CN221116432U - 一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石墨烯纤维加工领域，具体涉及一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置，包括用于放置绕卷筒的转动件，还包括，移动架，转动件转动连接在移动架上，移动架上安装设有用于驱动转动件转动的转动电机；支撑体，移动架横向滑动连接在支撑体上；横向驱动机构，横向驱动机构位于支撑体上，并驱动移动架在支撑体上横向往复移动。本方案，能够使用长度较长的绕卷筒对石墨烯纤维丝进行均匀的缠绕。

Description

一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置

技术领域

本实用新型涉及石墨烯纤维加工领域，具体涉及一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置。

背景技术

目前，石墨烯纤维的制备主要包括湿法纺丝工艺和干法纺丝工艺。其中，在湿法纺丝成型技术中，凝固浴起决定作用，初生氧化石墨烯纤维在凝固浴中收缩凝固固化成型，后再经过干燥和洗涤得到氧化石墨烯纤维。

干法纺丝技术是一种以高浓度氧化石墨烯溶液为原料，在纺丝甬道中通过高温热气流使得纺丝液中的溶剂快速挥发、纤维干燥成型的一种纺丝技术。

无论采用何种纺丝工艺，石墨烯纤维成型后，均需要使用绕卷装置将石墨烯纤维丝缠绕起来，以便于存放和运输。

在对石墨烯纤维丝进行绕卷时，常规的绕卷装置上的绕卷筒长度较小（通常不足1m），这样绕卷筒对石墨烯纤维的缠绕量有限，绕卷筒上的纤维丝容易缠满，故需要频繁更换绕卷筒，操作复杂。而更换为长度较长的绕卷筒，由于绕卷筒的位置固定，石墨烯纤维丝是从固定的导向辊上牵引到绕卷筒上，导向辊的位置不变，这样只会在绕卷筒的固定位置缠绕，石墨烯纤维丝无法均匀缠绕到整个绕卷筒上。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置，以使用长度较长的绕卷筒对石墨烯纤维丝进行均匀的缠绕。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种纤维纺丝绕卷装置，包括用于放置绕卷筒的转动件，还包括，

移动架，转动件转动连接在移动架上，移动架上安装设有用于驱动转动件转动的转动电机；

支撑体，移动架横向滑动连接在支撑体上；

横向驱动机构，横向驱动机构位于支撑体上，并驱动移动架在支撑体上横向往复移动。

本方案的原理及优点是：本方案在对纤维丝进行缠绕时，将绕卷筒放置固定在转动件上，然后通过转动电机驱动转动件转动，转动件驱动绕卷筒转动，绕卷筒对纤维丝进行缠绕收卷。

在纤维丝收卷过程中，横向驱动机构驱动移动架在支撑体上横向往复移动，从而使得绕卷筒往复移动，实现了绕卷筒位置的不断改变，绕卷筒的位置不固定，从而使得纤维丝缠绕到绕卷筒上能够遍布整个绕卷筒，因此绕卷筒的长度可设置的较长，无需担心纤维丝无法缠绕到整个绕卷筒上。使用长度较大的绕卷筒，能够提高绕卷筒对纤维丝的缠绕量。

优选的，作为一种改进，横向驱动机构包括驱动电机和丝杠，驱动电机和丝杠连接，丝杠和移动架螺纹连接。

由此，驱动电机带动丝杠往复转动，丝杠和移动架构成螺纹副，丝杠带动移动架往复移动，从而实现了横向驱动机构对移动架的往复横向驱动。采用丝杠驱动移动架往复移动，相比使用其他横向驱动机构，例如气缸、液压缸等驱动方式，移动架移动较为稳定，避免了移动架移动速度较快，移动架的移动位置和速度好控制。

优选的，作为一种改进，移动架包括移动座、支撑架和滑块，支撑架和滑块均固定位于移动座上，滑块和丝杠螺纹连接，转动件转动连接在支撑架上。由此，丝杠转动带动滑块移动，滑块带动移动座移动，从而实现了支撑架的移动，进而实现了绕卷筒的位置移动。本方案中的移动座为支撑架的座体，用于对支撑架进行支撑，支撑架将绕卷筒架起，使得绕卷筒与移动座底部之间具有空隙，移动座本身不会对绕卷筒的转动以及对纤维丝的收卷造成影响和阻碍。

优选的，作为一种改进，支撑体上设有滑槽，滑块位于滑槽中。由此，滑槽的设置为滑块的移动起到了导向的作用，使得移动架在支撑体上移动更为稳定。

优选的，作为一种改进，移动座上固定连接有滚轮架，滚轮架的底部转动连接有位于支撑体上的滚轮。

由此设置，一方面，滚轮和支撑体之间的摩擦为滚动摩擦，可以减少移动架在支撑体上的滑动阻力，另一方面，当绕卷筒的长度变长后，绕卷筒缠绕纤维丝的量变多，绕卷筒以及缠绕的纤维丝的重量变大，故通过增设滚轮架和滚轮，能够对移动座提供一定的支撑，保证移动座稳定移动。

优选的，作为一种改进，转动电机上固定连接有主动齿轮，转动件上同轴固定连接有从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合。

由此，转动电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动转动件转动，从而实现了转动电机对转动架的驱动。本方案通过主动齿轮和从动齿轮的啮合，实现了转动电机传递到转动件上的速度的变化，起到减速的作用，能够避免转动件的转动速度过快，保证绕卷筒对纤维丝的稳定缠绕。

优选的，作为一种改进，转动件为转动辊或者转动卡盘。转动件的作用是对绕卷筒进行固定、承载，带动绕卷筒转动，因此转动件可以为转动辊或者转动卡盘，转动件为转动辊时，绕卷筒套在转动辊上，转动辊转动带动绕卷筒转动。当转动件为转动卡盘时，转动件的端部卡在转动卡盘上，通过转动卡盘转动带动转动件转动。采用转动辊时，整个绕卷筒套在转动辊上，转动辊对整个绕卷筒进行支撑，绕卷筒的支撑效果好，因此转动件为转动辊较佳。

优选的，作为一种改进，转动辊的圆周表面上设有多个卡块槽，卡块槽中滑动连接有卡块，卡块的底部和卡块槽的底部之间连接有弹簧，卡块的顶端高于转动辊的圆周表面。

由此，将绕卷筒插入到转动辊上，绕卷筒的内壁对卡块进行挤压，卡块向卡块槽中回退，卡块对弹簧进行挤压，弹簧对卡块具有压力，卡块压在绕卷筒的内壁上，从而使得绕卷筒在转动辊上较为稳定，绕卷筒不易从转动辊上脱落，同时转动辊带动绕卷筒转动，转动辊和绕卷筒之间不会因为松动而打滑。

优选的，作为一种改进，卡块槽内壁设有竖向的导向槽，卡块上固定连接有限位块，限位块滑动连接在导向槽中；转动辊的圆周表面上可拆卸连接有限位板，限位板将导向槽的顶部挡住。

由此，卡块在卡块槽中滑动，限位块也在导向槽中滑动，通过导向槽和限位块的配合，为卡块的滑动起到了一定的导向作用。同时，限位板将导向槽的顶部挡住，这样限位块移动到导向槽的顶部时，限位块与限位板相抵，卡块不会从卡块槽中脱离。

优选的，作为一种改进，卡块的顶部设有圆角。圆角的设置便于绕卷筒插入到转动辊上，减少卡块对绕卷筒的插入到转动辊上的阻碍。

附图说明

图1为一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置的立体图。

图2为一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置（套有绕卷筒时）的正视图。

图3为转动辊的局部剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：支撑体1、滑槽2、移动座3、丝杠4、滑块5、滚轮架6、滚轮7、驱动电机8、支撑架9、转动辊10、卡块11、从动齿轮12、主动齿轮13、转动电机14、导向槽15、限位块16、弹簧17、卡块槽18、限位板19、绕卷筒20、导向辊21。

基本如附图1-图3所示：一种石墨烯纤维纺丝绕卷装置，包括，

用于放置绕卷筒20的转动件，本实施例中的转动件为转动辊10，转动辊10的长度为1-3m，转动辊10的直径为20cm，转动辊10的直径在其他实施方式中还可为其他参数；

移动架，转动件转动连接在移动架上，移动架上安装设有用于驱动转动件转动的转动电机14；具体的，本实施例中的移动架包括移动座3、支撑架9和滑块5，支撑架9焊接在移动座3的上方，支撑架9竖向设置；滑块5焊接在移动座3的底部；转动辊10通过轴承转动连接在支撑架9上；转动电机14通过螺栓固定在支撑架9的右侧面上，转动电机14的输出轴上通过键同轴连接有主动齿轮13，转动辊10的右端从支撑架9的右侧伸出，并通过键同轴连接有从动齿轮12，主动齿轮13和从动齿轮12啮合，主动齿轮13的直径小于从动齿轮12的直径，通过主动齿轮13和从动齿轮12啮合，转动辊10的转速小于转动电机14的输出轴转速；

支撑体1，移动架横向滑动连接在支撑体1上；具体的，支撑体1的顶部设有滑槽2，滑块5位于滑槽2中；

横向驱动机构，横向驱动机构位于支撑体1上，并驱动移动架在支撑体1上横向往复移动；本实施例中的横向驱动机构包括丝杠4和驱动电机8，驱动电机8通过螺栓固定安装在支撑体1上，驱动电机8的输出轴和丝杠4通过联轴器同轴连接，丝杠4穿过滑块5并和滑块5螺纹连接。

本实施例中移动座3上的前后两侧上均通过螺钉固定有三个竖向的滚轮架6，滚轮架6的底部通过销轴转动连接有滚轮7，滚轮7滚动位于支撑体1的顶部上。

结合图1和图3所示，转动辊10的表面上设有三行卡块11，三行卡块11围绕转动辊10的圆周表面圆周均匀分布。卡块11在转动辊10的表面设置方式具体为：转动辊10的圆周表面上设有三行卡块槽18，卡块槽18中均竖向滑动连接有卡块11，卡块11的底部和卡块槽18的底部之间连接有位于卡块槽18中的弹簧17，卡块11的顶端高于转动辊10的圆周表面。同时，卡块槽18内壁设有竖向的导向槽15，卡块11上一体固定连接有限位块16，限位块16竖向滑动在导向槽15中。在卡块11安装时，先将弹簧17装入卡块槽18中，再将卡块11装入到卡块槽18中，限位块16位于导向槽15中，然后在转动辊10的圆周表面上通过螺钉固定安装弧形的限位板19，限位板19贴合在转动辊10的表面上，限位板19将导向槽15的顶部挡住，限位板19能够与限位块16相抵，这样卡块11不会从卡块槽18中脱离。另外，卡块11的顶部朝向转动辊10左端的部位设有圆角。

本装置的上方设有导向辊21，导向辊21用于将传送过来的生产制备好的纤维丝导向传递给转动辊10上的绕卷筒20。

具体使用时，将绕卷筒20从转动辊10的左端插入，绕卷筒20套在转动辊10上，绕卷筒20套在转动辊10上后，绕卷筒20的内壁对卡块11进行挤压，卡块11向卡块槽18中滑动，卡块11对弹簧17进行挤压，弹簧17对卡块11具有压力，卡块11与绕卷筒20的内壁紧密相抵。为了提高卡块11和绕卷筒20内壁之间的摩擦力，可在卡块11的端部以及绕卷筒20的内壁上设有摩擦条纹。卡块11与绕卷筒20内壁相抵，这样转动辊10转动可通过卡块11带动绕卷筒20一同转动。另外，由于绕卷筒20的内壁为弧形，因此卡块11的顶部也可设置为与绕卷筒20内壁匹配的弧形，从而使得卡块11和绕卷筒的内壁贴合性较好。

本方案在对纤维丝进行缠绕时，启动转动电机14，转动电机14带动主动齿轮13转动，主动齿轮13带动从动齿轮12转动，从动齿轮12带动转动辊10转动，转动辊10通过卡块11和绕卷筒20内壁卡合带动绕卷筒20转动，绕卷筒20对导向辊21传递过来的纤维丝进行缠绕收卷。

在纤维丝收卷过程中，驱动电机8不断往复转动，驱动电机8带动丝杠4往复转动，当丝杠4正向转动时，丝杠4带动滑块5向左在滑槽2中移动，滑块5带动整个移动架向左移动，滚轮7在支撑体1顶部滚动，从而使得绕卷筒20向左移动。同理，当丝杠4反向转动时，丝杠4带动滑块5向右移动，整个移动架向右移动，移动架带动绕卷筒20向右移动。这样在绕卷筒20对纤维丝进行收卷过程中，绕卷筒20不断轴向往复移动，从而实现了绕卷筒20位置相对于导向辊21不断改变，绕卷筒20的位置不固定，使得纤维丝缠绕到绕卷筒20上能够遍布整个绕卷筒20。

本实施例中驱动电机8的往复转动周期通过电脑编程进行控制，当绕卷筒20的长度发生改变后，通过电脑编程调节驱动电机8往复转动的周期。本实施例中，例如在绕卷筒20的长度为1.5m时，驱动电机8正转时间为10s，正转后然后再反向转动10s，以此不断循环。

本实施例中转动件为转动辊10，当然，在其他实施方式中，转动件还可为转动卡盘，通过转动卡盘对绕卷筒20的端部卡接，实现转动卡盘和绕卷筒20的连接。由于绕卷筒20的长度较大，为了保证转动件和绕卷筒20的连接稳定性，故优选转动件为转动辊10，采用转动辊10可以对绕卷筒20进行稳定支撑。同时转动辊10上设有多个卡块11，能够对绕卷筒20轴向不同部位施加卡紧力，卡紧的部位不单一，从而转动辊10稳定带动绕卷筒20转动。

当然，本申请中的纤维纺丝绕卷装置适用于石墨烯纤维丝的收卷，但不局限于石墨烯纤维丝的收卷，还可适用于其他类型的纤维丝进行收卷，例如其他碳纤维丝、玻璃纤维丝的收卷等。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种纤维纺丝绕卷装置，包括用于放置绕卷筒的转动件，其特征在于：还包括，

移动架，所述转动件转动连接在移动架上，所述移动架上安装设有用于驱动转动件转动的转动电机；

支撑体，所述移动架横向滑动连接在支撑体上；

横向驱动机构，所述横向驱动机构位于支撑体上，并驱动移动架在支撑体上横向往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述横向驱动机构包括驱动电机和丝杠，所述驱动电机和丝杠连接，丝杠和移动架螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述移动架包括移动座、支撑架和滑块，所述支撑架和滑块均固定位于移动座上，所述滑块和丝杠螺纹连接，所述转动件转动连接在支撑架上。

4.根据权利要求3所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述支撑体上设有滑槽，所述滑块位于滑槽中。

5.根据权利要求3所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述移动座上固定连接有滚轮架，滚轮架的底部转动连接有位于支撑体上的滚轮。

6.根据权利要求1所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述转动电机上固定连接有主动齿轮，所述转动件上同轴固定连接有从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮啮合。

7.根据权利要求1所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述转动件为转动辊或者转动卡盘。

8.根据权利要求7所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述转动辊的圆周表面上设有多个卡块槽，卡块槽中滑动连接有卡块，卡块的底部和卡块槽的底部之间连接有弹簧，所述卡块的顶端高于转动辊的圆周表面。

9.根据权利要求8所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述卡块槽内壁设有竖向的导向槽，卡块上固定连接有限位块，限位块滑动连接在导向槽中；所述转动辊的圆周表面上可拆卸连接有限位板，所述限位板将导向槽的顶部挡住。

10.根据权利要求9所述的一种纤维纺丝绕卷装置，其特征在于：所述卡块的顶部设有圆角。