碳陶加熱管及加工方法技術

一種碳陶加熱管，其特征在于：設有碳陶發熱基體（１），在碳陶發熱基體（１）的兩端接有電極引出棒（２），碳陶發熱基體（１）外套有保護管（３），碳陶發熱基體（１）與保護管（３）之間填充有絕緣導熱粉（４）。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種紅外電熱元件，尤其是一種碳陶加熱管。
技術介紹
目前市場上電熱設備的電熱元件種類很多，但大體上可分為三類，分別介紹如下1.合金電熱元件合金電熱絲是用高阻合金材料制成，一般采用鐵鉻鋁或鎳鉻合金制成電阻絲，在此基礎上，經二次加工再制成各種電熱元件。這種合金電阻絲經高溫使用冷卻后易變脆，使用時間越長，冷卻后脆性越嚴重，抗震性差，使用壽命短，電-熱轉換效率低。另外其外的金屬管與電熱絲之間的絕緣填充材料常用結晶氧化鎂，由于金屬管端頭的密封問題，遇潮后絕緣性下降，有漏電的危險。2.遠紅外電熱元件常見的遠紅外電熱元件包括金屬管和石英管。金屬管遠紅外電熱元件是在上述合金電熱元件的金屬管外涂一層遠紅外輻射涂層，由于金屬管與紅外輻射涂料的熱膨脹系數不同，使用后容易產生紅外輻射涂層脫落的問題。石英管遠紅外電熱元件則是在直徑為12～18mm的石英管內安裝帶有引出端的螺旋合金電熱絲，螺旋合金電熱絲的內徑與石英管內徑吻合，石英管兩端用耐熱絕緣材料密封。由于石英管質脆，通電后必須小心翼翼，防止劇烈震動和外力撞擊震裂石英管和震斷電熱絲。而且石英管電熱元件發熱溫度很高，難以承受冷熱急劇變化，如遇水珠飛濺到石英管表面會發生爆裂。同時石英管電熱元件在發熱時有可見光產生，電-熱轉換鋁率較低。3.PTC電熱元件PTC電熱元件是一種具有正溫度系數的半島體發熱元件，采用燒結工藝制成的化合物。由于各個元件特性難以一致，所以元件升溫速度不同，多個元件串聯使用時電壓降分布迅速變化。由此產生惡性循環，壓降越大溫升越高的元件越有可能發生擊穿。使用時必須對元件嚴格挑選，才有可能獲得較高的輸入功率。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決現有技術所存在的電-熱轉換效率低、壽命短、輸入功率難以保證等技術問題，提供一種使用壽命長、絕緣性好、耐氧化、抗沖擊震動、電-熱轉換效率高的碳陶加熱管。本專利技術的技術解決方案是一種碳陶加熱管，設有碳陶發熱基體1，在碳陶發熱基體1的兩端接有電極引出棒2，碳陶發熱基體1外套有保護管3，碳陶發熱基體1與保護管3之間填充有絕緣導熱粉4。所述的碳陶發熱基體1由碳粉、非氧化物陶瓷粉末、合金氧化物、紅外輻射粉按體積比例5-8∶0.5-1.5∶0.5-1.5∶0.5-1.5構成。所述的合金氧化物為氧化鈦或氧化鉻或氧化鋯。所述的紅外輻射粉為LaCrO3或Ti02-ZrO2-Nb202。所述的絕緣導熱粉4為無水氧化鎂粉與鑭系稀土元素的混合物，鑭系稀土元素占絕緣導熱粉(4)總體積的8-12％。一種碳陶加熱管的加工方法，其特征在于包括如下步驟a.將碳粉、非氧化物陶瓷粉末、合金氧化物、紅外輻射粉按體積比例5-8∶0.5-1.5∶0.5-1.5∶0.5-1.5混合，攪拌均勻，用化學固化法加工成碳陶發熱基體1，其兩端應與電極引出棒2固定；b.將固定有電極引出棒2的碳陶發熱基體1置于保護管3中央，在保護管3與碳陶發熱基體1之間添充絕緣導熱粉4；c.密封端頭。本專利技術同現有技術相比，具有如下優點1.因為發熱基體是按比例將碳粉、非氧化物陶瓷粉末、合金氧化物、紅外輻射粉用化學固化法制成，加熱管遇水珠不會發生報裂現象，熱穩定性、導熱性及耐氧化性能優于現有技術；2.發熱基體改變了以往電熱絲高溫后易變脆的特點，經久耐用；經實驗其正常使用壽命在5萬小時以上，與金屬管狀加熱管國家標準要求的3000小時相比，高出15倍之多；3.在發熱基體內加入了紅外輻射涂料，克服了現有技術紅外輻射涂層易脫落的缺點，能長久發出1-33微米的紅外輻射波，電-熱轉換效率高，可達99％以上；4.發熱基體的特殊配方改變了碳粉的電阻特性，使原來碳元素電阻的負溫度特性變成正溫度特性，具有溫度自限、無明火、安全可靠的特性，各單個元件間特性能很好保持一致，電場均勻分布，在各元件串聯使用時，溫升均勻，不會出現元件擊穿現象，能夠獲得較大的功率，適用不同場合。5.所填充的絕緣導熱粉中加入了鑭系稀土元素，可有效地降低填充材料的吸濕性，而且其熱膨脹系數與發熱基體相似，具有良好的絕緣性和導熱性，使熱量能迅速散發出來，熱惰性小，升溫迅速。綜上所述，本專利技術與現有技術相比，具有熱響應快、耐高溫氧化、抗沖擊、電-熱轉換率高、使用壽命長等特點。附圖說明圖1為本專利技術實施例的結構示意圖。具體實施例方式下面將結合附圖說明本專利技術的具體實施方式。如圖1所示設有碳陶發熱基體1，在碳陶發熱基體1的兩端接有電極引出棒2，碳陶發熱基體1外套有保護管3，碳陶發熱基體1與保護管3之間填充有絕緣導熱粉4。具體加工方法是a.將碳粉、非氧化物陶瓷粉末、合金氧化物、紅外輻射粉按體積比例5-8∶0.5-1.5∶0.5-1.5∶0.5-1.5混合，攪拌均勻，用化學固化法加工成碳陶發熱基體1，其兩端應與電極引出棒2固定。碳粉、非氧化物陶瓷粉末、合金氧化物、紅外輻射粉的粒度應小于0.01mm。混合物中的合金氧化物可為氧化鈦或氧化鉻或氧化鋯，紅外輻射粉可為LaCrO3或Ti02-ZrO2-Nb202。b.將固定有電極引出棒2的碳陶發熱基體1置于不銹鋼保護管3中央，在保護管3與碳陶發熱基體1之間添充絕緣導熱粉4；絕緣導熱粉4為無水氧化鎂粉與鑭系稀土元素的混合物，鑭系稀土元素占絕緣導熱粉4總體積的8-12％。c.密封端頭。用耐高溫300-500℃的防水密封膠封裝堵頭。權利要求1.一種碳陶加熱管，其特征在于設有碳陶發熱基體(1)，在碳陶發熱基體(1)的兩端接有電極引出棒(2)，碳陶發熱基體(1)外套有保護管(3)，碳陶發熱基體(1)與保護管(3)之間填充有絕緣導熱粉(4)。2.根據權利要求1所述的碳陶加熱管，其特征在于所述的碳陶發熱基體(1)由碳粉、非氧化物陶瓷粉末、合金氧化物、紅外輻射粉按體積比例5-8∶0.5-1.5∶0.5-1.5∶0.5-1.5構成。3.根據權利要求2所述的碳陶加熱管，其特征在于所述的合金氧化物為氧化鈦或氧化鉻或氧化鋯。4.根據權利要求2或3所述的碳陶加熱管，其特征在于所述的紅外輻射粉為LaCrO3或TiO2-ZrO2-Nb2O2。5.根據權利要求2或3所述的碳陶加熱管，其特征在于所述的絕緣導熱粉(4)為無水氧化鎂粉與鑭系稀土元素的混合物，鑭系稀土元素占絕緣導熱粉(4)總體積的8-12％。6.一種碳陶加熱管的加工方法，其特征在于包括如下步驟a.將碳粉、非氧化物陶瓷粉末、合金氧化物、紅外輻射粉按體積比例5-8∶0.5-1.5∶0.5-1.5∶0.5-1.5混合，攪拌均勻，用化學固化法加工成碳陶發熱基體(1)，其兩端與電極引出棒(2)固定；b.將固定有電極引出棒(2)的碳陶發熱基體(1)置于保護管(3)中央，在保護管(3)與碳陶發熱基體(1)之間添充絕緣導熱粉(4)；c.密封端頭。全文摘要本專利技術公開一種碳陶加熱管，設有碳陶發熱基體1，在碳陶發熱基體1的兩端接有電極引出棒2，碳陶發熱基體1外套有保護管3，碳陶發熱基體1與保護管3之間填充有絕緣導熱粉4。電熱轉換率高達99.6％，耐氧化不易斷裂，使用壽命長達5萬小時以上，高于國家標準15倍之多，與現有技術相比，具有熱響應快、耐高溫氧化、抗沖擊、電－熱轉換率高、使用壽命長等特點。文檔編號H05B3/12GK1555213SQ20031011944公開日2004年12月15日 申請日期2003年1本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬放，
申請(專利權)人：馬放，
類型：發明
國別省市：