一种卷材改性装置

技术领域

本发明涉及绿色节能建筑技术领域，尤其是涉及一种卷材改性装置。

背景技术

目前，隔热材料作为一种绿色节能材料在建筑中得到了越来越普遍的使用，以气凝胶毡为例，气凝胶毡是以二氧化硅气凝胶为主体原料，在普通玻璃纤维中参杂而成。此产品提高了普通玻璃纤维的400℃耐高温极限，隔热性能是传统材料的3到8倍，能耐700℃以上的高温且平整、抗机械性、易于加工的特性，其导热系数极低，是工业保温隔热应用领域的新型材料。

其中，气凝胶是一种孔洞率可高达80～99.8％的纳米多孔材料，其比表面积可达到200～1000m2/g，气凝胶的密度极低，是目前世界上最轻的固体，此外，气凝胶还具有低热导率，高孔隙率、高光透过性、低介电常数、低折射率等优点。

气凝胶毡则是通过将纤维毡浸渍气凝改性液获得的。在制备过程中，浸渍了凝胶的纤维毡在室温或加热条件下进行老化处理，后需要置于无水乙醇等溶剂中进行多次溶剂置换，除去纤维毡-凝胶复合体(或称湿凝胶毡)中多余的水分。

而现有的溶剂置换过程需要多个周期，工序繁琐，时间长，置换效率低下，由此也导致生产成本高居不下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷材改性装置，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种卷材改性装置，包括：溶剂池、轴体和超声波振动发生器；

所述溶剂池用于承装改性液；

隔热材料呈卷筒状缠绕在所述轴体上，卷筒全部浸没在溶剂池内的改性液中；

所述轴体中空设置，内部设置有空腔，轴体侧壁上设置连通所述空腔内外的通孔；

所述空腔内设置有所述超声波振动发生器，所述超声波振动发生器产生的超声波通过所述通孔输出并作用在改性液分子和卷筒内的液体分子上，用于加快改性液的置换速度。

本发明结构简单，超声波振动发生器所产生的超声波直接作用在改性液分子，以及通过改性液作用到卷筒内的液体分子上，大大提高了两种分子的活跃程度，由此置换速度大大提升。相对现有的溶剂置换技术，本申请的溶剂置换时间能够节省70～80％。

进一步地，所述超声波振动发生器包括超声波发射头(又称振子)；所述超声波发射头正对所述通孔布设。

进一步地，在所述轴体的轴向上、且在所述轴体的中心向两端的方向上，所述通孔的布设密度逐渐减小，超声波发射头的布设密度逐渐减小，超声波强度逐渐降低。

相对于发射头均匀分布，中间密度大，两边密度逐渐减小的分布方式置换效率最高，也是最为节能的一种置换方式。

进一步地，还包括溶剂还原系统，所述溶剂还原系统包括循环管路，以及设置在循环管路上的液体泵、储存罐和溶剂脱水装置；

所述循环管路连通所述溶剂池的出口和入口；

所述液体泵用于迫使改性液在溶剂池和溶剂还原系统之间循环流动；

所述溶剂脱水装置用于对自溶剂池内流出的改性液进行脱水处理；

所述储存罐用于存储和向溶剂池供给脱水处理后的所述改性液。

另外，所述溶剂脱水装置为现有技术；所述溶剂脱水装置的结构可以是金字塔型、螺旋形或多个长筒型；脱水剂包含分子筛、氯化钙或者五氧化二磷等。

进一步地，还包括加压工装；所述加压工装用于向所述卷筒施加径向压力，进而挤出卷筒内部气体和液体分子，由此加快卷筒的置换速度，提高隔热材料的置换效果。

进一步地，还包括用于驱动所述轴体和卷筒转动的旋转机构。

进一步地，所述加压工装包括抵压板，在所述卷筒的周向上，所述抵压板的一端与所述卷筒外圆间隔设置，抵压板的另一端逐渐靠近并抵压在卷筒上，进而用于逐渐向卷筒施加径向压力。

进一步地，所述旋转机构包括：电机和减速传动机构等。

进一步地，在垂直于所述卷筒中心轴线的横截面上，所述抵压板上用于靠近并抵压所述卷筒的工作面为曲率半径不断减小的曲面。

以单层厚度为0.05-10毫米的卷材原毡/原纸为例，卷筒的半径一般为1-100毫米，抵压板工作面的曲率半径为0.5mm-96mm。

进一步地，所述加压工装包括挤压单元，所述挤压单元包括：挤压板和挤压执行机构；挤压板在所述挤压执行机构的驱动下靠近或远离所述卷筒。

进一步地，所述挤压单元的数量为若干个，挤压板横截面为弧形并均匀地布设在所述卷筒的周向上。

其中，轴体的半径为卷筒半径的1/3～2/3；更为优选地，所述轴体空腔设置，轴体侧壁上设置连通所述空腔内外的通孔。

通过设置多个通孔，在挤压隔热材料卷材时，卷筒内的气体可以随着改性液沿径向流入通孔，从而加速了气体的排出。

进一步地，在所述轴体的周向上，所述通孔均匀布设。

进一步地，所述通孔的孔径为1-20mm。

进一步地，还包括泵体，所述泵体通过管路与所述轴体内部的空腔连接，泵体用于所述加压工装挤压所述卷筒时，将所述空腔内的改性液和气体吸出，并保持空腔处于负压状态。

泵体工作时将轴体空腔内的改性液和气体吸出，并使得空腔腔内的压力小于外部改性液的压力值，利用负压吸附的作用协助加压工装将卷材内的气体排出。从而大大提高了浸胶效率和效果。

进一步地，所述泵体为双向泵，所述加压工装挤压所述卷筒时，双向泵正转将所述空腔内的改性液和气体吸出，并保持空腔处于负压状态；所述超声波振动发生器工作时，双向泵反转用于向空腔内输入改性液，并保持空腔内改性液处于高压状态。

其中，优选地，工作时，空腔内的负压值为(-5千帕)-(-80千帕)。高压值为5千帕-120千帕。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种卷材改性装置，利用超声波振动发生器所产生的超声波直接作用在改性液分子，以及通过改性液作用到卷筒内的液体分子上，大大提高了两种分子的活跃程度，由此置换速度大大提升。相对现有的溶剂置换技术，本申请的溶剂置换时间能够节省70～80％。

以及，通过工装挤压卷筒，进而对卷筒产生一个径向的压力，卷筒转动和/或工装相对卷筒径向的移动，从而使得卷筒收到的压力值从大到小或者从有到无地循环变化，卷筒在外部压力和自身弹性力作用下做呼吸式的径向伸缩，即受压是卷筒径向被压缩，压力减小或消失后，卷筒在自身弹性力的作用径向伸出、恢复原始状态，隔热材料内的间隙大小循环变化，不断地排出气体，吸入改性液，从而大大提高了浸胶效率和效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的卷材改性装置的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大示图；

图3为本发明实施例2中的卷材改性装置的结构示意图；

图4为图3所示的浸胶设备的横截面剖视图；

图5为本发明实施例3中加压工装的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种卷材改性装置，包括：溶剂池10、轴体20和超声波振动发生器60；所述溶剂池10用于承装改性液；隔热材料呈卷筒状缠绕在所述轴体20上，卷筒1全部浸没在溶剂池10内的改性液中；所述轴体20中空设置，内部设置有空腔21，轴体20侧壁上设置连通所述空腔21内外的通孔22；所述空腔21内设置有所述超声波振动发生器60，所述超声波振动发生器60产生的超声波通过所述通孔22输出并作用在改性液分子和卷筒1内的液体分子上，用于加快改性液的置换速度。

本发明结构简单，超声波振动发生器60所产生的超声波直接作用在改性液分子，以及通过改性液作用到卷筒1内的液体分子上，大大提高了两种分子的活跃程度，由此置换速度大大提升。相对现有的溶剂置换技术，本申请的溶剂置换时间能够节省70～80％。

所述超声波振动发生器60包括超声波发射头61(又称振子)；超声波发射头61正对所述通孔22布设。

其中，在所述轴体20的轴向上可以是均匀布设。更为优选地，在所述轴体20的轴向上、且在所述轴体20的中心向两端的方向上，所述通孔22的布设密度逐渐减小，超声波发射头的布设密度逐渐减小，超声波强度逐渐降低。相对于发射头均匀分布，中间密度大，两边密度逐渐减小的分布方式置换效率最高，也是最为节能的一种置换方式。

本实施例还包括溶剂还原系统50，所述溶剂还原系统50包括循环管路51，以及设置在循环管路上的液体泵52、储存罐53和溶剂脱水装置54；所述循环管路51连通所述溶剂池10的出口和入口；液体泵52用于迫使改性液在溶剂池10和溶剂还原系统之间循环流动；所述溶剂脱水装置用于对自溶剂池10内流出的改性液进行脱水处理；所述储存罐用于存储和向溶剂池10供给脱水处理后的改性液。另外，所述溶剂脱水装置为现有技术；所述溶剂脱水装置的结构可以是金字塔型、螺旋形或多个长筒型；脱水剂包含分子筛、氯化钙或者五氧化二磷等。如图2所示，为了便于改性液进出空腔21，轴体20在卷筒的外侧设置有油口23。

本发明提供的一种卷材改性装置，利用超声波振动发生器60所产生的超声波直接作用在改性液分子，以及通过改性液作用到卷筒1内的液体分子上，大大提高了两种分子的活跃程度，由此置换速度大大提升。相对现有的溶剂置换技术，本申请的溶剂置换时间能够节省70～80％。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

如图3所示，本实施例还包括加压工装30，加压工装30用于向所述卷筒1施加径向压力，进而挤出隔热材料内部气体和液体分子。以及还包括用于驱动所述轴体20和卷筒1转动的旋转机构25。所述旋转机构包括：电机和减速传动机构等。

如图4所示，所述加压工装30包括抵压板31，在所述卷筒1的周向上，所述抵压板31的一端与所述卷筒1外圆间隔设置，抵压板31的另一端逐渐靠近并抵压在卷筒1上，进而用于逐渐向卷筒1施加径向压力。

在垂直于所述卷筒1中心轴线的横截面上，所述抵压板31上用于靠近并抵压所述卷筒1的工作面31a可以平面，或者曲率固定的弧形面。

优选地，工作面31a可以为曲率半径不断减小的曲面。以单层厚度为0.05-10毫米的卷材原毡/原纸为例，卷筒1的半径一般为1-100毫米，抵压板31工作面31a的曲率半径为0.5mm-96mm。

其中，轴体20的半径为卷筒1半径的1/3～2/3；优选地，所述轴体20中间设置空腔，轴体20侧壁上设置连通其空腔21内外的通孔22。通过设置多个通孔22，在挤压隔热材料卷材时，卷筒1内的气体可以随着改性液沿径向流入通孔22，从而加速了气体的排出。

在所述轴体20的周向上，所述通孔22优选地均匀布设。在所述轴体20的轴向上，所述通孔22均匀布设；或者，在所述轴体20的轴向上，且自轴体20中心向两端方向上，所述通孔22的布设密度逐渐减小。所述通孔22的孔径优选地为5-10mm。

在上述技术方案中，如图3所示，本实施例更为优选地还包括泵体40，所述泵体通过管路41与所述轴体20内部的空腔21腔体连接，工作时，泵体用于将所述空腔21腔体内的改性液和气体吸出后再输送回溶剂池10内，并保持空腔21腔体处于负压状态(为了便于保持正负压状态，此时轴体不再设置图1中所示的油口23)。

泵体40工作时将轴体20空腔21内的改性液和气体吸出，并使得空腔21腔内的压力小于外部改性液的压力值，利用负压吸附的作用协助加压工装30将卷材内的气体排出。从而大大提高了浸胶效率和效果。

更为优选地，所述泵体40为双向泵，加压工装挤压卷筒1时，双向泵正转将所述空腔21内的改性液和气体吸出，并保持空腔21处于负压状态；所述超声波振动发生器60工作时，双向泵反转用于向空腔21内输入改性液，并保持空腔21内改性液处于高压状态。

其中，优选地，工作时，空腔21内的负压值(-5千帕)-(-80千帕)。高压值为5千帕-120千帕。

本发明提供的一种卷状隔热材料浸胶其装备，通过工装挤压卷筒1，进而对卷筒1产生一个径向的压力，卷筒1转动和/或工装相对卷筒1径向的移动，从而使得卷筒1收到的压力值从大到小或者从有到无地循环变化，卷筒1在外部压力和自身弹性力作用下做呼吸式的径向伸缩，即受压是卷筒1径向被压缩，压力减小或消失后，卷筒1在自身弹性力的作用径向伸出、恢复原始状态，隔热材料内的间隙大小循环变化，不断地排出气体，吸入改性液，从而大大提高了浸胶效率和效果。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于，加压工装形式不同，如图5所示，加压工装30包括多个挤压单元，所述挤压单元包括：挤压板32和挤压执行机构33；挤压板在所述挤压执行机构的驱动下靠近或远离所述卷筒1。挤压执行机构形式很多，可以是液压、气压或电动的伸缩机构。所述挤压单元的数量为4个，挤压板横截面为弧形并均匀地布设在所述卷筒1的周向上。轴体20可以旋转也可以固定设置，挤压执行机构周期性动作，挤压板向内运动并挤压卷筒，迫使卷材内气体排出。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。