温控型组装式蜂窝陶瓷红外发热模块制造技术

本发明专利技术公开了一种温控型组装式蜂窝陶瓷红外发热模块，其特征是：所述发热模块壳体的结构设置为分体设置围板、后盖板和带有蜂窝孔的蜂窝陶瓷面板；在壳体内，发热丝层设置在蜂窝陶瓷面板的背部，自发热丝层至后盖板依次设置的各结构层分别为：陶瓷盖板、二氧化硅气凝胶绝热层、中间绝热层、第二绝热层以及红外反射绝热层；在后盖板与各结构层中贯穿设置有测温孔，测温热电偶设置在测温孔中，测温热电偶的感温端抵于发热丝层的表面。本发明专利技术期能够独立更换构件，提高效率，降低使用成本，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发热装置，更具体地说是蜂窝陶瓷红外发热装置，是用于吸塑机中的 发热装置。
技术介绍
蜂窝陶瓷红外发热模块是一种应用在吸塑机中的发热装置，蜂窝陶瓷红外发热装 置虽然相比于更早前的仅靠缠绕电阻丝于耐火耐瓷盘的方式有所改进，但效率的提高很有 限。实际表明，已有的蜂窝陶瓷发热砖存在着效率不高、辐射温度不够等问题，如果进一步 提高辐射温度必将导致功率的增加，这不仅损失效率，而且大大缩短了发热元件的寿命。已有结构形式的蜂窝陶瓷发热砖也在以下方面存在问题因不能准确测量发热砖表面温度，无法实现实时的闭环温度控制，不能满足要求 较高的全自动吸塑机的应用；蜂窝陶瓷发热砖为整体烧结，当发热元件(电阻丝)损坏后就必须报废整个发热 砖，原本可以进行再生利用的部分也随之被弃，而就这些部分本身在制造过程中需要耗费 相当的电能或热能进行烧结，因此显然造成了浪费，包括能源和资源两方面的浪费都较大。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种温控型组装式蜂窝陶 瓷红外发热模块，以期能够独立更换构件，提高效率，降低使用成本，延长使用寿命。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案本专利技术温控型组装式蜂窝陶瓷红外发热模块的结构特点是发热模块壳体的结构设置为分体设置围板、后盖板和带有蜂窝孔的蜂窝陶瓷面 板，所述后盖板与围板通过陶瓷螺栓固定连接；所述蜂窝陶瓷面板扣入围板的内周；在所述壳体内，发热丝层设置在所述蜂窝陶瓷面板的背部，自发热丝层至后盖板 依次设置的各结构层分别为陶瓷盖板、二氧化硅气凝胶绝热层、中间绝热层、第二绝热层 以及红外反射绝热层；在所述后盖板与各结构层中，贯穿设置有测温孔，测温热电偶设置在所述测温孔 中，所述测温热电偶的感温端抵于发热丝层的表面。设置所述蜂窝陶瓷面板与陶瓷盖板构成对合结构，以对合结构形成盒体，所述陶 瓷面板上设置有定位槽，所述发热丝层嵌合在所述定位槽中。在所述后盖板上，位于其内侧的外周有一凸沿，所述后盖板是以其凸沿与围板通 过陶瓷螺栓固定连接。所述发热丝层的连接导线以及测温热电偶的信号线分别在后盖板中引出。设置h/Φ = 2. 5 4. 1，其中，h为所述蜂窝陶瓷面板的厚度，Φ为所述蜂窝陶瓷 面板上的蜂窝孔的孔径。所述红外反射绝热层是在石英基底表面形成有纳米材料的红外反射膜。3所述红外反射膜是以纳米Ti02_Si02为原料，按重量比设定Si Ti的用量为 1 1，所述红外反射膜的折射率为1.2-1.6。所述红外反射膜是将纳米Ti02_Si02原料通过喷涂法或凝胶法在石英基底表面 成型。所述发热丝层采用镍铬合金丝Cr20Ni80，并对所述镍铬合金丝进行预氧化处理， 所述预氧化处理是将安装完毕的红外发热模块通电加热到300-400°C并保温5-10小时，然 后自然冷却。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在1、本专利技术为组装式结构，各构件可独立更换，消除了不必要的浪费。2、本专利技术针对每一发热模块分别设置测温热电偶，可以准确测量发热砖的表面温 度，以利于实现实时的闭环温度控制，满足要求较高的全自动吸塑机的应用；3、本专利技术热损失小、热效率高、节能效率显著，较之已有技术，节能可达30%以上。4、本专利技术在减小热损失的同时，有效保护了设备，延长设备使用寿命，降低使用成 本。附图说明图1为本专利技术内部结构示意图。图2为本专利技术背部结构示意图。图3a为本专利技术中蜂窝陶瓷面板主视示意图。图3b为图3a的A-A剖视图。图4a为本专利技术中陶瓷盖板主视示意图。图4b为图4a的B-B剖视图。图5为本专利技术中蜂窝陶瓷面板与陶瓷盖板的对合结构示意图。图6为本专利技术中蜂窝陶瓷面板中蜂窝结构示意图。图7为本专利技术中温度分布曲线。图中标号1蜂窝陶瓷面板、Ia定位槽、Ib纵向凸筋、Ic散热孔、2发热丝层、3陶瓷 盖板、4 二氧化硅气凝胶绝热层、5后盖板、6第二绝热层、7中间绝热层、8红外反射绝热层、 9测温热电偶、10陶瓷螺栓、11围板。具体实施例方式参见图1、图2，本实施例发热模块壳体的结构设置为分体设置围板11、后盖板5 和蜂窝陶瓷面板1，后盖板5与围板11通过陶瓷螺栓10固定连接；蜂窝陶瓷面板1扣入围 板11的内周；在壳体内，发热丝层2设置在蜂窝陶瓷面板1的背部，自发热丝层2至后盖板5依 次设置的各结构层分别为陶瓷盖板3、二氧化硅气凝胶绝热层4、中间绝热层7、第二绝热 层6以及红外反射绝热层8 ；在最靠近发热部件的区域温度为最高，本实施例中，采用了与蜂窝陶瓷面板1的 材质相同的陶瓷盖板3作为多层绝热的第一道高温热屏障，兼具固定发热丝的作用；在陶 瓷盖板3上无间隙覆盖一层厚度为3mm的二氧化硅气凝胶绝热层4，二氧化硅气凝胶绝热层44具有高热阻、低热容，其强度高、密度低、耐高温，并且导热系数极低、疏水、不可燃、绿色环 保、耐腐蚀，常温下导热系数为0. 015 (w/m · k)。中间绝热层7用于屏蔽从二氧化硅气凝胶绝热层4传导过来的热量，选用市售低 导热的硅酸盐复合绝热毡，其对流和热辐射值小、综合绝热效率高，在实施例中体现出良好 的绝热性能，尤其是它的导热系数比较平稳，适应温区较宽，密度小、导热系数低、热稳定性 好、使用温度较高、吸湿率较小、氯离子含量低、具有一定的抗拉强度、加工性能好等特点， 使产品性价比得以大幅度提高。第二绝热层6选用KN纳米微孔绝热材料，它具有很低的热传导率，体密度为 330kg/m3,100°C时导热系数为 0. 020ff/m. K。本实施例中，红外反射绝热层8是在石英基底表面形成有纳米材料的红外反射 膜，红外反射膜是以纳米Ti02-Si02为原料、控制合适的Si-Ti比，以调节使得薄膜的折射 率在1.2-1. 6之间，本实施例中按重量比选用Si Ti为1 1的用量，以喷涂法或凝胶法 在石英基底表面形成红外反射膜，辐射到红外反射膜表面的红外线可望有80% -90%甚至 更高地被反射回来，以红外反射绝热层8上的红外反射膜形成一道高质量的热屏障，热量 不致被散发出去，一方面可以大大提高热效率，另一方面也有效保护了设备，延长设备使用 寿命；采用多层组合的绝热结构后可以最有效地利用各层的热物理性能，适于高温区域 的材料和适于中温、低温区域的绝热材料均可各得其所地发挥作用，既做到了使产品具有 良好的节能性能，又可使产品达到最佳的性价比。本实施例中，在后盖板5与各结构层中，贯穿设置有测温孔，测温热电偶9设置在 测温孔中，测温热电偶的感温端抵于发热丝层2的表面。在后盖板5上，位于其内侧的外周有一凸沿，后盖板5是以其凸沿与围板11通过 陶瓷螺栓固定连接，如果需要更换电热丝，则可以打开陶瓷螺栓，取出对合式蜂窝并更换其 中损坏的发热部件，其余部分可多次使用，节约了材料和成本。发热丝层2的连接导线以及测温热电偶9的信号线分别在后盖板5中引出，反映 被测温度的热电偶电势由信号线引出后接于控制用单片机输入端以实现温度自动控制。本实施例中设置所述蜂窝陶瓷面板1与陶瓷盖板3构成对合结构，以形成盒体，盒 体内以平行设置在蜂窝陶瓷面板ι上的各道纵向凸筋Ib形成定位槽la，发热丝层2嵌合在 定位槽Ia中，蜂窝孔位于定位槽Ia的所在位置处，在各道纵向凸筋Ib上，均勻分布有各散 热孔lc。本实施例中采用盒式蜂窝，电热丝被置入盒体内的定位槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
温控型组装式蜂窝陶瓷红外发热模块，其特征是所述发热模块的壳体的结构设置为：分体设置围板（１１）、后盖板（５）和带有蜂窝孔的蜂窝陶瓷面板（１），所述后盖板（５）与围板（１１）通过陶瓷螺栓固定连接；所述蜂窝陶瓷面板（１）扣入围板（１１）的内周；在所述壳体内，发热丝层（２）设置在所述蜂窝陶瓷面板（１）的背部，自发热丝层（２）至后盖板（５）依次设置的各结构层分别为：陶瓷盖板（３）、二氧化硅气凝胶绝热层（４）、中间绝热层（７）、第二绝热层（６）以及红外反射绝热层（８）；在所述后盖板（５）与各结构层中，贯穿设置有测温孔，测温热电偶（９）设置在所述测温孔中，所述测温热电偶（９）的感温端抵于发热丝层（２）的表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜贤平，华青梅，张培山，余世杰，
申请(专利权)人：安徽鑫阳能源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]