RU2088049C1 - Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа - Google Patents
Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088049C1 RU2088049C1 RU95120034A RU95120034A RU2088049C1 RU 2088049 C1 RU2088049 C1 RU 2088049C1 RU 95120034 A RU95120034 A RU 95120034A RU 95120034 A RU95120034 A RU 95120034A RU 2088049 C1 RU2088049 C1 RU 2088049C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistive element
- cement
- electric heater
- fluoroplastic
- binder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа содержит резистивный элемент из углеродного материала, пропитанного цементом или цементом с фторопластовым латексом, электроизоляционные слои, покрывающие резистивный элемент с обеих сторон, выполненные из стеклоткани с фторопластовым покрытием и токопроводящие контакты, которые электролитически соединены с резистивным элементом. В цемент или цемент с фторопластовым латексом может быть дополнительно введен политетрафторэтилен, что придает большую гибкость нагревательному элементу, либо введено связующее, выполненное с микропористой структурой и пропитанное силиконовым маслом, что повышает коэффициент теплопроводности. Электролитическое соединение выполнено путем высаживания по торцевой поверхности резистивного элемента слоя меди способом контактного восстановления. Электронагреватель обеспечивает стабильную эксплуатацию при удельной мощности нагрева более 1,0-1,5 кВт/м2. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротермии, а именно к электронагревателям поверхностного типа.
Известны плоские электронагреватели на основе углепластиков. Такие электронагреватели обладают хорошей механической прочностью, химически стойки, легкие, характеризуются высокой теплостойкостью.
Однако при удельной мощности нагрева выше 1,0-1,5 кВт/м2 углепластик в дефектных местах под воздействием кислорода воздуха быстро прогревают, что ограничивает срок работы электронагревателя.
Прототипом предлагаемого изобретения является гибкий электронагревательный элемент, содержащий плоский резистивный элемент из неметаллического материала, например, графита со связующим (термореактивной смолы), токопроводящие контакты и электроизоляционные слои, покрывающие разистивный элемент с обеих сторон.
Однако такой электронагревательный элемент, аналогично предыдущим аналогам быстро выходят из строя при удельной мощности нагрева 1,0 кВт/м2 в связи с прогоранием резистивного элемента под воздействием кислорода воздуха в дефектных местах и в области соединения резистивного элемента с металлическими электроподводящими контактами. Применяемые способы соединения путем приклеивания, сшивания, прижимания металлических электроподводящих пластин к резистивному элементу не позволяет обеспечить надежные качественные контакты. В этих контактных зонах или по их периметру в связи с неравномерной электропроводностью происходит выгорание резистивного элемента, что выводит из строя электронагреватель.
Эти недостатки исключены в предлагаемом гибком электронагревателе поверхностного типа (КГЭПТ), включающем плоский резистивный элемент из неметаллического материала, например графита со связующим, электроподводящие контакты и электроизоляционные слои, покрывающие резистивный элемент с обеих сторон, при этом электроизоляционные слои выполнены из минеральной (волокнистой или фибрилярной) основы, резистивный элемент из углеродного нетканого материала пропитан минеральным или минерально-полимерным связующим (цемент или фторопластовый латекс), а токоподводящие металлические контакты имеют сварное (электролитическое) соединение с резистивным элементом.
Для придания большей гибкости КГЭПТ в минеральное или минерально-полимерное связующее введена полимерная термостойкость добавка, например ПТФЭ (тефлон).
Кроме того, для повышения коэффициента теплопроводности и коэффициента теплопередачи, увеличивающих теплосъем с изделия, минеральное или минерально-полимерное связующее выполнено с микропористой структурой и пропитано термостойким жидким теплоносителем, например силиконовым маслом.
Качественное сварное (электролитическое) соединение электроподводящих контактов с углеродным нетканым материалом выполнено путем наложения металлических, например медных пластин с обеих сторон углеродного нетканого материала, погружения контактных зон в электролизер, при этом катодом должна являться электроподводящая полоса металла, анодом растворимая пластина, а углеродный нетканый материал, заключенный между ними, является вторичным катодом с переменными электрическими характеристиками.
На чертеже изображен продольный разрез КГЭПТ, который включает резистивный элемент 1, выполненный из углеродного нетканого материала. В данном случае использована лента из углеродного нетканого материала ЛУ-2 плотностью (развес) 214 г/м2, с площадным электросопротивлением R 7,4 Ом и условной толщиной 2,5 3,0 мм.
Резистивный элемент 1 пропитан минеральным или минерально-полимерным связующим 2, например связующим низкой водопотребности (ВНВ-30, ВНВ-50) или фторопластовым латексом (суспензией Ф-4Д). На концевых участках резистивного элемента 1 закреплены электроподводящие контакты 3, например из медной фольги толщиной 0,05 мм. Зоны крепления 4 электроподводящих контактов 3 представляют собой сварное (электролитическим способом) соединения. Поверхности резистивного элемента 1 армированы пластинами 5 электроизоляционного материала на волокнистой или фибрилярной основе, например стеклоткань марки Э0062 толщиной 0,04-0,08 мм с нанесенным фторопластовым покрытием.
Применяемые в конструкции КГЭПТ указанные минеральные или минерально-полимерные связующие и теплостойкий жидкий теплоноситель обеспечивают изделию абсолютную негорючесть, высокую геометрическую стабильность в режиме нагрев-охлаждение, высокие коэффициенты теплопроводимости и теплопередачи, высокую прочность на сжатие.
Полимерная термостойкая добавка в минеральное связующее обеспечивает изделию повышенную гибкость.
Изготовление предлагаемого КГЭПТ осуществляется следующим образом. Из углеродного материала вырезают требуемых размеров и формы куски. На участки электроподводящих зон с обеих сторон накладывают металлические пластины, например из медной фольги, которая будет служить электроподводящим контактом, а с противоположной стороны медную пластину толщиной 0,1-0,3 мм, которая будет являться растворимым материалом в пределах площади наложенных металлических пластин помещают в обойму из жестких электроизолирующих материалов, например из оргстекла, снабженную собственными электроподводящими контактами. Сжимают до требуемой толщины (в данном Случае от 2,5 до 1,0 мм) соединяемые материалы путем, например винтового прижима. Обойму с соединяемыми материалами погружают в электролизер. В качестве электролизера может быть использован, например 20% -ный водный раствор сульфата меди, содержащий 5 вес. серной кислоты. Электролизер осуществляют при комнатной температуре и плотности тока 50-75 А/дм2 в течение двух часов. В результате электролизера и переноса микрочастиц меди с анодной медной пластины на соединяемые материалы (эффект электроосаждения) образуется качественное соединение пластины из медной фольги с углеродным нетканым материалом. После извлечения из электролизера указанных соединяемых материалов и промывки зоны контакта водой пластина из медной фольги может служить контактом для последующего подсоединения путем пайки электропроводов для изготовления нагревательных элементов. Аналогично изготовляют второй электроконтакт. Для сокращения времени на изготовление электроконтактов возможно одновременное изготовление двух контактных зон, а в обойму для электролизера возможно закладывать до сорока контактных зон. В этом случае электролиз эффективнее проводить при сверхбольших плотностях тока (500-750 А/дм2) переменной полярности, например через каждые 10 мин на 0,5 мин. Полученные таким образом электроконтакты обладают высокой надежностью, качеством и равномерной электропроводностью, что в значительной степени определяет срок и режим эксплуатации нагревательных элементов.
После этого резистивный элемент пропитывают минеральным или минерально-полимерным связующим. В качестве минерального связующего используют активированный цемент (вяжущее низкой водопотребности типа ВНВ-30, ВНВ-50). Минерально-полимерное связующее включает ВНВ с добавкой латекса (фторопластовой суспензии марки Ф-4Д). Накладывают с обеих сторон резистивного элемента стеклоткань и осуществляют прессование при давлении 1,5-3,0 атм. и температуре 120-140oC в течение 30-60 мин. На стеклоткань может быть нанесено, например фторопластовое покрытие, обеспечивающее антиадгезионные свойства, или другие покрытия. Для повышения гибкости изделия в минеральное или минерально-полимерное связующее может быть добавлена термостойкая добавка типа ПТФЭ (тефлон), а микропористая структура связующего может быть нанесена термостойким жидким теплоносителем, например силиконовым маслом или кремнийорганической жидкостью марки сополимер 5.
Предлагаемый КГЭПТ с рабочей площадью 36 см2 испытывался в пусковом режиме при пусковом токе 2,2 А, напряжении 19 В и мощности 40 Вт, начальной температуры 110oC, равновесной температуры 160oC. В этом режиме образец выдерживался 7 ч, обеспечивая удельную мощность нагрева 11 кВт/м2, после чего был переведен в рабочий режим с параметрами: ток 1,35 А, напряжение 12,5 В, мощность 16,8 Вт, температура рабочая 110oC, обеспечивая удельную мощность 4,7 кВт/м2 в течение 30 суток без видимых изменений.
Предлагаемый КГЭПТ может быть применен в качестве электронагревательных элементов технологического оборудования, например форм для изготовления бетонных и железобетонных изделий, бытовых электронагревательных приборов (утюги, камины) и других изделий с нагревательной поверхностью любой формы и прецизионной точностью.
Claims (4)
1. Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа, содержащий плоский резистивный элемент из углеродного материала, пропитанного связующим, электроизоляционные слои, покрывающие резистивный элемент с обеих сторон, токоподводящие металлические контакты, установленные по торцам нагревателя, отличающийся тем, что резистивный элемент выполнен из нетканого углеродного материала, пропитанного цементом или цементом с фторопластовым латексом, электроизоляционные слои выполнены из стеклоткани с фторопластовым покрытием, а токоподводящие металлические контакты имеют электролитическое соединение с резистивным элементом.
2. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что связующее дополнительно содержит политетрафторэтилен.
3. Электронагреватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что связующее выполнено с микропористой структурой и пропитано силиконовым маслом.
4. Электронагреватель по пп.1 3, отличающийся тем, что электролитическое соединение выполнено путем высаживания по торцевой поверхности резистивного элемента слоя меди способом катодного восстановления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120034A RU2088049C1 (ru) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120034A RU2088049C1 (ru) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2088049C1 true RU2088049C1 (ru) | 1997-08-20 |
RU95120034A RU95120034A (ru) | 1997-11-10 |
Family
ID=20174177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95120034A RU2088049C1 (ru) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2088049C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010008449A1 (de) | 2010-02-18 | 2011-08-18 | Slawinski, Alexander, 35041 | Infrarot-Wandflächenheizung mit flexiblem Heizgewebe |
RU186789U1 (ru) * | 2018-08-06 | 2019-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод ССТ Теплые Полы" | Гибкий электронагреватель |
DE102018131205A1 (de) | 2018-12-06 | 2020-06-10 | Alexander Slawinski | Geschützte Infrarot-Wandflächenheizung mit flexiblem Heizgewebe |
-
1995
- 1995-11-27 RU RU95120034A patent/RU2088049C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент Франции N 2171335, кл. H 05 B 3/34, 1973. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010008449A1 (de) | 2010-02-18 | 2011-08-18 | Slawinski, Alexander, 35041 | Infrarot-Wandflächenheizung mit flexiblem Heizgewebe |
RU186789U1 (ru) * | 2018-08-06 | 2019-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод ССТ Теплые Полы" | Гибкий электронагреватель |
DE102018131205A1 (de) | 2018-12-06 | 2020-06-10 | Alexander Slawinski | Geschützte Infrarot-Wandflächenheizung mit flexiblem Heizgewebe |
WO2020115268A1 (de) | 2018-12-06 | 2020-06-11 | Alexander Slawinski | Geschützte infrarot-wandflächenheizung mit flexiblem heizgewebe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1261931A (en) | Electrical devices containing conductive polymers | |
US4339322A (en) | Carbon fiber reinforced fluorocarbon-graphite bipolar current collector-separator | |
US4518661A (en) | Consolidation of wires by chemical deposition and products resulting therefrom | |
US4293763A (en) | Electrically insulated resistance heater | |
US7069641B2 (en) | Method for preparing composite materials of a positive temperature coefficient thermistor | |
RU2088049C1 (ru) | Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа | |
US3459924A (en) | Electrical open cell heating element | |
US4631118A (en) | Low resistance collector frame for electroconductive organic, carbon and graphitic materials | |
US2762724A (en) | Insulated porous aluminum strip | |
JPS5952713B2 (ja) | 電気化学セル用の隔離板組立体とこの隔離板組立体を使用したセル | |
EP3491176A1 (en) | Cathode current collector/connector for a hall-heroult cell | |
NO303160B1 (no) | Ledende oppvarmingsenhet, og fremgangsmÕte for fremstilling av samme | |
NO166544B (no) | Ikke-sintret metallisk belagt non-woven fibermatte. | |
CA1298338C (en) | Positive temperature coefficient thermistor heating pad | |
KR20060034970A (ko) | 면상발열체의 제조방법 및 이에 의한 면상발열체 | |
RU95120034A (ru) | Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа | |
US4169021A (en) | Method for producing tubular metallized cloth belts and tubular belts obtained by said method | |
KR102095874B1 (ko) | 탄소 전극을 포함한 도금식 중금속 석출 장치 | |
JPH10165311A (ja) | 誘導発熱体 | |
DK150836B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af en integreret carbon/isolatorstruktur og elektrokemisk element indeholdende en saadan struktur | |
US5092974A (en) | Electrode and method for compressive and electro-osmotic dehydration | |
JPS61127883A (ja) | 複極仕切板の製造方法 | |
RU2221353C1 (ru) | Электронагревательный элемент | |
RU2112084C1 (ru) | Способ неразъемного соединения пористых, ячеистых, волокнистых материалов с металлами и сплавами | |
JPS5935696A (ja) | ニツケル多孔体の製造方法 |