CN109200631A - 一种脱泡装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种脱泡装置、系统和方法，包括罐体，罐体包括侧壁，罐体上部设置有物料入口，所述罐体内设置有承接物料的甩盘和位于甩盘下方的多个依次排列的脱泡组件，所述脱泡组件包括上隔板和位于上隔板下方的下隔板，所述上隔板内设置有上通孔，所述下隔板和侧壁之间设置有供物料通过的通道；所述上隔板向上倾斜，所述下隔板向下倾斜，所述下隔板的至少一部分位于上通孔的正下方，所述物料通过通道后落入下方的上隔板上，本发明使树脂一直保持薄膜状状态，不积存树脂，树脂始终保持薄膜状进行脱泡；解决了树脂内部气泡难以溢出的问题，脱泡后的树脂，气泡含量非常低，叶片灌注质量中发白、干丝、气泡等问题都得到了解决。

Description

一种脱泡装置、系统和方法

技术领域

本发明属于材料的加工技术领域，具体是涉及到一种脱泡装置、系统和方法。

背景技术

风力发电是近几年国家新能源产业的一个重要发展方向，通过风力发电设备，将大自然的风能转换为电能，实现了国家清洁能源的开发和利用。风力发电设备主要组成部份为：风机叶片、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件。

其中风机叶片质量的好坏对发电系统有重大的影响，目前市场上风机叶片的主流材料为玻璃钢，玻璃钢叶片质量的优劣有一个重要因素，就是叶片的核心材料—叶片环氧树脂内的气泡含量，树脂内的气泡含量过多，将会导致叶片表面发白及叶根空洞等现象，使得叶片承力系数降低，严重时会导致叶片发生开裂、折断等重大事故，给叶片生产企业造成严重的经济损失。

因为环氧树脂属于一种高粘度液体，其树脂内部含有的气泡很难在自然状态下逸出。脱泡的方式有很多种，比如采用乳化剂等化学方式进行脱泡，采用机械等物理方式。

中国专利申请号为201621438194.4的专利公开了一种用于车载树脂机的脱泡机构，其采用搅拌的方式进行脱泡，因树脂为一种高粘度液体，且树脂用量大，每次脱泡500-1000kg，存在树脂内部细小气泡难以脱出的缺点。

中国专利申请号为201010595145.2的专利，公开了一种用于复合材料真空灌注成型的液态树脂脱泡方法及装置，所述脱泡装置主要由真空泵(8)、多层螺旋层流板、阀门i(10)、阀门ii(15)、阀门iii(16)构成；所述的螺旋层流板为球形弧面结构，弧面表面分布液态树脂流动凹槽通道(17)，所述的液态树脂流动凹槽通道(17)为螺旋形；凹槽通道(17)中分布多个液态树脂流动孔，若干个螺旋层流板依次通过多层螺旋层流板组装连接轴(14)连接组成脱泡装置内部的液态树脂流动机构，上层螺旋层流板的出口与下层螺旋层流板的入口对应设置，最上层螺旋层流板的入口与脱泡装置液态树脂的入口对应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种脱泡装置、系统和方法，可以将特别粘稠的液体，比如树脂中的气体排除，脱除后得到的产品中的气体含量低，提高了产品的质量。

本发明的内容为一种脱泡装置，包括罐体，罐体包括侧壁，罐体上部设置有物料入口，所述罐体内设置有承接物料的甩盘和位于甩盘下方的多个依次排列的脱泡组件，所述脱泡组件包括上隔板和位于上隔板下方的下隔板，所述上隔板内设置有上通孔，所述下隔板和侧壁之间设置有供物料通过的通道；所述上隔板向上倾斜，所述下隔板向下倾斜，所述下隔板的至少一部分位于上通孔的正下方，所述物料通过通道后落入下方的上隔板上。

本发明的物料主要为含有气泡的树脂材料，物料从物料入口进入后，在重力的作用下进入到甩盘，在离心力的作用下，物料被带入到上隔板，由于上隔板倾斜，其边缘部分的高度高于内侧部分的高度，物料在重力的作用下向罐体内侧流动，从上通孔流出，落入下方的下隔板，下隔板向下倾斜，其内侧部分的高度高于边缘部分的高度，物料向罐体外侧流动，从通道流出，落入下方的脱泡组件的上隔板，从而使物料在重力的作用下沿之字形依次向下流动，物料处于薄膜状态，物料中的气泡被脱除。

所述上隔板和下隔板通过连接板固定连接。连接板只连接上隔板和下隔板的部分区域，不会对物料的流动形成干扰。

本发明的脱泡组件固定在罐体内，其可以直接将上隔板固定在侧壁上，也可以通过下隔板间接固定在罐体的侧壁上，还可以直接将连接板固定在罐体的侧壁上，或者通过方式固定，优选为直接将上隔板固定在侧壁上。

本发明的下隔板和侧壁不接触，具有一定距离，从而形成通道。通道的形成方式还可以是其他方式，比如下隔板的边缘设置有多个细小的分散的连接杆，连接杆的另一端和侧壁固定，连接杆和连接杆之间为通道，通道的形成方式不限于以上结构，只要其方便物料流出，不会对物料的流动形成明显的阻碍都是可以的。

所述下隔板内设置有下通孔。下通孔的存在，方便了脱除后的气泡可以第一时间脱离脱泡装置，不会和罐体的物料以及其他部件，比如上隔板和下隔板接触，提高效率，更节省了材料。

所述上隔板和/或下隔板与水平方向的夹角为1-89°，优选为5-30°，更优选为15°。其角度可以根据需要进行调整。本发明的上隔板和/或下隔板的向上倾斜和/或向下倾斜，表示其整体倾斜倾向，不代表其局部的倾斜方向，比如上隔板和/或下隔板上具有局部凸起或凹槽，也在本发明的保护范围内。

所述上通孔和/或上通孔的直径为罐体直径的1/10-9/10，优选为3/5-4/5，方便真空泵对其抽真空。

当罐体为圆形时，上隔板和下隔板的形状分别为环状圆板。

同一个脱泡组件中，上隔板和下隔板之间的距离，以及相邻的脱泡组件中，下隔板和上隔板之间的距离根据物料的粘稠和气泡情况以及真空泵所能形成的负压值而定。

所述上隔板和/或下隔板包括多层上下层叠的层板，每块层板之间具有一定间隙。多个层板构成阶梯状结构，加大了物料的流动路径，并且造成了物料在层板上的流速以及物料在层板和层板之间的流速不同，物料的流速不同，会加大气体脱泡的效率。

本发明的上隔板和/或下隔板上还设置有环形的凸起，凸起会加大物料的流动路径和造成流速的不同，加大气体脱泡的效率。

本发明的上隔板和/或下隔板上还可以设置有纵向(即和物料的流动方向相同)的凸起，且相邻的脱泡组件的纵向凸起不在同一个竖直面上，尽可能的使同一物料经过不同的流速到达终点，加大气体脱泡的效率。

本发明还包括一种脱泡系统，包括脱泡装置，还包括通过管道和脱泡装置连接的真空泵、加热器以及设置在管道上的阀门，所述物料经加热器加热后进入脱泡装置，真空泵抽真空保持脱泡装置内处于负压状态，脱泡装置脱泡后的物料进入成品罐保存。

还包括将脱泡装置脱泡后的物料重新泵入脱泡装置的泵、相应的管道和阀门。

一种脱泡方法，包括如下步骤，首先将物料加热，然后将加热后的物料加入到脱泡装置中，保持脱泡装置内处于负压环境，物料被带入到甩盘中，甩盘在旋转的过程中，物料在离心力的作用下被落入到脱泡组件上，物料依次经过脱泡组件的上隔板和下隔板，在重力的作用下沿之字形依次向下流动，物料处于薄膜状态，物料中的气泡被脱除。

本发明的有益效果是，高粘度液体内部的气泡溢出有如下特征：液体越粘稠气泡越难以逸出；压力差越大气泡越容易逸出；气泡与液体的相对速度越大越容易逸出；气泡离液体表面越近，越容易逸出。

上述已存在的树脂脱泡方法一般为通过加热，降低树脂粘度，同时通过在一个密闭罐体内抽真空，提高了压力差，降低树脂内气泡脱出的难度。

采用本发明的装置，树脂在流动过程中，全程保持成薄膜状态，使气泡离液体表面最近，同时配合加热降低粘度、真空环境，从而快速逸出。

本发明可以使树脂一直保持薄膜状状态，且通过循环脱泡的方式，保证底部不积存树脂，在整个脱泡过程中，树脂可始终保持薄膜状进行脱泡。解决了树脂内部气泡难以溢出的问题，脱泡后的树脂，气泡含量非常低，叶片灌注质量中发白、干丝、气泡等问题都得到了解决。

附图说明

图1为本发明的脱泡系统的结构示意图。

图2为本发明的脱泡装置的结构示意图。

图3为本发明的脱泡装置的局部放大图。

图4为两种方法脱泡后的树脂灌注后的布头的对比图。

左侧为普通脱泡方法的树脂灌注效果图，右侧为本脱泡方法的树脂灌注效果图。

图5为两种方法脱泡后的树脂灌注后的立面的对比图。

左侧为普通脱泡方法的树脂灌注效果图，右侧为本脱泡方法的树脂灌注效果图。

图6为两种方法脱泡后的树脂灌注后的气泡聚集的对比图。

左侧为普通脱泡方法的树脂灌注效果图，右侧为本脱泡方法的树脂灌注效果图。

在图中，1真空泵、2脱泡装置、21侧壁、22上隔板、221上通孔、23连接板、24下隔板、241下通孔、3电磁阀Ⅰ、4加热器、5电磁阀Ⅲ、6原料罐、7电磁阀Ⅳ、8电磁阀Ⅱ、9隔膜泵、10电磁阀Ⅴ、11成品罐。

具体实施方式

实施例1

如图2-3所示，本发明为一种脱泡装置，包括罐体，罐体包括侧壁21，罐体上部设置有物料入口，所述罐体内设置有承接物料的甩盘和位于甩盘下方的多个依次排列的脱泡组件，所述脱泡组件包括上隔板22和位于上隔板22下方的下隔板24，所述上隔板22内设置有上通孔221，所述下隔板24和侧壁21之间设置有供物料通过的通道；所述上隔板22向上倾斜，所述下隔板24向下倾斜，所述下隔板24的至少一部分位于上通孔221的正下方，所述物料通过通道后落入下方的上隔板22上。如图2-3所示，所述上隔板22固定在侧壁21上，所述上隔板22和下隔板24通过连接板23固定连接，所述下隔板24和侧壁21不接触，具有一定距离，所述下隔板24内设置有下通孔241。

所述上隔板22和/或下隔板24与水平方向的夹角为15°。所述上通孔221的直径为罐体直径的4/5。且上通孔221的直径大于下通孔241的直径。

所述上隔板22和/或下隔板24包括多层上下层叠的层板，每块层板之间具有一定间隙。

物料上料或循环过程中，树脂均从罐体上部流入，此时树脂会在重力作用下流到一个由电机带动高速旋转的甩盘上，被甩至罐壁上呈薄膜状态往下流。

为延长树脂呈薄膜状态下流的时间，上隔板22为上环状圆板，焊接在罐壁上，下隔板24为下环状圆板，通过连接板即小圆钢焊接在上环状圆板上，与罐壁之间留了少量缝隙。若干组上环状圆板和下环状圆板组成了鱼鳞状的罐壁，薄膜状树脂呈之字形往下流。

流到底部的树脂又通过隔膜泵压回罐体顶部，循环往复，整个脱泡过程中树脂始终保持薄膜状进行脱泡。

实施例2

如图1所示，一种脱泡系统，包括脱泡装置2，还包括通过管道和脱泡装置2连接的真空泵1、加热器4以及设置在管道上的阀门，所述物料经加热器4加热后进入脱泡装置2，真空泵1抽真空保持脱泡装置2内处于负压状态，脱泡装置2脱泡后的物料进入成品罐11保存。

还包括将脱泡装置2脱泡后的物料重新泵入脱泡装置2的泵、相应的管道和阀门。

原料罐6、加热器4和脱泡装置2通过管道依次连接，原料罐6和加热器4之间设置有电磁阀Ⅲ5，加热器4和脱泡装置2设置有电磁阀Ⅰ3。所示脱泡装置2的出料口通过管道连接有成品罐11，脱泡装置2的出料口和成品罐11之间设置有电磁阀Ⅴ10，所述电磁阀Ⅴ10的上游与加热器4的上游且电磁阀Ⅲ5的下游之间连通有管道，上述管道上设置有电磁阀Ⅳ7，所述脱泡装置2的出料口方向的管道上设置有电磁阀Ⅱ8和隔膜泵9。

隔膜泵9和所有的电磁阀都可以采用其他具有类似作用的装置替代。

未脱泡的树脂储存在原料罐6，所有电磁阀为关闭状态。

开始脱泡时，真空泵1和电磁阀Ⅲ5、加热器4打开，树脂被真空吸入脱泡装置2内，上料完毕后关闭电磁阀Ⅲ5。

打开电磁阀Ⅱ8、电磁阀Ⅳ7，开启隔膜泵9，树脂经真空脱泡装置2后回到加热器4位置，不停循环。

脱泡结束后，关闭电磁阀Ⅳ7，关闭真空泵1，打开电磁阀Ⅴ10，脱泡后的成品流到成品罐。整个脱泡流程完成。

如图4-6所示，左侧的图片中，显示有大量白色，其为气泡；右侧的图片，显示发白问题明显减少，基本没有气泡，表明本发明的脱泡效果更佳。

实施例3

一种脱泡方法，包括如下步骤，首先将物料加热，然后将加热后的物料加入到脱泡装置2中，保持脱泡装置2内处于负压环境，物料被带入到甩盘中，甩盘在旋转的过程中，物料被落入到脱泡组件上，物料依次经过脱泡组件的上隔板22和下隔板24，在重力的作用下沿之字形依次向下流动，物料处于薄膜状态，物料中的气泡被脱除。

Claims (10)

1.一种脱泡装置，包括罐体，罐体包括侧壁(21)，罐体上部设置有物料入口，其特征是，所述罐体内设置有承接物料的甩盘和位于甩盘下方的多个依次排列的脱泡组件，所述脱泡组件包括上隔板(22)和位于上隔板(22)下方的下隔板(24)，所述上隔板(22)内设置有上通孔(221)，所述下隔板(24)和侧壁(21)之间设置有供物料通过的通道；所述上隔板(22)向上倾斜，所述下隔板(24)向下倾斜，所述下隔板(24)的至少一部分位于上通孔(221)的正下方，所述物料通过通道后落入下方的上隔板(22)上。

2.如权利要求1所述的脱泡装置，其特征是，所述上隔板(22)固定在侧壁(21)上。

3.如权利要求1所述的脱泡装置，其特征是，所述上隔板(22)和下隔板(24)通过连接板(23)固定连接。

4.如权利要求1-3任一项所述的脱泡装置，其特征是，所述下隔板(24)和侧壁(21)不接触，具有一定距离。

5.如权利要求1-3任一项所述的脱泡装置，其特征是，所述下隔板(24)内设置有下通孔(241)。

6.如权利要求1-3任一项所述的脱泡装置，其特征是，所述上隔板(22)和/或下隔板(24)与水平方向的夹角为为5-30°。

7.如权利要求1-3任一项所述的脱泡装置，其特征是，所述上通孔(221)的直径为罐体直径的1/10-9/10；或者所述上隔板(22)和/或下隔板(24)包括多层上下层叠的层板，每块层板之间具有一定间隙。

8.一种脱泡系统，其特征是，包括如权利要求1-8任一项的所述的脱泡装置(2)，还包括通过管道和脱泡装置(2)连接的真空泵(1)、加热器(4)以及设置在管道上的阀门，所述物料经加热器(4)加热后进入脱泡装置(2)，真空泵(1)抽真空保持脱泡装置(2)内处于负压状态，脱泡装置(2)脱泡后的物料进入成品罐(11)保存。

9.如权利要求8所述的脱泡系统，其特征是，还包括将脱泡装置(2)脱泡后的物料重新泵入脱泡装置(2)的泵、相应的管道和阀门。

10.一种脱泡方法，其特征是，包括如下步骤，首先将物料加热，然后将加热后的物料加入到脱泡装置中，保持脱泡装置内处于负压环境，物料被带入到甩盘中，甩盘在旋转的过程中，物料在离心力的作用下被落入到脱泡组件上，物料依次经过脱泡组件的上隔板和下隔板，在重力的作用下沿之字形依次向下流动，物料处于薄膜状态，物料中的气泡被脱除。