一种纤维合并扩展设备制造技术

本发明专利技术提供一种纤维合并扩展设备，所述纤维合并扩展设备用于实现将N锭纤维纱束展宽之后收卷为M卷纱卷，其中，N为大于M的正整数，M为大于或等于1的正整数。本发明专利技术所提供的纤维合并扩展设备能够将多锭纤维丝束同时展宽后合并收卷为一体，不仅大大减小了展宽及收卷的工作难度和工作量，而且减少了后续复合工艺中形成的拼接缝数量，有效提高产品质量和合格率，降低生产成本。

Fiber combination expansion device

The present invention provides a fiber with expansion equipment, the fiber with extension equipment for the realization of the N spindle fiber yarn winding beam broadening M winding coil, wherein N is a positive integer greater than M, M is greater than or equal to the positive integer 1. With fiber provided by the invention can be extended equipment for multi spindle fiber tow and broadened with rolling as a whole, not only greatly reduces the difficulty of the work of broadening and winding and workload, but also reduces the formation of composite technology in subsequent stitching seam quantity, effectively improve product quality and yield, reduce the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维合并扩展设备
本专利技术涉及纤维生产及再加工
，尤其涉及纤维扩展

技术介绍
目前，用于先进复合材料中的增强纤维主要是碳纤维，为了实现低价格化而增多碳纤维集束根数(大丝束纤维)，但是大丝束碳纤维存在随着纤维束根数增多而发生纤维的曲折扭结等现象，并且树脂集体不容易浸润到大丝束纤维束内部，单丝间容易产生孔隙，容易造成纤维相和树脂相的富集与分离等缺陷，同时会随着丝束直径增加，纤维的屈曲形态影响纤维强度在织物中的发挥。对纤维束进行扩展能够避免纤维强度的损失，在经编轴向织物与缝编织物中，通过展纤可使纱线平整，从而整体提高织物的外观效果与力学性能，更好的满足结构设计的要求。现有的纤维展宽设备采用单锭放纱、单锭收盘，而且每盘的收卷长度仅几百米，导致在下游生产的产品有多个拼接缝，很难形成无缝拼接，并且还需要频繁更换纱盘，严重影响生产效率和产能，对产品的质量产生很多不确定因素。另外，碳纤维丝收卷后再次打开进行使用或者二次加工时，会出现层与层之间的碳纤维丝粘连现象，不仅影响使用以及生产效率，甚至还会影响产品质量以及造成碳纤维丝的浪费。放纱是纤维原丝展宽的前奏步骤，对纤维原丝的展宽效果和展宽后的纤维质量起到至关重要的作用。由于我司使用的纤维丝要求为无捻的，若在生产过程中发生翻转，会严重影响展宽纤维的质量。现有的纤维丝定位方式是采用简单的型材螺母将引导小轴进行定位，容易发生小角度倾斜，从而对产品的质量造成影响。另外，现有的纱筒张紧结构，每个纱筒使用两个西式滑差环，设备的成本较高。纤维展宽是将一定宽度的纤维丝束展宽到原来宽度的1.5～6倍左右，而纤维丝束中的单根纤维丝很细、其直径为微米级，在展宽过程中不可避免地会有一定程度的损伤、甚至伴随断丝现象。断裂后的纤维短丝(称为毛丝)会残留在液体槽内，并随着液体而流向槽口，容易堵塞槽口，影响循环；另外有些毛丝在丝束经过时会附着在展宽的丝束上，与丝束一同被收卷，影响产品质量。现在通常采用的解决方式是依靠液位差使毛丝随着液体自然的排出槽体外，但是由于槽口的设计限制，流量并不大，使得积聚在液体槽底的毛丝很难随着液体一起流动。现有的过滤装置使用简单过滤网进行过滤，这对断裂的毛丝有一定的作用，但由于滤网本身结构的限制，作用并不明显，而且毛丝粘连在滤网上清洁困难。另外，现有的液体槽主要依靠人工观察液位的高低来进行注水或放水，很难维持两者的平衡，而且无法实现液体的实时流动，毛丝更容易在液体槽底集聚。原有的牵引轴辊上下左右的分布间距不利于展宽生产，而牵引轴辊的直径尺寸对碳纤维丝的展宽作用不大；并且原有设备中的轴辊极易发生缠纱，使碳纤维丝束损伤严重；另一方面，碳纤维丝展宽后出水海绵辊利用气缸提供压力，这对海绵辊的质量要求较高，而且压力控制不便。原有设备中的干燥装置是使用线圈加热，利用一个直径为600mm的辊筒对碳纤维丝进行单面加热，丝束受热不均匀，对丝束表面的损伤较大，而且加热温度与表面探测温度存在一定的差异，导致实际加热温度难以控制，对产品质量造成较大影响。另外，现有的碳纤维丝束扩展技术中，碾压法、气流法、超声波法等，在纤维丝束展宽后都是单盘进行收丝，而且收丝长度受限，为后续复合预浸料的工艺带来诸多不便，例如需要频繁更换收丝盘、原材料浪费严重、产品拼接缝多等；从而导致预浸料生产效率和产能低、产品质量无法明显提高、产品合格率低，而且生产成本居高不下。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上面描述的问题。本专利技术的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的纤维合并扩展设备。具体地，本专利技术提供能够解决生产超薄预浸料时纱锭数量多、预浸料拼接缝多、外观缺陷大、产品合格率低等问题的纤维合并扩展设备。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种纤维合并扩展设备，所述纤维合并扩展设备用于实现将N锭纤维纱束展宽之后收卷为M卷纱卷，其中，N为大于M的正整数，M为大于或等于1的正整数。其中，所述纤维合并扩展设备包括放纱装置、扩展装置和合并收卷装置，其中，所述放纱装置与所述扩展装置的第一端相邻设置，所述放纱装置可同时放置N锭纤维纱束；在所述扩展装置的第一端的相邻纤维纱束的边缘之间的距离小于或等于所述扩展装置的扩展宽度；所述合并收卷装置与所述扩展装置的第二端相邻设置，所述合并收卷装置包括M个并列设置的合并收卷轴；所述扩展装置包括扩展槽、超声波发生器和牵引辊组，所述超声波发生器按照矩阵排列方式分布在所述扩展槽的内壁和/或底部，所述牵引辊组与所述扩展槽的内壁固定连接；其中，所述超声波发生器发出的超声波频率为30～315MHZ。其中，所述合并收卷装置还包括机架、收卷电机、衬纸轴和纠偏控制器，其中，所述合并收卷轴设置在所述机架的第一端，所述收卷电机与所述合并收卷轴传动连接，所述衬纸轴设置在所述机架的第二端，且所述衬纸轴上的衬纸绕过所述机架缠绕在所述合并收卷轴上，所述纠偏控制器与所述机架传动连接。其中，所述纠偏控制器包括红外探测器、微调电机和传动轨道，所述红外探测器固定在所述机架上，且位于所述机架的侧部，所述微调电机与所述红外探测器电连接、与所述传动轨道传动连接，所述传动轨道与所述机架的底部传动连接。其中，所述合并收卷装置还包括张力检测器、第一上撑轴、第二上撑轴、第三上撑轴、第一下压轴和第二下压轴，其中，所述张力检测器与所述机架的顶部固定连接，所述第一上撑轴设置在所述机架的第一端，所述第二上撑轴的底座与所述张力检测器固定连接，所述第三上撑轴设置在所述机架的第二端；所述第一下压轴位于所述第一上撑轴和所述第二上撑轴之间，且所述第一下压轴的底部低于或者外切于所述第一上撑轴的顶部和所述第二上撑轴的顶部的公切线；所述第二下压轴位于所述第二上撑轴和所述第三上撑轴之间，且所述第二下压轴的底部低于或者外切于所述第二上撑轴的顶部与所述第三上撑轴的顶部的公切线。其中，所述扩展装置还包括体外过滤装置，所述体外过滤装置包括过滤罐和设置在所述过滤罐内的过滤体，还包括第一水泵和水箱，其中，所述过滤罐的顶部入口低于所述扩展槽的底部出口设置，且所述过滤罐的顶部入口与所述扩展槽的底部出口相连通，所述过滤罐的底部出口与所述水箱的入口相连通，所述水箱的出口与所述第一水泵的入口相连通，所述第一水泵的出口与所述扩展槽的入口相连通；所述过滤体包括过滤网和支撑架，所述支撑架为桶状结构，且所述支撑架的边缘嵌设在所述过滤罐的内部，所述过滤网铺设在所述支撑架上。其中，所述过滤体还包括衬层，所述衬层为网状结构，且与所述支撑架的形状相同；所述衬层与所述支撑架固定连接，且所述过滤网设置在所述衬层与所述支撑架之间；所述支撑架为网状结构，且所述衬层的网孔与所述支撑架的网孔交错设置。其中，所述扩展槽的出料端设置有按压辊和按压结构，所述按压结构包括连接板、固定块和调节杆；其中，所述连接板的第一端与所述扩展槽铰接，所述连接板的第二端与所述按压辊铰接；所述固定块固定在所述连接板上，所述调节杆与所述固定块传动连接，且所述调节杆的第一端抵在所述扩展槽上。其中，纤维合并扩展设备还包括干燥装置，所述干燥装置设置在所述扩展装置的第二端与所述合并收卷装置之间；所述干燥装置包括第一干燥辊组和第二干燥辊组，所述第一干燥辊组设置在所述第二干燥辊组的上方。其中，所述第一干燥辊组包括至少两个第一干燥辊，所述第二干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维合并扩展设备，其特征在于，所述纤维合并扩展设备用于实现将N锭纤维纱束展宽之后收卷为M卷纱卷，其中，N为大于M的正整数，M为大于或等于1的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种纤维合并扩展设备，其特征在于，所述纤维合并扩展设备用于实现将N锭纤维纱束展宽之后收卷为M卷纱卷，其中，N为大于M的正整数，M为大于或等于1的正整数。2.如权利要求1所述的纤维合并扩展设备，其特征在于，所述纤维合并扩展设备包括放纱装置(1)、扩展装置(2)和合并收卷装置(3)，其中，所述放纱装置(1)与所述扩展装置(2)的第一端相邻设置，所述放纱装置(1)可同时放置N锭纤维纱束；在所述扩展装置(2)的第一端的相邻纤维纱束的边缘之间的距离小于或等于所述扩展装置(2)的扩展宽度；所述合并收卷装置(3)与所述扩展装置(2)的第二端相邻设置，所述合并收卷装置(3)包括M个并列设置的合并收卷轴(30)；所述扩展装置(2)包括扩展槽(21)、超声波发生器(22)和牵引辊组(23)，所述超声波发生器(22)按照矩阵排列方式分布在所述扩展槽(21)的内壁和/或底部，所述牵引辊组(23)与所述扩展槽(21)的内壁固定连接；其中，所述超声波发生器(22)发出的超声波频率为30～315MHZ。3.如权利要求2所述的纤维合并扩展设备，其特征在于，所述合并收卷装置(3)还包括机架(31)、收卷电机(32)、衬纸轴(33)和纠偏控制器(34)，其中，所述合并收卷轴(30)设置在所述机架(31)的第一端，所述收卷电机(32)与所述合并收卷轴(30)传动连接，所述衬纸轴(33)设置在所述机架(31)的第二端，且所述衬纸轴(33)上的衬纸绕过所述机架(31)缠绕在所述合并收卷轴(30)上，所述纠偏控制器(34)与所述机架(31)传动连接。4.如权利要求3所述的纤维合并扩展设备，其特征在于，所述纠偏控制器(34)包括红外探测器(341)、微调电机和传动轨道(342)，所述红外探测器(341)固定在所述机架(31)上，且位于所述机架(31)的侧部，所述微调电机与所述红外探测器(341)电连接、与所述传动轨道(342)传动连接，所述传动轨道(342)与所述机架(31)的底部传动连接。5.如权利要求3所述的纤维合并扩展设备，其特征在于，所述合并收卷装置(3)还包括张力检测器(35)、第一上撑轴(311)、第二上撑轴(312)、第三上撑轴(313)、第一下压轴(314)和第二下压轴(315)，其中，所述张力检测器(35)与所述机架(31)的顶部固定连接，所述第一上撑轴(311)设置在所述机架(31)的第一端，所述第二上撑轴(312)的底座与所述张力检测器(35)固定连接，所述第三上撑轴(313)设置在所述机架(31)的第二端；所述第一下压轴(314)位于所述第一上撑轴(311)和所述第二上撑轴(312)之间，且所述第一下压轴(314)的底部低于或者外切于所述第一上撑轴(311)的顶部和所述第二上撑轴(312)的顶部的公切线；所述第二下压轴(315)位于所述第二上撑轴(312)和所述第三上撑轴(313)之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁乐家，善永利，杨长海，王金厚，季兵，张东革，
申请(专利权)人：天津昂林贸烽高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12