CN111139605A - 一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，包括：浸涂机构：包括盛装有浸涂液(4)的浸涂池(3)，以及固定在浸涂池(3)上为浸涂液(4)加热的加热模块(6)；传动机构：包括收纳缠绕原料线材的原料线盘(1)，以及沿线材走向顺次设置的滑轮组，使得线材顺次通过浸涂机构和固化机构；固化机构：包括烘干线材的蒸发烘箱(15)，以及对浸涂后的线材进行固化的光固化腔(16)，所述蒸发烘箱(15)通过回流导管(17)与所述浸涂池(3)相连通。与现有技术相比，本发明设计尺寸小，工作温度低，安全性高，运行时没有三废排放，安全环保。
Description
技术领域
本发明涉及机械结构，尤其是涉及一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备。
背景技术
目前，市面上没有专门用于极细纤维光固化树脂保护层加工的设备。光固化树脂耐磨、耐油、透明、弹性好，具有良好的力学和热学性能，是直径在20微米到200微米的极细纤维的光固化保护层材料。本发明基于原有的浸涂工艺的基本原理，设计了一种高精度的、小型化的、用于极细纤维光固化树脂保护层加工的设备。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，包括：
浸涂机构：包括盛装有浸涂液的浸涂池，以及固定在浸涂池上为浸涂液加热的加热模块；
传动机构：包括收纳缠绕原料线材的原料线盘，以及沿线材走向顺次设置的滑轮组，使得线材顺次通过浸涂机构和固化机构；
固化机构：包括烘干线材的蒸发烘箱，以及对浸涂后的线材进行固化的光固化腔。
进一步的，所述浸涂池通过管道连接有储液池，所述储液池内储存有浸涂液，所述管道上设置有控制管道通断的电控阀门，浸涂池内浸涂液不足时，打开电控阀门，浸涂液由储液池通过管道输送至浸涂池。
更进一步的，所述的浸涂池与储液池材料使用无机且高温下物理性质稳定的材料。
进一步的，所述滑轮组包括第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和高摩擦滑轮，所述第一滑轮设置于浸涂机构与原料线盘之间，所述第二滑轮设置于所述浸涂池内，所述第三滑轮设置于浸涂机构与固化机构之间，所述高摩擦滑轮设置于固化机构后，每组高摩擦滑轮由相对设置的一对驱动滑轮组成，所述一对驱动滑轮之间形成有引导线材行进的间隙，即利用高摩擦滑轮之间的摩擦力来引导线材的移动。
更进一步的，所述第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和高摩擦滑轮中央设有凹槽槽，凹槽直径可根据浸涂用丝材进行调节，从而防止丝材滑脱或偏移。
更进一步的，所述高摩擦滑轮设有两组，在两组高摩擦滑轮之间设置有对线材直径进行测量的直径测量仪。
更进一步的，高摩擦滑轮连接电机，电机通过控制高摩擦滑轮来调控线材行进速度。
更进一步的，所述第二滑轮连接有检测第二滑轮转速的转速传感器。
进一步的，所述滑轮组表面均使用聚四氟乙烯进行处理，避免表面留有浸涂液造成损耗或破坏传动结构。
进一步的，所述浸涂池内壁上设置有测量浸涂液温度的温度传感器。
进一步的，所述的蒸发烘箱与回流导管相结合，烘干丝材表面多余浸涂液并使之回流至浸涂池，减少原材料的浪费并避免对大气造成污染。
进一步的，所述光固化腔通过高能UV光线将丝材表面浸涂液进行固化，光固化腔需使用耐高温材料，防止意外事故。
进一步的，所述浸涂池尺寸为30cm*20cm*30cm，所述储液池容积为2L。
进一步的，所述滑轮组的滑轮直径为10cm。
进一步的，所述线材行进速度为0.1mm/s到5mm/s。
进一步的，所述蒸发烘箱温度为102±3℃。
进一步的，所述加热模块可达到的最高温度为200℃。
进一步的，所述蒸发烘箱通过回流导管与所述浸涂池相连通。
在运行过程中，原料线盘是原料纤维收纳的位置，第一滑轮在电机控制下和转速传感器监测下以一定速度进入浸涂池，第二滑轮调整纤维方向使之由第三滑轮进入蒸发烘箱。蒸发烘箱蒸出浸涂液经回流导管回流至浸涂池。纤维离开蒸发烘箱后进入光固化腔后接受紫外光照射使浸涂液固化为固态。直径测量仪测量线材直径，对产品测定进行反馈。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、轻便：装置的设计尺寸很小，可以在大多数实验室安装使用。
2、安全：比起其他工艺，本发明所属装置工作温度低，有着良好的安全性。
3、新颖：目前市面上没有同类设备，本发明是对极细纤维丝的光固化加工的先行尝试。
4、环保：本装置在理想状态下运行时没有三废排放，保证了环保要求，也适合在实验室等室内空间使用。
附图说明
图1为本发明所涉及的装置原理图。
图中标号所示：
1.原料线盘，2.第一滑轮，3.浸涂池，4.浸涂液，5.转速传感器，6.加热模块，7.温度传感器，8.第二滑轮，9.第三滑轮，10.直径测量仪，11.高摩擦滑轮，12.电控阀门，13.管道，14.储液池，15.蒸发烘箱，16.光固化腔，17.回流导管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
以下实施例中，光固化腔即为一个由耐高温材料组成的可供线材通过的中空腔体，在中空腔体内设有可产生UV光纤的UV灯组，加热模块可以采用本领域常规的可实现加热功能的仪器，浸涂液可以为本领域常规的可镀覆在碳纤维等线材上的液态光固化树脂，其余如无特别说明的功能部件或结构，则表明均为本领域为实现对应功能的常规部件结构。
实施例1：
一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，如图1所示，包括：
浸涂机构：包括盛装有浸涂液4的浸涂池3，以及固定在浸涂池3上为浸涂液4加热的加热模块6；浸涂池3通过管道13连接有储液池14，储液池14内储存有浸涂液4，管道13上设置有控制管道13通断的电控阀门12(可以采用电磁阀等)。浸涂池3与储液池14材料使用无机且高温下物理性质稳定的材料。浸涂池3内壁上设置有测量浸涂液4温度的温度传感器7。浸涂池3尺寸为30cm*20cm*30cm，储液池14容积为2L。加热模块6可达到的最高温度为200℃。
传动机构：包括收纳缠绕原料线材的原料线盘1，以及沿线材走向顺次设置的滑轮组，使得线材顺次通过浸涂机构和固化机构；滑轮组包括第一滑轮2、第二滑轮8、第三滑轮9和高摩擦滑轮11，第一滑轮2设置于浸涂机构与原料线盘1之间，第二滑轮8设置于所述浸涂池3内，第三滑轮9设置于浸涂机构与固化机构之间，高摩擦滑轮11设置于固化机构后。
第一滑轮2、第二滑轮8、第三滑轮9和高摩擦滑轮11中央设有凹槽槽，凹槽直径可根据浸涂用丝材进行调节，从而防止丝材滑脱或偏移。高摩擦滑轮11处设置有对线材直径进行测量的直径测量仪10。高摩擦滑轮11连接电机，电机通过控制高摩擦滑轮11来调控线材行进速度。第二滑轮8连接有检测第二滑轮8转速的转速传感器5。滑轮组表面均使用聚四氟乙烯进行处理，避免表面留有浸涂液4造成损耗或破坏传动结构。滑轮组的滑轮直径为10cm。线材行进速度为0.1mm/s到5mm/s。
固化机构：包括烘干线材的蒸发烘箱15，以及对浸涂后的线材进行固化的光固化腔16，蒸发烘箱15通过回流导管17与所述浸涂池3相连通。蒸发烘箱15与回流导管17相结合，烘干丝材表面多余浸涂液4并使之回流至浸涂池3，减少原材料的浪费并避免对大气造成污染。光固化腔16通过高能UV光线将丝材表面浸涂液4进行固化，光固化腔16需使用耐高温材料，防止意外事故。蒸发烘箱15温度为102±3℃。
在运行过程中，原料线盘1是原料纤维收纳的位置，第一滑轮2在电机控制下和转速传感器5监测下以一定速度进入浸涂池3，第二滑轮8调整纤维方向使之由第三滑轮9进入蒸发烘箱15。蒸发烘箱15蒸出浸涂液4经回流导管17回流至浸涂池3。纤维离开蒸发烘箱15后进入光固化腔16后接受紫外光照射使浸涂液4固化为固态。直径测量仪10测量线材直径，对产品测定进行反馈。
以上实施例中，在线材输送路径上还可以设置扭矩传感器，其用于测定丝材内部应力，在应力过大时报警，防止由于应力过大导致丝材断裂。
另外，以上实施例中，还可以设置如PLC控制器等来分别连接直径测量仪、电控阀门、加热模块、温度传感器、高摩擦滑轮等，可以通过由直径测量仪、温度传感器、转速传感器等反馈对应的信号给PLC控制器，再由PLC控制器发出执行信号给对应的执行机构(即电控阀门、加热模块和高摩擦滑轮)，调控对应执行机构的运行状态(如启闭、运行速度、加热程度等)。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，包括：
浸涂机构：包括盛装有浸涂液(4)的浸涂池(3)，以及固定在浸涂池(3)上对浸涂液(4)加热的加热模块(6)；
传动机构：包括收纳缠绕原料线材的原料线盘(1)，以及沿线材走向顺次设置的滑轮组，使得线材顺次通过浸涂机构和固化机构；
固化机构：包括烘干浸涂后的线材的蒸发烘箱(15)，以及布置在蒸发烘箱(15)后并对浸涂后的线材进行固化处理的光固化腔(16)。
2.根据权利要求1所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述浸涂池(3)通过管道(13)连接有储液池(14)，所述储液池(14)内储存有浸涂液(4)，所述管道(13)上设置有控制管道(13)通断的电控阀门(12)。
3.根据权利要求1所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述滑轮组包括第一滑轮(2)、第二滑轮(8)、第三滑轮(9)和多组高摩擦滑轮(11)，所述第一滑轮(2)设置于浸涂机构与原料线盘(1)之间，所述第二滑轮(8)设置于所述浸涂池(3)内，所述第三滑轮(9)设置于浸涂机构与固化机构之间，所述高摩擦滑轮(11)设置于固化机构后，每组高摩擦滑轮(11)由相对设置的一对驱动滑轮组成，所述一对驱动滑轮之间形成有引导线材行进的间隙。
4.根据权利要求3所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述第一滑轮(2)、第二滑轮(8)、第三滑轮(9)和高摩擦滑轮(11)中央设有凹槽。
5.根据权利要求3所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述高摩擦滑轮(11)设有两组，在两组高摩擦滑轮(11)之间设置有对线材直径进行测量的直径测量仪(10)。
6.根据权利要求3所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述第二滑轮(8)连接有检测第二滑轮(8)转速的转速传感器(5)。
7.根据权利要求1所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述滑轮组表面均使用聚四氟乙烯进行处理。
8.根据权利要求1所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述浸涂池(3)内壁上设置有测量浸涂液(4)温度的温度传感器(7)。
9.根据权利要求1所述的一种用于极细纤维丝保护膜加工的浸涂设备，其特征在于，所述蒸发烘箱(15)还通过回流导管(17)与所述浸涂池(3)相连通。
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