[实用新型]一种用于扩展纤维束的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业纤维加工设备领域，尤其涉及一种用于扩展纤维束的设备。

背景技术

随着航空航天、风电、新型汽车等高科技制造业的发展与成熟，相关的材料应用技术 例如碳纤维材料技术也随之取得了长足的进步和广泛的应用。在实际应用中，由于大丝束 碳纤维，如48K、60K以至于360K、480K等的价格要比小丝束的便宜很多，大丝束售价 只有小丝束的50％-60％，所以更容易为生产者所接受，但是由于大丝束碳纤维存在随着 纤维束根数增多而发生纤维的曲折、扭结的现象，且树脂基体不容易浸润到大丝束纤维束 内部，单丝间容易产生孔隙，且容易造成纤维相和树脂相的富集与分离等缺陷，同时会随 丝束直径增加，在复合材料成型过程中出现纤维屈曲及铺层角度错位的可能性也在增加， 从而使复合材料强度、刚度受影响，力学性能降低、分散性大，不能满足结构设计的要求， 无法发挥碳纤维增强材料高性能优势，因此突破低成本大丝束碳纤维发挥高性能优势关键 技术就是开发大丝束碳纤维展开技术。

另外无论是碳纤维预浸料还是碳纤维织物，其织物越薄，单位面积质量越小，其物理 性能偏差越小，力学性能越优异。因为越轻薄的碳纤维生产的产品才会更轻薄，并且性能 更好，所以即使不是对力学性能要求较高的应用厂家，在对销售前的碳纤维束与织造前的 碳纤维束一般都要经过展纤工序。

目前对碳纤维的展纤主要为热碾法，即通过加热的导纱辊或压辊。通过加热作用使上 浆剂熔融，同时通过导纱辊或压辊的挤压作用使碳纤维束变平变薄。该类方法展纤的碳纤 维力学性能下降较大，并且容易对纤维丝束造成磨损，严重影响了碳纤维的使用，同时该 类方法速度较慢，效率较低。

超声波可以产生声空化作用，能够产生瞬间的冲击压，引起分子的高速运动，常用来 处理与改性纤维材料的表面性能。本专利采用将碳纤维束导入装有超声波发生器与化学溶 液的容器内，通过对超声波频率范围、溶液类型与浓度、碳纤维束在溶液中的牵伸速度的 控制，使碳纤维束变得更轻薄，展纤效果更好，同时通过机械设备设计，克服了现有类似 设备只能同时扩展一束纤维的缺点，提高了生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于扩展纤维束的设备。

本实用新型的技术方案为：一种用于扩展纤维束的设备，其特征在于：包括开卷装置， 扩展槽系统，牵引及烘干装置及收卷装置；

所述开卷装置包括丝锭支撑架及引丝支撑架，所述丝锭支撑架上部设有两块卷轴固定 板，与丝锭支撑架固定连接，所述任一卷轴固定板上设有若干个卷轴，与卷轴固定板活动 连接，所述任一卷轴一端设有阻尼控制器，与卷轴活动连接，所述引丝支撑架一侧设有若 干定位轴，与引丝支撑架固定连接，所述引丝支撑架中部设有若干水平支架，与引丝支撑 架固定连接，所述任一水平支架上部设有若干防翻转轴，与水平支架活动连接，所述防翻 转轴数量与所述卷轴数量相同，所述任一水平支架上部还设有若干张力监测装置，所述张 力监测装置数量与所述卷轴数量相同，所述张力监测装置包括固定板，所述固定板上部设 有三个支撑轴，与固定板活动连接，所述任一支撑轴外部设有监测辊，与支撑轴通过定位 螺丝连接，所述支撑轴中部设有压力传感器，与支撑轴活动连接，所述压力传感器与监测 辊之间设有支撑垫，所述支撑垫与压力传感器及监测辊紧密贴合，所述固定板下部设有数 据采集器，与固定板活动连接，所述固定板与水平支架固定连接；

所述扩展槽系统包括液槽、吊升架，所述吊升架上部设有吊升电机，与吊升架活动连 接，所述吊升电机两侧各设有一个吊升滑轮，与吊升架活动连接，所述液槽内部设有辊筒 架，与液槽活动连接，所述辊筒架侧面设有若干辊筒支杆，与辊筒架活动连接，所述辊筒 架内部设有若干辊筒，与辊筒支杆活动连接，所述吊升电机连接有若干根吊绳，任一吊绳 的另一端与辊筒架活动连接，所述液槽底部设有若干个超声发射头，所述辊筒架两侧的辊 筒支杆为一一对应排列，任一一组对应的辊筒支杆之间设有两根辊筒，所述液槽内部设有 若干温度传感器，所述液槽内部设有若干液面传感器；