预留口处的玻璃壳体熔化后封堵预留口；

将发热件固定在密封件的一端上；

将所述玻璃壳体罩设在所述发热件外并固定在所述密封件的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述玻璃壳体固定在所述密封件上，使所述玻璃壳体与所述密封件形成密封腔室，向所述密封腔室内充入惰性气体。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述玻璃壳体固定在所述密封件上，使所述玻璃壳体与所述密封件形成密封腔室，将所述密封腔室抽真空，使所述密封腔室内的压力小于100Pa。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述预留口封堵前，向所述容纳腔室内充入惰性气体。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预留口封堵，使所述容纳腔室内的压力小于100Pa。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，清洗所述中性草炭粉的方法包括：将所述中性草炭粉先用去离子水清洗后，再用无水乙醇进行超声清洗。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温无氧煅烧的温度为400～500℃，所述低温无氧煅烧的温度为120～220℃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述草本植物为棉花和秸秆中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气氛为氩气气氛或氦气气氛。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离黑粉中的碳粉的方法包括：先将所述黑粉通过粉碎机粉碎，然后将粉碎后的所述黑粉经过旋风分离器分离得到纯净的所述碳粉。

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