[发明专利]一种石墨烯/有机硅树脂多层复合管制备装置及工艺

权利要求书

1.一种石墨烯/有机硅树脂多层复合管生产装置及工艺，装置由操作与控制系统、硬质管、金属管旋转装置、挡环、硬质管支撑轴承、钢丝刷、金属管支撑架、复合树脂喷嘴、树脂喷嘴、传动轮、加热固化装置、传动带、移动电机、移动导轨、树脂泵、复合树脂泵组成；其特征在于，复合管由三层组成，外层为金属管且内径不小于30mm；中间层为添加了石墨烯的有机硅树脂，层厚为0.2-1 mm，石墨烯的质量百分比为0.5-8%wt，内层为有机硅树脂，层厚为0.05-0.5 mm；

所述金属管旋转装置为组合机构，包含旋转电机、轴承、轴、金属管卡紧装置、支座，旋转电机固定于支座，旋转电机通过传动机构带动轴旋转，轴通过轴承固定于支座，金属管卡紧装置通过机械连接方式与轴连接，金属管卡紧装置采用刚性三爪或四爪卡盘的形式；

所述金属管支撑架包括支座、轴承、金属管固定装置，金属管固定装置通过轴承固定于支座，金属管固定装置采用刚性三爪或四爪卡盘的结构形式，金属管固定装置与被固定金属管的接触部位采用柔性材料包覆；

所述移动电机通过传动轮、传动带，带动金属管旋转装置和金属管支撑架的支座在移动导轨上作往复移动，支座移动采用行程控制器和延时控制器联动移动电机来控制；

所述硬质管为若干段树脂输送管和复合树脂输送管和支撑环组成的复合结构，硬质管一端与泵相连，一端与喷嘴相连，硬质管与硬质管、以及硬质管与喷嘴之间采用支撑环来实现连接，支撑环为加工有2个轴向通道的圆台结构，硬质管支撑轴承固定于支撑环，轴承两端装配有挡环，挡环固定于支撑环；

进一步，所述支撑环之间设置有抗扭的加固杆件；

进一步，所述档环为圆环结构，档环外径不大于硬质管支撑轴承的外圈；

进一步，所述钢丝刷固定于硬质管支撑轴承的外圈，钢丝刷圆周方向为多段结构，钢丝朝向为硬质管支撑轴承外圈向外的径向；

所述移动导轨倾斜布置，后喷的金属管端处于相对较低位置，金属管轴线与水平面的夹角为0-0.5rad，移动导轨长度不小于被喷涂金属管长度的2倍，其中移动导轨处于加热固化装置内的长度不小于移动导轨长度的一半；

所述加热固化装置为分段式结构，段与段之间采用隔热棉分开，各分段的工作温度设置为，第一分段工作温度为70-100℃，相连分段之间的工作温差为20-40℃，加热固化装置的最高工作温度不高于300℃。

2.根据权利要求1所述挡环，其特征在于，挡环主体为两个环形薄片，环形薄片的大圆半径大于硬质管支撑轴承外圈的内径，环形薄片与硬质管支撑轴承的外圈之间的轴向间隙为0.5-2mm，在环形薄片与硬质管支撑轴承的外圈之间的轴向间隙设置有柔性封条。

3.根据权利要求1所述操作与控制系统，其特征在于，系统包含控制单元、显示单元、传感器单元及信号转换及连接单元，实现联动控制、参数调节、自动控制、参数显示功能；

进一步，所述传感器单元包含位移、转速、温度、电流、压力、功率传感器；

进一步，所述联动控制包含：支座位移联动树脂泵和复合树脂泵的启/停，支座位移和延时控制器联动控制移动电机、旋转电机的启/停；

进一步，所述参数显示功能包含加热固化各段的加热功率和温度、旋转电机转速、支座的移动速度、支座位移、树脂泵的工作压力、树脂剩余量；

进一步，所述参数调节与控制包含树脂泵的压力、旋转电机的转速、加热固化的各段功率和设定温度、支座的移动速度、金属管内壁喷涂完毕至停止旋转的延时时间。

4.根据权利要求1所述石墨烯，其特征在于，石墨烯添加方式为，采用振动筛分形式，石墨烯从筛子里自落入强力搅拌的树脂容器。

5.根据权利要求1所述复合管制备工艺，其特征在于，树脂喷涂时，金属管的自转转速为50-500 转/min，金属管轴向移动速度为0.05-1m/s，添加固化剂后有机硅树脂25℃的黏度为0.01-0.10 Pa·s，喷涂完毕后金属管继续旋转时间为0.5-4min；复合树脂泵工作压力为0.2-1.5MPa，树脂泵工作压力为0.3-2MPa，加热固化装置的工作温度为70-300℃。