CN104841352B - 聚四氟乙烯波纹板及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚四氟乙烯波纹板填料，属于规整填料技术领域。聚四氟乙烯波纹板，所述聚四氟乙烯波纹板板身具有向上隆起和向下凹陷间隔地规则地排布的波纹，具有若干均匀分布的通孔；所述波纹的宽度方向与波纹板的宽度方向形成夹角α，30°≤α≤60°；所述波纹板正反两表面均设有粗糙结构。本发明的波纹板能够取代现有技术中的金属波纹板，成为构成聚四氟乙烯材质的规整填料的基础；聚四氟乙烯具有超强的抗腐蚀能力，使用聚四氟乙烯材质的规整填料能够有效延长停机时间，通常可保证3年内不需要更新，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种波纹板填料，尤其涉及聚四氟乙烯波纹板及其制法。属于规整填料技术领域。
背景技术
填料泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料，其作用是增加气-液的接触面，使其相互强烈混合。有分散填料和规整填料两种。分散填料如鲍尔环和拉西环。规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。波纹填料是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多小孔，可起到分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度高，适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。但由于金属的抗腐蚀能力较弱，尤其是强酸性物质的传质，通常使用两三个月就要停机更换填料，给企业带来巨大的损失。
发明内容
本发明要解决上述技术问题，从而提供一种聚四氟乙烯波纹板。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
聚四氟乙烯波纹板，所述聚四氟乙烯波纹板板身具有向上隆起和向下凹陷间隔地规则地排布的波纹，具有若干均匀分布的通孔；所述波纹的宽度方向与波纹板的宽度方向形成夹角α，30°≤α≤60°；所述波纹板正反两表面均设有粗糙结构。
作为上述技术方案的优选，所述波纹板厚0.5-5mm，波宽1-5cm，波高0.2-3cm，所述通孔孔径为0.2-0.8cm。
作为上述技术方案的优选，所述波纹板由聚四氟乙烯再生粉制得。
作为上述技术方案的优选，所述粗糙结构，具体为每平方厘米具有9-36个凹坑，所述凹坑的孔径为0.1mm-0.3mm，凹坑的深度为0.05mm-0.2mm。
作为上述技术方案的优选，所述粗糙结构，具体为每平方厘米具有9-36个凸点，所述凸点的外径为0.1mm-0.3mm，凸点的高度为0.05mm-0.2mm。
作为上述技术方案的优选，所述波纹板的波纹形状为连续折线。
本发明的另一个目的是提供上述波纹板的一种制法。
聚四氟乙烯波纹板的制法，包括以下步骤：
（1）以聚四氟乙烯基带为原料，将其通过表面粗糙的辊筒的压延作用，制成具有表面粗糙结构的基带Ⅰ；
（2）将基带Ⅰ以冲压或者辊压方式制孔，制成板身具有若干均匀分布的通孔的基带Ⅱ；
（3）将基带Ⅱ通过斜刀式波纹成型机压制成波纹的宽度方向与波纹板的宽度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板，其中30°≤α≤60°。
作为上述技术方案的优选，所述聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯再生粉经挤塑成型为管材，然后将所述管材进行车削制成；所述管材的管壁厚度即所述波纹板厚度。
本发明的还一个目的是提供上述波纹板的另一种制法。
聚四氟乙烯波纹板的制法，包括以下步骤：
（1）以聚四氟乙烯基带为原料，以冲压或者辊压方式制孔，制成板身具有若干均匀分布的通孔的基带Ⅰ；
（2）将基带Ⅰ通过表面粗糙的辊筒的压延作用，制成具有表面粗糙结构的基带Ⅱ；
（3）将基带Ⅱ通过斜刀式波纹成型机压制成波纹的宽度方向与波纹板的宽度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板，其中30°≤α≤60°。
作为上述技术方案的优选，所述聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯再生粉经挤塑成型为管材，然后将所述管材进行车削制成；所述管材的管壁厚度即所述波纹板厚度。
本发明的还一个目的是提供一种适用于上述方法的使基带表面增加粗糙的一种压延机。
聚四氟乙烯基带压延机，包括机架、设置于机架的压辊架、通过轴承安装于所述压辊架的压辊轴和套设于所述压辊轴的压辊；所述压辊和压辊轴均设有两个，构成一个压辊组，其一设于上方，另一设于下方，至少一个压辊连接到动力输入设备上；所述压辊是表面粗糙的辊筒，用以对经过它的聚四氟乙烯基带施以压延作用从而使所述聚四氟乙烯基带的表面生成粗糙结构。
作为上述技术方案的优选，还包括基带输送台，所述基带输送台设置在所述压辊组的前方，且所述基带输送台的设置高度与所述压辊组的设置高度相适应。
作为上述技术方案的优选，还包括两个限位板，所述限位板设置在所述基带输送台的上方的同时还设置在基带输送台的两边，从而与所述基带输送台在其宽度方向和高度方向共同限定出一个位于其表面上方的供聚四氟乙烯基带通过的输送区间。
作为上述技术方案的优选，还包括联轴器和减速电机，所述联轴器一端与所述减速电机的输出轴固接另一端与其中任一所述的压辊轴固接。
作为上述技术方案的优选，还包括放卷轴，所述放卷轴设于所述基带输送台的前方。
作为上述技术方案的优选，所述放卷轴的设置高度高于所述基带输送台。
作为上述技术方案的优选，还包括由两个齿轮构成的啮合传动结构，其中一个齿轮设置于其中的一个压辊轴，另一齿轮设置于另一压辊轴。
如果不使用齿轮啮合传动，那么上辊则变成了被动转动，其对聚四氟乙烯基带的压延程度显然更小，因此会造成聚四氟乙烯基带上下两面压延不均匀的情况，虽然不影响使用，但可能会影响传质效率；而齿轮啮合仅仅是实现同时主动转动的其中一种有效方式。
作为上述技术方案的优选，所述限位板开有槽孔，并通过所述槽孔与所述基带输送台螺栓固定，从而可通过调节限位板的横向位移实现对所述输送区间的宽度调节，从而适应压延不同规格的聚四氟乙烯基带的宽度要求。
本发明的还一个目的是提供一种适用于上述方法的在基带上冲孔的一种冲压系统。
聚四氟乙烯基带冲压系统，包括冲压机，所述冲压机包括冲压头和冲压台；还包括设置于所述冲压机前方的限宽台和设置于所述冲压机后方的收卷机；所述冲压头是由多个前端空心的杆规则排列形成的有序组合；所述冲压台上设有若干小孔，所述小孔与所述冲压头相对应。
作为上述技术方案的优选，还包括设置在所述限宽台前方的托架。
作为上述技术方案的优选，还包括依次设置在所述托架和限宽台之间的第一通道、缓冲台和第二通道。
作为上述技术方案的优选，还包括设置在所述托架和第一通道之间的增长段。
作为上述技术方案的优选，所述限宽台是由两个L型金属片一左一右背对背地螺接在一平台上构成。
本发明的还一个目的是提供一种适用于上述方法的将基带压出波纹的聚四氟乙烯基带波纹成型机。
聚四氟乙烯基带波纹成型机，包括机架、夹送组件和冲压组件；所述夹送组件包括夹送辊、用于承载所述夹送辊的转轴和于承接所述转轴的辊架；所述冲压组件包括斜压刀组和承压台，斜压刀组设置在动力装置上，所述斜压刀组的设置方向与所述夹送组件的夹送方向形成夹角α，30°≤α≤60°；所述承压台设有与所述斜压刀组相适应的齿槽。
作为上述技术方案的优选，所述斜压刀包括预压刀、热压刀和后压刀；所述预压刀、热压刀和后压刀的刃口均为钝口。
作为上述技术方案的优选，所述预压刀、热压刀和后压刀固定连接。
所述固定连接是指压纹操作时，预压刀、热压刀和后压刀一起动作。
作为上述技术方案的优选，以压纹对象聚四氟乙烯基带为基准，相比于所述预压刀和后压刀，压纹操作时，所述热压刀产生更深入的压痕。
作为上述技术方案的优选，所述预压刀的刀身一侧设置有限位台。
作为上述技术方案的优选，所述齿槽包括预压刀结合部、热压刀结合部和后压刀结合部；所述承压台还包括第一平台和第二平台；所述第一平台与所述预压刀结合部的上缘齐平，所述第二平台与所述后压刀结合部的下缘齐平；当所述预压刀、热压刀和后压刀同时下压到底时，所述限位台与所述第一平台产生力的相互作用，所述后压刀与所述第二平台产生力的相互作用。
作为上述技术方案的优选，所述后压刀的刀口宽于所述热压刀的刀口。
作为上述技术方案的优选，还包括设置在夹送组件前方的托辊和设置在冲压组件后方的固化台。
作为上述技术方案的优选，还包括设置在夹送组和冲压组件之间的输送通道。
作为上述技术方案的优选，所述动力装置是油压机。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的波纹板能够取代现有技术中的金属波纹板，成为构成聚四氟乙烯材质的规整填料的基础；聚四氟乙烯具有超强的抗腐蚀能力，使用聚四氟乙烯材质的规整填料能够有效延长停机时间，通常可保证3年内不需要更新，具有显著的经济效益；
2、本发明的压延机使得聚四氟乙烯基带的表面变得粗糙，可使波纹板具有挂液的能力，显著提升传质效率；
3、本发明的冲压机赋予聚四氟乙烯基带大量的通孔，可起到分配板片上的液体、加强横向混合的作用；
4、本发明的波纹成型机可以说是技术的核心，氟塑料机械加工性能差成型困难，即使成型后也容易反弹，从而难以制得外观合格的波纹板，本发明提出的“三刀法”成为了解决这一问题的基础，第一刀预压，使基带初具波纹板的雏形，第二刀热压，压力更大，压痕也更深，形成波纹，第三刀稳固，使第二刀产生的效果得到固定，从而实现了全氟塑料波纹板的制造。
附图说明
图1是本发明波纹板的结构示意图；
图2是图1中A区的放大图；
图3是本发明的压延机结构示意图；
图4是本发明的冲压系统结构示意图；
图5是本发明的波纹成型机结构示意图；
图6是图5中A区的放大图；
图中，10-波纹板，101-波纹，102-通孔；
31-放卷轴，32-基带输送台，33-限位板，34-压辊架，35-压辊轴，36-压辊，37-联轴器，38-减速电机，39-齿轮；
41-放卷轴，42-增长段，43-第一通道，44-缓冲台，45-第二通道，46-限宽台，47-冲压台，48-冲压头，49-收卷机；
51-托辊，52-夹送辊，53-转轴，54-辊架，55-输送通道，56-油压机，57-斜压刀组，58-承压台，59-固化台，57-1-预压刀，57-2-热压刀，57-3-后压刀，57-1-1-限位台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步地解释。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所作出的任何改变只要在权利要求书的保护范围内，都将受到专利法的保护。
如图1-2所示，聚四氟乙烯波纹板，由聚四氟乙烯再生粉经挤塑成型为管材，然后将所述管材进行车削制成；所述管材的管壁厚度即所述波纹板厚度，所述聚四氟乙烯波纹板10板身具有向上隆起和向下凹陷间隔地规则地排布的波纹101，具有若干均匀分布的通孔102；所述波纹101的宽度方向与波纹板10的宽度方向形成夹角α，α=45°；所述波纹板10正反两表面均设有粗糙结构；所述粗糙结构，具体为每平方厘米具有9-36个凹坑，所述凹坑的孔径为0.1mm-0.3mm，凹坑的深度为0.05mm-0.2mm。所述波纹板10厚0.5-5mm，波宽1-5cm，波高0.2-3cm，所述通孔102孔径为0.2-0.8cm。
上述的聚四氟乙烯波纹板的制法，所述聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯再生粉经挤塑成型为管材，然后将所述管材进行车削制成；所述管材的管壁厚度即所述波纹板厚度，包括以下步骤：
（1）以聚四氟乙烯基带为原料，将其通过表面粗糙的辊筒的压延作用，制成具有表面粗糙结构的基带Ⅰ；
（2）将基带Ⅰ以冲压或者辊压方式制孔，制成板身具有若干均匀分布的通孔102的基带Ⅱ；
（3）将基带Ⅱ通过斜刀式波纹成型机压制成波纹101的宽度方向与波纹板10的宽度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板，其中α=45°。
如图3所示，用于制备基带Ⅰ的压延机，包括机架、设置于机架的压辊架34、通过轴承安装于所述压辊架34的压辊轴35和套设于所述压辊轴35的压辊36；所述压辊36和压辊轴35均设有两个，构成一个压辊组，其一设于上方，另一设于下方，至少一个压辊36连接到动力输入设备上；所述压辊36是表面粗糙的辊筒，用以对经过它的聚四氟乙烯基带施以压延作用从而使所述聚四氟乙烯基带的表面生成粗糙结构。还包括基带输送台32，所述基带输送台32设置在所述压辊组的前方，且所述基带输送台32的设置高度与所述压辊组的设置高度相适应。还包括两个限位板33，所述限位板33设置在所述基带输送台32的上方的同时还设置在基带输送台32的两边，从而与所述基带输送台32在其宽度方向和高度方向共同限定出一个位于其表面上方的供聚四氟乙烯基带通过的输送区间。还包括联轴器37和减速电机38，所述联轴器37一端与所述减速电机38的输出轴固接另一端与其中任一所述的压辊轴35固接。还包括放卷轴31，所述放卷轴31设于所述基带输送台32的前方。所述放卷轴31的设置高度高于所述基带输送台32。还包括由两个齿轮39构成的啮合传动结构，其中一个齿轮39设置于其中的一个压辊轴35，另一齿轮设置于另一压辊轴35。所述限位板33开有槽孔，并通过所述槽孔与所述基带输送台32螺栓固定，从而可通过调节限位板33的横向位移实现对所述输送区间的宽度调节，从而适应压延不同规格的聚四氟乙烯基带的宽度要求。
如图4所示，用于制备基带Ⅱ的聚四氟乙烯基带冲压系统，包括冲压机，所述冲压机包括冲压头48和冲压台47；还包括设置于所述冲压机前方的限宽台46和设置于所述冲压机后方的收卷机49；所述冲压头48是由多个前端空心的杆规则排列形成的有序组合；所述冲压台47上设有若干小孔，所述小孔与所述冲压头48相对应。还包括设置在所述限宽台46前方的托架41、依次设置在所述托架41和限宽台46之间的第一通道43、缓冲台44和第二通道45、设置在所述托架41和第一通道43之间的增长段42。所述限宽台46是由两个L型金属片一左一右背对背地螺接在一平台上构成。
如图5-6所示，聚四氟乙烯基带波纹成型机，包括机架、夹送组件和冲压组件；所述夹送组件包括夹送辊52、用于承载所述夹送辊52的转轴53和于承接所述转轴53的辊架54；所述冲压组件包括斜压刀组57和承压台58，斜压刀组57设置在动力装置上，所述斜压刀组57的设置方向与所述夹送组件的夹送方向形成夹角α，α=45°；所述承压台58设有与所述斜压刀组57相适应的齿槽。所述斜压刀57包括预压刀57-1、热压刀57-2和后压刀57-3；所述预压刀57-1、热压刀57-2和后压刀57-3的刃口均为钝口。所述预压刀57-1、热压刀57-2和后压刀57-3固定连接。以压纹对象聚四氟乙烯基带为基准，相比于所述预压刀57-1和后压刀57-3，压纹操作时，所述热压刀57-2产生更深入的压痕。所述预压刀57-1的刀身一侧设置有限位台57-1-1。所述齿槽包括预压刀结合部58-1、热压刀结合部58-2和后压刀结合部58-3；所述承压台还包括第一平台和第二平台；所述第一平台与所述预压刀结合部58-1的上缘齐平，所述第二平台与所述后压刀结合部58-3的下缘齐平；当所述预压刀57-1、热压刀57-2和后压刀57-3同时下压到底时，所述限位台57-1-1与所述第一平台产生力的相互作用，所述后压刀57-3与所述第二平台产生力的相互作用。所述后压刀57-3的刀口宽于所述热压刀57-2的刀口。还包括设置在夹送组件前方的托辊51和设置在冲压组件后方的固化台59。还包括设置在夹送组和冲压组件之间的输送通道55。所述动力装置是油压机56。
Claims (4)
1.聚四氟乙烯波纹板的制法，包括以下步骤：
（1）以聚四氟乙烯基带为原料，将其通过表面粗糙的辊筒的压延作用，制成具有表面粗糙结构的基带Ⅰ；
（2）将基带Ⅰ以冲压或者辊压方式制孔，制成板身具有若干均匀分布的通孔（102）的基带Ⅱ；
（3）将基带Ⅱ通过斜刀式波纹成型机压制成波纹（101）的宽度方向与波纹板（10）的宽度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板；
所述聚四氟乙烯波纹板（10）板身具有向上隆起和向下凹陷间隔地规则地排布的波纹（101），具有若干均匀分布的通孔（102）；所述波纹（101）的宽度方向与波纹板（10）的宽度方向形成夹角α，30°≤α≤60°；所述波纹板（10）正反两表面均设有粗糙结构；所述波纹板（10）厚0.5-5mm，波宽1-5cm，波高0.2-3cm，所述通孔（102）孔径为0.2-0.8cm；所述粗糙结构，具体为每平方厘米具有9-36个凹坑，所述凹坑的孔径为0.1mm-0.3mm，凹坑的深度为0.05mm-0.2mm，或者具体为每平方厘米具有9-36个凸点，所述凸点的外径为0.1mm-0.3mm，凸点的高度为0.05mm-0.2mm；所述波纹板（10）的波纹形状为连续折线；
所述斜刀式波纹成型机，包括机架、夹送组件和冲压组件；所述夹送组件包括夹送辊（52）、用于承载所述夹送辊（52）的转轴（53）和用于承接所述转轴（53）的辊架（54）；所述冲压组件包括斜压刀组（57）和承压台（58），斜压刀组（57）设置在动力装置上，所述斜压刀组（57）的设置方向与所述夹送组件的夹送方向形成夹角α，α=45°；所述承压台（58）设有与所述斜压刀组（57）相适应的齿槽；所述斜压刀组（57）包括预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）；所述预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）的刃口均为钝口；所述预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）固定连接；以压纹对象聚四氟乙烯基带为基准，相比于所述预压刀（57-1）和后压刀（57-3），压纹操作时，所述热压刀（57-2）产生更深入的压痕；所述预压刀（57-1）的刀身一侧设置有限位台（57-1-1）；所述齿槽包括预压刀结合部（58-1）、热压刀结合部（58-2）和后压刀结合部（58-3）；所述承压台还包括第一平台和第二平台；所述第一平台与所述预压刀结合部（58-1）的上缘齐平，所述第二平台与所述后压刀结合部（58-3）的下缘齐平；当所述预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）同时下压到底时，所述限位台（57-1-1）与所述第一平台产生力的相互作用，所述后压刀（57-3）与所述第二平台产生力的相互作用；所述后压刀（57-3）的刀口宽于所述热压刀（57-2）的刀口；还包括设置在夹送组件前方的托辊（51）和设置在冲压组件后方的固化台（59）；还包括设置在夹送组件和冲压组件之间的输送通道（55）；所述动力装置是油压机（56）。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯波纹板的制法，其特征在于：所述聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯再生粉经挤塑成型为管材，然后将所述管材进行车削制成；所述管材的管壁厚度即所述波纹板厚度。
3.聚四氟乙烯波纹板的制法，包括以下步骤：
（1）以聚四氟乙烯基带为原料，以冲压或者辊压方式制孔，制成板身具有若干均匀分布的通孔（102）的基带Ⅰ；
（2）将基带Ⅰ通过表面粗糙的辊筒的压延作用，制成具有表面粗糙结构的基带Ⅱ；
（3）将基带Ⅱ通过斜刀式波纹成型机压制成波纹（101）的宽度方向与波纹板（10）的宽度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板；
所述聚四氟乙烯波纹板（10）板身具有向上隆起和向下凹陷间隔地规则地排布的波纹（101），具有若干均匀分布的通孔（102）；所述波纹（101）的宽度方向与波纹板（10）的宽度方向形成夹角α，30°≤α≤60°；所述波纹板（10）正反两表面均设有粗糙结构；所述波纹板（10）厚0.5-5mm，波宽1-5cm，波高0.2-3cm，所述通孔（102）孔径为0.2-0.8cm；所述粗糙结构，具体为每平方厘米具有9-36个凹坑，所述凹坑的孔径为0.1mm-0.3mm，凹坑的深度为0.05mm-0.2mm，或者具体为每平方厘米具有9-36个凸点，所述凸点的外径为0.1mm-0.3mm，凸点的高度为0.05mm-0.2mm；所述波纹板（10）的波纹形状为连续折线；
所述斜刀式波纹成型机，包括机架、夹送组件和冲压组件；所述夹送组件包括夹送辊（52）、用于承载所述夹送辊（52）的转轴（53）和用于承接所述转轴（53）的辊架（54）；所述冲压组件包括斜压刀组（57）和承压台（58），斜压刀组（57）设置在动力装置上，所述斜压刀组（57）的设置方向与所述夹送组件的夹送方向形成夹角α，α=45°；所述承压台（58）设有与所述斜压刀组（57）相适应的齿槽；所述斜压刀组（57）包括预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）；所述预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）的刃口均为钝口；所述预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）固定连接；以压纹对象聚四氟乙烯基带为基准，相比于所述预压刀（57-1）和后压刀（57-3），压纹操作时，所述热压刀（57-2）产生更深入的压痕；所述预压刀（57-1）的刀身一侧设置有限位台（57-1-1）；所述齿槽包括预压刀结合部（58-1）、热压刀结合部（58-2）和后压刀结合部（58-3）；所述承压台还包括第一平台和第二平台；所述第一平台与所述预压刀结合部（58-1）的上缘齐平，所述第二平台与所述后压刀结合部（58-3）的下缘齐平；当所述预压刀（57-1）、热压刀（57-2）和后压刀（57-3）同时下压到底时，所述限位台（57-1-1）与所述第一平台产生力的相互作用，所述后压刀（57-3）与所述第二平台产生力的相互作用；所述后压刀（57-3）的刀口宽于所述热压刀（57-2）的刀口；还包括设置在夹送组件前方的托辊（51）和设置在冲压组件后方的固化台（59）；还包括设置在夹送组件和冲压组件之间的输送通道（55）；所述动力装置是油压机（56）。
4.根据权利要求3所述的聚四氟乙烯波纹板的制法，其特征在于：所述聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯再生粉经挤塑成型为管材，然后将所述管材进行车削制成；所述管材的管壁厚度即所述波纹板厚度。
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