CN103322808A - 一种用真空抽滤法连续制备保温筒的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种用真空抽滤法连续制备保温筒的方法及其装置，属于隔热材料保温筒制备技术领域，特别涉及利用真空抽滤法连续制备保温筒的方法，本发明将浆料搅拌设备、浆料存储设备、保温筒成型设备、传送设备、树脂浇注设备、烘干设备合理组合到一起，使真空抽滤法生产保温筒具有连续可控的特点，能将未能实际产业化生产的短切碳纤维真空抽滤法制备保温筒运用起来，将技术直接转化为成果，且所用的设备结构简单，操作比较方便，能实现连续制备保温筒，缩短了生产周期，提高了生产效率，节约了劳动成本，生产出的保温筒性能优良，使用寿命长。此装置不仅可以用于短切碳纤维真空抽滤法制备保温筒，还可用于其它非金属材料的真空抽滤成型。

Description

一种用真空抽滤法连续制备保温筒的方法及其装置

技术领域

    本发明属于隔热材料保温筒制备技术领域，特别涉及利用真空抽滤法连续制备保温筒的方法。

背景技术

保温筒是高温炉中重要的隔热材料，用于防止高温炉有效工作室，即保温套筒内热量外流，导致炉体内温度升高，甚至破坏炉体内部组件，如电磁感应炉内感应线圈。

国内外制备保温筒的方法主要有三种：第一种为软毡包卷成型法，即将碳纸和软毡逐层包卷在一定尺寸的圆柱体上，形成所需厚度后抽出圆柱体，从而制备出相应尺寸的保温筒；第二种为软毡刚化成型法，即将一定厚度的碳毡铺于两个圆筒形成的环形区域，通过注入一定浓度的树脂酒精溶液对碳毡进行钢化，从而制备保温筒的方法；第三种为真空抽滤成型法，即将短切碳纤维浆料注入圆筒模具中，通过真空泵在底部抽滤使短切碳纤维碳逐层沉积制备保温筒的方法。

目前真空抽滤成型法制备保温筒还没有广泛应用于工业化生产，在这方面仍旧是一个空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种可应用于节约化工业连续生产的保温筒制备方法。

本发明本制备步骤主要包括浆料的准备、抽滤、烘干、树脂酒精溶液浇注、固化及后处理，其具体制备过程如下：

1）浆料的准备：将配制好的短切碳纤维浆料置于浆料搅拌设备中，使短切碳纤维在分散剂的作用下均匀分散于去离子水中形成可供抽滤的浆料；

2）抽滤：将浆料置于模腔中，通过抽滤法形成筒坯体；

3）烘干：将筒坯体连同成型模置于烘干设备中，烘干筒坯体内部残留的水分；

4）树脂酒精溶液浇注：将树脂酒精溶液浇注在成型模内，在抽真空的条件下，使树脂酒精溶液残留在筒坯体中；

5）固化：将筒坯体连同成型模置进行高温处理，使筒坯体固化；

6）后处理：脱模，取出筒坯体，再将筒坯体经过碳化、石墨化处理。

采用本发明方法可提高树脂酒精溶液在保温筒坯体残留的均匀性，残留率高于一般水平，利于提高产品的质量，再通过固化步骤，可使保温筒坯体中的短切碳纤维在树脂的作用下结合到一起，可提高保温筒的强度和刚度。本发明工艺简单，方便工业化生产控制，缩短生产周期，提高生产效率。

另外，所述步骤3）中的烘干温度为80±2℃。采用该温度可快速地将筒坯体内水烘干，使模具内的筒坯体只含有短切碳纤维。

所述步骤4）中的真空条件是＜100Pa。液体能够在真空泵气流的带动下抽离坯体即可。

所述步骤4）中的固化温度为100±2℃，固化时间为8～10小时。可将筒坯体内的树脂溶液烘干，增加筒坯体的强度和刚度。

本发明的另一目的是提出以上方法的装置。

本发明包括设置于浆料存储设备上方的搅拌设备，搅拌设备和浆料存储设备之间通过设有控制阀的水管相连；在浆料存储设备下方布置成型设备，在成型设备下方布置储水设备，在储水设备的一侧连接真空泵，在成型设备的一侧布置烘干设备，在成型设备与烘干设备之间设置第一传送设备；在烘干设备的另一侧设置抽滤设备，在抽滤设备的上方设置树脂浇注设备，在抽滤设备的另一侧设置固化设备，在抽滤设备和固化设备之间设置第二传送设备。

本发明将浆料搅拌设备、浆料存储设备、保温筒成型设备、传送设备、树脂浇注设备、烘干设备合理组合到一起，使真空抽滤法生产保温筒具有连续可控的特点，能将未能实际产业化生产的短切碳纤维真空抽滤法制备保温筒运用起来，将技术直接转化为成果，且所用的设备结构简单，操作比较方便，能实现连续制备保温筒，缩短了生产周期，提高了生产效率，节约了劳动成本，生产出的保温筒性能优良，使用寿命长。此装置不仅可以用于短切碳纤维真空抽滤法制备保温筒，还可用于其它非金属材料的真空抽滤成型。

附图说明

图1为本发明设备的一种结构示意图。

具体实施方式

一、设备布置：

如图1所示，主要由浆料搅拌设备1、浆料存储设备2、保温筒成型设备3、真空泵4、储水设备5、1#传送设备6、烘干设备7、树脂浇注设备8、2#传送设备9、固化设备10和抽滤设备11组成。

安装有搅拌叶轮的搅拌设备1置于浆料存储设备2上方，且，通过搅拌设备1设有控制阀的水管与浆料存储设备2相连。

保温筒成型设备3通过机架置于浆料存储设备2下方，并通过水管与浆料存储设备2相连。储水设备5设置在保温筒成型设备3下方，置于通过接头器与保温筒成型设备3相连。真空泵4通过接头与储水设备5相连。

在成型设备3的一侧布置有烘干设备7，在烘干设备7与成型设备3之间布置有1#传送设备6。

抽滤设备11与烘干设备7的另一侧相邻。树脂浇注设备8置于抽滤设备11的正上方。

固化设备10设置在抽滤设备11的另一侧，两者之间通过2#传送装置9相连。

二、生产工艺：

1、搅拌存储

将配制好的短切碳纤维浆料倒入浆料搅拌设备1中，开启搅拌设备1使搅拌叶轮转动，短切碳纤维在分散剂的作用下均匀分散到去离子水中形成可供抽滤的浆料，打开连接在搅拌设备1和浆料存储设备2之间的控制阀，将搅拌好的浆料通过水管放入浆料存储设备2。

2、抽滤成型

打开浆料存储设备2中的阀门，浆料沿浆料存储设备2底部偏向边缘处均匀分布的四个水管流入保温筒成型设备3中，浆料中的水在真空泵4的作用下通过保温筒成型设备3底部和其内模侧壁的滤孔抽入储水设备5中，短切碳纤维逐层沉积于保温筒成型设备3的模具中，直至形成一定高度的保温筒坯体，然后开启储水设备5底部的放水管将水排出。

3、烘干

将抽滤成型好的保温筒坯体连同保温筒成型模具通过传送设备6运送至烘干设备7，将保温筒坯体内部残留的水分烘干。

烘干温度为80±2℃。

4、树脂酒精溶液浇注

水分烘干后，将保温筒坯体连同保温筒成型模具运送到抽滤设备上，树脂浇注设备8将一定浓度的树脂酒精溶液均匀注入抽滤设备11中的保温筒坯体内，树脂酒精溶液在真空泵的作用下逐渐渗透保温筒坯体，使树脂酒精溶液均匀残留在保温筒坯体中。

真空条件是＜100 Pa。

5、固化

树脂浇注好后，将保温筒坯体连同保温筒成型模具通过2#传送装置9运送至固化设备10，树脂在100℃的温度下处理8～10小时，保温筒坯体中的短切碳纤维在树脂的作用下结合到一起，形成具有一定强度和刚度的保温筒。

6、后处理

保温筒经过后续脱模、碳化、石墨化处理，最终得到可供高温炉使用的保温筒。

采用连续添料，重复上述步骤的方法进行保温筒的连续制备。

Claims (5)

1.一种用真空抽滤法连续制备保温筒的方法，其特征在于包括以下顺序步骤：

1）浆料的准备：将配制好的短切碳纤维浆料置于浆料搅拌设备中，使短切碳纤维在分散剂的作用下均匀分散于去离子水中形成可供抽滤的浆料；

2）抽滤：将浆料置于模腔中，通过抽滤法形成筒坯体；

3）烘干：将筒坯体连同成型模置于烘干设备中，烘干筒坯体内部残留的水分；

4）树脂酒精溶液浇注：将树脂酒精溶液浇注在成型模内，在抽真空的条件下，使树脂酒精溶液残留在筒坯体中；

5）固化：将筒坯体连同成型模置进行高温处理，使筒坯体固化；

6）后处理：脱模，取出筒坯体，再将筒坯体经过碳化、石墨化处理。

2.根据权利要求1所述用真空抽滤法连续制备保温筒的方法，其特征在于所述步骤3）中的烘干温度为80±2℃。

3.根据权利要求1所述用真空抽滤法连续制备保温筒的方法，其特征在于所述步骤4）中的真空条件是＜100Pa。

4.根据权利要求1所述用真空抽滤法连续制备保温筒的方法，其特征在于所述步骤4）中的固化温度为100±2℃，固化时间为8～10小时。

5.如权利要求1所述方法的用于制备保温筒装置，其特征在于包括设置于浆料存储设备上方的搅拌设备，搅拌设备和浆料存储设备之间通过设有控制阀的水管相连；在浆料存储设备下方布置成型设备，在成型设备下方布置储水设备，在储水设备的一侧连接真空泵，在成型设备的一侧布置烘干设备，在成型设备与烘干设备之间设置第一传送设备；在烘干设备的另一侧设置抽滤设备，在抽滤设备的上方设置树脂浇注设备，在抽滤设备的另一侧设置固化设备，在抽滤设备和固化设备之间设置第二传送设备。