[发明专利]一种连续纤维浸胶系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种浸胶系统，特别是一种连续纤维浸胶系统。

背景技术

纤维复合材料由于比强度、比模量高，耐腐蚀性能优异，同时具有良好的耐疲劳性能，因此在航空航天、建筑、体育用品等领域得到了广泛应用。纤维复合材料是由连续纤维浸润树脂后通过热压固化而成。在浸润过程中，需要将树脂加热融化，然后将纤维浸润。由于目前所使用的纤维束，是由多根纤维组成，如12K碳纤维包含有12000根碳纤维，因此为了纤维充分浸润，需要树脂具有较低的粘度。由于树脂的粘度随着温度的升高而降低，因此需要将树脂加热到较高温度。但在较高的温度下，树脂会在较短的时间内就发生固化反应而凝胶。因此纤维浸胶时所采用的浸胶系统结构对浸胶效果有关键影响。此外，还需要将纤维有效展开，提高浸透性，并需要设计有浸胶量控制装置，保证胶含量符合要求。

目前的浸胶系统，均未设计纤维展开装置，且多数为单空间结构，树脂的储存与纤维浸润在同一容器内，无浸胶量控制装置，而是由纤维通过浸胶槽的速度控制浸胶量，如专利CN102430503等。专利CN202399437虽然将浸胶槽用带孔的钢片分割为两部分，一部分储存胶液，一部分实现纤维浸润，但实际上由于两部分的胶液可以相互流动，因此仍然难以保证树脂在高温下仅停留较短的时间。专利CN202881103设计了一种可自动补液的玻璃纤维浸胶槽，将储胶槽与浸胶槽分开，通过180°弯折的管道连通。该种设计虽然将胶液储存区与浸胶区完全分开，但由于储胶槽为防止树脂胶液固化必然温度较低，胶液的流动性较差，不可能通过180°弯折的管道而流入浸胶槽内。浸胶槽为保证浸胶效果必然温度较高，与储胶槽的温差较大，储胶槽内的胶液进入浸胶槽后，需要经过较长的时间才能达到温度平衡，严重影响浸胶槽内胶液温度的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有纤维展开装置，可控制浸胶量，并且保证树脂胶液在高温下仅短时间停留的连续纤维浸胶系统。

本发明的一种连续纤维浸胶系统，是通过以下手段实现的：

一种连续纤维浸胶系统，其特征是：包括储胶槽、梯度导流管、浸胶槽、回收槽、真空泵和纤维展开浸胶传动系统，所述储胶槽下通过梯度导流管与浸胶槽连通，浸胶槽下方设有回收槽，所述纤维展开浸胶传动系统穿过浸胶槽设在回收槽的上方，回收槽底部通过回流管与储胶槽连通，储胶槽通过真空管与真空泵连通；所述储胶槽、梯度导流管和浸胶槽的槽壁为双层结构，中间设有多段电阻丝。

所述纤维展开浸胶传动系统包括由上向下依次排列的导向辊、展开辊、直辊A、压胶辊对、张力调节辊和直辊B，所述导向辊、展开辊和直辊A设在浸胶槽内部，压胶辊对设在浸胶槽底部。

所述导向辊辊面上有一凹槽，所述展开辊辊面为凸弧形，所述压胶辊对为两个，可以轴向相对转动，间隙大小可以调整，所述张力调节辊辊面为凹弧形，弧度与展开辊相同，方向相反。

所述真空管出口处设有半透膜，储胶槽上部通过电控阀门C与大气连通；连接储胶槽的真空管、回流管和梯度导流管上分别设有电控阀门A、电控阀门B、电控阀门D，储胶槽、梯度导流管和浸胶槽上分别设有连接温控仪的温度传感器，所述回收槽底部设有压力传感器，所述电控阀门A、电控阀门B、电控阀门C、电控阀门D、温控仪、压力传感器和真空泵分别和电控柜电连接，电控柜接收压力传感器信号，并控制真空泵与各电控阀门电源开关。

所述梯度导流管上设有多个温度传感器，使梯度导流管沿长度方向可分段控温。

本发明的益处是：

（1）胶液储存在储胶槽中，与浸胶槽通过管路连通，将储存区与浸胶区分开。储胶槽温度较低，有利于大量胶液的储存；浸胶槽内仅有少量胶液，可减少凝胶，降低胶液粘度，有利于纤维的充分浸润；

（2）储胶槽与浸胶槽通过具有温度梯度的梯度导流管连通。靠近储胶槽处，导流管温度接近储胶槽温度；而靠近浸胶槽处，导流管温度接近浸胶槽温度。当胶液从储胶槽中流出，在管路中逐渐被加热，待流到浸胶槽时，已基本与浸胶槽内胶液温度一致，避免浸胶槽内胶液温度发生波动，影响胶液粘度；

（3）在浸胶槽内有展开辊。展开辊辊面为凸弧形，当纤维束经过展开辊时，在张力作用下纤维束中的纤维沿辊面向辊两端分散，使得纤维束充分展开，有利于浸胶；

（4）纤维通过一对压胶辊中间，通过调节两压胶辊的间隙大小可以控制含胶量，多余的胶液会被压胶辊挤出。此外，通过压胶辊的挤压，可以使胶液更加充分渗透进纤维内部从而提高了浸润程度；