[发明专利]耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆及制备装置和方法

权利要求书

1.一种耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是：包括放丝架（1）、预热系统（2）、缠绕机（3）、预成型（4）、编织机（5）、模具冷却装置（6）、拉挤模具（7）、模具加热装置（8）、控制部分（9）、后固化加热炉（10）、牵引装置（11）、卷绕装置（12）、注射机（13）和注射模具（14）组成，所述的放丝架（1）内放置碳纤维，多束碳纤维，在牵引装置（11）的牵引下经过注射模具（14），在注射模具（14）的前端依次设有预热系统（2）、缠绕机（3）、预成型（4）、编织机（5），后端依次设有模具冷却装置（6）、拉挤模具（7）、模具加热装置（8）、后固化加热炉（10）和牵引装置（11），在所述的增强纤维碳纤维（A）的外侧缠绕一层纤维缠绕增强层芳纶1414纤维（B），再通过增强纤维高强玻璃纤维（C）包覆进行预固化，在外层使用编织机编织一层纤维编织增强层芳纶1414纤维（D）；且所述的注射模具（14）的一侧设有注射机（13），使用高压向注射模具（14）内部注入树脂基体胶液；经注射模具（14）内胶液浸渍的多束碳纤维再经过拉挤模具（7）固化成型，拉挤模具（7）的入口处设有模具冷却装置（6），分布有模具加热装置（8），再进行多段加热，呈梯度升温方式，拉挤出复合材料杆体；拉挤出的复合材料杆体进入后固化加热炉（9）进行热应力处理及后固化，后固化结束，通过牵引装置（11），将其卷绕在圆盘（12）上；

所述的注射模具（14）包括直线导轨（14a）、加热管（14c）、内芯模（14d）、滑动调节块（14e）、注胶孔（14f）、树脂流道（14g）、外模（14h），所述的外模（14h）的前端为内芯模（14d），二者之间设有树脂流道（14g），且外模（14h）的顶部设有注胶孔（14f），注胶孔（14f）与树脂流道（14g）连通，所述的内芯模（14d）的内部设有加热管（14c），在内芯模（14d）和外模（14h）的下端设有直线导轨（14a），直线导轨（14a）上布设有多个滑动调节块（14e），可通过调整滑块（14e）在滑轨（14a）上的位置调整内模芯（14d）和外模（14h）之间的树脂流道（14g）的宽度及树脂注入量。

2.根据权利要求1所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是：所述的增强纤维碳纤维（A）、纤维缠绕增强层芳纶1414纤维（B）、增强纤维高强玻璃纤维（C）、纤维编织增强层芳纶1414纤维（D），上述四层结构同时固化成型。

3.根据权利要求1所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是：所述的树脂流道（14g）为螺旋状导流槽结构。

4.根据权利要求1所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是：所述的编织机（5）包括控制系统（5a）、伺服电机（5b）、减速机（5c）、主轴驱动系统（5d）、纤维轴驱动系统（5e）、张紧装置（5f）、纤维放置轴（5g）、编织机纤维轴运行轨迹槽（5h），所述的伺服电机（5b）通过减速机（5c）连接主轴驱动系统（5d），主轴驱动系统（5d）连接到纤维轴驱动系统（5e），所述的纤维轴驱动系统（5e）通过张紧装置（5f）连接纤维放置轴（5g），并按照编织机纤维轴运行轨迹槽（5h）运行。

5.根据权利要求1所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是：所述的多段加热是采用三段加热，且后续的固化温度在155～230℃之间，呈梯度升温方式，拉挤速度在0.2～0.4米/分钟之间。