本发明属于机械设备技术领域，具体地来说，是一种纤维编织管材制造设备。
背景技术：
拉挤工艺是一种连续生产材料复合型材的工艺方法。传统的拉挤工艺以纤维粗纱和增强材料、聚酯表面毡等复合成型，而得到所需的产品。利用拉挤工艺生产的产品具有稳定的力学性能，日益得到广泛应用。然而，传统的拉挤产品抗剪强度较低，难以耐受剪切冲击，使其应用环境受到严重制约。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种纤维编织管材制造设备，用于生产一种具有较高抗剪强度的纤维编织管材，自动化程度高、效率突出。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种纤维编织管材制造设备，包括模芯及沿所述模芯的长度方向依次设置的：
纤维传送装置，用于实现二维纤维基材与轴向纤维的轴向输入；
第一预成型装置，用于使所述二维纤维基材包覆于所述模芯表面，形成二维纤维基层；
浸渍装置，用于实现轴向纤维的树脂浸渍；
第二预成型装置，用于使浸渍后的轴向纤维沿轴向排布于二维纤维基层的外侧，形成轴向纤维层；
编织装置，用于在所述轴向纤维层的外侧编织形成二维纤维编织层；
第三预成型装置，用于使所述二维纤维基层、所述轴向纤维层与所述二维纤维编织层之间形成预成型体；
注胶装置，用于对所述预成型体注射树脂材料。
作为上述技术方案的改进，所述纤维编织管材制造设备还包括牵引装置，用于实现所述预成型体的轴向连续运动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述纤维编织管材制造设备还包括成型装置，用于实现所述预成型体的压实、成型与固化，形成纤维编织管材型材。
作为上述技术方案的进一步改进，所述成型装置包括成型模具与设置于所述成型模具上的加热固化机构，所述加热固化机构用于加热所述树脂材料。
作为上述技术方案的进一步改进，所述纤维编织管材制造设备还包括切割装置，用于实现所述纤维编织管材型材的分切。
作为上述技术方案的进一步改进，所述加热固化机构采用三段式梯度升温加热。
作为上述技术方案的进一步改进，所述预成型体的纤维层间保持疏松，使所述树脂材料得以注入。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第三预成型装置还用于挤出所述预成型体中多余的树脂材料。
作为上述技术方案的进一步改进，所述编织装置包括装置基座及可旋转地保持于所述装置基座上的复数个旋转盘，所述旋转盘沿分布圆周均匀分布，所述分布圆周以所述模芯为中心轴，所述旋转盘设有至少一个纤维锭子。
作为上述技术方案的进一步改进，所述旋转盘的外圆周设有复数个传递夹槽，所述纤维锭子一一对应地设于所述传递夹槽内，所述纤维锭子可于相邻旋转盘的相对传递夹槽之间传递。
本发明的有益效果是：
通过设置模芯及沿模芯的长度方向依次设置的纤维传送装置、第一预成型装置、浸渍装置、第二预成型装置、编织装置、第三预成型装置与注胶装置，实现具有高抗剪强度的纤维编织管材的一体制造，具有理想的自动化程度与生产效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的纤维编织管材制造设备的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的纤维编织管材制造设备所生产的纤维编织管材的截面示意图；
图3是本发明实施例提供的纤维编织管材制造设备所生产的纤维编织管材的层间结构示意图；
图4是本发明实施例2提供的纤维编织管材制造设备的编织装置的结构示意图。
主要元件符号说明：
100-纤维编织管材制造设备，110-模芯，120-纤维传送装置，130-预成型装置，131-第一预成型装置，132-第二预成型装置，133-第三预成型装置，140-浸渍装置，150-编织装置，151-装置基座，152-旋转盘，152a-传递夹槽，153-纤维锭子，160-注胶装置，170-牵引装置，180-成型装置，190-切割装置，200-纤维编织管材，210-二维纤维基层，220-轴向纤维层，230-二维纤维编织层，240-树脂固化层。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对纤维编织管材制造设备进行更全面的描述。附图中给出了纤维编织管材制造设备的优选实施例。但是，纤维编织管材制造设备可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对纤维编织管材制造设备的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在纤维编织管材制造设备的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请结合参阅图1～3，本实施例公开一种纤维编织管材制造设备100，该纤维编织管材制造设备100包括模芯110及沿模芯110的长度方向依次设置的纤维传送装置120、第一预成型装置131、浸渍装置140、第二预成型装置132、编织装置150、第三预成型装置133与注胶装置160，用于实现纤维编织管材200的一体制造，提供一种具有理想的抗拉强度与抗剪强度的纤维编织管材200。
首先说明的是，模芯110亦称模仁，是模具中的产品部分，用于模具中心部位的关键运作的精密零件。简单地说，模芯110用于形成纤维编织管材200的内侧表面。模芯110的形状根据实际需要而定，包括圆形、方形或其他多边形结构。
纤维传送装置120用于实现二维纤维基材与轴向纤维的轴向输入，其实质为一种上料机构。较常见地，纤维传送装置120包括纱架、毡铺展机构(滚轮)、纱孔等类型。
其中，二维纤维基材由纤维编织而成。二维纤维基材为市面流通的标准织物，已实现标准化、批量化生产，包括各类纤维布，可直接采购后根据纤维编织管材200的规格裁剪后使用。可见地，该方式具有显著的经济性，相较于单独编织方式，具有成本低而效率高的优势。
第一预成型装置131用于使二维纤维基材包覆于模芯110表面，形成二维纤维基层210。例如，第一预成型装置131包括第一模具。模芯110贯穿第一模具，使模芯110与第一模具之间形成预成型间隙。二维纤维基材沿模芯110的长度方向传送，穿过预成型间隙而实现二维纤维基材于模芯110表面的包覆。
浸渍装置140用于实现轴向纤维的树脂浸渍。示范性地，浸渍装置140包括树脂浸渍槽，树脂浸渍槽内充满树脂材料。轴向纤维于传送过程经过树脂浸渍槽，使其表面布满树脂材料。
其中，树脂材料用于实现各纤维层间的固化。示范性地，树脂材料为热固性树脂。热固性树脂(thermosetting resin)，是指树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热既不软化也不能溶解的一种树脂。热固性树脂种类众多，常见的有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等类型。
第二预成型装置132用于使浸渍后的轴向纤维沿轴向排布于二维纤维基层210的外侧，形成轴向纤维层220。例如，第二预成型装置132包括第二模具。模芯110贯穿第二模具，使二维纤维基层210与第二模具之间形成预成型间隙。轴向纤维沿轴向传送，穿过预成型间隙而实现与二维纤维基层210的预成型。
应当理解，此时，轴向纤维与二维纤维基层210仅属初步定位，之间保持疏松。所谓轴向，是指模芯110的轴向方向。示范性地，模芯110的轴向为模芯110的长度方向。
编织装置150用于在轴向纤维层220的外侧编织形成二维纤维编织层230。例如，编织装置150包括编织机，用于交错编织而形成二维纤维编织层230。编织机的具体形态依实际应用环境(如纤维种类等)而定。一般地，编织机上设有纤维锭子153，旋转地使纤维锭子153上的纤维于轴向纤维层220上相互交织。
第三预成型装置133用于使二维纤维基层210、轴向纤维层220与二维纤维编织层230之间形成预成型体。例如，第三预成型装置133包括第三模具。模芯110贯穿第三模具，使轴向纤维层220与第二模具之间形成预成型间隙。二维纤维编织层230沿轴向传送，穿过预成型间隙而实现与轴向纤维的预成型。
示范性地，第三预成型装置133还用于挤出预成型体中多余的树脂材料。此时，预成型体中的树脂材料较为均匀，各纤维层之间均分布树脂材料。
补充说明，第一预成型装置131、第二预成型装置132与第三预成型装置133均属于预成型装置130的一部分，用于确保各纤维层之间的相对位置，使之逐渐接近制品的最终形状。
注胶装置160用于对预成型体注射树脂材料。由于仅轴向纤维经过树脂浸渍，各纤维层之间的树脂材料存在不足。树脂材料不足会造成固化后各纤维层之间粘接强度不足，使成型后的管材抗剪强度较低。注胶装置160即用于补充预成型体的树脂材料，保证预成型体的层间充盈树脂材料，同时减少树脂材料的用量。示范性地，预成型体的纤维层间保持疏松，使树脂材料得以注入。
示范性地，纤维编织管材制造设备100还包括成型装置180，用于实现预成型体的压实、成型与固化，形成纤维编织管材型材。
示范性地，成型装置180包括成型模具与设置于成型模具上的加热固化机构。成型模具对预成型体施加挤压作用，使预成型体压实。加热固化机构用于加热预成型体中的树脂材料，使树脂材料熔融并冷却固化，从而实现二维纤维基层210、轴向纤维层220与二维纤维编织层230之间的固化成型，得到纤维编织管材型材。
加热固化机构可采用多加热、微波加热等形式。示范性地，加热固化机构采用三段式梯度升温加热，对应于预热区、凝胶区与固化区，使树脂材料逐步熔融、凝胶并固化而形成树脂固化层240。
补充说明，纤维编织管材200具有多层构造，用以增强管材的结构强度。其中，多层构造包括自内而外层叠分布的二维纤维基层210、轴向纤维层220与二维纤维编织层230。其中，二维纤维基层210、轴向纤维层220与二维纤维编织层230之间分别通过树脂材料粘合。换言之，各层之间均通过树脂材料固化，使之形成统一的管材结构，各纤维层之间存在树脂固化层240。
示范性地，二维纤维基层210、轴向纤维层220与二维纤维编织层230均由纤维制成。其中，纤维包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的至少一种。
示范性地，纤维编织管材制造设备100还包括牵引装置170，用于实现预成型体的轴向连续运动。牵引装置170设置于成型装置180的后端，使预成型体(包括在前的二维纤维基材、轴向纤维与编织纤维)沿模芯110的长度方向连续运动。牵引装置170种类众多，包括履带式输送机、可往复运动的夹持器等类型。
示范性地，纤维编织管材制造设备100还包括切割装置190，用于实现纤维编织管材型材的分切。切割装置190的类型众多，包括切割锯等类型。进一步地，切割装置190可沿模芯110的长度方向往复运动，从而按需要的长度对纤维编织管材型材进行切割，形成所需长度规格的纤维编织管材200。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例公开一种纤维编织管材制造设备100。其区别之处在于，编织装置150的具体构造。以下仅对区别技术特征进行介绍，其余实施例1已述之处，此处不再赘述。
请结合参阅图4，在本实施例中，编织装置150包括装置基座151及可旋转地保持于装置基座151上的复数个旋转盘152。旋转盘152沿分布圆周均匀分布，分布圆周以模芯110的中心轴为中心轴。其中，旋转盘152设有至少一个纤维锭子153。随旋转盘152的旋转，纤维锭子153公转而使其上的纤维交错编织。
进一步地，旋转盘152的外圆周设有复数个传递夹槽152a。纤维锭子153一一对应地设于传递夹槽152a内，并可于相邻旋转盘152的相对的传递夹槽152a之间传递。
随旋转盘152旋转，纤维锭子153首先沿所在旋转盘152的旋转圆周公转。在公转过程中，纤维锭子153逐渐接近相邻的旋转盘152。当纤维锭子153所在的传递夹槽152a与相邻旋转盘152的传递夹槽152a正向相对时，纤维锭子153滑入该相邻旋转盘152的传递夹槽152a中。
随即，该相邻旋转盘152成为纤维锭子153的所在旋转盘152，并随新的所在旋转盘152继续公转。由此，任一纤维锭子153逐渐遍历装置基座151上的全部旋转盘152，从而实现整周的二维纤维编织，使二维纤维编织更为均匀高效，二维纤维编织层230更为致密而具有较佳的结构强度。此外，该编织装置150可适应多种形状的模芯110，使纤维编织管材制造设备100的应用范围大为扩展。
补充说明，纤维锭子153可以分为具有相反运动方向的两组锭子，一组(第一锭子)以顺时针方向遍历全部旋转盘152，另一组(即第二锭子)以逆时针方向遍历全部旋转盘152。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。