热塑性复合材料缠绕装备的制作方法

1.本实用新型涉及玻璃纤维缠绕技术领域，具体涉及一种热塑性复合材料缠绕设备。


背景技术：

2.玻璃钢制品因具有使用寿命长，抗化学腐蚀的优点，而广泛应用于化工、环保等领域。目前，在玻璃钢管的生产中，通过将放卷装置将连续玻璃纱牵引到放纱装置上，放纱装置沿芯模轴向往复运动，同时管模绕轴线匀速转动，最终使浸过树脂胶液的玻璃纱均匀、稳定、连续的缠绕在转动的管模上。缠绕完成后，待树脂固化后，脱去芯模即可获得玻璃钢管或玻璃钢罐。浸渍后进行缠绕的过程中，浸渍的树脂会逐渐固化，导致在缠绕的过程中，缠绕的不牢固，导致获得的玻璃钢管或玻璃钢罐出现质量问题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种丝束在浸渍后能够保证处于熔融状态进行缠绕的热塑性复合材料缠绕设备。
4.具体方案如下：
5.热塑性复合材料缠绕设备，包括挤出机、纤维架、浸渍槽、以自身轴线旋转的模芯和沿模芯轴向往复移动的导丝装置，挤出机出口与浸渍槽入口处连接，与浸渍槽入口所在侧壁相邻的浸渍槽两侧臂上，分别开设有纤维入口和纤维出口，纤维架位于纤维入口一侧，模芯位于纤维出口一侧，导丝装置设置在模芯与浸渍槽之间，所述模芯内部设置有加热装置；导丝装置与纤维出口之间设置有柔性加热通道；导丝装置外设置保温壳，保温壳上设置导丝出口和导丝进口，导丝出口朝向模芯；柔性加热通道一端与纤维出口所在侧壁连接，另一端与导丝进口所在侧壁连接。
6.所述柔性加热通道包括支撑波纹管，支撑波纹管外侧凹槽中缠绕有加热丝，加热丝外包裹有绝缘传热材料；支撑波纹管外套设有绝热层，使得加热丝的温度不会散发。
7.所述支撑波纹管的波纹为金属螺旋波纹管。
8.所述支撑波纹管内部设置有带有限位通孔的支撑架，支撑架沿支撑波纹管的长度方向至少设置一个。
9.所述支撑架的厚度小于支撑波纹管的一个波纹宽度。
10.所述相邻两个支撑架之间的间隔为0.3m-1m。
11.所述限位通孔至少设置一个。
12.所述保温壳上安装有热风机，热风机所吹的风穿过保温壳内部并由导丝出口排出。
13.所述模芯两端设置空心转轴，加热装置包括石英加热管，石英加热管穿过空心转轴，石英加热管内通入电线；石英加热管两端由支架支撑。
14.所述石英加热管与两端的空心转轴之间设置有轴承。
15.本实用新型公开的热塑性复合材料缠绕设备，浸渍后的丝束通过柔性加热通道，柔性加热通道内部的加热丝能够保证熔融状态的树脂始终处于熔融状态，在缠绕时，线性电机带动导丝装置进行往复移动，支撑波纹管能够随着导丝装置的移动伸长，避免了纤维架在移动过程中产生的安全事故，热风机保证浸渍后的丝束在离开柔性加热通道后，温度降低的问题。在缠绕过程中，导热管内的加热装置能够对缠绕中的浸渍后的纤维丝束进行保温，使得树脂始终保证为熔融的状态。
附图说明
16.图1为热塑性复合材料缠绕设备的主视图；
17.图2为热塑性复合材料缠绕设备的俯视图；
18.图3为图2中的柔性加热通道的结构示意图；
19.图4为图3的a-a的截面图的实施例一；
20.图5为图3的a-a的截面图的实施例二；
21.图6为图3中b的局部放大图。
22.图中：柔性加热通道1，支撑波纹管11，绝热层12，加热丝13，支撑架14，限位通孔141，导丝装置2，保温壳21，热风机22，导向辊系23，挤出机3，浸渍槽4，纤维架5，模芯6，石英加热管61。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施，而不是全部的实施，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1-图6所示，热塑性复合材料缠绕设备，包括挤出机3、纤维架5、浸渍槽4和以自身轴线旋转的模芯6，模芯6设置加热装置，挤出机出口与浸渍槽入口处连接，与浸渍槽入口所在侧壁相邻的浸渍槽两侧臂上，分别开设有纤维入口和纤维出口，纤维架5位于纤维入口一侧，模芯位于纤维出口一侧，所述模芯6与浸渍槽4之间设置有导丝装置2，导丝装置2沿着模芯6的轴线方向往复移动，导丝装置2外设置有保温壳21，保温壳21上设置导丝出口和导丝进口，导丝装置2与浸渍槽4之间设置有柔性加热通道1，柔性加热通道1一端固定在浸渍槽4的纤维出口所在的侧壁上，另一端固定在导丝进口所在侧壁连接。柔性加热通道1的横截面积可以为圆形或者为扁圆形。
25.保温壳21内部设置有热风机22，热风机22朝导丝出口处，导丝出口朝向模芯6，保证浸渍后的纤维在刚开始缠绕时的树脂为熔融状态。树脂在挤出机3内经过加热，达到树脂的融化温度，变为熔融的树脂，熔融状态的树脂经过挤出机3，被输送至浸渍槽4中，纤维架5上设置多卷玻璃纤维卷，将玻璃纤维丝束穿入浸渍槽4中，进行浸润，使得玻璃纤维丝束上包裹有熔融状态的树脂，浸渍后的丝束通过柔性加热通道1和导丝装置2，与模芯6进行连接。通过导丝装置2的往复移动，以及模芯6绕其自身轴线的转动，使得带有熔融状态树脂的丝束被缠绕在模芯6上，由于熔融状态的树脂有一定的黏性，相互之间可以粘连在一起，缠绕完成后，冷却定型，形成玻璃钢管或玻璃钢罐。
26.挤出机3又被称为螺杆挤出机3，螺杆挤出机3是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力，能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合，通过口模成型。本设置中选用单螺杆挤出机，也可以选择双螺杆挤出机。可以将熔融状态下的树脂被排送至浸渍槽4中。
27.在通过浸渍后，然后进行缠绕，这段时间应该保证树脂一直处于一个熔融状态，避免树脂进行固化，在浸渍槽4与导丝装置2之间设置一个柔性加热通道1，柔性加热通道1在缠绕过程中，柔性加热通道1的一端需要跟随导丝装置2进行往复移动，所以柔性加热通道1需要能够具有伸缩特性，选用支撑波纹管11为柔性加热通道1的主要构件，支撑波纹管11选用金属波纹管，金属波纹管是一种外型象规则的波浪样的管材，常用的金属波纹管有碳钢的，和不锈钢的，也有钢质衬塑的、铝质的等等。支撑波纹管11的波纹选用螺旋型的，方便在支撑波纹管11外侧凹槽中缠绕有加热丝13，加热丝13与外接电源电连接，避免加热丝13与金属波纹管之间发生短路，应该在加热丝13外包裹绝缘传热材料。
28.为了避免加热丝13在进行加过的过程中，热量被散发到空气中，需要在支撑波纹管11外套设一层绝热层12，使得加热丝13的温度不会散发在空气中，使得支撑波纹管11内的温度不低于树脂的熔融温度，使得树脂在柔性加热通道1中始终以熔融的状态包裹在玻璃纤维丝束外侧，不会固化、硬化。
29.为了防止支撑波纹管11在转动的过程中，玻璃纤维丝束与支撑波纹管11内壁发生接触，使得包裹在玻璃纤维丝束上的树脂，被波纹管的内壁刮掉，使得在缠绕后的玻璃钢管或玻璃钢罐的树脂率不够，造成残次品。在波纹管内部设置带有限位通孔141支撑架14，支撑架14的厚度小于波纹管中一个波纹的宽度，使得支撑架14直接固定在支撑波纹管11内部的一个波纹内，避免了支撑波纹管11在转动过程中，支撑架14与支撑波纹管11之间产生对抗力，容易对波纹管产生损害。支撑架14与支撑波纹管11内壁的连接处也可以通过球绞连接进行连接，使得支撑架14能够随着支撑波纹管11的转动发生转动，避免也支撑波纹管11在转动过程中，支撑架14与支撑波纹管11之间产生对抗力，容易对波纹管产生损害。
30.支撑架14在支撑波纹管11内至少设置一个，可以沿着支撑波纹管11的长度方向设置，相邻的两个支撑架14之间的间隔根据支撑波纹管11的长度设置，本实用新型中选用的间隔为0.3m-1m。如果支撑波纹管11的长度过长，支撑架14的数量或者设置不均匀的话，容易导致支撑波纹管11在转动过程中，玻璃丝束在柔性加热通道1内产生折角，使得熔融状态下的树脂被支撑架14或者支撑波纹管11的内壁剐蹭掉，导致在缠绕后的玻璃钢管或玻璃钢罐的树脂率不够，造成残次品。
31.为了提高加工效率，多束玻璃纤维丝束同时被缠绕，需要在支撑架14上开设有多个限位通孔141，限位通孔141的数量根据支撑波纹管11的宽度决定，限位通孔141的数量尽量开设在支撑架14的中部。相邻两个限位通孔141之间的距离根据支撑架14整体的宽度决定，相邻两个限位通孔141之间的间隔如果太近，支撑波纹管11在转动的过程中，可能会造成两根玻璃纤维丝束之间产生干涉。影响工序，造成不必要的麻烦。
32.绝热层12能够防止电热丝产生的热量散发在空气中，造成能源的浪费，在支撑波纹管11外侧套设有绝热层12，绝热层12将电热丝产生的热量隔绝在支撑波纹管11内部，使得支撑波纹管11内部的温度始终不低于树脂的熔融温度，绝热层12的材料可以为石棉，或者还可以为气凝胶毡、真空板等。可以在绝热层12外侧套设一层外衣，用来保护绝热层12，避免绝热层12被损害。
33.柔性加热通道1一端与浸渍槽4的侧壁固定，另一端与导丝装置2固定连接。柔性加热通道1可以分别通过螺纹连接、螺栓或者热熔焊接与浸渍槽4侧壁或者导丝装置2连接。导丝装置2在往复移动的过程中，所述柔性加热通道1另一端随之开始运动，并且在运动的过程中不能够掉落，保证整个工序的顺利进行。
34.导丝装置2的往复移动，可以有线性电机驱动，也可以采用气缸或者丝杠驱动，线性电机一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。最常用的直线电机类型是平板式和u 型槽式，和管式。
35.导丝装置2的导丝出口朝向模芯6，并且与模芯6之间的距离不远，在导丝装置2内设置有热风机22，热风机22能够用来保持导丝装置2内的温度，使得包裹在玻璃纤维丝束上的不会固化，热风机22吹出的热风，从导丝出口被排出，使得在导丝装置2与模芯6之间的一段距离，树脂始终保持熔融状态，在进行缠绕时，可以相互粘连在一起。
36.为了防止玻璃纤维丝束在离开导丝装置2时，不会在导丝装置2内部产生剐蹭，也方便玻璃纤维丝束离开的方向可以适应不同角度的导丝出口，在导丝装置2内部设置有导向辊系23，方便调整玻璃纤维丝束在导丝装置2内部的方向。
37.模芯6和加热装置组成保温缠绕结构，模芯6两端设置空心转轴，加热装置包括石英加热管，石英加热管穿过空心转轴，石英加热管61内通入电线；石英加热管61两端由支架支撑。石英加热管61与两端的空心转轴之间设置有轴承。方便在模芯6进行转动时，石英加热管61不转动，并能在缠绕过程中对树脂进行保温。
38.工作过程：树脂放置在螺杆挤出机3中，在螺杆挤出机3中进行加热融化，使得固态的树脂变为熔融的状态，熔融状态的树脂经过螺杆挤出机3，被输送至浸渍槽4中，纤维架5上设置多卷玻璃纤维卷，将玻璃纤维丝束穿入浸渍槽4中，进行浸润，使得玻璃纤维丝束上包裹有熔融状态的树脂，浸渍后的丝束依次穿过柔性加热通道1内部的限位通孔141，随后在通过导丝装置2内部的导向辊系23，最后穿出导丝装置2与模芯6进行连接。通过导丝装置2的往复移动，以及模芯6绕其自身轴线的转动，使得带有熔融状态树脂的丝束被缠绕在模芯6上，在开始工作的同时，要将柔性加热通道1内的加热丝13连接外部电源进行通电，热风机22也应该打开，使得柔性加热通道1与导丝装置2内部的温度始终处于树脂熔融温度之上，由于熔融状态的树脂有一定的黏性，相互之间可以粘连在一起，缠绕完成后，冷却定型，形成玻璃钢管或玻璃钢罐。
39.本实用新型公开的热塑性复合材料缠绕设备，浸渍后的丝束通过柔性加热通道1，柔性加热通道1内部的加热丝13能够保证熔融状态的树脂始终处于熔融状态，限位通孔14能够使得玻璃纤维丝束在柔性加热通道1中不会与支撑波纹管11或者相邻两束丝束之间发生干涉。在缠绕时，线性电机带动导丝装置2进行往复移动，支撑波纹管11能够随着导丝装置2的移动伸长，避免了纤维架5在移动过程中产生的安全事故，热风机22保证浸渍后的丝束在离开柔性加热通道1后，温度降低的问题，使得树脂始终保证为熔融的状态。
40.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。