[發明專利]防止膠槽固化的纖維纏繞裝置及方法

有效

• 申請號: 201310063915.2
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103101198A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 牛國良;張立君;呂廣普;谷宏治;朱軍;王艷玲
• 申請（專利權）人: 西安向陽航天材料股份有限公司
• 主分類號: B29C70/32
• 分類號: B29C70/32;B29C70/54
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于復合材料纖維纏繞成型技術領域，特別是涉及一種膠槽不固化的防止膠槽固化的纖維纏繞裝置及方法。

背景技術

纖維纏繞成型技術是實現復合材料自動化成型的重要手段之一，在復合材料制件中應用極其廣泛，有著相當重要的地位。現有的纖維纏繞工藝，不管是采用干法纏繞，半干法纏繞，還是濕法纏繞，都是預先將固化劑加入樹脂配成膠液，然后纖維束通過浸膠裝置，浸透膠液后再纏繞到芯模上或烘干（對干法纏繞）。這樣一來，對于常溫固化的樹脂系統，特別是不飽和聚酯樹脂系統或乙烯基樹脂系統，長時間工作，膠槽內樹脂會發生一定程度的固化，影響纏繞過程的進行，嚴重者膠槽內膠液爆聚，造成纏繞過程無法進行。即使整個纏繞過程中不固化，每班纏繞完畢，膠槽內剩余膠液也無法再繼續使用，造成浪費；而且膠槽底部產生一定厚度固化的樹脂，纖維束經過的膠輥、刮膠板、分紗梳、繞絲頭上都會粘附一層固化的樹脂，清理非常困難。常溫固化的樹脂系統，無法實現不停機連續纏繞。纏繞進行到一定時間，固化的樹脂將會使得纏繞無法繼續進行，必須停機進行清理。這會造成膠液的浪費和影響纏繞過程的正常進行。

發明內容

本發明的一個目的在于克服現有技術中的纖維纏繞裝置的膠液容易固化，造成裝置清理不便且材料浪費的問題，提供了一種將固化劑容器與膠槽分開設置的防止膠槽固化的纖維纏繞裝置。

本發明的另一個目的在于提供了一種使用上述防止膠槽固化的纖維纏繞裝置纏繞纖維的方法。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：

防止膠槽固化的纖維纏繞裝置，包括纏繞機，纏繞機通過聯接軸與芯模聯接，在膠槽的纖維束輸出方向上設置有能夠隨著纏繞機運轉而引導纖維束纏繞到芯模上的繞絲頭，在纏繞機上還設置有能夠采集芯模轉速和隨著纏繞機運行繞絲頭的直線運行速度的傳感器，在繞絲頭的纖維束輸出方向上設置有固化劑噴頭，固化劑噴頭的噴射方向正對繞絲頭輸出的纖維束，固化劑噴頭的進液口通過輸送管與固化劑容器相聯通，固化劑容器通過聯接閥與電子計量泵相聯通，電子計量泵通過信號線與控制單元相連，控制單元通過信號線與纏繞機上的傳感器相連。

上述固化劑噴頭與繞絲頭之間的距離是1～20cm。

上述固化劑噴頭是由底部加工有至少1行排孔的噴嘴與聯接在噴嘴入口端的聯接頭組成。

上述噴嘴與聯接頭活動聯接。

上述排孔分布的寬度與纖維束的寬度相同。

上述排孔的孔徑均為0.1～2mm。

一種使用上述的防止膠槽固化的纖維纏繞裝置纏繞纖維的方法，由以下步驟實現：

（1）將纖維束浸膠后從膠槽穿出，并穿過繞絲頭；

（2）控制單元接收傳感器所采集到的芯模轉速的傳感信號與繞絲頭隨著纏繞機運行的直線運行速度的傳感信號，計算出纖維束的出紗速度，并控制電子計量泵運轉，通過噴頭向繞絲頭穿出的纖維束上噴灑固化劑，控制固化劑噴灑速度，計算方法是：

mc′=C?Rλn?v

式中m_c′為固化劑噴灑速度，克/分鐘；

C為固化劑配比，即固化劑與樹脂的質量比；

R為膠紗質量比，即樹脂與纖維束的質量比；

λ為紗團線密度，即每個紗團中的單位長度紗線的質量，克/米；

n為紗團數，即用于纏繞的紗團的數量；

v為出紗速度，即纖維束纏繞到芯模上的線速度，米/分鐘；

（3）噴灑固化劑的纖維束隨著纏繞機上的芯模轉動纏繞在芯模上，完成纖維纏繞。

上述固化劑的噴射寬度與穿過繞絲頭的纖維束的寬度最好相同。

本發明的維纏繞裝置將固化劑容器與膠槽分開設置，且在纖維束浸膠通過繞絲頭后纏繞到芯模之前利用噴頭噴灑固化劑，保證膠槽內的樹脂不會固化，而且膠槽、膠輥以及繞絲頭等部件在纏繞完畢極易清理，大大提高了清理效率；同時，膠槽中剩余的樹脂還可以回收使用，減少材料浪費，降低工藝成本；本發明的方法操作簡單，工作效率高，能夠有效避免長時間纏繞時膠槽發生固化。

附圖說明

圖1為纖維纏繞裝置的結構示意圖。

圖2為圖1的固化劑噴頭的結構示意圖。

圖3為圖2的噴嘴底部結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖和實施例對本發明進行進一步說明，但是本發明的技術方案不僅限于下述的實施方式。

實施例1

參見圖1，本發明的防止膠槽固化的纖維纏繞裝置是由纏繞機1、轉速傳感器2、直線速度傳感器3、芯模4、固化劑噴頭5、繞絲頭6、膠槽8、控制單元9、電子計量泵10、固化劑容器11以及輸送管12聯接構成。