本實(shí)用新型涉及真空成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于制造復(fù)合碳纖維保溫筒的抽真空成型裝置。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，軍事、國防、太陽能、半導(dǎo)體、熱處理等領(lǐng)域都在快速發(fā)展，這些領(lǐng)域的發(fā)展都涉及保溫材料的使用；尤其近幾年太陽能、半導(dǎo)體的飛速發(fā)展，對(duì)保溫材料的需求顯得更加突出，而且對(duì)保溫材料的要求越來越高，不僅要求節(jié)能降耗，并且要求抗氧化性能高，這些要求也不斷促進(jìn)著保溫材料領(lǐng)域的快速發(fā)展。

曾經(jīng)在國內(nèi)高溫真空爐上普遍使用的碳纖維保溫材料為軟碳?xì)?針刺氈)，軟碳?xì)肿鳛楦魺岜夭牧鲜褂脮r(shí)存在強(qiáng)度低、易變形、易粉化、隔熱效果差及拆卸、安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)。新開發(fā)的碳纖維硬氈隔熱保溫材料可以克服軟碳?xì)值纳鲜鋈秉c(diǎn)，因此作為晶體爐、陶瓷燒結(jié)爐、氣相沉積爐等高溫爐用隔熱保溫材料得到日益廣泛地使用。

目前，國內(nèi)使用的碳纖維硬氈主要采用PAN基軟碳?xì)纸n模壓的成型工藝。浸漬模壓工藝制作碳纖維硬氈存在能耗高，碳纖維硬氈層間強(qiáng)度低、易開裂，壽命低，粘結(jié)劑含量高，抗氧化性能差等缺點(diǎn)。為此，我們研發(fā)了采用真空抽吸成型制造高性能復(fù)合碳纖維保溫筒的方法，并為此制作了專用的抽真空成型裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種用于制造高性能復(fù)合碳纖維保溫筒的抽真空成型裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)碳纖維保溫筒的一次抽吸成型，并且產(chǎn)品形狀及尺寸可控，后期加工量少，材料利用率高。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于制造復(fù)合碳纖維保溫筒的抽真空成型裝置，包括成型池、成型模具、成型小車、真空罐和水環(huán)真空泵；所述成型池固定在成型小車上并可隨之移動(dòng)，成型模具浸在成型池中盛裝的碳纖維混合漿料中；成型模具由同軸設(shè)置的內(nèi)模具、外模具以及端板、抽吸管組成，內(nèi)模具和外模具均為圓筒形模具，內(nèi)、外模具的兩端分別與上、下端板貼合在一 起形成真空成型室，且真空成型室的大小及形狀與復(fù)合碳纖維保溫筒相配合；抽吸管沿內(nèi)模具中心通長設(shè)置，其上設(shè)有抽吸孔；抽吸管的一端通過軟管可拆卸地連接真空罐，真空罐另外連接水環(huán)真空泵。

所述內(nèi)模具由篩板制成，其外表面固定有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔徑為30～200μm；外模具為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格孔的單邊或徑向尺寸為30～100mm。

所述成型模具以軸線呈豎直狀態(tài)放置在成型池內(nèi)，其上端設(shè)有吊具用于浸入成型池時(shí)調(diào)節(jié)高度。

所述抽吸管沿軸向及周向均勻密布抽吸孔。

所述抽吸管與軟管之間通過快速接頭連接。

所述外模具的網(wǎng)格孔形狀為圓形、規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形中的一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

采用內(nèi)、外模具配合，經(jīng)真空抽吸可以一次定型產(chǎn)品的形狀及尺寸，成品只需稍經(jīng)加工即可得到定尺產(chǎn)品，材料利用率可以達(dá)到90％以上；而采用常規(guī)模具成型的產(chǎn)品尺寸不能精確控制，表面加工量大，產(chǎn)品利用率最多能達(dá)到75～80％；因此本實(shí)用新型大大提高了材料的利用率，減少了廢料的產(chǎn)生，從而大幅度降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述用于制造復(fù)合碳纖維保溫筒的抽真空成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型所述成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型所述外模具的結(jié)構(gòu)示意圖(以菱形網(wǎng)格為例)。

圖4是采用本實(shí)用新型制造的復(fù)合碳纖維保溫筒沿對(duì)稱面的剖視圖。

圖中：1.成型池 2.成型模具 21.內(nèi)模具 22.外模具 23.端板 24.抽吸管 25.篩網(wǎng) 3.成型小車 4.軟管 5.真空罐 6.水環(huán)真空泵 7.復(fù)合碳纖維保溫筒 8.吊具

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖1所示，本實(shí)用新型所述一種用于制造復(fù)合碳纖維保溫筒的抽真空成型裝置，包括成型池1、成型模具2、成型小車3、真空罐5和水環(huán)真空泵6；所述成型池1固定在成型小車3上并可隨之移動(dòng)，成型模具2浸在成型池1中盛裝的碳纖維混合漿料中；如圖2所示，成型模具2由同軸設(shè)置的內(nèi)模具21、外模具22以及端板23、抽吸管24組成，內(nèi)模具21和外模具22均為圓筒形模具，內(nèi)、外模具21、22的兩端分別與上、下端板23貼 合在一起形成真空成型室，且真空成型室的大小及形狀與復(fù)合碳纖維保溫筒7相配合；抽吸管24沿內(nèi)模具21中心通長設(shè)置，其上設(shè)有抽吸孔；抽吸管24的一端通過軟管4可拆卸地連接真空罐5，真空罐5另外連接水環(huán)真空泵6。

所述內(nèi)模具21由篩板制成，其外表面固定有篩網(wǎng)25，篩網(wǎng)25的孔徑為30～200μm；外模具22為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格孔的單邊或徑向尺寸為30～100mm(如圖3所示)。

所述成型模具2以軸線呈豎直狀態(tài)放置在成型池1內(nèi)，其上端設(shè)有吊具8用于浸入成型池1時(shí)調(diào)節(jié)高度。

所述抽吸管24沿軸向及周向均勻密布抽吸孔。

所述抽吸管24與軟管4之間通過快速接頭連接。

所述外模具22的網(wǎng)格孔形狀為圓形、規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形中的一種。

采用本實(shí)用新型所述一種用于制造復(fù)合碳纖維保溫筒的抽真空成型裝置制造復(fù)合碳纖維保溫筒的過程如下：

1)制備短切碳纖維；將碳纖維短切，得到平均長度為1～80mm的短切碳纖維；

2)制備磨碎碳纖維；將碳纖維磨碎，得到平均長度為100～800μm的磨碎碳纖維；

3)將短切碳纖維與磨碎碳纖維按照10～90﹕90～10的重量份比例，采用旋風(fēng)分離器充分混合均勻，得到混合碳纖維；

4)將混合碳纖維與有機(jī)粘結(jié)劑、溶劑按100﹕20～230﹕3～920的重量份比例混合，得到碳纖維混合液；將碳纖維混合液放入網(wǎng)袋中，經(jīng)網(wǎng)孔孔徑為1～50μm的網(wǎng)袋初濾后，再采用50～60℃的熱空氣向網(wǎng)袋內(nèi)直吹10～30min，使碳纖維混合液中的溶劑完全揮發(fā)，得到表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維；

5)將表面包覆有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合碳纖維與水、分散劑按照0.3～6﹕100﹕0.1～2的重量份比例充分混合，形成均勻的碳纖維混合漿料；

6)將碳纖維混合漿料采用真空抽吸成型；將成型池1通過成型小車3運(yùn)送到真空罐5附近，真空抽吸所用的成型模具2通過吊具8浸入成型池1中，抽吸管24通過軟管4連接真空罐5和水環(huán)真空泵6，在抽吸管24的作用下，碳纖維混合漿料在真空成型室內(nèi)按規(guī)律排列成型，制成復(fù)合碳纖維保溫筒預(yù)制品；

7)將復(fù)合碳纖維保溫筒預(yù)制品連同成型模具2一起從成型池1中取出，采用100～240℃的熱蒸汽或熱空氣加熱2～5小時(shí)，使復(fù)合碳纖維保溫筒預(yù)制品脫水并完成不熔化、 不溶化處理；

8)經(jīng)脫水及不熔化、不溶化處理后的復(fù)合碳纖維保溫筒預(yù)制品脫模，然后放入真空爐中或在惰性氣氛下碳化，碳化溫度為800～1800℃；也可根據(jù)使用要求進(jìn)行石墨化處理，石墨化溫度為1800～2500℃；經(jīng)碳化或石墨化處理后即得到高性能的復(fù)合碳纖維保溫筒7(如圖4所示)；

9)所制得的復(fù)合碳纖維保溫筒7的密度為0.1～0.35g/cm³，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.35W/m·K。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。