一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置製造方法

2023-04-26 15:16:21 2

一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板與下加熱壓板組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板與下加熱壓板之間穿過的傳送帶，傳送帶傳送端部的外側設有定型壓輥組合，所述加熱壓板組合與定型壓輥組合之間設有上加熱壓輥和下加熱壓輥，所述傳送帶從上加熱壓輥和下加熱壓輥之間穿過；該加熱裝置還設有加熱油箱；所述上加熱壓板與下加熱壓板內部安裝多根電加熱管。本發明整合電阻加熱與油溫加熱於一體，通過控制油路變化和電加熱管，聯合控制加熱溫度。熱量通過接觸式加熱方式傳導給加熱材料，加熱方式靈活、效率高，材料受熱均勻；上、下加熱壓板在給材料加熱的同時可對材料進行預壓，提高基氈的浸漬效果。
【專利說明】一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱及複合【技術領域】，具體為一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置。
【背景技術】
[0002]玻璃纖維增強熱塑性複合材料通常以高分子聚合物作為基體，玻璃纖維作為增強相，兩者通過熔融浸潰複合而成。玻璃纖維增強熱塑性複合材料以其質量輕、設計靈活、綠色環保、優良的抗化學腐蝕性和易設計成整體結構等優點而受到人們的青睞。近年來，玻璃纖維增強熱塑性複合材料廣泛應用於各行各業，尤其是汽車行業，例如汽車內飾件等非結構件和汽車底護板等半結構件。
[0003]纖維增強熱塑性複合材料成型過程必然需要加熱，現有設備加熱方式多為單一的電磁加熱、電阻加熱、紅外加熱或油溫加熱等，加熱方式固定，加熱模式單一，設備通用性不高，同時設備的各加熱模塊大多相互獨立，單獨控制，加熱溫度的均勻性難以控制，並且現有設備大都適應於成熟工藝生產以及連續大批量生產，不適合新產品的試製，新工藝的驗證與調試，不利於複合材料的研究與發展。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於，針對現有技術的不足，提供一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，採用混合接觸式加熱方式，提高設備的加熱效率及加熱均勻性，實現不同的加熱模式，具備較好的通用性。
[0005]本發明的技術方案為，一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板與下加熱壓板組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板與下加熱壓板之間穿過的傳送帶，傳送帶傳送端部的外側設有定型壓輥組合，所述加熱壓板組合與定型壓輥組合之間設有上加熱壓輥和下加熱壓輥，所述傳送帶從上加熱壓輥和下加熱壓輥之間穿過；該加熱裝置還設有加熱油箱，所述上加熱壓板內設有上導熱油腔，而下加熱壓板內設有下導熱油腔，加熱油箱設有循環導熱油路分別連接上導熱油腔、下導熱油腔及上、下加熱壓輥內部；所述上加熱壓板與下加熱壓板內部安裝多根電加熱管。
[0006]上、下加熱壓板內分別交錯布置電加熱管和導熱油腔，上、下加熱壓輥內設有導熱油腔，導熱油腔之間通過管道相互連通，形成一個油溫加熱循環，電加熱管單獨控制，聯合油溫加熱控制上、下加熱壓板的加熱溫度及加熱效果。加熱方式為接觸式加熱，加熱的同時可加壓。
[0007]所述電加熱管外包覆電加熱管套，電加熱管套可為不鏽鋼套管，保證電熱管便於更換，保護電加熱管。
[0008]所述電加熱管均勻水平的安裝在上、下加熱壓板內，保證加熱的穩定。
[0009]所述上、下導熱油腔內分別均勻設有豎直的導熱油腔隔板，並在導熱油腔隔板上設有通油孔，保證導熱油腔的支撐剛度，同時，通油孔一般開在導熱油腔隔板的中部位置，可在導熱油腔內預留導熱油，確保由導熱油腔隔板隔開的子導熱油腔內都有導熱油，在加熱時就不至於出現進、出油口處導熱油較多，其它地方導熱油相對較少而使得加熱壓板受熱不均勻，並且進、出油口分別布置於導熱油腔對角處，使導熱油可循環到每個子導熱油腔。
[0010]所述上、下加熱壓板之間設有豎直的導柱，確保上加熱壓板運動的穩定性。
[0011]所述上加熱壓板上部設有水平的上石棉隔層，上石棉隔層與上加熱壓板的側面及底面合圍成上加熱壓板的上導熱油腔；所述下加熱壓板下部設有水平的下石棉隔層，下石棉隔層與下加熱壓板的側面及頂面合圍成下加熱壓板的下導熱油腔。設置石棉隔層，可對導熱油起到保溫的效果。
[0012]所述上加熱壓板頂面與上石棉隔層之間設置多根豎直的上加強筋，所述下加熱壓板底面與下石棉隔層之間設置多根豎直的下加強筋，保證導熱油腔的結構穩定性。
[0013]所述上加熱壓板的上方設有主液壓缸，主液壓缸的活塞杆與上加熱壓板連接，由主液壓缸控制上、下加熱壓板之間的距離及對加熱材料的壓緊程度。
[0014]所述循環導熱油路包括設在加熱油箱出油口的第六管路，該第六管路與帶A閥門的第一管路及通入上、下導熱油腔進油口的帶B閥門的第二管路連接，上、下導熱油腔的出油口連接帶C閥門的第三管路，上、下加熱壓輥的出油口設有第四管路連接至加熱油箱的進油口，第一管路分別與通入上、下加熱壓輥的進油口的帶F閥門的第七管路及帶E閥門的第五管路連接，第三管路與第五管路及帶D閥門的第八管路連接，而第八管路與第四管路連接。設置多根管路，實現如下三種加熱效果:
1)關閉各導熱油通道閥門，單獨控制電加熱管，導熱油作為導熱介質給壓板加熱；
2)關閉電加熱管加熱，通過循環外部加熱後的導熱油單獨給上、下加熱壓板加熱；
3)電加熱管與熱循環導熱油共同給加熱壓板加熱。
[0015]本發明為一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，具有以下優點:
1)整合電阻加熱與油溫加熱於一體，通過控制油路變化和電加熱管，聯合控制加熱溫度。熱量通過接觸式加熱方式傳導給加熱材料，加熱方式靈活、效率高，材料受熱均勻；
2)上、下加熱壓板在給材料加熱的同時可對材料進行預壓，提高基氈的浸潰效果；
3)加熱壓輥利用熱循環油加熱，結構簡單，結合加熱壓板進一步提高基氈的浸潰效果，增強排氣功能，降低成型板內的孔隙率；
4)加熱方式及加壓方式的靈活控制，擴大了設備的使用範圍，通用性好，且設備簡單，成本低、操作簡便等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明所述加熱裝置的結構示意圖；
圖2是加熱壓板組合的結構示意圖；
圖3是上導熱油腔的結構主視圖；
圖4是上導熱油腔的結構俯視圖；
圖5是循環導熱油路的結構示意圖。
【具體實施方式】[0017]如圖1所示，一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板I與下加熱壓板2組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板I與下加熱壓板2之間穿過的傳送帶9，傳送帶9採用特氟龍傳送帶，在傳送帶9上設有特氟龍張緊裝置8，該加熱裝置還設有電氣控制櫃12,上加熱壓板I的上方設有主液壓缸14,主液壓缸14的活塞杆與上加熱壓板I連接，傳送帶9傳送端部的外側設有由間隙調節液壓缸13控制的定型壓輥組合11，力口熱壓板組合與定型壓輥組合11之間設有上加熱壓輥4和下加熱壓輥5，傳送帶9從上加熱壓輥4和下加熱壓輥5之間穿過；該加熱裝置還設有加熱油箱15，所述上加熱壓板I內設有上導熱油腔6，而下加熱壓板2內設有下導熱油腔，加熱油箱15設有循環導熱油路分別連接上導熱油腔6、下導熱油腔及上、下加熱壓輥內部；如圖3、圖4所示，上加熱壓板I與下加熱壓板2內部均勻水平的安裝多根電加熱管3，電加熱管3外包覆電加熱管套16 ;上、下導熱油腔內分別均勻設有豎直的導熱油腔隔板17，並在導熱油腔隔板17上設有通油孔10。
[0018]如圖2所示，上加熱壓板I與下加熱壓板2之間設有豎直的導柱20，上加熱壓板I上部設有水平的上石棉隔層19，上石棉隔層19與上加熱壓板I的側面及底面合圍成上加熱壓板I的上導熱油腔6 ;所述下加熱壓板2下部設有水平的下石棉隔層，下石棉隔層與下加熱壓板的側面及頂面合圍成下加熱壓板2的下導熱油腔；上加熱壓板I頂面與上石棉隔層19之間設置多根豎直的上加強筋18，所述下加熱壓板底面與下石棉隔層之間設置多根豎直的下加強筋。
[0019]循環導熱油路包括設在加熱油箱15出油口的第六管路26,該第六管路26與帶A閥門31的第一管路21及通入上、下導熱油腔進油口的帶B閥門32的第二管路22連接，上、下導熱油腔的出油口連接帶C閥門33的第三管路23，上加熱壓輥4、下加熱壓輥5的出油口設有第四管路24連接至加熱油箱15的進油口，第一管路21分別與通入上加熱壓輥4、下加熱壓輥5的進油口的帶F閥門36的第七管路27及帶E閥門35的第五管路25連接，第三管路23與第五管路25及帶D閥門34的第八管路28連接，而第八管路28與第四管路24連接。上加熱壓輥4、下加熱壓輥5中分別設有上加熱壓輥油腔7和下加熱壓輥油腔。
[0020]本加熱裝置可實現如下三中加熱模式:
1、單獨加熱爐模式
1)首先啟動外部加熱器給導熱油加熱，待油溫穩定在設定溫度後開啟電阻加熱；
2)加熱溫度穩定在目標範圍時，啟動主液壓缸14，控制上加熱壓板I與下加熱壓板2的開合，加熱材料經特氟龍傳輸帶9輸送到上加熱壓板I與下加熱壓板2加熱區間，合上上加熱壓板I與下加熱壓板2到設定位置，自動計時加熱；
3)加熱到設定時間後，上加熱壓板I自動抬起，特氟龍傳送帶9自動把加熱好的基材送出加熱板加熱區間；上加熱壓輥4與下加熱壓輥5之間間隙調大至非工作狀態，加熱好的材料從加熱設備另一端輸出，進入下一個成型工序，至此，設備完成其單獨加熱功能。
[0021]2、制複合板模式
1)在啟動設備之前，調整好上加熱壓輥4與下加熱壓輥5之間的間隙，根據工藝要求裝配好相應的定型壓輥組合11 ;
2)根據單獨加熱爐模式開啟設備，當材料完成加熱後且輸送到加熱壓輥之前，材料經過上加熱壓板I與下加熱壓板2初步預壓，經過上加熱壓輥4與下加熱壓輥5的二次輥壓後直接傳輸到定型壓輥組合11進行冷卻定型輥壓； 3)最後輸出複合材料板材，整個加工為間斷性制板過程。
[0022]3、調控加熱方式
I)如圖5所示，開啟導熱油A閥門31、B閥門32、C閥門33、D閥門34、F閥門36，關閉導熱油E閥門35，上加熱壓板1、下加熱壓板2及上加熱壓輥4、下加熱壓輥5處於油溫並聯加熱模式，導熱油為加熱壓輥提供熱源，導熱油與電加熱管3共同為加熱壓板提供熱源。兩者加熱方式相互獨立，壓板加熱溫度高於壓輥加熱溫度；
如圖5所示，開啟導熱油閥B閥門32、C閥門33、E閥門35、F閥門36，關閉導熱油閥A閥門31、D閥門34，上加熱壓板1、下加熱壓板2與上加熱壓輥4、下加熱壓輥5處於油溫串聯加熱模式，導熱油在加熱壓板與加熱壓輥間循環。兩者加熱方式相互關聯，溫差小且趨於穩定。
【權利要求】
1.一種製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板(I)與下加熱壓板(2)組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板(I)與下加熱壓板(2)之間穿過的傳送帶(9)，傳送帶(9)傳送端部的外側設有定型壓輥組合(11 )，其特徵是，所述加熱壓板組合與定型壓輥組合(11)之間設有上加熱壓輥(4)和下加熱壓輥(5)，所述傳送帶(9)從上加熱壓輥(4)和下加熱壓輥(5)之間穿過；該加熱裝置還設有加熱油箱(15)，所述上加熱壓板(I)內設有上導熱油腔(6)，而下加熱壓板(2)內設有下導熱油腔，加熱油箱(15)設有循環導熱油路分別連接上導熱油腔(6)、下導熱油腔及上、下加熱壓輥(4，5)內部；所述上加熱壓板(I)與下加熱壓板(2)內部安裝多根電加熱管(3)。
2.根據權利要求1所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述電加熱管(3)外包覆電加熱管套(16)。
3.根據權利要求1或2所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述電加熱管(3)均勻水平的安裝在上、下加熱壓板(1，2)內。
4.根據權利要求1或2所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述上、下導熱油腔內分別均勻設有豎直的導熱油腔隔板(17)，並在導熱油腔隔板(17)上設有通油孔(10)。
5.根據權利要求1或2所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述上、下加熱壓板(I，2 )之間設有豎直的導柱(20 )。
6.根據權利要求1或2所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述上加熱壓板(I)上部設有水平的上石棉隔層(19)，上石棉隔層(19)與上加熱壓板(I)的側面及底面合圍成上加熱壓板(I)的上導熱油腔(6);所述下加熱壓板(2)下部設有水平的下石棉隔層，下石棉隔層與下加熱壓板的側面及頂面合圍成下加熱壓板(2)的下導熱油腔。
7.根據權利要求6所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述上加熱壓板(I)頂面與上石棉隔層(19)之間設置多根豎直的上加強筋(18)，所述下加熱壓板底面與下石棉隔層之間設置多根豎直的下加強筋。
8.根據權利要求1或2所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述循環導熱油路包括設在加熱油箱(15)出油口的第六管路(26),該第六管路(26)與帶A閥門(31)的第一管路(21)及通入上、下導熱油腔進油口的帶B閥門(32)的第二管路(22)連接，上、下導熱油腔的出油口連接帶C閥門(33)的第三管路(23)，上、下加熱壓輥(4，5)的出油口設有第四管路(24)連接至加熱油箱(15)的進油口，第一管路(21)分別與通入上、下加熱壓輥(4，5)的進油口的帶F閥門(36)的第七管路(27)及帶E閥門(35)的第五管路(25 )連接，第三管路(23 )與第五管路(25 )及帶D閥門(34)的第八管路(28 )連接，而第八管路(28)與第四管路(24)連接。
9.根據權利要求1或2所述製備纖維增強聚合物基複合材料的加熱裝置，其特徵是，所述上加熱壓板(I)的上方設有主液壓缸(14)，主液壓缸(14)的活塞杆與上加熱壓板(I)連接。
【文檔編號】B29C70/40GK103963317SQ201410162328
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】楊旭靜, 韓旭, 陳運彪, 段書用 申請人:湖南大學