CN102800382B - 石墨线及石墨线的生产工艺及石墨线的生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石墨线及石墨线的生产工艺及石墨线的生产设备。一种石墨导线，包括若干条排列成一排且粘合在一起的玻璃丝纤维，所述玻璃丝纤维的一侧复合有第一层石墨蠕虫复合纸，所述玻璃丝纤维的另一侧复合有第二层石墨蠕虫复合纸。一种生产石墨导线的设备，包括线架、上胶装置、加热器、切条机、卷条机和卷线装置。一种石墨导线的生产工艺，包括排线列，给线列上胶体，然后加热后，通过压辊合成为石墨纸，石墨纸被拧成石墨线束。本发明的有益效果：石墨线超导，使用寿命长，设备易操作，人员投入少，节约原材料。

Description

石墨线及石墨线的生产工艺及石墨线的生产设备

技术领域

本发明属于防雷接地体技术领域，涉及一种石墨线及石墨线的生产工艺及石墨线的生产设备。 

背景技术

目前，我国在电力、通讯等领域，所使用的防雷接地体有多种，如镀锌、镀铜钢铁金属类，此类产品的镀层厚度极其有限，保护钢铁的能力也有限，在土壤中尤其在盐碱尤其氯离子严重的土壤中，已被腐蚀、以生锈损坏失效；纯铜金属制品消耗贵金属铜量大，价格昂贵、成本高；导电橡胶类制品导电性能差、不耐高温、使用寿命短。 

目前，传统用于生产石墨线的设备，人工投入大，工人劳动强度大，专门满足石墨线整个生产工艺的专用设备，尤其用于防雷接地体中的石墨线的专用设备，制造出来的产品合格率低，浪费原材料，传统的石墨线生产设备不能满足一般生产厂家的需求，所以，传统生产设备不易操作，人员投入大，劳动强度高，生产效率低。 

传统生产石墨线的生产工艺中，石墨蠕虫添加以及上胶均为人工添加，它们的用量难以控制，导致产品质量成品率低，同时也浪费了原材料。另外，传统生产工艺中加热设备不先进，导致加热不均匀，致使石墨线中纤维等材料复合不均匀、致密，使产品抗拉强度不足，生产过程中人工操作较多，导致安全系数较低，容易发生人身伤害等事故。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨线，以解决现有技术中石墨线易腐蚀，使用寿命短，制造成本高的技术问题。 

就石墨线而言，本发明是这样实现的，一种石墨线，包括若干条排列成一排且粘合在一起的玻璃丝纤维，所述玻璃丝纤维的一侧复合有第一层石墨蠕 虫复合纸，所述玻璃丝纤维的另一侧复合有第二层石墨蠕虫复合纸。 

作为进一步地改进，所述石墨线还包括至少一根耐腐蚀增强丝，所述耐腐蚀增强丝与玻璃丝纤维成排设置在一起。 

作为进一步地改进，所述玻璃丝纤维采用12~13条，所述耐腐蚀增强丝采用1根。 

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于石墨线中采用玻璃丝纤维、耐腐蚀增强丝和表层涂石墨蠕虫，这样的结构可以超导，能够适应各种条件的土壤，不易被腐蚀，埋在地下可以长久使用，其使用寿命更长，制造成本低。 

由于石墨线中添加了玻璃丝纤维，其耐温高，不燃，抗腐，隔热，抗拉强度高，电绝缘性好，玻璃丝纤维使用中具体数量的选择，可以根据具体情况选择使用。 

由于石墨线中添加一根耐腐蚀增强丝，这样就更加提高了石墨线的强度，增加了使用过程中的安全可靠性，增加了石墨线的使用寿命。 

另外，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种石墨线的生产工艺，以解决现有生产石墨线的工艺中，石墨蠕虫及上胶用量难于控制，导致产品成品率低，浪费原材料的技术问题。 

就石墨线生产工艺而言，本发明是这样实现的，一种石墨线的生产工艺，包括依次实施的如下步骤： 

排线，将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成线列； 

上胶，将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成的线列通过胶粘合在一起； 

复合第一层石墨蠕虫复合纸，将粘合在一起的线列一侧复合上第一层石墨蠕虫复合纸； 

复合第二层石墨蠕虫复合纸，在复合石墨纸后的线列另一侧复合上第二层石墨蠕虫复合纸； 

辊压，将复合有第一层石墨蠕虫复合纸和第二层石墨蠕虫复合纸的线列辊压，使线列与两层石墨蠕虫复合纸结合在一起； 

分切，将线列分割成符合规格的若干线条； 

作为进一步地改进，还包括收卷，将所述线条卷取起来。 

作为进一步地改进，还包括拧绳，将每根所述线条单独拧成一股线束。 

作为进一步地改进，所述加热步骤设置于所述复合第一层石墨蠕虫复合纸步骤与所述复合第二层石墨蠕虫复合纸步骤之间。 

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于采用了排线、上胶、复合第一层石墨蠕虫复合纸、复合第二层石墨蠕虫复合纸、辊压、分切、收卷等连续生产步骤，可以高效高质量的制作出石墨线，机械化生产，自动化程度高，减少了人员投入，解决了传统工艺中通过人工添加，用量难于控制，导致产品成品率低，浪费材料的问题，从而达到了高效生产，安全可靠，人员劳动强度减低等的目的。 

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种生产石墨线的设备，以解决现有技术中生产石墨线的专用设备，产品成品率低、人员投入大，生产效率低，劳动强度低的技术问题。 

就石墨线的生产设备而言，本发明是这样实现的，一种石墨线的生产设备，包括依次设置的 

将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成线列的排线装置； 

将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成的线列通过胶粘合在一起的上胶装置； 

将粘合在一起的线列一侧复合上第一层石墨蠕虫复合纸的石墨纸复合装置； 

在复合上第一层石墨蠕虫复合纸后的线列另一侧复合上第二层石墨蠕虫复合纸的石墨蠕虫复合装置； 

将线列、第一层石墨蠕虫复合纸和第二层石墨蠕虫复合纸结合在一起的辊压装置； 

将线列分割成符合规格的若干线条的分切装置； 

作为进一步地改进，还包括将分割后的线条分别单独卷取起来的收卷装置。 

作为进一步地改进，还包括将线条拧成线束的拧绳装置。 

作为进一步地改进，设置于所述第一层石墨蠕虫复合纸复合装置与第二层石墨蠕虫复合纸复合装置之间的加热装置。 

作为进一步地改进，所述辊压装置包括相对转动设置的第一合成辊和第二合成辊，所述第一合成辊与第二合成辊之间形成辊压间隙，复合在一起的所述的线列、第一层石墨蠕虫复合纸和第二层石墨蠕虫复合纸穿过所述辊压间隙。 

作为进一步地改进，所述分切装置包括分切刀架，所述分切刀架上设有若干平行设置的分切刀。 

作为进一步地改进，所述收卷装置包括由动力装置驱动的收卷辊，所述收卷辊上设有若干凸棱，所述凸棱与分切刀位置相对应。 

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于生产石墨线的设备中设有了上胶装置以及石墨蠕虫复合装置，解决了传统生产中上胶以及复合石墨蠕虫为人工操作，用量难以控制，导致产品质量成品率低，同时浪费了原材料的问题，同时生产石墨线的设备中设置了加热装置，解决了传统加热不均匀， 

导致石墨线中纤维等材料复合不均匀、致密，使产品抗拉强度不足的问题，此设备生产使用中人工减少一半，安全系数提高，解决了传统生产过程中人工操作较多，导致安全系数较低，容易发生人身伤害的问题，从而达到了生产出产品成品率高，人员投入少，自动化程度高，安全可靠。 

附图说明

图1是本发明的石墨线的结构示意图； 

图2是图1的截面图； 

图3是本发明中石墨线生产设备的结构示意图； 

图4是本发明实施例中拧绳装置的结构示意图； 

图中：1、玻璃丝纤维，2、耐腐蚀增强丝，3、第一层石墨蠕虫复合纸，31、第二层石墨蠕虫复合纸，4、线架，5、线列，6、石墨挤出双辊，7、上胶辊，8、胶盒，9、凸棱，10、支撑辊，11、加热装置，12、石墨蠕虫复合装置，13、辊 压装置，33、第二合成辊，14、石墨纸条，15、分切装置，25、切刀架，35、分切刀，16、收卷装置，17、漏斗，18、石墨线束，19、石墨线辊，20、伞齿轮组，21、齿轮组，22、转动架，23、第一合成辊，24、扭线孔，25、固定架，26、收卷辊，27、第一转轴，28、第二转轴。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

如图1和图2共同所示，本发明公开了一种石墨线，包括若干条排列成一排且粘合在一起的玻璃丝纤维1，所述玻璃丝纤维1的一侧复合有一层石墨蠕虫复合纸3，所述玻璃丝纤维1的另一侧也复合有一层石墨蠕虫复合纸31。 

上述石墨线还包括至少一根耐腐蚀增强丝2，所述耐腐蚀增强丝2与玻璃丝纤维1成排设置在一起。 

上述玻璃丝纤维1采用12~13条，所述耐腐蚀增强丝2采用1根。 

上述耐腐蚀增强丝2也可以不添加在石墨线的结构中，直接用玻璃丝纤维、第一层石墨蠕虫复合纸3与第二层石墨蠕虫复合纸31复合，结合为石墨线即可。 

上述耐腐蚀增强丝可以为不锈钢丝，铜丝、镍丝或者钢丝等合金丝，均能够起到提高抗拉强度的作用，在此不再一一举例。 

本发明提供的石墨线，制造成本低，超导，可以长久埋在地下使用，可以适应各种条件的土壤，不易被腐蚀，使用寿命长。 

本发明还公开了一种石墨线的生产工艺，包括依次实施的如下步骤： 

首先将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝在线架上排列好，形成线列； 

然后给上述排列好的线列上胶，上胶时通过石墨线生产设备中的上胶装置（详见后面介绍）自动给线列上胶； 

此时，复合第一层石墨蠕虫复合纸3，通过石墨线生产设备中的复合第一层石墨蠕虫复合纸装置（详见后面介绍），将石墨蠕虫复合纸通过传送带输送到 上过胶的线列5的一个表面的位置处，然后线列5与第一层石墨蠕虫复合纸31接触在一起；上述接触在一起的线列5和第一层石墨蠕虫复合纸31继续运行直到辊压装置处；上述第一层石墨蠕虫复合纸3，是使用石墨线生产设备事先制得的，利用玻璃丝纤维1上添加石墨蠕虫后，经过上述生产石墨线的设备中的辊压装置，最后辊压制得的石墨蠕虫复合纸。 

上述线列5与第一层石墨蠕虫复合纸3接触在一起，运行至辊压装置位置处之间设有加热装置，上述接触在一起的线列5与第一层石墨蠕虫复合纸3在此过程中会被加热，加热温度为90℃至110℃之间，加热到靠近辊压装置时，利用石墨蠕虫复合装置给上述线列5的另一个表面上添加石墨蠕虫，形成第二层石墨蠕虫复合纸31，这样，上述线列5的一面上复合第一层石墨蠕虫复合纸3，另一个面上复有第二层石墨蠕虫复合纸31，然后向前运行至上述辊压装置处，该辊压装置将上述线列5与两层石墨蠕虫复合纸辊压为一体； 

然后将复合的线列5与两层石墨蠕虫复合纸，利用石墨线生产设备中的分切装置，将上述复合的石墨纸分切为符合规格的若干线条； 

分切为线条的石墨纸，将会被石墨线生产设备中的收卷机收卷，该收卷机上的收卷辊设有若干的凸棱9，这样被上述分切机切成线条的石墨纸，就会被缠绕在收卷辊26上，并被收卷辊26上的凸棱9分为一组组的线圈。 

上述分切为线条的石墨纸，经过拧绳装置（详见后面介绍）将线条拧成一股的线束。 

本发明的石墨线生产工艺，整个过程，装置紧凑，生产效率高，制造成本低，节约材料，成品率高，操作简单，使用方便。 

如图3和图4共同所示，本发明还公开了一种石墨线的生产设备，首先将玻璃丝纤维1和耐腐蚀增强丝排列成线列5的排线装置，作为本领域技术人员，将12根玻璃丝纤维和一根耐腐蚀增强丝按照一定的排列次序作为一组，排列在线架4的布线辊上，当然，为了提高生产效率，在线架4上可以并列设置多个布线辊，一次就可以布置多组这样的线组，这多组线组结合在一起形成线列5。 

将玻璃丝纤维1和耐腐蚀增强丝排列成的线列5通过胶粘合在一起的上胶 装置，该上胶装置通常采用上胶盒8的结构，在上胶辊7的底部上设有上胶盒8且上胶辊辊体的一部分浸入在上胶盒8内，这样先给上胶辊7上添加胶体，从上胶辊7上落下的胶体，就会自动进入到上胶盒8内，然后上胶辊7在上胶盒8内的部分滚动就可自动粘上胶体，这样上胶辊7的辊体上就会一直保持有胶体，自动给经过其上的上述线列5添加胶体，解决了传统人工上胶的问题，提高了生产效率，方便实用。 

将粘合在一起的线列5一侧复合上第一层石墨蠕虫复合纸3的石墨纸复合装置，通常采用石墨蠕虫复合纸传送装置，该装置包括送出第一层石墨蠕虫复合纸3的石墨纸挤出双辊6以及传送带，驱动电机带动石墨挤出双辊6转动，将其上缠绕的第一层石墨蠕虫复合纸3送出到传送带上，该传送带在电机的带动下完成输送第一层石墨蠕虫复合纸3的任务，被传送带传送的第一层石墨蠕虫复合纸3与上述上过胶体的线列5接触在一起，完成给该线列5复合第一层石墨蠕虫复合纸3的任务； 

在复合第一层石墨蠕虫复合纸3后的线列5另一侧复合上第二层石墨蠕虫复合纸31的石墨蠕虫复合装置12，该石墨蠕虫复合装置12，首先利用石墨膨化后得到石墨蠕虫，然后将石墨蠕虫放入到石墨蠕虫复合装置12中的石墨蠕虫添加器中，利用石墨蠕虫添加器自动给上述已经复有第一层石墨蠕虫复合纸3的线列5的另一侧上添加石墨蠕虫，形成第二层石墨蠕虫复合纸31，由于石墨蠕虫被添加在上过胶体的线列5上，石墨蠕虫可以被有效地粘合在该线列5上，且上述石墨蠕虫可以沿着线列5的形状，被均匀的整合在一起，因此，确定了电流通过该线列5时，具有特定的导电方向，可以定向导电。 

还包括设置于上述石墨纸复合装置与石墨蠕虫复合装置12之间的加热装置11。 

上述一侧复合石墨蠕虫，形成第二层石墨蠕虫复合纸31，一侧复有第一层石墨蠕虫复合纸3的线列5，将对其进行加热，加热装置11设置于第一层石墨蠕虫复合纸复合装置与石墨蠕虫复合装置12的下方，加热源与复合后的线列5相对应，可以保证大面积的加热上述线列5，加热温度为90℃~110℃之间，经 过加热后的线列5可以使得线列5、第一层石墨蠕虫复合纸3与石墨蠕虫复合的效果更好，以便更好地达到制成石墨线后要求的电阻值，同时可以将复合的线列5中的水分蒸发掉，保证了生产出的石墨线的产品质量。 

将线列5、第一层石墨蠕虫复合纸3和第二层石墨蠕虫复合纸31结合在一起的辊压装置13，该辊压装置13包括相对转动设置的第一合成辊23和第二合成辊33，所述第一合成辊23与第二合成辊33之间形成辊压间隙，复合在一起的所述的线列5、第一层石墨蠕虫复合纸3和第二层石墨蠕虫复合纸31穿过所述辊压间隙； 

添加完石墨蠕虫后，到达辊压装置13的位置，上述接触在一起的线列5与第一层石墨蠕虫复合纸3穿过辊压装置13中第一合成辊23与第二合成辊33之间的辊压间隙中，通过上述第一合成辊23与第二合成辊33的滚压，将接触在一起的线列5、第一层石墨蠕虫复合纸3及第二层石墨蠕虫复合纸31辊压为一体； 

由于上述线列5上，刷过胶体，所以经过辊压装置13的滚压后，可以牢固的结合为一体，其中，上述辊压装置13中，第一合成辊23与第二合成辊33之间的辊压间隙可以调节，使用时根据具体的需要和实际情况进行选择。 

将线列5分割成符合规格的若干线条的分切装置15；上述分切装置包括分切刀架25，所述分切刀架上设有若干平行设置的分切刀35。 

经过上述辊压装置13合成的线列5、第一层石墨蠕虫复合纸3及第二层石墨蠕虫复合纸31，再经过分切装置15上的分切刀35，将合成的石墨纸切成为需要宽度的石墨纸纸条； 

将分割后的线条分别单独卷取起来的收卷装置，该收卷装置16包括由动力装置驱动的收卷辊26，所述收卷辊26上设有若干凸棱9，所述凸棱9与分切刀位置相对应； 

上述被切成为需要宽度的石墨纸纸条，然后一条条的石墨纸被收卷装置16收卷在其上的收卷辊26上，该收卷辊26上设有若干的凸棱9，收卷在收卷辊26上的石墨纸条被凸棱9，分成一组组的石墨纸圈。其中，上述分切装置15中 的两相邻的分切刀35之间为分切距离，此分切距离可调，具体的分切距离可以根据实际需要的石墨纸条的宽度，进行选择调节使用。 

经过切条的石墨纸条，利用拧绳装置将线条拧成线束，将石墨纸条14，穿过漏斗17以及转动架22上的扭线孔24中，转动架22通过电机的带动转动，就可以将石墨纸条14通过扭线孔24扭成石墨线束18，该石墨线束18的一端与石墨线辊19连接，该石墨线辊19的一端通过第二转轴28与齿轮组21中的一个齿轮连接，该齿轮组21的另一个齿轮通过第一转轴27与伞齿轮组20中的一个齿轮连接，该伞齿轮组20中的另一个齿轮通过轴与转动架22连接，电机带动轴旋转，一起带动转动架22与石墨线辊19转动，通过伞齿轮组20改变转向，该转动架22与石墨线辊19不在同一平面内转动。 

上述将线条拧成线束，可以采用传统的人工搓绳，也可以采用上述拧绳装置。 

上述第二层石墨蠕虫复合纸31，是生产石墨线的过程中，上过胶的玻璃丝纤维上添加石墨蠕虫，然后经过石墨线生产设备中的辊压装置辊压后，结合为一体，形成的石墨蠕虫复合纸。 

上述第二层石墨蠕虫复合纸31是生产过程中同时制得的，而第一层石墨蠕虫复合纸3，是利用生产石墨线的设备，事先制得的，然后直接拿取来使用的。 

上述玻璃丝纤维均可以采用无碱玻璃丝纤维，该无碱玻璃丝纤维使用效果较好。 

本发明生产石墨线的设备，结构简单，容易操作，生产效率高。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (12)

1.石墨线，其特征在于，包括若干条排列成一排且粘合在一起的玻璃丝纤维，所述玻璃丝纤维的一侧复合有第一层石墨蠕虫复合纸，所述玻璃丝纤维的另一侧复合有第二层石墨蠕虫复合纸；

所述石墨线还包括至少一根耐腐蚀增强丝，所述耐腐蚀增强丝与玻璃丝纤维成排设置在一起，石墨蠕虫沿着线列的形状被均匀的整合在一起，电流通过线列时，具有特定的导电方向，可以定向导电。

2.根据权利要求1所述的石墨线，其特征在于，所述玻璃丝纤维采用12～13条，所述耐腐蚀增强丝采用1根。

3.石墨线的生产工艺，其特征在于，包括依次实施的如下步骤：

(1)排线，将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成线列，电流通过线列时，具有特定的导电方向，可以定向导电；

(2)上胶，将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成的线列通过胶粘合在一起；

(3)复合第一层石墨蠕虫复合纸，将粘合在一起的线列一侧复合上第一层石墨蠕虫复合纸；

(4)复合第二层石墨蠕虫复合纸，在复合石墨蠕虫复合纸后的线列另一侧复合上第二层石墨蠕虫复合纸；

(5)辊压，将复合有第一层石墨蠕虫复合纸和第二层石墨蠕虫复合纸的线列辊压，使线列与两层石墨蠕虫复合纸结合在一起；

(6)分切，将线列分割成符合规格的若干线条。

4.根据权利要求3所述的石墨线的生产工艺，其特征在于，还包括

(7)收卷，将所述线条卷取起来。

5.根据权利要求3所述的石墨线的生产工艺，其特征在于，还包括

(8)拧绳，将每根所述线条单独拧成一股线束。

6.根据权利要求3所述的石墨线的生产工艺，其特征在于，还包括加热步骤，所述加热步骤设置于所述复合第一层石墨蠕虫复合纸步骤与所述复合第二层石墨蠕虫复合纸步骤之间。

7.石墨线的生产设备，其特征在于，包括依次设置的：

将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成线列的排线装置；

将玻璃丝纤维和耐腐蚀增强丝排列成的线列通过胶粘合在一起的上胶装置，上胶装置采用上胶盒的结构，在上胶辊的底部设有上胶盒且上胶辊辊体的一部分浸入在上胶盒内；

将粘合在一起的线列一侧复合上第一层石墨蠕虫复合纸的石墨纸复合装置；

在复合第一层石墨蠕虫复合纸后的线列另一侧复合上第二层石墨蠕虫复合纸的石墨蠕虫复合装置；

将线列、第一层石墨蠕虫复合纸和第二层石墨蠕虫复合纸结合在一起的辊压装置；

将线列分割成符合规格的若干线条的分切装置；

还包括将线条拧成线束的拧绳装置，拧绳装置采用将石墨纸条穿过漏斗以及转动架上的扭线孔中，转动架通过电机的带动转动，就可以将石墨纸条通过扭线孔扭成石墨线束，该石墨线束的一端与石墨线辊连接，该石墨线辊的一端通过第二转轴与齿轮组中的一个齿轮连接，该齿轮组的另一个齿轮通过第一转轴与伞齿轮组中的一个齿轮连接，该伞齿轮组中的另一个齿轮通过轴与转动架连接，电机带动轴旋转，一起带动转动架与石墨线辊转动，通过伞齿轮组改变转向，该转动架与石墨线辊不在同一平面内转动。

8.根据权利要求7所述的石墨线的生产设备，其特征在于，还包括将分割后的线条分别单独卷取起来的收卷装置。

9.根据权利要求7所述的石墨线的生产设备，其特征在于，还包括设置于所述石墨纸复合装置与石墨蠕虫复合装置之间的加热装置。

10.根据权利要求7所述的石墨线的生产设备，其特征在于，所述辊压装置包括相对转动设置的第一合成辊和第二合成辊，所述第一合成辊与第二合成辊之间形成辊压间隙，复合在一起的所述的线列、石墨纸和石墨蠕虫穿过所述辊压间隙。

11.根据权利要求7所述的石墨线的生产设备，其特征在于，所述分切装置包括分切刀架，所述分切刀架上设有若干平行设置的分切刀。

12.根据权利要求8所述的石墨线的生产设备，其特征在于，所述收卷装置包括由动力装置驱动的收卷辊，所述收卷辊上设有若干凸棱，所述凸棱与分切刀位置相对应。