CN105525466B - 试验用碳纤维上浆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种试验用碳纤维上浆工艺装置，其包括纱架、导辊、超声波扩幅装置、上浆槽、吹风装置、红外加热装置、碳纤维收卷装置，碳纤维放置在纱架上，碳纤维由纱架的多个导丝孔出来并依次穿过导辊、超声波扩幅装置、上浆槽、吹风装置、红外加热装置后，在碳纤维收卷装置处收卷成锭，超声波扩幅装置位于上浆槽入口处，上浆槽位于超声波扩幅装置的侧下方，吹风装置位于上浆槽的一端上，红外加热装置位于吹风装置的右端，纤维收卷装置位于红外加热装置的右端。本发明上浆均匀、上浆剂含量高，能有效进行碳纤维上浆试验，降低科研成本。

Description

试验用碳纤维上浆装置
技术领域
本发明涉及一种上浆装置，特别是涉及一种试验用碳纤维上浆装置。
背景技术
碳纤维是一种含碳量为92%以上的高性能纤维材料，它既具有碳材料固有的特性，又兼具纤维的柔软性，是目前发展最快、应用最广泛的高性能纤维材料之一。
碳纤维一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂，金属，陶瓷，混凝土等材料中形成碳纤维复合材料使用。碳纤维增强树脂复合材料是目前应用最广泛的一类，它具有比强度高、比模量高、质量轻、抗疲劳性能好及减振性能优良等诸多优点，被广泛应用于航空航天、汽车、能源、建筑、运动器材等众多领域。在碳纤维制备过程中，一般都需要进行上浆处理，在上浆过程中会出现同一束纤维丝中上浆不均匀、上浆剂含量偏低或偏高等问题，这与浆液粘度，碳纤维在浆液槽中的分散性，以及上浆剂与碳纤维的浸润性等因素有关。而对碳纤维大生产中的上浆槽进行调整不但调整繁琐，还会影响工业化生产，增加科研成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种试验用碳纤维上浆装置，其上浆均匀、上浆剂含量稳定，能有效进行碳纤维上浆试验，降低科研成本。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种试验用碳纤维上浆装置，其特征在于，其包括纱架、导辊、超声波扩幅装置、上浆槽、吹风装置、红外加热装置、碳纤维收卷装置，碳纤维放置在纱架上，碳纤维由纱架的多个导丝孔出来并依次穿过导辊、超声波扩幅装置、上浆槽、吹风装置、红外加热装置后，在碳纤维收卷装置处收卷成锭，超声波扩幅装置位于上浆槽入口处，上浆槽位于超声波扩幅装置的侧下方，吹风装置位于上浆槽的一端上，红外加热装置位于吹风装置的右端，纤维收卷装置位于红外加热装置的右端。
优选地，所述红外加热装置是红外烘箱。
优选地，所述上浆槽包括上浆液循环泵、溢流口、上浆剂贮槽、补充新上浆剂管道，上浆液循环泵安装在上浆槽的底部，溢流口安装在上浆槽的一端上，上浆剂贮槽安装在上浆槽的侧面，补充新上浆剂管道位于上浆剂贮槽的一端上。
本发明的积极进步效果在于：本发明解决了现有的碳纤维大生产中的上浆装置工艺调整繁琐，影响工业化生产的弊端，以及常规上浆装置容易出现的张力不均、绕辊以及上浆过程中容易出现上浆剂含量波动较大等问题。本发明上浆均匀、上浆剂含量稳定，能有效进行碳纤维上浆试验，降低科研成本。
附图说明
图1为本发明试验用碳纤维上浆装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明试验用碳纤维上浆装置包括纱架1、导辊3、超声波扩幅装置4、上浆槽5、吹风装置10、红外加热装置11、碳纤维收卷装置12，碳纤维2放置在纱架1上，碳纤维2由纱架的多个导丝孔出来并依次穿过导辊3、超声波扩幅装置4、上浆槽5、吹风装置10、红外加热装置11后，在碳纤维收卷装置12处收卷成锭，超声波扩幅装置4位于上浆槽5入口处，上浆槽5位于超声波扩幅装置4的侧下方，吹风装置10位于上浆槽5的一端上，红外加热装置11位于吹风装置10的右端，纤维收卷装置12位于红外加热装置11的右端。红外加热装置可以是红外烘箱。
上浆槽5包括上浆液循环泵6、溢流口7、上浆剂贮槽8、补充新上浆剂管道9，上浆液循环泵6安装在上浆槽5的底部，溢流口7安装在上浆槽5的一端上，上浆剂贮槽8安装在上浆槽5的侧面，补充新上浆剂管道9位于上浆剂贮槽8的一端上。
上浆装置可以同时进行六股碳纤维进行上浆试验，碳纤维从纱架出来进入上浆槽前，由超声波扩幅对碳纤维进行扩幅，以实现碳纤维的均匀上浆，在碳纤维出上浆槽处安装了吹气装置，用以吹走过量的上浆剂。另外，在上浆槽的主体位置处，安装了上浆液的溢流循环系统，以保证上浆液浓度的均匀，以及避免上浆剂的浪费。
为了减少碳纤维与导辊的摩擦而产生毛丝和绕辊现象，所有导辊都采用了陶瓷材质。同时本发明对上浆槽外和上浆槽内的导辊间距进行了合理的设计，以避免碳纤维在导辊处因锐角而导致的折断和起毛现象。
在上浆槽后面，本发明设计了红外加热方式以保护特殊的浆液在烘干过程中不会发生性状改变。
在红外加热后面安装了碳纤维卷绕机，完成上浆后可以直接形成收束成锭。
本上浆装置有六组上浆位，可单独或组合使用，让碳纤维在浆液中更加分散以便于浆液的浸润，提高生产效率；上浆前采用了超声波扩幅装置，以保证碳纤维丝束的充分展开，实现均匀上浆，本装置适用于1～48K的所有类型碳纤维，不必更换设备，节约成本；导辊采用陶瓷材质，更好的保护了碳纤维，有效的避免了碳纤维起毛和绕辊现象；上浆槽出口具有吹气装置，用以吹走过量的上浆剂；在上浆槽的主体位置处，安装了上浆液的溢流循环系统，以保证上浆液浓度的均匀，以及避免上浆剂的浪费。上浆后的碳纤维采用了红外加热烘干设备，保证加热温度的均匀性，保护特种浆液在干燥过程中不发生性状改变。
多股碳纤维通过纱架放卷，在导辊的输送下进入上浆槽进行上浆，在超声波扩幅装置处进行超声波扩幅，使丝束充分展开，碳纤维丝束在上浆槽里完成充分浸润上浆，在进入红外烘箱前，由吹气装置将多余的上浆剂吹走，经过烘干后由碳纤维收卷装置进行收卷，完成上浆试验。上浆槽设有上浆液循环泵、上浆剂贮槽和补充新上浆剂管道，用以补充新鲜上浆剂，使带走的和补充的上浆剂量相等，以达到连续上浆和均匀上浆的目的。上浆槽还设有溢流口，以防止上浆剂加料过多时溢出。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种试验用碳纤维上浆装置，其特征在于，其包括纱架、导辊、超声波扩幅装置、上浆槽、吹风装置、红外加热装置、碳纤维收卷装置，碳纤维放置在纱架上，碳纤维由纱架的多个导丝孔出来并依次穿过导辊、超声波扩幅装置、上浆槽、吹风装置、红外加热装置后，在碳纤维收卷装置处收卷成锭，超声波扩幅装置位于上浆槽入口处，上浆槽位于超声波扩幅装置的侧下方，吹风装置位于上浆槽的一端上，红外加热装置位于吹风装置的右端，纤维收卷装置位于红外加热装置的右端，所述红外加热装置是红外烘箱，所述上浆槽包括上浆液循环泵、溢流口、上浆剂贮槽、补充新上浆剂管道，上浆液循环泵安装在上浆槽的底部，溢流口安装在上浆槽的一端上，上浆剂贮槽安装在上浆槽的侧面，补充新上浆剂管道位于上浆剂贮槽的一端上。
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