一种碳纤维电加热栅的制作方法

1.本发明涉及电加热领域，特别涉及一种碳纤维电加热栅。


背景技术：

2.电热器是以电为能源进行加热供暖的取暖设备，也可叫做电采暖器。现有电热器的加热装置大多采用加热棒的形式，电热器件为电阻丝，利用电阻发热的原理进行加热取暖。
3.电阻丝表面极易氧化，有高温熔断的隐患，并且电阻丝为导体原件，在电阻丝通电发热对水加热的过程还存在漏电的风险，利用电阻丝作为电热器件制成的电热器存在极大的安全隐患。
4.因此有必要提供一种使用安全，加热效率高，设备寿命长的碳纤维电加热栅。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
6.一种碳纤维电加热栅，包括密封腔、金属栅体、碳纤维电热线缆和无机绝缘导热凝胶材料，所述金属栅体设置于所述密封腔内部，所述碳纤维电热线缆穿插于所述金属栅体内部，所述无机绝缘导热凝胶材料设置于所述碳纤维电热线缆与所述金属栅体之间；
7.还包括进水管和出水管，所述进水管设置于所述密封腔一侧底端，所述出水管设置于所述密封腔远离所述进水管的一侧顶端。
8.进一步地，所述密封腔由金属材料焊接而成，金属材料选择铝合金、不锈钢、铜、铜合金中的一种或几种组合。
9.进一步地，所述碳纤维电热线缆包括碳纤维丝束和铁氟龙套管，所述铁氟龙套管套设在所述碳纤维丝束外侧。
10.进一步地，所述金属栅体包括口琴管和连接金属片，所述口琴管和所述连接金属片设置有若干个，所述连接金属片与所述口琴管垂直连接，所述口琴管与所述连接金属片叠加形成所述金属栅体的栅状结构。
11.进一步地，所述口琴管和所述连接金属片材料选择铝合金、不锈钢、铜、铜合金中的一种或几种组合。
12.进一步地，所述无机绝缘导热凝胶材料的组成成分按重量计为：高活性氧化镁粉38％
‑
65％、硫酸镁粉8％
‑
21％、结晶助剂0.2％
‑
3.8％、网络形成剂0.1％
‑
12％、超塑化剂0.01％
‑
3％和水20.2％
‑
42.2％。
13.进一步地，还包括鳍片，所述鳍片连接于所述密封腔外侧。
14.进一步地，所述鳍片材料选择铜、铝中的一种或两种组合。
15.进一步地，还包括固定片，所述固定片固定连接于所述密封腔外侧，用于固定所述密封腔。
16.本发明的有益效果在于：
17.本发明提供的一种碳纤维电加热栅，金属栅体由多孔口琴管和口琴管间的金属薄片组成，口琴管平行排列配合与其垂直连接的连接金属片成栅栏状形成金属栅体，碳纤维电热线缆穿插在口琴管的排孔中，并在碳纤维电热线缆与排孔壁之间填充高无机绝缘导热凝胶材料，可以有效导热且防止电泄露，安全性更高且导热性能更好；
18.通过设置于密封腔两侧的进水管和出水管，水在流过金属栅体时其排孔结构使换热系数极高，使得碳纤维电热线缆产生快速传递到导热介质中，提高了系统的电热转换效率；
19.无机绝缘导热胶凝材料采用高活性氧化镁粉与硫酸镁溶液进行反应，生成水合氧化镁硫酸镁复盐和氢氧化镁，在结晶助剂等和超塑化剂的作用下，水合氧化镁硫酸镁复盐成晶须状，穿插在水化氢氧化镁的片层状晶体中形成高致密结构；网络形成剂均匀分散在高致密结构中，在一定掺量下形成导热热桥网络，使得碳纤维电热线缆产生的热量快速传递，提高了热传递效率。
附图说明
20.图1为本发明一种碳纤维电加热栅立体示意图。
21.图2为本发明一种碳纤维电加热栅内部结构俯视图。
22.图3为本发明一种碳纤维电加热栅金属栅体及其内部结构部分示意图。
23.图4为本发明一种碳纤维电加热栅立体结构示意图。
24.图5为图4所示一种碳纤维电加热栅俯视图。
25.图6为本发明一种碳纤维电加热栅鳍片示意图。
26.其中，图中：
[0027]1‑
密封腔；2
‑
金属栅体；3
‑
碳纤维电热线缆；4
‑
无机绝缘导热凝胶材料；5
‑
进水管；6
‑
出水管；7
‑
固定片；8
‑
口琴管；9
‑
连接金属片；10
‑
碳纤维丝束；11
‑
铁氟龙套管；12
‑
鳍片；13
‑
防水导热层。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图1
‑
6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
实施例
[0030]
结合图1
‑
2本实施例提供了一种碳纤维电加热栅，包括密封腔1、金属栅体2、碳纤维电热线缆3、和无机绝缘导热凝胶材料4，所述金属栅体2设置于所述密封腔1内部，所述碳纤维电热线缆3穿插于所述金属栅体2内部，所述无机绝缘导热凝胶材料4设置于所述碳纤维电热线缆3与所述金属栅体2之间。
[0031]
所述密封腔1由金属材料焊接而成，金属材料选择铝合金、不锈钢、铜、铜合金中的一种或几种组合。
[0032]
如图3，所述碳纤维电热线缆3包括碳纤维丝束10和铁氟龙套管11，所述铁氟龙套管11套设在所述碳纤维丝束外侧；碳纤维丝束10由碳纤维长丝集束成缆，所述碳纤维丝束
根据需求加工成6k
‑
64k规格纤维丝束，其生产功率控制在0.6kw
‑
5kw范围内调整，其长度可根据实际生产功率进行调整；铁氟龙材料耐高温，与碳纤维材料具有良好的耦合性，且具有良好的绝缘性，防止碳纤维丝束10在通电加热过程中漏电，提高设备的安全性能。
[0033]
所述金属栅体包括口琴管8和连接金属片9，所述口琴管8和所述连接金属片9设置有若干个，所述连接金属片9与所述口琴管8垂直连接，所述口琴管8与所述连接金属片9叠加形成所述金属栅体2的栅状结构，所述口琴管8和所述连接金属片9材料选择铝合金、不锈钢、铜、铜合金中的一种或几种组合。
[0034]
所述无机绝缘导热凝胶材料4组成成分按重量计为：高活性氧化镁粉38％
‑
65％、硫酸镁粉8％
‑
21％、结晶助剂0.2％
‑
3.8％、网络形成剂0.1％
‑
12％、超塑化剂0.01％
‑
3％和水20.2％
‑
42.2％；本实施例中所述结晶助剂选择柠檬酸、超细铝酸钙、超细水化硅酸钙和超细二氧化硅中的一种或几种组合，所述超塑化剂选择超塑化剂萘系减水剂，所述网络形成剂选择石墨烯、超细碳化硅粉、超细石墨粉和氮化硼中的一种或几种组合。
[0035]
高致密结构具体制备流程为：将高活性氧化镁粉与硫酸镁粉混合形成的溶液进行反应，生成水合氧化镁硫酸镁复盐和氢氧化镁；继续加入柠檬酸和超塑化剂萘系减水剂，在其组合作用下，水合氧化镁硫酸镁复盐成晶须状，穿插在水化氢氧化镁的片层状晶体中形成高致密结构，在形成的高致密结构内加入石墨烯使其均匀分散在高致密结构内部形成导热热桥网络，使得热量快速通过此材料扩散除去，减少了热量在无机绝缘导热凝胶材料4中的积累，提高了热传递的效率。
[0036]
还包括进水管5、出水管6和固定片7，所述进水管5设置于所述密封腔1一侧底端，所述出水管6设置于所述密封腔1远离所述进水管5的一侧顶端，本实施例中所述导热介质选择水，正常工作时，所述进水管5进水流过所述口琴管8和所述连接金属片9连接形成的金属栅体2，加热后的水通过出水管6排出，实现电热的转换；所述固定片7固定连接于所述密封腔1外侧，用于固定所述密封腔1。
[0037]
作为优化，所述密封腔1外侧面设置有鳍片12，所述鳍片12可以增加密封腔1与空气的接触面积进而提高供暖效果。
[0038]
作为优化，如图2所示，所述密封腔内壁设置有防水导热层13，所述防水导热层13可防止密封腔内壁生锈，并可保护意外情况下所述密封腔内的流体导热介质流出。
[0039]
本实施例所述的一种碳纤维电加热栅正常工作时，接通电源对碳纤维电热线缆3加热，碳纤维电热线缆3迅速产热，通过无机绝缘导热凝胶材料4迅速导热，对所述口琴管8和所述连接金属片9连接形成的金属栅体2进行加热，所述进水管5进水流过金属栅体2，加热后的水通过出水管6排出，实现电热的转换。
[0040]
本发明提供的一种碳纤维电加热栅，金属栅体由多孔口琴管和口琴管间的金属薄片组成，口琴管平行排列配合与其垂直连接的连接金属片成栅栏状形成金属栅体，碳纤维电热线缆穿插在口琴管的排孔中，并在碳纤维电热线缆与排孔壁之间填充无机绝缘导热凝胶材料，可以有效导热且防止电泄露，安全性更高且导热性能更好，并且延长了设备的使用寿命；通过设置于密封腔两侧的进水管和出水管，水在流过金属栅体时其排孔结构使换热系数极高，使得碳纤维电热线缆产生快速传递到导热介质中，提高了系统的电热转换效率。
[0041]
实施例二
[0042]
如图4和图5，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述密封腔1为方形体，多个
所述口琴管8平行设置于所述密封腔1内部，所述口琴管8之间垂直焊接有连接金属片9，所述口琴管8与所述金属连接片9配合形成的金属栅体2为方形。
[0043]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。