一种连续纤维浸胶系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种连续纤维浸胶系统，其特征是：包括储胶槽、梯度导流管、浸胶槽、回收槽、真空泵和纤维展开浸胶传动系统，所述储胶槽下通过梯度导流管与浸胶槽连通，浸胶槽下方设有回收槽，所述纤维展开浸胶传动系统穿过浸胶槽设在回收槽的上方，回收槽底部通过回流管与储胶槽连通，储胶槽通过真空管与真空泵连通；所述储胶槽、梯度导流管和浸胶槽的槽壁为双层结构，中间设有多段电阻丝。本实用新型专利技术的胶液储存区与浸胶区分开，通过具有温度梯度的管路连接，并有纤维定位、展开、控胶、张力调节装置。多余的胶液可以回收利用。利用本实用新型专利技术可以使纤维充分浸润，且胶液不会提前凝胶。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维浸胶系统
本专利技术涉及一种浸胶系统，特别是一种连续纤维浸胶系统。
技术介绍
纤维复合材料由于比强度、比模量高，耐腐蚀性能优异，同时具有良好的耐疲劳性能，因此在航空航天、建筑、体育用品等领域得到了广泛应用。纤维复合材料是由连续纤维浸润树脂后通过热压固化而成。在浸润过程中，需要将树脂加热融化，然后将纤维浸润。由于目前所使用的纤维束，是由多根纤维组成，如12K碳纤维包含有12000根碳纤维，因此为了纤维充分浸润，需要树脂具有较低的粘度。由于树脂的粘度随着温度的升高而降低，因此需要将树脂加热到较高温度。但在较高的温度下，树脂会在较短的时间内就发生固化反应而凝胶。因此纤维浸胶时所采用的浸胶系统结构对浸胶效果有关键影响。此外，还需要将纤维有效展开，提高浸透性，并需要设计有浸胶量控制装置，保证胶含量符合要求。目前的浸胶系统，均未设计纤维展开装置，且多数为单空间结构，树脂的储存与纤维浸润在同一容器内，无浸胶量控制装置，而是由纤维通过浸胶槽的速度控制浸胶量，如专利CN102430503等。专利CN202399437虽然将浸胶槽用带孔的钢片分割为两部分，一部分储存胶液，一部分实现纤维浸润，但实际上由于两部分的胶液可以相互流动，因此仍然难以保证树脂在高温下仅停留较短的时间。专利CN202881103设计了一种可自动补液的玻璃纤维浸胶槽，将储胶槽与浸胶槽分开，通过180°弯折的管道连通。该种设计虽然将胶液储存区与浸胶区完全分开，但由于储胶槽为防止树脂胶液固化必然温度较低，胶液的流动性较差，不可能通过180°弯折的管道而流入浸胶槽内。浸胶槽为保证浸胶效果必然温度较高，与储胶槽的温差较大，储胶槽内的胶液进入浸胶槽后，需要经过较长的时间才能达到温度平衡，严重影响浸胶槽内胶液温度的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带有纤维展开装置，可控制浸胶量，并且保证树脂胶液在高温下仅短时间停留的连续纤维浸胶系统。本专利技术的一种连续纤维浸胶系统，是通过以下手段实现的:一种连续纤维浸胶系统，其特征是:包括储胶槽、梯度导流管、浸胶槽、回收槽、真空泵和纤维展开浸胶传动系统，所述储胶槽下通过梯度导流管与浸胶槽连通，浸胶槽下方设有回收槽，所述纤维展开浸胶传动系统穿过浸胶槽设在回收槽的上方，回收槽底部通过回流管与储胶槽连通，储胶槽通过真空管与真空泵连通；所述储胶槽、梯度导流管和浸胶槽的槽壁为双层结构，中间设有多段电阻丝。所述纤维展开浸胶传动系统包括由上向下依次排列的导向辊、展开辊、直辊A、压胶辊对、张力调节辊和直辊B，所述导向辊、展开辊和直辊A设在浸胶槽内部，压胶辊对设在浸胶槽底部。所述导向辊辊面上有一凹槽，所述展开辊辊面为凸弧形，所述压胶辊对为两个，可以轴向相对转动，间隙大小可以调整，所述张力调节辊辊面为凹弧形，弧度与展开辊相同，方向相反。所述真空管出口处设有半透膜，储胶槽上部通过电控阀门C与大气连通；连接储胶槽的真空管、回流管和梯度导流管上分别设有电控阀门A、电控阀门B、电控阀门D，储胶槽、梯度导流管和浸胶槽上分别设有连接温控仪的温度传感器，所述回收槽底部设有压力传感器，所述电控阀门A、电控阀门B、电控阀门C、电控阀门D、温控仪、压力传感器和真空泵分别和电控柜电连接，电控柜接收压力传感器信号，并控制真空泵与各电控阀门电源开关。所述梯度导流管上设有多个温度传感器，使梯度导流管沿长度方向可分段控温。本专利技术的益处是:(I)胶液储存在储胶槽中，与浸胶槽通过管路连通，将储存区与浸胶区分开。储胶槽温度较低，有利于大量胶液的储存；浸胶槽内仅有少量胶液，可减少凝胶，降低胶液粘度，有利于纤维的充分浸润；(2)储胶槽与浸胶槽通过具有温度梯度的梯度导流管连通。靠近储胶槽处，导流管温度接近储胶槽温度；而靠近浸胶槽处，导流管温度接近浸胶槽温度。当胶液从储胶槽中流出，在管路中逐渐被加热，待流到浸胶槽时，已基本与浸胶槽内胶液温度一致，避免浸胶槽内胶液温度发生波动，影响胶液粘度；(3)在浸胶槽内有展开辊。展开辊辊面为凸弧形，当纤维束经过展开辊时，在张力作用下纤维束中的纤维沿辊面向辊两端分散，使得纤维束充分展开，有利于浸胶；(4)纤维通过一对压胶辊中间，通过调节两压胶辊的间隙大小可以控制含胶量，多余的胶液会被压胶辊挤出。此外，通过压胶辊的挤压，可以使胶液更加充分渗透进纤维内部从而提高了浸润程度；(5)压胶辊挤出的胶液、浸胶槽底部渗漏的胶液均通过回收槽进行收集，并通过真空管路利用真空的吸附作用重新流入储胶槽，减少胶液的浪费。此外胶液在回收过程中不直接流经任何泵体，胶液不会产生油污，避免对复合材料性能的影响。【附图说明】下面结合附图对本专利技术进行进一步说明。附图1为本专利技术的一种连续纤维浸胶用浸胶系统结构示意图；附图2为导向辊结构示意图；附图3为展开辊结构示意图；附图4为张力调节辊结构示意图；附图5为展开辊工作原理示意图图中:I真空泵，2真空管，3电控阀门A，4半透膜，5储胶槽，6电阻丝，7电控阀门B，8回流管，9导向辊，10展开辊，11直辊A，12张力调节辊，13直辊B，14连续纤维，15回收槽，16压力传感器，17压胶棍，18温控仪，19浸胶槽，20梯度导流管，21温度传感器，22电控阀门C，23电控阀门D，24树脂胶液，25电控柜。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】，对本专利技术做进一步说明。如图1所示，附图为一种连续纤维浸胶系统，其特征是:包括储胶槽5、梯度导流管20、浸胶槽19、回收槽15、真空泵I和纤维展开浸胶传动系统，所述储胶槽5下通过梯度导流管20与浸胶槽19连通，浸胶槽19下方设有回收槽15，所述纤维展开浸胶传动系统穿过浸胶槽19设在回收槽15的上方，回收槽15底部通过回流管8与储胶槽5连通，储胶槽5通过真空管2与真空泵I连通；所述储胶槽5、梯度导流管20和浸胶槽19的槽壁为双层结构，中间设有多段电阻丝6 ;所述真空管2出口处设有半透膜4，防止胶液进入真空泵I内，储胶槽5上部通过电控阀门C22与大气连通；连接储胶槽5的真空管2、回流管8和梯度导流管20上分别设有电控阀门A3、电控阀门B7、电控阀门D23，储胶槽5、梯度导流管20和浸胶槽19上分别设有连接温控仪18的温度传感器21，所述回收槽15底部设有压力传感器16，所述电控阀门A3、电控阀门B7、电控阀门C22、电控阀门D23、温控仪18、压力传感器16和真空泵I分别和电控柜25电连接，电控柜25接收压力传感器信号16，并控制真空泵I与各电控阀门电源开关。所述梯度导流管20上设有多个温度传感器21，使梯度导流管20沿长度方向可分段控温。回收槽15位于张力调节辊12下方，为敞开式结构，收集多余的胶液。所述纤维展开浸胶传动系统包括由上向下依次排列的导向辊9、展开辊10、直辊Al 1、压胶辊对17、张力调节辊12和直辊B13，所述导向辊9、展开辊10和直辊Al I设在浸胶槽19内部，压胶辊对17设在浸胶槽19底部。如附图2-4所示，所述导向辊9辊面上有一凹槽，纤维通过凹槽进入浸胶槽19，对纤维进行定位。所述展开辊10辊面为凸弧形，所述压胶辊对17为两个，可以轴向相对转动，间隙大小可以调整。所述张力调节辊12位于浸胶槽19下方，可以轴向相对转动，如图4所示，辊面为凹弧形，弧度与展开辊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续纤维浸胶系统，其特征是：包括储胶槽（5）、梯度导流管（20）、浸胶槽（19）、回收槽（15）、真空泵（1）和纤维展开浸胶传动系统，所述储胶槽（5）下通过梯度导流管（20）与浸胶槽（19）连通，浸胶槽（19）下方设有回收槽（15），所述纤维展开浸胶传动系统穿过浸胶槽（19）设在回收槽（15）的上方，回收槽（15）底部通过回流管（8）与储胶槽（5）连通，储胶槽（5）通过真空管（2）与真空泵（1）连通；所述储胶槽（5）、梯度导流管（20）和浸胶槽（19）的槽壁为双层结构，中间设有多段电阻丝（6）。

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维浸胶系统，其特征是:包括储胶槽(5)、梯度导流管(20)、浸胶槽(19)、回收槽(15)、真空泵(I)和纤维展开浸胶传动系统，所述储胶槽(5)下通过梯度导流管(20)与浸胶槽(19)连通，浸胶槽(19)下方设有回收槽(15)，所述纤维展开浸胶传动系统穿过浸胶槽(19)设在回收槽(15)的上方，回收槽(15)底部通过回流管(8)与储胶槽(5)连通，储胶槽(5 )通过真空管(2 )与真空泵(I)连通；所述储胶槽(5 )、梯度导流管(20 )和浸胶槽(19)的槽壁为双层结构，中间设有多段电阻丝(6)。2.根据权利要求1所述的一种连续纤维浸胶系统，其特征是:所述纤维展开浸胶传动系统包括由上向下依次排列的导向辊(9)、展开辊(10)、直辊A( 11)、压胶辊对(17)、张力调节辊(12)和直辊B (13)，所述导向辊(9)、展开辊(10)和直辊A (11)设在浸胶槽(19)内部，压胶辊对(17)设在浸胶槽(19 )底部。3.根据权利要求2所述的一种连续纤维浸胶系统，其特征是:所述导向辊(9)辊面上有一凹槽，所述展开辊(10)辊面为凸弧形，所述压胶辊对(17)为两...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞志良，杨小兵，李秀平，卞志勇，龙国荣，孟庆华，李胜业，
申请(专利权)人：泰山体育产业集团有限公司，山东泰山瑞豹复合材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：