CN217111723U - 一种用于f-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于F‑12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其包括固定板和设置于固定板同一侧的干纱架、刮胶装置、恒温浸胶槽、张力枪、光杆排线器、制样纱架；刮胶装置安装于恒温浸胶槽上方的固定板上，恒温浸胶槽内转动设有绕丝轴；张力枪和光杆排线器安装于恒温浸胶槽和制样纱架之间的固定板上。其优点在于：设置恒温浸胶槽，能够保证在纤维浸胶过程中胶液温度恒定，实现了恒温浸胶，避免了温度差异对浸胶过程带来的影响，保证浸胶工艺的稳定性。

Description

一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置

技术领域：

本实用新型涉及浸胶装置技术领域，具体涉及一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置。

背景技术：

F-12纤维是含苯并咪唑杂环的三组元芳香族聚酰胺纤维(简称杂环芳纶)，具有密度低、强度高、模量高、耐高温、阻燃、抗冲击、透波、绝缘、耐化学品腐蚀等优异性能，广泛地应用于直升机、固定翼飞机、头盔、固体火箭发动机、航空、航天多个领域。

在F-12纤维的性能评价中，复丝拉伸性能测试是一种常用的评价方法，主要包含：拉伸断裂强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率，现有的浸胶操作为：胶液倒入胶槽，先将芳纶纤维装在纱架上，然后将芳纶纤维引入胶槽，进行分段式浸胶，最后通过刮胶辊将芳纶纤维绕于制样架上，在室温下放置数小时，进行烘干固化后，进行后续测试操作；但是上述浸胶操作存在一些问题：第一，在保证全段纤维浸胶时长满足测试要求的基础上，分段式浸胶需要花费大量的浸胶时间，使得浸胶时长增长，浸胶效率较低；第二，上述浸胶操作无浸泡过程，胶液与纤维接触时间短，导致纤维浸胶效果较差，无法保证纤维浸胶后的胶含量；第三，胶液槽非恒温槽，浸胶过程受环境温度影响较大，导致浸胶工艺不稳定，影响测试结果的准确性；第四，上述浸胶操作中，将纤维缠绕于制样架的过程中，无张力调节装置，无法实现松紧的调节，若对纤维施加的张力太大，容易断，影响后续的测试操作；若对纤维施加的张力太小，不能保证缠绕于制样纱架后的纤维是直线，干燥后容易存在弧度，影响后续性能检测。

另外，目前还有采用手工浸胶进行浸胶操作：截取足够量的芳纶纤维，将芳纶纤维连续不重合地缠绕在纱架上，使芳纶纤维的间距保持在5mm左右；然后将手工制备好的胶液通过鬃毛刷涂刷覆盖在芳纶纤维表面，涂覆过程中保证胶液均匀地涂覆在芳纶纤维上，且不存在胶滴；最后，在室温条件下，将涂覆好的芳纶纤维放置一定时间后，置于烘箱内逐级恒温固化，后续进行其它测试操作。

而采用手工浸胶进行浸胶操作，虽然解决了纤维缠绕于制样架的过程中，纤维复丝易断或易松的问题，但仍然存在一些其他问题：第一，手工涂刷浸胶耗时较长，浸胶制样效率低；第二，手工浸胶过程受人为因素影响较大，胶液浸入芳纶纤维过程中，无法实现恒温浸胶，导致浸胶工艺不稳定，很难保证浸胶的均匀性，最终会影响测试结果的准确性；第三，手工将芳纶纤维缠绕固定于纱架的过程中以及手工涂覆胶液过程中容易对纤维表面产生损伤，影响拉伸性能。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，解决纤维浸胶时间长、浸胶效果差、浸胶效率低、浸胶工艺不稳定、性能测试结果不准确的问题。

本实用新型由如下技术方案实施：一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其包括固定板和设置于所述固定板同一侧的干纱架、刮胶装置、恒温浸胶槽、张力枪、光杆排线器、制样纱架；所述刮胶装置安装于所述恒温浸胶槽上方的所述固定板上，所述恒温浸胶槽内转动设有所述绕丝轴；所述张力枪、所述光杆排线器安装于所述恒温浸胶槽和所述制样纱架之间的所述固定板上。

进一步地，其还包括垂直且转动设置于所述固定板上的第一导丝轮、第二导丝轮和第三导丝轮；所述第一导丝轮和所述第二导丝轮设置于所述干纱架和所述刮胶装置之间，所述第三导丝轮设置于所述恒温浸胶槽上方。

进一步地，在所述恒温浸胶槽内转动设有轮轴与所述绕丝轴平行设置的第四导丝轮。

进一步地，其还包括垂直且转动设置于所述固定板上的第五导丝轮，所述第五导丝轮设置于所述张力枪和所述恒温浸胶槽之间。

进一步地，所述刮胶装置包括夹持机构，在所述夹持机构上卡接有硅胶板，所述硅胶板上开设有穿线缝隙。

进一步地，所述夹持机构包括两块相互扣合的陶瓷块，两块所述陶瓷块内开设有容纳所述硅胶板的凹槽，两块所述陶瓷块上开设有与所述穿线缝隙对应的通槽。

进一步地，所述恒温浸胶槽的底面嵌入有电加热板，所述恒温浸胶槽内装设有温度变送器，所述温度变送器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述电加热板电连接。

进一步地，所述制样纱架包括两根支撑杆和转动设置于两根所述支撑杆之间的四叶转轮，所述四叶转轮包括主轴、四根连杆和两组以上垂直套设固定在所述主轴上的单叶轮；所述主轴相对于所述固定板垂直设置，四根所述连杆均与所述主轴平行设置，各组所述单叶轮通过四根所述连杆固定连接。

本实用新型的优点：第一，恒温浸胶槽内设有电加热板和温度传感器，温度传感器能够实时检测恒温浸胶槽内的水浴温度，并通过控制器及时调整电加热板恒温浸胶槽内胶液温度的调节，能够保证在纤维浸胶过程中胶液温度恒定，实现了恒温浸胶，避免了温度差异对浸胶过程带来的影响，保证浸胶工艺的稳定性；

第二，恒温浸胶槽内设有绕丝轴，绕丝轴的一端安装有手柄，并且手柄设置于恒温浸胶槽外，通过手柄驱动绕丝轴正转，将芳纶纤维从干纱卷绕出并全部缠绕在绕丝轴上，将缠绕在绕丝轴上的芳纶纤维全部浸没在在恒温胶液中，避免分段式浸胶，缩短了浸胶时长，提高了浸胶效率，同时能够保证纤维在恒温胶液中有充分的浸入时间，保证胶液完全浸入纤维内部，从而保证了纤维浸胶后的胶含量，保证纤维拉伸性能测试的准确性；

第三，在恒温浸胶槽上方设置刮胶装置，通过刮胶装置能够刮掉芳纶纤维表面的胶液，使其流入恒温浸胶槽中，进行重复利用，避免胶液浪费；同时，刮胶装置能够使胶液更均匀分布在芳纶纤维的表面，提高测试结果准确性。

第四，设置张力枪，通过张力枪调节浸胶纤维的张力，保证纤维受力均匀，避免纤维因施加的张力太大而断裂，避免因施加的张力太小，缠绕于制样纱架后的纤维太松，干燥后存在弧度，影响后续性能检测；

第五，设置制样纱架和光杆排线器，通过驱动电机驱动制样纱架的四叶转轮转动，同时通过光杆排线器控制纤维复丝在制样纱架上左右移动，使芳纶纤维自动均匀的缠绕在制样纱架上，避免手工将芳纶纤维缠绕于制样纱架的过程中对纤维表面产生损伤，从而避免影响拉伸性能，而且提高工作效率。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型浸胶时的使用状态示意图。

图3为在本实用新型的制样纱架上缠绕纤维复丝时的使用状态示意图。

图4为本实用新型中恒温浸胶槽的控制结构示意图。

图5为本实用新型中刮胶装置的结构示意图。

图6为图5的A-A剖视图。

图7为本实用新型中四叶转轮的结构示意图。

附图中各部件的标记如下：固定板1、干纱架2、第一导丝轮3、第二导丝轮4、刮胶装置5、夹持机构5.1、陶瓷块5.1.1、凹槽5.1.1.1、通槽5.1.1.2、硅胶板5.2、穿线缝隙5.2.1、第三导丝轮6、恒温浸胶槽7、电加热板7.1、温度传感器7.2、控制器7.3、第四导丝轮8、绕丝轴9、第五导丝轮10、张力枪11、光杆排线器12、制样纱架13、支撑杆13.1、四叶转轮13.2、主轴13.2.1、单叶轮13.2.2、连杆13.2.3。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图7所示，一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其包括固定板1和设置于固定板1同一侧的干纱架2、刮胶装置5、恒温浸胶槽7、张力枪11、光杆排线器12、制样纱架13；干纱架2设置于恒温浸胶槽7和制样纱架13之间，干纱架2的中心轴垂直固定于固定板1上，干纱架2上套设有转动的纤维干纱卷。

制样纱架13包括两根支撑杆13.1和转动设置于两根支撑杆13.1之间的四叶转轮13.2，四叶转轮13.2包括主轴13.2.1、四根连杆13.2.3和四组垂直套设在主轴13.2.1上的单叶轮13.2.2，主轴13.2.1转动连接在两根支撑杆13.1之间，制样纱架13的主轴13.2.1相对于固定板1垂直设置；各组单叶轮13.2.2之间通过四根相对于主轴13.2.1平行设置的连杆13.2.3固定连接，支撑杆13.1上固定有输出轴与主轴13.2.1传动连接的驱动电机(常规安装方式，图中未体现)，通过驱动电机驱动四叶转轮13.2进行转动，便于使纤维自动高效的缠绕在制样纱架13上；通过电机驱动四叶转轮13.2转动，将芳纶纤维自动缠绕在制样纱架13上，避免手工将芳纶纤维缠绕于制样纱架13的过程中对纤维表面产生损伤，从而避免影响芳纶纤维的拉伸性能，而且能够提高工作效率。

恒温浸胶槽7内转动设有绕丝轴9和第四导丝轮8，并且第四导丝轮8的轮轴与绕丝轴9平行设置，绕丝轴9相对于固定板1垂直设置，绕丝轴9的一端安装有置于恒温浸胶槽7外的手柄，通过手柄驱动绕丝轴9转动，便于使纤维缠绕在绕丝轴9上；恒温浸胶槽7内用于盛装液面没过绕丝轴9的胶液；恒温浸胶槽的底面嵌入有电加热板7.1，恒温浸胶槽内装设有温度传感器7.2，如图4所示，温度传感器7.2与控制器7.3的输入端电连接，控制器7.3的输出端与电加热板7.1电连接；通过温度传感器7.2实时检测恒温浸胶槽7内胶液的温度，当温度低于设定的下限值时，将信号反馈控制器7.3，通过控制器7.3控制电加热板7.1启动，对胶液进行加热升温，当温度高于设定的上限值时，将信号反馈控制器7.3，通过控制器7.3控制电加热板7.1停止加热，进而能够保证在纤维浸胶过程中胶液温度恒定，实现了恒温浸胶，避免了温度差异对浸胶过程带来的影响，保证浸胶工艺的稳定性。

刮胶装置5安装于恒温浸胶槽7上方的固定板1上；如图5和图6所示，刮胶装置5包括夹持机构5.1，夹持机构5.1包括两块相互扣合的陶瓷块5.1.1，下部的陶瓷块5.1.1固定于固定板1上，两块陶瓷块5.1.1内开设有容纳硅胶板5.2的凹槽5.1.1.1，便于拆装更换硅胶板5.2；在夹持机构5.1上卡接有硅胶板5.2，硅胶板5.2上开设有穿线缝隙5.2.1；两块陶瓷块5.1.1上开设有与穿线缝隙5.2.1对应的通槽5.1.1.2；通过硅胶板5.2便于刮掉芳纶纤维表面的胶液，使其流入恒温浸胶槽7中，进行重复利用，避免胶液浪费；使用硅胶板5.2还能够在刮胶过程中，避免损伤芳纶纤维；同时，刮胶装置5能够使胶液更均匀分布在芳纶纤维的表面，提高测试结果准确性。

其还包括垂直且转动设置于所述固定板上的第一导丝轮3、第二导丝轮4和第三导丝轮6；第一导丝轮3和第二导丝轮4设置于干纱架2和刮胶装置5之间，第一导丝轮3、第二导丝轮4和第三导丝轮6是由干纱架2向恒温浸胶槽7依次设置；第三导丝轮6设置于第四导丝轮8的上方，刮胶装置5置于第二导丝轮4和第三导丝轮6之间，第一导丝轮3、第二导丝轮4和第三导丝轮6起变向和导丝的作用；如图2所示，干纱架2上套设有转动的纤维干纱卷，纤维干纱卷的芳纶纤维的端部依次绕过第一导丝轮3、第二导丝轮4，穿过刮胶装置5后，再依次绕过第三导丝轮6和第四导丝轮8后，固定于绕丝轴9上；通过手柄驱动绕丝轴9正转，将芳纶纤维从干纱卷绕出并全部缠绕在绕丝轴9上，使缠绕在绕丝轴9上的芳纶纤维全部浸没在恒温胶液中，避免分段式浸胶，缩短了浸胶时长，提高了浸胶效率，同时能够保证纤维在恒温胶液中有充分的浸入时间，保证胶液完全浸入纤维内部，从而保证了纤维浸胶后的胶含量，保证纤维拉伸性能测试的准确性。

还包括垂直且转动设置于固定板1上的第五导丝轮10，第五导丝轮10设置于张力枪11和第二导丝轮4之间，第五导丝轮10用于辅助纤维复丝传送，起到变向和导丝的作用；张力枪11和光杆排线器12安装于恒温浸胶槽7和制样纱架13之间的固定板1上，张力枪11上的导轮的轮轴和光杆排线器12的带线轮的轮轴均相对于固定板1垂直设置；张力枪11和光杆排线器12均为现有设备，其结构此处不再赘述，通过张力枪11调节浸胶纤维的张力，保证纤维能够受力均匀，避免纤维因施加的张力太大而断裂，避免因施加的张力太小使缠绕于制样纱架13后的纤维太松，从而避免纤维干燥后存在弧度，影响后续性能检测；光杆排线器12控制纤维复丝在制样纱架13上左右移动的同时进行缠绕，配合制样纱架13的驱动电机带动制样纱架13的四叶转轮13.2转动，能够使芳纶纤维自动均匀的缠绕在制样纱架13上。

浸胶过程完成后，如图3所示，截断干纱架2与第一导丝轮3之间的纤维，并将纤维端头依次跨过第五导丝轮10、张力枪11上的导轮、光杆排线器12的带线轮，将纤维端头固定在制样纱架13上；通过驱动电机驱动制样纱架13进行旋转，制样纱架13拉动纤维复丝并驱动绕丝轴9反转，使浸胶后的纤维复丝先经过刮胶装置5进行刮胶，然后通过光杆排线器12控制纤维复丝在制样纱架13上左右移动，从而将纤维复丝自动缠绕在制样纱架13上。

工作过程：将制备好的胶液倒入恒温浸胶槽7内，将纤维干纱卷安装在干纱架2上，将纤维端头拉出，依次经过第一导丝轮3、第二导丝轮4、刮胶装置5的通槽5.1.1.2和穿线缝隙5.2.1、第三导丝轮6、第四导丝轮8后，将纤维端头固定在绕丝轴9上，通过手柄驱动绕丝轴9正转，将芳纶纤维从干纱卷绕出并全部缠绕在绕丝轴9上；在此过程中，胶液没过绕丝轴9上缠绕的纤维，并且调控恒温浸胶槽7的胶液温度；浸胶过程完成后，截断干纱架2与第一导丝轮3之间的纤维，并将纤维端头依次跨过第五导丝轮10、张力枪11上的导轮、光杆排线器12的带线轮，将纤维端头固定在制样纱架13上；最后，通过驱动电机拉动纤维复丝并驱动制样纱架13进行旋转，制样纱架13驱动绕丝轴9反转，使浸胶后的纤维先经过刮胶装置5进行刮胶，然后通过光杆排线器12控制纤维复丝在制样纱架13上左右移动，从而将纤维复丝自动缠绕在制样纱架13上，完成浸胶过程，便于后续拉伸性能测试。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，其包括固定板和设置于所述固定板同一侧的干纱架、刮胶装置、恒温浸胶槽、张力枪、光杆排线器、制样纱架；所述刮胶装置安装于所述恒温浸胶槽上方的所述固定板上，所述恒温浸胶槽内转动设有绕丝轴；所述张力枪、所述光杆排线器安装于所述恒温浸胶槽和所述制样纱架之间的所述固定板上。

2.根据权利要求1所述的一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，其还包括垂直且转动设置于所述固定板上的第一导丝轮、第二导丝轮和第三导丝轮；所述第一导丝轮和所述第二导丝轮设置于所述干纱架和所述刮胶装置之间，所述第三导丝轮设置于所述恒温浸胶槽上方。

3.根据权利要求1所述的一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，在所述恒温浸胶槽内转动设有轮轴与所述绕丝轴平行设置的第四导丝轮。

4.根据权利要求1所述的一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，其还包括垂直且转动设置于所述固定板上的第五导丝轮，所述第五导丝轮设置于所述张力枪和所述恒温浸胶槽之间。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，所述刮胶装置包括夹持机构，在所述夹持机构上卡接有硅胶板，所述硅胶板上开设有穿线缝隙。

6.根据权利要求5所述的一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，所述夹持机构包括两块相互扣合的陶瓷块，两块所述陶瓷块内开设有容纳所述硅胶板的凹槽，两块所述陶瓷块上开设有与所述穿线缝隙对应的通槽。

7.根据权利要求5所述的一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，所述恒温浸胶槽的底面嵌入有电加热板，所述恒温浸胶槽内装设有温度变送器，所述温度变送器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述电加热板电连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于F-12纤维复丝拉伸性能测试的浸胶装置，其特征在于，所述制样纱架包括两根支撑杆和转动设置于两根所述支撑杆之间的四叶转轮，所述四叶转轮包括主轴、四根连杆和两组以上垂直套设固定在所述主轴上的单叶轮；所述主轴相对于所述固定板垂直设置，四根所述连杆均与所述主轴平行设置，各组所述单叶轮通过四根所述连杆固定连接。

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