【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柔性温控型防爆加热器。
技术介绍
1、在许多工业领域，如石油、化工、天然气和航空航天，设备在高温、易燃易爆的环境中运行，需要使用防爆加热设备，这些设备的加热元件通常采用刚性结构，并封装在坚硬的防爆外壳内，以防止在危险环境中产生电火花。然而，现有的刚性加热设备存在以下缺陷：
2、传统的加热器通常使用刚性金属管或电热丝作为加热元件，这些加热器只能适应平坦或规则形状的设备表面，这种刚性结构的加热器在面对复杂或不规则的几何形状时，安装和固定困难，无法实现紧密贴合，导致加热效率降低，此外，刚性材料的结构在操作中易受机械冲击或震动影响，增加了加热器损坏的风险，特别是在需要频繁移动或调整的应用场景中。
3、随着设备的小型化和多样化，柔性加热器逐渐成为一个亟需解决的技术问题，现有的刚性加热器在面对具有复杂几何结构或不规则表面的物体时，无法提供均匀的热分布，且安装操作不便，而柔性加热器则可以更好地适应多种表面形状，贴合不同的工件，实现更高的加热效率。
4、现有的加热器通常依赖于恒定功率输出，缺乏精确的温度控制，导致能耗过高，并且在加热不均的情况下可能会对被加热物体造成过热损害，尤其是在防爆领域，不同环境温度的波动会直接影响加热器的工作效率和安全性，如果不能对温度进行精确控制，可能导致局部过热，增加引发爆炸或火灾的风险，此外，由于环境条件的复杂多变，现有技术难以自动调节加热功率来适应温度变化，无法在不同工况下维持稳定的温度输出。
5、因此，本领域技术人员迫切需要一种柔性温控型防爆加热
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种柔性温控型防爆加热器，旨在解决现有防爆加热设备在复杂形状或空间受限的应用环境中，传统刚性加热器难以实现良好的适应性和均匀加热效果的问题；本专利技术还解决了现有的加热器在高温环境下的散热不良、防爆性能不足的问题，本专利技术的这些目的是这样实现的：
2、一种柔性温控型防爆加热器，一种柔性温控型防爆加热器，包括柔性加热元件、导热层、外部防护层、分布式温度传感模块和模块化防爆外壳，所述柔性加热元件包括导电聚合层和合金导电丝，导电聚合层设于内层，合金导电丝设于外层，所述合金导电丝的直径为0.2-0.4mm，所述导电聚合层为聚乙烯-氧化铝复合材料，导电聚合层的厚度为0.1-0.2mm，所述柔性加热元件的外侧还设有硅橡胶基体，所述硅橡胶基体的厚度为2-3mm；所述导热层的厚度为1-2mm，所述导热层设于高温硅橡胶基体外侧，所述导热层由导热系数为30w/m·k的氧化铝陶瓷复合材料构成；所述外部防护层设于导热层的外侧，外部防护层的材质为聚四氟乙烯材料，外部防护层的厚度为0.6-1mm；所述分布式温度传感模块包括多个热电偶传感器，所述热电偶传感器均匀布置在柔性加热元件和导热层之间；所述模块化防爆外壳包覆于加热器的最外侧，所述模块化防爆外壳的材质为钛合金和聚合物复合材料，模块化防爆外壳的壁厚为20cm-30cm，模块化防爆外壳的内部设有隔爆腔室，模块化防爆外壳的表面设有高度为4-5mm、间距为1-2mm的散热鳍片。
3、柔性加热元件的设计采用了导电聚合层与合金导电丝的组合，确保了在复杂形状表面上依然能够实现高效均匀的加热，导电聚合层由聚乙烯-氧化铝复合材料构成，厚度为0.1-0.2mm，该复合材料具有优异的导电性和耐高温性能，能有效承载电流并防止因高温导致的性能衰减；合金导电丝位于外层，增加了加热元件的机械强度和导电性能，此设计保证了柔性加热元件既有足够的灵活性，又能提供高效的热传递。
4、柔性加热元件的外侧设置硅橡胶基体，硅橡胶作为高温环境下的主要承载材料，具备耐高温、耐化学腐蚀、耐老化等优点；此外，基体中掺入微量陶瓷纤维增强材料，进一步提高了基体的机械强度和耐用性，尤其在高频使用条件下，其韧性和寿命得到了增强；该材料组合提供了有效的机械支撑，并在柔性和刚性之间取得了理想平衡。
5、为了提高热量传递效率，本专利技术设计了一层导热层，设于高温硅橡胶基体外侧，由导热系数为30w/m·k的氧化铝陶瓷复合材料构成，氧化铝陶瓷的高导热性确保了加热元件产生的热量能够迅速传导至设备外部，并均匀分布在被加热表面，防止局部过热，这种热传导结构提高了加热器的整体能效，同时减少了能耗。
6、外部防护层由聚四氟乙烯材料构成，厚度为0.6-1mm，聚四氟乙烯材料具备优异的耐腐蚀性、耐高温性能，能够在极端工作环境下为加热器提供有效的保护，延长使用寿命，同时，防护层的光滑表面有助于减少灰尘和其他颗粒物的积聚，从而降低维护成本。
7、为了实现精确的温度控制，本专利技术设计了多个热电偶传感器，均匀分布在柔性加热元件和导热层之间，通过实时监测温度分布情况，能够动态调整加热功率，确保加热均匀且精准，这种分布式设计避免了传统加热器温度控制不均的问题，尤其适用于需要精细温控的场合。
8、更进一步地，所述模块化防爆外壳的隔爆腔室内设有散热管，所述散热管的长度为模块化防爆外壳的高度，散热管的外径为22cm-28cm。
9、加热器的最外层为模块化防爆外壳，材质为钛合金和聚合物复合材料，壁厚20-30cm，该设计不仅具备极高的机械强度和抗冲击性能，还通过隔爆腔室和散热鳍片的设计，实现了对内部热量的有效散发，防止因温度过高导致的危险，内部填充的石墨胶体进一步提高了隔热和散热性能，确保设备在高温高压环境下的安全性。
10、更进一步地，所述散热鳍片设于加热器的侧面和正面，散热鳍片的材质为铝合金，散热管的材质为氮化铝陶瓷，更简单的处理加热过程中设备本身产生的废热。
11、更进一步地，所述模块化防爆外壳与散热管之间的空隙内填充有石墨胶体。
12、更进一步地，柔性加热元件的功率为每平方米1kw，工作电压为220v，最大电流为4.5a。
13、更进一步地，所述导电聚合层的聚乙烯-氧化铝复合材料的体积电阻率为10^-4至10^-6ω·m。
14、更进一步地，所述柔性加热元件的硅橡胶基体中掺有微量陶瓷纤维增强材料，所述增强材料的含量为0.5％-1％。
15、更进一步地，所述柔性加热元件的合金导电丝表面涂覆有一层氧化铝涂层，涂层厚度为5-10μm。
16、更进一步地，所述导电聚合层和硅橡胶基体之间设有防腐涂层，防腐涂层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
17、有益效果：通过柔性加热元件的设计，本专利技术能够适应不同形状的加热需求，尤其是在弯曲表面或狭小空间内依然能够保持优良的加热效果，这克服了传统刚性加热器无法灵活贴合的缺陷；
18、温度传感模块使本加热器能够实现精确的温度调节，避免过热或温度不足的问题，该系统结合热电偶传感器和导电聚合层，形成了实时反馈与调整机制，确保了加热的均匀性与安全性；
19、模块化防爆外壳通过多层隔爆腔室和散热管道设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，一种柔性温控型防爆加热器，包括柔性加热元件、导热层、外部防护层、分布式温度传感模块和模块化防爆外壳，所述柔性加热元件包括导电聚合层和合金导电丝，导电聚合层设于内层，合金导电丝设于外层，所述合金导电丝的直径为0.2-0.4mm，所述导电聚合层为聚乙烯-氧化铝复合材料，导电聚合层的厚度为0.1-0.2mm，所述柔性加热元件的外侧还设有硅橡胶基体，所述硅橡胶基体的厚度为2-3mm；所述导热层的厚度为1-2mm，所述导热层设于高温硅橡胶基体外侧，所述导热层由导热系数为30W/m·K的氧化铝陶瓷复合材料构成；所述外部防护层设于导热层的外侧，外部防护层的材质为聚四氟乙烯材料，外部防护层的厚度为0.6-1mm；所述分布式温度传感模块包括多个热电偶传感器，所述热电偶传感器均匀布置在柔性加热元件和导热层之间；所述模块化防爆外壳包覆于加热器的最外侧，所述模块化防爆外壳的材质为钛合金和聚合物复合材料，模块化防爆外壳的壁厚为20cm-30cm，模块化防爆外壳的内部设有隔爆腔室，模块化防爆外壳的表面设有高度为4-5mm、间距为1-2mm的散热鳍片。
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3.根据权利要求2所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，所述散热鳍片设于加热器的侧面和正面，散热鳍片的材质为铝合金，散热管的材质为氮化铝陶瓷。
4.根据权利要求3所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，所述模块化防爆外壳与散热管之间的空隙内填充有石墨胶体。
5.根据权利要求1所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，柔性加热元件的功率为每平方米1kW，工作电压为220V，最大电流为4.5A。
6.根据权利要求1所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，所述导电聚合层的聚乙烯-氧化铝复合材料的体积电阻率为10^-4至10^-6Ω·m。
7.根据权利要求1所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，所述柔性加热元件的硅橡胶基体中掺有微量陶瓷纤维增强材料，所述增强材料的含量为0.5％-1％。
8.根据权利要求1所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，所述柔性加热元件的合金导电丝表面涂覆有一层氧化铝涂层，涂层厚度为5-10μm。
9.根据权利要求1所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，所述导电聚合层和硅橡胶基体之间设有防腐涂层，防腐涂层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于，一种柔性温控型防爆加热器，包括柔性加热元件、导热层、外部防护层、分布式温度传感模块和模块化防爆外壳，所述柔性加热元件包括导电聚合层和合金导电丝，导电聚合层设于内层，合金导电丝设于外层，所述合金导电丝的直径为0.2-0.4mm，所述导电聚合层为聚乙烯-氧化铝复合材料，导电聚合层的厚度为0.1-0.2mm，所述柔性加热元件的外侧还设有硅橡胶基体，所述硅橡胶基体的厚度为2-3mm；所述导热层的厚度为1-2mm，所述导热层设于高温硅橡胶基体外侧，所述导热层由导热系数为30w/m·k的氧化铝陶瓷复合材料构成；所述外部防护层设于导热层的外侧，外部防护层的材质为聚四氟乙烯材料，外部防护层的厚度为0.6-1mm；所述分布式温度传感模块包括多个热电偶传感器，所述热电偶传感器均匀布置在柔性加热元件和导热层之间；所述模块化防爆外壳包覆于加热器的最外侧，所述模块化防爆外壳的材质为钛合金和聚合物复合材料，模块化防爆外壳的壁厚为20cm-30cm，模块化防爆外壳的内部设有隔爆腔室，模块化防爆外壳的表面设有高度为4-5mm、间距为1-2mm的散热鳍片。
2.根据权利要求1所述的一种柔性温控型防爆加热器，其特征在于,所述模块化防爆外壳的隔爆腔室内设有散热管，所述散热管的长度为模块化防爆外壳...
【专利技术属性】
技术研发人员：王太祥，
申请(专利权)人：镇江裕太防爆电加热器有限公司，
类型：发明
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