CN113071114A - 一种改进湿法缠绕胶槽装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进湿法缠绕胶槽装置，包括相互毗邻的搅拌胶槽和浸胶槽，搅拌胶槽的侧壁底部与浸胶槽贯通，搅拌胶槽的两端分别固定设置有第一配料槽和第二配料槽，搅拌胶槽内设置有位于第一配料槽和第二配料槽之间的搅拌机构；浸胶槽的中部转动安装有带胶辊，浸胶槽的侧壁顶部转动安装有位于带胶辊上方的压辊，浸胶槽的底壁内设置有电热线圈，压辊的轴心处设置有电热棒；浸胶槽的侧壁两端分别转动安装有位于带胶辊两侧的导线辊。本发明采用机械搅拌连续送料的方式实现胶液的供给，以降低工作人员劳动强度，并通过对胶液进行持续加热、在压辊内设置辅助加热的方式，保证浸沾位置胶液温度的稳定性，以改善纤维浸胶的质量。

Description

一种改进湿法缠绕胶槽装置
技术领域
本发明涉及复合材料加工领域，具体为一种改进湿法缠绕胶槽装置。
背景技术
复合材料由于具有高强度、高比模量、耐腐蚀、耐高温等优良性能，在航空航天、船舶、汽车等领域获得了日益广泛的应用。而湿法纤维缠绕是一种应用最广泛且低成本的复合材料制造的工艺之一。含胶量(可以看作纤维浸胶的量)是影响复合材料力学性能是重要参数之一，而纤维浸胶过程主要发生在浸胶槽位置，因此，胶槽装置的浸胶操作工艺对纤维浸胶及缠绕制品的质量具有至关重要的作用。
目前的胶槽装置通常需要人工将环氧树脂和固化剂按比例混合、搅拌均匀后加入胶槽，不仅操作人员劳动轻度加大，且不利于连续化生产作业；有时要求对混合后的胶液进行加热，通常采用精度较低的水浴加热，加热后的胶液在离开胶槽至浸沾纤维上的过程中，热能散失较快，导致浸沾位置处的温度无法保持在工艺要求的范围内，最终导致纤维整体浸胶后的质地不均，极大影响了缠绕制品的品质。因此，有必要开发一种既能减轻工作人员劳动强度又能精准控制浸胶时温度的新型浸胶设备。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提出了一种改进湿法缠绕胶槽装置，采用机械搅拌连续送料的方式实现胶液的供给，以降低工作人员劳动强度，并通过对胶液进行持续加热、在压辊内设置辅助加热的方式，保证浸沾位置胶液温度的稳定性，以改善纤维浸胶的质量。
为实现上述效果，本发明采用的技术方案为：
一种改进湿法缠绕胶槽装置，包括相互毗邻的搅拌胶槽和浸胶槽，所述搅拌胶槽的侧壁底部与浸胶槽贯通，搅拌胶槽的两端分别固定设置有第一配料槽和第二配料槽，所述第一配料槽的底部和第二配料槽的底部分别与搅拌胶槽的内部贯通，搅拌胶槽内设置有位于第一配料槽和第二配料槽之间的搅拌机构；
所述浸胶槽的中部转动安装有带胶辊，浸胶槽的侧壁顶部转动安装有位于带胶辊上方的压辊，浸胶槽的底壁内设置有电热线圈，所述压辊的轴心处设置有电热棒；
浸胶槽的侧壁两端分别转动安装有位于带胶辊两侧的导线辊。
进一步的，所述搅拌胶槽的侧壁底部开设有与浸胶槽连通的出胶口，搅拌胶槽的侧壁顶部设置有与出胶口相对应的通断机构。
进一步的，所述通断机构包括固定连接于搅拌胶槽侧壁上的气缸安装架、固定安装于气缸安装架顶部的气缸、固定连接于气缸输出轴端的通断挡板，所述通断挡板的侧面于搅拌胶槽的内壁滑动贴合并活动覆盖于出胶口上。
进一步的，所述第一配料槽和第二配料槽的底壁上均开设有进料口，所述搅拌胶槽的侧壁内活动插接有与进料口相对应的比例调节板，所述比例调节板的顶面与第一配料槽/第二配料槽的底面滑动贴合。
进一步的，所述带胶辊的外圆面为马鞍面结构，所述压辊的外圆面为与带胶辊的外圆面相匹配的腰鼓形结构。
进一步的，所述带胶辊的外圆面上设置有网纹凸起。
进一步的，所述浸胶槽的两侧侧壁顶部分别固定连接有多组连接座，每个连接座上通过锁紧螺钉转动连接有支撑板，所述压辊和导线辊分别转动安装于支撑板的端部。
进一步的，所述浸胶槽的内壁底部设置有位于带胶辊正下方的温度传感器。
进一步的，所述浸胶槽的内壁上设置有隔热层。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过在搅拌胶槽的两端分别设置配料槽，并通过控制各个配料槽的进料速比实现不同物料按照固定比例连续进料，通过设置搅拌机构对混合胶液进行搅拌，搅拌均匀后的胶液自动补入浸胶槽的方式，实现胶液的供给，极大降低了工作人员劳动强度；
2、本发明通过在浸胶槽的底部设置电热线圈，可对胶液进行持续加热，以补充胶液的热能损失，保证胶液的良好物理性能，同时在压辊内同轴设置电热棒，通过压辊对浸沾位置的胶液进行辅助加热，以补偿胶液在上升过程中的热能损失，保证浸沾位置胶液温度的稳定性，从而极大改善纤维浸胶的质量。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图之一；
图2为本发明的立体结构示意图之二；
图3为本发明的搅拌胶槽和浸胶槽的立体结构示意图之一；
图4为本发明的搅拌胶槽和浸胶槽的立体结构示意图之二；
图5为图1中A部的放大结构示意图；
图6为图1中B部的放大结构示意图。
其中：1搅拌胶槽、101出胶口、2浸胶槽、3第一配料槽、301进料口、4第二配料槽、5搅拌机构、6带胶辊、7压辊、8电热线圈、9电热棒、10导线辊、11通断机构、111气缸安装架、112气缸、113通断挡板、12比例调节板、13连接座、14锁紧螺钉、15支撑板、16隔热层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1至图6，一种改进湿法缠绕胶槽装置，包括相互毗邻的搅拌胶槽1和浸胶槽2，搅拌胶槽1的内部底面为中部下凹、两端平缓升高的倾斜平面或曲面，用于纤维纱线浸胶所用胶液的搅拌调配。本实施例中，胶液由环氧树脂和固化剂搅拌混合而成。搅拌胶槽2的两端分别固定设置有第一配料槽3和第二配料槽4，第一配料槽3和第二配料槽4悬置在搅拌胶槽2的两端，第一配料槽3和第二配料槽4的底壁上均开设有进料口301，使得第一配料槽3的底部和第二配料槽4的底部分别与搅拌胶槽2的内部贯通。本装置在实际使用时，将环氧树脂倒入第一配料槽3中，将固化剂倒入第二配料槽4中，环氧树脂和固化剂分别通过进料口301流入搅拌胶槽2中。
优选的，搅拌胶槽1的侧壁内活动插接有与进料口301相对应的比例调节板12，比例调节板12的顶面与第一配料槽3/第二配料槽4的底面滑动贴合。通过手动拉动/推动比例调节板12可改变第一配料槽3/第二配料槽4上对应进料口301的开合程度，从而可根据工艺要求，按照需要的比例实现两种物料的连续送出。
搅拌胶槽2内设置有位于第一配料槽3和第二配料槽4之间的搅拌机构5，流入搅拌胶槽2中的混合胶液通过搅拌机构5进行混合搅拌，达到以预设的配比均匀混合的工艺要求。搅拌机构5主要有固定安装于搅拌胶槽2底面上的驱动电机(图中未示出)和固定于驱动电机输出轴端的框型搅拌器组成，通过驱动电机以一定转速驱动框型搅拌机的连续或交替换向转动，可将搅拌胶槽2中的胶液进行快速地均匀搅拌。
调配完成的胶液有搅拌胶槽1流入浸胶槽2中。搅拌胶槽1的侧壁底部与浸胶槽2贯通。具体的，搅拌胶槽1的侧壁底部开设有与浸胶槽2连通的出胶口101，搅拌胶槽1的侧壁顶部设置有与出胶口101相对应的通断机构11。如图6所示，通断机构11包括固定连接于搅拌胶槽1侧壁上的气缸安装架111、固定安装于气缸安装架111顶部的气缸112、固定连接于气缸112输出轴端的通断挡板113，通断挡板113的侧面于搅拌胶槽1的内壁滑动贴合并活动覆盖于出胶口101上。
本装置在实际使用时，选用现有的通用控制器实现装置内各动力组件的逻辑控制时序和时间。在搅拌过程中，通断挡板13始终紧紧覆盖在出胶口101上，避免搅拌胶槽1内未搅拌完全的胶液进入浸胶槽2中。当搅拌胶槽1的物料经搅拌机构5搅拌一定时间后，物料处于均匀混合状态，此时控制器启动气缸112工作，驱动通断挡板113向上平移，则被覆盖的出胶口101的逐渐被拉开，则搅拌胶槽1内的胶液会自动流向浸胶槽2中。
浸胶槽2的中部转动安装有带胶辊6，浸胶槽2的侧壁顶部转动安装有位于带胶辊6上方的压辊7。在浸胶过程中，浸胶槽2内的胶液高度始终位于带胶辊6的轴线下方附近，使得带胶辊6的外圆面下方部分始终浸没与胶液中，保证带胶辊6的外圆面能够连续地蘸取胶液并送至带胶辊6与压辊7之间的缝隙中，即纤维的浸胶位置；纤维束从该缝隙中穿过，在带胶辊6和压辊7的配合作用下，胶液涂覆并浸入纤维的表面和内部，实现浸胶的过程。
优选的，带胶辊6的外圆面为马鞍面结构，压辊7的外圆面为与带胶辊6的外圆面相匹配的腰鼓形结构，采用此种结构可使得纤维束在带胶辊6和压辊7之间的缝隙中穿过时具有较好的对中性，避免纤维束在带胶辊6的轴线方向出现位置偏移而影响浸胶质量；腰鼓形结构的压辊7中部设置为微凸结构既可配合带胶辊6实现纤维束的连续浸胶过程，又可对纤维束表面多余的胶液进行刮除，实现给定控胶量的目的，进一步保证了纤维束浸胶的均匀性。
进一步的，带胶辊6的外圆面上设置有网纹凸起，可保证带胶辊6外圆面带胶的可靠性。
为保证浸胶槽2内的胶液在浸胶前保持稳定的工艺温度，浸胶槽2的底壁内设置有电热线圈8，通过电热线圈8实现胶液的连续加热，以补充热量的散失。优选的，浸胶槽2的内壁底部设置有位于带胶辊6正下方的温度传感器，通过温度传感器可实时检测胶液的温度并将检测结果传送至控制器，而后与预设的温度相比较，从而根据温差的正负调节电热线圈8的发热功率，保证加热过程及胶液温度环境的稳定性。浸胶槽2的外壁上也可根据需要设置温度显示器，用于显示温度传感器检测的温度，便于工作人员直观了解胶液的实时温度。
进一步的，浸胶槽2的内壁上设置有隔热层16，以降低浸胶槽2内部热量的散失速率，减少能量损耗。
为补偿胶液在上升过程中的热能损失，保证浸沾位置胶液温度的稳定性，压辊7的轴心处设置有电热棒9，通过电热棒9对压辊7的外圆面进行均匀加热，进而通过压辊对浸沾位置的胶液进行辅助加热，从而极大改善纤维浸胶的质量。
浸胶槽2的侧壁两端分别转动安装有位于带胶辊6两侧的导线辊10。浸胶槽2的两侧侧壁顶部分别固定连接有多组连接座13，如图5所示，每个连接座13上通过锁紧螺钉14转动连接有支撑板15，压辊7和导线辊10分别转动安装于支撑板15的端部。连接座13的底部插接扣合在浸胶槽2的侧壁顶端，其侧面开设有弧形通槽，支撑板5的侧面底端开设有螺纹孔，锁紧螺钉14穿过弧形通槽与螺纹孔螺纹连接，则通过旋松锁紧螺钉14可进行对应支撑板15的倾斜角度调节，从而实现压辊7/导线辊10工作位置的调节；通过旋紧锁紧螺钉14可实现支撑杆15在调整后位置的固定。通过调节压辊7的工作位置，可实现压辊7与带胶辊6之间间隙的调节，从而实现纤维束内含胶量的控制；通过调节两个导线辊10的工作位置，可实现纤维浸胶时角度的控制，从而满足不同的工艺要求。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：包括相互毗邻的搅拌胶槽(1)和浸胶槽(2)，所述搅拌胶槽(1)的侧壁底部与浸胶槽(2)贯通，搅拌胶槽(2)的两端分别固定设置有第一配料槽(3)和第二配料槽(4)，所述第一配料槽(3)的底部和第二配料槽(4)的底部分别与搅拌胶槽(2)的内部贯通，搅拌胶槽(2)内设置有位于第一配料槽(3)和第二配料槽(4)之间的搅拌机构(5)；
所述浸胶槽(2)的中部转动安装有带胶辊(6)，浸胶槽(2)的侧壁顶部转动安装有位于带胶辊(6)上方的压辊(7)，浸胶槽(2)的底壁内设置有电热线圈(8)，所述压辊(7)的轴心处设置有电热棒(9)；
浸胶槽(2)的侧壁两端分别转动安装有位于带胶辊(6)两侧的导线辊(10)。
2.根据权利要求1的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述搅拌胶槽(1)的侧壁底部开设有与浸胶槽(2)连通的出胶口(101)，搅拌胶槽(1)的侧壁顶部设置有与出胶口(101)相对应的通断机构(11)。
3.根据权利要求2的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述通断机构(11)包括固定连接于搅拌胶槽(1)侧壁上的气缸安装架(111)、固定安装于气缸安装架(111)顶部的气缸(112)、固定连接于气缸(112)输出轴端的通断挡板(113)，所述通断挡板(113)的侧面于搅拌胶槽(1)的内壁滑动贴合并活动覆盖于出胶口(101)上。
4.根据权利要求1的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述第一配料槽(3)和第二配料槽(4)的底壁上均开设有进料口(301)，所述搅拌胶槽(1)的侧壁内活动插接有与进料口(301)相对应的比例调节板(12)，所述比例调节板(12)的顶面与第一配料槽(3)/第二配料槽(4)的底面滑动贴合。
5.根据权利要求1的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述带胶辊(6)的外圆面为马鞍面结构，所述压辊(7)的外圆面为与带胶辊(6)的外圆面相匹配的腰鼓形结构。
6.根据权利要求1或5的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述带胶辊(6)的外圆面上设置有网纹凸起。
7.根据权利要求1的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述浸胶槽(2)的两侧侧壁顶部分别固定连接有多组连接座(13)，每个连接座(13)上通过锁紧螺钉(14)转动连接有支撑板(15)，所述压辊(7)和导线辊(10)分别转动安装于支撑板(15)的端部。
8.根据权利要求1的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述浸胶槽(2)的内壁底部设置有位于带胶辊(6)正下方的温度传感器。
9.根据权利要求1的一种改进湿法缠绕胶槽装置，其特征在于：所述浸胶槽(2)的内壁上设置有隔热层(16)。
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