CN117065879B - 一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，包括制备部，所述制备部包括机架，所述机架围成的空间内设置有料筒，所述料筒内壁固定连接有若干组隔块，所述隔块上方设置有与料筒内壁固定连接的支架，本发明涉及再生碳纤维加工技术领域。该一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，能够有效地解决现有技术中，一般分解好的碳纤维需要对其粉碎，再与其他材料进行整合制成新的复合材料，但是传统的粉碎机器对碳纤维进行粉碎后，粉碎仓内壁会沾黏有大量碳纤维粉末，由于不同复合材料所需的碳纤维粉末规格不同，为避免余料掺和在一起，需要对粉碎仓内壁碳纤维粉末进行清除，传统的手动清除，费时费力，效率低下的问题。
Description
技术领域
本发明涉及再生碳纤维加工技术领域，具体涉及一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置。
背景技术
碳纤维的显著特点是质量轻、纤度好和抗拉强度高,并且兼具耐温、耐磨、膨胀系数小等特点，经常被用于制造先进的复合材料，碳纤维优点很多，但是缺点也很明显，它的可塑性非常低，使用它制作的零部件只要破一点就无法修复，必须整体换新。
关于碳纤维复合材料的回收再生利用方法，通常工作人员把回收来的复合材料剪成碎片放在传送带上，先是进入无氧环境中进行热解，在超过500℃的高温下，复合材料中的环氧树脂分子被分解蒸发并通过排风扇排出，其中易燃分子通过管道进入燃烧器中被烧毁，其余的则被内置的烟气净化系统过滤，紧接着碳纤维通过由磁铁组成的传送带，把表面残留的金属颗粒清理干净，在整个过程中碳纤维的结构不会有丝毫破坏，接着把分解好的碳纤维重新造件，以节省生产成本，一般分解好的碳纤维需要对其粉碎，再与其他材料进行整合制成新的复合材料。但是现有的粉碎机器对碳纤维进行粉碎后，粉碎仓内壁会沾黏有大量碳纤维粉末，由于不同复合材料所需的碳纤维粉末规格不同，为避免余料掺和在一起，需要对粉碎仓内壁碳纤维粉末进行清除，传统的手动清除，费时费力，效率低下。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，能够有效地解决现有技术中，一般分解好的碳纤维需要对其粉碎，再与其他材料进行整合制成新的复合材料，但是传统的粉碎机器对碳纤维进行粉碎后，粉碎仓内壁会沾黏有大量碳纤维粉末，由于不同复合材料所需的碳纤维粉末规格不同，为避免余料掺和在一起，需要对粉碎仓内壁碳纤维粉末进行清除，传统的手动清除，费时费力，效率低下的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，包括：
制备部，所述制备部包括机架，所述机架围成的空间内设置有料筒，所述料筒内壁固定连接有若干组隔块，所述隔块上方设置有与料筒内壁固定连接的支架，所述支架外表面可拆卸安装有粉碎组件；
加料部，所述加料部包括伸缩器，所述伸缩器底部通过安装板与料筒圆周外表面固定连接，所述伸缩器的伸缩端贯穿支架并固定连接有与隔块外表面相贴合的挤压板；
其中，所述粉碎组件包括位于所述支架上方的驱动机组，所述驱动机组的输出端固定连接有与隔块外表面相贴合的离心块，且该离心块下方设置有粉碎件。
进一步地，还包括收集部，所述收集部包括螺纹环，所述螺纹环底端固定连通有滤袋，所述料筒底端固定连通有与螺纹环内侧螺纹连接的制备筒。
进一步地，还包括清扫件，所述清扫件包括环杆，所述料筒内壁开设有与环杆圆周外表面相贴合的内嵌槽，所述环杆圆周外表面固定连接有清扫板，且该清扫板位于支架和隔块之间。
进一步地，所述离心块为中空的圆台结构并采用一体式设计，所述离心块通过套设在其外表面的承重环与支架内部转动连接。
进一步地，所述离心块底部开设有十字槽，所述粉碎件包括十字块，所述十字块外表面与十字槽内壁滑动连接，所述十字块底部固定连接有配重块，所述配重块内部滑动连接有配重杆，所述配重杆通过开设在其内部的卡槽可拆卸安装有刀片。
进一步地，所述配重杆端部固定连接有与配重块内部相连接的复位弹簧，所述配重杆内部螺纹连接有与刀片外表面紧密贴合的定位销钉，所述配重杆圆周外表面套设有限位环。
进一步地，所述配重杆远离复位弹簧一端转动连接有与制备筒内壁相贴合的滚珠。
进一步地，所述十字块通过开设在其内部的内置槽转动连接有调节杆，所述调节杆顶端贯穿十字块并与离心块内部螺纹连接，所述调节杆内部螺纹连接有与十字块外表面紧密贴合的螺钉。
有益效果
本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明设置有加料部、隔块、离心块以及清扫件，优先启动制备部上的粉碎组件，驱动机组的输出轴带动离心块和粉碎件同步快速转动，接着启动加料部上的伸缩器，其伸缩端带动挤压板沿着隔块外表面上下往复运动，挤压板不仅可以起到上料作用，而且挤压板还可以对隔块外表面沾黏碳纤维进行不间断刮除。通过PLC控制伸缩器的行程，将挤压板行程控制在隔块最上端和最下端之间，运动至隔块最上端时，通过手动转动清扫件上的环杆，带动清扫板下表面的毛刷对挤压板上表面残留的粉末进行清扫；接着挤压板向下运动对隔块外表面和料筒内壁进行又一次的刮除；运动至隔块最底端时，此时粉碎组件已转速减慢复位，挤压板下方的凸块运动至与隔块下表面齐平状态，此时隔块和料筒外表面碳纤维粉末基本都已刮除，省去手动清除的麻烦。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明立体的结构示意图；
图2为本发明制备部和收集部立体分离的结构示意图；
图3为本发明粉碎件立体状态转化的结构示意图；
图4为本发明图3中A处局部放大的结构示意图；
图5为本发明制备部、加料部以及清扫件立体的结构示意图；
图6为本发明制备部、加料部以及清扫件局部立体分离的结构示意图；
图7为本发明制备部立体局部剖面的结构示意图；
图8为本发明离心块和粉碎组件立体分离的结构示意图；
图9为本发明粉碎件立体局部分离的结构示意图。
图中的标号分别代表：1、制备部；11、机架；12、料筒；121、内嵌槽；13、隔块；14、支架；15、粉碎组件；151、驱动机组；152、离心块；1521、承重环；1522、十字槽；153、粉碎件；1530、螺钉；1531、十字块；15311、内置槽；1532、配重块；1533、配重杆；1534、卡槽；1535、刀片；1536、复位弹簧；1537、定位销钉；1538、滚珠；1539、调节杆；16、制备筒；2、加料部；21、伸缩器；22、挤压板；3、收集部；31、螺纹环；32、滤袋；4、清扫件；41、环杆；42、清扫板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例：
请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，包括：
制备部1，制备部1包括机架11，机架11围成的空间内设置有料筒12，料筒12内壁固定连接有若干组隔块13，隔块13上方设置有与料筒12内壁固定连接的支架14，支架14外表面可拆卸安装有粉碎组件15；
加料部2，加料部2包括伸缩器21，伸缩器21底部通过安装板与料筒12圆周外表面固定连接，伸缩器21的伸缩端贯穿支架14并固定连接有与隔块13外表面相贴合的挤压板22；
其中，粉碎组件15包括位于支架14上方的驱动机组151，驱动机组151的输出端固定连接有与隔块13外表面相贴合的离心块152，且该离心块152下方设置有粉碎件153。
还包括收集部3，收集部3包括螺纹环31，螺纹环31底端固定连通有滤袋32，料筒12底端固定连通有与螺纹环31内侧螺纹连接的制备筒16，方便螺纹环31的快速拆卸。
还包括清扫件4，清扫件4包括环杆41，料筒12内壁开设有与环杆41圆周外表面相贴合的内嵌槽121，环杆41圆周外表面固定连接有清扫板42，且该清扫板42位于支架14和隔块13之间。
离心块152为中空的圆台结构并采用一体式设计，离心块152可以大大减轻配重，并加快表面碳纤维碎片甩出，离心块152通过套设在其外表面的承重环1521与支架14内部转动连接，承重环1521确保离心块152和粉碎件153可以平稳转动。
离心块152底部开设有十字槽1522，粉碎件153包括十字块1531，十字块1531外表面与十字槽1522内壁滑动连接，十字块1531底部固定连接有配重块1532，配重块1532内部滑动连接有配重杆1533，配重杆1533通过开设在其内部的卡槽1534可拆卸安装有刀片1535。
配重杆1533端部固定连接有与配重块1532内部相连接的复位弹簧1536，配重杆1533内部螺纹连接有与刀片1535外表面紧密贴合的定位销钉1537，方便刀片1535的拆卸、更换以及校正，当刀片1535顶部磨损时，翻转刀片1535底部朝上即可继续使用，配重杆1533圆周外表面套设有限位环，对配重杆1533复位行程进行限位，防止配重块1532触碰刀片1535。
配重杆1533远离复位弹簧1536一端转动连接有与制备筒16内壁相贴合的滚珠1538，滚珠1538的优点：其一，滚珠1538进行限位，确保多组配重杆1533移动行程一致，多组刀片1535运动轨迹一致；其二，滚珠1538贴合在制备筒16内壁上，确保高速情况下离心块152和粉碎件153能够平稳转动；其三，滚珠1538可沿制备筒16内壁内部滚动，大大缩减离心块152和粉碎件153的旋转阻力)，此时垂直布置的刀片1535正好位于隔块13和离心块152围成空间正下方。
十字块1531通过开设在其内部的内置槽15311转动连接有调节杆1539，调节杆1539顶端贯穿十字块1531并与离心块152内部螺纹连接，为了满足不同大小颗粒碳纤维使用需求，本发明可以通过旋转调节杆1539绕离心块152内部螺纹转动，带动粉碎件153整体沿着十字槽1522内壁上下短距运动，进而改变刀片1535顶端距离隔块13底部距离，生产不同大小颗粒的碳纤维，调节杆1539内部螺纹连接有与十字块1531外表面紧密贴合的螺钉1530，通过螺丝刀一一旋转螺钉1530，抵紧十字块1531外表面，利用超级螺栓原理，对调节杆1539起到长期防松作用。
参考图1-9，关于再生碳纤维电磁屏蔽复合材料具备良好的物理、机械以及导电性能，由于其具有很好的可设计性，能够制备出不同体积电阻率的导电材料，有着较大的发展空间，再生碳纤维电磁屏蔽复合材料拥有很好的导电性能，这也就决定其具有很好的电磁屏蔽性能。
回收再生的碳纤维需要经过无氧热解，然后将分解好的碳纤维粉碎，再与其他材料进行混合，挤压成型整合制成新的复合材料，但是现有的粉碎机器对碳纤维进行粉碎后，粉碎仓内壁会沾黏有大量碳纤维粉末，由于不同复合材料所需的碳纤维粉末规格不同，为避免余料掺和在一起，需要对粉碎仓内壁碳纤维粉末进行清除，传统的手动清除，费时费力，效率低下；
为了克服上述存在的缺陷，对此本发明设计一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置。
具体的加工过程，优先启动制备部1上的粉碎组件15，驱动机组151的输出轴带动离心块152和粉碎件153同步快速转动(驱动机组151优选伺服电机)，由于离心块152通过套设在其外表面的承重环1521与支架14内部转动连接，离心块152为中空的圆台结构并采用一体式设计，进而离心块152可以大大减轻配重，并利用承重环1521确保离心块152和粉碎件153可以平稳转动(隔块13外表面与离心块152外表面滑动贴合，防止离心块152旋转偏移)。在粉碎件153由静止向高速转变过程中，粉碎件153上的，配重杆1533、刀片1535、定位销钉1537以及滚珠1538所受的离心力越来越大，配重杆1533、刀片1535、定位销钉1537以及滚珠1538同步向外滑动，复位弹簧1536进一步拉伸发生弹性形变，直至滚珠1538外表面贴合在制备筒16内壁上(滚珠1538的优点：其一，滚珠1538进行限位，确保多组配重杆1533移动行程一致，多组刀片1535运动轨迹一致；其二，滚珠1538贴合在制备筒16内壁上，确保高速情况下离心块152和粉碎件153能够平稳转动；其三，滚珠1538可沿制备筒16内壁内部滚动，大大缩减离心块152和粉碎件153的旋转阻力)，此时垂直布置的刀片1535正好位于隔块13和离心块152围成空间正下方。
接着启动加料部2上的伸缩器21，其伸缩端带动挤压板22沿着隔块13外表面上下往复运动(若干组隔块13之间阵列等距分布，挤压板22通过开设在其内部的间槽贴合在相邻隔块13之间)，随后将热解后碳纤维投入料筒12中(碳纤维热解前已被剪成碎片)，落入离心块152的外表面，由于离心块152为中空的圆台结构，配合自身快速转动，落入其表面的碳纤维碎片会被离心力甩到料筒12内壁上。与此同时，往复运动的挤压板22会对碳纤维碎片不断施加压力，带动碳纤维碎片沿着相邻隔块13围成的空间向下移动，同时多组快速转动的刀片1535，会对隔块13围成的空间中的碳纤维碎片进行快速粉碎(刀片1535的旋转速度远高于挤压板22位移速度，挤压板22每次施加推力时，下移的碳纤维碎片即可被刀片1535快速粉碎)，最后粉末碳纤维落入收集部3的滤袋32中(滤袋32具有一定透气性)。
加料部2、隔块13、离心块152以及清扫件4配合优点：
优点一，利用离心块152的圆台面离心力，将碳纤维碎片送入相邻隔块13之间，加料部2上的挤压板22进行往复推动，推动碳纤维碎片运动，控制碳纤维碎片的粉碎速度。
优点二，挤压板22不仅可以起到上料作用，而且挤压板22还可以对隔块13外表面沾黏碳纤维进行不间断刮除(区别于常规的手动一次性清除)，由于碳纤维粉末主要沾黏在隔块13末端，碳纤维碎片位于隔块13和离心块152围成的空间内，受到离心力作用，离心块152外表面必不会残留有碳纤维碎片，隔块13之间残留的碳纤维碎片都会被挤压板22向下推动，最后粉碎成碳纤维粉末。接着通过PLC控制伸缩器21的行程，将挤压板22行程控制在隔块13最上端和最下端之间，运动至隔块13最上端时，通过手动转动清扫件4上的环杆41，带动清扫板42下表面的毛刷对挤压板22上表面残留的粉末进行清扫；接着挤压板22向下运动对隔块13外表面和料筒12内壁进行又一次的刮除(加工过程中，也会往复刮除，防止碳纤维粉末结块)；运动至隔块13最底端时，此时粉碎组件15已转速减慢复位，挤压板22下方的凸块运动至与隔块13下表面齐平状态(排除隔块13之间残留的碳纤维粉末)，此时隔块13和料筒12外表面碳纤维粉末基本都已刮除，省去手动清除的麻烦。
碳纤维的颗粒度可调节：
为了满足不同大小颗粒碳纤维使用需求，本发明可以通过旋转调节杆1539绕离心块152内部螺纹转动(采用细螺纹，提高精准度)，带动粉碎件153整体沿着十字槽1522内壁上下短距运动，进而改变刀片1535顶端距离隔块13底部距离，生产不同大小颗粒的碳纤维。调节完毕后，通过螺丝刀一一旋转螺钉1530，抵紧十字块1531外表面，利用超级螺栓原理(超级螺栓多顶推预紧器，在大直径螺栓紧固时可以提供高的预紧力，通过顶推螺钉拧入螺母主体的方法，将高的预紧力分解为可以控制的安装扭矩来实现)，对调节杆1539起到长期防松作用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于，包括：
制备部（1），所述制备部（1）包括机架（11），所述机架（11）围成的空间内设置有料筒（12），所述料筒（12）内壁固定连接有若干组隔块（13），所述隔块（13）上方设置有与料筒（12）内壁固定连接的支架（14），所述支架（14）外表面可拆卸安装有粉碎组件（15）；
加料部（2），所述加料部（2）包括伸缩器（21），所述伸缩器（21）底部通过安装板与料筒（12）圆周外表面固定连接，所述伸缩器（21）的伸缩端贯穿支架（14）并固定连接有与隔块（13）外表面相贴合的挤压板（22）；
其中，所述粉碎组件（15）包括位于所述支架（14）上方的驱动机组（151），所述驱动机组（151）的输出端固定连接有与隔块（13）外表面相贴合的离心块（152），且该离心块（152）下方设置有粉碎件（153）。
2.根据权利要求1所述的一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于：还包括收集部（3），所述收集部（3）包括螺纹环（31），所述螺纹环（31）底端固定连通有滤袋（32），所述料筒（12）底端固定连通有与螺纹环（31）内侧螺纹连接的制备筒（16）。
3.根据权利要求1所述的一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于：还包括清扫件（4），所述清扫件（4）包括环杆（41），所述料筒（12）内壁开设有与环杆（41）圆周外表面相贴合的内嵌槽（121），所述环杆（41）圆周外表面固定连接有清扫板（42），且该清扫板（42）位于支架（14）和隔块（13）之间。
4.根据权利要求1所述的一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于：所述离心块（152）为中空的圆台结构并采用一体式设计，所述离心块（152）通过套设在其外表面的承重环（1521）与支架（14）内部转动连接。
5.根据权利要求2所述的一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于：所述离心块（152）底部开设有十字槽（1522），所述粉碎件（153）包括十字块（1531），所述十字块（1531）外表面与十字槽（1522）内壁滑动连接，所述十字块（1531）底部固定连接有配重块（1532），所述配重块（1532）内部滑动连接有配重杆（1533），所述配重杆（1533）通过开设在其内部的卡槽（1534）可拆卸安装有刀片（1535）。
6.根据权利要求5所述的一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于：所述配重杆（1533）端部固定连接有与配重块（1532）内部相连接的复位弹簧（1536），所述配重杆（1533）内部螺纹连接有与刀片（1535）外表面紧密贴合的定位销钉（1537），所述配重杆（1533）圆周外表面套设有限位环。
7.根据权利要求6所述的一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于：所述配重杆（1533）远离复位弹簧（1536）一端转动连接有与制备筒（16）内壁相贴合的滚珠（1538）。
8.根据权利要求5所述的一种柔性再生碳纤维电磁屏蔽复合材料的制备装置，其特征在于：所述十字块（1531）通过开设在其内部的内置槽（15311）转动连接有调节杆（1539），所述调节杆（1539）顶端贯穿十字块（1531）并与离心块（152）内部螺纹连接，所述调节杆（1539）内部螺纹连接有与十字块（1531）外表面紧密贴合的螺钉（1530）。
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