CN1809224B - 一种无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法 - Google Patents
一种无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1809224B CN1809224B CN 200610042069 CN200610042069A CN1809224B CN 1809224 B CN1809224 B CN 1809224B CN 200610042069 CN200610042069 CN 200610042069 CN 200610042069 A CN200610042069 A CN 200610042069A CN 1809224 B CN1809224 B CN 1809224B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- core
- molybdenum sheet
- preparation
- spiral coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本发明的无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法，由碳纤维螺旋体和接头两部分组成，在加工制造碳纤维螺旋体时，先将碳纤维浸渍含碳有机溶剂，再以一定螺距缠绕在绝缘支撑芯体上，然后将其在氮气保护炉或真空炉中烧结定型后脱出芯体。接头采用中间有孔的叠压式结构，通过翻折互压并采用点焊封装与碳纤维螺旋体连接，确保接头与无芯碳纤维螺旋体端部接触牢靠。利用本发明可提高碳纤维电热管的结构灵活性，特别适合加工异型加热元件，满足各种高性能高辐射电热辐射管的需求。
Description
技术领域
本发明属于电热设备加热元件领域，特别涉及民用取暖、电热锅炉、低温烘烤设备的碳纤维电加热管的发热体。
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，若利用碳纤维加工制造电加热辐射管特别适合民用取暖，电热锅炉、低温烘烤设备等领域。由于直接用碳纤维本身加工成的加热元件支撑强度较低，必须缠绕在绝缘支撑芯体上才能保持形状，该类型电热管只能加工成直管状，无法制造圆形、梨形、U形等异型电热管，并且由于通电时，先加热支撑芯体，因而导致热响应时间长，加热速度慢，不耐颠簸震荡，限制了该电热元件的使用领域。
发明内容
本发明的目的在于提高碳纤维电热管的结构灵活性，满足各种异型电热管的使用需求。
本发明通过将碳纤维浸渍含碳有机溶剂，在芯体上缠绕成型后，高温烧结定型，制得碳/碳复合材料无芯碳纤维螺旋体。内容包括浸渍含碳有机溶剂的配比，高温烧结的方法，以及碳纤维螺旋体的接头连接。利用本发明的碳纤维螺旋体作为加热体，可开发高性能高辐射电热辐射管。
本发明的无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法，其关键技术在于先将碳纤维浸渍含碳有机溶剂，晾干后以一定螺距缠绕在绝缘支撑芯体上，然后将其在氮气保护或真空炉中烧结定型后脱出芯体，在无芯碳纤维螺旋体端部采用钼片-钼杆-钼片-钼杆四连体结构形式，压装接头。
本发明的无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法，其关键技术在于浸渍用含碳有机溶剂为液体酚醛树脂和酒精的混合液，配比为；
酚醛树脂：5-35％
酒精：95-65％
本发明的无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法，其关键技术在于烧制用的炉型为高纯氮气保护炉或真空炉。用高纯氮气保护炉烧结定型时，烧结温度为700-1300℃，保温时间5-30分钟；利用真空炉烧结定型时，烧结温度为1500-2200℃，保温时间3-10分钟。
本发明的无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法，其关键技术在于与无芯碳纤维螺旋体电热元件接头部分采用顺序结构为钼片4-钼杆3-钼片2-钼杆1的四连体结构，其中钼片4连接碳纤维螺旋体，钼片4为中间带孔的叠压式结构，连接时将钼片4翻折互压，边缘用电焊封装，该结构特点确保钼片与无芯碳纤维螺旋体端部接触良好。
附图说明
本发明结构如附图1所示，由钼杆1，钼片2，钼杆3，钼片4，碳纤维螺旋体5组成。
其中，钼杆1，钼片2，钼杆3，钼片4构成接头四连体，其结构如图2所示，钼杆1与钼片2，钼片2与钼杆3，钼杆3与钼片4彼此焊接在一起。钼片4的结构如图2所示，由端部压片6，第一压片7，开孔8，第二压片9，第三压片10，边缘11六部分有机组合在一起，冲压成型，钼片4与碳纤维螺旋体的端部连接，其连接步骤如图3所示。具体操作是先将碳纤维螺旋体端部***钼片4的开孔8中，如图3所示，翻折第一压片7，压紧碳纤维；再用第一压片的端部压片6与钼片4基体扣紧，翻折第二压片9，紧压在第一压片上，翻折第三压片10，紧压在第二压片9上，再用第三压片的端部翻折与片4基体扣紧，最后在第三压片的边缘11处点焊牢靠。
利用本发明制造碳纤维电热辐射管时，将图1组合体整体装入石英管中，在钼片2处热压真空封装即可。
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。
具体实施方式
[实施例1]
将一束12K碳纤维浸渍在含酚醛树脂5％，酒精95％的有机溶剂中10分钟，取出后晾干，将此束浸渍过有机溶剂的碳纤维以螺距均匀缠绕在外径10毫米的石英管上，将缠好碳纤维的石英管放入高纯氮气保护的炉中加热，温度750℃，保温28分钟，从炉中取出，在氮气保护气氛下冷却至室温后抽出石英管支撑体，便制得定型好的无芯碳纤维螺旋体，按图2方式加工好接头四连体，按照图3步骤与无芯碳纤维螺旋体连接牢靠，即制得可用作碳纤维电热辐射管的加热体，将该加热体再装入石英管，在钼片2处真空热压封装即可制得碳纤维电热辐射管。
[实施例2]
将一束12K碳纤维浸渍在含酚醛树脂20％，酒精80％的有机溶剂中15分钟，取出后晾干，按照实施例1步骤缠绕在石英管支撑芯体上，将缠好碳纤维的石英管放入高纯氮气保护的炉中加热，温度1000℃，保温15分钟，在氮气保护气氛下冷却至室温后抽出石英管支撑体，便制得定型好的无芯碳纤维螺旋体，按图2方式加工好接头四连体，按照图3步骤与无芯碳纤维螺旋体连接良好，即制得可用作碳纤维电热辐射管的加热体，将该加热体再装入石英管，在钼片2处真空热压封装即可制得碳纤维电热辐射管。
[实施例3]
将一束12K碳纤维浸渍在含酚醛树脂35％，酒精65％的有机溶剂中30分钟，取出后晾干，按照实施例1步骤缠绕在Al2O3管支撑芯体上，将缠好碳纤维的Al2O3管放入高纯氮气保护的炉中加热，温度1250℃，保温15分钟，在氮气保护气氛下冷却至室温后抽出Al2O3管支撑，便制得定型好的无芯碳纤维螺旋体，按图2方式加工好接头四连体，按照图3步骤与无芯碳纤维螺旋体连接良好，即制得可用作碳纤维电热辐射管的加热体，将该加热体再装入石英管，在钼片2处真空热压封装即可制得碳纤维电热辐射管。
[实施例4]
将12束1K碳纤维编织成生绳，浸渍在含酚醛树脂15％，酒精85％的有机溶剂中20分钟，取出后晾干，按照实施例1步骤缠绕在氧化锆支撑芯体上，将缠好碳纤维的氧化锆管放入石墨加热体的真空炉中，温度1700℃，保温8分钟，随炉冷却至室温后抽出氧化锆支撑体，便制得定型好的无芯碳纤维螺旋体，按图2方式加工好接头四连体，按照图3步骤与无芯碳纤维螺旋体连接良好，即制得可用作碳纤维电热辐射管的加热体，将该加热体再装入石英管，在钼片2处真空热压封装即可制得碳纤维电热辐射管。
[实施例5]
将3束12K碳纤维加拈合股成绳，浸渍在含酚醛树脂8％，酒精92％的有机溶剂中15分钟，取出后晾干，按照实施例1步骤缠绕在氧化锆支撑芯体上，将缠好碳纤维的氧化锆管放入石墨加热体的真空炉中，温度2100℃，保温4分钟，随炉冷却至室温后抽出氧化锆支撑体，便制得定型好的无芯碳纤维螺旋体，按图2方式加工好接头四连体，按照图3步骤与无芯碳纤维螺旋体连接良好，即制得可用作碳纤维电热辐射管的加热体，将该加热体再装入石英管，在钼片2处真空热压封装即可制得碳纤维电热辐射管。
Claims (2)
1.一种无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法，包括碳纤维螺旋体和接头的制备，其特征在于碳纤维螺旋体的制备方法有以下工艺步骤：
(1)将碳纤维浸渍含碳有机溶剂，该溶剂为液体酚醛树脂和酒精混合液，其配比为：酚醛树脂5-35％，酒精95-65％；
(2)将浸渍含碳有机溶剂的碳纤维晾干后，以一定螺距缠绕在绝缘支撑芯体上，然后在氮气保护炉或真空炉中烧结；
(3)用氮气保护炉烧结定型时，烧结温度为700-1300℃，保温5-30分钟；用真空炉烧结定型时，烧结温度为1500-2200℃，保温3-10分钟；
(4)将烧结定型后的碳纤维脱出芯体。
2.根据权利要求1所述的无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法，其特征在于碳纤维螺旋体的接头采用顺序结构为第一钼片(4)-第一钼杆(3)-第二钼片(2)-第二钼杆(1)的四连体结构，其中第一钼片(4)为中间带孔的叠压式结构，第一钼片(4)连接碳纤维螺旋体，连接时将碳纤维螺旋体端部***第一钼片(4)的开孔(8)中，再将第一钼片(4)翻折互压，边缘用电焊封装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610042069 CN1809224B (zh) | 2006-01-19 | 2006-01-19 | 一种无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610042069 CN1809224B (zh) | 2006-01-19 | 2006-01-19 | 一种无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1809224A CN1809224A (zh) | 2006-07-26 |
| CN1809224B true CN1809224B (zh) | 2010-06-23 |
Family
ID=36840861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610042069 Expired - Fee Related CN1809224B (zh) | 2006-01-19 | 2006-01-19 | 一种无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1809224B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105128359A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-12-09 | 苏州国宇碳纤维科技有限公司 | 一种碳纤维发热管的加工工艺 |
| CN105014992A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-11-04 | 苏州国宇碳纤维科技有限公司 | 碳纤维发热管制作工艺 |
| CN112867185A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-28 | 陕西华东电锅炉制造有限公司 | 一种高强度蓄热式电锅炉电热元件的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2591917Y (zh) * | 2002-12-30 | 2003-12-10 | 李林林 | 碳纤维电热元件 |
| CN1564636A (zh) * | 2004-03-19 | 2005-01-12 | 山东大学 | 低温高辐射碳纤维电热辐射管 |
-
2006
- 2006-01-19 CN CN 200610042069 patent/CN1809224B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2591917Y (zh) * | 2002-12-30 | 2003-12-10 | 李林林 | 碳纤维电热元件 |
| CN1564636A (zh) * | 2004-03-19 | 2005-01-12 | 山东大学 | 低温高辐射碳纤维电热辐射管 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP平7-323492A 1995.12.12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1809224A (zh) | 2006-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1809224B (zh) | 一种无芯碳纤维螺旋体电热元件的制备方法 | |
| CN101389163B (zh) | 工业用大功率碳纤维电热管 | |
| CN201948793U (zh) | 一种电热水壶 | |
| CN101659553A (zh) | 螺旋式碳纤维发热体的制备方法 | |
| CN101880164A (zh) | 半弧形碳纤维发热体的制备方法 | |
| CN201319675Y (zh) | 一种ptc陶瓷电热管 | |
| CN201286177Y (zh) | 工业用大功率碳纤维电热管 | |
| CN206314012U (zh) | 一种新型材料加热装置 | |
| CN201044517Y (zh) | 扁带碳纤维螺旋电热芯节能石英电热管 | |
| CN201444705U (zh) | 碳纤维多芯组合电热线 | |
| CN1937858A (zh) | 耐腐蚀电加热装置 | |
| CN202059607U (zh) | 工业炉用辐射管 | |
| CN201466230U (zh) | 碳纤维与金属导线连接接头 | |
| CN2792077Y (zh) | 一种无支架石英碳丝发热管 | |
| CN208353639U (zh) | 一种高性能发热管装置 | |
| CN2796290Y (zh) | 裸露式电加热元件 | |
| CN205754911U (zh) | 一种热处理炉用电加热器 | |
| CN205754904U (zh) | 一种热处理炉用加热器 | |
| CN202587429U (zh) | 具有高效率的医用盘管加热器 | |
| CN102256396A (zh) | 一种碳纤维发热管 | |
| CN203761604U (zh) | 一种加热炉用电热管 | |
| CN103391651A (zh) | 具有高效率的医用盘管加热器 | |
| CN201781639U (zh) | 新型油扩散泵加热器 | |
| CN106455158A (zh) | 铁氟龙绝缘碳纤维加热线及其制造工艺方法 | |
| CN105848315A (zh) | 一种热处理炉用加热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100623 Termination date: 20200119 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |