自动化石墨线的生产设备及生产工艺的制作方法

本发明涉及石墨加工技术领域，更具体的说，它涉及一种自动化石墨线的生产设备及生产工艺。

背景技术：

目前，我国在电力、通讯等领域，所使用的防雷接地线有多钟，如镀铜或镀锌钢铁金属，由于镀层厚度有限，防雷接地线在盐碱环境尤其是氯离子含量较多额土壤中容易腐蚀生锈；导电橡胶类制品导电性能差，不耐高温，使用寿命短。

授权公告号为cn20814235u的中国实用新型专利公开另一种石墨接地带，包括带状结构的石墨编织带；设置在所述石墨编织带内的若干石墨线；若干所述石墨线缠绕形成螺旋状；若干所述石墨线呈扁形结构；若干所述石墨线与所述石墨编织带之间设置有填充层；所述填充层由若干填充线组成，若干所述填充线设置在所述若干石墨线外围；所述填充线采用聚乙烯制得。该发明能够在盐碱等土壤条件件耐腐蚀，延长使用寿命。但存在以下不足：带状结构的石墨接地带生产时内部的石墨线传统采用人工铺设，效率低下的同时产品质量合格率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供自动化石墨线的生产设备，能够高效地生产处质量合格率高的石墨线。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种自动化石墨线的生产设备，包括石墨蠕虫制备装置和依次设置的机架上的延压机构、涂胶布线机构、烘干箱、延压机构、收卷机构和线条分切机构；所述石墨蠕虫制备装置包括膨化炉；所述涂胶布线机构包括固设于机架上的玻璃纤维上料架和胶槽以及转动连接于机架并互相抵压的上胶辊和涂胶辊。

通过采用上述技术方案，石墨粉料在膨化炉中高温膨化形成石墨蠕虫，石墨蠕虫经过延压机构形成石墨带。玻璃纤维上料架上放置玻璃纤维丝，上胶辊转动将胶槽内的胶液涂敷在表面，涂胶辊与上胶辊抵压转动时将胶液均匀转移到涂胶辊上，玻璃纤维丝经过涂胶辊后表面粘附有胶液，带有胶液的玻璃纤维丝铺设在石墨带上，然后二者经过烘干箱后粘接固定在一起。再把石墨蠕虫铺设在石墨带并覆盖玻璃纤维丝，石墨蠕虫与石墨带经过延压机构后固定在一起形成石墨复合带，收卷机构将石墨复合带收卷。成卷的石墨复合带转移到线条分切机构，线条分切机构将石墨复合带分割为单根石墨线。

本发明进一步设置为：所述膨化炉连接有出料管；所述石墨蠕虫制备装置还包括通过管道与出料管连通并依次设置的旋风下料器、引风机和旋风回收器，旋风下料器的底部设有下料口，旋风下料器的顶部分别设有进风口和出风口，旋风下料器的进风口与出料管通过管道连通，旋风下料器的出风口与引风机连通；旋风回收器的底部设有下料口，旋风回收器的顶部设有进风口和出风口，旋风回收器的下料口与出料管连通，旋风回收器的进风口与引风机通过管道连通。

通过采用上述技术方案，引风机工作在旋风下料器处形成负压，石墨蠕虫在风力作用下经过出料管沿着管道进入到旋风下料器，含有石墨蠕虫的气体在旋风下料器内形成螺旋涡流，气体内的石墨蠕虫聚集并在重力作用下从下料口落出。

部分含尘气体在引风机的作用下进入到旋风回收器，含尘气体中含有的少量石墨蠕虫从下料口落到出料管中，进行回收处理，减少石墨蠕虫浪费。由于整个设备为封闭式循环，避免石墨蠕虫飘散到工作区域，保持环境清洁。

本发明进一步设置为：所述旋风回收器的出风口连接有尾气处理机构，所述尾气处理机构包括脉冲布袋除尘器。

通过采用上述技术方案，从旋风回收器的出风口吹出的气体中含有少量粉尘，脉冲布袋除尘器能够将气体中的粉尘去除，使得排放到空气中的气体清洁，避免空气污染。

本发明进一步设置为：所述尾气处理机构还包括与脉冲布袋除尘器连接的烟气脱硫塔。

通过采用上述技术方案，石墨蠕虫生产过程中，由于膨化炉内温度较高，部分杂质在膨化炉中形成二氧化硫等有害气体，除尘后的气体经过烟气脱硫塔后能够净化二氧化硫气体，进一步提高气体清洁度。

本发明进一步设置为：所述出料管底部设有多个集渣斗。

通过采用上述技术方案，石墨中的杂质密度一般比石墨蠕虫大，在石墨蠕虫随风流动过程中，杂质沉积在集渣斗中，提高输出的石墨蠕虫纯净度，提高最终产品的质量。

本发明进一步设置为：所述旋风下料器的下料口连接有布料管，布料管设有第一布料口和第二布料口；第一布料口位于靠近石墨蠕虫制备装置一端的延压机构前端，第二布料口位于烘干箱的出口处。

通过采用上述技术方案，生产出的石墨蠕虫经过布料管后自动分成两部分，一部分用于制作下层石墨带，另一部分用于制作上层石墨带，避免额外设置送料装置，提高生产效率。

本发明进一步设置为：所述旋风下料器的下料口与布料管之间设有耐高温输送带。

通过采用上述技术方案，从旋风下料器排出的高温石墨蠕虫能够经过耐高温输送带运送到布料管处，使得布料管不必设置在旋风下料器的下料口的正下方，便于设备根据场地空间布置安装。

本发明进一步设置为：所述线条分切机构包括垂直于石墨线传输方向并水平设置的转轴、沿转轴轴向固定的多个切刀盘以及驱动转轴转动的电机。

通过采用上述技术方案，电机工作带动转轴转动，固定在转轴上的切刀盘转动并把石墨复合带切割分成单根石墨线。

本发明进一步设置为：所述旋风下料器的进风口与出料管之间的管道高度为4-8米。

通过采用上述技术方案，由于石墨蠕虫中含有二氧化硅等密度较大的杂质，石墨蠕虫随风沿着管道上升时，密度较大的二氧化硅等杂质上升高度有限并在重力作用下回落到出料管，提高输出的石墨蠕虫的纯净度。

针对现有技术存在的不足，本发明的另一个目的在于提供一种石墨线的生产工艺，能够高效地生产处质量合格率高的石墨线。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种石墨线的生产工艺，包括以下步骤：

（1）膨化：将石墨粉料在900℃-950℃加热膨化30min-60min形成石墨蠕虫；

（2）下层石墨带成型：将石墨蠕虫经过一级延压和二级延压后形成所需厚度的单层石墨带；

（3）加胶布线：将多根玻璃纤维丝沿石墨带长度方向均匀铺设，玻璃纤维丝表面涂敷粘胶；

（4）烘干：将涂胶的玻璃纤维丝与单层石墨带在90℃-110℃烘干；

（5）上层石墨带成型：将石墨蠕虫铺设覆盖玻璃纤维丝上，然后经过一次延压和二次延压后形成上层石墨带，上层石墨带与下层石墨带以及玻璃纤维丝固定在一起形成石墨复合带；

（6）石墨线成型：将石墨复合带收卷后进行分条切割，使得石墨带形成多根石墨线，单根石墨线经过绕线工序收取。

通过采用上述技术方案，能够高效地生产高质量的石墨线，用于编织制作盘根、石墨绳或接地缆。

综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：

1.石墨蠕虫从膨化炉输出后经过旋风回收器部分回流，减少了石墨蠕虫的浪费，并且减轻了脉冲布袋除尘器的除尘压力，提高生产效率；

2.石墨蠕虫从出料管进入到旋风下料器的管道设置较高，具有阻挡高密度杂质的作用，提高石墨蠕虫的纯净度，增加后续成品重量；

3.石墨蠕虫经过布料管自动分成两部分布料，每次布料经过两次延压，提高单层石墨带的强度；

4.玻璃纤维丝的端部与石墨带固定后在牵引力作用下自动布线，自动化程度高，提高生产效率。

附图说明

图1为石墨蠕虫制备示意图；

图2为石墨线生产工序的整体结构示意图；

图3为显示涂胶布线机构结构在图2中a-a向的剖视图；

图4为石墨线生产工艺流程图。

附图标记：1、上料机构；11、螺旋送料机；12、搅拌机；13、给料仓；2、膨化炉；21、燃烧器；22、出料管；221、集渣斗；222、插板；3、出料机构；31、旋风下料器；32、引风机；33、旋风回收器；34、耐高温输送带；4、尾气处理机构；41、脉冲布袋除尘器；42、烟气脱硫塔；421、排气管；5、布料管；51、第一布料口；52、第二布料口；6、延压机构；61、一级压辊；62、二级压辊；7、涂胶布线机构；71、玻璃纤维上料架；711、纤维丝；72、胶槽；73、上胶辊；74、涂胶辊；8、烘干箱；9、收卷机构；10、线条分切机构；101、上料架；102、切割组件；103、绕线架。

具体实施方式

一种自动化石墨线的生产设备，如图1所示，包括在石墨蠕虫制备装置出料口依次设置的延压机构6、涂胶布线机构7、烘干箱8、延压机构6、收卷机构9和线条分切机构10；石墨蠕虫制备装置包括依次连接的上料机构1、膨化炉2、出料机构3和尾气处理机构4，出料机构3的出料口连接有布料管5，布料管5设有第一布料口51和第二布料口52，第一布料口51位于第一个延压机构6前序，第二布料口52位于烘干箱8和第二个延压机构6之间。

原料经上料机构1进入混合后进入到膨化炉2进行膨化，膨化后的石墨随气流经过出料机构3排出到布料管5，尾气经过尾气处理机构4处理后排出。布料管5落下的石墨蠕虫一部分经第一布料口51落下，这部分石墨经过延压机构6延压两次形成石墨带材，然后涂胶布线机构7在石墨带材上铺设涂有粘胶的玻璃纤维丝，玻璃纤维丝和石墨带材经过烘干箱8后粘接固定；从布料管5落下的另一部分石墨蠕虫经过第二布料口52落在烘干箱8的出料口，然后石墨蠕虫与石墨带材经过延压机构6两次延压后形成夹心式石墨复合带，石墨复合带经收卷机构9收卷，收卷后的石墨复合带经过线条分切机构10形成单根石墨线条并绕线形成单个的石墨线卷。

参考图1，上料机构1包括螺旋送料机11、设置在螺旋送料机11出料口处的搅拌机12以及位于搅拌机12出料口处的给料仓13。原料经过螺旋送料机11送入到搅拌机12内进行混料，搅拌均匀，提高后续产品质量。

给料仓13中的混合原料经过风机吹送到膨化炉2中，膨化炉2的燃烧器21燃烧产生900℃-1000℃的高温热风，此处温度设定在930℃，混合原料在膨化炉2内进行膨化形成石墨蠕虫。石墨蠕虫从出料管22排出。

参考图1，出料机构3包括旋风下料器31、引风机32和旋风回收器33，旋风下料器31的底部设有下料口，旋风下料器31的顶部分别设有进风口和出风口，旋风下料器31的进风口与出料管22通过管道连通，旋风下料器31的出风口与引风机32连通；引风机32可以为变频式引风机，引风机32与外部中央控制器电连接；旋风回收器33的底部设有下料口，旋风回收器33的顶部设有进风口和出风口，旋风回收器33的下料口连接于出料管22的中部上方，旋风回收器33的进风口与引风机32通过管道连通，旋风回收器33的出风口与尾气处理机构4连通。旋风下料器31的出料口下方设有耐高温输送带34。

引风机32工作在旋风下料器31处形成负压，石墨蠕虫在风力作用下经过出料管22沿着管道进入到旋风下料器31，含有石墨蠕虫的气体在旋风下料器31内形成螺旋涡流，气体内的石墨蠕虫聚集并在重力作用下从下料口落在耐高温输送带34上，高温石墨蠕虫落下后经过耐高温输送带34输送到所需位置。

旋风下料器31与出料管22之间的管道高度可以设计成不低于4米，如4-8米。由于石墨蠕虫中含有二氧化硅等密度较大的杂质，石墨蠕虫随风沿着管道上升时，密度较大的二氧化硅等杂质上升高度有限并在重力作用下回落到出料管22，提高输出的石墨蠕虫的纯净度。在出料管22底部延其长度方向设有多个集渣斗221，其中一个集渣斗221位于风管竖直部的整下方，集渣斗221的底部可打开，以便定期清理杂质。在出料管22远离膨化炉2的一端插接有可打开的插板222，以便石墨蠕虫在风管处出现堵塞时可以进行清理维护。

部分含尘气体在引风机32的作用下进入到旋风回收器33，含尘气体中含有的少量石墨蠕虫从下料口落到出料管22中，进行回收处理，减少石墨蠕虫浪费。由于整个设备为封闭式循环，避免石墨蠕虫飘散到工作区域，保持环境清洁。

参考图1，尾气处理机构4包括脉冲布袋除尘器41和烟气脱硫塔42，脉冲布袋除尘器41的进风口与旋风回收器33的出风口连通，烟气脱硫塔42上设有排气管421，干净的气体从排气管421排出，减少对空气污染。

参考图2和图3，延压机构6包括互相压合的一对一级压辊61和一对二级压辊62，一级压辊61和二级压辊62分别通过电机驱动。松散的石墨蠕虫经过一级压辊61的初次延压形成扁带状，然后经过二级压辊62的二次延压形成带状。

涂胶布线机构7包括玻璃纤维上料架71、胶槽72、上胶辊73和涂胶辊74，玻璃纤维上料架71上套设有纤维丝711，胶槽72固定在机架上，上胶辊73与涂胶辊74的两端分别转动支撑于机架上，上胶辊73的一端连接有电机，上胶辊73与涂胶辊74抵压并转动连接。纤维丝711有多股并贴合涂胶辊74传输，纤维丝711的末端抵接在石墨带上。上胶辊73转动时将胶槽72内的胶液粘附在表面，涂胶辊74与上胶辊73抵接时，胶液均匀转移在涂胶辊74表面，纤维丝711经过涂胶辊74后，胶液均匀涂敷在纤维丝711表面。

烘干箱8可以采用烘干输送线，烘干箱8内烘干温度可以为90℃-110℃，涂胶的纤维丝711与石墨带粘接固定在一起。同时烘干箱8将纤维丝711上携带的水分蒸发，保证了生产处的石墨线的产品质量。

参考图3，第二布料口52落下的石墨蠕虫铺设在石墨带上方并将纤维丝711覆盖，新铺设的石墨蠕虫与石墨带再次分别经过另一组一级压辊61和二级压辊62后形成夹心式石墨带材，纤维丝711位于石墨带材中的内部。成型的石墨带材经过收卷机构9收卷，收卷机构9可以是bsjy-050型收卷机。

参考图2和图3，线条分切机构10包括上料架101、切割组件102和绕线架103，上料架101可以采用祥翔mt型放料架，切割组件102包括垂直于石墨带传输方向水平设置的转轴、固接于转轴上的多个切刀盘和驱动转轴转动的电机，多个切刀盘沿转轴轴向均布，相邻两个切刀盘之间的间距可以为1-2cm，两个切刀盘之间的石墨带中包含至少一根纤维丝711。电机工作带动转轴转动，固定在转轴上的切刀盘高速转动并将石墨带切割成线条。绕线架103可以采用祥翔mt型收料架，将不同的石墨线条进行绕线收取。

参考图4，利用该自动化石墨线的生产设备进行石墨线生产的工艺如下：

（1）膨化：将石墨原料在900℃-950℃下膨化30min-60min形成石墨蠕虫；

（2）下层石墨带成型：将石墨蠕虫经过一次布料平铺均匀厚度，然后石墨蠕虫依次经过一级延压和二级延压后形成所需厚度的单层石墨带；

（3）加胶布线：将多根玻璃纤维丝沿石墨带长度方向均匀铺设，相邻两根玻璃纤维丝的间距相同，玻璃纤维丝表面涂敷粘胶；

（4）烘干：将涂胶的玻璃纤维丝与单层石墨带在90℃-110℃烘干；

（5）上层石墨带成型：将石墨蠕虫经过二次布料平铺在下层石墨带上并将玻璃纤维丝覆盖，然后经过一次延压和二次延压后形成上层石墨带，上层石墨带与下层石墨带固定在一起形成石墨复合带，玻璃纤维丝位于石墨复合带中部；

（6）石墨线成型：将石墨复合带收卷后进行分条切割，使得石墨带形成多根石墨线，单根石墨线经过绕线工序收取。

石墨线可以编织制作成盘根、石墨绳或者接地缆，用途广泛。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。