[其他]金屬—聚四氟乙烯管狀加熱裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 101985000003426
• 申請日: 1985-04-27
• 公開（公告）號: CN85103426B
• 公開（公告）日: 1988-07-13
• 發明（設計）人: 孫保邨
• 申請（專利權）人: 兵器工業部第二零七研究所
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

金屬－聚四氟乙烯管狀加熱裝置及其制造方法。本發明是在金屬管狀加熱裝置表面蒙覆一層聚四氟乙烯薄膜，對其兩端全塑料化加固封裝。從而提高了加熱裝置的耐化學性和電絕緣性能，同時又具有較高的機械強度和良好的裝配性能。其可廣泛應用于任何腐蝕介質或其它介質的內熱式加熱。

本發明是關于金屬管表面蒙覆聚四氟乙烯薄膜層，并對其兩端全塑料化加固封裝的電加熱裝置和熱流體加熱裝置。

公知的碳鋼管狀加熱裝置，雖具有結構簡單、工藝性好、價格低、規格品種多、導熱系數大、機械強度高和裝配性能好等優點，但其耐化學性能差，表面不絕緣。純氟塑料類的加熱裝置，其耐化學和電絕緣性能好，但其機械強度較低，導熱系數小，裝配性能和工藝性能較差（尤其是聚四氟乙烯），規格品種較少，價格較高。

鑒于上述已有加熱裝置存在的問題，本發明的目的旨在用一種簡單的方法制造出一類既具有金屬材料又具有聚四氯乙烯“塑料王”綜合性能的多系列多品種且價格低的通用電加熱裝置和熱流體加熱裝置，直接用于強酸、強堿、強氧化劑等腐蝕介質、生理惰性介質以及其它高純度介質的內熱式加熱。

實現本目的較理想的方案，是在金屬管狀尤其是碳鋼管狀加熱元件表面繞覆－加壓燒結－層高致密、均勻且牢固的聚四氯乙烯薄膜并對其兩端塑料化加固封裝等。其具體的工藝方法：根據設計要求制成（或購買）金屬管狀加熱元件（1）-元件（1）表面光潔度檢查-表面噴砂-中性溶液清洗-加熱干燥氧化-表面清潔處理-繞覆聚四氟乙烯薄膜-外觀繞覆均勻度檢查-繞壓玻璃纖維帶-外觀壓緊度檢查-燒結-冷卻-浸或噴灑玻璃纖維帶溶液-脫玻璃纖維帶-聚四氟乙烯層（2）致密度初檢-兩端塑料化加固封裝-聚四氟乙烯層（2）致密度終檢-成品。按照上述的工藝方法制造的加熱裝置即可達到滿意的結果。本發明的“加熱裝置”如附圖所示，采用碳鋼加熱元件（1）為基體，表面燒結一層致密、均勻且牢固可靠的聚四氟乙烯塑料薄膜（2），該熱源為電熱體（7）或熱流體（8），該端頭有塑料加固封裝元件，這些元件中護板（3）由環氧層壓板或聚丙烯板制成，護管（4）由聚丙烯管或聚氯乙烯管制成，護套（5）由環氧樹脂或聚丙烯或聚氯乙烯制成，灌封材料（6）由環氧樹脂或其它熱固性塑料制成。

本發明的加熱裝置，是以碳鋼管材為基體，具有高的機械強度和良好的裝配性能，其表面又以致密的聚四氟乙烯“塑料王”薄膜所覆蓋，這就使其表面又有了極為優異的耐化學性能和極高的電絕緣性能。它可廣泛應用于電鍍業、環保業、印制板化學加工業、半導體工業、化學銑削業、石油化工業、食品加工業、醫藥衛生等行業的各種腐蝕介質、生理惰性介質以及其它高純度介質的內熱式加熱。本發明的加熱裝置，既具有較高的機械強度、良好的裝配性能，優異的耐化學性能、高的電絕緣性能，不吸水不玷污不結垢易清洗抗老化，不污染被加熱的介質和環境，熱效率高，節約能源，聚四氟乙烯層（2）很薄，節省材料，又有較寬的工作電壓和功率范圍或較高的工作壓力。而且結構簡單、工藝性能好，聚四氟乙烯層（2）致密度檢驗技術簡便可靠，價格低，電解生產過程中不會發生漏電，雙性電極以及電擊穿現象，壽命長，易于系列化、標準化（目前初步制定出19個系列427個品種的電加熱裝置和9個系列347個品種的熱流體加熱裝置），其生產過程易于連續化、自動化、專業化。擴大了聚四氟乙烯的應用領域。

本發明的加熱裝置，規格品種很多。其兩端塑料化加固封裝的結構也很多，附圖僅表示了本發明的3個具體的加熱裝置的一端結構剖示圖。

圖1為本發明的電加熱裝置Ⅰ型結構的端頭剖示圖。

圖2為本發明的電加熱裝置Ⅱ型結構的端頭剖示圖。

圖3為本發明的熱流體加熱裝置Ⅰ型結構的端頭剖示圖。

圖中示出了3種加熱裝置的實施例，圖1和圖2為電加熱裝置實施例，圖3為熱流體加熱裝置實施例，其實施工藝方法基本相同，下面就附圖和工藝方法更進一步詳細說明這個制造方法：首先根據設計要求制造（或購買）碳鋼管狀加熱元件（1），其彎曲半徑大于10毫米，當用于浸入式加熱各種液態介質時，其表面功率密度在4.5瓦/厘米²以內，當用于加熱氣態介質時，其表面功率密度在0.9瓦/厘米²以內，并且其表面允許最大凹凸為0.5毫米;其次，將元件（1）表面噴砂，中性溶液清洗，干燥并加熱到380-420℃表面氧化和一些固體附著物升華處理并清潔其表面;第三，在清潔干燥的環境中，用寬度為0.3～0.7倍元件（1）的彎曲半徑，厚度為0.05～0.20毫米的定向或半定向或不定向的聚四氟乙烯薄膜，在0.4～0.9公斤張力的作用下，以順時針或逆時針方向和0.2～0.6倍的薄膜寬的螺距均勻地繞覆至0.3～0.90毫米厚的薄層（2），并檢查其繞覆的均勻度等;第四，用比聚四氟乙烯薄膜寬10-15毫米，厚度為0.05～0.25毫米的玻璃纖維帶，在1-1.5公斤張力的作用下，以順時針或逆時針方向和0.3-1倍的玻璃纖維帶寬的螺距均勻的繞壓1-5層并檢查其繞壓的壓緊度;第五，將繞壓好的元件直接送入溫度為330-385℃的燒結設備中并保溫15-50分鐘，爾后從燒結設備中快速取出并急速冷卻至常溫;第六，將冷卻后的元件浸入或噴灑pH值在5-9范圍內的脫玻璃纖維帶溶液10-45分鐘，緊接著以繞玻璃纖維帶相反的方向脫去，并檢查其表面有無明顯的繞結缺陷;第七，聚四氟乙烯薄膜層（2）致密度初檢，在干燥的環境中把燒結好的加熱裝置置入常溫的電解液內（置入深度以端頭露出液面為宜），用萬用表或搖表或其它一般測電阻表測其金屬管狀元件（1）相對于電解液的絕緣電阻，當其值量大于10⁷或10⁹歐姆時，則為初檢合格;第八，將護板（3）和護管（4）或護套（5）固定于如附圖所示的位置，然后用配制好的環氧樹脂或其它熱固性樹脂灌封;第九，將固化后的加熱裝置置入100～150℃的電解液內1-5分鐘或加熱裝置通電或通熱流體5-30分鐘后，在干燥的環境中用一般測電阻表測其金屬管狀（1）相對于電解液的絕緣電阻，當其值遠大于10⁷或10⁹歐姆時，再用CGZ-17B型高阻表測其絕緣電阻或測其微電流，當其值大于10¹⁶歐姆或小于10^-12安培時，就保證了聚四氟乙烯層（2）處處致密。