[發明專利]一種長壽命、高熱效的碳纖維加熱管制備工藝

有效

• 申請號: 202011074442.2
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112165740B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 葉超祺;陳紹軍;葉智龍;李春來;安華萍;唐烽;葉偉洋
• 申請（專利權）人: 河源市信大石英電器有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/40
• 代理公司: 河源市華標知識產權代理事務所(普通合伙) 44670
• 代理人: 郝紅建;石其飛

本發明公開了一種長壽命、高熱效的碳纖維加熱管制備工藝，包括石英玻璃管、碳纖維發熱絲、陶瓷端蓋、鉬環及金屬電極，所述碳纖維發熱絲設于石英玻璃管內，石英玻璃管內壁涂覆有石墨烯涂層，碳纖維發熱絲采用碳纖維絲制成，碳纖維發熱絲表面包覆有一石墨烯包覆層，碳纖維發熱絲兩端分別與一金屬電極的一端連接。本發明通過在碳纖維發熱絲表面包覆一石墨烯包覆層，可有效提高碳纖維發熱絲的發熱效率，當碳纖維發熱絲通電導熱時，石墨稀包覆層內的碳離子發生劇烈碰撞產生熱能，使用該產品做成的加熱設備比傳統的碳纖維加熱絲設備節能30％左右，熱能損耗低，使用壽命長；在石英玻璃管內壁涂覆有石墨烯涂層，可增強石英玻璃管的導熱效率。

技術領域

本發明涉及碳纖維加熱管技術領域，尤其涉及的是一種長壽命、高熱效的碳纖維加熱管制備工藝。

背景技術

現有技術中，以金屬材料為發熱體的電加熱技術已在各個領域得到了廣泛的應用。但是金屬絲在高溫狀態下表面易氧化，由于氧化層不斷的增厚，造成了有效通過電流的面積減小，增大了電流的負荷，因此易燒斷。碳纖維以其固有的特性賦予了其復合材料優異的性能，它具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱和熱膨脹系數小等一系列優異性能，從而為其在電熱行業中的應用提供了可能和必然。

目前國內碳纖維加熱普遍采用碳纖維絲作為加熱體，石英玻璃管作為套管，將碳纖維絲裝入石英玻璃套管內，石英管兩端密封，待接上電源后，通過碳纖維絲產生熱能，使石英玻璃套管發熱，并通過石英玻璃套管散發的熱量，達到使液體加熱的目的。然而，該技術存在能耗高，熱能損失大，加熱時間長、碳纖維絲使用壽命短的問題，不利于碳纖維加熱管的廣泛推廣使用。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種熱能損失效、加熱效率高、熱量傳動快，生產成本低的長壽命、高熱效的碳纖維加熱管制備工藝。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種長壽命、高熱效的碳纖維加熱管，包括石英玻璃管、碳纖維發熱絲、陶瓷端蓋、鉬環及金屬電極，所述碳纖維發熱絲設于石英玻璃管內，所述石英玻璃管內壁涂覆有石墨烯涂層，所述石英玻璃管左右兩端分別設有一陶瓷端蓋，所述碳纖維發熱絲采用碳纖維絲制成，所述碳纖維發熱絲的兩端分別貫穿于石英玻璃管兩端的陶瓷端蓋，所述碳纖維發熱絲呈波浪卷狀結構，所述碳纖維發熱絲表面包覆有一層石墨烯包覆層，所述碳纖維發熱絲左右兩端分別與一金屬電極的一端連接，所述金屬電極的另一端與外接電源連接，所述金屬電極上套設有鉬環，且所述鉬環位于陶瓷端蓋內。

作為優選的，所述碳纖維發熱絲的左右兩端分別設有繩結，所述金屬電極靠近碳纖維發熱絲的一端設有內孔，所述金屬電極橫向端面設有與內孔連通的槽孔，所述繩結纏繞在內孔與槽孔之間。

作為優選的，所述碳纖維發熱絲的直徑為1～2mm。

作為優選的，所述石英玻璃管的管壁上設有抽氣口。

作為優選的，所述石英玻璃管內充設有惰性氣體。

作為優選的，所述惰性氣體為氬氣。

本發明還提供上述長壽命、高熱效的碳纖維加熱管的制備工藝，具體技術方案如下：

一種長壽命、高熱效的碳纖維加熱管的制備工藝，包括以下步驟：

1)將碳纖維絲浸潤在石墨烯溶液2～3s后取出，再通過自然風干2～3h，以得到具有石墨烯包覆層的碳纖維絲；

2)將步驟1)得到的碳纖維絲根據所需長度編織成需要的波浪卷狀的碳纖維條；

3)將步驟2)得到的碳纖維條饒設在成型棒上，并對饒設在成型棒上的碳纖維條進行成型固化處理后取出；

4)在石英玻璃管的內壁上涂覆一層石墨烯涂層；