用于水族箱加热的石墨烯加热器的制作方法

1.本实用新型涉及加热器技术领域，更具体地说，涉及一种用于水族箱加热的石墨烯加热器。


背景技术：

2.饲养水生动植物时，无论是作为业余爱好的水族饲养，还是商家用于售卖、展示的水族饲养，对于一些对水温要求较严格的动植物，饲养过程中，通常需要在水族箱中放入加热棒，对水温进行调节，以使被饲养水生动植物所在水环境的温度达到适宜，保证良好的生存状态。
3.现有技术中的加热棒，通常为发热电阻丝式，其通电后产热，并与水族箱中的水进行热交换，但是，此种加热棒在加热水时，首先加热位于其周围的水，然后依靠水因温度不同而密度不同的现象，实现水的自循环流动，从而慢慢地逐渐加热水生动植物所在的整个水体，加热效率较低，且存在加热不均匀的缺点。
4.因此，如何解决现有技术中的水族加热棒加热效率低、加热不均匀的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于水族箱加热的石墨烯加热器，较现有技术中的水族加热棒其解决了加热效率低、加热不均匀的问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.本实用新型提供的一种用于水族箱加热的石墨烯加热器，包括具有中空结构的防水密封壳、设置在所述防水密封壳中的石墨烯发热体，所述石墨烯发热体的至少一面与所述防水密封壳之间设有热界面材料层、以消除所述石墨烯发热体与所述防水密封壳之间的空气隙。
8.优选地，所述防水密封壳包括底盘、扣合在所述底盘上的顶盖，所述石墨烯发热体位于所述底盘中且所述石墨烯发热体的周围填充有防水胶，所述石墨烯发热体与所述底盘之间设有所述热界面材料层。
9.优选地，所述石墨烯发热体包括基材层、内绝缘层、导体层、石墨烯膜层以及包封绝缘层，所述基材层与所述包封绝缘层分别为所述石墨烯发热体的两侧表层，所述内绝缘层位于所述基材层与所述导体层之间，所述石墨烯膜层与所述导体层相邻设置。
10.优选地，还包括与所述石墨烯发热体电连接且贯穿所述防水密封壳的电源线、设置在所述防水密封壳中的控制模组，所述控制模组包括用于感测所述底盘的温度的感温元件、与所述感温元件通信连接且与所述电源线电连接的控制电路。
11.优选地，还包括与所述控制电路通信连接的温度显示屏、以显示所述感温元件感测的温度。
12.优选地，还包括与所述电源线电连接的电源适配器，所述电源适配器的输出电压不大于36v。
13.优选地，还包括与所述控制电路通信连接的调温开关。
14.优选地，所述防水密封壳上设有用于将所述防水密封壳固定在使用环境中的连接件。
15.优选地，所述基材层的材质为石英玻璃或者微晶玻璃或者金属。
16.优选地，所述热界面材料层为散热膏。
17.本实用新型提供的技术方案中，用于水族箱加热的石墨烯加热器包括具有中空结构的防水密封壳、设置在防水密封壳中的石墨烯发热体，石墨烯发热体的至少一面与防水密封壳之间设有热界面材料层、以消除石墨烯发热体与防水密封壳之间的空气隙。石墨烯发热体通电，碳原子做不规则运动，且碳原子与碳原子在运动过程中产生碰撞，发出远红外线，远红外线穿过壳体与水形成匹配波长吸收，即将热量以辐射的形式送入空间，从而达到加热的目的，电热转换效率高达99％以上，加热效率高，且较现有技术中的水族加热棒加热均匀，热界面材料层令石墨烯发热体与防水密封壳之间无空气隙，由于空气导热性能差，热界面材料层有效降低接触热阻，使石墨烯发热体在工作过程中产生的热量能够及时传导出去，有效散热，从而保证石墨烯发热体能正常工作。如此设置，解决了现有技术中的水族加热棒加热效率低、加热不均匀的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例中用于水族箱加热的石墨烯加热器的轴测结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例中用于水族箱加热的石墨烯加热器的侧视结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例中用于水族箱加热的石墨烯加热器的俯视结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例中石墨烯发热体的结构示意图。
23.图1-图4中：
24.1、防水密封壳；2、石墨烯发热体；3、电源线；4、温度显示屏；5、电源适配器；6、调温开关；7、吸盘；8、总开关；11、底盘；12、顶盖；21、基材层；22、内绝缘层；23、导体层；24、石墨烯膜层；25、包封绝缘层。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
27.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.本具体实施方式的目的在于提供一种用于水族箱加热的石墨烯加热器，其能够解决现有技术中的水族加热棒加热效率低、加热不均匀的问题。
29.以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
30.请参考图1-图3，本实施例提供的一种用于水族箱加热的石墨烯加热器，包括圆饼状的防水密封壳1、片状的石墨烯发热体2，其中，防水密封壳1具有中空结构，石墨烯发热体2设置在防水密封壳1中，石墨烯发热体2的至少一面与防水密封壳1之间设有热界面材料层，以消除石墨烯发热体2与防水密封壳1之间的空气隙，由于空气导热性能差，热界面材料层有效降低接触热阻，使石墨烯发热体2在工作过程中产生的热量能够及时传导出去，有效散热，从而保证石墨烯发热体2能正常工作。石墨烯发热体2通电，碳原子做不规则运动，且碳原子与碳原子在运动过程中产生碰撞，发出远红外线，远红外线穿过壳体与水形成匹配波长吸收，即将热量以辐射的形式送入空间，从而达到加热的目的，电热转换效率高达99％以上，加热效率高，且较现有技术中的水族加热棒加热均匀，解决了现有技术中的水族加热棒加热效率低、加热不均匀的问题。
31.不仅如此，石墨烯发热体2所产生的远红外线能够将水分解成小分子团，提高了水的活性，水质更健康。
32.作为优选的实施方案，防水密封壳1可设置为包括具有容物空间的底盘11、可拆卸地扣合在底盘11上的顶盖12，石墨烯发热体2位于底盘11中且石墨烯发热体2的周围填充有防水胶，即防水胶将石墨烯发热体2覆盖密封并固定在底盘11中，防水胶胶干后具有优良的防水隔绝性能，如此防水密封工艺简易可靠，石墨烯发热体2与底盘11之间设有热界面材料层，底盘11的材质为铝或者铜。
33.作为具体的实施方案，热界面材料层为散热膏，是一种导热性良好、但不导电的膏状物质。
34.作为具体的实施方案，请参考图4，石墨烯发热体2可设置为包括基材层21、内绝缘层22、导体层23、石墨烯膜层24以及包封绝缘层25，基材层21与包封绝缘层25分别为石墨烯发热体2的两侧表层，内绝缘层22位于基材层21与导体层23之间，即保证导体层23在包封绝缘层25与内绝缘层22之间，石墨烯膜层24与导体层23相邻设置，优选设置自下而上依次为基材层21、内绝缘层22、导体层23、石墨烯膜层24、包封绝缘层25。接通电后，石墨烯膜层24与导体层23形成回路，石墨烯膜层24通电并发热。另外，石墨烯发热体2厚度为1mm。
35.进一步地，电源线3贯穿防水密封壳1且与贯穿防水密封壳1密封连接，电源线3与石墨烯发热体2的导体层23电连接。
36.作为优选的实施方案，为了便于在加热水族箱中的水时进行精确的温度控制，可设置位于防水密封壳1中的控制模组，同样地，控制模组也通过防水胶密封在防水密封壳1中，控制模组包括用于感测底盘11的温度的感温元件、与感温元件通信连接且与电源线3电连接的控制电路，感温元件感应水温，进而将温度信号转换成电信号并向控制电路传递，根据需要预设，控制电路将水温控制在适宜的温度范围中。控制电路还可替换为plc。
37.进一步地，为了便于观测实时温度，根据实际情况自主控制石墨烯发热体2的通断电情况，还可选择设置与控制电路通信连接的温度显示屏4，以显示感温元件感测的温度，使用者可根据温度显示屏4显示的实时温度来选择电源的通断。具体地，温度显示屏4通过与延长导线电连接而与防水密封壳1间隔一段距离设置。
38.更为优选的实施方案，设置与电源线3电连接的电源适配器5，电源适配器5的输出电压不大于36v，具体可设置为3.7v、usb5v、7.4v、9v、12v、2v和36v等。电源适配器5采用安全电压输出，提供36v以内的人体安全电压供石墨烯发热体2通电工作，避免高电压带来的安全隐患，使用安全。当然，大功率的石墨烯发热体2可直接采用市电供电。需要说明的是，还设置有控制电源线3通断的总开关8。
39.不仅如此，为了进一步方便使用者使用，根据需要灵活调整温度，还可设置与控制电路通信连接的调温开关6，具体可选用按键式、旋纽式、拨动式等。
40.为了提升美观度，可将总开关8、调温开关6、温度显示屏4集合设置在同一组壳中。
41.此外，为了使得该用于水族箱加热的石墨烯加热器在使用时，位置能够得到固定，加强使用安全性，可在防水密封壳1上设置用于将防水密封壳1固定在使用环境中的连接件，连接件具体可设置为吸盘7或者挂钩或者磁吸组件，通过吸盘7吸附在水箱上，安全可靠，固定、取走均十分方便。
42.更为具体的实施方案，基材层21设置为石英玻璃或者微晶玻璃或者金属，石英玻璃具有优良的耐高温性能，能够在1000℃的环境中正常使用，而且高温下的绝缘性能也很好。
43.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。
44.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。