CN208445772U - 一种石墨烯电热膜防冻除冰装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种石墨烯电热膜防冻除冰装置，属于防冻技术领域。其包括防水层、导电桩、石墨烯发热层、导电线和基体层；所述基体层上设有石墨烯发热层，石墨烯发热层两侧均设有导电桩；所述导电桩与导电线连接；所述石墨烯发热层上端还设有防水层。本实用新型通过石墨烯导电膜的发热，对装置周边的水域进行防冰或融冰。此除冰装置安装在大坝或闸门面板迎水面，通过控制电压高低调整输出功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石墨烯电热膜防冻除冰装置，具体涉及一种用于大坝、闸门防冻除冰的石墨烯电热膜装置，属于防冻技术领域。
背景技术
在严寒地区冰冻期，大坝闸门受到坝前冰荷载作用，会发生变形，可能导致闸门漏水、铰支座裂损，造成闸门损坏事故。也可能因为需正常泄洪的闸门因冰冻而无法开启。严重影响排涝或调水。为此，冰冻期需开启的表孔闸门，为保证能正常开启，闸门前冰盖上应保持一条不结冰的水域或水缝。
目前的解决方法主要有冰盖开槽法、压缩空气吹泡法、压力水射流法和电热法，这些方法各有特点。
冰盖开槽法劳动强度大，而且有一定的危险性。
压缩空气吹泡法、压力水射流法主要起防冰作用，而对除冰效果不明显。因此需在结冰期间连续工作而不能间断，因此耗电量大，但凡设备、管路难免使用过程中会发生故障，修复期间若产生较厚冰层，开启则效果较差。
目前使用最多电热法，其加热元件为镍铬合金。电热元件埋设在闸门内，一旦电热元件发生损坏，需重新制作闸门。
总体来说，为了保证严寒冰冻期大坝闸门的安全可靠运行，有必要研究一种切实可行、环保高效的大坝闸门除冰装置。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述不足之处，提供一种石墨烯电热膜防冻除冰装置，其解决了现有技术中存在的问题，突破大坝闸门防除冰的技术难题。
本实用新型的技术方案，一种石墨烯电热膜防冻除冰装置，包括防水层、导电桩、石墨烯发热层、导电线和基体层；所述基体层上设有石墨烯发热层，石墨烯发热层两侧均设有导电桩；所述导电桩与导电线连接；所述石墨烯发热层上端还设有防水层。
所述基体层为PET薄膜。
所述石墨烯发热层采用石墨烯导电浆料涂覆而成，厚度为15-20μm。
所述防水层采用的材料为聚氨酯。
所述防水层与基体层采用热合的方式形成环氧玻纤层合板结构。
所述导电桩具体为紫铜条，数量为两条，位于石墨烯发热层的两侧。
所述石墨烯发热层长度大于防水层。
所述的石墨烯电热膜采用石墨烯导电浆料涂覆，厚度控制在15-20μm，方阻最低可控制在20Ω/sq以下。所述的石墨烯基导电碳浆为以导电碳黑为原料，向其中添加石墨烯混合制备而成，增加了碳浆的导电性，制备的浆料内阻小，传热性能好，粒度分布均匀，易于涂覆。
所述的绝缘防水层采用PET薄膜，既起到防水作用，又对发热层起到保护作用。
所述基体层与绝缘防水层采用热合的方法，形成绝缘的发热体。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过石墨烯导电膜的发热，对装置周边的水域进行防冰或融冰。此除冰装置安装在大坝或闸门面板迎水面，通过控制电压高低调整输出功率。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
附图标记说明：1、防水层；2、导电桩；3、石墨烯发热层；4、导电线；5、集体层。
具体实施方式
以下实施例中所述石墨烯导电浆料自常州烯晨新材料科技有限公司。
实施例1
如图1所示，一种石墨烯电热膜防冻除冰装置，包括防水层1、导电桩2、石墨烯发热层3、导电线4和基体层5；所述基体层5上设有石墨烯发热层3，石墨烯发热层3两侧均设有导电桩2；所述导电桩2与导电线4连接；所述石墨烯发热层3上端还设有防水层1。
所述基体层5为PET薄膜。
所述石墨烯发热层3采用石墨烯导电浆料涂覆而成，厚度为15-20μm。
所述防水层1采用的材料为聚氨酯。所述防水层1与基体层5采用热合的方式形成环氧玻纤层合板结构。
所述导电桩2具体为紫铜条，数量为两条，位于石墨烯发热层3的两侧。
所述石墨烯发热层3长度大于防水层1。
所述基体层5采用PET薄膜作为基体，在一个平面上印刷石墨烯发热层3，石墨烯发热层3两侧印刷两条导电桩2作为导电电极。其作用是：石墨烯在基体上有很强的附着力，隔热层能阻止热量向隔热层面传导。
所述的石墨烯发热层3采用石墨烯导电浆料涂覆，厚度控制在15-20μm，方阻最低可控制在20Ω/sq以下。
所述的石墨烯导电浆料是为以导电碳黑为原料，向其中添加石墨烯混合制备而成。其增加了碳浆的导电性，制备的浆料内阻小，传热性能好，粒度分布均匀，易于涂覆，通过后是个良好发热体。
所述的防水层1采用聚氨酯材料。既起到防水作用，又对发热层起到保护作用。
所述基体层5与防水层1采用热合的方法，形成绝缘的发热体。
所述导电桩2接通电源线对石墨烯电热膜进行通电，根据环境温度的高低调整输入电压，达到智能调整功率输出的目的。
应用实施例1
采用实施例1制备的石墨烯电热膜在低温实验室进行结冰-除冰实验，通过液氮使环境温度冷却到-10℃～-20℃，持续喷水到模型表面维持10min左右，使结冰，对除冰性能检测，结果见下表1。
表1
| 结冰程度 | 通电电压 | 控制措施 | 除冰效果 | |
| 实施例1 | 轻度 | 220V | 常开 | 加热2min冰融化 |
| 实施例2 | 轻度 | 155V | 常开 | 加热15min冰融化 |
| 实施例3 | 严重 | 220V | 常开 | 加热8min冰融化 |
| 实施例4 | 严重 | 220V | 通断 | 加热15min冰融化 |
以上实施例中，由于石墨烯独特的晶粒取向，确保了电热膜的发热温度的均一性。石墨烯电热膜发热速度较碳晶、发热电缆、热油等更快，发热温度均一，仅需1秒迅速升温，10秒可达35℃，因此本发明采用石墨烯电热膜作为核心热源，具有热转化率高、耗能小、升温快及环保等优点，指引了一种应用到大坝、闸门除冰***开发的新方向。
Claims (7)
1.一种石墨烯电热膜防冻除冰装置，其特征是：包括防水层（1）、导电桩（2）、石墨烯发热层（3）、导电线（4）和基体层（5）；所述基体层（5）上设有石墨烯发热层（3），石墨烯发热层（3）两侧均设有导电桩（2）；所述导电桩（2）与导电线（4）连接；所述石墨烯发热层（3）上端还设有防水层（1）。
2.如权利要求1所述石墨烯电热膜防冻除冰装置，其特征是：所述基体层（5）为PET薄膜。
3.如权利要求1所述石墨烯电热膜防冻除冰装置，其特征是：所述石墨烯发热层（3）采用石墨烯导电浆料涂覆而成，厚度为15-20mm。
4.如权利要求1所述石墨烯电热膜防冻除冰装置，其特征是：所述防水层（1）采用的材料为聚氨酯。
5.如权利要求1所述石墨烯电热膜防冻除冰装置，其特征是：所述防水层（1）与基体层（5）采用热合的方式形成环氧玻纤层合板结构。
6.如权利要求1所述石墨烯电热膜防冻除冰装置，其特征是：所述导电桩（2）具体为紫铜条，数量为两条，位于石墨烯发热层（3）的两侧。
7.如权利要求1所述石墨烯电热膜防冻除冰装置，其特征是：所述石墨烯发热层（3）长度大于防水层（1）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821082483.4U CN208445772U (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种石墨烯电热膜防冻除冰装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821082483.4U CN208445772U (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种石墨烯电热膜防冻除冰装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208445772U true CN208445772U (zh) | 2019-01-29 |
Family
ID=65087291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201821082483.4U Active CN208445772U (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种石墨烯电热膜防冻除冰装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208445772U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113388181A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-14 | 四川大学 | 能够耐高压的发热材料及其制备方法和自发热除防冰电缆 |
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2018
- 2018-07-10 CN CN201821082483.4U patent/CN208445772U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113388181A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-14 | 四川大学 | 能够耐高压的发热材料及其制备方法和自发热除防冰电缆 |
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