CN115852586A - 一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置及方法，属于纺织配件技术领域。该装置包括储料罐、多排喷吹机构和空心筒，所述储料罐通过管道与所述多排喷吹机构连通，所述多排喷吹机构的下方设置有空心筒且与所述空心筒连通，所述空心筒的下方连通有负压吸风机，所述多排喷吹机构的上下表面分别设置有第一层喷丝孔和第二层喷丝孔。本发明可以保证氧化铝纤维毯在成形时，不会因为在加工成形中对氧化铝纤维的剪切破坏形成的粉末状氧化铝纤维从而降低氧化铝连续纤维毯的强力；本发明可以保证在制备过程中不损伤破坏氧化铝纤维，杜绝了粉末状氧化铝纤维的存在，确保了氧化铝连续纤维毯的成形强度和质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置及方法，属于纺织配件技术领域。
背景技术
近年来，随着军工、航空航天和民用领域对于耐高温绝热材料和增强材料的需求提升，氧化铝纤维作为一种新型的高性能无机非金属纤维材料，不仅具有超常规的耐高温氧化性能，且具有相当的力学性能，从而成为该领域研究的重点。
氧化铝纤维可由金属氧化物粉末、聚合物和铝的无机盐等，通过熔融法、静电纺丝、浸渍法和溶胶凝胶法等方法制备获得，其中又以溶胶凝胶法最为常见，能够获得组分均匀、纯度较高、性能均一的前驱体凝胶氧化铝纤维。在经过适当的热处理后获得最终的多晶氧化铝连续纤维。
而氧化铝连续纤维毯作为一种目前各国均在着力研发的耐火分隔材料，在制备过程中面临着很多困难。氧化铝纤维的脆性较大，断裂伸长率极低，若采用传统的短毡成形方式，氧化铝纤维易受到横向剪切作用力的影响，出现断点形成粉末状短纤维，这将影响氧化铝连续纤维毯的成形强度，整体力学性能下降，影响最后的实际应用。
因此，如何设计一种可以辅助氧化铝连续纤维毯成形的装置及方法是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
[技术问题]
氧化铝纤维的脆性较大，断裂伸长率极低，若采用传统的短毡成形方式，氧化铝纤维易受到横向剪切作用力的影响，出现断点形成粉末状短纤维，这将影响氧化铝连续纤维毯的成形强度，整体力学性能下降，影响最后的实际应用。
[技术方案]
为解决上述问题，本发明提供了一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置及方法，本发明的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置可以保证氧化铝纤维毯在成形时，不会因为在加工成形中对氧化铝纤维的剪切破坏形成的粉末状氧化铝纤维从而降低氧化铝连续纤维毯的强力。相比于其他氧化铝连续纤维毯成形方法或者装置，本发明可以保证在制备过程中不损伤破坏氧化铝纤维，杜绝了粉末状氧化铝纤维的存在，确保了氧化铝连续纤维毯的成形强度和质量，此外，本发明装置能够简化氧化铝连续纤维毯的制备流程，提高制备效率。
本发明的第一个目的在于提供一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，包括储料罐、多排喷吹机构和空心筒，所述储料罐通过管道与所述多排喷吹机构连通，所述多排喷吹机构的下方设置有空心筒且与所述空心筒连通，所述空心筒的下方连通有负压吸风机，所述空心筒与所述负压吸风机之间还设置有负压吸风网和传送带，所述负压吸风网位于所述传送带的上方，所述传送带带动所述负压吸风网移动；其中，所述多排喷吹机构的上下表面分别设置有第一层喷丝孔和第二层喷丝孔，若干个所述第一层喷丝孔与若干个所述第二层喷丝孔一一对应。
本发明的一种实施方式中，所述多排喷吹机构的内部呈中空状，所述第一层喷丝孔与所述第二层喷丝孔的尺寸相同；所述多排喷吹机构的侧面设置有若干个通风孔。
本发明的一种实施方式中，所述多排喷吹机构的第一层喷丝孔与第二层喷丝孔的半径为0.3-0.6mm，喷丝孔的间距为2-15mm；喷丝孔的半径与第一层喷丝孔和第二层喷丝孔的间距之比为1：10-1：80。
本发明的一种实施方式中，所述管道上设置有安全阀和计量泵；所述传送带和负压吸风网上均设置有网孔，所述负压吸风机位于所述传送带内；所述多排喷吹机构是不锈钢材质、陶瓷或者碳化硅材质一体成型得到。
本发明的第二个目的在于提供一种辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，所述方法是采用所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，包括以下步骤：
(1)将配置好的氧化铝纺丝液放置于储料罐内，通过安全阀和计量泵进行输送；
(2)将步骤(1)中的氧化铝纺丝液导入多排喷吹机构；
(3)步骤(2)中多排喷吹机构的上下表面根据实际需求排布有喷丝孔，在多排喷吹机构的侧表面排布有通风孔；
(4)纺丝液通过步骤(3)所述的多排喷吹机构，通过喷丝孔牵伸成丝，通过通风孔进行冷却，再由负压吸风机吹断形成氧化铝短纤维；
(5)步骤(4)得到的氧化铝短纤维被负压吸风网吸附成网，传送带带动负压吸风网以1-5mm/s的速度向前运动，形成厚度达到1-100mm的先驱体氧化铝连续纤维毯；
(6)步骤(5)得到的氧化铝连续纤维毯预制体经过热处理后形成最终的氧化铝连续纤维毯。
本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述的喷丝孔半径0.25-1mm，喷丝孔间距为2-15mm；步骤(3)所述的通风孔的半径为1-20mm，喷丝孔直径与第一层喷丝孔和第二层喷丝孔距离之比为1：10-1：80。
本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述的负压吸风机的工作频率为0.5-2Hz，负压吸风机的转速为200-300r/min。
本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的计量泵的转速为0.1-0.2r/min。
本发明的一种实施方式中，步骤(6)中所述的热处理为以较低的速率升温至700℃，保温30min；随后以较高的升温速率将毯从700℃依次升温至800、900、1000、1100和1200℃，保温30min后取出，在室温下冷却，得到最终厚度达到5-150mm的氧化铝连续纤维毯。
本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述的喷丝孔的横向间距为2-15mm，纵向间距为2-15mm。
有益效果
(1)本发明的多排喷吹机构可由不锈钢、陶瓷材料等材料一体成型，多排喷吹机构是中空的，机构上含有均匀分布的喷丝孔，可以保证氧化铝前驱体纤维均匀降温，并由负压吸风机吹落形成短纤维，避免出现氧化铝前驱体纤维在制备过程中出现的破坏。
(2)本发明多排喷吹机构的喷丝孔半径、排布距离和两层喷丝孔间距可以根据氧化铝连续纤维毯的实际需求进行调整。从而获得合适的氧化铝纤维半径、长度，以及最终的氧化铝连续纤维毯的厚度和强度。
(3)本发明的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置及方法，工艺流程设置合理，配置的纺丝液通过适合的泵转速通过多排喷吹机构获得理想无破坏的氧化铝前驱体短纤维，由负压网吸附成网，经过烧结获得最终的氧化铝连续纤维毯成品，简化了工艺流程，提升了制备质量和效率。
(4)本发明的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置可以保证氧化铝纤维毯在成形时，不会因为在加工成形中对氧化铝纤维的剪切破坏形成的粉末状氧化铝纤维从而降低氧化铝连续纤维毯的强力。相比于其他氧化铝连续纤维毯成形方法或者装置，本发明可以保证在制备过程中不损伤破坏氧化铝纤维，杜绝了粉末状氧化铝纤维的存在，确保了氧化铝连续纤维毯的成形强度和质量。
(5)本发明装置能够简化氧化铝连续纤维毯的制备流程，提高制备效率。
(6)本发明的负压吸风机工作时，空气通过多排喷吹机构的侧边通风孔对呈丝状的纺丝液进行冷却定型，此外，负压吸风机还可以对已经通过第二层喷丝孔的氧化铝前驱体纤维进行吹断，形成氧化铝短纤维。
(7)本发明传送带和负压吸风网上均设置有网孔，通过负压吸风机能够使下落的先驱体氧化纤维由负压吸风网吸附成网，传送带带动负压吸风网向前运动，能够形成厚度达到1-100mm的先驱体氧化铝连续纤维毯。
附图说明
图1为本发明辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置的结构示意图；
图2为本发明多排喷吹机构的俯视图，其中，R是喷丝孔半径，Tx是喷丝孔横向间距，Ty是喷丝孔纵向间距；
图3是本发明多排喷吹机构的侧视图，其中，r是通风孔半径，tx是通风孔横向间距，ty是通风孔纵向间距，第一层喷丝孔与第二层喷丝孔的间距为Y，喷丝孔半径R与间距Y之比(R/Y)称为孔径比。
其中：1、储料罐；2、安全阀；3、计量泵；4、多排喷吹机构；5、负压吸风网；6、负压吸风机；7、创送带；8、空心筒；9、第一层喷丝孔；10、第二层喷丝孔；11、通风孔。
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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
如图1-3所示，本实施例提供了一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，包括储料罐1、多排喷吹机构4和空心筒8，所述储料罐1通过管道与所述多排喷吹机构4连通，所述多排喷吹机构4的下方设置有空心筒8且与所述空心筒8连通，所述空心筒8的下方连通有负压吸风机6，所述空心筒8与所述负压吸风机6之间还设置有负压吸风网5和传送带7，所述负压吸风网5位于所述传送带7的上方，所述传送带7带动所述负压吸风网5移动；其中，所述多排喷吹机构4的上下表面分别设置有第一层喷丝孔9和第二层喷丝孔10，若干个所述第一层喷丝孔9与若干个所述第二层喷丝孔10一一对应。
可选地，所述多排喷吹机构4的内部呈中空状，多排喷吹机构4上下表面分别设置有第一层喷丝孔9和第二层喷丝孔10，所述第一层喷丝孔9与所述第二层喷丝孔10的尺寸相同，即多排喷吹机构4的上下表面排布着完全一致的喷丝孔。
可选地，所述多排喷吹机构4的侧面设置有若干个通风孔11，所述通风孔11用于对所述第一层喷丝孔9与所述第二层喷丝孔10之间的氧化铝前驱体纤维进行冷却。
可选地，所述多排喷吹机构4是不锈钢材质、陶瓷或者碳化硅材质一体成型得到。
可选地，所述多排喷吹机构4的第一层喷丝孔9与第二层喷丝孔10的半径为0.3-0.6mm，喷丝孔的间距为2-15mm。
可选地，所述多排喷吹机构4的喷丝孔数量排布配置为2*5-20*100。
如图2和3所示，R是喷丝孔半径，Tx是喷丝孔横向间距，Ty是喷丝孔纵向间距；r是通风孔半径，tx是通风孔横向间距，ty是通风孔纵向间距，第一层喷丝孔与第二层喷丝孔的间距为Y，喷丝孔半径R与间距Y之比(R/Y)称为孔径比。喷丝孔的半径与第一层喷丝孔9和第二层喷丝孔10的间距之比称为孔径比，孔径比为1：10-1：80。
进一步地，所述负压吸风机6的工作频率为0.5-2Hz，负压吸风机的转速为200-300r/min，进一步的，负压吸风机6的转速优选为250r/min，负压吸风机6工作时，空气通过多排喷吹机构4的侧边通风孔11对呈丝状的纺丝液进行冷却定型，此外，负压吸风机6对已经通过第二层喷丝孔10的氧化铝前驱体纤维进行吹断，形成氧化铝短纤维。
可选地，所述管道上设置有安全阀2和计量泵3，安全阀2和计量泵3能够随时观测和调节管道内物料的容量和流速。可选地，所述计量泵3的转速为0.1-0.2r/min；所述安全阀2为电磁阀或电动阀。
进一步地，所述储料罐1连接有螺杆挤出机，所述螺杆挤出机用于将储料罐1内的物料经过所述管道运送至所述多排喷吹机构4中。
可选地，所述传送带7和负压吸风网5上均设置有网孔，所述负压吸风机6位于所述传送带7内，通过负压吸风机6能够使下落的先驱体氧化纤维由负压吸风网5吸附成网(风速为100-200r/s)，传送带7带动负压吸风网5以1-5mm/s的速度向前运动，形成厚度达到1-100mm的先驱体氧化铝连续纤维毯。
本实施例的工作原理：将溶胶凝胶法所需要的原材料加入到储料罐中，经由计量泵通过适当的转速(0.1-0.2r/min)将储料罐中的纺丝液输送到多排喷吹机构中，多排喷吹机构的第一层喷丝孔半径为0.3-0.6mm，第二层喷丝孔位于第一层喷丝孔的正下方，喷丝孔的半径与两层喷丝孔的间距之比为1：10-1：80，喷丝孔以2*5-20*100的方式排列，孔间距为2-15mm。负压吸风机以0.5-2Hz的频率工作，一方面可以冷却两层喷丝孔之间的先驱体氧化铝纤维，另一方面，凭借侧边的通风孔，可以吹落先驱体氧化铝纤维。下落的先驱体氧化纤维由负压吸风网吸附成网(风速为100-200r/s)，传送带带动负压吸风网以1-5mm/s的速度向前运动，形成厚度达到1-100mm的先驱体氧化铝连续纤维毯，然后开始烧结，烧结的具体工艺为：以较低的速率升温至700℃，保温30min；随后以较高的升温速率将毯从700℃依次升温至800、900、1000、1100和1200℃，保温30min后取出，在室温下冷却，得到最终厚度达到5-150mm的氧化铝连续纤维毯。
实施例2
本实施例提供了一种辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，所述方法是采用实施例1提供的一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，包括以下步骤：
(1)将配置好的氧化铝纺丝液放置于储料罐内，通过安全阀和计量泵进行输送；
(2)将步骤(1)中的氧化铝纺丝液导入多排喷吹机构；
(3)步骤(2)中多排喷吹机构的上下表面根据实际需求排布有喷丝孔，喷丝孔半径0.25-1mm，喷丝孔间距为2-15mm，在多排喷吹机构的侧表面排布有通风孔，通风孔的半径为1-20mm，喷丝孔直径与第一层喷丝孔和第二层喷丝孔距离之比(孔径比)为1：10-1：80；
(4)纺丝液通过步骤(3)所述的多排喷吹机构，通过喷丝孔牵伸成丝，通过通风孔进行冷却，再由负压吸风机吹断形成氧化铝短纤维；
(5)步骤(4)得到的氧化铝短纤维被负压吸风网吸附成网，传送带带动负压吸风网以1-5mm/s的速度向前运动，形成厚度达到1-100mm的先驱体氧化铝连续纤维毯；
(6)步骤(5)得到的氧化铝连续纤维毯预制体经过热处理后形成最终的氧化铝连续纤维毯。
实施例3
本实施例是为了得到较薄(<20mm)厚度的氧化铝连续纤维毯所探究得到的工艺流程。
储料罐内主要储存根据配方合成的氧化铝纺丝液。进一步的，氧化铝纺丝液由中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司提供，将铝粉分批倒入热的结晶氯化铝水溶液并搅拌均匀得到聚合氯化铝母液，再将该母液与硅溶胶按比例混合，然后加入PEG后减压蒸馏得到具有一定粘度的凝胶纺丝液。
氧化铝纺丝液通过安全阀到达计量泵处，计量泵的转速0.1-0.5r/min，进一步的，转速优选为0.15r/min。
氧化铝纺丝液通过计量泵到达多排喷吹机构处，多排喷吹机构的内部呈中空状且上下表面排布着完全一致的喷丝孔，如图2所示，喷丝孔的半径R为0.25-1mm，进一步的，喷丝孔半径R优选为0.5mm。横向与纵向喷丝孔排列为9*2。喷丝孔的横向间距Tx为2-15mm，纵向间距Ty为2-15mm，进一步的，喷丝孔的横向间距Tx优选为4mm，纵向间距Ty优选为8mm。
多排喷吹机构的侧表面排布着通风孔，如图3所示，通风孔的半径r为1-20mm，进一步的，通风孔的半径r优选为2mm，通风孔数量排列优选为18*2，通风孔半径与第一层喷丝孔和第二层喷丝孔之间的间距Y之比(孔径比)为1：10-1：80，进一步的，孔径比优选为1：20，第一层喷丝孔和第二层喷丝孔之间的间距Y为10mm。
排布在多排喷吹机构边的负压吸风机以0.5Hz-2Hz的频率工作，进一步的，负压吸风机的频率优选为1Hz。负压吸风机的转速为200-300r/min，进一步的，负压吸风机的转速优选为250r/min，负压吸风机工作时，空气通过多排喷吹机构的侧边通风孔对呈丝状的纺丝液进行冷却定型，此外，负压吸风机对已经通过第二层喷丝孔的氧化铝前驱体纤维进行吹断，形成氧化铝短纤维。
通过多排喷吹机构得到的氧化铝短纤维被负压负压吸风机吸附至负压吸风网上，负压负压吸风机的转速为100-200r/min，进一步的，负压负压吸风机的转速优选为150r/min,同时负压吸风网以1-5mm/s的速度向前运动，进一步的，负压吸风网向前运动的速度优选为4mm/min。
由上述步骤获得的氧化铝连续纤维毯预制体的厚度达到15mm。进一步的，开始烧结，以较低的速率升温至700℃，保温30min；随后以较高的升温速率将毯从700℃依次升温至800、900、1000、1100和1200℃，保温30min后取出，在室温下冷却，得到最终厚度达到10mm的氧化铝连续纤维毯。
采用上述工艺得到的氧化铝连续纤维毯成形良好且拉伸强度达到5.78MPa。
对照例1
调整实施例3中的喷丝孔的半径R为0.2mm，以期获得更低细度的氧化铝前驱体短纤维，增强氧化铝连续纤维毯的粘结强度，其他和实施例3保持一致。
在制备过程中，可以发现，由于喷丝孔的半径太小，具有一定粘度的氧化铝纺丝液较难通过喷丝孔，无法形成连续的氧化铝前驱体纤维，负压吸风网上得到的氧化铝短纤维长短不一，长度均匀率无法满足实际需求。
对照例2
调整实施例3中的喷丝孔的半径R为1mm，以期获得细度较高的氧化铝前驱体短纤维，短纤维的成形均匀性会得到提升，其他和实施例3保持一致。
在制备过程中，可以发现，因为纤维较粗，现有的负压吸风机转速无法吹断氧化铝前驱体纤维形成短纤维，但增加负压吸风机转速后，在第一层喷丝孔与第二层喷丝孔之间的风速过大，使得纤维还未成型就已被吹断，短纤维长度均匀率反而没有提升，无法满足实际需求。
对照例3
调整实施例3中的孔径比分别为1：10、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70和1：80。其他操作步骤和实施例3保持一致，得到实施例3中不同孔径比的氧化铝连续纤维毯拉伸强度，如下表1所示。
表1实施例3中不同孔径比的氧化铝连续纤维毯拉伸强度
| 孔径比 | 拉伸强度(MPa) |
| 1：10 | 5.6 |
| 1：20(实施例3) | 5.78 |
| 1：30 | 5.7 |
| 1：40 | 5.0 |
| 1：50 | 4.1 |
| 1：60 | 4.1 |
| 1：70 | 2.8 |
| 1：80 | 0.1 |
通过表1得到的结果，可以发现，随着孔径比的增大，得到的氧化铝连续纤维毯的强度有着明显的下降，这是因为纤维长度的增加，虽然在负压吸风的作用下，纤维之间的缠结更为明显，但因为纤维长度的均匀度有所下降，在氧化铝连续纤维毯中容易出现疵点，在强度测试中，疵点处更加容易产生应力集中，出现破坏。
实施例4
本实施例是为了得到较厚(>100mm)厚度的氧化铝连续纤维毯所探究得到的工艺流程。
将储料罐中已经配置好的氧化铝纺丝液通过安全阀到达计量泵处，计量泵的转速进一步的优选为0.5r/min。
氧化铝纺丝液通过计量泵到达多排喷吹机构处，喷丝孔的半径R进一步的优选为0.8mm。横向与纵向喷丝孔数量排列优选为18*5。喷丝孔的横向间距优选为10mm，纵向间距Ty优选为10mm。
多排喷吹机构的侧表面排布着通风孔，如图3所示，通风孔的半径r优选为5mm，通风孔排列数量排列优选为36*3，孔径比优选为1：60，第一层喷丝孔和第二层喷丝孔之间的间距Y为30mm。
负压吸风机频率优选为2Hz。负压吸风机的转速优选为200r/min，在冷却氧化铝前驱体纤维的同时，吹断纤维形成短纤维。
通过多排喷吹机构得到的氧化铝短纤维被负压负压吸风机吸附至负压吸风网上，负压负压吸风机的转速优选为120r/min,同时负压吸风网向前运动的速度优选为2mm/min。
由上述步骤获得的氧化铝连续纤维毯预制体的厚度达到120mm。进一步的，开始烧结，以较低的速率升温至700℃，保温30min；随后以较高的升温速率将毯从700℃依次升温至800、900、1000、1100和1200℃，保温30min后取出，在室温下冷却，得到最终厚度达到100mm的氧化铝连续纤维毯。
采用上述工艺得到的氧化铝连续纤维毯成形良好且拉伸强度达到7.32MPa。
对照例4
调整实施例4中的孔径比分别为1：10、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70和1：80。其他操作步骤和实施例4保持一致，得到实施例4中不同孔径比的氧化铝连续纤维毯拉伸强度，如下表2所示。
表2实施例4中不同孔径比的氧化铝连续纤维毯拉伸强度
| 孔径比 | 拉伸强度(MPa) |
| 1：10 | 2.56 |
| 1：20 | 4.10 |
| 1：30 | 5.34 |
| 1：40 | 6.66 |
| 1：50 | 6.54 |
| 1：60 | 7.21 |
| 1：70(实施例4) | 7.32 |
| 1：80 | 7.10 |
可以看到，随着孔径比增大，氧化铝连续纤维毯的拉伸强度有较大提升，这是因为，随着氧化铝前驱体短纤维的细度增加，纤维整体强度提升，较大的孔径比使得落在负压吸风网上的短纤维更容易产生相互缠结，纤维间的摩擦作用力提升，使得氧化铝连续纤维毯整体强度得到提高。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，其特征在于，包括储料罐、多排喷吹机构和空心筒，所述储料罐通过管道与所述多排喷吹机构连通，所述多排喷吹机构的下方设置有空心筒且与所述空心筒连通，所述空心筒的下方连通有负压吸风机，所述空心筒与所述负压吸风机之间还设置有负压吸风网和传送带，所述负压吸风网位于所述传送带的上方，所述传送带带动所述负压吸风网移动；其中，所述多排喷吹机构的上下表面分别设置有第一层喷丝孔和第二层喷丝孔，若干个所述第一层喷丝孔与若干个所述第二层喷丝孔一一对应。
2.根据权利要求1所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，其特征在于，所述多排喷吹机构的内部呈中空状，所述第一层喷丝孔与所述第二层喷丝孔的尺寸相同；所述多排喷吹机构的侧面设置有若干个通风孔。
3.根据权利要求1所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，其特征在于，所述多排喷吹机构的第一层喷丝孔与第二层喷丝孔的半径为0.3-0.6mm，喷丝孔的间距为2-15mm；喷丝孔的半径与第一层喷丝孔和第二层喷丝孔的间距之比为1：10-1：80。
4.根据权利要求3所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，其特征在于，所述管道上设置有安全阀和计量泵；所述传送带和负压吸风网上均设置有网孔，所述负压吸风机位于所述传送带内；所述多排喷吹机构是不锈钢材质、陶瓷或者碳化硅材质一体成型得到。
5.一种辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，其特征在于，所述方法是采用权利要求1-4任一项所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置，包括以下步骤：
(1)将配置好的氧化铝纺丝液放置于储料罐内，通过安全阀和计量泵进行输送；
(2)将步骤(1)中的氧化铝纺丝液导入多排喷吹机构；
(3)步骤(2)中多排喷吹机构的上下表面根据实际需求排布有喷丝孔，在多排喷吹机构的侧表面排布有通风孔；
(4)纺丝液通过步骤(3)所述的多排喷吹机构，通过喷丝孔牵伸成丝，通过通风孔进行冷却，再由负压吸风机吹断形成氧化铝短纤维；
(5)步骤(4)得到的氧化铝短纤维被负压吸风网吸附成网，传送带带动负压吸风网以1-5mm/s的速度向前运动，形成厚度达到1-100mm的先驱体氧化铝连续纤维毯；
(6)步骤(5)得到的氧化铝连续纤维毯预制体经过热处理后形成最终的氧化铝连续纤维毯。
6.根据权利要求5所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，其特征在于，步骤(3)所述的喷丝孔半径0.25-1mm，喷丝孔间距为2-15mm；步骤(3)所述的通风孔的半径为1-20mm，喷丝孔直径与第一层喷丝孔和第二层喷丝孔距离之比为1：10-1：80。
7.根据权利要求5所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，其特征在于，步骤(3)所述的负压吸风机的工作频率为0.5-2Hz，负压吸风机的转速为200-300r/min。
8.根据权利要求5所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，其特征在于，步骤(1)所述的计量泵的转速为0.1-0.2r/min。
9.根据权利要求5所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，其特征在于，步骤(6)中所述的热处理为以较低的速率升温至700℃，保温30min；随后以较高的升温速率将毯从700℃依次升温至800、900、1000、1100和1200℃，保温30min后取出，在室温下冷却，得到最终厚度达到5-150mm的氧化铝连续纤维毯。
10.根据权利要求5所述的辅助氧化铝连续纤维毯成形方法，其特征在于，步骤(3)所述的喷丝孔的横向间距为2-15mm，纵向间距为2-15mm。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211603858.8A CN115852586A (zh) | 2022-12-13 | 2022-12-13 | 一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置及方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2024125512A1 (zh) * | 2022-12-13 | 2024-06-20 | 上海榕融新材料技术有限公司 | 一种辅助氧化铝连续纤维毯成形多排喷吹装置及方法 |
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2022
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