喷涂气凝胶纳米复合保温管道、生产装置及其生产方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道、生产装置及其生产方法，在供热钢管外层依次设置有气凝胶基层、聚氨酯复合层、聚乙烯外护层；所述气凝胶基层由纳米级气凝胶浆液制备而成。本发明专利技术采用分层喷涂工艺和连续式双机双喷双缠绕的自动化生产流程线，在供热钢管上依次喷涂气凝胶基层、喷涂聚氨酯复合层，外缠绕聚乙烯外护层。本发明专利技术利用气凝胶导热系数低、疏水性能好且稳定性高特性作为喷涂基层，且相比聚氨酯等材料，气凝胶在高温段的隔热性能更具优势，梯级隔热提高管道保温层减薄率，保护聚氨酯保温材料，喷涂工艺实现钢管、气凝胶基层、聚氨酯复合层和聚乙烯外护层四位一体，全面提升复合保温管道整体寿命。全面提升复合保温管道整体寿命。全面提升复合保温管道整体寿命。

【技术实现步骤摘要】
喷涂气凝胶纳米复合保温管道、生产装置及其生产方法


[0001]本专利技术涉及保温管道
，尤其涉及一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道、生产装置及其生产方法。

技术介绍

[0002]现有供热高温水管道主要有聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管和硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制直埋保温管两种制造工艺。两种预制直埋保温管都是由工作钢管、聚氨酯保温层和聚乙烯外护层组成。
[0003]但是，现有的供热高温水管道导热系数高，热量散失率高或保温厚度高，并且保温层寿命短。有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的之一是提供一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道，以解决现有的供热高温水管道导热系数高，并且保温层寿命短造成热量散失率高的问题，主要由以下技术方案实现：喷涂气凝胶纳米复合保温管道，包括钢管，在所述钢管外层依次设置有气凝胶基层、聚氨酯复合层、聚乙烯外护层；所述气凝胶基层由纳米级气凝胶浆液制备而成。
[0005]优选地，所述聚氨酯复合层由纳米级气凝胶和聚氨酯制备而成，所述纳米级气凝胶占所述聚氨酯复合层质量百分比为10
‑
30%。
[0006]优选地，还包括传感光纤，所述传感光纤沿所述钢管方向设置在所述聚氨酯复合层内，且所述传感光纤抵接所述气凝胶基层和所述聚氨酯复合层的交界处。
[0007]优选地，还包括传感光纤，所述传感光纤沿所述喷涂气凝胶纳米复合保温管道外土壤平行布置。
[0008]本专利技术目的之二是提供一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道的生产装置，以解决现有的供热高温水管道导热系数高，并且保温层寿命短造成热量散失率高的问题，主要由以下技术方案实现：一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道的生产装置，所述生产装置依次设置有钢管成品平台、抛丸除锈线、除锈线、吹扫线、钢管中转传输线、第一加热机、气凝胶喷涂二线、气凝胶喷涂一线、第二加热机、聚氨酯复合喷涂二线、聚氨酯复合喷涂一线、保温管中转输送线、聚乙烯外缠绕二线、聚乙烯外缠绕一线、喷淋冷却机、切割机、复合保温管成品传输线、复合保温管成品平台；所述除锈线上设置有除锈机，所述吹扫线上设置有吹扫机，所述气凝胶喷涂二线和所述气凝胶喷涂一线上均设置有气凝胶喷涂机，所述聚氨酯复合喷涂二线和所述聚氨酯复合喷涂一线上均设置有聚氨酯复合喷涂机，所述聚乙烯外缠绕二线和所述聚乙烯外缠绕一线上设置有聚乙烯挤出机。
[0009]优选地，在所述气凝胶喷涂机上设置有自动旋转气凝胶喷枪，所述自动旋转气凝
胶喷枪沿着钢管自动匀速旋转喷涂纳米级气凝胶浆液。
[0010]优选地，在所述聚氨酯复合喷涂机上设置有自动旋转聚氨酯复合喷枪，所述自动旋转聚氨酯复合喷枪沿着钢管自动匀速旋转喷涂聚氨酯复合浆液。
[0011]优选地，所述气凝胶喷涂机和聚氨酯复合喷涂机为固定式结构，所述钢管在所述气凝胶喷涂二线或所述气凝胶喷涂一线、所述聚氨酯复合喷涂二线或所述聚氨酯复合喷涂一线上自动匀速旋转。
[0012]优选地，所述聚乙烯挤出机上设置聚乙烯挤出外缠绕器，所述聚乙烯挤出外缠绕器沿着钢管自动匀速旋转喷涂聚乙烯外护层。
[0013]本专利技术目的之三是提供一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道的生产方法，以解决现有的供热高温水管道导热系数高，并且保温层寿命短造成热量散失率高的问题，主要由以下技术方案实现：一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道的生产方法，包括下列步骤：步骤一，钢管前置处理；钢管成品依次通过抛丸除锈线、除锈线、吹扫线，经由除锈机、吹扫机后至钢管中转传输线，再经由第一加热机加热得到待喷涂钢管；步骤二，钢管气凝胶喷涂；将待喷涂钢管通过气凝胶喷涂二线或气凝胶喷涂一线，所述气凝胶喷涂二线或气凝胶喷涂一线上的气凝胶喷涂机沿着钢管自动匀速旋转喷涂纳米级气凝胶浆液，得到气凝胶钢管；步骤三，钢管聚氨酯喷涂；将气凝胶钢管通过第二加热机、聚氨酯复合喷涂二线或所述聚氨酯复合喷涂一线，所述聚氨酯复合喷涂二线或所述聚氨酯复合喷涂一线上的聚氨酯复合喷涂机沿着钢管自动匀速旋转喷涂聚氨酯复合浆液，得到聚氨酯钢管；步骤三，钢管聚乙烯缠绕；将聚氨酯钢管通过聚乙烯外缠绕二线或所述聚乙烯外缠绕一线，所述聚乙烯外缠绕二线或所述聚乙烯外缠绕一线上的聚乙烯挤出机沿着钢管自动匀速旋转喷涂聚乙烯外护层，得到聚乙烯钢管；步骤四，钢管后置处理；将聚乙烯钢管输送至喷淋冷却机进行冷却后，再经由切割机生产出复合保温管成品，复合保温管成品输送至复合保温管成品传输线和复合保温管成品平台，得到气凝胶纳米复合保温管道。
[0014]本专利技术提供的一种喷涂气凝胶纳米复合保温管道、生产装置及其生产方法，与现有技术相比，具备以下优点：1、梯级隔热实现高隔热性能，提高管道保温层减薄率：本专利技术保温层采用分层喷涂工艺，在供热管道上依次喷涂气凝胶基层、喷涂聚氨酯复合层，并外缠绕聚乙烯外护层。利用气凝胶导热系数低、隔热性能好、疏水性能好且稳定性高特性作为喷涂基层，且相比聚氨酯等材料，气凝胶在高温段的隔热性能更具优势，从而降低整体保温层厚度。气凝胶基层隔开供热管道和聚氨酯复合层，实现梯级隔热，并利用气凝胶纳米三维网格结构具备优异的高温稳定性，避免传统材料因振动等变形堆积造成保温性能下降现象，保护聚氨酯复合层性能。
[0015]2、气凝胶疏水性保护作用，克服传统聚氨酯易炭化：气凝胶防火性能为A级，具备优异的整体疏水和防水性能，憎水率90%以上，隔绝液态水，同时又允许水蒸气通过。气凝胶起到保护聚氨酯复合层性能的作用，避免聚氨酯复合层高温下炭化，造成保温层空心化而丧失保温功能。
[0016]3、分层复合保温材料性能有助于提高管道寿命：气凝胶具有良好的机械性能，抗压、抗拉、抗裂、柔韧性，抵抗施工外力和冷热交替时的内应力，长期使用不沉降、不变形，使用寿命是传统材料的3
‑
5倍。
[0017]4、分层复合保温降低热损失，提高使用寿命，投入产出性价比高，经济性良好：气凝胶密度低，易施工，容易加工切成任意形状和尺寸，是传统保温材料的1/3
‑
1/5保温厚度，管道保温层减薄率提高空间利用率，节约了外层保温和保护材料，降低管道初投资，降低运输、仓储费用和施工成本，同时，将气凝胶作为基层和聚氨酯复合层结合，使得保温收益实现经济最优化。
[0018]5、无机材料安全环保。气凝胶产品为无机材料构成，不含对人体有害物质，对设备和管道无腐蚀。同时，纳米孔气凝胶与聚氨酯复合绝热制品，降低复合材料密度，提升复合材料隔热性能、防火性能、抗冲击性能。
[0019]6、光纤传感智能化管道。本专利技术将智能光纤传感与气凝胶复合保温管道相结合，实现对管道定位、监测振动、监测漏水的多功能光纤传感。
[0020]7、连续式双机双喷双缠绕的自动化生产流程线：通过双个气凝胶喷涂机、双个聚氨酯喷涂机对应双个气凝胶喷涂线、双个聚氨酯喷涂线和双个聚乙烯外缠绕线，实现连续式、自动化的复合保温管生产，喷涂工艺实现钢管、气凝胶基层、聚氨酯复合层和聚乙烯外护层四位一体，全面提升复合保温管道整体寿命。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.喷涂气凝胶纳米复合保温管道，其特征在于，包括钢管，在所述钢管外层依次设置有气凝胶基层、聚氨酯复合层、聚乙烯外护层；所述聚乙烯基层由纳米级气凝胶浆液制备而成。2.根据权利要求1所述的喷涂气凝胶纳米复合保温管道，其特征在于，所述聚氨酯复合层由纳米级气凝胶和聚氨酯制备而成，所述纳米级气凝胶占所述聚氨酯复合层质量百分比为10
‑
30%。3.根据权利要求2所述的喷涂气凝胶纳米复合保温管道，其特征在于，还包括传感光纤，所述传感光纤沿所述钢管方向设置在所述聚氨酯复合层内，且所述传感光纤抵接所述气凝胶基层和所述聚氨酯复合层的交界处。4.根据权利要求2所述的喷涂气凝胶纳米复合保温管道，其特征在于，还包括传感光纤，所述传感光纤沿所述喷涂气凝胶纳米复合保温管道外土壤平行布置。5.如权利要求1
‑
5所述的喷涂气凝胶纳米复合保温管道的生产装置，其特征在于，所述生产装置依次设置有钢管成品平台、抛丸除锈线、除锈线、吹扫线、钢管中转传输线、第一加热机、气凝胶喷涂二线、气凝胶喷涂一线、第二加热机、聚氨酯复合喷涂二线、聚氨酯复合喷涂一线、保温管中转输送线、聚乙烯外缠绕二线、聚乙烯外缠绕一线、喷淋冷却机、切割机、复合保温管成品传输线、复合保温管成品平台；所述除锈线上设置有除锈机，所述吹扫线上设置有吹扫机，所述气凝胶喷涂二线和所述气凝胶喷涂一线上均设置有气凝胶喷涂机，所述聚氨酯复合喷涂二线和所述聚氨酯复合喷涂一线上均设置有聚氨酯复合喷涂机，所述聚乙烯外缠绕二线和所述聚乙烯外缠绕一线上设置有聚乙烯挤出机。6.根据权利要求5所述的喷涂气凝胶纳米复合保温管道的生产装置，其特征在于，在所述气凝胶喷涂机上设置有自动旋转气凝胶喷枪，所述自动旋转气凝胶喷枪沿着钢管自动匀速旋转喷涂纳米级气凝胶浆液。7.根据权利要求6所述的喷涂气凝胶纳米复合保温管道的生产装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊发，郑忠海，
申请(专利权)人：云能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：