CN110884163A - 一种用于静电除尘器的cfrp驻极体滤波器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于静电除尘领域，特别是指一种用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器及其制造方法。该制造方法依次包括如下步骤：在芯轴的外表面上涂覆脱模剂的步骤，用玻璃纤维片包裹碳纤维片的步骤，固定双相布的步骤，固定树脂条纹网的步骤，覆盖真空膜的步骤，排出真空膜内部空气的步骤，释放真空膜的步骤，CFRP静态过滤器的制造步骤。该方法能够保证生产出质量基本一致的产品，避免由于工人技术水平的不同导致产品质量的参差不齐。该方法能够有效地减少产品的缺陷率，并且减少了工人手或手臂的暴露。能够保证用户安全地工作、并提高了生产率、降低了生产成本。

Description

一种用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器及其制造方法

技术领域

本发明属于静电除尘领域，特别是指一种用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器及其制造方法。

背景技术

由于工业的快速发展和严重的环境污染问题，国家投入大量的经费和成本研究以减少来自工业设施或工厂的各种有害污染物。特别地，在使用诸如半导体和显示工艺之类的各种有害化学物质的工厂中，各种有害化学物质作为废气被排放，并且在排气口的末端使用旋风除尘器或洗涤器去除有害物质。

但是，仅仅采用旋风除尘器或洗涤器只能除去颗粒灰尘，但难以除去不溶于水的有害气体，大量的有害气体直接释放或以洗涤水雾中的形式排出。静电除尘器用于更有效地去除此类有害气体，静电除尘器通过电气方法收集和去除漂浮在气体或空气中的小颗粒固体或液体，即静电除尘器利用以下原理：将由电晕放电产生的电荷附着到带电粒子上，并通过电场力将带电粒子吸引到极性相反的电极上，同时附着有带电粒子的尘埃被收集在具有极性相反的静电过滤器的集尘板中，并且附着在集尘板上的尘土可以通过喷水而洗净，从而能够维持优异的集尘效率。

构成集尘板的静电过滤器主要使用具有良好的耐湿性和导电性的钛，但是由于其高成本和高重量，近年来广泛使用质量较轻和导电性较好的碳纤维增强复合材料，即CFRP（碳纤维增强塑料）。CFRP具有利用碳纤维的静电特性作为集尘板的静电过滤器的适合的特性，同时通过将碳纤维掺入合成树脂中来提高机械强度。

现有技术中管状CFRP静电过滤器的制造仍然依赖于手工涂覆的工艺，例如在将碳垫层铺设并且在树脂涂层的顶部上层压玻璃纤维垫层之后再次施加树脂。有的制造工艺仅是简单地进行辊压工序，并且仍然通过手动工序进行层压，此外，在管状CFRP静电过滤器的情况下，辊压工序与板状不同。

由于作为最重要的静电电介质的CFRP静电过滤器的特性要求被制成恒定电流，这取决于操作员的技能，并且树脂的含量很多，因此灰尘收集性能严重受限，且故障率很高，不能保证生产质量的一致性。

另外，由于操作人员一般是直接施加树脂，并用辊子滚压以除去内部产生的气泡，因此存在工作人员暴露于气味和对环境有害的气体中等危险。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，而产品质量与操作者的技能无关，在制造用于静电除尘器的集尘板中的CFRP静电过滤器时，保证稳定的生产质量以降低缺陷率，并减少工作人员暴露在树脂环境中的时间，本申请提供一种用于静电除尘器的CFRP静电过滤器及其制造方法，其可在不降低生产率以及安全性的基础上降低生产成本，具有良好的市场应用前景。

本发明的技术方案是这样实现的：

用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，包括以下步骤：

（1）碳纤维包裹：在芯轴的外表面上涂布脱模剂，并采用碳纤维片进行包裹；

（2）玻璃纤维包裹：将经步骤（1）处理的芯轴的碳纤维片外用玻璃纤维片包裹；

（3）玻璃纤维束线固定：用玻璃纤维束线将步骤（2）中的碳纤维片和玻璃纤维片固定在芯轴上；

（4）脱模布卷绕：将脱模布从长度方向的一端，卷绕在经步骤（3）束线固定的玻璃纤维片外；

（5）树脂流动网卷绕：从长度方向的一端将脱模布上的树脂流动网压紧固定，然后再将真空膜覆盖在树脂流动网上，将真空膜的两端密封，并设置树脂入口和真空出口。

（6）真空膜密封：将树脂注入真空膜，树脂沿着树脂流动网流动并整体均匀地扩散，将真空膜内的气体排出，树脂固化后，释放真空膜，并去除树脂流网和脱模布，然后从芯轴取下浸渍了树脂而整体固化的碳纤维片和玻璃纤维片，即为CFRP静电过滤器。

所述步骤（1）中芯轴为长条矩形管状，芯轴两端具有突出的旋转轴，碳纤维片是由厚度为0.005-0.01mm的极细的纤维构成的织物，构成碳纤维片的碳纤维的碳原子沿着纤维的长度方向以六方环状晶体的形式附着。

所述步骤（5）中设置树脂入口和真空出口的位置为：在真空膜一侧中部设置第一树脂入口、两端分别设置第一真空出口。

所述步骤（5）中设置树脂入口和真空出口的位置为：在真空膜的中部设置第二真空出口、两端分别设置第二树脂入口。

所述步骤（6）中树脂注入真空膜指通过第一树脂入口将树脂注入真空膜内，并将真空膜内的气体排出。

所述步骤（6）中树脂注入真空膜指通过第二树脂入口将树脂注入真空膜内，并将真空膜内的气体排出。

所述步骤（6）中释放真空膜，并去除树脂流网和脱模布的具体操作为：待树脂固化后，剥离真空膜，然后以可旋转的方式支撑剥离了真空膜的芯轴的旋转轴作为旋转中心；树脂流动网和脱模布的另一端固定到可旋转地安装成平行于芯轴的剥离杆，所述剥离杆可被有效支撑，并且能够旋转以将树脂流动网和脱模布与芯轴一起剥离。

所述步骤（6）中从芯轴取下浸渍了树脂而整体固化的碳纤维片和玻璃纤维片的步骤为：将芯轴上的旋转轴放置在“U”形剥离框中，拉动芯轴穿过剥离框架，在剥离框架的阻力下，芯轴的外周表面缠绕套设状态下产生的CFRP静电过滤器被剥离，得到CFRP静电过滤器。

所述步骤还包括将从芯轴上去除的CFRP静电过滤器，切割成需要长度的切割步骤。

一种利用上述制造方法制备的CFRP驻极体滤波器。

本发明具有以下有益效果：根据本发明的用于静电除尘器的CFRP静电过滤器的制造方法，在将碳纤维片和玻璃纤维片一起包裹在芯轴中之后，树脂注入和真空排放步骤同时通过使操作者浸渍树脂来一次浸渍树脂。其可以降低产品缺陷的发生率并保证工作人员的安全，减少工人的树脂暴露时间，从而可以提高生产率并降低生产成本。此外，还可以缩短固化时间和流动性，通过根据要制造的CFRP静电过滤器的长度将树脂注入阶段和真空排放阶段划分为中心或两端，可以以更稳定的质量进一步降低缺陷率。为了更容易地去除脱模布和树脂流动网以及静电过滤器在剥离步骤中，可以通过剥离框架提供步骤，芯轴抽出和过滤器移除步骤更容易地从芯轴上移除CFRP静电过滤器，从而提高生产率并进一步降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的用于制造电除尘器的CFRP静电过滤器的方法的实施例的流程图。

图2-3为执行图1实施例的碳纤维包裹步骤的过程的透视图。

图4-5为执行图1实施例的玻璃纤维包裹步骤和束线固定步骤的过程。

图6-7为执行图1实施例的释放布缠绕步骤的过程。

图8-9为执行图1的实施例的树脂流动网卷绕步骤过程的透视图。

图10为执行释放去除步骤的过程的透视图。

图11-13为执行静电过滤器去除步骤的处理。

图14-15为静电过滤网去除步骤的工艺图和结构示意图。

图16-17为CFRP静电过滤器从芯轴上的移除步骤。

图18为CFRP静电过滤器的切割步骤。

图中：10碳纤维片，20玻璃纤维片，30束线，40树脂，50 CFRP静电过滤器，100芯轴，110旋转轴，200脱模布，300树脂流动网，400真空膜，410第一树脂入口，420第一真空出口，430第二树脂入口，440第二真空出口，500剥离棒，600剥离框架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图13所示，根据本发明的用于静电除尘器的CFRP静电过滤器的制造方法，包括碳纤维包裹步骤（S100），玻璃纤维包裹步骤（S200），束线固定步骤（S300），固定脱模布缠绕步骤（S400），树脂流网卷绕步骤（S500），真空膜密封步骤（S600），树脂注入和真空排气步骤（S700），释放去除步骤（S800）和静电过滤器去除步骤（S900）。

碳纤维包裹步骤（S100）是将剥离剂施加到如图1至3所示的长矩形管形状的芯轴100的外表面上的步骤，并用碳纤维片10包裹。在成型各种树脂时将脱模剂应用于模具中以利于成型品的分离。CFRP静电过滤器是通过在芯轴100的外表面上涂布脱模剂而使树脂40固化后制造的以便于从芯轴100上取下。碳纤维片10是静电除尘器用集尘板的静电电介质，是由以碳为主要成分的厚度为0.005-0.01mm的极细的纤维构成的织物。构成碳纤维片材10的碳纤维的碳原子沿着纤维的长度方向以六方环状晶体的形式附着，并且由于该排列结构具有强的物理性质，由扭曲的碳纤维制成。

玻璃纤维包裹步骤（S200）是将玻璃纤维薄片20包裹在碳纤维薄片10上的过程，如图1、3和4所示。将玻璃纤维片20包裹在碳纤维片10上的原因是当多个CFRP静电过滤器50形成集尘板时，相对于彼此相邻的其他CFRP静电过滤器50用作绝缘体。玻璃纤维片20是通过将包含硅酸盐作为主要成分的玻璃熔融或加工并制作成纤维形状而由这种玻璃纤维制成的织物。

束线固定步骤（S300）是由玻璃纤维制成的束线30，以使得碳纤维片材10和玻璃纤维片材20不会从芯轴100上脱离的过程，如图1、4和5所示。与在涂覆常规树脂的同时层压碳纤维片材10和玻璃纤维片材20不同，当如上所述地简单地缠绕芯轴100的外周表面时，碳纤维片材10和玻璃纤维片材20易于释放。纤维片材20应该能够固定被包裹的芯轴100。为此，将束线30捆扎并固定，在这种情况下，束线30可以使用玻璃纤维捆扎。

如图1，图5至图7所示，在将脱模布200从长度方向的一端卷绕在固定于束线30的玻璃纤维片20上的同时，固定脱模布缠绕步骤（S400）中，脱模布200被称为剥离织物，通过诸如在尼龙纤维上的涂覆的处理来抑制树脂的浸渍，并且在固化树脂40之后容易地将其除去。当将脱模布200缠绕在玻璃纤维片20上时，碳纤维片10和玻璃纤维片20在被按压的同时被松散缠绕固定至束线30。

如图1，图7至图9所示，在将树脂流动网300从纵向的一端沿长度方向缠绕在脱模布200上的同时，固定树脂流动网缠绕步骤（S500）。树脂流网300是使树脂40顺畅地流动，如图所示具有网格状的网结构。将树脂流动网300沿与脱模布200相同的方向缠绕的原因是在树脂40之后容易地将树脂流动网300与脱模布200一起去除。

在真空膜密封步骤（S600）中，如图10所示，真空膜400被覆盖在树脂流动网300上，并且真空膜400的两端被密封。真空膜400形成为在纵向上较长，例如真空包装机或、乙烯基材料的真空袋以密封两端以隔离内部和外部。为此，可以使用由硅制成的密封剂来密封真空膜400的两端。

树脂注入和真空排放步骤（S700）是在真空膜400的内部同时将树脂40注入到真空膜400的内部。真空膜400的内部空气从外部排放到外部，并且树脂40沿着树脂流动网300流动并且整体上均匀地散布到碳纤维片10上。被树脂40浸渍。如图11和13所示，通过第一树脂入口410或第二树脂入口430将树脂40注入真空膜400中。树脂40通过管从存储在其中的树脂存储部分供应。另外，通过第一真空出口420或第二真空出口440进行内部空气向外部的排放，从而使真空膜400的内部处于真空状态，尽管图中未从真空泵示出。内部空气通过管道排出。

更具体地，树脂注入和真空排放步骤（S700）是通过图11所示的安装在真空膜400的中央的第一树脂入口410注入树脂40。真空膜400的内部空气通过第一树脂注入步骤S710和分别设置在真空膜400的两端的一对第一真空出口420排放到外部的第一真空。树脂流动网络在真空膜400的两端，使得排气步骤（S720）和朝向第一真空出口420中的每个注入到第一树脂入口410中的树脂40。它可以包括第一树脂浸渍步骤（S730），该步骤由树脂40浸渍到碳纤维片10上，同时沿300均匀分布。

另外，如图13所示，树脂注入和真空排气步骤（S700）是通过分别安装在真空膜400的两端的一对第二树脂入口430的树脂40。注入第二真空排气步骤，该步骤通过第二树脂注入步骤（S740）和安装在真空膜400中央的第二真空排放口440将真空膜400的内部空气排放到外部。树脂流动网300朝向真空膜400的中心，使得注入到第二树脂入口430中的每一个中的树脂40面对第二真空出口430。第二树脂浸渍步骤（S760）由树脂40浸渍到碳纤维片材10上，同时沿整体均匀地扩散。

如上所述，当在中央设置一个第一树脂入口410并且在两端设置两个第一真空出口420时，树脂40的注入量较小，但是真空排气压力增加以增加树脂40。随着整个扩散，浸渍时间更快。相反，当在两端设置第二树脂入口430并且在中心设置一个第二真空出口440时，树脂40的注入量增加，但是真空排气压力降低，从而树脂40 时间被浸渍。因此，考虑到固化时间和流动性以及根据所使用的树脂的类型来制造的CFRP静电过滤器50的长度，可以确定并选择树脂40的量和真空排气压力的大小。

如图14和图15所示，在树脂40固化之后释放真空膜400，并且如图14和15所示，该过程需要去除树脂流动网300和释放布200。即CFRP静电膜50是在将玻璃纤维片20层叠在碳纤维片10上的状态下浸渍并固化的树脂30，并均匀地浸渍其他树脂40。应当除去用过的真空膜400，树脂流动网300和脱模布200。在该剥离去除步骤（S800）中，真空膜400容易剥离为乙烯基材料，另一方面，树脂流动网300和脱模布200难以用手剥离。

因此，在这种情况下，如图14和15所示，剥离去除步骤（S800）可以包括真空膜释放步骤（S810），芯轴旋转支撑步骤（S820）和脱模布去除步骤（S830）。芯轴100具有从其两端突出的旋转轴110。真空膜释放步骤（S810）是在树脂40固化之后释放并剥离真空膜400的过程，并且芯轴旋转支撑步骤（S820）是芯轴剥离真空膜400。这是将100的旋转轴110可旋转地支撑为旋转中心的过程。此时，如图15所示，通过可旋转地安装成平行于可旋转地支撑的心轴100的剥离杆500，树脂流动网300的另一端和脱模布200被固定在一起。然后，旋转剥离杆500以将树脂流动网300和脱模布200一起从芯轴100上剥离。因此，只要旋转剥离杆500，就在芯轴100也旋转的同时，将树脂流动网300和脱模布200剥离。

静电过滤器剥离步骤（S900）是由碳纤维片材10和玻璃纤维片材20制成的CFRP，碳纤维片材10和玻璃纤维片材20被树脂40浸渍并固化。从芯轴100上移除静电过滤器50。更具体地，静电过滤器剥离步骤（S900）是芯轴100的到“U”形剥离框600的一端，从而如图15至图17所示地插入芯轴100的外周表面。拉框设置步骤（S810），通过拉动形成在芯轴100，芯轴100的一端的旋转轴110，将芯轴100拉过剥离框600。以插入框架的外周表面的状态生产的CFRP静电过滤器50被剥离框600阻塞，沿芯轴100的另一方向移除芯轴抽出和过滤器移除步骤（ S820）。

以此方式，从芯轴100上移除的CFRP静电过滤器50可通过对末端进行后处理而直接用于静电除尘器的集尘板上，或者可通过沿长度方向切割而制造并使用多个。即，如图16和图18所示，静电过滤器去除步骤S900可以包括将从芯轴100去除的CFRP静电过滤器50切割成预定长度的静电过滤器切割步骤S830。

如上所述的根据本发明的用于静电除尘器的CFRP静电过滤器的制造方法，在将碳纤维片材10和玻璃纤维片材20包裹在芯轴100中之后，进行树脂注入和真空排气步骤（S700）。同时通过真空排气以及浸渍树脂40能够有效降低产品缺陷的发生率。

此外，根据所使用的树脂40的类型，根据固化时间和流动性将树脂注入和真空排放步骤（S700）分为中心或两端，所要制造的CFRP静电过滤器50的长度更加均匀随着质量的提高，故障率可以进一步降低。

特别地，在释放去除步骤（S800）中，通过基于芯轴100的旋转轴110旋转而去除脱模布200和树脂流动网300，从而进行静电过滤器去除步骤（S900）。通过去除步骤（S910）和芯轴取出以及过滤器去除步骤（S920），可以更容易地从芯轴100去除CFRP静电过滤器50中的过滤器，以提高生产率并进一步降低生产成本。

可以用以上描述的并且在附图中示出的本发明的实施例不应被解释为限制本发明的技术思想。本发明的保护范围仅由权利要求书中记载的内容限制，本领域技术人员可以以各种形式改变和改变本发明的技术思想。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，这种改进和修改将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）碳纤维包裹：在芯轴的外表面上涂布脱模剂，并采用碳纤维片进行包裹；

（2）玻璃纤维包裹：将经步骤（1）处理的芯轴的碳纤维片外用玻璃纤维片包裹；

（3）玻璃纤维束线固定：用玻璃纤维束线将步骤（2）中的碳纤维片和玻璃纤维片固定在芯轴上；

（4）脱模布卷绕：将脱模布从长度方向的一端，卷绕在经步骤（3）束线固定的玻璃纤维片外；

（5）树脂流动网卷绕：从长度方向的一端将脱模布上的树脂流动网压紧固定，然后再将真空膜覆盖在树脂流动网上，将真空膜的两端密封，并设置树脂入口和真空出口；

（6）真空膜密封：将树脂注入真空膜，树脂沿着树脂流动网流动并整体均匀地扩散，将真空膜内的气体排出，树脂固化后，释放真空膜，并去除树脂流网和脱模布，然后从芯轴取下浸渍了树脂而整体固化的碳纤维片和玻璃纤维片，即为CFRP静电过滤器。

2.根据权利要求1所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中芯轴为长条矩形管状，芯轴两端具有突出的旋转轴，碳纤维片是由厚度为0.005-0.01mm的极细的纤维构成的织物，构成碳纤维片的碳纤维的碳原子沿着纤维的长度方向以六方环状晶体的形式附着。

3.根据权利要求1所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于，所述步骤（5）中设置树脂入口和真空出口的位置为：在真空膜一侧中部设置第一树脂入口、两端分别设置第一真空出口。

4.根据权利要求1所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于，所述步骤（5）中设置树脂入口和真空出口的位置为：在真空膜的中部设置第二真空出口、两端分别设置第二树脂入口。

5.根据权利要求3所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中树脂注入真空膜指通过第一树脂入口将树脂注入真空膜内，并将真空膜内的气体排出。

6.根据权利要求4所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中树脂注入真空膜指通过第二树脂入口将树脂注入真空膜内，并将真空膜内的气体排出。

7.根据权利要求4所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中释放真空膜，并去除树脂流网和脱模布的具体操作为：待树脂固化后，剥离真空膜，然后以可旋转的方式支撑剥离了真空膜的芯轴的旋转轴作为旋转中心；树脂流动网和脱模布的另一端固定到可旋转地安装成平行于芯轴的剥离杆，所述剥离杆可被有效支撑，并且能够旋转以将树脂流动网和脱模布与芯轴一起剥离。

8.根据权利要求7所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中从芯轴取下浸渍了树脂而整体固化的碳纤维片和玻璃纤维片的步骤为：将芯轴上的旋转轴放置在“U”形剥离框中，拉动芯轴穿过剥离框架，在剥离框架的阻力下，芯轴的外周表面缠绕套设状态下产生的CFRP静电过滤器被剥离，得到CFRP静电过滤器。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于静电除尘器的CFRP驻极体滤波器的制造方法，其特征在于：所述步骤还包括将从芯轴上去除的CFRP静电过滤器，切割成需要长度的切割步骤。

10.一种利用权利要求9的制造方法制备的CFRP驻极体滤波器。

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