CN217068863U - 一种高效碳纤维粉表面改性装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及反应装置，为了优化繁琐的生产步骤，提供了一种高效碳纤维粉表面改性装置，包括反应罐，设于反应罐内的第一隔板，设于第一隔板下方的第二隔板，搅拌装置，多件设于反应罐侧壁的进液管，开设于第一隔板的第一排液孔，设于第一隔板下方的第一连接管，开设于第二隔板的第二排液孔，以及设于第二隔板下方的第二连接管；搅拌装置包括第一搅拌轴，第一搅拌片，第一密封块和第二密封块，用以驱动第一搅拌轴转动的第一驱动装置，以及用以驱动搅拌轴升降的第二驱动装置；第一密封块设于第一连接管内，第二密封块设于第二连接管内。本实用新型的高效碳纤维粉表面改性装置，能够显著提高碳纤维粉表面的改性速率，提高生产效率。

Description

一种高效碳纤维粉表面改性装置

技术领域

本实用新型涉及反应装置的技术领域，具体而言，涉及一种高效碳纤维粉表面改性装置。

背景技术

碳纤维粉具有碳纤维的力学、热学、电学等性能，在树脂中具有良好的分散性，是性能优良的复合材料填料。但其与基体树脂的界面结合情况仍然不理想，严重地限制了碳纤维粉在复合材料中的应用范围，因此需要重点改善碳纤维粉与树脂之间的界面问题。目前，通过常用的碳纤维表面改性技术，在生产过程中，需要在不同的阶段依次使用不同的改性剂对碳纤维粉进行改性，在此过程中涉及到多步的搅拌混合，以及反应后溶液的转移等等，不仅对反应装置的数量有一定的要求，而且步骤繁琐，在一定程度上限制了生产效率。

综上，设计一个能够在一定程度上提高碳纤维粉表面改性效率的装置能够显著提高生产效率，降低生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效碳纤维粉表面改性装置，其能够显著提高碳纤维粉表面的改性速率，提高生产效率。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：本实用新型的高效碳纤维粉表面改性装置，包括反应罐，设于所述反应罐内的第一隔板，设于所述第一隔板下方的第二隔板，搅拌装置，多件设于所述反应罐侧壁的进液管，设于所述反应罐下端的排液管，设于所述反应罐上端的进料孔，开设于所述第一隔板的第一排液孔，设于所述第一隔板下方且所述第一排液孔处的第一连接管，开设于所述第二隔板的第二排液孔，以及设于所述第二隔板下方且所述第二排液孔处的第二连接管；所述搅拌装置包括第一搅拌轴，多件设于所述第一搅拌轴侧壁的第一搅拌片，设于所述第一搅拌轴的第一密封块和第二密封块，用以驱动所述第一搅拌轴转动的第一驱动装置，以及用以驱动所述搅拌轴沿竖直方向升降的第二驱动装置；所述第一密封块设于所述第一连接管内且靠近上端设置，所述第二密封块设于所述第二连接管内且靠近下端设置。

进一步地，所述第一驱动装置包括第一电机，设于所述第一搅拌轴位于反应罐外部的传动齿，以及设于所述第一电机输出轴的齿轮组，所述齿轮组与所述传动齿啮合。

进一步地，所述第二驱动装置包括设于所述反应罐上端的电动伸缩缸，以及用以支撑所述电动伸缩缸的支架；所述电动伸缩缸的伸缩杆与所述第一搅拌轴上端转动连接。

进一步地，所述搅拌装置还包括竖直设于所述反应罐内的第二搅拌轴，多件设于所述第二搅拌轴侧壁的第二搅拌片，以及用以驱动所述第二搅拌轴转动的第二电机；所述第二搅拌轴同时与所述第一隔板和所述第二隔板密封转动连接。

进一步地，所述搅拌装置还包括竖直设于所述反应罐内的第三搅拌轴，多件设于所述第三搅拌轴侧壁的第三搅拌片，以及用以驱动所述第三搅拌轴转动的第三电机；所述第三搅拌轴同时与所述第一隔板和所述第二隔板密封转动连接。

进一步地，所述第二搅拌轴和所述第三搅拌轴分别设于所述第一搅拌轴两侧；所述第一搅拌片、所述第二搅拌片以及所述第三搅拌片沿竖直方向交错分布。

进一步地，所述第一隔板和所述第二隔板均为漏斗形。

进一步地，所述进料孔处设有进料斗。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本实用新型的高效碳纤维粉表面改性装置，在使用时通过进料孔将粉状物料(碳纤维粉)倒入到反应罐内，并在处于第一隔板上的第一反应室中(第一隔板和第二隔板将反应罐内部分隔为第一反应室、第二反应室和第三反应室，一个进液管与一个反应室相导通)，此时通过进液管将第一种改性溶剂泵入第一反应室中，并在搅拌片的搅拌作用下充分混合并反应；一定时间后，通过第二驱动装置驱动第一搅拌轴上升，由于第一密封块靠近第一连接管上端，第二密封块靠近第二密封块下端，因此当第一密封块从第一连接管中拔出后，第二密封块仍然处于第二连接管内，此时第一反应室内的液体就能够通过第一连接管排入到第二反应室中(然后第一搅拌轴回到之前的位置)，并通过进液管将第二种改性溶剂泵入到第二反应室中(此时可向第一反应室中加入粉状物料和第一种改性溶剂并使其进行反应)，一定时间后，第二驱动装置驱动第一搅拌轴下移，使得的第二反应室内的液体排入到第三反应室中(然后第一搅拌轴回到之前的位置)，同理，可向第三反应室中泵入第三种改性溶剂，最终反应完成的溶液从排液管排出。本装置可使得第一反应室、第二反应室和第三反应室中同时发生不同的反应，并且相互不影响，能够显著减少繁琐的生产工艺，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的高效碳纤维粉表面改性装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的高效碳纤维粉表面改性装置的内部的一状态的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的高效碳纤维粉表面改性装置的内部的二状态的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的高效碳纤维粉表面改性装置的内部的三状态的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的高效碳纤维粉表面改性装置的内部的搅拌轴装置的结构示意图；

图6为图1中A部分的放大图。

图标：10-反应罐，11-进料斗，12-排液管，13-第一隔板，14-第二隔板，15-进液管，16-第一连接管，17-第二连接管，18-第一反应腔，19-第二反应腔，110-第三反应腔，21-第一搅拌轴，22-第一搅拌片，23-第一密封块，24-第二密封块，25-传动齿，26-第一电机，27-齿轮组，28-电动伸缩缸，29-支架，210-第二搅拌轴，211-第二搅拌片，212-第二电机，231-第三搅拌轴，214-第三搅拌片，215-第三电机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

实施例

以下结合具体实施例进一步说明，如附图1-附图6所示，本实施例的高效碳纤维粉表面改性装置，包括反应罐10，设于反应罐10内的第一隔板 13，设于第一隔板13下方的第二隔板14，搅拌装置，多件设于反应罐10 侧壁的进液管15，设于反应罐10下端的排液管12，设于反应罐10上端的进料孔，开设于第一隔板13的第一排液孔，设于第一隔板13下方且第一排液孔处的第一连接管16，开设于第二隔板14的第二排液孔，以及设于第二隔板14下方且第二排液孔处的第二连接管17；搅拌装置包括第一搅拌轴 21，多件设于第一搅拌轴21侧壁的第一搅拌片22，设于第一搅拌轴21的第一密封块23和第二密封块24，用以驱动第一搅拌轴21转动的第一驱动装置，以及用以驱动搅拌轴沿竖直方向升降的第二驱动装置；第一密封块 23设于第一连接管16内且靠近上端设置，第二密封块24设于第二连接管 17内且靠近下端设置。具体的，在使用时通过进料孔将粉状物料(碳纤维粉)倒入到反应罐10内，并在处于第一隔板13上的第一反应室中(第一隔板13和第二隔板14将反应罐10内部分隔为第一反应室、第二反应室和第三反应室，一个进液管15与一个反应室相导通)，此时通过进液管15将第一种改性溶剂泵入第一反应室中，并在搅拌片的搅拌作用下充分混合并反应；一定时间后，通过第二驱动装置驱动第一搅拌轴21上升，由于第一密封块23靠近第一连接管16上端，第二密封块24靠近第二密封块24下端，因此当第一密封块23从第一连接管16中拔出后，第二密封块24仍然处于第二连接管17内(如附图3所示)，此时第一反应室内的液体就能够通过第一连接管16排入到第二反应室中(然后第一搅拌轴21回到之前的位置)，并通过进液管15将第二种改性溶剂泵入到第二反应室中(此时可向第一反应室中加入粉状物料和第一种改性溶剂并使其进行反应)，一定时间后，第二驱动装置驱动第一搅拌轴21下移，使得的第二反应室内的液体排入到第三反应室中(同理，如附图4所示)(然后第一搅拌轴21回到之前的位置)，同理，可向第三反应室中泵入第三种改性溶剂，最终反应完成的溶液从排液管12排出。本装置可使得第一反应室、第二反应室和第三反应室中同时发生不同的反应，并且相互不影响，能够显著减少繁琐的生产工艺，提高生产效率。

本实施例中的第一驱动装置包括第一电机26，设于第一搅拌轴21位于反应罐10外部的传动齿25，以及设于第一电机26输出轴的齿轮组27，齿轮组27与传动齿25啮合。第二驱动装置包括设于反应罐10上端的电动伸缩缸28，以及用以支撑电动伸缩缸28的支架29；电动伸缩缸28的伸缩杆与第一搅拌轴21上端转动连接。具体的，传动齿25为长条形的，其在转动过程中，或者静止状态下，即使电动伸缩缸28拉动(或推动)第一搅拌轴21上升(或下降)，传动齿25依然能够保持与齿轮组27啮合，且由于第一搅拌轴21转动的速率较低，因此不会产生过大的磨损。

本实施例中的搅拌装置还包括竖直设于反应罐10内的第二搅拌轴210，多件设于第二搅拌轴210侧壁的第二搅拌片211，以及用以驱动第二搅拌轴 210转动的第二电机212；第二搅拌轴210同时与第一隔板13和第二隔板 14密封转动连接。搅拌装置还包括竖直设于反应罐10内的第三搅拌轴231，多件设于第三搅拌轴231侧壁的第三搅拌片214，以及用以驱动第三搅拌轴 231转动的第三电机215；第三搅拌轴231同时与第一隔板13和第二隔板 14密封转动连接。第二搅拌轴210和第三搅拌轴231分别设于第一搅拌轴 21两侧；第一搅拌片22、第二搅拌片211以及第三搅拌片214沿竖直方向交错分布。具体的，第二搅拌片211和第三搅拌片214分布在第一搅拌片 22的两侧，并且可通过控制系统调节第一电机26，第二电机212，以及第三电机215的转速不同，使得反应罐10内的液体在搅拌装置的作用下产生乱流，能够在一定程度上提高溶液的混合效果。并且第一搅拌片22、第二搅拌片211和第三搅拌片214交错设置，使得不同深度的溶液都能够很好地被搅拌到。

本实施例中的第一隔板13和第二隔板14均为漏斗形。具体的，这样能够使得第一隔板13(或第二隔板14)上的液体或粉状物料都能够充分地排入到下一个反应室中。

本实施例中的进料孔处设有进料斗11。

综上，本实施例的高效碳纤维粉表面改性装置，在使用时通过进料孔将粉状物料(碳纤维粉)倒入到反应罐10内，并在处于第一隔板13上的第一反应室中(第一隔板13和第二隔板14将反应罐10内部分隔为第一反应室、第二反应室和第三反应室，一个进液管15与一个反应室相导通)，此时通过进液管15将第一种改性溶剂泵入第一反应室中，并在搅拌片的搅拌作用下充分混合并反应；一定时间后，通过第二驱动装置驱动第一搅拌轴21上升，由于第一密封块23靠近第一连接管16上端，第二密封块24 靠近第二密封块24下端，因此当第一密封块23从第一连接管16中拔出后，第二密封块24仍然处于第二连接管17内，此时第一反应室内的液体就能够通过第一连接管16排入到第二反应室中(然后第一搅拌轴21回到之前的位置)，并通过进液管15将第二种改性溶剂泵入到第二反应室中(此时可向第一反应室中加入粉状物料和第一种改性溶剂并使其进行反应)，一定时间后，第二驱动装置驱动第一搅拌轴21下移，使得的第二反应室内的液体排入到第三反应室中(然后第一搅拌轴21回到之前的位置)，同理，可向第三反应室中泵入第三种改性溶剂，最终反应完成的溶液从排液管12排出。本装置可使得第一反应室、第二反应室和第三反应室中同时发生不同的反应，并且相互不影响，能够显著减少繁琐的生产工艺，提高生产效率。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：包括反应罐，设于所述反应罐内的第一隔板，设于所述第一隔板下方的第二隔板，设于所述反应罐内的搅拌装置，多件设于所述反应罐侧壁的进液管，设于所述反应罐下端的排液管，设于所述反应罐上端的进料孔，开设于所述第一隔板的第一排液孔，设于所述第一隔板下方且所述第一排液孔处的第一连接管，开设于所述第二隔板的第二排液孔，以及设于所述第二隔板下方且所述第二排液孔处的第二连接管；

所述搅拌装置包括第一搅拌轴，多件设于所述第一搅拌轴侧壁的第一搅拌片，设于所述第一搅拌轴的第一密封块和第二密封块，用以驱动所述第一搅拌轴转动的第一驱动装置，以及用以驱动所述搅拌轴沿竖直方向升降的第二驱动装置；

所述第一密封块设于所述第一连接管内且靠近上端设置，所述第二密封块设于所述第二连接管内且靠近下端设置。

2.根据权利要求1所述的高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：所述第一驱动装置包括第一电机，设于所述第一搅拌轴位于反应罐外部的传动齿，以及设于所述第一电机输出轴的齿轮组，所述齿轮组与所述传动齿啮合。

3.根据权利要求1所述的高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：所述第二驱动装置包括设于所述反应罐上端的电动伸缩缸，以及用以支撑所述电动伸缩缸的支架；

所述电动伸缩缸的伸缩杆与所述第一搅拌轴上端转动连接。

4.根据权利要求1所述的高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：所述搅拌装置还包括竖直设于所述反应罐内的第二搅拌轴，多件设于所述第二搅拌轴侧壁的第二搅拌片，以及用以驱动所述第二搅拌轴转动的第二电机；

所述第二搅拌轴同时与所述第一隔板和所述第二隔板密封转动连接。

5.根据权利要求4所述的高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：所述搅拌装置还包括竖直设于所述反应罐内的第三搅拌轴，多件设于所述第三搅拌轴侧壁的第三搅拌片，以及用以驱动所述第三搅拌轴转动的第三电机；

所述第三搅拌轴同时与所述第一隔板和所述第二隔板密封转动连接。

6.根据权利要求5所述的高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：所述第二搅拌轴和所述第三搅拌轴分别设于所述第一搅拌轴两侧；所述第一搅拌片、所述第二搅拌片以及所述第三搅拌片沿竖直方向交错分布。

7.根据权利要求1所述的高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：所述第一隔板和所述第二隔板均为漏斗形。

8.根据权利要求1所述的高效碳纤维粉表面改性装置，其特征在于：所述进料孔处设有进料斗。

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