本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置。該裝置應(yīng)用于復(fù)合材料纖維鋪放自動化制造裝備領(lǐng)域，針對傳統(tǒng)紅外加熱裝置對鋪放頭輸送系統(tǒng)產(chǎn)生熱影響的問題，該裝置采用多種隔熱和冷卻裝置，包括紅外燈管，燈罩，溫度控制系統(tǒng)，及隔熱裝置。紅外燈管安裝在燈罩中，通過燈罩的反射面將其發(fā)射出的紅外線反射至需要加熱的區(qū)域，并結(jié)合溫度控制系統(tǒng)和隔熱裝置的共同作用，防止鋪放頭中的輸送系統(tǒng)過熱。本發(fā)明專利技術(shù)在防止紅外加熱裝置加熱纖維鋪放頭，使纖維鋪放頭中的輸送系統(tǒng)溫度過高，從而導(dǎo)致預(yù)浸帶發(fā)粘，輸送困難的同時，能夠加熱芯模或者已鋪放鋪層，使預(yù)浸帶能夠更好的鋪覆，有利于復(fù)合材料層合板預(yù)成形制件的制造。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于纖維鋪放
，涉及一種防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置。
技術(shù)介紹
纖維鋪放技術(shù)能夠高效地實現(xiàn)大型、型面曲率復(fù)雜的復(fù)合材料制件的制造，主要應(yīng)用于航空航天，船舶，新能源等工業(yè)領(lǐng)域中。所制造出的樹脂基纖維增強復(fù)合材料制件具有比強度高、比模量高、耐腐蝕、耐疲勞等一系列優(yōu)點。采用纖維鋪放裝備制造樹脂基纖維增強復(fù)合材料制件時，首先，加熱裝置對芯模或者已鋪放預(yù)浸帶鋪層帶進行加熱，使其溫度升高；同時，纖維鋪放頭中的輸送系統(tǒng)將纖維預(yù)浸帶輸送至芯模表面，接著通過壓輥裝置將纖維預(yù)浸帶壓緊壓實在被加熱的芯模或者已鋪放鋪層表面。經(jīng)過多層的鋪放加工，制造出樹脂基纖維增強復(fù)合材料預(yù)成型制件。該制件經(jīng)過熱壓罐固化和后處理等工序后，成為復(fù)合材料制件成品。目前，纖維鋪放裝備中預(yù)浸帶加熱技術(shù)分為氣體對流加熱，固體傳導(dǎo)加熱，以及紅外輻射加熱等多種方式，其中紅外輻射加熱由于能耗低，加熱效率高，污染小等特點被廣泛應(yīng)用。如美國專利US7731816B2，美國專利US8191596B2等專利文獻都對紅外加熱等技術(shù)進行了說明，分別從紅外加熱原理，加熱溫度控制，加熱均勻性等方面進行了詳細描述，提出相關(guān)權(quán)利要求。但是，同其它加熱技術(shù)一樣，沒有將加熱裝置和鋪放頭作為一個整體來考慮，忽視了加熱裝置對鋪放頭的熱影響。加熱裝置作為鋪放頭的一部分，除了能夠加熱鋪放的鋪層外，其對鋪放裝置其他結(jié)構(gòu)部分，特別是對預(yù)浸帶輸送系統(tǒng)的影響是十分明顯的。由于結(jié)構(gòu)功能上的需要，加熱裝置一般會距離輸送系統(tǒng)較近，一旦加熱裝置產(chǎn)生的殘余熱量加熱鋪放頭的輸送系統(tǒng)(溫度大于30°C )，就會導(dǎo)致預(yù)浸帶粘性增加，輸送困難，堵塞輸送通道，造成纖維鋪放機停機，降低生產(chǎn)效率。為了提高鋪放裝置可靠性，降低加熱裝置殘余熱量對輸送系統(tǒng)的影響，在設(shè)計制造纖維鋪放裝備時，充分考慮紅外加熱裝置對輸送系統(tǒng)的熱影響，采用可靠的防熱和隔熱結(jié)構(gòu)，以及有效的溫度控制系統(tǒng)，已經(jīng)成為鋪放頭結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本專利技術(shù)目的是提供一種防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，該裝置能夠消除紅外加熱裝置對纖維鋪放頭輸送系統(tǒng)的熱影響，提高預(yù)浸帶的加熱效率和可靠性，從而提高纖維鋪放機加工復(fù)合材料制件的效率和質(zhì)量。本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，包括設(shè)置在鋪放頭機架上的燈罩和設(shè)置在燈罩內(nèi)的紅外燈管，燈罩位于輸送系統(tǒng)的側(cè)下方；紅外燈管的照射區(qū)域包括壓緊機構(gòu)一側(cè)的芯模或已鋪放鋪層的區(qū)域，以及位于待鋪放預(yù)浸帶和已鋪放鋪層之間的區(qū)域；所述的燈罩包括內(nèi)層反射燈罩，外層隔熱燈罩和氣管快插接頭，內(nèi)層反射燈罩連接在外層隔熱燈罩上，內(nèi)層反射燈罩同外層隔熱燈罩之間的距離> 3mm，氣管快插接頭安裝在外層隔熱燈罩的頂部，外界空氣能夠從氣管快插接頭流入內(nèi)層燈罩和外層燈罩之間的空間以冷卻燈罩。所述的紅外燈管的軸線位于內(nèi)層反射燈罩的反射曲面的焦點位置。所述的燈罩的橫截面形狀為直角梯形或近似直角梯形，其中銳角角度為30 45°，安裝時較長底邊貼近輸送系統(tǒng)。所述的內(nèi)層反射燈罩設(shè)有覆蓋整個內(nèi)層反射燈罩反射曲面的反射鍍層，反射鍍層采用鍍金膜或者鍍鋁膜，鍍膜厚度為I 5μπι。 所述的紅外燈管與燈罩之間、燈罩與鋪放頭的機架之間、燈罩與輸送系統(tǒng)之間均留有隔熱空隙或者通過填充有隔熱材料4-4。所述的紅外燈管通過陶瓷燈座同燈罩相連接；燈罩通過陶瓷螺栓螺母與鋪放頭機架相連接，并填充有隔熱陶瓷墊片；燈罩與輸送系統(tǒng)之間留有空氣間隙或者填充隔熱陶瓷墊片。所述外層隔熱燈罩和輸送系統(tǒng)之間還設(shè)有溫度傳感器，控制器與溫度傳感器和電磁閥連接，氣管快插接頭通過電磁閥與低溫壓縮空氣源相連接。所述當溫度傳感器檢測到的輸送系統(tǒng)溫度大于設(shè)定溫度時，控制器控制電磁閥接通，使低溫壓縮空氣源產(chǎn)生的低溫空氣經(jīng)氣管快插接頭流過內(nèi)層反射燈罩與外層隔熱燈罩之間的空間，降低該區(qū)域的溫度，減弱紅外燈管對輸送系統(tǒng)的加熱。所述當溫度傳感器檢測到的輸送系統(tǒng)溫度小于設(shè)定溫度時，控制器控制電磁閥關(guān)閉，停止低溫空氣的噴射流過內(nèi)層反射燈罩與外層隔熱燈罩之間的空間。所述設(shè)定溫度為25 32°C。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益的技術(shù)效果本專利技術(shù)提供的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，采用具有較高紅外反射率的反射燈罩，通過燈罩的反射面將其發(fā)射出的紅外線反射至需要加熱的區(qū)域，提高了紅外加熱效率，降低了功率損耗。而且內(nèi)層反射燈罩和外層隔熱燈罩的設(shè)計能夠防止輸送系統(tǒng)過熱。進一步，本專利技術(shù)提供的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，采用多種防熱和隔熱結(jié)構(gòu)，能夠有效阻隔紅外加熱裝置殘余熱量對鋪放裝置輸送系統(tǒng)的影響，提高輸送系統(tǒng)可靠性。本專利技術(shù)提供的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，通過燈罩結(jié)合溫度控制系統(tǒng)和隔熱裝置的共同作用，在防止纖維鋪放頭中的輸送系統(tǒng)溫度過高，從而導(dǎo)致預(yù)浸帶發(fā)粘，輸送困難的同時，還能夠加熱芯模或者已鋪放鋪層，使預(yù)浸帶能夠更好的鋪覆，有利于復(fù)合材料層合板預(yù)成形制件的制造。本專利技術(shù)提供的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，容易實現(xiàn)，可靠性高。附圖說明圖1是纖維鋪放頭中紅外加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是紅外加熱裝置加熱區(qū)域示意圖。圖3是紅外加熱裝置隔熱結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是雙層紅外加熱燈罩的橫向結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是紅外加熱燈罩冷空氣接口示意圖。圖6是紅外加熱燈罩的縱向截面示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例來對本專利技術(shù)提供的具有插接式組合輸送機構(gòu)的纖維鋪放頭裝置進行詳細說明，所述是對本專利技術(shù)的解釋而不是限定。 參見圖1 圖5，一種防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，包括設(shè)置在鋪放頭機架6上的燈罩I和設(shè)置在燈罩I內(nèi)的紅外燈管2，燈罩I位于輸送系統(tǒng)5的側(cè)下方；紅外燈管2的照射區(qū)域包括壓緊機構(gòu)7 —側(cè)的芯模8或已鋪放鋪層的區(qū)域，以及位于待鋪放預(yù)浸帶9和已鋪放鋪層之間的區(qū)域；鋪放頭運動方向如圖1中箭頭所示；燈罩I安裝在鋪放頭的機架上，距離輸送系統(tǒng)5和壓緊機構(gòu)7都非常近，即當預(yù)浸帶9從輸送系統(tǒng)5被輸送出來后，快速地通過壓緊機構(gòu)7將預(yù)浸帶9壓緊壓實在被加熱的芯模8或者已鋪放鋪層上。所述的燈罩I包括內(nèi)層反射燈罩1-1，外層隔熱燈罩1-2和氣管快插接頭1-3，內(nèi)層反射燈罩1-1連接在外層隔熱燈罩1-2上，內(nèi)層反射燈罩l-ι同外層隔熱燈罩1-2之間的距離> 3mm，氣管快插接頭1-3安裝在外層隔熱燈罩1_2的頂部，外界空氣能夠從氣管快插接頭1-3流入內(nèi)層燈罩1-1和外層燈罩1-2之間的空間以冷卻燈罩I。紅外燈管2加熱芯模或者已鋪放鋪層(圖1中虛線之間的區(qū)域)，使其溫度升高，有利于同正在鋪放的預(yù)浸帶之間的粘接，減少橋架現(xiàn)象，提高預(yù)浸帶的鋪放速度。進一步，紅外燈管2在加熱芯模或者已鋪放鋪層的同時加熱待鋪放預(yù)浸帶9。即通過調(diào)整輸送系統(tǒng)5的位置，使紅外燈管2的加熱區(qū)域覆蓋已鋪放鋪層和待鋪放鋪層之間的區(qū)域(圖2中虛線之間的區(qū)域)，使已鋪放鋪層上表面和待鋪放鋪層下表明同時加熱，提高粘度，有利于復(fù)合材料鋪層的鋪放加工。具體的，所述的紅外燈管2的軸線位于內(nèi)層反射燈罩1-2的反射曲面的焦點位置，以使反射的紅外線具有較好的方向性。所述的燈罩I的橫截面形狀為直角梯形或近似直角梯形，其中銳角角度為本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，其特征在于，包括設(shè)置在鋪放頭機架（6）上的燈罩（1）和設(shè)置在燈罩（1）內(nèi)的紅外燈管（2），燈罩（1）位于輸送系統(tǒng)（5）的側(cè)下方；紅外燈管（2）的照射區(qū)域包括壓緊機構(gòu)（7）一側(cè)的芯模（8）或已鋪放鋪層的區(qū)域，以及位于待鋪放預(yù)浸帶（9）和已鋪放鋪層之間的區(qū)域；所述的燈罩（1）包括內(nèi)層反射燈罩（1?1），外層隔熱燈罩（1?2）和氣管快插接頭（1?3），內(nèi)層反射燈罩（1?1）連接在外層隔熱燈罩（1?2）上，內(nèi)層反射燈罩（1?1）同外層隔熱燈罩（1?2）之間的距離≥3mm，氣管快插接頭（1?3）安裝在外層隔熱燈罩（1?2）的頂部，外界空氣能夠從氣管快插接頭（1?3）流入內(nèi)層燈罩（1?1）和外層燈罩（1?2）之間的空間以冷卻燈罩（1）。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，其特征在于，包括設(shè)置在鋪放頭機架(6 )上的燈罩(I)和設(shè)置在燈罩(I)內(nèi)的紅外燈管(2),燈罩(I)位于輸送系統(tǒng)(5)的側(cè)下方；紅外燈管(2)的照射區(qū)域包括壓緊機構(gòu)(7) —側(cè)的芯模(8)或已鋪放鋪層的區(qū)域，以及位于待鋪放預(yù)浸帶(9)和已鋪放鋪層之間的區(qū)域； 所述的燈罩(I)包括內(nèi)層反射燈罩(1-1)，外層隔熱燈罩(1-2)和氣管快插接頭(1-3)，內(nèi)層反射燈罩(1-1)連接在外層隔熱燈罩(1-2)上，內(nèi)層反射燈罩(1-1)同外層隔熱燈罩(1-2)之間的距離> 3mm，氣管快插接頭(1-3)安裝在外層隔熱燈罩(1-2)的頂部，外界空氣能夠從氣管快插接頭(1-3)流入內(nèi)層燈罩(1-1)和外層燈罩(1-2)之間的空間以冷卻燈罩(I)。2.如權(quán)利要求1所述的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，其特征在于，所述的紅外燈管(2)的軸線位于內(nèi)層反射燈罩(1-2)的反射曲面的焦點位置。3.如權(quán)利要求1所述的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，其特征在于，所述的燈罩(I)的橫截面形狀為梯形，其中銳角角度為30 45°，安裝時較長底邊貼近輸送系統(tǒng)(5)。4.如權(quán)利要求1所述的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，其特征在于，所述的內(nèi)層反射燈罩(1-1)設(shè)有覆蓋整個內(nèi)層反射燈罩反射曲面的反射鍍層，反射鍍層采用鍍金膜或者鍍鋁膜，鍍膜厚度為I 5μπι。5.如權(quán)利要求1所述的防止纖維鋪放頭中輸送系統(tǒng)過熱的紅外加熱裝置，其特征在于，所述的紅外燈管與燈罩(I)之間、燈罩(I)與鋪放頭的機架(6)之間、燈罩(I)與輸送系...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：段玉崗，張小輝，李滌塵，盧秉恒，
申請(專利權(quán))人：西安交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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