【技术实现步骤摘要】
用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置
[0001]本专利技术属于机械
，具体涉及一种用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置。
技术介绍
[0002]功能性柔性碳纤维导电布（以下简称碳布）可广泛应用于燃料电池、医疗装备、军事、航天甚至建筑等领域，碳布生产除三维编织外，还可通过在底布上涂布含短切碳纤维的液体来得到。
[0003]以当前蓬勃发展的氢燃料电池技术为例，制造氢燃料电池过程中，所需的电池电堆由催化剂层、质子交换膜、气体扩散层、双极板构成，其中，气体扩散层在电池中不仅起着支撑催化剂层、稳定电极结构的作用，还具备为电极反应提供气体通道、电子通道和排水通道的多种功能，气体扩散层采用碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布及炭黑纸等制作，采用较短的碳纤维为原料的非织造布或碳纤维纸具有较好的气体分布和通过性、导电性，相对于采用碳纤维编织布制作的气体扩散层，在成本和部分性能上具有一定的优势。
[0004]采用较短的碳纤维生产碳布的过程中，一般是采用液体将碳纤维分散并均布形成含碳纤维的浆液，经过不断的搅拌，碳纤维被充分混匀，其中的成团、粘结现象也大大减少，然后再将浆液均匀涂布于底布上进行下一步的加工。
[0005]我们发现，当碳布中碳纤维的朝向具有较高的一致性时，不仅具有较好的气体分布和通过性、导电性，在整体强度上也有较好表现。但是，如不经特别处理，碳布中碳纤维的朝向整体是无序的。
[0006]有鉴于此，有必要提供一种能够对生产原料浆液进行预处理，使产品中的碳纤维朝向具有较好的一致性的生产装置。>
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种能够对浆液中碳纤维朝向进行预处理的生产装置。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置，所述浆液为用于生产碳布的含大量短切碳纤维的混合流体，包括储浆罐、导流板和送料辊，储浆罐设于导流板一侧上方，送料辊设于导流板另一侧，储浆罐用于储存并释放浆液到导流板上，送料辊用于输送底布，浆液在储浆罐内被不断搅拌，经储浆罐的出液嘴流出后在导流板上向送料辊流动，遇到旋转的送料辊后，浆液被涂布在底布上并向上移动；导流板为上表面为倾斜的光洁面，导流板的近储浆罐一端高于另一端；储浆罐的出液嘴下缘与导流板的距离不大于10mm，导流板端部与送料辊的距离不大于3mm；所述出液嘴包括梳理部和出口部，梳理部连接储浆罐和出口部，从梳理部向出口部口径逐渐收缩，梳理部内壁上下两侧设有一对转动方向相反的梳理辊，梳理辊表面均匀设有若干垂直于梳理辊表面的针状凸起，针状凸起的高度为10
‑
20mm；梳理辊在浆液的推动下转动或在驱动装置的带动下转动；
所述浆液中碳纤维的朝向在流出出液嘴时，在导流板上运动过程中，以及在导流板衔接处挂上底布的瞬间被逐步调整，使最终成型的碳布中有更多的碳纤维朝向趋于一致，即平行或接近平行于碳布的长度方向。
[0009]优选地，所述梳理辊表面的针状凸起分为若干排，每排针状凸起包含多个间距为20
‑
40mm的针状凸起；一对梳理辊的间距不小于针状凸起高度的2倍。
[0010]优选地，所述梳理辊在浆液的推动下转动时，梳理辊带有阻尼，使梳理辊上针状凸起的线速度小于针状凸起附近的浆液流速。
[0011]优选地，所述梳理辊在驱动装置的带动下转动时，梳理辊上针状凸起的线速度大于针状凸起附近的浆液流速。
[0012]优选地，所述浆液中碳纤维的长度为20
‑
40mm；浆液中包含20
‑
30%的碳纤维和70
‑
80%的酚醛树脂。
[0013]优选地，所述导流板与水平面的夹角为20
‑
45
°
。
[0014]优选地，所述浆液的流出方向与导流板上表面呈0
‑
15
°
夹角。
[0015]优选地，所述储浆罐的近出液嘴处设有震荡发生装置。
[0016]本专利技术的用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置，通过在出液嘴中设置梳理辊，同时对于碳纤维长度、在浆液中的浓度进行优化，以及对储浆罐、导流板和送料辊间相对位置的调整，使浆液中碳纤维的朝向在流出出液嘴时，在导流板上运动过程中，以及在导流板衔接处挂上底布的瞬间被逐步调整，使最终成型的碳布中有更多的碳纤维朝向趋于一致；无需复杂的机械结构和生产工艺，能以较低的成本和相对简单的预处理工艺，实现大规模连续生产质量更高的碳布产品。
附图说明
[0017]图1为一种用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置的结构示意图，其中，箭头示出了浆液的流动方向。
[0018]图中标号为：1、储浆罐，2、导流板，3、送料辊，4、底布，5、浆液，6、出液嘴，61、梳理部，62、出口部，7、梳理辊，8、针状凸起。
具体实施方式
[0019]下面通过实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0020]应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
[0021]如图1所示，一种用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置，所述浆液5为用于生产碳布的含大量短切碳纤维的混合流体，包括储浆罐1、导流板2和送料辊3，储浆罐设于导流板一侧上方，送料辊设于导流板另一侧，储浆罐用于储存并释放浆液到导流板上，送料辊用于输送底布4，浆液5在储浆罐1内被不断搅拌，经储浆罐的出液嘴6流出后在导流板2上向送料辊3流动，遇到旋转的送料辊3后，浆液被涂布在底布4上并向上移动；导流板2为上表面为
倾斜的光洁面，导流板的近储浆罐一端高于另一端；储浆罐的出液嘴下缘与导流板的距离不大于10mm，导流板端部与送料辊的距离不大于3mm；处于合适粘度的浆液5在流动时，其中的碳纤维在各种因素的作用下，碳纤维的朝向有趋近于浆液流动方向的趋势；碳纤维在从导流板迁徙到旋转的送料辊上时，往往时碳纤维的一端先碰到送料辊并被裹挟上移，此过程中碳纤维的朝向进一步被调整，与底布的长度方向更加接近于平行。
[0022]所述出液嘴6包括梳理部61和出口部62，梳理部连接储浆罐和出口部，从梳理部向出口部口径逐渐收缩，梳理部61内壁上下两侧设有一对转动方向相反的梳理辊7，梳理辊7表面均匀设有若干垂直于梳理辊表面的针状凸起8，针状凸起的高度为10
‑
20mm；本实施例中，梳理辊7在浆液的推动下转动；所述浆液5中碳纤维的朝向在流出出液嘴时，在导流板上运动过程中，以及在导流板衔接处挂上底布的瞬间被逐步调整，使最终成型的碳布中有更多的碳纤维朝向趋于一致，即平行或接近平行于碳布的长度方向。
[0023]所述梳理辊7表面的针状凸起8分为若干排，每排针状凸起包含多个间距为20
‑
40mm的针状凸起；一对梳理辊的间距不小于针状凸起高度的2倍，即两个梳理辊的针状凸起不存在交叉，以防止碳纤维被弯折或堆积。
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置，所述浆液为用于生产碳布的含大量短切碳纤维的混合流体，其特征在于：包括储浆罐、导流板和送料辊，储浆罐设于导流板一侧上方，送料辊设于导流板另一侧，储浆罐用于储存并释放浆液到导流板上，送料辊用于输送底布，浆液在储浆罐内被不断搅拌，经储浆罐的出液嘴流出后在导流板上向送料辊流动，遇到旋转的送料辊后，浆液被涂布在底布上并向上移动；导流板为上表面为倾斜的光洁面，导流板的近储浆罐一端高于另一端；储浆罐的出液嘴下缘与导流板的距离不大于10mm，导流板端部与送料辊的距离不大于3mm；所述出液嘴包括梳理部和出口部，梳理部连接储浆罐和出口部，从梳理部向出口部口径逐渐收缩，梳理部内壁上下两侧设有一对转动方向相反的梳理辊，梳理辊表面均匀设有若干垂直于梳理辊表面的针状凸起，针状凸起的高度为10
‑
20mm；梳理辊在浆液的推动下转动或在驱动装置的带动下转动；所述浆液中碳纤维的朝向在流出出液嘴时，在导流板上运动过程中，以及在导流板衔接处挂上底布的瞬间被逐步调整，使最终成型的碳布中有更多的碳纤维朝向趋于一致，即平行或接近平行于碳布的长度方向。2.根据权利要求1所述的用于调整碳纤维朝向的浆液预处理装置，其特征在于，所述梳理辊表面的针状凸起分为若干排，每排针状凸起包含多个间距为20
...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚卫丰，褚慎，
申请(专利权)人：江苏碳丰氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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