冷/熱交換器石墨芯柱及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冷/熱交換器石墨芯柱及其制備方法，屬于熱交換器制備技術。
【背景技術】
[0002]本發明所述的冷/熱交換器，是指一種具有石墨芯柱的冷/熱交換器。
[0003]而所述的石墨芯柱冷/熱交換器，廣泛應用于制藥和諸如顏料、染料、粘結劑和表面涂裝材料等精細化工等生產領域。
[0004]所述石墨芯柱一般呈圓柱狀，在其軸向有若干個工質孔(或稱料孔)，而在其圓柱面上，有若干個與工質孔相垂直布置的冷/熱介質孔(或稱水孔)。在通常情況下，所述呈圓柱狀石墨芯柱的直徑為Φ 300~1000mm，長度為300~500mm，工質孔孔徑為<M6~20mm，冷/熱介質孔孔徑為Φ14~20πιπι。以上所描述的是所述石墨芯柱通常的結構形式(如附圖1所示
[0005]在工況下，待加熱或冷卻處理的工質，以一定的動壓力(例如0.3Mpa)，通過所述石墨芯柱的工質孔，而冷/熱介質則通過所述石墨芯柱的冷/熱介質孔，由此實現工質的冷/熱交換。
[0006]由所述工況狀態可見，要求石墨芯柱必須具備相當高的致密性、耐磨性和足夠的機械強度，以及耐酸堿、耐溫性能，以滿足生產工藝技術要求。
[0007]然而，已有技術的石墨芯柱，目前一般都是采用專業制造廠生產的石墨塊，經車圓、鉆孔和浸膠等加工所制備的。
[0008]由于專業制造廠所生產的石墨塊它的配料，主要是石墨粉、精煤和煤焦油，因而其制成品石墨芯柱不可避免地存在體質疏松，浸膠量相對較大，強度相對較差，和易磨損等不足，以致嚴重影響其工藝性能(易產生工質與冷/熱介質相互串流)和使用壽命(一般在6個月內)，且其制備成本也相對較高。
[0009]由于已有技術的石墨芯柱是一種易耗品，而給使用者不但造成工藝成本高，維護保養煩，而且還直接影響了化工產品的生產效率(停機維修或更換石墨芯柱)。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于提供一種以全石墨粉為主料的冷/熱交換器石墨芯柱及其制備方法，為社會提供一種體質致密、浸膠量相對較少、強度相對較高、不易磨損，耐酸堿耐溫和使用壽命長的冷/熱交換器石墨芯柱。
[0011]本發明實現其目的的技術方案是:
一種冷/熱交換器的石墨芯柱，它是由石墨粉和粘結劑復合制備而成的石墨芯柱。
[0012]如以上所述石墨芯柱制備方法的技術方案是:
一種冷/熱交換器的石墨芯柱的制備方法，以油壓機為成型加工手段，其特征在于，以石墨粉為出發主料，其制備方法依次包括如下步驟:
a、備料；其中: 取1~2目粒度的石墨粉25~35wt%，10~30目粒度的石墨粉25~35 wt%，和95~105目粒度的石墨粉35~45%，且將重量百分總和為100 wt%的所述三種石墨粉混合拌勻成主料A，備用；
取膚腩樹脂65~75 wt%，酚醛樹脂25~35 wt%，56號耦聯劑0.05~0.15 wt%，鄰苯二甲酸二丁脂8~12 wt%，和500~600目粒度的二氧化硅4~6 wt%，且將重量百分總和為100 wt%的所述五種物料混合拌勻成粘結劑B料，備用；
b、配料；按六= 70-85:15~30重量配比，且對A、B料重量百分總和為100 wt %實施所述主料A與粘結劑B料的配料；
C、拌料；將b步驟所得的A、B配合料，在真空場內實施拌料，時間控制在15~30min范圍內，從而拌和成復合料；
d、烘料；將經c步驟拌好的復合料，在60~80°C溫度范圍內的加熱爐內烘燥8~10h；
e、模壓成型；將經d步驟烘燥了的復合料置入成型模內，用4001120(^油壓機模壓成石墨芯柱坯料；
f、焙烘固化；所述焙烘固化，是將模壓成型的坯料，在加熱爐內采取步進式升溫和步進式降溫的焙烘工藝策略實施焙烘固化；
其升溫過程是:先加熱至50°C，在后每升溫10~20°C為一檔，經過多檔升溫直至升溫到160~180°C，升溫總的時間為1~1.2h ;然后在160~180°C溫度條件下保持0.5~1 h后開始降溫;
其降溫過程是:每降15~25°C為一檔，降溫總的時間為2.5~3h，經過多檔降溫直至降到常溫后，將焙烘固化的石墨芯柱坯料從加熱爐內取出；
g、鉆孔；將從加熱爐內取出的石墨芯柱坯料，在自然環境條件下時效處理3~5天之后，在鉆機上實施冷/熱介質孔和工質孔的鉆孔加工；
h、浸膠；所述浸膠依次包括如下工序:
(i)將經鉆孔加工了的工件，置入容器內，密閉抽真空，真空度為-0.05-0.1Mpa ；
(ii)向存放工件的容器內注入樹脂；所述樹脂是如同a步驟的粘結劑B料75~85wt%,與15~25 wt%乙醇且兩者重量百分總和為100 wt%的混合物；
(iii)向容器內導入0.3-0.6Mpa的壓縮空氣，并維持l~3h ;
至此即構成I次浸膠過程；而所述的浸膠過程反復進行3~5次；
1、烘干，所述烘干是將經h步驟浸膠了的工件置入加熱爐內實施烘干，其烘干工藝策略如同f步驟焙烘固化工藝策略；
至此，即制得冷/熱交換器的石墨芯柱毛坯件。
[0013]本發明進一步的創新點在于:
還包括金加工步驟；所述金加工步驟包括車外圓和加工上下相鄰接的2個石墨芯柱配裝面部位的凹凸副；至此即制得石墨芯柱制品。
[0014]所述g步驟鉆孔，是采用多鉆頭群鉆縱橫向4方對鉆的專用鉆機所實施的。這一技術方案的目的在于有效提高加工效率和加工精度。當然，也可以是采用普通鉆機鉆孔。
[0015]h步驟用于工件浸膠的容器，是隔套容器。這一技術方案的目的在于，通過對隔套內導入冷介質或熱介質，令所需要浸膠的工件，保持一定的工藝溫度，以進一步提高浸膠的質量。
[0016]上述技術方案得以實施后，本發明制成品石墨芯柱及其制備方法，所具有的選料和配料合理，制備工藝科學講宄，制成品質量好，制備成本低和使用壽命長等特點，是不言而喻的。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明制成品石墨芯柱的主視(局剖)示意圖，圖中所示I為工質孔，2為冷/熱介質孔；
圖2是圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合【具體實施方式】的描述，對本發明作進一步說明。
[0019]一種冷/熱交換器的石墨芯柱的【具體實施方式】是:
一種冷/熱交換器的石墨芯柱，它是由石墨粉和粘結劑復合制備的石墨芯柱(如附圖
1、2所示)。也就說，本發明所述石墨芯柱是由墨粉制備的。在它所用料中不包含煤精和煤焦油。
[0020]一種典型的所述制備方法的【具體實施方式】是:
一種冷/熱交換器的石墨芯柱的制備方法，以油壓機為成型加工手段，其特征在于，以石墨粉為出發主料，其制備方法依次包括如下步驟:
a、備料；其中:
取1~2目粒度的石墨粉25~35wt%，10~30目粒度的石墨粉25~35 wt%，和95~105目粒度的石墨粉35~45%，且將重量百分總和為100 wt%的所述三種石墨粉混合拌勻成主料A，備用；
取膚腩樹脂65~75 wt%，酚醛樹脂25~35 wt%，56號耦聯劑0.05~0.15 wt%，鄰苯二甲酸二丁脂8~12 wt%，和500~600目粒度的二氧化硅4~6 wt%，且將重量百分總和為100 wt%的所述五種物料混合拌勻成粘結