CN1564636A - 低温高辐射碳纤维电热辐射管 - Google Patents

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CN1564636A CN 200410023754 CN200410023754A CN1564636A CN 1564636 A CN1564636 A CN 1564636A CN 200410023754 CN200410023754 CN 200410023754 CN 200410023754 A CN200410023754 A CN 200410023754A CN 1564636 A CN1564636 A CN 1564636A
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resisting steel
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朱波
王成国
蔡华甦
王延相
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Shandong University
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Shandong University
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Abstract

本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管，其加热元件是螺旋缠绕在绝缘骨架上的碳纤维，接头为带有密封端部的螺纹耐热钢接头，加热元件整体封闭在涂有红外辐射涂料的石英管内，石英管内充填高纯度惰性气体或抽真空。本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管具有电热转化效率高，热辐射能力强，安装方便，使用寿命长等特点，特别适合在低温烘烤加热设备中。

Description

低温高辐射碳纤维电热辐射管
(一)技术领域
本发明属于电热设备加热元件领域，特别涉及低温烘烤加热设备的电热辐射管。
(二)背景技术
电热是应用最为广泛的加热形式，电热元件是加热设备的关键部件。当前应用最为广泛的加热元件为电阻丝供电加热，因加热温度不同，加热元件分高温、中温和低温三种类型。在低温状态下，多用电阻丝通电加热，由于电阻丝表面温度高，黑度小，并且加热时发出可见光，热效率低，电热元件表面负荷率高，寿命短，特别是接头部位容易氧化断脱。
目前低温辐射管加热元件主要采用电阻丝，外部配以耐热钢保护套保护电阻丝，但由于于电阻丝本身特性所限，热效率转化较低。
碳纤维本身为含炭量95％以上的纤维材料，自身接近绝对黑体，热转化效率和热辐射效率极高，同时，碳纤维还具有高强度，高模量，耐高温，耐腐蚀等诸多优异性能，因而利用碳纤维加工制造的辐射管特别适合汽车烤漆、低温烘道等低温加热设备的应用。
(三)发明内容
针对当前低温电热元件的不足，本发明采用碳纤维作为加热体，开发高性能低温高辐射电热辐射管，目的在于提高热辐射效率，降低能耗。
本发明的主要内容包括低温高辐射碳纤维电热辐射管的结构形式，接头加工方法及其结构形式和辐射管外部套管的结构。
本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管，其关键技术在于本发明由电热元件主体和外部套管组成，电热元件主体是端部镶嵌螺纹耐热钢接头的螺旋沟槽绝缘体骨架，绝缘体骨架上缠绕碳纤维，接头密封端部与外部套管端部密闭封装，套管内部充填惰性气体或抽真空。
本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管，其接头关键技术是在加工时先将缠绕在绝缘体骨架上的碳纤维两端缠绕在螺纹耐热钢接头上，缠绕部分外侧包覆导电粉料并固化成型作为密封端部，辐射管与外部电源线通过耐热钢接头用螺母压紧连接。
本发明的低温高辐射能力碳纤维电热辐射管，其外部套管采用石英管，石英管壁上涂敷有红外辐射涂料，石英管端部与加热元件主体密封端部用高温粘结剂密闭封装。
本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管具有电热转化效率高，热辐射能力强，安装方便，使用寿命长等特点，特别适合低温红外辐射加热。
(四)附图说明
本发明结构如附图所示，由涂敷有红外辐射涂料的石英管1，绝缘体骨架2，碳纤维3，接头密封端部4，螺纹耐热钢接头5组成。
绝缘体骨架2上有螺旋沟槽，绝缘体骨架2两端镶嵌螺纹耐热钢接头5，作为发热体的碳纤维3缠绕在绝缘体骨架2上，碳纤维3两端头缠绕在螺纹耐热钢接头5上，缠绕部分外侧包覆导电粉料并固化形成接头密封端部4，接头密封端部4与涂敷有红外辐射涂料的石英管1的两端部用高温粘结剂密闭封装，石英管1内部填充高纯度惰性气体或抽真空。螺纹耐热钢接头5上带有标准螺纹，通过螺母与外部电源线连接。
本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管在加工制造时，先将碳纤维电热元件主体连同接头做好，再将石英管涂敷红外辐射涂料并处理妥当，然后将两者装配起来便制得辐射管。
本发明的接头形式简单，易于固定，接触良好，不易松脱，操作方便，是一种既方便又可靠的连接方式。
(五)具体实施方式
实施例1：将一束12K碳纤维缠绕在带有螺旋形沟槽的Al2O3绝缘体骨架上，绝缘体骨架的两端镶嵌螺纹耐热钢接头，缠绕于绝缘骨架上的碳纤维两端部缠绕固定在螺纹耐热钢接头上，外侧用导电粉料包覆并加温固化，形成电热元件主体，将石英管表面涂敷红外辐射涂料，将制得的碳纤维电热元件主体放入其中，充入高纯度惰性气体氦气，用高温粘结剂封闭端部，即制得本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管。
实施例2：将一束12K和6K碳纤维混编后缠绕在带有螺旋形沟槽的Al2O3绝缘体骨架上，绝缘体骨架的两端镶嵌螺纹耐热钢接头，缠绕于绝缘骨架上的碳纤维两端部缠绕固定在螺纹耐热钢接头上，外侧用导电粉料包覆并加温固化，形成电热元件主体，将石英管表面涂敷红外辐射涂料，将制得的碳纤维电热元件主体放入其中，用高温粘结剂封闭端部，将石英管内部抽真空后熔闭抽气口，即制得本发明的低温高辐射碳纤维电热辐射管。

Claims (3)

1、低温高辐射碳纤维电热辐射管由电热元件主体和外部套管组成，其特征是电热元件主体是缠绕有碳纤维的带有螺旋沟槽的绝缘体骨架，绝缘体骨架端部镶嵌螺纹耐热钢接头，接头密封端部与外部套管端部密闭封装，套管内部充填惰性气体或抽真空。
2、根据权利要求书1所述的低温高辐射碳纤维电热辐射管，其接头特征是缠绕在绝缘体骨架上的碳纤维两端缠绕在螺纹耐热钢接头上，缠绕部分外侧包覆导电粉料并固化成型作为密封端部，辐射管与外部电源线通过耐热钢接头用螺母压紧连接。
3、根据权利要求书1所述的低温高辐射碳纤维电热辐射管，其特征是外部套管采用石英管，石英管壁上涂敷有红外辐射涂料，石英管端部与加热元件主体密封端头用高温粘结剂密闭封装。
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