CN108035031A - 一种加热型碳纤维展纤装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于碳纤维技术领域，尤其涉及一种加热型碳纤维展纤装置，包括纱筒、加热装置、施压结构和展纤结构；其中，纱筒用于对碳纤维纱线进行贮存和放卷，施压结构用于对卷设于纱筒***的碳纤维纱线施加使其贴合于纱筒表面的压力，加热装置设置于纱筒和展纤结构之间，用于对展纤前的碳纤维进行加热。本发明中的技术方案通过施压结构和加热结构的设置，使得纤维在被释放出时保持平整，且可获得一定的预热温度，再经过加热装置的加热后，可有效的除去纤维表面浆料，保证展纤效果。

Description

一种加热型碳纤维展纤装置

技术领域

本发明属于碳纤维技术领域，尤其涉及一种加热型碳纤维展纤装置。

背景技术

碳纤维复合材料具有质轻和强度优异的性能特点，被广泛的应用于航空航天、风能叶片、深海油田、基础设施、汽车工业和休闲体育用品等领域，在碳纤维织物生产的过程中，织物越薄，单位面积质量越小，其物理性能偏差越小，力学性能越优异，因此碳纤维束一般均需经过展纤的工序来满足上述要求。目前一般是将各纤维束通过辊轮进行拉伸，通过施压的方式实现展纤的工作，然而上述方式实现的展宽效果不佳，且因为纤维表面浆料的存在，容易产生纤维不平整的问题。

鉴于上述所存在的问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种加热型碳纤维展纤装置，使其更具有实用性。

发明内容

通过本发明中所提供的加热型碳纤维展纤装置，可保证碳纤维的展纤效果，使得纤维表面更加平整，更具实用价值。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种加热型碳纤维展纤装置，包括纱筒、加热装置、施压结构和展纤结构；

其中，纱筒用于对碳纤维纱线进行贮存和放卷，施压结构用于对卷设于纱筒***的碳纤维纱线施加使其贴合于纱筒表面的压力，加热装置设置于纱筒和展纤结构之间，用于对展纤前的碳纤维进行加热。

进一步地，加热装置包括至少三个圆柱体状的电极，碳纤维纱线依次经过各电极表面进行传输，各电极在碳纤维传输方向上的电位成递增或递减趋势。

进一步地，递增或递减为非线性。

进一步地，电极中至少有其中一个活动设置，且活动设置的电极不设置于碳纤维传输方向上的两端。

进一步地，电极表面设置滚动体结构。

进一步地，施压结构为筒状风箱结构，其中，风箱结构包括圆柱状的内壁和外壁，纱筒转动设置于内壁所围设成的安装腔体内，内壁和外壁之间形成通风腔体，安装腔体和通风腔体之间通过通风口连接，安装腔体与风箱结构外部通过输出口连接。

进一步地，通风口为沿纱筒长度方向设置的条状通风带，且条状通风带沿纱筒周向方向均匀分布。

进一步地，条状通风带的出风方向平行于纱筒的径向方向。

进一步地，条状通风带的出风端为聚拢型结构，用于对所出风进行汇聚。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：

通过施压结构的设置，使得纤维在被释放出时保持平整，且可获得一定的预热温度，再经过加热装置的加热后，可有效的除去纤维表面浆料，保证展纤效果，同时通过具有一定速度的风柱对纤维表面施压，避免了施压结构对纤维表面的损伤，保证了产品的表面质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本发明中加热型碳纤维展纤装置的结构示意图；

图2为施压结构的结构示意图；

附图标记：纱筒1、加热装置2、电极21、施压结构3、内壁31、外壁32、安装腔体33、通风腔体34、输出口35、展纤结构4、碳纤维纱线5。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1~2所示，一种加热型碳纤维展纤装置，包括纱筒1、加热装置2、施压结构3和展纤结构4； 其中，纱筒1用于对碳纤维纱线5进行贮存和放卷，施压结构3用于对卷设于纱筒1***的碳纤维纱线5施加使其贴合于纱筒1表面的压力，加热装置2设置于纱筒1和展纤结构4之间，用于对展纤前的碳纤维进行加热，加热的目的主要在于除去纤维表面所存在的浆料。

其中，加热装置2包括平行设置的三根圆柱体状的电极21，碳纤维纱线5依次经过各电极21表面进行传输，各电极21在碳纤维传输方向上的电位成递减趋势，且递减为非线性的，此处的非线性设置降低了加热的控制的难度，碳纤维在两电极21之间的长度因电位差的存在而产生电流，而碳纤维束是导电纤维，因此其导电性结合电极之间的电位差或电压引导电流通过碳纤维，电流在碳纤维中又引起电能的损耗，从而转化为热量来满足碳纤维束所需的加热温度，加热的过程使得纤维表面的浆料被去除，从而更有益于提升展纤的效果，其中在纤维加热的过程中只需保证纤维逐渐的升温， 且最终的升温温度在适合的范围内即可，无需对加热过程中经过各电机21后所要达到的温度进行详细的控制，从而降低控制***的控制难度。

三个电极21中的位于中间的一个电极21活动设置，其目的在于对碳纤维束起到张拉的作用，通过将此电极21的转轴在垂直于转轴的方向上设置一定的活动余量，且在此活动空间内通过弹性结构来使得此电极21的活动是弹性的，可当纤维的拉力过大或者过小时通过弹性结构所贮存的弹性势能来缓解碳纤维张力的变化。其中，位于前端和后端的电极21除对碳纤维进行加热外，还可有效保证碳纤维束在加热前和加热后的输入和输出角度，即对碳纤维起到导向的作用。为了降低电机21表面对碳纤维表面质量的影响，电极21表面设置滚动体结构，滚动体既可以实现导电的目的，同时在其被动转动的过程中可降低因摩擦力而对纤维表面造成的影响。

施压结构3为筒状风箱结构，其中，风箱结构包括圆柱状的内壁31和外壁32，纱筒1转动设置于内壁31所围设成的安装腔体33内，内壁31和外壁32之间形成通风腔体34，安装腔体33和通风腔体34之间通过通风口连接，安装腔体33与风箱结构外部通过输出口35连接。通过增加腔体内压力的方式对纱筒1周围的纱线进行施压，相对于传统的通过压辊对其施压的方式能够更加柔性的实现纱线与纱筒1表面的贴合，且压力均匀分散并不与纱线接触，保证了最终产品的表面质量。

通风口为沿纱筒1长度方向设置的条状通风带，且条状通风带沿纱筒1周向方向均匀分布，条状通风带的出风方向平行于纱筒1的径向方向，如图2中的箭头所示。带状结构的设置将纱线的受力集中化，使其受力点按照圆周方向均匀分散，既保证了受力点的广度，也提高的个别受力点的施力的集中性，从而有效的保证了施压效果，为了进一步地对出风方向进行控制，条状通风带端部为聚拢型结构，通过聚拢型的设置使得出风速度得到有效的提升。

本发明中的加热型碳纤维展纤装置在进行工作时，通过施压结构3所出的具有一定温度的热风对纱线进行预热，同时通过沿整个纱筒1表面均匀分布的条状风带对纱线进行固定，有保证纱线的有序放卷，通过控制各个电机21间的电位差，可有效的控制对碳纤维的加热效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，包括纱筒（1）、加热装置（2）、施压结构（3）和展纤结构（4）；

其中，所述纱筒（1）用于对碳纤维纱线（5）进行贮存和放卷，所述施压结构（3）用于对卷设于所述纱筒（1）***的碳纤维纱线（5）施加使其贴合于所述纱筒（1）表面的压力，所述加热装置（2）设置于所述纱筒（1）和所述展纤结构（4）之间，用于对展纤前的碳纤维进行加热。

2.根据权利要求1所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述加热装置（2）包括平行设置的至少三根圆柱体状的电极（21），所述碳纤维纱线（5）依次经过各电极（21）表面进行传输，各所述电极（21）在碳纤维传输方向上的电位成递增或递减趋势。

3.根据权利要求2所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述递增或递减为非线性。

4.根据权利要求2或3所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述电极（21）中至少有其中一个活动设置，且活动设置的电极（21）不设置于碳纤维传输方向上的两端。

5.根据权利要求4所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述电极（21）表面设置滚动体结构。

6.根据权利要求1所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述施压结构（3）为筒状风箱结构，其中，所述风箱结构包括圆柱状的内壁（31）和外壁（32），所述纱筒（1）转动设置于所述内壁（31）所围设成的安装腔体（33）内，所述内壁（31）和外壁（32）之间形成通风腔体（34），所述安装腔体（33）和通风腔体（34）之间通过通风口连接，所述安装腔体（33）与所述风箱结构外部通过输出口（35）连接。

7.根据权利要求6所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述通风口为沿所述纱筒（1）长度方向设置的条状通风带，且所述条状通风带沿所述纱筒（1）周向方向均匀分布。

8.根据权利要求7所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述条状通风带的出风方向平行于所述纱筒（1）的径向方向。

9.根据权利要求7所述的加热型碳纤维展纤装置，其特征在于，所述条状通风带的出风端为聚拢型结构，用于对所出风进行汇聚。