聚四氟乙烯加熱制品及其制造方法

專利名稱：聚四氟乙烯加熱制品及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種加熱制品，尤其涉及一種聚四氟乙烯加熱制品及其制造方法。
背景技術：
在化工生產與日常生活中，經常需要將某些物質加熱，以達到所需的目的， 例如在化工生產中，某些物料需要在反應釜中加熱到反應所需的溫度，以獲得 新的產物。現有的反應釜加熱的方法有兩種， 一種是用外壁上夾套來加熱釜內 的物料，另一種是用盤管換熱器放到釜內介質中加熱介質，夾套內和盤管管子 內的加熱劑(熱載體) 一般都用導熱油(用電熱棒加熱)或高壓蒸汽。如果釜 內的介質有腐蝕性，那末反應釜內壁(或盤管外壁)還需要用各種防腐材料襯 里或包敷，如搪瓷、搪玻璃、塑料、石墨，甚至高級合金等材料襯里。目前，最高級的是用"塑料王"聚四氟乙烯(簡稱F4或PTFE)襯里，因而，現有的防 腐反應釜存在著下列諸多缺陷熱傳遞阻力大，傳速慢，效果差，加熱劑與釜 內介質的溫差大(一般為30-50°C)，釜內介質很難達到200°C (致使許多重要 生產無法進行)，熱效率(利用率)很低， 一般只有60-70%。就盤管而言除上述 缺陷外，而且體積大，重量重，安裝又不甚方便等等。在日常生活中，最簡單 而且用得很普遍的放在熱水瓶中燒開水的玻璃管電加熱器常因無水或碰撞而易 損壞，給使用者帶來諸多麻煩。F4是當今世界最耐腐蝕的材料之一，且又絕對干凈無毒，F4管道以及內襯 F4制品的諸如反應釜、塔器、貯罐等在化學工業及食品生產中用得也不少，如
果這種F4制品又能同時加熱，那將是一種十分理想的加熱制品。發明內容本發明所要解決的技術問題提供一種具有加熱功能的聚四氟乙烯加熱制品(以下簡稱F4加熱制品)。為解決所要解決的技術問題，本發明所采用的技術方案是在聚四氟乙烯基 體(以下簡稱F4基體)內埋設至少一組電熱元件，電熱元件與電源連接的接線 端露出F4基體，以便與外部電源連接，使電熱體發熱。本發明F4加熱制品根據不同用途，可以做成圓筒狀或板片狀或其它特殊形 狀的加熱器，用于工業生產或日常生活。與傳統加熱元件或加熱器相比，本發 明具有以下有益效果1、熱阻小，加熱速度快，加熱劑與反應物的溫差小(一 般僅10-2(TC); 2、熱效率(利用率)高(一般可達85-95%); 3、可將物料加 熱到20(TC以上高溫反應；4、能耐高溫、強腐蝕介質；5、不會產生任何腐蝕產 物，也不粘附其它任何物質，干凈無毒；6、重量輕，安裝使用方便，不易損壞， 使用壽命長。F4加熱制品的用途十分廣泛，如果大量生產應用，它將使多年使用的傳統 加熱器更新換代，不但使許多原來一直不能解決的高溫強腐蝕反應的新工藝高 效益項目得以順利上馬，而已有企業的生產速度也大大加快，大幅增產超值， 獲得巨大的經濟效益，更重要的是F4加熱制品的熱利用率高達85-95%，能為國家節約大量能源(電能)，其意義就不同一般了。下面結合附圖及具體實施方式
對本發明作進一步說明。


圖1為本發明F4加熱制品第一種實施例的結構示意圖； 圖2為本發明F4加熱制品第二種實施例的結構示意圖； 圖3為本發明F4加熱制品第三種實施例的結構示意圖； 圖4為本發明F4加熱制品第四種實施例的結構示意圖； 圖5為應用本發明F4加熱制品第一種實施例的反應釜一種安裝示意圖； 圖6為應用本發明F4加熱制品第一種實施例的反應釜另一種安裝示意圖； 圖7為應用本發明F4加熱制品第二種實施例的反應釜一種安裝示意圖； 圖8為應用本發明帶金屬網F4加熱制品的反應釜一種安裝示意圖； 圖9是圖8中I部結構放大圖。
具體實施方式
F4加熱制品按結構型式來分，有圓筒式與板片式等，圓筒式F4加熱制品用 于圓型設備，如化工生產中的反應釜、塔器、貯罐以及管道等。板片式F4加熱 制品用于方型槽(設備)中和日常生活中使用的加熱片等。按功能用途來分， 有單功能(加熱作用)與雙功能(防腐加熱)兩類。雙功能F4加熱制品大都是 作為設備的襯里，除F4層中有電熱元件外，還可以在聚四氟乙烯基體外面鋪設 金屬網，金屬網外再覆蓋聚四氟乙烯層。加金屬網可以降低F4襯里層熱脹冷縮 程度。下面結合附圖分別給以說明。如圖1、圖2所示的實施例為圓筒式F4加熱制品，F4基體1為薄壁圓筒狀， F4基體1內有若干組并聯連接的電熱元件3，電熱元件3的接線端4露出聚四 氟乙烯基體與電源連接。電熱元件的組數視加熱器功率要求選擇。圖1、圖5、圖6所示的實施例是具有加熱單一功能的單功能圓筒式F4加 熱制品，F4圓筒狀基體1開有通透槽5,通透槽5設置在各組電熱元件3之間。 開有通透槽的F4加熱制品便于介質流通，可以內外兩面加熱，加熱效果更好，
加熱速度快，熱效率高達90—95%。適用于一般反應釜或塔器或C罐等設備內 介質的加熱，加熱制品的翻邊2夾在設備筒體6的法蘭與封頭7的法蘭之間， 筒體6與F4加熱制品之間有一定間隙9， 一般在20—40mm。對于一般搪瓷釜 之類的連底設備，如圖5所示，安裝使用時，翻邊2夾在設備筒體6的法蘭與 封頭7的法蘭之間，下翻邊要切小一些與筒體內壁接觸即可。對于上下都用法 蘭連接的設備(反應釜)，如圖6所示，安裝使用時，將F4加熱制品上下翻邊2 安裝在筒體6上下法蘭與封頭7的法蘭之間，F4加熱制品安裝好后，將上端法 蘭端面的電熱元件電接頭4與電源線連接，即可使用。圖2、圖7、圖8所示的實施例是具有防腐和加熱功能的雙功能圓筒式F4 加熱制品，兼作設備外殼防腐襯里使用，其外徑尺寸要與殼體內徑一致，與圖l 所示單功能加熱制品比較，F4基體不開通透槽。對于兼作設備防腐襯里使用的 雙功能的F4加熱制品，F4基體1外面再鋪設一層金屬網8，金屬網8外再覆蓋 聚四氟乙烯層10。鋪設金屬網目的在于降低F4防腐襯里層熱脹冷縮程度。下面以單功能和雙功能圓筒式F4加熱制品為例，其制造方法舉例說明如下(1) 、將厚O. lmra，寬25-50mm的聚四氟乙烯(F4)帶，在特定(直徑與長 度)的不銹鋼胎具上來回交錯重疊(50%)纏繞到所需厚度(3-6mm)的一半， 在其外均勻地鋪上所需數量的已制造好的電熱元件，再在電熱元件外纏繞完剩 余一半厚度的F4帶；(2) 、在F4帶外面緊緊纏上多層玻璃絲帶，(帶厚約0.1-0.2mm，寬約 20rnm)，纏法與F4帶纏法相同，把F4帶封在里面，不得有絲毫F4帶露在外面， 兩端扎緊；(3) 、將纏繞好的工件放到加熱爐中燒結成型，爐溫緩慢上升到38(TC，保 溫30分鐘，然后在爐中緩慢冷卻到5(TC以下，打開爐門，取出工件；(4) 、將工件外面的的玻璃絲帶去除干凈，脫模后兩端翻邊即成圓筒式(反應釜筒體)F4加熱制品(如圖2所示)；(5) 、將上述F4加熱制品各電熱元件之間的F4層用刀切割出多條通透槽， 即成帶通透槽的F4加熱制品(如圖1所示)。對于鋪設金屬網的雙功能圓筒式F4加熱制品，F4帶纏繞分三次進行，第一 次先在胎具上繞上40y。F4帶，鋪上電熱元件3，再繞30。/。F4帶后鋪上金屬網，再 繞完剩余的30y。F4帶，最后繞玻璃絲帶。對于F4內襯管管壁內的加熱元件，放置的方法，除上述方法外，也可將電 熱絲像彈簧一樣一圈圈纏繞在F4層中間，即F4帶在胎具上纏完一半后，纏上 計算好長度的電熱絲，然后再在其外纏完剩余的一半F4帶，最后纏上玻璃絲帶， 將工件燒結成型，脫模后，將其襯裝在鋼管內，兩端翻邊，即成防腐加熱雙功 能F4管道。圖3、圖4所示的實施例為板片式F4加熱制品，F4基體1為板片狀，F4基 體1內放置至少一組電熱元件3，電熱元件3的接線端4露出F4基體1與電源 連接。板片式F4制品可分為單電熱元件式和多電熱元件式，圖3所示的為單電 熱元件式，其F4基體1內放置一組電熱元件3，用于熱水瓶之類小型容器燒開 水或其它之用；圖4所示的為多電熱元件式，其F4基體1內并聯放置若干組電 熱元件3，用于方形槽的介質加熱，電熱元件的組數視加熱制品功率要求選擇； 多電熱元件式F4加熱制品也可以多片并聯組合使用，適用于大型設備的加熱。板片式F4加熱制品的制造方法可以采用類似單功能圓筒式F4加熱制品制 造方法(1) 一 (4)制成圓筒狀，此件制造好后，先不用翻邊，可將筒體切開， 壓成平板，即成含多個電熱元件的板片式F4加熱制品(如圖4所示)。也可將 圓筒制件上的多個元件，切割成單個的薄片加熱元件，壓成平板，即成含一個
電熱元件的F4加熱制品(如圖3所示)。F4加熱制品還可以采用模壓法制造。 該制造方法包括(1) 、刻制好適合要求的凹凸型鋼制模具一套；(2) 、在凹模中加入F4粉料或F4薄板，在F4粉料或F4薄板上放置電熱元 件，再在電熱元件上放置F4粉料或F4薄板；(3) 、放上凸模，在壓機上將其壓結實；(4) 、將工件放入爐中加熱到3S(TC，取出后再經壓機模壓，冷卻，脫模， 即成板片式F4加熱制品。下面以制造尺寸為200X 25 X 3mm (長X寬X高)的單電熱元件式F4加熱制 品為例，所需F4粉料約30克，其制造方法包括-(1) 、刻制好適合上述尺寸的凹凸(陰陽)型鋼制模具一套；(2) 、在凹模中加入一半(15克)F4粉料，刮平，輕輕放入電熱元件，再 加完剩余的15克粉料，再輕輕刮平；(3) 、放上凸模，將粉料壓堅實；(4) 、將工件放入爐中加熱到38(TC，稍冷后取出脫模，即成板片式F4制品。 上述方法中也可以將1. 5mm厚的F4薄板代替粉料放入凹模中，將電熱元件放在其上，電熱元件上面再放1.5mm厚的F4薄板，最后加上凸模，送入爐中加 熱到38(TC，取出經壓機模壓、冷卻，脫模即成板片式F4制品。
權利要求
1、一種聚四氟乙烯加熱制品，包括聚四氟乙烯基體(1)，其特征是所述聚四氟乙烯基體(1)內有至少一組電熱元件(3)，電熱元件(3)與電源連接的接線端露出聚四氟乙烯基體。
2、 根據權利要求l所述的聚四氟乙烯加熱制品，其特征是所述聚四氟乙烯 基體(1)為圓筒狀。
3、 根據權利要求l所述的聚四氟乙烯加熱制品，其特征是所述聚四氟乙烯 基體(1)為板片狀。
4、 根據權利要求2所述的聚四氟乙烯加熱制品，其特征是所述聚四氟乙烯 圓筒狀基體(1)開有通透槽(5)，所述通透槽(5)設置在各組電熱元件(3) 之間。
5、 根據權利要求2所述的聚四氟乙烯加熱制品，其特征是所述聚四氟乙烯 基體(1)外面鋪設金屬網(8)，金屬網(8)外再覆蓋聚四氟乙烯層(10)。
6、 一種設備，包括筒體(6)，其特征是所述筒體(6)內安裝有如權利要 求2或權利要求5所述的聚四氟乙烯加熱制品，所述聚四氟乙加熱制品的翻邊(2)夾在筒體(6)的法蘭與封頭(7)的法蘭之間。
7、 一種設備，包括筒體(6)，其特征是所述筒體(6)內安裝有如權利要 求4所述的聚四氟乙烯加熱制品，所述加熱制品的翻邊(2)夾在筒體(6)的 法蘭與封頭(7)的法蘭之間，筒體(6)與加熱制品之間有一定間隙(9)。
8、 一種權利要求2所述的聚四氟乙烯加熱制品的制造方法，其特征是包括: (1)、將聚四氟乙烯帶，在特定的不銹鋼胎具上來回交錯重疊纏繞到所需厚度的一半，在其外均勻地鋪上所需數量的電熱元件，再在電熱元件外纏繞完剩余一半厚度的聚四氟乙烯帶； (2) 、在聚四氟乙烯帶外面緊緊纏上多層玻璃絲帶，纏法與聚四氟乙烯帶 纏法相同，把聚四氟乙烯帶封在里面，不得有絲毫聚四氟乙烯帶露在外面，兩端扎緊；(3) 、將纏繞好的工件放到加熱爐中燒結成型，爐溫緩慢上升到380°C，保 溫30分鐘，然后在爐中緩慢冷卻到5(TC以下，打開爐門，取出工件；(4) 、將工件外面的玻璃絲帶去除干凈，脫模后兩端翻邊即成圓筒式聚四 氟乙烯加熱制品。
9、根據權利要求8所述的聚四氟乙烯加熱制品的制造方法，其特征是還包括(5) 、將所述聚四氟乙烯加熱制品各電熱元件之間的聚四氟乙烯層用刀切 割出多條通透槽。
10、 一種權利要求3所述的聚四氟乙烯加熱制品的制造方法，其特征是所述制造方法包括(1) 、刻制好適合要求的凹凸型鋼制模具一套；(2) 、在凹模中加入聚四氟乙烯粉料或聚四氟乙烯薄板，在聚四氟乙烯粉 料或聚四氟乙烯薄板上放置電熱元件，再在電熱元件上放置聚四氟乙烯粉料或聚四氟乙烯薄板；(3) 、放上凸模，在壓機上將其壓結實；(4) 、將工件放入爐中加熱到38(TC，取出后再經壓機模壓，冷卻，脫模， 即成板片式聚四氟乙烯加熱制品。
全文摘要
本發明涉及一種聚四氟乙烯加熱制品(以下簡稱F4加熱制品)，所采用的技術方案是在F4基體內埋設至少一組電熱元件，電熱元件與電源連接的接線端露出F4基體，以便與外部電源連接，使電熱體發熱。根據不同用途，可以做成圓筒狀或板片狀或其它特殊形狀的加熱器。圓筒式F4加熱制品用于圓型設備，如化工生產中的反應釜、塔器、貯罐以及管道等。板片式F4加熱制品用于方型槽(設備)中和日常生活中使用的加熱片等。本發明還涉及上述F4加熱制品的制造方法以及與相關設備的安裝。
文檔編號B29C53/84GK101132657SQ200710071378
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月21日 優先權日2007年9月21日
發明者煒 趙, 趙永鎬, 陳國龍 申請人:趙永鎬