一种碳纤维柔性电加热器具制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维柔性电加热器具，用多根具有远红外功能的碳纤维丝作为发热体，在其外层包覆具有明显电容正温度特性的内隔离材料层，再在内隔离材料层上面螺旋绕制具有感温和安全保护功能的金属丝，最外层再包覆外绝缘层，其截面外形是圆形、方形或其它形状。?使用二芯至五芯的电源连接线将温度控制器连接到单控调温开关的电路板上，电源连接线和温度控制器的连接处固定并作绝缘处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电加热
，具体涉及一种具有全线路安全保护功能和自动控温作用的远红外碳纤维电热线、与该电热线匹配的温度控制器，以及使用该电热线和温度控制器等组装而成的一种碳纤维柔性电加热器具。
技术介绍
碳纤维柔性电加热器具已经逐步成为一种广泛使用的取暖器具，但目前面市的碳纤维柔性加热器具在使用中没有安全保护或自动控温功能，容易导致非正常工作时发生安全事故，如以下几种情况1、碳纤维柔性电加热器具在折叠、打皱或覆盖厚重物品使用时；2、碳纤维柔性电加热器具中的碳纤维热线发生绞扣、相互交叉或重叠使用时；3、碳纤维柔性电加热器产生断丝打火时；4、普通柔性电加热器具在长时间加温使用时。
技术实现思路
为了防止现有技术中使用碳纤维柔性电加热器具所存在的安全隐患，提高碳纤维柔性电加热器具的使用舒适性，本专利技术公开了一种具有全线路安全保护功能和自动控温作用碳纤维柔性电加热器具。本专利技术具体采用如下技术方案一种一种碳纤维柔性电加热器具，通过将远红外碳纤维电热线6固定在柔性器夹层13 中形成所述碳纤维柔性电加热器具，碳纤维柔性电加热器具中的远红外碳纤维电热线6通过与温度控制器10相连，实现安全保护和自动控温功能，其特征在于用绝缘线将多根具有远红外功能的碳纤维丝绕成远红外碳纤维丝束1作为发热体，在远红外碳纤维丝束1外层包覆具有明显电容正温度特性的内隔离材料层3，再在内隔离材料层3上面螺旋绕制金属丝4，最外层再包覆绝缘保护层5，形成所述的远红外碳纤维电热线6;所述温度控制器10包括双向可控硅SCR、双向二极管D2、第3电阻R3，所述双向可控硅 SCR的阴极与远红外碳纤维电热线6中的远红外碳纤维丝束1-端A相连，远红外碳纤维丝束1另一端B和双向可控硅SCR的阳极分别与电源的两相相连，双向可控硅SCR的触发极与双向二极管D2的一端相连，双向二极管D2的另一端与所述远红外碳纤维电热线6中的内隔离材料层3上面螺旋绕制的金属丝4的两端相连，所述双向二极管D2的另一端还通过第3电阻R3连接到所述双向可控硅SCR的阳极。本专利技术一种碳纤维柔性电加热器具还可以使用开关和温度控制器一体的控制器， 具体方案如下一种一种碳纤维柔性电加热器具，通过将远红外碳纤维电热线6固定在柔性器夹层13 中形成所述碳纤维柔性电加热器具，碳纤维柔性电加热器具中的远红外碳纤维电热线6通过与开关和温度控制器一体的控制器16相连，实现安全保护和自动控温功能，其特征在于用绝缘线将多根具有远红外功能的碳纤维丝绕成远红外碳纤维丝束1作为发热体，在远红外碳纤维丝束1外层包覆具有明显电容正温度特性的内隔离材料层3，再在内隔离材料层3上面螺旋绕制金属丝4，最外层再包覆绝缘保护层5，形成所述的远红外碳纤维电热线6;所述开关和温度控制器一体的控制器16包括双向可控硅SCR、双向二极管D2、第3电阻R3，所述双向可控硅SCR的阴极与远红外碳纤维电热线6中的远红外碳纤维丝束1 一端 A相连，双向可控硅SCR的阳极通过开关K与交流电源的相线相连，远红外碳纤维丝束1另一端B通过保险丝与交流电源的零线相连，双向可控硅SCR的触发极与双向二极管D2的一端相连，双向二极管D2的另一端与所述远红外碳纤维电热线6中的内隔离材料层3上面螺旋绕制的金属丝4的两端相连，所述双向二极管D2的另一端还通过第3电阻R3连接到所述双向可控硅SCR的阳极。用于本专利技术的一种碳纤维柔性电加热器具的远红外碳纤维电热线，其截面外形可以是圆形、方形或其它形状。利用尼龙的电容介质特性，使远红外碳纤维电热线具有电容正温度特性，即随着温度变化而改变其电容值，该电容值是指远红外碳纤维丝束1与金属丝层4之间的电容值， 并且随着温度的增加，电容值变大的特点。与该电热线匹配的温度控制器配合使用，使柔性电加热器具有自动恒温功能，可以同时解决柔性加热器具的热安全、使用寿命和使用舒适性等问题。该电路能够利用电热线中包覆的有明显电容正温度特性的内隔离层材料3，该内隔离层材料3具有随温度升高变化成熔融状形成电容介质正温度特性，碳纤维束1与金属丝4之间的电容量也就随之增大，组成了 RC时间电路.随着温度的升高，双向可控硅SCR 的触发极电流向RC电路充放电时间增长，从而减小触发电流改变双向可控硅SCR的输出电流控制可控硅的输出电流变小，使负载功率降低，从而达到自动控制温度的目的。另外，随着温度的升高，在电热线内隔离层材料3达到熔融状态时，内层碳纤维束 1与外层金属丝4相互碰触而发生短接，使双向可控硅SCR的控制极和输出极之间无正向偏置，致使双向可控硅SCR无触发电流导通，从而无功率输出，内层碳纤维束1不再发热，达到安全保护的目的。本专利技术采用以上技术方案可以使碳纤维柔性电加热器具具有自动恒温功能，同时解决柔性加热器具的热安全、使用寿命和使用舒适性等问题。附图说明图1所示为远红外碳纤维电热线的结构示意图2所示为本专利技术开关和温度控制器分离连接的远红外碳纤维柔性电加热器具的结构示意图3所示为开关和温度控制器合为一体的远红外碳纤维柔性电加热器具的结构示意图4所示为开关和温度控制器分离连接的整个远红外碳纤维柔性电加热器具温度控制和安全保护电路原理图5所示为开关和温度控制器合为一体的整个远红外碳纤维柔性电加热器具温度控制和安全保护电路原理其中，1-远红外碳纤维丝束，2-绝缘细线，3-具有电容正温度特性的内隔离材料层，4-用于起保护和控温作用的金属丝层；5-绝缘保护层；6--由以上组成的碳纤维电热线；7-开关控制器；8-_芯或三芯电源连接线；9-固定夹板；10-温度控制器；11-热缩绝缘套管；13-柔性器具(毯、垫体)；14-体化电源输入插头线；15-四芯或五芯电源连接线；16-开关与温度控制器一体的控制器。具体实施例方式下面根据说明书附图，对本专利技术的技术方案作进一步详细表述。图1所示为远红外碳纤维电热线的结构示意图，本专利技术中的远红外碳纤维电热线包括远红外碳纤维丝束1、绝缘细线2、具有电容正温度特性的内隔离材料层3、用于起保护和控温作用的金属丝层4和绝缘保护层5。多根具有远红外功能的碳纤维丝通过细小的绝缘线2绕成碳纤维丝束1作为发热体，在其外层包覆具有电容正温度特性的内隔离材料层3，根据设计，内隔离材料层可选120°C 160°C熔化的绝缘塑料，再在内隔离材料层3上面螺旋绕制具有感温和安全保护功能的金属丝4，最外层再包覆外绝缘层5，远红外碳纤维电热线的截面外形可以是圆形、方形或其它形状。如图2所示为本专利技术远红外碳纤维柔性电加热器具开关7与温度控制器10分离连接的结构原理图。将特制的远红外碳纤维电热线6固定在柔性器夹层13中，将远红外碳纤维电热线的远红外纤维丝束1和螺旋缠绕在内隔离层3上的金属丝层4分别连接到与该电热线匹配的温度控制器10上。用二芯或三芯联体的电源连接线8将温度控制器10连接到单控调温开关7的电路板上。电源连接线8和温度控制器10的连接处用夹板9和用热熔胶11固定并作绝缘处理。图2的结构方式采取温度控制器10和单控调温开关7分离连接的控制方法。如图3所示为本专利技术远红外碳纤维柔性电加热器具开关与温度控制器合为一体的结构原理图。将特制的远红外碳纤维电热线6固定在柔性器具13夹层中，用四芯或五芯联体的电源连接线15的一端分别连接到远红外碳纤维电热线的碳纤维束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种碳纤维柔性电加热器具，通过将远红外碳纤维电热线(6)固定在柔性器夹层 (13)中形成所述碳纤维柔性电加热器具，碳纤维柔性电加热器具中的远红外碳纤维电热线 (6)通过与温度控制器(10)相连，实现安全保护和自动控温功能，其特征在于用绝缘线将多根具有远红外功能的碳纤维丝绕成远红外碳纤维丝束(1)作为发热体， 在远红外碳纤维丝束(1)外层包覆具有明显电容正温度特性的内隔离材料层(3)，再在内隔离材料层( 上面螺旋绕制金属丝G)，最外层再包覆绝缘保护层(5)，形成所述的远红外碳纤维电热线(6)；所述温度控制器(10)包括双向可控硅SCR、双向二极管(D2)、第3电阻(R3)， 所述双向可控硅SCR的阴极与远红外碳纤维电热线(6)中的远红外碳纤维丝束(1) -端㈧相连，远红外碳纤维丝束⑴另一端⑶和双向可控硅SCR的阳极分别与电源的两相相连，双向可控硅SCR的触发极与双向二极管(D2)的一端相连，双向二极管(D2)的另一端与所述远红外碳纤维电热线(6)中的内隔离材料层C3)上面螺旋绕制的金属丝(4)的两端相连，所述双向二极管(拟)的另一端还通过第3电阻0 )连接到所述双向可控硅SCR 的阳极；(1)、所述温度控制器(10)还包括第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)，所述第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)并联在所述双向二极管(D2)的两端；(2)、远红外碳纤维丝束(1)另一端⑶和双向可控硅SCR的阳极通过开关控制器(7) 连接到交流电源；(3)、所述开关控制器(7)包括开关(K)、二极管(Dl)、第1电阻(Rl)、第2电阻(R2)、 第1发光二极管(LEDl)、第2发光二极管(LED2)；所述开关(K)的一端连接到交流电源的相线或零线，开关(K)的投掷端具有三个触占.第一触点(Kl)端直接连接到所述双向可控硅SCR的阳极，开关(K)的第二触点(K2) 端通过二极管(Dl)连接到所述双向可控硅SCR的阳极，所述交流电源的另一相线通过保险丝连接到远红外碳纤维丝束(1)另一端(B)以形成电流通路，第三触点(D)为空档位； 当开关(K)掷向第一触点(Kl)端时，为碳纤维柔性电加热器具提供交流电压， 当开关(K)掷向第二触点(以)端时，为碳纤维柔性电加热器具提供降压整流后的直流电压，当当开关(K)掷向第三触点(K3)端时，碳纤维柔性电加热器具断开电源；第1电阻(Rl)与第1发光二极管(LEDl)组成串联支路连接在所述第一触点端和所述交流电源的另一相线之间，用作双掷开关⑷掷向第一触点端时的指示；第2电阻(似)与第2发光二极管(LED》组成串联支路连接在所述笫二触点端和所述交流电源的另一相线之间，用作双掷开关⑷掷向第二触点端时的指示；(4)、在碳纤维柔性电加热器具初始接通电源时，所述双向可控硅SCR的触发电流由第 3电阻(R3)和双向二极管(D2)组成的回路提供；(5)、当所述碳纤维柔性电加热器具温度升高时，由于内隔离层材料C3)具有明显电容正温度特性，使远红外碳纤维丝束(1)与金属丝(4)之间的电容量随之增大，并使得与第4 电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)组成RC电路的充放电时间系数增加，双向可控硅SCR的触发电流向所述RC电路充放电时间增长，从而减小触发电流进而改变双向可控硅 SCR的输出电流，使负载功率降低，实现碳纤维柔性电加热器具的自动控温功能；(6)、当所述碳纤维柔性电加热器具温度进一步升高，直至所述内隔离层材料C3)达到熔融状态时，所述远红外碳纤维丝束(1)与金属丝(4)相互碰触而发生短接，使双向可控硅 SCR的触发极和阴极之间无正向偏置，致使双向可控硅SCR无触发电流导通，从而无功率输出，所述远红外碳纤维丝束(1)不再发热，达到全线路安全保护的目的；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爽，
申请(专利权)人：大连创达技术交易市场有限公司，
类型：发明
国别省市：