[發明專利]碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置

有效

• 申請號: 202210520769.0
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114892293B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 楊衛民;杜長彪;王宇航;廖波;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: D01D5/42
• 分類號: D01D5/42;D01F9/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置，其特征在于：包括機架、料斗、計量泵、減速器、聯軸器、電機、氣管、旋轉芯棒、吹膜模頭、吹膜牽引輥、水槽、初次拉伸裝置、模外層疊裝置、超聲鍛壓輥、超聲波發生器、導向輥、二次拉伸裝置、切絲刀盤、薄膜收卷輥和原絲收卷筒，吹膜牽引輥、水槽、初次拉伸裝置、模外層疊裝置、超聲鍛壓輥、二次拉伸裝置及切絲裝置各部分按順序水平依次排列，其中吹膜牽引輥、初次拉伸裝置、模外層疊裝置、超聲鍛壓輥置于水槽中；擠出裝置包括料斗、計量泵、減速器、聯軸器、電機、氣管和旋轉芯棒，其中旋轉芯棒依靠聯軸器、減速器與電機連接，并由電機提供動力，使其高速旋轉；擠出裝置依靠機架固定在水槽上方，吹膜模頭出口與水槽中液面剛好接觸；在擠出裝置的料斗中加入預先配置好的石墨、聚丙烯腈和二甲基亞砜混合溶液，混合溶液通過計量泵的作用下均勻連續并以一定的壓力進入吹膜模頭中，混合溶液中石墨組分在高速旋轉的芯棒作用下高度取向，同時將水蒸氣由氣管充入吹膜模頭中，在氣泵充氣作用以及吹膜牽引輥的牽引作用下，產生具有一定吹脹比的初始薄膜，初始薄膜依次經過初次拉伸裝置、模外層疊裝置、超聲鍛壓輥、二次拉伸裝置；超聲鍛壓后的薄膜在導向輥的作用以及二次拉伸裝置的牽引作用下，再次由豎直位置變回水平位置，最后薄膜進入切絲裝置中，切絲裝置包括切絲刀盤、薄膜收卷輥和原絲收卷筒，切絲刀盤的位置始終與薄膜收卷輥保持相切，并對薄膜收卷輥上的薄膜進行連續切絲加工，最終通過原絲收卷筒完成對碳纖維原絲的收集；模外層疊裝置由兩對水平布置的膜外層疊輥組成，每個模外層疊輥單體表面均設有凸起的M型波紋結構，模外層疊裝置中位于左端的兩個模外層疊輥單體其距離大于位于右端的模外層疊輥單體的距離，薄膜經過模外層疊裝置后，其形狀由平面結構變為表面有M型波紋形狀的立體結構，隨后M型波紋結構薄膜經過兩個豎直平行布置的超聲鍛壓輥，此時M型波紋結構薄膜形狀經兩輥子的鍛壓作用再次變為平面結構。

2.根據權利要求1所述的碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置，其特征在于：初次拉伸裝置由多個差速輥組成，薄膜在差速輥的拉伸作用下其表面的微孔結構會隨薄膜厚度的減小而有所減少。

3.根據權利要求1所述的碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置，其特征在于：二次拉伸裝置的每個差速輥中通有熱水，薄膜在受熱至高彈狀態后，在差速輥的作用下進行二次拉伸。

4.根據權利要求1所述的碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置，其特征在于：在超聲鍛壓輥后增設將層疊后的膜進行切邊的切邊裝置。

5.根據權利要求1所述的碳纖維原絲模外層疊超聲鍛壓降維制造裝置，其特征在于：切絲后增設水分吹干裝置。