CN104862796B - 一种气流展纤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气流展纤装置，其包括基板、支撑侧板、钣金立板、楔形侧板、导向杆、支撑杆、压板、通风管和整流网，楔形侧板对称固定在支撑侧板内侧，形成一个上窄下宽的不等截面腔体；若干个支撑杆压在楔形侧板上面，两端通过压板固定在左、右支撑侧板上；导向杆位于前、后钣金立板上部，安装在左、右支撑侧板上。气流由上向下以层流状态流过腔体内部，纤维在吸引气流的作用下弓形弯曲，使长丝沿宽度方向松解而展开。本发明结构简单紧凑、体积小、腔体内部气流紊流成分少、能够根据展纤要求可以调节开口宽度，利用气流将碳纤维展宽展薄，并得到宽度均匀的碳纤维薄片，是一种理想的气流展纤装置。

Description

一种气流展纤装置

技术领域

本发明涉及复合材料展纤加工机械，具体的说是一种碳纤维丝束的气流展纤装置。

背景技术

近年来，纤维增强复合材料得到广泛的应用。为了加大纤维丝与基体的接触面积，增加材料的力学性能，需要将纤维丝束展宽、展薄，得到单位面积质量小、物理性能偏差小的优质材料。现有碳纤维展纤装置以机械碾压为主，同时还出现了超声波振动、机械振动、静电展纤等展纤方法。以上技术通过强力展纤，对丝束造成很大的损伤，同时展开宽度及均匀性得不到保障。气流展纤方法具有对碳纤维的损伤作用小，展纤幅度大，展开宽度均匀等优点，成为一种重要的展纤技术。

相较于其他展纤技术，气流展纤技术在存在巨大优势的同时，也存在许多关键技术有待攻破，如展纤过程中易出现紊流成分，引起纤维丝道的变动，引发展纤质量下降；展纤的均匀性控制困难，展纤器结构设计有待完善。已公开的气流展纤技术中，气流展纤装置往往设计为方形或圆形吸引风洞管，如专利CN1173083C、CN102439206在气流展纤装置中用到的展纤装置容易引起紊流的产生，且装置的结构往往不可调节，容易出现展纤过程的不连续，不适用于多种规格碳纤维的展纤工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、体积小、腔体内部气流紊流成分少、能够根据展纤要求可以调节开口宽度，利用气流将碳纤维展宽展薄，并得到宽度均匀的碳纤维薄片的气流展纤装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种气流展纤装置，其包括基板、支撑侧板、钣金立板、楔形侧板、导向杆、支撑杆、压板、通风管和整流网，其特征在于：所述基板中心位置开有吸引风口并与通风管连接，吸引风口内置整流网，两块支撑侧板分别固定在基板吸引风口左右两侧，前后钣金立板分别卡入支撑侧板的条形卡槽中，基板、支撑侧板和钣金立板围成一个腔体；所述楔形侧板通过螺钉对称固定在支撑侧板内侧，形成一个上窄下宽的不等截面腔体；若干个支撑杆压在楔形侧板上面，两端通过压板固定在左、右支撑侧板上；所述导向杆位于钣金立板上部，安装在左、右支撑侧板上。

本发明所述楔形侧板上部为平板，下部为楔形，楔形侧板中间位置开有螺纹孔，通过螺栓与支撑侧板连接固定。围成的腔体形状为上部横向空间较小，下部横向空间较大。

本发明所述支撑侧板和楔形侧板之间还装夹有开口调节块。可根据需要在在支撑侧板和楔形侧板之间可以夹入不同数量、不同厚度的开口调节块，用于调节腔体左右的距离。

本发明所述基板中心位置的吸引风口为方形或圆形,使得上方腔体与下部通风管路相通。吸引风口的外侧分别开有与支撑侧板连接的侧板安装孔，基板左右边缘位置开有用于定位和固定的基板安装孔，通过胶柄螺丝实现装置的固定。

本发明所述支撑侧板上面开有多个用于安装支撑杆的U型槽，U型槽的底部到基板的距离与楔形侧板的高度相等，所述压板底面设有凹槽，通过凹槽扣合在支撑侧板上，并用螺钉固定。U型槽下方左右对称地开有通孔，用于导向杆的安装、定位。支撑侧板的左右边缘开有条形卡槽，将前后钣金立板卡入，形成用于延展纤维的腔体。

本发明所述导向杆在前、后钣金立板上部各布置有一个，与碳纤维丝束移动方向相垂直。导向杆可绕轴心自由转动，也可设置为固定状态。

本发明采用上述技术方案，形成一个由基板、支撑侧板、钣金立板、楔形侧板、导向杆、支撑杆、压板、通风管和整流网等组成的气流展纤装置。可根据需要，按一定间距布置支撑杆、安装不同数量的开口调节块，腔体内部的容积调整方便。气流由上向下以层流状态流过腔体内部，并当以一定的超喂状态将纤维丝束经过气流展纤装置时，纤维在吸引气流的作用下弓形弯曲，使长丝沿宽度方向松解而展开，得到相互平行且整齐排列的展纤薄片。对照现有技术，本发明结构简单紧凑、体积小、腔体内部气流紊流成分少、能够根据展纤要求可以调节开口宽度，利用气流将碳纤维展宽展薄，并得到宽度均匀的碳纤维薄片，是一种理想的气流展纤装置。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的组成结构示意图。

图2为本发明的组成结构的剖视图。

图3为本发明中楔形侧板的结构示意图。

图4为本发明中支撑侧板的结构示意图。

图5为本发明气流扰动展纤示意图。

附图标记说明：1.基板，101.吸引风口，102.侧板安装孔103.基板安装孔2.胶柄螺丝，3.压板，31.压板紧定螺钉，4.开口调节块，5.楔形侧板，51.螺纹孔，6.导向杆，7.支撑杆，8.支撑侧板，81.圆形孔，82.条形卡槽，83.U型槽，84.顶面螺纹孔，8.导向安装孔，9.钣金立板，10.通风管，11.整流网，12.腔体，13.纤维束。

具体实施方式

从图1中可看出，一种气流展纤装置，其包括基板1、支撑侧板8、钣金立板9、楔形侧板5、导向杆6、支撑杆7、压板3、通风管10和整流网11等。所述基板1中心位置开有吸引风口并与通风管10连接，吸引风口内置整流网11，两块支撑侧板8分别固定在基板1吸引风口左右两侧，前、后钣金立板9分别卡入支撑侧板的条形卡槽82，基板1、支撑侧板8和钣金立板9围成一个腔体12；所述楔形侧板5通过螺钉对称固定在支撑侧板8内侧，形成一个上窄下宽的不等截面腔体；若干个支撑杆7压在楔形侧板上面，两端通过压板3固定在左、右支撑侧板8上；压板3是用压板紧定螺钉31与支撑侧板8上顶面螺纹孔84配合固定的。所述导向杆6位于前、后钣金立板9上部，安装在左、右支撑侧板8上。导向杆6布置于纤维移动方向展纤装置的前后端，将碳纤维丝束输送进入和离开展纤装置；支撑杆7以一定的间隔分布在展纤装置的上部开口处并成一个平面，对纤维带起到支撑作用；整流网11置于展纤装置下方的吸引风口101处。

本发明所述导向杆6在前、后钣金立板9上部各布置有一个，与碳纤维丝束移动方向相垂直。导向杆6表面镀铬处理，导向杆可绕轴心自由转动，也可设置为固定状态。在展纤装置入口处配置有多个按规定间隔排列的小直径支撑杆，支撑杆垂直于流体流动方向排列为一个平面。

本发明所述基板1中心位置的吸引风口101为方形或圆形,使得上方腔体与下部通风管路相通。吸引风口的外侧分别开有与支撑侧板连接的侧板安装孔102，基板左右边缘位置开有用于定位和固定的基板安装孔103，通过胶柄螺丝2实现装置的固定。

从图2、图3、图4中可以看出，本发明所述楔形侧板5上部为平板，下部为楔形，楔形侧板中间位置开有螺纹孔51，通过螺钉与支撑侧板8上的圆形孔81连接固定。围成的腔体形状为上部横向空间较小，下部横向空间较大。楔形侧板5上部形状为高h的平板，下部形状为倾斜角度为α的楔形板，楔形侧板放置于展纤装置的内部，使得腔体12由上至下空间依次增大，气流高速流动时对纤维丝束产生侧向拖拽力，获得更大的延展幅度。

本发明所述支撑侧板5和楔形侧板8之间还装夹有开口调节块4。可根据需要在在支撑侧板和楔形侧板之间可以夹入不同数量、不同厚度的开口调节块，用于调节腔体左右的距离。

从图2中还可看出，在基板1中心的吸引风口101处设有整流网11，减少吸引气流中的涡流和紊流成分，使得吸引气流更加平稳，展纤过程中不易出现加捻。通风管10通过螺钉与基板连接，通过此处的气流为吸引气流，通风管的直径越大越好，可以使得气流稳定流动，减少流阻。

从图1、图4中还可以看出，所述展纤装置的支撑侧板8的左右边缘开有条形卡槽82，将装置前后的钣金立板9卡入，形成用于延展纤维的腔体12。支撑侧板上部开有U型槽83，用于放置支撑杆7，并由压板3压紧。支撑杆7的间隔和数量根据纤维束的规格、长丝的材质及上浆剂的种类进行适当设定。碳纤维丝束13经过展纤装置通风口处时的振动变小，在并置的多个支撑杆之间，在吸引气流下丝束弓形弯曲，产生连续细小的展纤作用，不易出现起毛和断丝，进行更可靠的展纤，提高展纤品质。支撑侧板8侧面还设有圆形孔81和导向安装孔85，顶面上设有顶面螺纹孔84。导向杆6为大直径辊，通过导向安装孔85安装于两个支撑侧板8之间，配置为自由转动状态，在碳纤维长丝材质、纤维束规格、上浆剂种类不同时，导向杆使得纤维束的移动与展纤过程变得平稳，且使得纤维束与导向杆的摩擦得到减轻，不至于产生偏磨损。

从图1中可看出，支撑侧板8的高度高于纤维移动的水平高度，可以使通过展纤装置腔体的气流变的稳定，展纤动作更平稳。在支撑侧板8与楔形侧板5之间，可以通过增减调宽开口调节块4来调节展纤装置上部的口宽度。特别是在多级气流展纤装置中，通过增减开口调节块4数量，设置开口宽度为由上游到下游依次增大。

从图5可以看出，纤维丝束依次绕过支撑杆件7，在绕过支撑杆件时碳纤维上下凹折，纤维之间的粘结力变小。纤维的运动方向与气流的流动方向相垂直，在气流作用下容易被分散而沿宽度方向扩展，纤维最终成平行等间距排列的状态，最后由导向杆6向后输送。通过调节气流量的大小、展纤器的开口宽度、楔形侧板的倾斜角度可以获得不同宽度的展宽碳纤维，展开宽度能够达到原始宽度的3倍以上。

本发明结构简单紧凑、体积小、成本低、腔体宽度调节方便、气体内部流动稳定，可以实现幅宽广、分布均匀的碳纤维展纤操作。

以上参照附图说明了本发明的实施方式，但本发明不限于图示的实施方式。对于图示的实施方式，在与该发明相同的范围内，或在同等的范围内，可以添加各种修正或变形。

Claims (6)

1.一种气流展纤装置，其包括基板、支撑侧板、钣金立板、楔形侧板、导向杆、支撑杆、压板、通风管和整流网，其特征在于：所述基板中心位置开有吸引风口并与通风管连接，吸引风口内置整流网，两块支撑侧板分别固定在基板吸引风口左右两侧，前、后钣金立板分别卡入支撑侧板的条形卡槽中；所述楔形侧板通过螺钉对称固定在支撑侧板内侧，形成一个上窄下宽的不等截面腔体；若干个支撑杆压在楔形侧板上面，两端通过压板固定在左、右支撑侧板上；所述导向杆位于前、后钣金立板上部，安装在左、右支撑侧板上。

2.根据权利要求1所述的气流展纤装置，其特征在于：所述楔形侧板上部为平板，下部为楔形，楔形侧板中间位置开有螺纹孔，通过螺栓与支撑侧板连接固定。

3.根据权利要求1所述的气流展纤装置，其特征在于：所述支撑侧板和楔形侧板之间还装夹有开口调节块。

4.根据权利要求1所述的气流展纤装置，其特征在于：所述基板中心位置的吸引风口为方形或圆形。

5.根据权利要求1所述的气流展纤装置，其特征在于：所述支撑侧板上面开有多个用于安装支撑杆的U型槽，U型槽的底部到基板的距离与楔形侧板的高度相等，所述压板底面设有凹槽，通过凹槽扣合在支撑侧板上，并用螺钉固定。

6.根据权利要求1所述的气流展纤装置，其特征在于：所述导向杆在前、后钣金立板上部各布置有一个，与碳纤维丝束移动方向相垂直。