适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，包括：主加热源1：具有主加热面，以热传导方式与待加热带材的基底直接接触，进行传导加热；多个辅助加热源2：具有辅助加热面，所述辅助加热面与所述主加热面相对，利用热辐射对待加热带材进行加热；其中，相邻的两个辅助加热源之间设置有开放空间4，构成均温区。本实用新型专利技术使用热传导作为带材主要加热方式，并以热辐射作为辅助加热方式的加热设备这使得带材在高走带速度下，可以在最短的时间内提高至目标温度，大大提高了加热的效率。

【技术实现步骤摘要】
适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备
本技术涉及加热设备领域，具体地，涉及一种适用于卷对卷连续化带材制备的正交式辐射辅助传导加热设备。
技术介绍
在各种真空镀膜工艺的镀膜过程中，为保证基底上薄膜的质量，很多薄膜的制备都需要对镀膜的基底进行加热，并且对镀膜过程中基底的温度偏差范围有着严格的要求。因此，加热系统是镀膜设备中至关重要的部分。而对于窄且长的连续的柔性基底带材，在镀膜中常采用循环往复的卷对卷结构，以增加镀膜面积，提高镀膜效率。虽然在不同的设备中，加热系统的结构、尺寸、几何形状等有所不同，但对于近似二维的柔性基底的带材来说卷对卷的走带结构要求所采用加热系统所采用的加热面均温区的面积应足够大，以与增大的镀膜面积相匹配，使镀膜过程中带材的温度保持不变。综上所述，为了保证卷对卷连续带材的镀膜质量，加热系统需要在大面积的加热面上保证带材的温度均匀。另一方面，大规模工业化生产需要柔性基底具有高的走带速度，以满足其高产量的需求。加热板尺寸的限制和高的走带速度使得柔性基底带材的加热时间很短，如何在极短的时间内使带材的温度提高至目标温度，这又是对加热系统提出的新的需求。专利文献CN209338645U公开了一种镀膜设备用加热腔体及镀膜设备的现有构造，目前为了解决带材温度均匀性的问题，常见加热系统设计方法有两种：热墙系统和冷墙系统。热墙系统的简单结构如图1所示。系统的加热区是封闭的热箱，箱体是热源，被加热体在热箱内受到热墙的辐射升温，如热墙的温度是均匀一致的，则被加热体的最后热平衡温度将与热墙的温度相同。但在实际镀膜过程中，材料在镀膜过程中，需要在热墙系统中存在一个开口作为物质从靶材到基底的迁移通道。这样以来，就无法在实际镀膜过程中采用完全密闭的热墙系统，被加热体在靠近热墙的开口处的温度会下降。另一方面，完全由热辐射加热物体，效率低，升温慢。在柔性带材基底走带速度很快的情况下，带材在热箱内被加热的时间极短，在进入镀膜区前如果带材的温度未达到热平衡，则在镀膜过程中基底的温度会发生变化，影响薄膜的质量。所以热墙式的加热系统很难符合工业化柔性基底镀膜的需求。冷墙系统的结构示意如图2，物体被恒温的热源加热，同时向环境辐射热量。在尺寸足够小的情况下，物体的温度被认为是均匀的。同时为了防止物体的温度受环境影响，除被加热区外，环境应为足够冷的物体(即冷墙，在实际应用中常以水冷板的形式实现)，这样就隔绝了外界对被加热体的热辐射，防止被加热体的温度分布不均匀。然而，由于被加热物体一直向外进行热辐射，加热的效率很低，被加热体的平衡温度与热源温度存在明显的差异。另外，如上文所述，当被加热体是卷对卷的柔性基底时，加热系统中需要一个大面积的恒温加热面以保证带材的温度均匀。然而，对于普通的加热板来说，恒温区(以最高温度的99％～100％的区域为例)只占加热面的很少一部分(不到10％)，只能以提升加热面尺寸的方式来增大恒温区的面积。而在真实的镀膜设备中，真空腔体的整体尺寸有限。另外，增大的加热板会增加与柔性基底之间的摩擦力，引起基底的变形。因此，简单地通过增大加热板尺寸来获取一个大面积的恒温加热区是非常难实现的。总的来说，对于卷对卷的柔性基底镀膜，无论是简单的热墙还是冷墙设计，都无法彻底解决加热系统存在的问题：一是如何提高加热效率，将基底的温度快速提升至热平衡温度；二是如何在镀膜过程中，在加热板尺寸有限的前提下获得大面积的均温区，以保证基底的温度均匀；三是均温区必须是开放设计，使镀膜的物质迁移过程不受到阻挡。这就需要我们设计一个复杂的、混合型的加热设备来克服以上问题，满足卷对卷柔性基底镀膜过程的加热需求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备。根据本技术提供的一种适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，包括：主加热源1：具有主加热面，以热传导方式与待加热带材的基底直接接触，进行传导加热；多个辅助加热源2：具有辅助加热面，所述辅助加热面与所述主加热面相对，利用热辐射对待加热带材进行加热，辅助加热源采用各种形状；其中，相邻的两个辅助加热源之间设置有开放空间4，构成均温区，所述辅助加热源与所述主加热源1之间为非均温区，所述辅助加热源遮挡所述非均温区，屏蔽非均温区材料向基底的迁移。优选地，所述主加热源1和所述多个辅助加热源2内分别设置有加热棒3。优选地，所述主加热源1内的加热棒与所述多个辅助加热源2内的加热棒的排布方向为相互垂直，呈正交关系。优选地，待加热带材的传递方向与所述主加热源1内的加热棒的长度方向相同，每个所述主加热源1内的加热棒的正下方传递一个待加热带材。优选地，每个所述加热棒3都由独立的电源控制。优选地，所述加热棒3包括碳化硅加热棒、石英灯管加热棒。优选地，所述主加热源1内分布设置有多个热电偶5，用以检测所述主加热源1上不同位置的温度。优选地，通过PID或手动调节的方式，根据检测到的不同位置的温度，调整所述主加热源1和辅助加热源2中每个所述加热棒3的输出，使所述主加热源1的温度分别在垂直或平行于带材的方向上分布均匀；在温度符合要求的情况下，辅助加热源中的加热棒部分或全部不工作。优选地，所述主加热面包括平面或曲面。优选地，所述主加热源1由合金或陶瓷材料制成。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：使用热传导作为带材主要加热方式，并以热辐射作为辅助加热方式的加热设备这使得带材在高走带速度下，可以在最短的时间内提高至目标温度，大大提高了加热的效率。辅助加热源通过辐射的热量补偿，对主加热源的加热面进行温度调整，在尺寸固定的前提下制造了更大的均温区，满足了卷对卷柔性基底镀膜的需求。均温区所在的位置是开放结构而非均温区被辅助加热源遮挡。这使得所有的镀膜过程都在均温区内完成。综上所述，本技术满足了卷对卷柔性基底镀膜过程中对加热系统的需求，又可以与各种镀膜方式相匹配，可以保证镀膜过程的顺利进行。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为传统热墙系统的结构示意图；图2为传统冷墙系统的结构示意图；图3为本技术的结构示意图；图4为本技术的均温区温度曲线与传统方式的比较图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。如图3所示，本技术提供的一种适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，包括：主加热源1：具有主加热面，以热传导方式与待加热带材的基底直接接触，进行传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，其特征在于，包括：/n主加热源(1)：具有主加热面，以热传导方式与待加热带材的基底直接接触，进行传导加热；/n多个辅助加热源(2)：具有辅助加热面，所述辅助加热面与所述主加热面相对，利用热辐射对待加热带材进行加热；/n其中，相邻的两个辅助加热源之间设置有开放空间(4)，构成均温区，所述辅助加热源与所述主加热源(1)之间为非均温区，所述辅助加热源遮挡所述非均温区，屏蔽非均温区材料向基底的迁移。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，其特征在于，包括：
主加热源(1)：具有主加热面，以热传导方式与待加热带材的基底直接接触，进行传导加热；
多个辅助加热源(2)：具有辅助加热面，所述辅助加热面与所述主加热面相对，利用热辐射对待加热带材进行加热；
其中，相邻的两个辅助加热源之间设置有开放空间(4)，构成均温区，所述辅助加热源与所述主加热源(1)之间为非均温区，所述辅助加热源遮挡所述非均温区，屏蔽非均温区材料向基底的迁移。


2.根据权利要求1所述的适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，其特征在于，所述主加热源(1)和所述多个辅助加热源(2)内分别设置有加热棒(3)。


3.根据权利要求2所述的适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，其特征在于，所述主加热源(1)内的加热棒与所述多个辅助加热源(2)内的加热棒的排布方向为相互垂直，呈正交关系。


4.根据权利要求2所述的适用于卷对卷连续化带材的正交式辐射辅助传导加热设备，其特征在于，待加热带材的传递方向与所述主加热源(1)内的加热棒的长度方向相同，每个所述主加热源(1)内的加热棒的正下方传递一个待加热带材。


5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜广宇，赵跃，朱佳敏，高中赫，
申请(专利权)人：上海超导科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31