[發明專利]大功率碳-陶復材電熱管及其加工工藝

有效

• 申請號: 202011424305.7
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112654106B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 劉逢時;李林林
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H05B3/42
• 分類號: H05B3/42;H05B3/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.大功率碳-陶復材電熱管，大功率具體指10KW以上的功率，其特征是，包括：

電熱體、金屬電極片、金屬桿電極、金屬桿電極密封套及外殼體；

所述電熱體由碳-陶復合材料胚胎及包裹胚胎的碳纖維電熱層構成，所述電熱體為條狀對稱結構，每一端依次連接金屬電極片及金屬桿電極；

所述電熱體位于外殼體構成的腔體內，所述金屬桿電極穿過外殼體的一端且與外殼體的接觸部位穿過金屬桿電極密封套；

所述金屬桿電極與金屬電極片相連接的一端為Z字型弧狀彎曲結構，以使其在通過大電流的情況下避免電熱體受熱膨脹變形時有退讓性；

所述電熱體與外殼體之間還設置有徑向支撐架；

所述金屬桿電極Z字型弧狀彎曲結構位于軸向支撐套內，所述軸向支撐套位于外殼體構成的一端腔體內。

2.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述徑向支撐架制作材料采用金屬彈絲、石英或陶瓷。

3.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述軸向支撐套制作材料采用石英或陶瓷。

4.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述金屬電極片與電熱體之間采用固定鉚管進行固定。

5.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述金屬電極片為鉬、鎳或耐高溫不銹鋼金屬電極片，所述金屬桿電極為鉬、鎳或耐高溫不銹鋼金屬桿電極。

6.如權利要求5所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述金屬電極片及金屬桿電極采用點焊連接。

7.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述金屬桿電極密封套為中部開孔的圓柱體結構，該圓柱體結構的外表面開設有若干凹槽，中部開孔結構為迷宮結構。

8.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述金屬桿電極在與金屬桿電極密封套接觸部位有多處環槽，用于加熱粘合后與金屬桿電極密封套粘合牢固。

9.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述電熱體為含有無機纖維編織+無機粘結劑材料構成胚胎，碳纖維+樹脂碳編織層包覆在胚胎外部形成。

10.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述電熱體為含有無機纖維+無機粘結劑材料及非金屬紅外材料構成胚胎，碳纖維+樹脂碳編織層包覆在胚胎外部形成。

11.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述電熱體為含有無機纖維+樹脂碳構成胚胎，碳纖維+樹脂碳編織層包覆在胚胎外部形成。

12.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述電熱體為含有無機纖維+樹脂碳及非金屬紅外材料構成胚胎，碳纖維+樹脂碳編織層包覆在胚胎外部形成。

13.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述電熱體為含有碳纖維編織層+樹脂碳形成。

14.如權利要求1所述的大功率碳-陶復材電熱管，其特征是，所述電熱體為含有碳纖維編織層+樹脂碳及非金屬紅外材料形成。

15.加工權利要求1-14任一項所述的大功率碳-陶復材電熱管的方法，其特征是，包括：

加工電熱體：石英纖維或玄武巖纖維涂覆定型材料同時交叉繞制、圓形交叉編織或直擠拉冷擠壓定型成為條形碳-陶復合材料胚胎；

碳纖維編織纖維涂覆定型材料交叉繞制、或圓形交叉編織、或直擠拉二次復合同時采用高壓冷態定型；

在高壓冷態定型的過程中清除毛刺，然后高溫除污以及高溫定型，制成成品；

將電熱體與電極鉚接完成的碳-陶復材電熱體組件一并放入內外表面處理好的石英管或陶瓷管外殼體內，兩頭高溫高壓壓封，進行真空排氣，及充入保護氣體而后對內腔排氣管加熱封口，完成大功率碳-陶復材電熱管的制作。