CN108819429B - 光固化复合材料真空浸涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合材料加工技术领域，是一种光固化复合材料真空浸涂装置，其包括抽真空设备、复合收卷生产线、封闭的浸涂仓以及将复合层依序导向送入浸涂仓浸涂再送至复合收卷生产线的导向轮组。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过将复合材料的浸涂工序置于密闭的浸涂仓中，并在浸涂过程中，对浸涂仓内抽真空，使跟随复合层进入浸涂仓的空气被抽出，使叠加的材料之间完全充满光固化胶，使叠加的材料之间粘结的更加紧密，由此保证复合材料产品质量；并通过将挤胶辊设置在浸涂仓内，浸涂后的复合层垂直通过挤胶辊，多余的光固化胶自然流入到浸涂仓内，减少了收集余胶的麻烦；另外，保证的能耗较低。

Description

光固化复合材料真空浸涂装置

技术领域

本发明涉及复合材料加工技术领域，是一种光固化复合材料真空浸涂装置。

背景技术

复合材料是通过将不同或相同材料叠加而得，主要用于防护、防腐等结构性加强修复领域，其通过控制材料的叠加层数以满足复合材料产品厚度的需求，其通过粘接将叠加材料固定为一个整体。

目前，复合材料的粘结一般采用涂布技术，其生产设备结构比较复杂，制造成本高。而光固化技术是近十年发展起来的新技术，其采用光固化胶对复合材料进行粘接，其通过将叠加而成的复合材料送入装有光固化胶的罐内并将材料浸没在光固化胶中浸涂光固化胶，以达到固结复合材料的目的。然而在浸涂过程中，相互叠加材料之间夹带部分空气一同浸入光固化胶中，由于空气的存在，使光固化胶不能完全覆盖叠加材料之间的粘接面，使复合材料粘结不牢固，会影响复合材料产品质量。

发明内容

本发明提供了一种光固化复合材料真空浸涂装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决使用现有复合材料粘结工艺时，由于材料粘接面存在空气，导致粘结不牢固的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种光固化复合材料真空浸涂装置，包括抽真空设备、复合收卷生产线、封闭的浸涂仓以及将复合层依序导向送入浸涂仓浸涂再送至复合收卷生产线的导向轮组，在浸涂仓顶部自左而右设置有浸涂入口和浸涂出口，与浸涂出口上下对应的浸涂仓设置有至少一组能控制复合层浸涂厚度的挤胶辊，在浸涂入口处固定安装有能使复合层通过并密封浸涂入口的密封件，在浸涂出口处固定安装有能使复合层通过并密封浸涂出口的密封件；浸涂仓的顶部与抽真空设备通过管线连通。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述抽真空设备采用真空泵，浸涂仓顶部与真空泵之间连通有抽真空管线，在抽真空管线上串接有真空度表和真空度控制阀，在浸涂仓上设置有能探测浸涂仓内真空度的真空探头。

上述还包括光固化胶储罐，光固化胶储罐的底部出口与浸涂仓之间连通有加料管线，在加料管线上串接有加料控制阀，在浸涂仓上设置有液位计或液位探测器；或/和，浸涂入口和浸涂出口的左右向纵向截面均呈T型，密封件采用密封条，浸涂入口处的密封条固定安装在浸涂入口的上部横向段内，浸涂出口处的密封条固定安装在浸涂出口的上部横向段内，浸涂入口和浸涂出口处的密封条之间分别形成能使复合层通过的方孔。

上述导向轮组包括复合导向轮组、入口导向轮、浸涂导向轮组和复合层支撑导向轮组，在与浸涂入口上下对应的浸涂仓上方设置有入口导向轮，在入口导向轮左方设置有复合导向轮组，复合导向轮组包括两个上下对应的复合导向轮，在上下对应的两个复合导向轮之间形成能导引复合层行进的限位间隙，下侧的复合导向轮与入口导向轮左右对应；浸涂导向轮组设置在浸涂仓内，浸涂导向轮组包括两个左右平行的浸涂导向轮，左侧的浸涂导向轮与浸涂入口上下对应；每组挤胶辊包括两个左右平行的挤胶辊，在左右平行的两个挤胶辊之间形成能控制复合层浸涂厚度的挤胶间隙，左侧的挤胶辊与其下方的右侧浸涂导向轮上下对应；复合层支撑导向轮组包括两个左右平行的复合层支撑导向轮，左侧的复合层支撑导向轮与右侧的挤胶辊上下对应。

上述复合收卷生产线包括传送带输送机和收卷机，传送带输送机位于浸涂仓的右方，收卷机位于传送带输送机的传送面右方；沿着传送带输送机的传送方向，在传送面的上方依序设置有能将浸涂后的复合层引导至传送面上的含胶复合层导向轮和能将防紫外膜引导至复合层顶面的防紫外膜导向轮，在传送面的左侧设置有至少一个能将塑料薄膜引导至复合层底面的薄膜导向轮，在防紫外膜导向轮右侧的传送面上方设置有至少一个压辊，在压辊与传送面之间设置有能将防紫外膜和塑料薄膜分别压紧在复合层顶面和底面的碾压间隙；复合层支撑导向轮设置在含胶复合层导向轮上方，右侧的复合层支撑导向轮与含胶复合层导向轮上下对应。

上述传送带输送机右方与收卷机左方之间设置有能控制复合层收卷长度的剪切机。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过将复合材料的浸涂工序置于密闭的浸涂仓中，并在浸涂过程中，通过抽真空设备对浸涂仓内抽真空，使跟随复合层进入浸涂仓的空气被抽出，使复合层内的相互叠加材料之间完全充满光固化胶，使叠加的材料之间粘结的更加紧密，由此保证复合材料产品质量；并通过将挤胶辊设置在浸涂仓内，浸涂后的复合层垂直通过挤胶辊，多余的光固化胶自然流入到浸涂仓内，减少了收集余胶的麻烦；另外，保证的能耗较低。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为浸涂仓，2为浸涂入口，3为浸涂出口，4为入口导向轮，5为复合导向轮，6为浸涂导向轮，7为挤胶辊，8为真空泵，9为抽真空管线，10为真空度表，11为真空度控制阀，12为光固化胶储罐，13为加料管线，14为加料控制阀，15为液位计，16为传送带输送机，17为收卷机，18为防紫外膜，19为塑料薄膜，20为含胶复合层导向轮，21为防紫外膜导向轮，22为薄膜导向轮，23为压辊，24为复合层支撑导向轮，25为剪切机，26为纤维卷材一，27为纤维卷材二，28为纤维卷材三，29为复合层。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该光固化复合材料真空浸涂装置包括抽真空设备、复合收卷生产线、封闭的浸涂仓1以及将复合层29依序导向送入浸涂仓1浸涂再送至复合收卷生产线的导向轮组，在浸涂仓1顶部自左而右设置有浸涂入口2和浸涂出口3，与浸涂出口3上下对应的浸涂仓1设置有至少一组能控制复合层29浸涂厚度的挤胶辊7，在浸涂入口2处固定安装有能使复合层29通过并密封浸涂入口2的密封件，在浸涂出口3处固定安装有能使复合层29通过并密封浸涂出口3的密封件；浸涂仓1的顶部与抽真空设备通过管线连通。

本装置通过将复合材料的浸涂工序置于密闭的浸涂仓1中，并在浸涂过程中，通过抽真空设备对浸涂仓1内抽真空，使跟随复合层29进入浸涂仓1的空气被抽出，使复合层29内的相互叠加材料之间完全充满光固化胶，使叠加的材料之间粘结的更加紧密，由此保证复合材料产品质量；并通过将挤胶辊7设置在浸涂仓1内，浸涂后的复合层29垂直通过挤胶辊7，多余的光固化胶自然流入到浸涂仓1内，减少了收集余胶的麻烦。

浸涂胶量通过挤胶辊7之间的挤胶间隙来控制，当复合层29的浸涂胶量较多时，缩短两个挤胶辊7之间的距离，反之则增加两挤胶辊7之间的距离，一般情况下，其两挤胶辊7之间的距离为1 mm至5 mm。

通过在涂入口2和浸涂出口3设置密封件，在保证复合层29进出浸涂仓1的前提下，保持抽真空设备的抽真空效果。

复合收卷生产线可以是现有完成复合材料后续诸如收卷等工序的设备及组合。

浸涂过程为密闭体系，光固化胶挥发量少，减少环境污染。

待复合材料可以为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、维纶纤维中的一种或多种组合。

光固化胶为现有公知技术中的光固化胶。

可根据实际需要，对上述光固化复合材料真空浸涂装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，抽真空设备采用真空泵8，浸涂仓1顶部与真空泵8之间连通有抽真空管线9，在抽真空管线9上串接有真空度表10和真空度控制阀11，在浸涂仓1上设置有能探测浸涂仓1内真空度的真空探头。

真空探头与真空度控制阀11和真空泵8联动可实现自动控制，浸涂仓1的真空度控制范围为30 mmHg至50 mmHg。即当浸涂仓1的真空度超出控制范围时，真空度控制阀11和真空泵8及时响应，尽快将浸涂仓1的真空度调整至控制范围内。

如附图1所示，还包括光固化胶储罐12，光固化胶储罐12的底部出口与浸涂仓1之间连通有加料管线13，在加料管线13上串接有加料控制阀14，在浸涂仓1上设置有液位计15或液位探测器。

当浸涂仓1内的光固化胶液位达到上限值时，停止添加光固化胶，当生产过程中的光固化胶达到下限值时，启动加料。

根据需要，浸涂入口2和浸涂出口3的左右向纵向截面均呈T型，密封件采用密封条，浸涂入口2处的密封条固定安装在浸涂入口2的上部横向段内，浸涂出口3处的密封条固定安装在浸涂出口3的上部横向段内，浸涂入口2和浸涂出口3处的密封条之间分别形成能使复合层29通过的方孔。

密封件可以采用现有公知聚氨酯胶、聚氯乙烯、三元乙丙橡胶、硅胶、热塑性弹性体TPE或丁腈材质的密封条，密封条固定于浸涂入口2或浸涂出口3的上部横向段，各自的密封条之间形成能使复合层29通过的方孔。

其液位的控制过程可以人工观察浸涂仓1上的液位计15，手动控制加料控制阀14来调整液位；也可以在浸涂仓1上设定液位探测器，通过液位探测器与加料控制阀14联动，实现浸涂仓1液位自动控制。由于真空泵8的抽真空作用，使浸涂仓1中的压力低于光固化胶储罐12的压力，则光固化胶由加料管线13自然流进到浸涂仓1，不需要其他动力，使复合材料生产过程能耗较低。

如附图1所示，导向轮组包括复合导向轮组、入口导向轮4、浸涂导向轮组和复合层支撑导向轮组，在与浸涂入口2上下对应的浸涂仓1上方设置有入口导向轮4，在入口导向轮4左方设置有复合导向轮组，复合导向轮组包括两个上下对应的复合导向轮5，在上下对应的两个复合导向轮5之间形成能导引复合层29行进的限位间隙，下侧的复合导向轮5与入口导向轮4左右对应；浸涂导向轮组设置在浸涂仓1内，浸涂导向轮组包括两个左右平行的浸涂导向轮6，左侧的浸涂导向轮6与浸涂入口2上下对应；每组挤胶辊7包括两个左右平行的挤胶辊7，在左右平行的两个挤胶辊7之间形成能控制复合层29浸涂厚度的挤胶间隙，左侧的挤胶辊7与其下方的右侧浸涂导向轮6上下对应；复合层支撑导向轮组包括两个左右平行的复合层支撑导向轮24，左侧的复合层支撑导向轮24与右侧的挤胶辊7上下对应。

如附图1所示，复合收卷生产线包括传送带输送机16和收卷机17，传送带输送机16位于浸涂仓1的右方，收卷机17位于传送带输送机16的传送面右方；沿着传送带输送机16的传送方向，在传送面的上方依序设置有能将浸涂后的复合层29引导至传送面上的含胶复合层导向轮20和能将防紫外膜18引导至复合层29顶面的防紫外膜导向轮21，在传送面的左侧设置有至少一个能将塑料薄膜19引导至复合层29底面的薄膜导向轮22，在防紫外膜导向轮21右侧的传送面上方设置有至少一个压辊23，在压辊23与传送面之间设置有能将防紫外膜18和塑料薄膜19分别压紧在复合层29顶面和底面的碾压间隙；复合层支撑导向轮24设置在含胶复合层导向轮20上方，右侧的复合层支撑导向轮24与含胶复合层导向轮20上下对应。

本发明的运转过程，仅有传送带输送机16和收卷机17为主动耗能机构，传送带输送机16传送复合材料的过程中，由传送带输送机16主导所有导向轮和辊的转动，即所有导向轮和辊均为从动机构，进一步降低复合材料生产过程的能耗。

如附图1所示，传送带输送机16右方与收卷机17左方之间设置有能控制复合层29收卷长度的剪切机25。

当收卷机17收卷长度达到每卷复合材料的收卷长度时，通过剪切机25切断复合材料，取下收好卷的复合材料，再将复合材料的右端重新固定于收卷机17上，开始新一卷复合材料的收卷。

所有导向轮和辊均通过支撑座提供支撑。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：以将三种纤维卷材制成复合材料为例：

准备工作：纤维卷材一26、纤维卷材二27和纤维卷材三28自上而下依次叠加成复合层，首先复合层29穿过复合导向轮5的限位间隙，接着绕过入口导向轮4后，通过浸涂入口2进入浸涂仓1中，再绕过浸涂导向轮6，浸涂后的复合层29穿过挤胶辊7之间的挤胶间隙，然后通过浸涂出口3走出浸涂仓1，再依序绕过复合层支撑导向轮24、含胶复合层导向轮20，接着穿过碾压间隙，即可将复合层29缠绕固定于收卷机17上。

准备工作就绪后，将防紫外膜18绕过防紫外膜导向轮21，再将防紫外膜18定位于复合层29的顶面，将塑料薄膜19绕过薄膜导向轮22，再将塑料薄膜19定位于复合层29的底面，浸涂仓1中光固化胶的液位控制在高于浸涂导向轮6并低于挤胶辊7的位置，然后启动真空泵8、传送带输送机16和收卷机17，通过传送带输送机16将复合层29自左向右输送，其在经过碾压间隙时，通过压辊23的碾压，使防紫外膜18和塑料薄膜19分别粘紧在复合层29的顶面和底面后得到复合材料产品，最后通过收卷机17收卷。

Claims (2)

1.一种光固化复合材料真空浸涂装置，其特征在于包括抽真空设备、复合收卷生产线、封闭的浸涂仓、光固化胶储罐以及将复合层依序导向送入浸涂仓浸涂再送至复合收卷生产线的导向轮组，在浸涂仓顶部自左而右设置有浸涂入口和浸涂出口，与浸涂出口上下对应的浸涂仓设置有至少一组能控制复合层浸涂厚度的挤胶辊，在浸涂入口处固定安装有能使复合层通过并密封浸涂入口的密封件，在浸涂出口处固定安装有能使复合层通过并密封浸涂出口的密封件；浸涂仓的顶部与抽真空设备通过管线连通；

抽真空设备采用真空泵，浸涂仓顶部与真空泵之间连通有抽真空管线，在抽真空管线上串接有真空度表和真空度控制阀，在浸涂仓上设置有能探测浸涂仓内真空度的真空探头；

光固化胶储罐的底部出口与浸涂仓之间连通有加料管线，在加料管线上串接有加料控制阀，在浸涂仓上设置有液位计或液位探测器；或/和，浸涂入口和浸涂出口的左右向纵向截面均呈T型，密封件采用密封条，浸涂入口处的密封条固定安装在浸涂入口的上部横向段内，浸涂出口处的密封条固定安装在浸涂出口的上部横向段内，浸涂入口和浸涂出口处的密封条之间分别形成能使复合层通过的方孔；

导向轮组包括复合导向轮组、入口导向轮、浸涂导向轮组和复合层支撑导向轮组，在与浸涂入口上下对应的浸涂仓上方设置有入口导向轮，在入口导向轮左方设置有复合导向轮组，复合导向轮组包括两个上下对应的复合导向轮，在上下对应的两个复合导向轮之间形成能导引复合层行进的限位间隙，下侧的复合导向轮与入口导向轮左右对应；浸涂导向轮组设置在浸涂仓内，浸涂导向轮组包括两个左右平行的浸涂导向轮，左侧的浸涂导向轮与浸涂入口上下对应；每组挤胶辊包括两个左右平行的挤胶辊，在左右平行的两个挤胶辊之间形成能控制复合层浸涂厚度的挤胶间隙，左侧的挤胶辊与其下方的右侧浸涂导向轮上下对应；复合层支撑导向轮组包括两个左右平行的复合层支撑导向轮，左侧的复合层支撑导向轮与右侧的挤胶辊上下对应；

复合收卷生产线包括传送带输送机和收卷机，传送带输送机位于浸涂仓的右方，收卷机位于传送带输送机的传送面右方；沿着传送带输送机的传送方向，在传送面的上方依序设置有能将浸涂后的复合层引导至传送面上的含胶复合层导向轮和能将防紫外膜引导至复合层顶面的防紫外膜导向轮，在传送面的左侧设置有至少一个能将塑料薄膜引导至复合层底面的薄膜导向轮，在防紫外膜导向轮右侧的传送面上方设置有至少一个压辊，在压辊与传送面之间设置有能将防紫外膜和塑料薄膜分别压紧在复合层顶面和底面的碾压间隙；复合层支撑导向轮设置在含胶复合层导向轮上方，右侧的复合层支撑导向轮与含胶复合层导向轮上下对应；

所述光固化复合材料真空浸涂装置的使用过程：将三种纤维卷材制成复合材料：

准备工作：纤维卷材一、纤维卷材二和纤维卷材三自上而下依次叠加成复合层，首先复合层穿过复合导向轮的限位间隙，接着绕过入口导向轮后，通过浸涂入口进入浸涂仓中，再绕过浸涂导向轮，浸涂后的复合层穿过挤胶辊之间的挤胶间隙，然后通过浸涂出口走出浸涂仓，再依序绕过复合层支撑导向轮、含胶复合层导向轮，接着穿过碾压间隙，即可将复合层缠绕固定于收卷机上。

2.根据权利要求1所述的光固化复合材料真空浸涂装置，其特征在于传送带输送机右方与收卷机左方之间设置有能控制复合层收卷长度的剪切机。