一種連續纖維束分散裝置，有放料輥和收料輥及張緊輥，在所述放料輥和收料輥之間依次設有空氣分離器和梳理器，空氣分離器有中空筒體，該中空筒體上端口有分絲腔，分絲腔底面為分布有若干通氣孔的分絲板而頂部有封閉蓋板；梳理器有箱體，該箱體中設有平置的上氣板和下氣板，上氣板與下氣板之間為梳理槽，所述上氣板上設有至少二條平行排列的長條形氣縫，下氣板上分布有若干氣孔，所述箱體上裝有機械震動器。本裝置結構簡單、無需外加動力，依靠空氣壓力作用即可完成分絲過程；可分階段進行調節以達到最佳分絲效果；能將單絲的損傷降低到最小，且分絲速度快、細絲或單絲分布均勻、面密度低。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料加工設備，進一步是指可充分分散連續纖維束的裝置。
技術介紹
目前，纖維束的分散技術主要為機械梳分，即通過機械力的作用將纖維束分散，如美國專利US 6049956。該方法雖能實現纖維束的分散，但其設備機械部件多、機械協同性要求高、使用不便，此外由于纖維束中的單絲直徑非常小，如碳纖維單絲直徑大約為7μm，機械分絲過程中在機械力的作用下容易造成斷絲及絲表面損傷。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷，提出一種連續纖維束分散裝置，可將連續纖維束(如碳纖維束)分散成連續的細絲或單絲帶而不會造成對單絲的損傷，對其它未加捻的連續纖維束(如玻璃纖維、合成纖維)也能進行同樣的分絲處理；本裝置能滿足制備碳纖維增強的金屬基、樹脂基復合材料，以及C/C復合材料新的制備工藝的需要，裝置結構簡單、運行性能可靠、成本低。本專利技術的技術解決方案是，所述連續纖維束分散裝置有放料輥和收料輥及張緊導輥，其結構特點是，在所述放料輥和收料輥之間依次設有空氣分離器和梳理器，所述空氣分離器有帶進氣口的中空筒體，該中空筒體上端口有進口較窄而出口較寬的分絲腔，所述分絲腔底面為分布有若干通氣孔的分絲板而頂部有封閉蓋板；所述梳理器有箱體，該箱體中設有平置的上氣板和下氣板，上氣板上方的箱體內腔為設有進氣口的上腔而下氣板下方的箱體內腔為設有出氣口的下腔，上氣板與下氣板之間為前后貫通的梳理槽，所述上氣板上設有至少二條平行排列的長條形氣縫，下氣板上分布有若干氣孔，所述箱體上裝有機械震動器。以下對本專利技術做出進一步說明。參見圖1，本專利技術的連續纖維分散裝置有放料輥1和收料輥7及張緊輥3、4、6，其結構特點是，在所述放料輥1和收料輥7之間依次設有空氣分離器2和梳理器5，所述空氣分離器2有帶進氣口8的中空筒體9，如圖2所示，該中空筒體9上端口有進口10較窄而出口11較寬的分絲腔12，所述分絲腔12底面為分布有若干通氣孔13的分絲板14而頂部有封閉蓋板15；參見圖3至5，所述梳理器5有箱體21，該箱體21中設有平置的上氣板25和下氣板27，上氣板25上方的箱體內腔為設有進氣口22的上腔30而下氣板27下方的箱體內腔為設有出氣口24的下腔31，上氣板25與下氣板27之間為前后貫通的梳理槽23，所述上氣板25上設有至少二條平行排列的長條形氣縫26，下氣板27上分布有若干氣孔28，所述箱體21上裝有機械震動器29。復合材料中增強纖維在基體中的分布、與基體材料的結合是決定復合材料材料各項性能的關鍵因素，本專利技術裝置能夠在不對單絲造成損傷的前提下，將連續的纖維束分散成連續的細絲或單絲帶狀，供后續的纖維的表面處理或預浸料制備使用，由這種增強纖維制得復合材料中纖維在基體中分布更加均勻、與基體結合更加牢固。裝置的工作過程如圖1所示，纖維束16(以碳纖維束為例)經洗滌去除表面環氧樹脂干燥后卷繞在放料輥1上，該纖維束16進入空氣分離器2，在其中高壓氣流作用下得到初步分散，如5mm左右寬度的纖維束可以分散成為80-100mm寬度的絲帶；通過緊張輥(橡膠輥)3、4的上下、左右移動可以調節空氣分離器2中絲束分散的程度和速度；經過初分的絲隨后進入梳理器四5，在適當的氣流強度作用下，纖維帶被進一步均勻分散至單絲狀態，絲帶的寬度可以為180-220mm，絲帶中單絲分布均勻；張緊輥(不銹鋼滾筒)6可上下、左右移動，調節分絲的程度和速度，最后收到收料輥7上備用。所述空氣分離器2的工作原理是(參見圖2)，高壓空氣從進氣口8進入中空筒體9中，再從通氣孔13進入分絲腔12中；纖維束16從進口10處進入分絲腔12中并從出口11出來，其間受到氣流的沖擊作用而被分散成為小束狀；所述梳理器5的工作原理是(參見圖3至5)，氣體(干燥熱空氣)由進氣口22進入上腔30后，經上氣板25上的氣縫6進入梳理槽23，然后再經下氣板27上的氣孔28進入下腔31，最后從排氣口24排出；經空氣分散器2粗分后的纖維束(如碳纖維束)從箱體21一側(例如圖5所示的左側)進入梳理槽23后，再由其另一側(例如圖5所示的右側)出來，這些連續碳纖維束在所述梳理槽23中受到自上而下的空氣流以及箱體21上的震動器29的作用而得到進一步細分，并使細分后的纖維分布均勻。適當調節進氣氣壓和出氣量、改變下氣板27的氣孔28的孔徑大小，可以達到理想的分絲效果。所述梳理器5倒置(如圖5所示裝置繞一水平軸旋轉180°)后所成結構仍為本專利技術的范圍。由以上可知，本專利技術為一種連續纖維束分散裝置，它可將未加捻的連續纖維束(包括碳纖維、玻璃纖維、合成纖維等)分散成連續的細絲或單絲的帶狀；裝置結構簡單、無需外加動力，依靠空氣壓力作用即可完成分絲過程；可以分階段進行調節以達到最佳分絲效果；由于纖維表面基本上沒有受到外加機械作用力，因此將單絲的損傷降低到最小，且分絲速度快、細絲或單絲分布均勻、面密度低。附圖說明圖1是本專利技術一種實施例結構示意圖；圖2是空氣分離器的一種實施例(帶局部剖視)的結構示意圖(封閉蓋板15為同主體相分離狀態；圖3是梳理器的一種實施例整體結構示意圖；圖4是圖3所示裝置的剖視結構示意圖；圖5是圖3中A-A向剖視結構。在附圖中1-放料輥， 2-空氣分離器， 3、4、6-張緊輥，5-梳理器， 7-收料輥， 8-進氣口，9-中空筒體， 10-進口， 11-出口，12-分絲腔， 13-通氣孔， 14-分絲板，15-封閉蓋板，16-纖維束， 17-上下移動導軌，18-左右移動導軌，21-箱體， 22-進氣口，23-梳理槽， 24-出氣口， 25-上氣板，26-氣縫，27-下氣板， 28-氣孔，29-震動器， 30-上腔， 31-下腔。具體實施例方式參見圖1，裝置對14K碳纖維束16進行分絲處理，纖維寬度由6mm分散到180-220mm左右；分絲前碳纖維束面密度為0.5mg/cm2，分絲后單絲帶的面密度為20μg/cm2，分絲速度為0.6m/min。參見圖2，空氣分離器2的分絲腔12的進口10寬度為5-10mm，出口11寬度120mm，分絲板14上通氣孔13的孔徑為2-6mm(不同孔徑氣孔可從梯度排布)，布孔率(分絲板頂面面積與該頂面上通氣孔面積之比)40％左右，進氣口8送入0.6-0.9Mpa空氣，將6mm寬的碳纖維束分散至80-100mm絲束。參見圖3至5，所述梳理器5由進氣口2送入40℃-60℃干燥空氣，進氣氣壓0.1-0.4Mpa，氣縫26設置二條且每條氣縫的長度和寬度分別為240mm、1-2mm，下氣板27上氣孔28的孔徑為1-8mm，布孔率60％左右；機械震動器29采用改進的偏心塊式機械震動器，它裝在箱體21底部，振幅10mm，速度100rpm，將80-100mm絲束進一步細分至寬度為180-220mm的單絲帶，且分布均勻。參見圖1，所述張緊輥3裝在上下移動導軌17上而可作上下移動；所述張緊輥4裝在左右移動導軌18上而可作左右移動；所述張緊輥6裝在上下移動與左右移動導軌上而可作上下、左右移動；這些導軌均可采用已有技術的常用結構。權利要求1.一種連續纖維束分散裝置，有放料輥(1)和收料輥(7)及張緊輥(3、4、6)，其特征是，在所述放料輥(1)和收料輥(7)之間依次設有空氣分離器(2)和梳理本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種連續纖維束分散裝置，有放料輥（１）和收料輥（７）及張緊輥（３、４、６），其特征是，在所述放料輥（１）和收料輥（７）之間依次設有空氣分離器（２）和梳理器（５），所述空氣分離器（２）有帶進氣口（８）的中空筒體（９），該中空筒體（９）上端口有進口（１０）較窄而出口（１１）較寬的分絲腔（１２），所述分絲腔（１２）底面為分布有若干通氣孔（１３）的分絲板（１４）而頂部有封閉蓋板（１５）；所述梳理器（５）有箱體（２１），該箱體（２１）中設有平置的上氣板（２５）和下氣板（２７），上氣板（２５）上方的箱體內腔為設有進氣口（２２）的上腔（３０）而下氣板（２７）下方的箱體內腔為設有出氣口（２４）的下腔（３１），上氣板（２５）與下氣板（２７）之間為前后貫通的梳理槽（２３），所述上氣板（２５）上設有至少二條平行排列的長條形氣縫（２６），下氣板（２７）上分布有若干氣孔（２８），所述箱體（２１）上裝有機械震動器（２９）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李勁，陳振華，嚴紅革，李志光，李偉，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：43[中國|湖南]
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