过滤材料的生产设备的制作方法

文档序号:11067688
过滤材料的生产设备的制造方法与工艺

本发明涉及一种过滤材料的制造技术,具体涉及过滤材料的生产设备。



背景技术:

本发明的申请人在申请号为2014106090389的中国专利申请文件中提供了一种全新的过滤材料,即柔性多孔金属箔。后经不断改进,该柔性多孔金属箔在过滤效率、恶劣条件下的适应性以及使用寿命等方面均达到了较高的技术水平,市场前景乐观,已准备进入批量化生产。一种可采用的生产工艺大致上为:用不锈钢网作为支撑材料,并将Ni粉、Cu粉、分散剂以及粘结剂配置成过滤材料原料浆体,然后把过滤材料原料浆体涂覆在支撑材料上并烘干制成坯体,最后对坯体进行烧结形成由Ni-Cu多孔合金与不锈钢网紧密附着在一起的柔性多孔金属箔。然而,在本发明提出前,尚无一种对上述坯体进行流水线式生产的设备。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是即提供上述坯体及采用类似工艺原理所生产产品(统称过滤材料)的生产设备,提高工作效率。

本发明的第一种过滤材料的生产设备,包括:用于输送带状支撑材料的带材夹送装置;用于在带状支撑材料的输送过程中使带状支撑材料从过滤材料原料浆体中经过的浸料装置;以及用于在带状支撑材料的输送过程中对通过浸料而附着在带状支撑材料表面的过滤材料原料浆体形成的涂层的厚度进行控制的涂层厚度控制装置。所述涂层厚度控制装置位于浸料装置出口上方并具有在带状支撑材料由下往上的输送过程中对附着在带状支撑材料两侧面的过滤材料原料浆体进行刮抹的刮浆装置。所述刮浆装置包括由下至上依次设置的带材定位结构和刮浆结构;所述带材定位结构包括相对设置在浸料后的带状支撑材料两侧的定位刀,所述刮浆结构包括相对设置在浸料后的带状支撑材料两侧的刮刀。该过滤材料的生产设备实现了一种流水线式的生产形态,工作效率高且涂层质量利于控制。

试验发现,由上述设备所生产出的产品的涂层表面存在着较为明显的凹凸不平的纹路,这些表面缺陷容易导致最终使用的过滤材料寿命降低。对此,发明人通过仔细研究发现,上述缺陷产生的主要原因在于:由于涂层的厚度一般以控制在0.1毫米以上为宜(优选为0.2至1.2毫米),而这样的涂层厚度必然要求刮刀的刀尖与带状支撑材料上对应的表面之间的距离在0.1毫米以上(优选为0.2至1.2毫米),使得相对设置的刮刀之间的间隙较大,进一步导致浸料后的带状支撑材料在通过定位刀后就在涂层表面形成凹凸不平的纹路,即使通过刮刀后这些纹路依旧明显。针对这样的现象,可在上述过滤材料的生产设备的基础上在涂层厚度控制装置中增加一个设置在所述带材定位结构与刮浆结构之间用于在带状支撑材料的输送过程中对浸料后的带状支撑材料的两侧面进行二次上浆的上浆装置,从而减少甚至消除浸料后的带状支撑材料在通过定位刀后在涂层表面形成的纹路,以提高产品质量。另外,将上浆装置的安装位置设置在带材定位结构与刮浆结构之间,还能够较好的保证带状支撑材料两侧面上涂层厚度的一致性,另外也使涂层厚度控制装置的内部结构更为紧凑,有利于后续设备的安排布置。

本发明的第二种过滤材料的生产设备,包括:用于输送带状支撑材料的带材夹送装置、用于在带状支撑材料的输送过程中使带状支撑材料从过滤材料原料浆体中经过的浸料装置以及用于在带状支撑材料的输送过程中对通过浸料而附着在带状支撑材料表面的过滤材料原料浆体形成的涂层的厚度进行控制的涂层厚度控制装置;所述涂层厚度控制装置位于浸料装置出口上方并具有在带状支撑材料由下往上的输送过程中对附着在带状支撑材料两侧面的过滤材料原料浆体进行刮抹的刮浆装置,所述刮浆装置包括由下至上依次设置的带材定位结构和刮浆结构,所述带材定位结构包括相对设置在浸料后的带状支撑材料两侧的定位刀,所述刮浆结构包括相对设置在浸料后的带状支撑材料两侧的刮刀以及位于刮刀横向端和/或位于刮刀上方与刮刀靠近处的带材夹持导向机构。该过滤材料的生产设备同样实现了一种流水线式的生产形态,工作效率高且涂层质量利于控制。并且,由于在位于刮刀横向端和/或位于刮刀上方与刮刀靠近处设置了带材夹持导向机构,能够有效约束浸料后的带状支撑材料在相对设置的刮刀所形成的狭缝中的自由度,有助于减少和消除浸料后的带状支撑材料在通过刮刀后涂层表面的纹路,并且更好的保证带状支撑材料两侧面上涂层厚度的一致性。

本发明的第三种过滤材料的生产设备,包括:用于输送带状支撑材料的带材夹送装置、用于在带状支撑材料的输送过程中使带状支撑材料从过滤材料原料浆体中经过的浸料装置以及用于在带状支撑材料的输送过程中对通过浸料而附着在带状支撑材料表面的过滤材料原料浆体形成的涂层的厚度进行控制的涂层厚度控制装置;所述涂层厚度控制装置位于浸料装置出口上方并具有在带状支撑材料由下往上的输送过程中对附着在带状支撑材料两侧面的过滤材料原料浆体进行刮抹的刮浆装置,所述刮浆装置包括由下至上依次设置的带材定位结构和刮浆结构;所述带材定位结构包括相对设置在浸料后的带状支撑材料两侧的定位刀;所述刮浆结构包括至少两组刮刀,每组刮刀相对设置在浸料后的带状支撑材料的两侧;在最上端的一组刮刀的横向端和/或其上方处设有带材夹持导向机构。由于设置了多组刮刀,有助于减少和消除浸料后的带状支撑材料在通过刮刀后涂层表面的纹路,并且更好的保证带状支撑材料两侧面上涂层厚度的一致性。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明过滤材料的生产设备的结构示意图。

图2为本发明过滤材料的生产设备中涂层厚度控制装置的第一种结构示意图。

图3为本发明过滤材料的生产设备中涂层厚度控制装置的第二种结构示意图。

图4为本发明过滤材料的生产设备中带材夹持导向机构的一种结构示意图。

图5为本发明过滤材料的生产设备中限位辊的一种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的过滤材料的生产设备,包括:用于输送带状支撑材料110的带材夹送装置210;用于在带状支撑材料110的输送过程中使带状支撑材料110从过滤材料原料浆体中经过的浸料装置220;以及用于在带状支撑材料110的输送过程中对通过浸料而附着在带状支撑材料110表面的过滤材料原料浆体形成的涂层的厚度进行控制的涂层厚度控制装置230。上述设备在运行时,带状支撑材料110首先在带材夹送装置210的导向和驱动下沿着带材夹送装置210的输送线路运动,在这个过程中,带状支撑材料110先经过浸料装置220,浸料装置220中储存有过滤材料原料浆体,带状支撑材料110经过过滤材料原料浆体的过程即为浸料过程,通过浸料使得过滤材料原料浆体附着于带状支撑材料110上,从而在带状支撑材料110的表面形成涂层。浸料后的带状支撑材料110再进入涂层厚度控制装置230,涂层厚度控制装置230的作用是对涂层的厚度进行控制从而使涂层的厚度在尽可能均匀一致的条件下满足设计要求的厚度,同时涂层的表面也应尽可能的达到设计要求的粗糙度,因此,涂层厚度控制装置230可以采用现有的机械刮浆装置或气刀等。浸料后的带状支撑材料110在经过涂层厚度控制装置230后,可在运行到带材夹送装置210的终点后由人工转移至特定地点进行干燥。

实施例1

如图1,所述带材夹送装置210是一种用于输送带状金属网111的带材夹送装置;该带材夹送装置210的起点设有供应带状金属网111的金属网卷开卷机构211,带材夹送装置210的终点设有形成涂层的带状金属网111的收卷机构212。在带材夹送装置210的输送线路上依次设有若干对夹送辊以及沿该输送线路依次排列的浸料装置220、涂层厚度控制装置230和带材烘干装置250,其中,带材烘干装置250位于收卷机构212之前。该设备在运行时,从开卷机构211输出的带状金属网111在带材夹送装置210的导向和驱动下沿着带材夹送装置210的输送线路运动,在这个过程中,带状金属网111先后经过浸料装置220、涂层厚度控制装置230和带材烘干装置250,最后,已经完成干燥处理的带状金属网111再通过收卷机构212制成卷状,以便转移到后续处理工序。由于带状支撑材料110为带状金属网111,因此最后生产出的过滤材料成品具有强度高且过滤通量大的优点。

如图2所示,涂层厚度控制装置230位于浸料装置220出口上方并具有在带状支撑材料110由下往上的输送过程中对附着在带状支撑材料110两侧面的过滤材料原料浆体进行刮抹的刮浆装置。其中,所述刮浆装置包括由下至上依次设置的带材定位结构和刮浆结构;所述带材定位结构包括相对设置在浸料后的带状支撑材料110两侧的定位刀231,所述刮浆结构包括相对设置在浸料后的带状支撑材料110两侧的刮刀232。上述这种结构的涂层厚度控制装置230可实现机械刮浆,刮浆时过滤材料原料浆体能被挤压进带状金属网111的孔隙中,刮浆后过滤材料原料浆体也能够在带状金属网111的表面大致上均匀分布。为了减小定位刀231对涂层的影响,所述定位刀231还设置成一个梳状的前部232a,相对设置的定位刀231的前部232a之间形成供浸料后的带状支撑材料110通过的窄隙,这样,通过梳状的前部232a可以减小定位刀231与带状支撑材料110表面涂层的接触面积,从而减小定位刀231对涂层表面质量的不利影响。但是,实施例1的设备所生产出的产品的涂层表面还存在着较为明显的凹凸不平的纹路,这些表面缺陷容易导致最终使用的过滤材料寿命降低。上述缺陷产生的主要原因在于:相对设置的刮刀232之间的间隙较大,导致浸料后的带状支撑材料110在通过定位刀231后就在涂层表面形成凹凸不平的纹路,即使通过刮刀232后这些纹路依旧明显。

对于本实施而言,带状支撑材料110具体采用了304不锈钢网,且厚度设定为0.5~1毫米,网孔大小设定为60~400目;过滤材料原料浆体则是将粒径为3~5μm的Ni粉与粒径为-400目的Cu粉按Cu的重量百分比为20~40%配置成混合粉,然后以乙醇为分散剂、PVB为粘结剂按每100毫升乙醇中加入2~5克PVB、50~100克混合粉的比例配置成而成,带状金属网111先后经过浸料装置220和涂层厚度控制装置230后,形成的涂层厚度为0.5毫米,然后再经过带材烘干装置250,完成干燥处理的带状金属网111再通过收卷机构212制成卷状坯体,此后将卷状坯体转移到专门的烧结生产线,开卷后进行烧结,烧结第一阶段从室温升至120~250℃并保温120~180分钟,第二阶段升温至500~600℃并保温60~240分钟,第三阶段升温至900~1090℃并保温90~240分钟,烧结后冷却制得最终的过滤材料成品。

实施例2

如图1和3,在实施例1的过滤材料生产设备的基础上,所述刮浆结构包括由下至上设置的第一组刮刀232a和第二组刮刀232b,每组刮刀相对设置在浸料后的带状支撑材料110的两侧,所述第二组刮刀232b的间距<所述第一组刮刀232a的间距,且两组刮刀的间距之差为30μm。由于第二组刮刀232b的间距更小,因此可以减少第一组刮刀232a在涂层表面形成的凹凸不平的纹路,更精确地控制带支撑材料110两侧的涂层的厚度。

实施例3

如图1和4,实施例3在实施例1或2的过滤材料生产设备的基础上,所述刮浆结构包括由下至上设置的第一组刮刀232a和第二组刮刀232b,每组刮刀相对设置在浸料后的带状支撑材料110的两侧。所述第一组刮刀232a的刀口为平刀口,平刀口与带状支撑材料110表面的过滤材料原料浆体的接触面积大,通过纵向流延及横向作用力将过滤材料原料浆体挤压进入带状支撑材料110的空隙内部,挤压力更强,更加有利于充分填充,特别适用于粘度较大的过滤材料原料浆体;所述第二组刮刀232b的刀口为斜刀口,斜刀口与带状支撑材料110表面的过滤材料原料浆体的接触面积较小,有利于涂层的平整修复。

实施例4

如图1和4,实施例4在实施例2或3的过滤材料生产设备的基础上,在所述带材定位结构与第一组刮刀232a之间增设了一个用于在带状支撑材料110的输送过程中对浸料后的带状支撑材料110的两侧面进行二次上浆的上浆装置。该上浆装置具体包括相对设置在浸料后的带状支撑材料110两侧的涂布辊233以及用于使相对设置的涂布辊233选择性的与旋转驱动装置分离或连接的离合器。通过设置上浆装置,可减少甚至消除浸料后的带状支撑材料在通过定位刀后在涂层表面形成的纹路,以提高产品质量。由于上浆装置具有使相对设置的涂布辊233选择性的与旋转驱动装置分离或连接的离合器,因此,涂布辊233既可以作为主动式涂布辊(当与旋转驱动装置连接时)也可作为被动式涂布辊(当与旋转驱动装置分离时)。试验表明,当过滤材料原料浆体的粘度较大时,若采用被动式涂布辊进行二次上浆,过滤材料原料浆体在涂层表面的二次上浆的均匀性更好;而当过滤材料原料浆体的粘度较小时,采用主动式涂布辊进行二次上浆,过滤材料原料浆体在涂层表面的二次上浆的均匀性更好。

实施例5

如图1,实施例5在实施例2-4的过滤材料生产设备的基础上,增设了一个用于在带状支撑材料110的输送过程中对经过涂层厚度控制装置230后的带状支撑材料110上的涂层进一步喷涂过滤材料原料浆体的喷涂装置240。通过设置喷涂装置240,可减少甚至消除浸料后的带状支撑材料在通过涂层厚度控制装置230后在涂层表面存在的缺陷,以提高产品质量。

实施例6

如图1,实施例6在实施例2-5的过滤材料生产设备的基础上,在收卷机构212与带材烘干装置250之间设置了一对轧辊260,这样当坯体通过此对轧辊260时可对坯体进行进一步的轧制,改善坯体的表面光洁度并增加坯体表面粉末颗粒的堆积密度,一来可以提高过滤材料产品的机械性能,二来也可提高过滤材料产品的过滤精度。

实施例7

如图1和4,实施例7在实施例2-5的过滤材料生产设备的基础上,其刮浆结构还包括位于第二组刮刀232b上方与刮刀靠近处的带材夹持导向机构234,所述带材夹持导向机构234通过相对设置在浸料后的带状支撑材料110两侧的限位辊234a将带状支撑材料110保持在两组刮刀共同形成的狭缝的中心。其中,限位辊234a与浸料后的带状支撑材料110的接触部位的最低点(即切点)和第二组刮刀232b刀尖之间的垂直距离在200毫米以下。上述的带材夹持导向机构234能够有效约束浸料后的带状支撑材料110在狭缝中的自由度,有助于减少和消除浸料后的带状支撑材料在通过刮刀后涂层表面的纹路,并且更好的保证带状支撑材料两侧面上涂层厚度的一致性。

实施例8

如图4和5,实施例8在实施例7的过滤材料生产设备的基础上,将限位辊234a进一步下移,从而使限位辊234a的中心与第二组刮刀232b刀尖之间平行。这样,限位辊234a将移动到于第二组刮刀232b横向端。

实施例9

如图1和4,实施例9在实施例2-5的过滤材料生产设备的基础上,其刮浆结构还包括位于第二组刮刀232b横向端的带材夹持导向机构234,所述带材夹持导向机构234通过相对设置在浸料后的带状支撑材料110两侧的限位刀将带状支撑材料110保持在两组刮刀共同形成的狭缝的中心。其中,限位刀的结构可与刮刀完全一致。本实施例中,位于第二组刮刀232b横向端的带材夹持导向机构234由位于第二组刮刀232b前端的第一带材夹持导向机构和位于第二组刮刀232b后端的第二带材夹持导向机构组成。上述的第一带材夹持导向机构和第二带材夹持导向机构均通过相对设置在浸料后的带状支撑材料110两侧的限位刀将带状支撑材料110保持在由相对设置的刮刀232所形成的狭缝的中心。

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