CN113945081A - 一种短切碳纤维烘干输送一体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种短切碳纤维烘干输送一体装置，包括：烘干组件；驱动组件；承载件，贯穿设置多个孔，用于承载短切碳纤维；所述驱动组件驱动承载件并将承载的短切碳纤维送至烘干组件烘干。本发明能够最大范围与孔式传送带上的短切碳纤维充分进行热流接触，并为保温箱体进出口提供了预加热处理，实现了短切碳纤维的均匀烘干，提高了所制备产品的性能。

Description

一种短切碳纤维烘干输送一体装置
技术领域
本发明涉及纤维烘干领域，具体涉及一种短切碳纤维烘干输送一体装置。
背景技术
碳/碳(C/C)复合材料具有一系列的优异性能，例如，高熔点、低密度、热膨胀系数低、较好的抗烧蚀和热震性能等，被广泛用于航空、航天、汽车工业、光伏热场等领域的重要热结构材料。碳纤维预制体是C/C复合材料的增强相，主要由碳纤维长丝或短切碳纤维通过编织、纺织等方法制成特定的外形，是C/C复合材料的骨架。针刺预制体是目前国内外工业化生产中成本较低、应用广泛的预制体成型技术，在碳纤维预制体制备中占据主导地位，制备针刺预制体时，首先将剪切后的短切碳纤维输送至梳理机等网胎设备制备成碳纤维网胎，然后对网胎进行针刺成型，形成针刺预制体。由于碳纤维在运输、存储、使用过程中容易受所处空间环境影响，吸收空气中的水分受潮，且碳纤维在制备过程中会含有一些金属杂质，因此，如果在使用碳纤维进行制备生产相关产品前，没能进行烘干和去除金属杂质的操作，必然会影响所制备预制体的性能参数。
当前，很多企业为了节约成本、提高生产效率直接省去了短切碳纤维烘干和去除金属杂质的操作，有些企业即使进行了相关操作，但多数企业采用的是独立烘箱类型的烘干设备，短切碳纤维在烘干之后，还需要人工取出，而后将短切碳纤维铺散至传送带上进行喂料操作，如专利《一种碳纤维烘干装置》(CN 108731400 A)提出了一种碳纤维烘干装置，包括烘箱，烘箱包括箱体、箱盖、隔板和底板，底板上设有轨道和与轨道配合滑动的滑台，滑台两侧的底板上分别设有排风口；隔板位于箱盖的下方并与箱体的内壁连接，隔板上设有多个送风口，箱盖上设有除静电离子风机和热风机，除静电离子风机的出风口和热风机的出风口分别与进风口连接，进风口连接有穿过箱盖的进风管，进风管连接有两个送风管，每个送风管穿过隔板向下延伸至箱体的中部，并连接有横管，每个横管上设有多个朝向滑台的送风嘴，通过将进风口设于箱体的上方，并使热风从上往下、从外向内吹向待烘干的碳纤维，可以短时间内将碳纤维烘干，提高了效率。该发明能够静态完成碳纤维的烘干操作，但是由于是独立操作，没有对接企业整个生产流程，降低了企业生产效率，提高了企业生产成本。由于没有进行去除杂质的操作，企业所制备产品的质量也会受到影响。
此外，在独立性的碳纤维烘干设备内，短切碳纤维具有一定厚度，内外层烘干程度不同，难以实现均匀可控烘干，影响最终烘干效果，另外，箱内利用热风烘干碳纤维的做法，容易吹落吹风口周边碳纤维，并扬起碳纤维细小粉粒，排除箱体后造成企业工作环境污染，严重影响工人健康。
发明内容
本发明提供一种短切碳纤维烘干输送一体装置，能够解决现有技术中的烘干操作没有对接企业整个生产流程、难以实现均匀可控烘干的问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种短切碳纤维烘干输送一体装置，该装置将碳纤维烘干、除质、输送等多种处理操作整合为一体，对铺散在传送带上的短切碳纤维自动完成烘干、去除杂质、输送等，大大提高企业生产效率，降低工人劳动强度，实现碳纤维均匀烘干和杂质清除，提高所制备产品性能。
一种短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，包括：
烘干组件；
驱动组件；
承载件，贯穿设置多个孔，用于承载短切碳纤维；
所述驱动组件驱动承载件并将承载的短切碳纤维送至烘干组件烘干。
所述承载件为孔式传送带，所述驱动组件包括传送带电机、主动轴和从动轴，所述传送带电机连接主动轴，所述主动轴通过孔式传动带带动从动轴运动。
所述烘干组件包括加热电阻丝，所述加热电阻丝布置在主动轴、从动轴和孔式传送带所围合的位置内，所述加热电阻丝的布置范围与所述短切碳纤维的布置范围一致。
所述烘干组件还包括电加热器，用于调节加热电阻丝的发热量。
所述烘干组件还包括控制器和温度传感模块，所述控制器根据温度传感模块测得的温度数据，控制电加热器调节加热电阻丝发热量。
所述温度传感模块包括温度采集模块和与温度采集模块电连接的热电偶，所述温度采集模块设置在位于承载件上方的保温箱体外，所述热电偶位于所述保温箱体内、短切碳纤维的上方。
所述承载件的外侧设置护板，所述护板上方设置保温箱体，所述保温箱体为围合式结构，所述保温箱体顶部封闭连接导流罩，所述导流罩上方设置出风口。
所述导流罩形状为下宽上窄；
所述导流罩为透明材料；
所述导流罩为保温材料；
所述出风口连接抽风机；
所述保温箱体上边缘内侧设置导水槽，所述导水槽与导流罩下沿相连，所述导水槽与穿透保温箱体的出水口相连；
所述承载件下方设置进风口；
所述护板下固定设置支架。
所述短切碳纤维烘干输送一体装置还包括磁铁板，所述磁铁板位于承载件两端的上方，用于吸附经过的短切碳纤维中的金属杂质。
所述承载件外围设置有护板，所述护板(或支架)上设置有保温箱体，所述保温箱体上固定设置固定块，调杆通过固定块固定在保温箱体四周竖直边线处，调节旋钮通过固定块与调杆连接，调杆下方与可调隔温板固定连接，可调隔温板与磁铁板垂直固定连接，可调隔温板与保温箱体紧贴呈垂直状态，磁铁板呈水平状态。
本发明采用带有微孔的孔式传送带，为加热气流提供了流动路径，非常利于热气流与铺散在孔式传送带上的短切碳纤维充分接触，实现了物料的均匀烘干，大大提高企业生产效率，降低工人劳动强度，提高所制备产品性能。
本发明通过将加热电阻丝放置在上下孔式传送带之间，能够最大范围与孔式传送带上的短切碳纤维充分进行热流接触，并为保温箱体进出口提供了预加热处理，为短切碳纤维的均匀烘干提供了前提条件；通过采集保温箱体内的温度，电加热器与加热电阻丝相连接，根据温度信息控制电流大小调节加热电阻丝产生热量的多少，进而调控烘干区域的温度高低。
本发明通过在保温箱体上方布置下宽上窄的透明保温导流罩，为热气流的排出提供了导流方向，并汇聚到出风口，出风口上的抽风机通过输出较小稳定抽力，将含有水汽的热流稳定排出，且由于烘干区域风流较小，不易带起碳纤维粉粒，排风不易造成企业工作环境污染。
本发明还设计了防止水汽凝水后滴落造成物料污染的装置，通过透明保温导流罩、导水槽、出水口等，有效规避了此类凝水污染物料的风险。本发明通过设计螺旋调节装置，可以依据企业实际情况、铺料具体厚度等，调节可调隔热板，确保进料口、出料口保持在合适高度，使设备设置更加贴合生产需求。本发明在箱体两端进料口、出料口设置有磁铁板，磁铁板与短切碳纤维保持了合适的高度，并呈水平状态，能够有效去除短切碳纤维中的金属杂质，确保所制备产品质量。
附图说明
图1为一种短切碳纤维烘干输送一体装置的整体结构示意图；
图2为图1的主剖视图；
图3为图1的右剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅附图1-3，本实施例提供一种短切碳纤维烘干输送一体装置，包括：
烘干组件；
驱动组件；
承载件，贯穿设置多个孔，用于承载短切碳纤维；
所述驱动组件驱动承载件并将承载的短切碳纤维送至烘干组件烘干。
本实施例中，所述承载件为孔式传送带1，孔式传送带1上设计有密集微孔，孔径小于短切碳纤维宽度，不会使碳纤维通过微孔掉落，微孔的设计为下方加热电阻丝5的热流提供通道，使热流均匀透过微孔，对孔式传送带1上的短切碳纤维进行加热烘干操作。
本实施例中，所述驱动组件包括设置于支架21上的传送带电机2、主动轴3和从动轴4，所述传送带电机2直连连接驱动主动轴3，所述主动轴3通过孔式传动带带动从动轴4运动。
作为另外的实施方式，本实施例中的驱动组件也可以为直线电机或者气缸驱动方式，所述承载件也可以为钢网等承载结构。
本实施例中，烘干组件包括加热电阻丝5、电加热器6、温度控制模块的温度采集模块7、温度控制模块的热电偶8、PLC控制器9、保温箱体10等，对进入箱体内的孔式传送带1上的短切碳纤维进行温度可控的均匀烘干。
作为一种优选的实施方式，所述加热电阻丝5布置在主动轴3、从动轴4和孔式传送带1所围合的位置内，所述加热电阻丝5的布置范围与所述短切碳纤维的布置范围一致。通过通入电流后电阻丝5发热，提供烘干所需热源，并为保温箱体10进口和出口提供预加热处理。
作为一种优选的实施方式，所述电加热器6从外侧透过传送带护板22与传送带护板22内侧的加热电阻丝5相连接，用于调节加热电阻丝5的发热量，进而控制烘干区域的温度高低。
作为一种优选的实施方式，所述温度传感模块的温度采集模块7设置在位于承载件上方的保温箱体10外，所述温度传感模块的热电偶8位于所述保温箱体10内、短切碳纤维的上方。所述温度采集模块7将与之电连接的热电偶8测得的温度数据，通过信号线将测得温度实时传递给PLC控制器9。PLC控制器9布置在保温箱体10外侧，通过信号线与电加热器6和温度传感器7连接，按照预设程序，实时调控电加热器6电流大小。
作为一种优选的实施方式，所述孔式传送带1的外侧可以设置护板22，所述护板22上方设置保温箱体10，所述保温箱体10为围合式结构，为短切碳纤维的烘干提供一个相对封闭的空间。所述保温箱体10顶部封闭连接下宽上窄的透明保温材料的导流罩11，为从承载件下方设置的进风口16，自然进入的经过孔式传送带1上的短切碳纤维之后，含有水汽的上升热流提供导流方向，导流罩11上方设置出风口14，所述出风口14连接抽风机15，为烘干区域提供一个稳定风流，排出短切碳纤维内烘干出来的水汽。同时方便工作人员实时观察烘干区域工作状态，利于上升热流中部分水汽凝成的极少量水，向下向四周滑落保温箱体10上边缘内侧预设的导水槽12，从与之相连的穿透保温箱体10的出水孔13排除保温箱体10外，防止极少量热流水汽凝成的水滴直接落在短切碳纤维上面，对物料造成污染。
作为一种优选的实施方式，所述保温箱体10上设置固定块，所述调杆17与调节旋钮18通过固定块固定在保温箱体10四周竖直边线处，调杆17下方与可调隔温板19固定连接，可调隔温板19与磁铁板20垂直固定连接，可调隔温板19与保温箱体10紧贴呈垂直状态，磁铁板20呈水平状态，当通过调节旋钮18调整调杆17垂直调节高度时，可调隔温板19与磁铁板20作为一个整体做上下高度调节的动作，因此，可调隔温板19及磁铁板20可与孔式传送带1上的碳纤维保持最合适的距离，可调隔温板19能够实现保温，当短切碳纤维在保温箱体10两端的进出口实现进箱和出箱时，磁铁板20将短切碳纤维中的金属杂质吸附去除。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，包括：
烘干组件；
驱动组件；
承载件，贯穿设置多个孔，用于承载短切碳纤维；
所述驱动组件驱动承载件并将承载的短切碳纤维送至烘干组件烘干。
2.根据权利要求1所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述承载件为孔式传送带，所述驱动组件包括传送带电机、主动轴和从动轴，所述传送带电机连接主动轴，所述主动轴通过孔式传送带带动从动轴运动。
3.根据权利要求2所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述烘干组件包括加热电阻丝，所述加热电阻丝布置在主动轴、从动轴和孔式传送带所围合的位置内，所述加热电阻丝的布置范围与所述短切碳纤维的布置范围一致。
4.根据权利要求3所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述烘干组件还包括电加热器，用于调节加热电阻丝的发热量。
5.根据权利要求4所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述烘干组件还包括控制器和温度传感模块，所述控制器根据温度传感模块测得的温度数据，控制电加热器调节加热电阻丝发热量。
6.根据权利要求5所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述温度传感模块包括温度采集模块和与温度采集模块电连接的热电偶，所述温度采集模块设置在位于承载件上方的保温箱体外，所述热电偶位于所述保温箱体内、短切碳纤维的上方。
7.根据权利要求1所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述承载件的外侧设置护板，所述护板上方设置保温箱体，所述保温箱体为围合式结构，所述保温箱体顶部封闭连接导流罩，所述导流罩上方设置出风口。
8.根据权利要求7所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，
所述导流罩形状为下宽上窄；
和/或，所述导流罩为透明材料；
和/或，所述导流罩为保温材料；
和/或，所述出风口连接抽风机；
和/或，所述保温箱体上边缘内侧设置导水槽，所述导水槽与导流罩下沿相连，所述导水槽与穿透保温箱体的出水口相连；
和/或，所述承载件下方设置进风口；
和/或，所述护板下固定设置支架。
9.根据权利要求1所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述短切碳纤维烘干输送一体装置还包括磁铁板，所述磁铁板位于承载件两端的上方，用于吸附经过的短切碳纤维中的金属杂质。
10.根据权利要求9所述的短切碳纤维烘干输送一体装置，其特征在于，所述承载件外围设置有护板，所述护板上设置有保温箱体，所述保温箱体上固定设置固定块，调杆通过固定块固定在保温箱体四周竖直边线处，调节旋钮通过固定块与调杆连接，调杆下方与可调隔温板固定连接，可调隔温板与磁铁板垂直固定连接，可调隔温板与保温箱体紧贴呈垂直状态，磁铁板呈水平状态。
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