CN205090768U - 一种制备预浸料的烘干装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高性能纤维预浸料制备工具，具体涉及一种制备预浸料的烘干装置，包括由导热油加热装置(200a)和热对流加热装置(200b)构成的烘箱加热装置(200)，所述导热油加热装置(200a)通过导热油管道(20a)连接至导热油炉(10a)，热对流加热装置(200b)通过风道(20b)连接至气流热交换器(10b)。本实用新型根据预浸料的固化特性，通过下方的导热油加热装置和上方的热对流加热装置分别对预浸料的下方和上方进行加热，可以热量均匀的分布于预浸料的上下表面，使预浸料得到一致的烘干和预固化效果，减少预浸料上下表面干燥和预固化的差异。

Description

一种制备预浸料的烘干装置

技术领域

本实用新型涉及高性能纤维预浸料制备工具，具体涉及一种制备预浸料的烘干装置。

背景技术

高性能纤维预浸料(以下用预浸料代替)是以无捻粗纱或是经纬织物为增强材料，经过高分子化合物(如环氧树脂、酚醛树脂等)溶液充分浸渍后，再经加热干燥而得到的一种薄片状材料。预浸料的干燥目的是为了蒸发胶层中的有机溶剂(酒精、丙酮、水分和游离酚)，其次是促进树脂的初步固化。

由于预浸料的固有特性，决定了材料在干燥过程中具有两个不同性质的阶段，即等速蒸发干燥阶段和降速蒸发干燥阶段。在等速干燥阶段，预浸料表面的湿度高于“结合水分”，其物料表面处于饱和状态。因此，挥发物能自内层向表面扩散，随之迅速气化而扩散到空气中。此时为表面气化，故此干燥过程与物料的湿含量无关，干燥速度达到最大值，而且是在恒定的干燥条件下等速进行。随着干燥的持续进行，当预浸料表面的湿度低于“结合水分”时，物料表面开始“结皮”成膜，此时干燥过程的速度由物料内部的扩散速度所决定。故预浸料干燥开始进入降速阶段。当“结皮”成膜的厚度继续增加时，干燥速度迅速下降，直至达到平衡湿度时干燥速度就趋近于零。

目前的单一加热方式，无论是热接触、热辐射或是热对流的烘干效率都比较低，为了快速的烘干预浸料，目前主要的手段是提高加热温度。试验和生产证明，温度过高，会使不溶性树脂量增加，预浸料表面也会产生气泡裂缝，严重影响预浸料质量。

相对于目前较为常见的热对流式加热，只有烘干装置内的气流分布一致，热量才能均匀的传导到预浸料上。也就是说，为了均匀的烘干和初步固化预浸料中的树脂，烘干装置中的气流必须保持稳定。这样的话，预浸料的预固化时间就是保持一致，而预固化时间也是先进复合材料生产中重要的物理性质。目前的对流式烘箱中，从热交换器出来的气流通过一根管道进入烘箱气流输入装置，气流输入装置中包含有气流分配部件将气流输送到预浸料的加热区段中。但是由于分配到预浸料上下表面的流量不能保证同步，预浸料上下表面的温度会因为受热量的不同而有差异。而且为了能保证一致的气流流量，就需要在气流分配装置中安装导向机构和阀门，以将热量均匀分布于预浸料的左、中、右部分，而气流的流量会随着时间发生变化，难以保持流量稳定，这也导致了预浸料各部分的预固化时间不同，不能满足先进复合对于预浸料的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种制备预浸料的烘干装置，解决现有的烘干装置难以保持气流的流量稳定，烘干热量分布不均匀，导致预浸料各部分的预固化时间不同，最终影响预浸料质量的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种制备预浸料的烘干装置，包括由导热油加热装置和热对流加热装置构成的烘箱加热装置，所述导热油加热装置通过导热油管道连接至导热油炉，热对流加热装置通过风道连接至气流热交换器；所述导热油加热装置包括从导热油管道依次连接的导热油输入装置、锥形孔平板、导热油分配装置和导热油接触通道，其中所述导热油接触通道设置在烘干通道下方对经过烘干通道的预浸料下侧进行接触式热交换；所述热对流加热装置包括从风道依次连接气流输入装置、微孔平板、气流分配装置和空气对流通道，其中所述空气对流通道设置在烘干通道上方并对经过烘干通道的预浸料上侧进行非接触式热交换。

进一步的，所述气流分配装置和空气对流通道之间设有气流通道，气流通道内至少设置有至少一个打孔平板。

进一步的，所述气流通道的通道截面面积逐节减小，所述打孔平板设置在道截面面积变化的位置。

进一步的，所述锥形孔平板的中心有一个直径逐渐减小的锥形圆孔。

进一步的，所述烘箱加热装置上安装有挥发物排出通道。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：根据预浸料的固化特性，通过下方的导热油加热装置和上方的热对流加热装置分别对预浸料的下方和上方进行加热，可以热量均匀的分布于预浸料的上下表面，使预浸料得到一致的烘干和预固化效果，减少预浸料上下表面干燥和预固化的差异；甚至利用打孔平板让热对流加热装置中的热空气对预浸料的上方的幅宽和前进的方向上一致、均匀的加热，热气流的分配相较于现有技术更为结构简单，无需多于操作。

附图说明

图1为本实用新型一种制备预浸料的烘干装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种制备预浸料的烘干装置热介质(包括导热油和气流)分配装置处结构示意图。

图3为本实用新型一种制备预浸料的烘干装置热介质流向示意图。

图4为图3中A-A剖面示意图。

图中：100是加热装置入口、200是烘箱加热装置、300是加热装置出口、400是预浸料、200a是导热油加热装置、200b是热对流加热装置、201是烘干通道、10a是导热油炉、10b是气流热交换器、20a是导热油管道、20b是风道，30a是导热油输入装置、30b是气流输入装置、60a是导热油分配装置、60b是气流分配装置、40a是锥形孔平板、40b是微孔平板、61a是导热油通道、61b是气流通道、80是打孔平板、201a是导热油接触通道、201b是空气对流通道。500是挥发物排出通道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1和图2示出了本实用新型一种制备预浸料的烘干装置的一个实施例：一种制备预浸料的烘干装置，包括由导热油加热装置200a和热对流加热装置200b构成的烘箱加热装置200，所述导热油加热装置200a通过导热油管道20a连接至导热油炉10a，热对流加热装置200b通过风道20b连接至气流热交换器10b；所述导热油加热装置200a包括从导热油管道20a依次连接的导热油输入装置30a、锥形孔平板40a、导热油分配装置60a和导热油接触通道201a，其中所述导热油接触通道201a设置在烘干通道201下方对经过烘干通道201的预浸料400下侧进行接触式热交换；所述热对流加热装置200b包括从风道20b依次连接气流输入装置30b、微孔平板40b、气流分配装置60b和空气对流通道201b，其中所述空气对流通道201b设置在烘干通道201上方并对经过烘干通道201的预浸料400上侧进行非接触式热交换。

根据本实用新型一种制备预浸料的烘干装置的另一个实施例，所述气流分配装置60b和空气对流通道201b之间设有气流通道61b，气流通道61b内至少设置有至少一个打孔平板80，打孔平板80为空气的不同输送距离提供必要的气体背压。

当气流分配装置60b中气流通道61b加热气流的压力下降时，加热气流最初压力必须变得更高来保持固定的流量，导致气流入口和出口的压力差就会增加，即使是在传统的设计中，入口和出口之间的压力差相对来说很小，这样在压力上很小的变化也影响到流量的大小，而在本实施例中，气流入口和出口之间的压力差很大，但增设打孔平板80就可以让气压的波动就不容易对流量造成影响，加热气流就可以始终一致的分配，也可以通过在气流通道61b中设置几组打孔平板，加热气流可以混合的更加均匀，预浸料烘干也更一致。另外，在气流分配装置60b中气流由于流向改变而产生的波动，也会因为打孔平板80产生的背压来避免，这样的话加热空气可以在预浸料400的幅宽和前进的方向上一致地分布。

显而易见，锥形孔平板40a、微孔平板40b、打孔平板80的数量和位置可能会根据6导热油分配装置60a、气流分配装置60b的形状而产生一些变化，这些变化也在此实用新型保护范围中。

所述导热油通道61a就是一根带夹套和保温的长方体容器，其中通导热油。

根据本实用新型一种制备预浸料的烘干装置的另一个优选实施例，所述气流通道61b的通道截面面积逐节减小，所述打孔平板80设置在道截面面积变化的位置。

根据本实用新型一种制备预浸料的烘干装置的另一个优选实施例，所述锥形孔平板40a的中心有一个直径逐渐减小的锥形圆孔。依照流体力学原理，使导热油快速均匀的喷射到导热油通道61a中。

根据本实用新型一种制备预浸料的烘干装置的另一个优选实施例，所述烘箱加热装置200上安装有挥发物排出通道500。

结合图1、图2、图3和图4可知，本实用新型的工作原理是：

预浸料400从加热装置入口100进入烘箱加热装置200的烘干通道201进行加热烘干，完成后从加热装置出口300出来并进入下一工序。

在烘箱加热装置200中，导热油在导热油炉10a中加热到需要的温度，由导热油管道20a输送到导热油输入装置30a，导热油在导热油分配装置60a中按设计改变其的行进路径保证导热油均匀地分布于导热油加热装置(200a)，不论是预浸料400的前后端或是幅宽方向都可以得到一致的加热效果，使预浸料400中的可挥发的部分得以快速同步的到达预浸料上层表面。同样的，气流在气流热交换器10b中加热到需要的温度，由风道20b输送到气流输入装置30b，气流在气流分配装置60b中按设计改变其的行进路径，保证导热油均匀地分布于热对流加热装置(200b)，不论是预浸料400的前后端或是幅宽方向都可以得到一致的加热效果，上层的气流可以迅速的通过热交换作用将预浸料400表面的可以挥发的部分带走，高效地完成预浸料的烘干和预固化作用。

预浸料400从下层的导热油加热装置200a和上层的热对流加热装置200b中间所形成的烘干通道201中间通过，同时受到下方导热油接触通道201a的接触式加热和上方空气对流通道201b的热对流式加热，使预浸料在烘干过程中通过热接触式加热快速完成“等速烘干”阶段，并通过热对流式加热大大缩短了“等速烘干”阶段，高效一致的完成预浸料的干燥和预固化作用。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种制备预浸料的烘干装置，其特征在于：包括由导热油加热装置(200a)和热对流加热装置(200b)构成的烘箱加热装置(200)，所述导热油加热装置(200a)通过导热油管道(20a)连接至导热油炉(10a)，热对流加热装置(200b)通过风道(20b)连接至气流热交换器(10b)；

所述导热油加热装置(200a)包括从导热油管道(20a)依次连接的导热油输入装置(30a)、锥形孔平板(40a)、导热油分配装置(60a)和导热油接触通道(201a)，其中所述导热油接触通道(201a)设置在烘干通道(201)下方对经过烘干通道(201)的预浸料(400)下侧进行接触式热交换；

所述热对流加热装置(200b)包括从风道(20b)依次连接气流输入装置(30b)、微孔平板(40b)、气流分配装置(60b)和空气对流通道(201b)，其中所述空气对流通道(201b)设置在烘干通道(201)上方并对经过烘干通道(201)的预浸料(400)上侧进行非接触式热交换。

2.根据权利要求1所述的一种制备预浸料的烘干装置，其特征在于：所述气流分配装置(60b)和空气对流通道(201b)之间设有气流通道(61b)，气流通道(61b)内至少设置有至少一个打孔平板(80)。

3.根据权利要求2所述的一种制备预浸料的烘干装置，其特征在于：所述气流通道(61b)的通道截面面积逐节减小，所述打孔平板(80)设置在道截面面积变化的位置。

4.根据权利要求1所述的一种制备预浸料的烘干装置，其特征在于：所述锥形孔平板(40a)的中心有一个直径逐渐减小的锥形圆孔。

5.根据权利要求1所述的一种制备预浸料的烘干装置，其特征在于：所述烘箱加热装置(200)上安装有挥发物排出通道(500)。