本實(shí)用新型涉及加熱設(shè)備，特別是涉及一種接觸式加熱裝置。

背景技術(shù)：

在干燥和熱處理等工藝中經(jīng)常采用平板加熱器或弧形加熱器對物品進(jìn)行干燥及加熱。平板加熱器及弧形加熱器均屬于接觸型干燥設(shè)備，這類設(shè)備的主要組成為發(fā)熱體和加熱層，其工作機(jī)理為：通過電或介質(zhì)對發(fā)熱體進(jìn)行加熱，由于發(fā)熱體和加熱層是緊密接觸的，根據(jù)熱傳遞原理，溫度會從高溫部分傳遞到低溫部分，由于發(fā)熱體的溫度比加熱層的溫度高，所以發(fā)熱體產(chǎn)生的高溫會傳遞到加熱層上，使加熱層的溫度升高，由此對與加熱層相接觸的樣品進(jìn)行加熱。

接觸型干燥設(shè)備的加熱層通常采用導(dǎo)熱率較高的鋁材制作，但即便采用鋁材也會因生產(chǎn)、加工、結(jié)構(gòu)等各種因素，導(dǎo)致加熱層表面各處的溫差較大。有時(shí)為使加熱層表面具有較高的光潔度，或者為使加熱層具有良好的耐酸、耐堿性，其材質(zhì)通常還會選用不銹鋼，在這種情況下加熱層表面溫差尤為顯著，這是由于不銹鋼自身導(dǎo)熱性不好，使得加熱層在距離發(fā)熱體近處的溫度高于離發(fā)熱體遠(yuǎn)處的溫度，導(dǎo)致加熱板表面溫度不均勻，產(chǎn)生較大的溫差。加熱層表面較大的溫差在生產(chǎn)中會嚴(yán)重影響樣品的質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)中會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以解決接觸型干燥設(shè)備表面溫差大這一問題就顯得尤為重要。

目前，縮小接觸型干燥設(shè)備表面溫差的方法主要有以下幾種：1、從設(shè)備本身結(jié)構(gòu)著手，如增加發(fā)熱體的數(shù)量，使鑲嵌在加熱層的發(fā)熱體間的距離盡可能的小，即使單位面積內(nèi)加熱層上所嵌的發(fā)熱體的數(shù)量盡可能多；2、從設(shè)備材料著手，如將加熱層材料由不銹鋼換為導(dǎo)熱性能更好的基材，如銅材；3、使用導(dǎo)熱材料，如導(dǎo)熱硅膠對導(dǎo)熱層進(jìn)行填充，以縮小加熱層表面的溫度差。

上述方法均存在一些不足之處，具體如下：

(1)增加發(fā)熱體的數(shù)量：

a、由于單個(gè)發(fā)熱體自身的功率很大，發(fā)熱體的數(shù)量增加過多不僅增加了設(shè) 備的耗電量，總功率過大還很容易燒壞電源；

b、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、加工困難；

c、只能用于新設(shè)計(jì)加工的設(shè)備，而對于已出廠的設(shè)備仍無法解決表面溫度差；

(2)將加熱層材料換為導(dǎo)熱性能更好的銅材：

a、在縱向上解決的溫度差有限；

b、抗腐蝕性能不好；

c、加熱層表面容易粘黏樣品，破壞樣品的表面質(zhì)量；

d、材料價(jià)格昂貴，增加了設(shè)備的采購費(fèi)用；

(3)采用導(dǎo)熱硅膠對導(dǎo)熱層進(jìn)行填充：

a、導(dǎo)熱硅膠對水的吸附能力較強(qiáng)，使用壽命短；

b、低溫時(shí)有二氧化碳晶體滲出，晶體與樣品表面擠壓會損壞樣品表面質(zhì)量；

c、高溫下易老化出現(xiàn)空洞，影響使用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種加熱層溫差小、結(jié)構(gòu)簡單、不會影響樣品表面質(zhì)量的接觸式加熱裝置。

一種接觸式加熱裝置，包括熱源裝置、加熱體以及加熱層，所述熱源裝置用于加熱所述加熱體，所述加熱層與所述加熱體相接觸，且具有用于加熱樣品的加熱面，所述加熱面上設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)層。

所述熱源裝置具體可采用電加熱或介質(zhì)加熱的方式為加熱體提供熱量。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)層為石墨導(dǎo)熱膜。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨導(dǎo)熱膜的厚度為0.01～0.5mm。優(yōu)選為0.15mm。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括鋪設(shè)在所述導(dǎo)熱介質(zhì)層之上的聚四氟乙烯膜。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱層的材質(zhì)為不銹鋼。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱層為加熱平板。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括底板和絕熱支架，所述加熱平板通過所述絕 熱支架設(shè)置于所述底板上，所述熱源裝置為電源。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括熱電偶和控制器，還包括熱電偶和控制器，所述熱電偶設(shè)置于所述加熱平板之上，用于測定所述加熱平板的溫度；所述控制器通過有線或無線連接至所述加熱體和熱電偶，用于調(diào)節(jié)所述加熱平板的溫度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱層為圓筒形，且兩端分別設(shè)置有第一底面和第二底面，所述加熱體為管狀，且一端部延伸出所述第一底面形成進(jìn)油管，另一端部延伸出所述第二底面形成出油管，所述熱源裝置包括熱油出口和回油口，所述熱油出口通過管道連通至所述進(jìn)油管，所述出油管通過管道連通至所述回油口。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱體螺旋形盤貼于所述加熱層的內(nèi)壁。

本實(shí)用新型的原理及優(yōu)點(diǎn)如下：

鑒于發(fā)熱體的數(shù)量有限，僅能在加熱層的局部進(jìn)行設(shè)置，或加熱體由于介質(zhì)傳輸導(dǎo)致自身各處的溫度不一致等原因，接觸式加熱裝置的加熱面各位置之間必然有溫度差存在。

石墨導(dǎo)熱膜是一種導(dǎo)熱效率非常高的材料，且其在厚度方向x上的導(dǎo)熱系數(shù)為10w/m.k，而水平方向y的導(dǎo)熱系數(shù)為1500w/m.k，這正滿足了使接觸式加熱裝置厚度方向x傳遞的熱量相對較低，而水平方向y傳遞的熱量相對較高的需求。因此，本實(shí)用新型通過在接觸式加熱裝置表面鋪設(shè)石墨導(dǎo)熱膜，可把加熱面的高溫點(diǎn)的溫度經(jīng)過石墨導(dǎo)熱膜迅速沿水平方向傳遞到低溫點(diǎn)，從而使加熱面各處達(dá)到熱平衡，溫度均勻，而厚度方向由于導(dǎo)熱系數(shù)較低，溫度不易散失，保證加熱所需溫度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

(1)本實(shí)用新型通過在接觸式加熱裝置的加熱面鋪設(shè)導(dǎo)熱介質(zhì)層，特別是石墨導(dǎo)熱膜，解決了現(xiàn)有技術(shù)中其加熱面存在較大溫差的缺陷，使加熱面水平方向的各處達(dá)到熱平衡，溫度均勻，而厚度方向由于導(dǎo)熱系數(shù)較低，溫度不易散失，保證加熱所需溫度。

(2)該接觸式加熱裝置結(jié)構(gòu)簡單，可基于現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，有效降低了 設(shè)備成本，使用方便、快速、經(jīng)濟(jì)且不會破壞加熱器設(shè)備表面。

(3)通過在導(dǎo)熱介質(zhì)層之上進(jìn)一步鋪設(shè)聚四氟乙烯膜，可有效防止樣品粘連的情況出現(xiàn)，避免對樣品表面造成損傷。

(4)加熱面仍然采用不銹鋼材質(zhì)，具有良好的耐酸、耐堿性，可延長接觸式加熱裝置使用壽命。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的烘缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為包括圖1所述烘缸的接觸式加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例中的接觸式加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；其中，

1、烘缸；11、進(jìn)油管；12、導(dǎo)熱管；13、缸體；14、出油管；131、側(cè)面；132、第一底面；133、第二底面；15、石墨導(dǎo)熱膜a；22、加熱裝置；23、第一連接管；24第二連接管；25、油泵；31、加熱體；32、加熱平板；33、底板；34、絕熱支架；35、熱電偶；36、控制器；37、石墨導(dǎo)熱膜b。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的接觸式加熱裝置作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本實(shí)用新型采用的石墨導(dǎo)熱膜為市售。

實(shí)施例1

本實(shí)施例一種烘缸1，如圖1所示，包括進(jìn)油管11、導(dǎo)熱管12、缸體13以及出油管14，其中，缸體13具有用于烘干待烘樣品的側(cè)面131、第一底面132和第二底面133，導(dǎo)熱管12螺旋形盤貼在缸體13的內(nèi)壁，且一端部延伸出第一底面132形成進(jìn)油管11，另一端部延伸出第二底面133形成出油管14，進(jìn)油管11、缸體13、出油管14共軸設(shè)置，由此可保證缸體13的平衡性，在對待烘樣品進(jìn)行干燥時(shí)，使待烘樣品受熱均勻；螺旋形盤貼可增加缸體13內(nèi)壁與供油通道的接觸面積和接觸長度，使導(dǎo)熱油在單次循環(huán)中的熱轉(zhuǎn)換效率更高，具體可 為貼設(shè)于缸體13內(nèi)壁的獨(dú)立的管道，也可以為兩側(cè)邊均焊接于缸體13內(nèi)壁的半圓形管，與缸體13的內(nèi)壁共同形成能夠?qū)ǖ墓艿?；另外為了減少介質(zhì)對缸體13的腐蝕，缸體13的材質(zhì)為不銹鋼。

缸體13的形狀為圓筒形，直徑600mm，軸線方向長為800mm，側(cè)面131表面依次鋪設(shè)有石墨導(dǎo)熱膜a 15和聚四氟乙烯膜(圖中未示出)，二者均可通過其本身的粘結(jié)性直接進(jìn)行粘貼，其中，石墨導(dǎo)熱膜a 15的厚度為0.15mm?？衫斫獾氖?，在其他實(shí)施例中，石墨導(dǎo)熱膜也可采用其它厚度。

通過鋪設(shè)石墨烯導(dǎo)熱膜a 15，可以把烘缸較高溫端的熱量經(jīng)過石墨導(dǎo)熱膜迅速沿水平方向傳遞到低溫端，從而使烘缸兩端的溫度均勻，達(dá)到熱平衡，而厚度方向由于導(dǎo)熱系數(shù)較低，溫度不易散失，有效保證烘干所需溫度。聚四氟乙烯膜的設(shè)置，可以有效防止樣品(如紙張)粘連的情況出現(xiàn)，避免對樣品表面造成損傷。

可以理解的是，石墨導(dǎo)熱膜a 15的具體種類或性能可以根據(jù)烘干所需溫度和其他使用條件(如壓力)選擇。

上述烘缸可具體應(yīng)用于接觸式加熱裝置中，如圖2所示，該接觸式加熱裝置包括烘缸1、加熱裝置22、第一連接管23和第二連接管24，加熱裝置22包括熱油出口和回油口，第一連接管23的一端通過軸承連通至烘缸1的進(jìn)油管11，另一端連通至所述熱油出口，第二連接管24的一端通過軸承連通至烘缸1的出油管14，另一端連通至所述回油口。介質(zhì)(如導(dǎo)熱油)經(jīng)加熱裝置22加熱后經(jīng)第一連接管23導(dǎo)通至烘缸1的導(dǎo)熱管12，由此通過熱量傳遞對與烘缸1的側(cè)面131接觸的樣品(如紙張)進(jìn)行烘干，然后介質(zhì)再經(jīng)第二連接管24導(dǎo)回至加熱裝置22，由此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)樣品的加熱烘干。

可以理解的是，烘缸1的數(shù)量可為1個(gè)或多個(gè)，圖2所示為兩個(gè)。

可以理解的是，還可以通過在第一連接管23或第二連接管24上設(shè)置油泵25，以提高介質(zhì)的流通速度，提高烘干效率。

對上述接觸式加熱裝置與現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備進(jìn)行烘缸兩端溫度差的測量， 結(jié)果如表1所示：

表1

由表1可以看出，本實(shí)用新型降低溫差的效果要明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例一種接觸式平板加熱器，如圖3所示，包括加熱體31、加熱平板32、底板33、絕熱支架34、熱電偶35和控制器36，其中，

加熱平板32是長600mm，寬300mm，厚20mm的不銹鋼板，加熱平板32的一面鑲嵌有兩個(gè)加熱體31，加熱體31的加熱方式為電加熱，相對的另一面為用于加熱樣品的加熱面，加熱平板32通過絕熱支架34設(shè)置于底板33上，且加熱平板32和底板33平行設(shè)置，便于進(jìn)行加熱操作，熱電偶35設(shè)置于所述加熱平板上，進(jìn)行加熱平板實(shí)時(shí)溫度的測定，加熱體31和熱電偶35通過線纜連接至控制器36，進(jìn)行溫度信息的反饋和調(diào)節(jié)。

加熱平板32的加熱面上依次鋪設(shè)有石墨導(dǎo)熱膜b 37和聚四氟乙烯膜(圖中未示出)，二者均可通過其本身的粘結(jié)性直接進(jìn)行粘貼，其中，石墨導(dǎo)熱膜b 37的厚度為0.15mm?？衫斫獾氖牵谄渌麑?shí)施例中，石墨導(dǎo)熱膜也可采用其它厚度。

通過鋪設(shè)石墨烯導(dǎo)熱膜b 37，可以把加熱面上距離加熱體31較近，溫度較高的位點(diǎn)(如a點(diǎn))的熱量經(jīng)過石墨導(dǎo)熱膜迅速沿水平方向傳遞到距離加熱體31較遠(yuǎn)，溫度較低的位點(diǎn)(如b點(diǎn))，從而使加熱面各處達(dá)到熱平衡，溫度均勻，而厚度方向由于導(dǎo)熱系數(shù)較低，溫度不易散失，有效保證加熱所需溫度；聚四氟乙烯膜的設(shè)置，可以有效防止樣品(如紙張)粘連的情況出現(xiàn)，避免對樣品 表面造成損傷。

可以理解的是，石墨導(dǎo)熱膜15的具體種類或性能可以根據(jù)加熱所需溫度和其他使用條件(如壓力)選擇。

對上述接觸式平板加熱器與現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備進(jìn)行不同位置溫度差的測量，試驗(yàn)時(shí)設(shè)定接觸式平板加熱器的溫度為120℃，在加熱面上取一點(diǎn)為a，點(diǎn)a位于加熱體31的中線位置，在加熱面另取一點(diǎn)為b，使b點(diǎn)到a點(diǎn)的距離為L1，用接觸式數(shù)顯溫度計(jì)測量本實(shí)用新型處理后以及現(xiàn)有技術(shù)的加熱裝置中a、b兩點(diǎn)溫度，計(jì)算出a、b兩點(diǎn)的溫度差，比較它們之間溫差改善的效果，結(jié)果如表2所示：

表2

由表2可以看出，本實(shí)用新型降低溫差的效果要明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。