RU2421427C1

RU2421427C1 - Apparatus for producing foil from thermal expanded graphite

Info

Publication number: RU2421427C1
Application number: RU2010104948/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Геннадьевич Ионов (RU); Сергей Геннадьевич Ионов; Наталья Евгеньевна Сорокина (RU); Наталья Евгеньевна Сорокина; Александр Владимирович Козлов (RU); Александр Владимирович Козлов; Александр Алексеевич Павлов (RU); Александр Алексеевич Павлов; Ольга Николаевна Шорникова (RU); Ольга Николаевна ШОРНИКОВА; Александр Сергеевич Тихомиров (RU); Александр Сергеевич Тихомиров; Игорь Андреевич Годунов (RU); Игорь Андреевич Годунов; Анатолий Николаевич Селезнев (RU); Анатолий Николаевич Селезнев; Виктор Васильевич Авдеев (RU); Виктор Васильевич Авдеев
Original assignee: Институт новых углеродных материалов и технологий (Закрытое акционерное общество) (ИНУМиТ (ЗАО))
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-06-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to production of carbonaceous materials, particularly to the technology of producing graphite foil with regulated density distribution. The apparatus for producing foil from thermal expanded graphite has a storage bin with gas removing apparatus. There is thermal expanded graphite dispenser under the storage bin and under the dispenser there is a horizontal first conveyer belt over the free end of which of which a second conveyer belt lies at an angle to the first, wherein the conveyer belts have walls on two sides. A leveller of the layer of thermal expanded graphite is installed between the dispenser and the second conveyer belt over and across the first conveyer belt. Behind the conveyer belts there is at least one pair of shafts for rolling the layer of thermal expanded graphite being fed. The dispenser is in form of a vertical gutter, the bottom part of which is rounded, and plates are mounted on the vertical part of the open side of the gutter across it and slanting towards the bottom of the gutter.

EFFECT: simple design and obtaining foil with uniform density.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к производству углеродных материалов, в частности к установкам для получения фольги из терморасширенного графита, используемой в авиационной и химической отраслях промышленности, теплоэнергетике и т.д.The invention relates to the production of carbon materials, in particular to plants for producing thermally expanded graphite foil used in the aviation and chemical industries, power engineering, etc.

Известна установка для получения фольги из расширенного графита, содержащая камеру для расширенного графита, имеющую сквозные каналы и снабженную вибратором, вибропресс для формирования мата с выходным отверстием, ленточный транспортер, валы для прокатки мата и вторую пару валов для прокатки и получения фольги нужной толщины и плотности (SU 1710533, C04B 35/54, 1992).A known installation for producing expanded graphite foil, comprising a chamber for expanded graphite, having through channels and equipped with a vibrator, a vibrating press for forming a mat with an outlet, a belt conveyor, shafts for rolling the mat and a second pair of shafts for rolling and producing foil of the desired thickness and density (SU 1710533, C04B 35/54, 1992).

Указанная установка имеет существенные недостатки: недостаточную производительность и не позволяет получать фольгу шириной более 50 мм. Кроме того, установка требует больших энергозатрат, что удорожает производство фольги.This installation has significant disadvantages: insufficient productivity and does not allow to obtain foil with a width of more than 50 mm. In addition, the installation requires high energy consumption, which increases the cost of foil production.

Известна установка для получения фольги из расширенного графита (RU 2111190, C04B 35/536, 1998), содержащая камеру для расширенного графита со средством для удаления газов и поддержания в камере давления, близкого к атмосферному, и средством воздействия на частицы расширенного графита колебаниями. Днище камеры выполнено плоским с загнутыми вверх краями, с параллельными прорезями и с возможностью вертикального перемещения, подсоединено к вибратору низкочастотных колебаний. Под днищем расположен горизонтальный ленточный транспортер, над которым под углом 5-15° к нему установлен второй ленточный транспортер. За ленточными транспортерами размещены валы для прокатки слоя расширенного графита. Данная установка является наиболее близким решением к предлагаемому изобретению.A known installation for producing expanded graphite foil (RU 2111190, C04B 35/536, 1998), comprising a chamber for expanded graphite with means for removing gases and maintaining a pressure close to atmospheric in the chamber and means for influencing expanded graphite particles by vibrations. The bottom of the camera is made flat with the edges bent upward, with parallel slots and with the possibility of vertical movement, connected to a low-frequency vibration vibrator. A horizontal belt conveyor is located under the bottom, over which a second belt conveyor is installed at an angle of 5-15 ° to it. Behind the conveyor belts there are shafts for rolling a layer of expanded graphite. This installation is the closest solution to the invention.

Указанная установка имеет следующие недостатки: она имеет сложную конструкцию, требует больших энергозатрат, что удорожает производство фольги, а также получаемая с помощью известной установки фольга имеет недостаточно равномерную плотность по длине и ширине.The specified installation has the following disadvantages: it has a complex structure, requires large energy costs, which increases the cost of foil production, and the foil obtained using the known installation has an insufficiently uniform density along the length and width.

Задачей изобретения является получение фольги с равномерной плотностью, а также упрощение конструкции устройства.The objective of the invention is to obtain a foil with a uniform density, as well as simplifying the design of the device.

Технический результат достигается тем, что установка для получения фольги из терморасширенного графита содержит бункер со средством для удаления газов, расположенный под бункером раскладчик терморасширенного графита, под которым горизонтально размещен первый ленточный транспортер, над свободным концом которого под углом к нему расположен второй ленточный транспортер, выравниватель слоя терморасширенного графита, установленный между раскладчиком и вторым ленточным транспортером над первым ленточным транспортером поперек него, стенки, расположенные с двух сторон вдоль ленточных транспортеров, и размещенную за ленточными транспортерами по меньшей мере одну пару валов для прокатки слоя подаваемого терморасширенного графита, при этом раскладчик выполнен в виде вертикального желоба, нижняя часть которого скруглена, и на вертикальном участке открытой стороны желоба поперек него и с наклоном в сторону дна желоба смонтированы пластины.The technical result is achieved by the fact that the installation for producing foil from thermally expanded graphite contains a hopper with a means for removing gases, a thermally expanded graphite spreader located under the hopper, under which the first belt conveyor is horizontally placed, above the free end of which there is a second belt conveyor, equalizer a layer of thermally expanded graphite installed between the distributor and the second belt conveyor above the first belt conveyor across it, at least one pair of shafts arranged on two sides along the conveyor belts and placed behind the conveyor belts for rolling a layer of supplied thermally expanded graphite, the layout being made in the form of a vertical groove, the lower part of which is rounded, and across the vertical section of the open side of the groove him and with an inclination towards the bottom of the gutter mounted plate.

За валами для прокатки может быть расположен как блок намотки получаемой фольги, так и ножницы.Behind the rolls for rolling, both the winding unit of the resulting foil and scissors can be located.

Угол наклона второго ленточного транспортера по отношению к первому ленточному транспортеру может быть равен 5-25°, при этом поверхность лент первого и второго транспортеров выполнена рифленой.The angle of inclination of the second belt conveyor with respect to the first belt conveyor can be 5-25 °, while the surface of the belts of the first and second conveyors is corrugated.

Представленная установка для получения фольги из терморасширенного графита за счет того, что раскладчик выполнен в виде вертикального желоба, нижняя часть которого скруглена, и на вертикальном участке открытой стороны желоба поперек него и с наклоном в сторону дна желоба смонтированы пластины, позволяет осуществлять плавную выкладку терморасширенного графита на горизонтальный ленточный транспортер.The presented installation for producing foils from thermally expanded graphite due to the fact that the distributor is made in the form of a vertical groove, the lower part of which is rounded, and plates are mounted on the vertical section of the open side of the groove across it and with a slope towards the bottom of the groove, which allows smooth laying of thermally expanded graphite on a horizontal conveyor belt.

При этом выравниватель, установленный между раскладчиком и вторым ленточным транспортером над первым ленточным транспортером поперек него, дополнительно выравнивает слой терморасширенного графита, разглаживая его сверху.In this case, the equalizer installed between the spreader and the second conveyor belt above the first conveyor belt across it additionally levels the layer of thermally expanded graphite, smoothing it from above.

За счет того, что угол наклона второго ленточного транспортера по отношению к первому ленточному транспортеру может быть увеличен до 25° за счет выполнения поверхности первого ленточного транспортера рифленой, появляется возможность уменьшения длины горизонтально расположенного ленточного транспортера, что приведет к сокращению производственных площадей.Due to the fact that the angle of inclination of the second belt conveyor with respect to the first belt conveyor can be increased to 25 ° due to the grooved surface of the first belt conveyor, it becomes possible to reduce the length of the horizontally located belt conveyor, which will reduce production areas.

Вышеизложенные особенности и преимущества предлагаемого изобретения будут понятны из последующего описания предпочтительного примера его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции:The above features and advantages of the present invention will be clear from the following description of a preferred example of its implementation with reference to the accompanying drawings, in which the same positions are used to represent the same elements:

на фиг.1 представлена схема установки для получения фольги из терморасширенного графита в соответствии с настоящим изобретением;figure 1 presents a diagram of an installation for producing foil from thermally expanded graphite in accordance with the present invention;

на фиг.2 - то же, разрез А-А фиг.1.figure 2 is the same, a section aa of figure 1.

Установка для получения фольги из терморасширенного графита содержит бункер 1 для терморасширенного графита со средством для удаления газов в виде сетки и фильтра.Installation for producing foil from thermally expanded graphite contains a hopper 1 for thermally expanded graphite with means for removing gases in the form of a grid and a filter.

Под бункером 1 расположен раскладчик 2 терморасширенного графита, выполненный в виде вертикального желоба 3, нижняя часть 4 которого скруглена, а на вертикальном участке открытой стороны желоба поперек него и с наклоном в сторону дна 5 желоба смонтированы пластины 6. Раскладчик 2 снабжен средством вибрации, например, генератором УЗ-колебаний, для передачи раскладчику 2 низкочастотных колебаний.Under the hopper 1 there is a thermally expanded graphite spreader 2, made in the form of a vertical groove 3, the lower part 4 of which is rounded, and plates 6 are mounted on the vertical section of the open side of the groove across it and with an inclination towards the bottom of the groove 5. The distributor 2 is equipped with vibration means, for example , a generator of ultrasonic vibrations, for transmitting to the pickup 2 low-frequency oscillations.

Нижняя часть 4 раскладчика 2 размещена над горизонтально расположенным первым ленточным транспортером 7 в непосредственной близости от него.The lower part 4 of the spreader 2 is placed above the horizontally located first belt conveyor 7 in the immediate vicinity.

Над другим (свободным) концом первого ленточного транспортера 7 под углом к нему расположен второй ленточный транспортер 8. Угол наклона второго ленточного транспортера 8 к первому ленточному транспортеру 7 предпочтительно составляет 5-25°. Выполнение величины указанного угла наклона меньше 5° снижает производительность установки. Увеличение же указанного угла наклона до 25° позволит уменьшить протяженность горизонтального ленточного транспортера, что приводит к уменьшению длины всей установки и, соответственно, к уменьшению производственных площадей, однако для обеспечения равномерного захвата терморасширенного графита ленты первого горизонтального 7 и второго наклонного 8 транспортеров выполнены рифлеными. При этом при угле наклона больше 25° даже при рифленых лентах происходит неравномерный захват терморасширенного графита, равномерность слоя нарушается, что в конечном итоге отрицательно влияет на однородность фольги.Above the other (free) end of the first belt conveyor 7, a second belt conveyor 8 is located at an angle to it. The angle of inclination of the second belt conveyor 8 to the first belt conveyor 7 is preferably 5-25 °. Fulfillment of the value of the specified angle of inclination less than 5 ° reduces the performance of the installation. An increase in the indicated inclination angle to 25 ° will make it possible to reduce the length of the horizontal conveyor belt, which leads to a decrease in the length of the entire installation and, consequently, to a decrease in production areas, however, to ensure uniform capture of thermally expanded graphite, the first horizontal 7 and the second inclined 8 conveyors are corrugated. Moreover, at an angle of inclination greater than 25 °, even with corrugated tapes, the thermally expanded graphite is unevenly captured, the uniformity of the layer is violated, which ultimately negatively affects the uniformity of the foil.

Приводные барабаны 9 транспортерных лент первого и второго ленточных транспортеров 7 и 8 являются валками предварительной прокатки. С двух сторон вдоль ленточных транспортеров 7 и 8 расположены стенки 10 для ограничения потока терморасширенного графита по ширине.The drive drums 9 of the conveyor belts of the first and second belt conveyors 7 and 8 are rolls of preliminary rolling. On two sides along the conveyor belts 7 and 8 are walls 10 to limit the flow of thermally expanded graphite in width.

Между раскладчиком 2 и вторым (наклонным) ленточным транспортером 8 над первым (горизонтальным) ленточным транспортером 7 поперек последнего и с регулируемым зазором относительно него расположен выравниватель 11 слоя терморасширенного графита. Величина зазора между ленточным транспортером 7 и выравнивателем 11 определяется толщиной слоя подаваемого терморасширенного графита, необходимой для захвата лентами транспортеров 7 и 8.Between the spreader 2 and the second (inclined) belt conveyor 8 above the first (horizontal) belt conveyor 7 across the last and with an adjustable gap relative to it there is an equalizer 11 of the thermally expanded graphite layer. The size of the gap between the conveyor belt 7 and the equalizer 11 is determined by the thickness of the layer supplied thermally expanded graphite, necessary for the capture of the conveyor belts 7 and 8.

За ленточными транспортерами 7 и 8 расположены пары прокатных валов 12, предназначенные для постепенного (ступенчатого) уплотнения терморасширенного графита и формирования графитовой фольги заданной толщины и плотности. Количество пар прокатных валов 12 определяется требуемой толщиной получаемой фольги.Behind the conveyor belts 7 and 8 are pairs of rolling shafts 12, intended for the gradual (stepwise) compaction of thermally expanded graphite and the formation of graphite foil of a given thickness and density. The number of pairs of rolling shafts 12 is determined by the required thickness of the resulting foil.

За прокатными валами 12 могут быть расположены ножницы 13, например электромеханические, для отрезки листов полученной фольги требуемой длины.Behind the rolling shafts 12, scissors 13, for example, electromechanical, can be arranged to cut sheets of the resulting foil of the desired length.

Вместо ножниц 13 за прокатными валами 12 может быть установлен блок намотки полученной фольги (не показан).Instead of scissors 13 behind the rolling shafts 12, a winding unit for the obtained foil (not shown) can be installed.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Терморасширенный графит поступает в бункер 1. Реакционные газы, образующиеся при получении терморасширенного графита и отделившиеся от частиц терморасширенного графита, выходят через фильтр в верхней части бункера 1, а частицы терморасширенного графита, охлаждаясь, попадают в раскладчик 2. Терморасширенный графит перемещается вниз по каналу внутри раскладчика 2, образованному дном желоба 3 и наклонно расположенными пластинами 6. При подаче терморасширенного графита в бункер 1, а затем в раскладчик 2 поток воздуха, поступающий через зазоры между пластинами, позволяет поддерживать частицы терморасширенного графита в дезинтегрированном состоянии, препятствуя их сцеплению, улучшает их сыпучесть, что благоприятно влияет на равномерное распределение частиц терморасширенного графита в слое при формировании мата. Для поддержания такого состояния на стенки раскладчика 2 дополнительно воздействуют ультразвуковыми колебаниями от вибратора.The thermally expanded graphite enters hopper 1. The reaction gases generated during the production of thermally expanded graphite and separated from the particles of thermally expanded graphite exit through the filter in the upper part of hopper 1, and the particles of thermally expanded graphite, cooling, fall into the pickup 2. Thermally expanded graphite moves down the channel inside a spreader 2, formed by the bottom of the chute 3 and inclined plates 6. When a thermally expanded graphite is fed into the hopper 1, and then to the spreader 2, the air flow through the gaps between the plates, it allows to maintain particles of thermally expanded graphite in a disintegrated state, preventing their adhesion, improves their flowability, which favorably affects the uniform distribution of particles of thermally expanded graphite in the layer during mat formation. To maintain this state, the walls of the spreader 2 are additionally exposed to ultrasonic vibrations from the vibrator.

Из раскладчика 2 по наклонной поверхности желоба 3 в нижней его части 4 терморасширенный графит поступает в канал, образованный лентой первого (горизонтального) транспортера 7 и боковыми стенками 10. Движущаяся лента транспортера 7 перемещает рыхлый слой терморасширенного графита в зону действия выравнивателя 11, который формирует в указанном канале слегка уплотненный слой терморасширенного графита с равномерной поверхностной плотностью. Расстояние между выравнивателем 11 и лентой транспортера 7 определяется высотой слоя терморасширенного графита в процессе формирования мата, которое задается в зависимости от объемной плотности терморасширенного графита и заданной плотности графитовой фольги и может регулироваться.From the spreader 2, along the inclined surface of the chute 3 in its lower part 4, the thermally expanded graphite enters the channel formed by the tape of the first (horizontal) conveyor 7 and the side walls 10. The moving belt of the conveyor 7 moves the loose layer of thermally expanded graphite into the action zone of the equalizer 11, which forms the specified channel is a slightly densified layer of thermally expanded graphite with a uniform surface density. The distance between the equalizer 11 and the conveyor belt 7 is determined by the height of the thermally expanded graphite layer during mat formation, which is set depending on the bulk density of thermally expanded graphite and the given density of graphite foil and can be adjusted.

Далее слегка уплотненный слой терморасширенного графита захватывается установленными под углом друг к другу лентами двух транспортеров 7 и 8 и прокатывается приводными барабанами 9.Next, a slightly densified layer of thermally expanded graphite is captured by the tapes of two conveyors 7 and 8 installed at an angle to each other and rolled by drive drums 9.

Затем полученный мат из плотного слоя терморасширенного графита прокатывают между парой прокатных валов 12 до нужной толщины и плотности. При необходимости получения более тонкого слоя фольги полученный материал можно прокатать между несколькими парами прокатных валков 11, количество которых зависит от требуемой толщиной получаемой фольги.Then the resulting mat from a dense layer of thermally expanded graphite is rolled between a pair of rolling shafts 12 to the desired thickness and density. If it is necessary to obtain a thinner layer of foil, the obtained material can be rolled between several pairs of rolling rolls 11, the amount of which depends on the required thickness of the obtained foil.

Готовую фольгу сматывают в рулон с помощью блока намотки.The finished foil is wound onto a roll using a winding unit.

Для получения из фольги листов вместо блока намотки могут быть установлены ножницы 13.To obtain sheets of foil instead of the winding unit, scissors 13 can be installed.

Предлагаемая установка позволяет равномерно распределять частицы терморасширенного графита и формировать равномерный слой нужной плотности, а также не содержит сложных элементов, проста и надежна в изготовлении и эксплуатации, не требует больших затрат энергии, что удешевляет стоимость графитовой фольги.The proposed installation allows you to evenly distribute particles of thermally expanded graphite and form a uniform layer of the desired density, and also does not contain complex elements, is simple and reliable to manufacture and operate, does not require large amounts of energy, which reduces the cost of graphite foil.

Claims

1. Installation for producing foils of thermally expanded graphite, containing a hopper with a means for removing gases, located under the hopper is a thermally expanded graphite spreader, under which the first belt conveyor is horizontally placed, above the free end of which there is a second belt conveyor, an equalized layer of thermally expanded graphite installed between the spreader and the second conveyor belt above the first conveyor belt across it, the walls located on both sides along conveyor belts, and at least one pair of shafts placed behind the conveyor belts for rolling the layer of supplied thermally expanded graphite, wherein the spreader is made in the form of a vertical groove, the lower part of which is rounded, and on the vertical section of the open side of the groove across and with an inclination towards the bottom gutters mounted plate.

2. The installation according to claim 1, in which the angle of inclination of the second belt conveyor to the first belt conveyor is 5-25 °, while the surface of the belts of the first and second conveyors is corrugated.

3. Installation according to claim 1 or 2, in which behind the shafts for rolling is located the winding unit of the resulting foil.

4. Installation according to claim 1 or 2, in which scissors are located behind the rolls for rolling.