CN203295203U - 一种碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐，用于浸渍树脂后的碳制品的加压热固化。上述固化罐采用导热油加热，有壳体，盖，夹套，支腿，承载台及吊框组成。壳体的侧壁的外侧焊有加热夹套，夹套内置管状加热电极。壳体的底部有承载台，承载台为圆环状，外径与吊框的外径相当，内径应与吊框内孔的直径相当，承载台以数个支承块（条）与壳体下封头焊牢。吊框为带内孔的圆柱状容器，用于盛装待固化的产品。本实用新型所涉及的固化罐中央位置设置了供对流用气流用的循环通道，传热更均匀，特别适合大型碳－石墨产品的固化。

Description

一种碳-石墨材料树脂浸渍用固化罐

技术领域

本发明涉及了一种碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐。用于处理属于国际专利分类号C 01 B31/04的材料或制品。 

背景技术

一般而言，人造碳-石墨材料具有优良的减磨性能，但强度低下，孔隙率高，用作密封环或轴承存在强度低，不耐磨，易泄漏等缺陷。人们为了更好地把碳材料应用于机械设备，制作机械密封及轴承等结构件，必须对碳－石墨材料作补强处理。最常见的补强方法就是用树脂浸渍碳－石墨材料，就是将该材料的所有气孔内都充满树脂，并充分固化，这样材料强度大幅提高，而且还保留了碳－石墨材料良好的自润滑性。这样的材料在需要减磨的场合被广泛应用。 

碳－石墨材料树脂浸渍工艺在工业上已经广泛应用，但一般浸渍产品的直径不大，大都在500mm以下，随着现代工业的发展，出现了对大直径整体密封环及轴承的需求，然而在实际制造上出现了一些问题。由于树脂固化不均匀，产品使用性能受到极大的影响。 

树脂浸渍用固化罐是一种压力容器，并需适当加热。目前工业上应用的树脂浸渍用固化罐均采用电炉丝直接加热固化罐侧壁的方式，发热体固定于固化罐的侧壁的外侧，产品任意堆放于吊框中，吊框就放置在固化罐内部，加热时受热的侧壁首先将热量传递到吊框的外侧及与此相关连的待固化产品的***，而后主要依靠固体传热的方式使整个吊框内的产品加热。受热的不均匀性对于小直径固化罐尚不显著，但对于大直径固化罐而言传热的不均匀性是显著的。这样就严重影响了浸渍产品的最终性能。 

发明内容

本发明涉及了一种碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐，用于浸渍树脂后的碳制品的加压热固化，采用导热油加热。 

本发明的目的是改善并提高碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐使用中的传热均匀性。 

本发明的原理（a）为了使加热更为柔和及温度易于控制应采用导热油加热，碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐带加热夹套，内置导热油，其初馏点应大于300℃。（b）固化罐中央位置设置气流循环通道，强化对流传热。固化罐侧壁被导热油加热，侧壁周围的空气首先被加热，受热的气体就沿壳体侧壁上升到达罐顶，通过罐中央的通道下行完成气流的热对流循环。根据本发明所述原理改善了罐内的温度分布的均匀性。 

碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐是一种带加热的受压容器，应符合压力容器设计的一般规范GB 150及《压力容器监察规程》的规定。设计压力及设计温度的确定应当符合碳－石墨材料浸渍工艺的要求（应包含传热温差产生的温度附加值）。 

碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐应有壳体，盖，夹套，支腿，承载台及吊框组成。 

碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐为立式，盖为全开式，可采用快开式法兰连接，也可采用固定式法兰连接。 

壳体是受压容器的主体部件之一，端部法兰与盖相连接，构成固化罐的受压腔的主体。壳体的上部设置加压气体的进口，在壳体的最底部设有排污口，夹套焊接在壳体的侧壁的外侧。 

盖也是受压容器的主体部件之一，其上表面应设置温度传感器接口，压力表或压力传感器接口，放空口及安全阀接口，放空口用于罐内压力的释放及控制。 

夹套是焊接在壳体外侧的附着结构，在采用导热油加热的情况下，夹套的设计压力可为常压，夹套的设计温度除了要符合碳－石墨材料浸渍工艺的要求，还应包含传热温差产生的温度附加值。夹套上部应设置温度传感器接口，导热油油位标（用于油位检查），导热油加入口，排气口等。夹套下部最底位置处设置导热油排净口。 

夹套的加热是由***夹套中的数支管状加热电极通电实现的，是油－电加热方式。在夹套下部沿四周均匀分布数支管状加热电极，管状加热电极沿壳体长度方向从下部***夹套内。加入的导热油必需淹没管状加热电极的顶部，温度传感器的安装位置应错过管状加热电极的所在位置。 

固化罐的所有接口均采用法兰或螺纹连接。 

承载台设置在壳体的底部位置，承载台一般为环状，外径与吊框的外径相当，内径应大于气流循环通道的直径，与壳体底部的最小间距应不小于50mm，以数个支承块（条）与壳体下封头焊牢，支承块（条）的数量视承载台的承重要求而定，一般不少于3个。 

吊框用于盛装待固化的产品，为了便于装卸产品，吊框高度不宜过高，固化罐内可同时放置两个或更多个吊框，每个吊框都设置吊耳便于起吊，吊框在固化罐内放置于承载台上。 

吊框为带内孔的圆柱状容器，可用穿孔板焊制，也可用型钢焊制。该容器的外径应小于固化罐内径，所带内孔应不小于150mm，最好大于等于200mm。 

支腿可根据压力容器设计规范设置。 

固化罐外部应有保温层，防止热量的过度损失。 

附图说明：图1是碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐的正面剖视图；图2是吊框的正面剖视图。 

附图中1表示安全阀接口，2表示温度传感器接口，3表示盖，4表示加压气体进口，5表示导热油进口或排气口，6表示夹套，7表示管状加热电极，8表示导热油排净口，9表示固化罐排净口，10表示支腿，11表示承载台，12表示壳体，13表示温度传感器接口，14表示固化罐排空口，15表示压力计接口，16表示吊框，17表示吊框的内孔。 

具体实施方法

按GB 150及《压力容器监察规程》设计制造了一个固化罐，并用这一固化罐进行固化作业。

实施例1， 按以上所述，设计制造了一个内径1200mm的固化罐，罐体设计压力2.5MPa，罐体设计温度250℃，夹套设计压力0.2MPa，夹套设计温度320℃。夹套内注入315号导热油，夹套的下部***6支管状加热电极，3相，共10千瓦，是油－电加热方式。罐体外包60mm保温棉，电加热的控制方式为PID，为了防止导热油的过热，设置夹套内导热油的实际油温不超过300℃。固化罐内装两个吊框，吊框重叠放置在承载台上，每个吊框高500mm，中心处有直径200mm的孔，为加热时提供对流气流的流动通道。 

 在同一块碳制品上，同一方向上取18块样件，试样尺寸为10×10×50mm，在同一罐内浸了呋喃树脂后待固化。本例的固化罐内共装两个吊框，吊框内均装满待固化产品，任取9件上述的试样（另9件试样待用）放入本例中的固化罐吊框的不同位置。 

试样在吊框中的位置：面上（距上表面100mm处）三块，中间（下层吊框表面）三块，最下面三块；在同一面上的三块试样安放位置是紧靠吊框外侧表面一块，紧靠吊框内侧表面一块，在两者之间一块。 

 固化后分别测定试样的抗弯强度，数值见附表，而后计算标准差。 

实施例2，本例是一个比较例。本例中的固化罐内径500mm，罐壁外侧电炉丝加热，内装高约1000mm的吊框，装入另9件待用试样。 

 试样在吊框中的位置：面上（距上表面100mm处）三块，中间三块，最下面三块；在同一面上的三块试样安放位置是紧靠吊框外侧表面一块，吊框中心位置一块，在两者之间一块。 

采用与实施例1相同的固化条件，固化后分另别测定试样的抗弯强度，数值见附表，而后计算标准差。 

 附表，试样的抗弯强度及标准差 

Claims (7)

1.一种碳－石墨材料树脂浸渍用固化罐的结构，其特征是所述的固化罐的结构包括壳体、盖、导热油加热夹套、支腿、环状承载台及带内孔的圆柱状吊框等，环状承载台以数个支承块与壳体下封头焊接，吊框在固化罐内放置于承载台上。

2.按照权利要求1所述的结构，其特征是壳体与盖以快开法兰或固定法兰相连接。

3.按照权利要求1所述的结构，其特征是壳体或盖上有加压气体的进口、温度传感器接口、压力表或压力传感器接口、放空口、排污口及安全阀接口。

4.按照权利要求1所述的结构，其特征是夹套焊接在壳体的侧壁的外侧，夹套上应设置温度传感器接口、导热油油位标、导热油加入口、排气口等，夹套下部最底位置处设置导热油排净口。

5.按照权利要求1或4所述的结构，其特征是夹套用导热油加热，沿夹套四周内壁安装数支管状加热电极。

6.按照权利要求1所述的结构，其特征是上述的固化罐壳体的底部有承载台，上述承载台一般为环状，内径应大于150mm，该承载台下底面与壳体底部的最小间距应不小50mm，以数个支承块与壳体下封头焊接。

7.按照权利要求1所述的结构，其特征是吊框是带内孔的圆柱状容器，用穿孔板或型钢焊制，上述吊框的外径应小于固化罐内径，内孔直径应不小于150mm，每个吊框都有吊耳。

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