一种采用石墨烯发热膜保温的装配式水箱的制作方法

[0001]
本实用新型涉及消防水箱领域，尤其涉及一种采用石墨烯发热膜保温的装配式水箱。


背景技术：

[0002]
为了解决冬季低温环境下生活水箱及消防水箱的防冻,通常使用电伴热带以一定间距缠绕在水箱的表面，并敷设隔热层、防潮层及保护层，其中电伴热带由220v或380v电源线、发热电阻丝、电源线与电阻丝接头、绝缘层保护套等组成。然而，电伴热带具有安装耗时、成本高、易发生漏电事故、能耗高等缺点。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型提供了一种采用石墨烯发热膜保温的装配式水箱，通过第一插头模块和第二插头模块实现石墨烯发热膜之间的电连接，电流从一个石墨烯发热膜到另一个石墨烯发热膜，水箱本体的同一表面只需接出一组电源线，作为快速接头的第一插头模块和第二插头模块将水箱本体的各个表面敷设的多块石墨烯薄膜连成一整片，并在石墨烯薄膜的表面依次敷设隔热层、防潮层及保护层，配备温控器控制加热温度。
[0004]
实现本实用新型目的的技术方案如下：
[0005]
一种采用石墨烯发热膜保温的装配式水箱，包括：水箱本体、多块石墨烯发热膜和绝热层，所述多块石墨烯发热膜紧贴水箱本体的外表面安装，所述绝热层固定在石墨烯发热膜的外表面；
[0006]
每片石墨烯发热膜上均设有第一插头模块和第二插头模块，第一插头模块与第二插头模块呈对角线分布；
[0007]
所述水箱本体同一表面上相邻的石墨烯发热膜通过第一插头模块和第二插头模块的配合连接成一体。
[0008]
本实用新型通过第一插头模块和第二插头模块实现石墨烯发热膜之间的电连接，电流从一个石墨烯发热膜到另一个石墨烯发热膜，水箱本体的同一表面只需接出一组电源线，无需把每片石墨烯发热膜的接线端均与外界电源连接，既减少接线又方便石墨烯发热膜的施工。
[0009]
作为本实用新型的进一步改进，所述第一插头模块上设有凸出部，所述第二插头模块上设有凹槽部，所述凸出部插入凹槽部，实现两片石墨烯发热膜的电连接。
[0010]
作为本实用新型的进一步改进，所述凸出部和凹槽部均由导电材料制成。
[0011]
作为本实用新型的进一步改进，所述凸出部与石墨烯发热膜之间设置有导电片，所述凹槽部与石墨烯发热膜之间也设置有导电片，导电片作为接线端子实现石墨烯发热膜与第一插头模块或第二插头模块电连接。
[0012]
作为本实用新型的进一步改进，所述石墨烯发热膜包括绝缘薄膜和石墨烯层，采用喷涂或印刷方式将石墨烯固定在绝缘薄膜上形成所述石墨烯层；
[0013]
所述导电片与石墨烯层接触。
[0014]
通电后，电能通过石墨烯层转化成热能，实现对水箱本体的加热。
[0015]
作为本实用新型的进一步改进，所述石墨烯层在绝缘薄膜上呈s型喷涂或印刷，第一插头模块与石墨烯层的一端电连接，第二插头模块与石墨烯层的另一端电连接。
[0016]
作为本实用新型的进一步改进， 所述第一插头模块由第一竖向插头和第一横向插头组成，石墨烯层与第一竖向插头通过导电片电连接，石墨烯层与第一横向插头也通过导电片电连接；
[0017]
所述第一竖向插头和第一横向插头共用一个导电片；
[0018]
所述第一竖向插头和第一横向插头均具有凸出部。
[0019]
作为本实用新型的进一步改进，所述第二插头模块由第二竖向插头和第二横向插头组成，石墨烯层与第二竖向插头通过导电片电连接，石墨烯层与第二横向插头也通过导电片电连接；
[0020]
所述第二竖向插头和第二横向插头共用一个导电片；
[0021]
所述第二竖向插头和第二横向插头均具有凹槽部。
[0022]
作为本实用新型的进一步改进，第一竖向插头和第一横向插头正交设置，所述第二竖向插头和第二横向插头也正交设置。
[0023]
作为本实用新型的进一步改进，第一竖向插头和第一横向插头位于石墨烯发热膜的右下角，所述第二竖向插头和第二横向插头位于石墨烯发热膜的左上角。
[0024]
作为本实用新型的进一步改进，所述第一行石墨烯发热膜与第二行石墨烯发热膜沿列向对称分布。
[0025]
在第一行中，第一竖向插头和第一横向插头位于第一行石墨烯发热膜的右下角，第二竖向插头和第二横向插头位于第一行石墨烯发热膜的左上角，
[0026]
在第二行中，第一竖向插头和第一横向插头位于第二行石墨烯发热膜的左下角，第二竖向插头和第二横向插头位于第二行石墨烯发热膜的右上角。
[0027]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0028]
（1）本实用新型使用石墨烯发热膜替代电伴热带，大幅度降低了保温材料的价格。
[0029]
（2）本实用新型的石墨烯发热膜是一种单原子层的平面材料，既薄又柔，可紧贴水箱表面敷设，而电伴热带属于一种立体材料，与水箱接触为一根线，面域比线域的接触面大，热传递的效率更高。
[0030]
（3）石墨烯属于一种超导材料，与电阻丝相比损耗较小，耗电能低。
[0031]
（4）本实用新型的石墨烯发热膜规格与装配式水箱拼接钢板的规格相匹配，并在石墨烯发热膜上设置了接头，缩短了现场安装的工期，并降低安装难度。
[0032]
（5）本实用新型的石墨烯发热膜只有500mm
×
500mm、500mm
×
1000mm和1000mm
×
1000mm三种规格，可以实现工厂化生产，质量可靠，可避免现场安装导致漏电事故。
附图说明
[0033]
图1为基于装配式水箱的石墨烯发热膜安装结构示意图；
[0034]
图2为单片石墨烯发热膜的结构示意图；
[0035]
图3为多片石墨烯发热膜组合的结构示意图。
[0036]
图中，1、石墨烯发热膜；11、绝缘薄膜；12、石墨烯层；2、第一插头模块；21、第一竖向插头；22、第一横向插头；3、第二插头模块；31、第二竖向插头；32、第二横向插头；100、水箱本体；200、绝热层；300、防潮层；400、金属保护层。
具体实施方式
[0037]
下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
[0038]
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
[0039]
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0040]
装配式水箱是目前有1000*1000、1000*500、500*500三种规格大小的不锈钢板，工厂生产好现场拼接而成的水箱。因石墨烯发热膜是大小等同水箱钢板规格的多个薄膜，在使用时只需胶带固定即可。当然还需在石墨烯发热膜的外表面固定外保温材料；或者与外保温材料一体化生产好，现场通过预设的榫卯结构及快速接头拼接，大大提高了安装时间和难度；
[0041]
石墨烯是一种超导材料，石墨烯发热膜属于通电后电能转化为热能，由于其高导电性，高导热性，使其耗能低。
[0042]
在实际使用中，可以在配电柜处设个变压器，将220伏变为24伏的人体安全电压，这样可以避免触电危险，又能满足保温要求。
[0043]
因石墨烯是导热系数极高的材料之一，采用石墨烯作为导电浆料，涂刷在高分子塑料薄膜中间，使其成为一种通电发热的石墨烯发热膜，将石墨烯发热膜敷设在呈长方体的装配式生活水箱及消防水箱表面。解决装配式水箱冬季防冻保温问题。
[0044]
生活及消防水箱是由500mm
×
500mm、500mm
×
1000mm和1000mm
×
1000mm三种规格的成品不锈钢板拼接而成，并且以长方体为主。本实用新型把高分子塑料薄膜也制备成500mm
×
500mm、500mm
×
1000mm和1000mm
×
1000mm三种规格。
[0045]
无论是500mm
×
500mm规格的整片石墨烯膜，还是500mm
×
1000mm规格的整片石墨烯膜，亦或1000mm
×
1000mm规格的整片石墨烯膜，均采用多块石墨烯发热膜快速安装而成。每个石墨烯发热膜作为一个单元与周边其他石墨烯发热膜使用第一插头模块和第二插头模块插接。第一插头模块和第二插头模块充当快速接头，快速接头将装配式水箱同一表面敷设的多块石墨烯薄膜连成一整片，同一表面的所有石墨烯薄膜只需外接一组电源线，就能实现整片石墨烯膜的电加热。
[0046]
本实用新型还在整片石墨烯膜的外表面敷设隔热绝热层、防潮层及保护层，并配
温控器控制温度。用于装配式水箱防冻为目的的隔热绝热层厚度大于夏季防结露绝热层的厚度。
[0047]
本实用新型将石墨烯发热膜作为发热元件，石墨烯发热膜具有发热迅速、面发热等特点，发热均匀不会出现局部温度过高现象发生，使用安全。
[0048]
本实用新型将石墨烯转移至绝缘薄膜上，绝缘薄膜不局限于聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等薄膜，在石墨烯材料的表面涂布导电银浆电极，保证石墨烯材料正常发热，导电银浆电极与第一插头模块、第二插头模块电连接。
[0049]
本实用新型的石墨烯发热膜在制备时，可采用旋涂法或喷涂法将石墨烯固定在高分子塑料薄膜上，当然也可先将石墨粉进行物理压合，紧接着把物理压合后的石墨粉结晶生成石墨烯晶体，再把石墨烯晶体固定在高分子塑料薄膜上。
[0050]
实施方式一：
[0051]
如图1、图2和图3所示，本实施方式公开了一种采用石墨烯发热膜保温的装配式水箱，包括：水箱本体、多块石墨烯发热膜1和绝热层，多块石墨烯发热膜1紧贴水箱本体的外表面安装，绝热层固定在石墨烯发热膜1的外表面；每片石墨烯发热膜1上均设有第一插头模块2和第二插头模块3，第一插头模块2与第二插头模块3呈对角线分布；水箱本体同一表面上相邻的石墨烯发热膜1通过第一插头模块2和第二插头模块3的配合连接成一体。
[0052]
本实施方式通过第一插头模块2和第二插头模块3实现石墨烯发热膜1之间的电连接，第一插头模块2和第二插头模块3可在市场上采购获得，电流从一个石墨烯发热膜1到另一个石墨烯发热膜1，水箱本体的同一表面只需接出一组电源线，无需把每片石墨烯发热膜1的接线端均与外界电源连接，既减少接线又方便石墨烯发热膜1的施工。
[0053]
实施方式二：
[0054]
本实施方式公开了一种采用石墨烯发热膜保温的装配式水箱，包括：水箱本体、多块石墨烯发热膜1和绝热层，多块石墨烯发热膜1紧贴水箱本体的外表面安装，绝热层固定在石墨烯发热膜1的外表面；每片石墨烯发热膜1上均设有第一插头模块2和第二插头模块3，第一插头模块2与第二插头模块3呈对角线分布；水箱本体同一表面上相邻的石墨烯发热膜1通过第一插头模块2和第二插头模块3的配合连接成一体。
[0055]
如图2所示，第一插头模块2上设有凸出部，第二插头模块3上设有凹槽部，凸出部插入凹槽部，实现两片石墨烯发热膜1的电连接。凸出部和凹槽部均由导电材料制成。凸出部与石墨烯发热膜1之间设置有导电片，凹槽部与石墨烯发热膜1之间也设置有导电片，导电片作为接线端子实现石墨烯发热膜1与第一插头模块2或第二插头模块3电连接。
[0056]
实施方式三：
[0057]
本实施方式公开了一种采用石墨烯发热膜保温的装配式水箱，包括：水箱本体、多块石墨烯发热膜1和绝热层，多块石墨烯发热膜1紧贴水箱本体的外表面安装，绝热层固定在石墨烯发热膜1的外表面；每片石墨烯发热膜1上均设有第一插头模块2和第二插头模块3，第一插头模块2与第二插头模块3呈对角线分布；水箱本体同一表面上相邻的石墨烯发热膜1通过第一插头模块2和第二插头模块3的配合连接成一体。
[0058]
石墨烯发热膜1包括绝缘薄膜11和石墨烯层12，采用喷涂或印刷方式将石墨烯固定在绝缘薄膜11上形成石墨烯层12；导电片与石墨烯层12接触。通电后，电能通过石墨烯层12转化成热能，实现对水箱本体的加热。
[0059]
如图2所示，石墨烯层12在绝缘薄膜11上呈s型喷涂或印刷，第一插头模块2与石墨烯层12的一端电连接，第二插头模块3与石墨烯层12的另一端电连接。
[0060]
第一插头模块2由第一竖向插头21和第一横向插头22组成，石墨烯层12与第一竖向插头21通过导电片电连接，石墨烯层12与第一横向插头22也通过导电片电连接；第一竖向插头21和第一横向插头22共用一个导电片；第一竖向插头21和第一横向插头22均具有凸出部。
[0061]
第二插头模块3由第二竖向插头31和第二横向插头32组成，石墨烯层12与第二竖向插头31通过导电片电连接，石墨烯层12与第二横向插头32也通过导电片电连接；第二竖向插头31和第二横向插头32共用一个导电片；第二竖向插头31和第二横向插头32均具有凹槽部。
[0062]
如图2所示，第一竖向插头21和第一横向插头22正交设置，第二竖向插头31和第二横向插头32也正交设置。如图3所示，第一竖向插头21和第一横向插头22位于石墨烯发热膜1的右下角，第二竖向插头31和第二横向插头32位于石墨烯发热膜1的左上角。第一行石墨烯发热膜1与第二行石墨烯发热膜1沿列向对称分布。
[0063]
在第一行中，第一竖向插头21和第一横向插头22位于第一行石墨烯发热膜1的右下角，第二竖向插头31和第二横向插头32位于第一行石墨烯发热膜1的左上角，在第二行中，第一竖向插头21和第一横向插头22位于第二行石墨烯发热膜1的左下角，第二竖向插头31和第二横向插头32位于第二行石墨烯发热膜1的右上角。
[0064]
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0065]
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0066]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。