用于煙氣除塵器的碳纖維復合材料陽極管及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于煙氣除塵器的碳纖維復合材料陽極管及其制備方法，它是橫截面為正六邊形的三層復合層結構的管體，所述的三層復合層結構從內到外是由碳纖維復合氈、玻璃纖維長絲紗和玻璃纖維復合氈，經吸附樹脂溶液固化復合后將表面打磨，從而形成了從內到外的導電內襯層、中間結構層和帶有粗糙面的外部加強層。本發明采用連續拉擠成型生產工藝，通過模具一次性連續拉擠成型，經電熱固化、定長切割、自動打磨成為單根陽極管，形成了機械化連續拉擠成型的生產工藝，克服了手工制造的缺點，具有生產效率高，尺寸穩定性好、導電率高特點，并可根據設計進行多規格生產，定長切斷生產，機械化程度高。
【專利說明】
用于煙氣除塵器的碳纖維復合材料陽極管及其生產方法
技術領域
[0001]本發明涉及靜電除塵器，尤其涉及靜電除塵器的陽極管。
【背景技術】
[0002]電力、鋼業等鍋爐的工業煙氣為達到超低排放，避免環境污染，大都采用濕式靜電除塵器原理的煙氣除塵器。對脫硫脫硝后的煙氣進行超凈化處理，能夠將濕法脫硫脫硝過程中產生的粒徑為10-60微米的“霧”(其中不僅含有水分、氣溶膠，還溶有硫酸、硫酸鹽、二氧化硫等)凈化至國家標準規定的排放限值。靜電除塵器中的核心部件收塵極為陽極管。
[0003]目前，國內用于煙氣除塵器的陽極管多為導電玻璃鋼材質，該陽極管導電率低、收塵效果不理想；國內又出現了碳纖維材質的陽極管，該陽極管多以手工加工生產，產量低，樹脂含量不均勻，尺寸精度不高，造成導電率不均勻，拼裝尺寸不易保證并且容易疲勞形變、裂紋、斷裂等許多弊端，從而降低了除塵效果。
【發明內容】
[0004]為克服現有技術的不足，本發明提供一種用于煙氣除塵器的碳纖維復合材料陽極管，并提供該陽極管的機械化生產方法。該陽極管為正六邊形管狀物，通過有序組裝可成為蜂窩狀的陽極管束。
[0005]—種用于煙氣除塵器的碳纖維復合材料陽極管，其特征在于，它是橫截面為正六邊形的三層復合層結構的管體，所述的三層復合層結構從內到外是由碳纖維復合氈、玻璃纖維長絲紗和玻璃纖維復合氈，經吸附樹脂溶液固化復合后將表面打磨，從而形成了從內到外的導電內襯層、中間結構層和帶有粗糙面的外部加強層；
[0006]上述的樹脂溶液是由石墨粉、樹脂材料、固化劑、脫模劑、阻燃劑、浸潤劑各種原料優先按5.3:48:1:1.3:10:1的質量比例充分混合后的混合溶液。
[0007]上述陽極管的管體橫截面內切圓尺寸為300mm-600mm。
[0008]上述的碳纖維復合租規格為(450±30) g/m2。
[0009]上述的玻璃纖維長絲紗規格為4800Tex。
[0010]上述玻璃纖維復合氈規格為(450± 120) g/m。
[0011 ]上述的樹脂材料為阻燃樹脂，阻燃樹脂優選為WESP用阻燃乙烯基樹脂，氧指數OI彡 30%。
[0012]上述的導電石墨粉細度目數為500目。
[0013]上述的陽極管的機械化生產方法如下:
[0014]上述的陽極管是在連續拉擠生產線上機械化生產的，連續拉擠生產線依次包括:紗架、浸料槽、碳纖維復合氈卷托架、預成型模具、玻纖復合氈卷托架、電熱固化裝置、液壓牽引機、切割鋸和噴砂打磨機;生產工藝步驟依次包括:排紗，浸潤，預成型，電熱固化，定長切割和打磨；
[0015]具體生產工藝步驟如下:
[0016]第一步:排紗
[0017]將若干玻璃纖維長絲紗團排列在生產線最前端的紗架上;紗團的排列數量根據生產的陽極管規格與厚度確定;排紗后玻璃纖維長絲紗在后序牽引機牽引下運行至下一步的浸潤工序;上述紗架一般設置三個紗架，每個紗架分為上下六層，便于有序均勻排列紗團；
[0018]第二步:浸潤
[0019]在生產線紗架后方共設置上下兩個浸料槽，從紗架牽引過來的玻璃纖維長絲紗合為上、下兩排，每排由三層紗合成，兩排玻璃纖維長絲在牽引機牽引下分別勻速通過兩個浸料槽，浸料槽中盛有樹脂溶液，通過調節料槽壓輥的高度，控制樹脂溶液的浸潤量，玻璃纖維長絲紗經樹脂溶液充分浸潤后進入下一個預成型工序；
[0020]第三步:預成型
[0021]在浸料槽后端的碳纖維復合氈卷托架上設置有上、下兩個橫向托輥，兩個橫向托輥分別處于上下兩排玻璃纖維長絲內側的位置，兩個橫向托輥上分別支撐著碳纖維復合氈卷；上、下兩片碳纖維復合氈片分別附在充分浸潤后的上、下兩排玻璃纖維長絲上一起運行，運行通過正六邊形導向器后再貼附在正六邊形預成型模具外壁上運行，運行中碳纖維復合氈片吸附玻璃纖維長絲上的樹脂溶液使兩者融合，復合成為未固化的正六邊形管形狀預成型管，勻速進入下一個電熱固化工序；
[0022]第四步:電熱固化
[0023]在電熱固化裝置前端的玻纖復合氈卷托架上支撐著玻璃纖維復合氈卷，玻璃纖維復合氈包裹在預成型管四周并吸收預成型管表面的樹脂溶液，一起進入電熱固化裝置;所述的電熱固化裝置是正六邊形的內外陰陽模，外模外表面均布電加熱器，加熱溫度120°C，內外陰陽模有3mm的運行間隙；預成型管在電熱固化裝置中運行1-2分鐘后固化定型，勻速進入下一個定長切割工序；
[0024]第五步:定長切割
[°°25]固化定型的六角形陽極管在液壓牽引機的牽引下，以400-1000mm/min的速度向末端切割鋸運行，切割鋸上裝有限位器，達到定長時進行自動切割;切割下線后的定長六角形陽極管進入最后一個打磨工序；
[0026]第六步:打磨
[0027]將定長六角形陽極管外表面進行噴砂處理，打成磨粗糙面的符合粘結要求的外加強層，成為正六角形陽極管單管。
[0028]本發明的生產工藝步驟還包括成品組裝，成品組裝時將三根正六角形陽極管可有序組裝成單元模塊陽極管;或按使用要求可有序組裝成蜂窩狀陽極管束。
[0029]本發明的積極效果是:
[0030]1、本發明的陽極管，采用連續拉擠成型生產工藝，通過模具一次性連續拉擠成型，經電熱固化、定長切割、自動打磨成為單根陽極管，形成了機械化連續拉擠成型的生產工藝，克服了手工制造的缺點，具有生產效率高，尺寸穩定性好、導電率高等特點，并可根據設計進行多規格生產、定長切斷，質量可靠、生產機械化程度高。
[0031]2、本發明的陽極管，為三層復合結構且表面粗糙，具有導電率高、有效截面積大、結構剛度高、耐腐蝕、阻燃性好、安全性能好、易于粘結組裝、使用壽命長等優點。
[0032]3、本發明的陽極管，可有序組裝成單元模塊陽極管或按使用要求有序組裝成結構緊湊的蜂窩狀陽極管束，易于產品靈活應用和投放市場。
[0033]4、本發明的陽極管，可廣泛應用于電力、鋼業、石化等行業的煙氣超凈排放，以及環保行業的煙氣凈化，市場前景廣闊。
【附圖說明】
[0034]圖1為正六邊形陽極管的單管截面示意圖；
[0035]圖2為三根正六邊形陽極管有序組裝成的單元模塊陽極管示意圖；
[0036]圖3為六個單元模塊陽極管有序組裝成的蜂窩狀陽極管束示意圖。
[0037]圖中，1、導電內襯層;2、中間結構層;3、外部加強層;4、粗糙面。
【具體實施方式】
[0038]如圖1所示，一種用于煙氣除塵器的碳纖維復合材料陽極管，它是橫截面為正六邊形的三層復合層結構的管體，所述的三層復合層結構從內到外是由碳纖維復合氈、玻璃纖維長絲紗和玻璃纖維復合氈，經吸附樹脂溶液固化復合后將表面打磨，從而形成了從內到外的導電內襯層1、中間結構層2和帶有粗糙面4的外部加強層3;
[0039]上述的樹脂溶液是由石墨粉、樹脂材料、固化劑、脫模劑、阻燃劑、浸潤劑各種原料按比例充分混合后的混合溶液。
[0040]上述樹脂溶液的質量配合比例為，石墨粉:樹脂材料:固化劑:脫模劑:阻燃劑:浸潤劑= 5.3:48:1:1.3:10:1。
[0041 ] 上述陽極管的管體橫截面內切圓尺寸D = 300mm-600mm。
[0042]上述的碳纖維復合租規格為450 ±30g/m2。
[0043]上述的玻璃纖維長絲紗規格為4800Tex。
[0044]上述玻璃纖維復合氈規格為450±120g/m2。
[0045]上述的樹脂材料為阻燃樹脂，阻燃樹脂優選為WESP用阻燃乙烯基樹脂，氧指數OI彡 30%。
[0046]上述的導電石墨粉細度目數為500目。
[0047]如圖2所示，用本發明的三根正六角形陽極管可有序組裝成單元模塊陽極管。組裝成的單元模塊陽極管總長垂直度偏差不大于2_，中心線平行度誤差不大于3mm，整體尺寸偏差不大于5mm。
[0048]如圖3所示，用圖2所示的六根單元模塊陽極管可有序組裝成蜂窩狀的陽極管束。這種蜂窩狀的陽極管束排列緊密，按照設計要求可任意組裝。
[0049]上述的陽極管是在連續拉擠生產線上機械化生產的，連續拉擠生產線依次包括:紗架、浸料槽、碳纖維復合氈卷托架、預成型模具、玻纖復合氈卷托架、電熱固化裝置、液壓牽引機、切割鋸和噴砂打磨機;生產步驟依次包括:排紗，浸潤，預成型，電熱固化，自動牽弓丨，定長切割，打磨;還包括成品組裝。具體工藝步驟如
【發明內容】
所述，本領域技術人員按照
【發明內容】
所述的工藝步驟即可實施，在此不再詳述。
【主權項】
1.一種用于煙氣除塵器的碳纖維復合材料陽極管，其特征在于，它是橫截面為正六邊形的三層復合層結構的管體，所述的三層復合層結構從內到外是由碳纖維復合氈、玻璃纖維長絲紗和玻璃纖維復合氈，經吸附樹脂溶液固化復合后將表面打磨，從而形成了從內到外的導電內襯層、中間結構層和帶有粗糙面的外部加強層;所述的樹脂溶液是由石墨粉、樹脂材料、固化劑、脫模劑、阻燃劑和浸潤劑按比例充分混合后的混合溶液。2.如權利要求1所述的碳纖維復合材料陽極管，其特征在于，所述的樹脂溶液中石墨粉、樹脂材料、固化劑、脫模劑、阻燃劑和浸潤劑的混合比例是5.3:48:1:1.3:10:1的質量比例。3.如權利要求1所述的碳纖維復合材料陽極管，其特征在于， 所述陽極管的管體橫截面內切圓尺寸為300mm-600mm; 所述的碳纖維復合氈規格為(450 ± 30) g/ m2; 所述的玻璃纖維長絲紗規格為4800Tex; 所述玻璃纖維復合租規格為(450 ±120) g/ m； 所述的導電石墨粉細度目數為500目。4.如權利要求1所述的碳纖維復合材料陽極管，其特征在于，所述的樹脂材料為阻燃樹脂。5.如權利要求4所述的碳纖維復合材料陽極管，其特征在于，所述的阻燃樹脂為WESP用阻燃乙烯基樹脂，氧指數OI多30%。6.如權利要求1-5任一所述的碳纖維復合材料陽極管的制備方法，其特征在于，它是在連續拉擠生產線上機械化生產的，連續拉擠生產線依次包括:紗架、浸料槽、碳纖維復合氈卷托架、預成型模具、玻纖復合氈卷托架、電熱固化裝置、液壓牽引機、切割鋸和噴砂打磨機;生產工藝步驟依次包括:排紗，浸潤，預成型，電熱固化，定長切割和打磨;具體生產工藝步驟如下: 第一步:排紗 將若干玻璃纖維長絲紗團排列在生產線最前端的紗架上;紗團的排列數量根據生產的陽極管規格與厚度確定;排紗后玻璃纖維長絲紗在后序牽引機牽引下運行至下一步的浸潤工序;上述紗架一般設置三個紗架，每個紗架分為上下六層，便于有序均勻排列紗團； 第二步:浸潤 在生產線紗架后方共設置上下兩個浸料槽，從紗架牽引過來的玻璃纖維長絲紗合為上、下兩排，每排由三層紗合成，兩排玻璃纖維長絲在牽引機牽引下分別勻速通過兩個浸料槽，浸料槽中盛有樹脂溶液，通過調節料槽壓輥的高度，控制樹脂溶液的浸潤量，玻璃纖維長絲紗經樹脂溶液充分浸潤后進入下一個預成型工序； 第三步:預成型 在浸料槽后端的碳纖維復合氈卷托架上設置有上、下兩個橫向托輥，兩個橫向托輥分別處于上下兩排玻璃纖維長絲內側的位置，兩個橫向托輥上分別支撐著碳纖維復合氈卷；上、下兩片碳纖維復合氈片分別附在充分浸潤后的上、下兩排玻璃纖維長絲上一起運行，運行通過正六邊形導向器后再貼附在正六邊形預成型模具外壁上運行，運行中碳纖維復合氈片吸附玻璃纖維長絲上的樹脂溶液使兩者融合，復合成為未固化的正六邊形管形狀預成型管，勻速進入下一個電熱固化工序； 第四步:電熱固化 在電熱固化裝置前端的玻纖復合氈卷托架上支撐著玻璃纖維復合氈卷，玻璃纖維復合氈包裹在預成型管四周并吸收預成型管表面的樹脂溶液，一起進入電熱固化裝置;所述的電熱固化裝置是正六邊形的內外陰陽模，外模外表面均布電加熱器，加熱溫度120 °C，內外陰陽模有3mm的運行間隙；預成型管在電熱固化裝置中運行1-2分鐘后固化定型，勻速進入下一個定長切割工序； 第五步:定長切割 固化定型的六角形陽極管在液壓牽引機的牽引下，以400-1000mm/min的速度向末端切割鋸運行，切割鋸上裝有限位器，達到定長時進行自動切割;切割下線后的定長六角形陽極管進入最后一個打磨工序； 第六步:打磨 將定長六角形陽極管外表面進行噴砂處理，打成磨粗糙面的符合粘結要求的外加強層，成為正六角形陽極管單管。7.如權利要求6所述的碳纖維復合材料陽極管的制備方法，其特征在于，還包括成品組裝步驟，成品組裝時將三根正六角形陽極管有序組裝成單元模塊陽極管;或按使用要求有序組裝成蜂窩狀陽極管束。
【文檔編號】B32B37/02GK105922655SQ201610437148
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】劉豪, 劉昌林, 劉莎, 陳西清, 李軍, 劉紀壯, 張志國, 黃圣斌, 王作成, 王清成, 張薈
【申請人】山東中玻節能環保發展有限公司