RU2437970C1 - Device for division of carbon braid - Google Patents
Device for division of carbon braid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2437970C1 RU2437970C1 RU2010146455/12A RU2010146455A RU2437970C1 RU 2437970 C1 RU2437970 C1 RU 2437970C1 RU 2010146455/12 A RU2010146455/12 A RU 2010146455/12A RU 2010146455 A RU2010146455 A RU 2010146455A RU 2437970 C1 RU2437970 C1 RU 2437970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- channel
- flattened
- tow
- cuvette
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для разделения углеродных жгутов и может быть использовано в процессе разделения углеродных жгутов на более тонкие жгуты.The invention relates to a device for separating carbon tows and can be used in the process of separating carbon tows into thinner tows.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство для разделения полностью раскрученного жгута, состоящего из большого количества волокон, например текстильных, углеродных, на несколько жгутов, описанное в GB 2340136. В данном устройстве жгут протягивается с пониженной скоростью и расправляется поперечным потоком воздуха. Далее расправленный жгут протягивается с нормальной скоростью и разделяется на несколько жгутов путем протягивания через отдельные проушины.A device for separating a fully untwisted bundle, consisting of a large number of fibers, for example textile, carbon, into several bundles, is described in GB 2340136. In this device, the bundle is pulled at a reduced speed and straightened by a transverse stream of air. Next, the expanded harness is pulled at normal speed and is divided into several harnesses by pulling through separate eyes.
Недостатком данного устройства является недостаточность сохранения механических показателей углеродных жгутов.The disadvantage of this device is the lack of conservation of mechanical properties of carbon tows.
Известно устройство для расправления жгутов, раскрытое в US 6049956, в котором жгут из 1000-144000 углеродных волокон протягивается через несколько последовательных расширителей, натянутых параллельно друг другу между двумя дисками. Каждый расширитель представляет собой растяжимую ленту или трубку. Плоскости дисков располагаются под некоторым углом друг к другу. Меняя угол между дисками можно регулировать процесс разделения жгута.A device for expanding harnesses is disclosed in US 6049956, in which a bundle of 1000-144000 carbon fibers is drawn through several successive expanders stretched parallel to each other between two disks. Each expander is an extensible tape or tube. The disk planes are located at some angle to each other. By changing the angle between the disks, you can adjust the process of separation of the harness.
Недостатком данного устройства является снижение показателей прочности и модуля упругости углеродных волокон после расправления.The disadvantage of this device is the reduction in strength and modulus of elasticity of carbon fibers after expansion.
Из US 3704485 известно устройство для расправления жгута графитовых волокон в ленту графитовых волокон, позволяющее расправить жгуты волокон в большое количество практически отдельных графитовых волокон. Расправление волокон достигается путем воздействия вибрации на графитовый жгут в воздухе с частотой, достаточной для разделения жгута на волокна.From US 3,704,485, a device is known for expanding a graphite fiber bundle into a graphite fiber strip, which allows the fiber bundles to be expanded into a large number of substantially separate graphite fibers. The straightening of the fibers is achieved by the action of vibration on the graphite tow in air with a frequency sufficient to separate the tow into fibers.
Недостатком данного устройства является недостаточность сохранения механических показателей углеродных жгутов.The disadvantage of this device is the lack of conservation of mechanical properties of carbon tows.
Известно устройство расправления углеродной ткани, имеющее свободно вращающуюся бесконечную ленту, раскрытое в US 5511395, в котором ткань из углеродного волокна приводится в контакт с нижней поверхностью бесконечной свободновращающейся ленты, помещенной в воду. Ткань подается от горячего валка. Нижняя поверхность бесконечной свободно вращающейся ленты с тканью облучается в воде ультразвуком от излучателя, расположенного на дне ванны.A carbon fabric expansion device is known having a freely rotating endless tape disclosed in US 5511395, in which a carbon fiber fabric is brought into contact with a lower surface of an endless freely rotating tape placed in water. The fabric is fed from a hot roll. The lower surface of an endless freely rotating tape with a fabric is irradiated in water with ultrasound from a radiator located at the bottom of the bath.
Недостатком данного устройства является то, что не обеспечивается сохранение внешнего вида углеродных волокон.The disadvantage of this device is that it does not ensure the preservation of the appearance of carbon fibers.
Из JP 01-282362 известно устройство раскрытия углеродного жгута, в котором жгут углеродных волокон протягивается, последовательно контактируя с несколькими параллельными стержнями. При этом стержни вибрируют в осевом направлении с частотой 20 кГц.From JP 01-282362, a carbon tow opening device is known in which a carbon fiber tow is stretched in series contact with several parallel rods. In this case, the rods vibrate in the axial direction with a frequency of 20 kHz.
Недостатком данного устройства является недостаточность сохранения механических показателей углеродных жгутов.The disadvantage of this device is the lack of conservation of mechanical properties of carbon tows.
Известно также устройство для разделения жгута углеродных волокон, движущегося в потоке воды при воздействии на него дополнительного встречного потока текучей среды, раскрытое в DE 102004036414, в котором жгут углеродных волокон движется по каналу в потоке воды. В направлении, противоположном потоку воды и движению жгута, подается дополнительный поток воздуха. Разделение жгута на несколько волокон может производиться одновременно или последовательно.It is also known a device for separating a bundle of carbon fibers moving in a stream of water when exposed to an additional counter flow of fluid, disclosed in DE 102004036414, in which a bundle of carbon fibers moves through a channel in a stream of water. In the opposite direction to the water flow and the movement of the tow, an additional air flow is supplied. The separation of the bundle into several fibers can be performed simultaneously or sequentially.
Недостатком данного устройства является снижение показателей прочности и модуля упругости углеродных волокон после разделения.The disadvantage of this device is the reduction in strength and elastic modulus of carbon fibers after separation.
Наиболее близким устройством к заявленному техническому решению является устройство расправления жгута в потоке текучей среды, описанное в WO 02/31242. Устройство содержит подготовительное ультразвуковое устройство расправления жгута и основное устройство расправления жгута в потоке. В ультразвуковом устройстве жгут зигзагообразно протягивается между несколькими роликами, которые помещены в жидкость и испытывают осевые вибрации с ультразвуковой частотой.The closest device to the claimed technical solution is a device for expanding a tow in a fluid stream, described in WO 02/31242. The device comprises a preparatory ultrasonic device for expanding the tow and the main device for expanding the tow in a stream. In an ultrasonic device, the bundle zigzags stretches between several rollers that are placed in a liquid and experience axial vibrations with ultrasonic frequency.
Недостатком данного устройства является недостаточная точность разделения углеродных жгутов, выражающаяся в том, что разброс по количеству филаментов в углеродных жгутах, полученных в процессе разделения, превышает 0,5% от заданного количества филаментов.The disadvantage of this device is the lack of accuracy in the separation of carbon bundles, expressed in that the spread in the number of filaments in carbon bundles obtained during the separation process exceeds 0.5% of a given number of filaments.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является создание более технологичного устройства, обеспечивающего эффективное разделение углеродных жгутов с сохранением их внешнего вида и не допущение увеличения ворсистости жгутов.The objective of the present invention is to provide a more technologically advanced device that provides effective separation of carbon tows while maintaining their appearance and preventing the increase in hairiness of the tows.
Техническим результатом, достигаемым в результате использования настоящего изобретения, является сохранение механических показателей углеродных жгутов с одновременным увеличением точности разделения углеродных жгутов за счет уменьшения разброса по количеству филаментов в углеродных жгутах после разделения до 0,5% от заданного количества филаментов.The technical result achieved by using the present invention is to maintain the mechanical properties of carbon tows while increasing the accuracy of separation of carbon tows by reducing the spread in the number of filaments in carbon tows after separation to 0.5% of a given number of filaments.
Заявляемый технический результат достигается тем, что устройство для разделения углеродных жгутов включает кювету, в которую подается поток жидкости, имеющую отверстия для подачи и отвода подаваемой жидкости, вальцы для подачи углеродного жгута в кювету, ролики, расположенные на дне кюветы и испытывающие осевые вибрации с ультразвуковой частотой от первого вибратора, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит блок расчесывания уплощенного в потоке жидкости в кювете углеродного жгута, включающий канал с потоком жидкости, содержащей ПАВ, стекающей в отверстие в конце канала, металлические расчески, расположенные на дне канала по направлению движения потока жидкости, испытывающие вибрации в направлении движения жгута с ультразвуковой частотой от второго вибратора и колебания в направлении, поперечном движению жгута с ультразвуковой частотой от третьего вибратора, блок разделения уплощенного расчесанного углеродного жгута, включающий канал с потоком жидкости, содержащей ПАВ, стекающей в отверстие в конце канала, вертикальные металлические пластины, установленные на дне канала, причем кювета, блок расчесывания уплощенного в потоке жидкости в кювете углеродного жгута и блок разделения уплощенного расчесанного углеродного жгута расположены последовательно, блок расчесывания уплощенного в потоке жидкости в кювете углеродного жгута и блок разделения уплощенного расчесанного углеродного жгута содержат вальцы для подачи углеродного жгута в канал с жидкостью, а кювета содержит на дне по меньшей мере одно дополнительное отверстие для подачи газа. В частном случае реализации изобретения возможен вариант, согласно которому расчески дополнительно испытывают вибрации от четвертого вибратора в направлении движения жгута с частотой в 15000-40000 Гц, обеспечивающей волнообразные движения жидкости.The claimed technical result is achieved by the fact that the device for separating carbon tows includes a cuvette, into which a fluid stream is supplied, having openings for supplying and discharging the supplied liquid, rollers for supplying a carbon tow to the cuvette, rollers located at the bottom of the cuvette and experiencing axial vibrations with ultrasonic frequency from the first vibrator, characterized in that the device further comprises a combing unit flattened in the fluid stream in the cuvette of the carbon bundle, including a channel with a fluid stream, containing surfactant flowing into the hole at the end of the channel, metal combs located on the bottom of the channel in the direction of fluid flow, experiencing vibrations in the direction of travel of the tow with ultrasonic frequency from the second vibrator and vibrations in the direction transverse to the movement of the tow with ultrasonic frequency from the third vibrator, a separation unit for a flattened combed carbon bundle comprising a channel with a fluid flow containing a surfactant flowing into the hole at the end of the channel, vertical metal plates, updated at the bottom of the channel, the cuvette, the combing unit of the flattened in the fluid flow in the cuvette cuvette and the separation unit of the flattened combed carbon bundle are arranged sequentially, the combing unit of the flattened in the fluid flow in the carbon tow cuvette and the separation unit of the flattened combed carbon bundle contain rollers for feeding carbon the bundle into the channel with liquid, and the cuvette contains at the bottom at least one additional hole for supplying gas. In the particular case of the invention, a variant is possible according to which the combs additionally experience vibrations from the fourth vibrator in the direction of movement of the tow with a frequency of 15000-40000 Hz, providing wave-like motion of the liquid.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Процесс разделения жгута состоит из трех этапов: его уплощения, расчесывания и разделения, содержащих соответствующие устройства (точнее блоки).The process of separating the bundle consists of three stages: flattening, combing and separation, containing the appropriate device (more precisely, blocks).
На первом этапе для уплощения углеродного жгута используется блок, схема которого показана на фиг.1. В кювету подается поток жидкости 1 (вода, ацетон и т.п.), которая барботируется газом 2 (воздух, азот и т.п.) и содержит поверхностно-активные вещества. Поток жидкости выходит из кюветы через отверстие 3. Также в кювету через вальцы 7 подается углеродный жгут 4, который зигзагообразно протягивается через ролики 6, которые помещены в жидкость и испытывают осевые вибрации, создаваемые вибратором с ультразвуковой частотой (не показан). Углеродный жгут 4 всплывает под действием архимедовой силы пузырьков барботируемого газа. Под действием ультразвука и потока барботируемой газом жидкости углеродный жгут расправляется и подается через вальцы в уплощенном виде 5 на следующий этап разделения.At the first stage, a block is used to flatten the carbon tow, a diagram of which is shown in FIG. A liquid flow 1 (water, acetone, etc.) is supplied to the cuvette, which is bubbled by gas 2 (air, nitrogen, etc.) and contains surfactants. The fluid flow leaves the cell through the
Схема блока расчесывания уплощенного углеродного жгута показана на фиг.2. Уплощенный углеродный жгут 5 подается через вальцы 8 в канал с потоком жидкости (воды, ацетона и т.п.), содержащей поверхностно активные вещества, которая стекает через отверстие 9. По мере поступления в канал с потоком жидкости, уплощенный углеродный жгут подвергается продольному расчесыванию металлическими расческами 10, которые испытывают вибрации в направлении движения жгута с ультразвуковой частотой от второго вибратора (не показан) и колебания в направлении, поперечном движению жгута с ультразвуковой частотой от третьего вибратора (не показан). Данный блок также содержит разделительные секции 12, выполненные в виде вертикальных металлических пластин, которые выполняют в данном блоке предварительную функцию разделения расчесанного углеродного жгута. Основная функция разделения расчесанного углеродного жгута осуществляется в следующем блоке (см. ниже по тексту описания).A diagram of the combing unit of a flattened carbon tow is shown in FIG. A
В частном случае реализации изобретения возможен вариант, согласно которому расчески дополнительно испытывают вибрации от четвертого вибратора (не показан) в направлении движения жгута с частотой в 15000-40000 Гц, обеспечивающей волнообразные движения жидкости.In the particular case of the invention, a variant is possible according to which the combs additionally experience vibrations from the fourth vibrator (not shown) in the direction of movement of the tow with a frequency of 15000-40000 Hz, providing wave-like motion of the liquid.
Следующий этап состоит в разделении расчесанного уплощенного углеродного жгута. Для этих целей предусмотрен блок, показанный на фиг.3. Уплощенный расчесанный углеродный жгут подается через вальцы 8 в канал с потоком жидкости 1 (воды, ацетона и т.п.), которая содержит поверхностно активные вещества и стекает через отверстие 11. Путем цельного движения агрегата из подающих вальцов 8 с целью равномерной подачи концов уплощенного расчесанного углеродного жгута на разделительные секции 12, представляющие собой вертикальные металлические пластины, после чего разделенный углеродный жгут 5 через вальцы подается на сушку, аппретируется и поступает на намоточные шпули.The next step is to separate the combed flattened carbon tow. For these purposes, the block shown in FIG. 3 is provided. A flattened combed carbon tow is fed through
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010146455/12A RU2437970C1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Device for division of carbon braid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010146455/12A RU2437970C1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Device for division of carbon braid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2437970C1 true RU2437970C1 (en) | 2011-12-27 |
Family
ID=45782867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010146455/12A RU2437970C1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Device for division of carbon braid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2437970C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687648C1 (en) * | 2018-07-02 | 2019-05-15 | Акционерное общество "Холдинговая компания "Композит" (АО "ХК "Композит") | Method of carbon fiber separation and installation for its implementation |
-
2010
- 2010-11-16 RU RU2010146455/12A patent/RU2437970C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687648C1 (en) * | 2018-07-02 | 2019-05-15 | Акционерное общество "Холдинговая компания "Композит" (АО "ХК "Композит") | Method of carbon fiber separation and installation for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201908162U (en) | Device for preparing nanofiber continuous filament yarn | |
JP2005531700A (en) | Draft mechanism for a spinning machine with a compression device | |
JP5485395B2 (en) | Yarn pressure steam treatment apparatus and carbon fiber precursor yarn manufacturing method | |
WO2012163283A1 (en) | Apparatus for stretching fibres | |
CN103320968A (en) | Manufacturing method for filament non-woven fabric | |
RU2009104469A (en) | HARNESS FIBERS AND DRAWINGS | |
RU2437970C1 (en) | Device for division of carbon braid | |
RU2250941C2 (en) | Method and a device for transportation without stretching of continuously molded bodies | |
JPWO2013027698A1 (en) | Steam stretcher | |
CN203475024U (en) | Multifunctional high-speed air coated yarn machine | |
JP2002201537A (en) | Method and device for drafting fiber bundle | |
CN107022842A (en) | Double-mold-head is combined interlacing two-component spunbonded water-jet bonding non-woven fabrics production equipment and production technology | |
JP5900031B2 (en) | Acrylic fiber manufacturing method and manufacturing apparatus thereof | |
US2676363A (en) | Method and apparatus for making fabrics | |
WO2002031242A1 (en) | Fluid flow tow spreading device, ultrasonic tow spreading device, and tow spreading system | |
CN206843631U (en) | A kind of fine rinsing equipment of the long fiber crops point of Chinese fiber crops | |
US2443200A (en) | Apparatus and method for making artificial yarn and sliver | |
US2293989A (en) | Manufacture of artificial wool | |
US20190390370A1 (en) | Method of producing acrylic fiber bundle and method of producing carbon fiber bundle | |
CN216537838U (en) | Hollow fiber membrane stretching equipment | |
RU133531U1 (en) | SANDING MACHINE | |
CN102923524B (en) | Elasticity divides silk device | |
JP2010261113A (en) | Pressurized steam drawing apparatus | |
US2027911A (en) | Method for conditioning artificial thread | |
JP6355652B2 (en) | Method and apparatus for melt spinning and drawing a plurality of multifilament yarns |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121117 |