[发明专利]可变形碳素纤维生态草织品、编织方法和编织设备

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及可变形碳素纤维生态草织品、编织方法和编织设备。

背景技术

碳素纤维生态草是采用碳纤维丝或活性碳纤维丝编织的净水产品及设备（又称为人工水草），可用于河湖富营养化治理、水源地原水净化、废污水处理和生态原位修复，是一种物理促进生物生态达到修复净化水质的技术。碳素纤维生态草主要是被来自日本苏恩柱式会社的产品所垄断，其价格较贵，不利于在我国水环境治理和生态修复中发挥强大的作用，国产化的产品才刚刚起步。

日本产的碳素纤维生态草主要有3种产品：（1）由两条防水布荚裹碳纤维丝（cf）热压复合而成为单一蜈蚣状产品；（2）另一种由涤纶与碳纤维丝（cf）通过绳带织机混纺的单一蜈蚣状产品；（3）通过织布机编织的碳纤维布产品。产品（1）的防水布表面比较光滑，不利于生物挂膜；产品（2）中间绳带太细，挂膜量极少；产品（3）碳纤维丝不能散开，主要用于底泥处置。日本产的碳素纤维生态草产品均是以0.65米长度0.4米宽度单元产品，使用中依据河湖宽度和深度，通过扎带、尼龙绳索连接1连、2连、…多连碳素纤维生态草悬挂在河湖水中或铁框架上。碳纤维具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐老化的特点，因此使用寿命长。但是，这种通过扎带、尼龙绳索连接容易断掉，减少碳纤维净水产品的使用寿命。

国产化的产品主要是利用塑料盘周边绑碳纤维丝，存在问题是完全靠手工捆绑，不利于规模化生产，实际应用时塑料盘在光照辐射下易老化粉碎，使用寿命短。塑料盘生物亲和性差，光滑，生物不易挂膜。

发明内容

本设计提出一种可变形的碳素纤维生态草概念、外形设计、编织方法、编织设备、变形方法等，在国内外属首例。

可变形概念指产品可以从编织出来的碳纤维生态带形状根据需要可改变成蜈蚣型、或网格型、或川字型…等不同形状和1连、2连、3连、…多连的碳素纤维生态草。可以根据水深、密度需求，根据需求就可以变成一并、二并…多并形状，或2种以上串并联混合形状的碳素纤维生态草织品。

外形设计：所设计的碳素纤维生态草产品的外形包括一串多连的蜈蚣状、或网格状、或川字型…等多形态的碳纤维生态带，还可以是方状、带状、三角状、伞状、圆状、梳子串联状、螺旋状、格子状及其它可以组成多组形态的串联状、并联状、串并联混合状形态的碳素纤维生态带净水产品。一方面产品形态多样化，另一方面减少了目前日本长宽为650mm 400mm蜈蚣型碳素纤维生态草两两需要连接的麻烦，目前日本对单条碳素纤维生态草采用扎带或绳索连接的方法，在水中使用一段时间就会出现扎带或绳索断开、碳素纤维生态草沉淀不起作用的现象，可变形碳素纤维生态草串并联织品在编织过程中通过编织带连接，很好地解决了扎带或绳索断裂导致碳素纤维生态草失效难题。

可变形的碳素纤维生态草采用钩编方法编织。本设计采用多种高分子纤维丝材料与碳纤维混纺织布方式取代日本产品（1）中间的防水布条或日本产品（2）中间的绳带。其优点是由于采用钩编方式，将碳纤维丝与另两种高分子纤维丝混纺，布条与碳纤维丝不会开裂，布条表面不太光滑，生物亲和性好，更容易生物着床挂膜。

本发明提出一种改进的钩编机机械设备，实现全自动化机器织造出可变形的碳素纤维生态草，非常容易实现规模化批量生产，极大地降低碳素纤维生态草产品的造价。

变形方法：剪刀剪开即可，变形方法简单可行，关键是剪开后不脱丝不散开。将这些碳纤维生态带在过渡连接处剪开就能够得到日本产品（1）、（2）类似的蜈蚣形态，或单束网格状、单束川字型的碳素纤维生态草产品。两两碳素纤维生态草之间留有一定宽度织带，剪刀剪开时织带因为钩编而成，布条不易脱线。还可以根据河湖宽度和深度的需要，直接剪成1连、2连、…多连碳素纤维生态草，减少了扎带或绳索的用量，连接闹固，不易断开，极大地延长了使用寿命。

附图说明

图1为蜈蚣型碳纤维生态带结构示意图, 由n个单连蜈蚣型碳纤维生态草组成碳纤维生态带产品，单连的蜈蚣型碳纤维生态草基本单元为长0.65m，宽0.4m，中间为4公分宽度的混编带。每个单连的蜈蚣型碳纤维生态草基本单元还可以根据需要变长变宽；

图2为一组1连、2连、3连的蜈蚣型碳纤维生态草结构示意图，可以从n连蜈蚣型碳纤维生态草组成的生态带上根据需要剪成1连、2连、3连…的蜈蚣型碳纤维生态草,其中2a为1连的蜈蚣型碳纤维生态草结构示意图，2b为2连的蜈蚣型碳纤维生态草结构示意图，2c为3连的蜈蚣型碳纤维生态草结构示意图；