一種複合芯拉擠工藝用樹脂混料系統及混料工藝的製作方法
2023-12-11 12:45:47
本發明涉及一種複合芯拉擠工藝用樹脂混料系統及混料工藝。
背景技術：
碳纖維複合芯導線應用越來越廣泛，其主要技術是在複合芯的拉擠工藝上，目前各個廠家對拉擠工藝的控制存在很大差別，比如混料時間、混料量、加料時間、混合均勻程度等，這些差別造成了複合芯的性能參差不齊。
技術實現要素：
本發明的第一個目的是能提高複合芯性能的穩定性的複合芯拉擠工藝用樹脂混料系統。
實現本發明第一個目的技術方案是一種複合芯拉擠工藝用樹脂混料系統，包括儲料室、稱量室、混料室、加料室和連通前述部件的管路；所述儲料室上設置進料口；所述加料室上設置出料口；還包括真空泵；所述儲料室包括第一儲料室和第二儲料室；所述稱量室包括第一稱量室和第二稱量室；所述第一儲料室和第二儲料室的出料口分別通過管路連通第一稱量室和第二稱量室的進料口；所述第一稱量室和第二稱量室的出料口均通過管路連通混料室的進料口；所述混料室的出料口通過管路連通加料室的進料口；所述混料室上設置抽氣口，抽氣口通過管路連通真空泵。
前述系統還包括進氣室；所述進氣室內設置乾燥裝置；所述儲料室、稱量室、混料室和加料室上均設置通過管路連通進氣室的進氣口。
前述系統還包括清洗室；所述清洗室存放清洗劑；所述儲料室上設置通過管路連通清洗室的清洗劑噴頭；所述清洗室通過管路與進氣室連通。
所述儲料室包括一個上大下小的倉體、與倉體連通的儲料室加料口和儲料室出料口；所述倉體外壁四周設置儲料室加熱恆溫層；所述倉體包括一體成型的倉頂、倉底和倉側壁，所述儲料室加料口設置在倉側壁上部，所述儲料室出料口設置在倉底，所述儲料室加料口和儲料室出料口處均設置閥門；所述倉側壁上設置從倉底延伸至倉頂的透明的觀察窗；所述觀察窗上設置刻度；所述倉側壁下部的內壁上設置儲料室限位器；所述限位器包括探頭和報警器；所述倉側壁上部設置穿透倉側壁的清洗劑噴頭；所述清洗劑噴頭的出口向下設置，入口連通清洗室；所述倉側壁上部設置連通帶壓力的氣體存放罐的儲料室進氣口；所述倉頂中部設置儲料室攪拌器；所述儲料室攪拌器包括貫穿倉頂並向倉底延伸的轉軸和設置於轉軸上的攪拌葉片；所述儲料室攪拌器的轉軸上設置兩層攪拌葉片；所述清洗劑噴頭和儲料室進氣口與倉側壁連接處設置橡膠密封圈；所述儲料室攪拌器的轉軸與倉頂連接處設置橡膠密封圈。
所述稱量室包括料倉和設置與料倉底部的稱重儀；所述料倉的上下內徑一致，料倉由側壁和倉蓋組成；所述稱重儀設置於料倉側壁的底部，並與側壁可拆卸地密封連接；所述料倉側壁的外壁四周設置稱量室加熱恆溫層；所述倉蓋中部設置稱量室進料口；所述側壁底部設置稱量室出料口；所述側壁的底部設置多個凸臺，所述稱重儀上與凸臺一一對應設置凹槽，所述凸臺和凹槽的尺寸匹配，相互卡接，所述側壁的凸臺與稱重儀的凹槽之間設置密封圈；或者所述側壁的底部設置多個帶外螺紋的凸臺，所述稱重儀上與凸臺一一對應設置帶內螺紋的凹槽，所述凸臺和凹槽的尺寸匹配，所述側壁的凸臺與稱重儀的凹槽之間設置密封圈；所述側壁與倉蓋密封連接；所述倉蓋上設置通孔，通孔處密封設置稱量室測壓儀；所述側壁頂部設置連通帶壓力的氣體存放罐的稱量室進氣口。
所述混料室包括混合室、設置於混合室上的混料室進料口和混料室出料口、以及設置於混合室內的混料室攪拌器；所述混合室包括密封連接的頂蓋、側壁和底部組件；所述底部組件包括斜板和底板；所述底部組件圍成的內部空間的直徑小於側壁圍成的內部空間的直徑；所述攪拌器設置於底部組件圍成的內部空間中；所述混合室的側壁和底部組件的外部包覆設置混料室加熱恆溫層；所述混料室攪拌器包括轉軸和葉片；所述轉軸的一端支撐於底板上，另一端連接葉片；所述側壁頂部設置連通帶壓力的氣體存放罐的混料室進氣口；所述側壁頂部設置連通真空泵的混料室抽氣口；所述混料室進氣口和混料室抽氣口位於同一水平線上；所述頂蓋上設置通孔，通孔處密封設置混料室測壓儀。
所述加料室包括儲料倉；所述儲料倉的上下內徑一致，儲料倉由密封連接的蓋板、側壁和底板組成；所述儲料倉側壁和底板的外壁四周設置加料室加熱恆溫層；所述蓋板中部設置加料室進料口；所述底板的中部設置加料室出料口；所述側壁的底部與底板之間設置一個加料室限位器；所述加料室限位器包括探頭和信號發送器；所述加料室出料口連通管路，管路上設置流量閥；所述蓋板上設置通孔，通孔處密封設置加料室測壓儀；所述側壁頂部設置連通帶壓力的氣體存放罐的加料室進氣口；所述儲料倉的底板與側壁之間可拆卸；所述的底部設置多個凸臺；所述底板上與凸臺一一對應設置凹槽；所述凸臺和凹槽的尺寸匹配，相互卡接；側壁的凸臺與底板的凹槽之間設置密封圈；所述側壁的底部設置多個帶外螺紋的凸臺；所述底板上與凸臺一一對應設置帶內螺紋的凹槽；所述凸臺和凹槽的尺寸匹配；所述側壁的凸臺與底板的凹槽之間設置密封圈。
本發明的第二個目的是能提高複合芯性能的穩定性的複合芯拉擠工藝用樹脂混料系統。
實現本發明第二個目的技術方案是一種複合芯拉擠工藝用樹脂混料工藝，採用前述的一種複合芯拉擠工藝用樹脂混料系統，混料工藝包括以下步驟：
步驟一：加料；分別向第一儲料室和第二儲料室內加入一定量的樹脂和固化劑，將第一儲料室和第二儲料室密封好後通過進氣室7的氣壓分別將樹脂和固化劑分別注入第一稱量室和第二稱量室，當第一儲料室和第二儲料室內的樹脂和固化劑分別達到設定要求後，停止注入；樹脂和固化劑進入混料室，通過攪拌器攪拌5-10分鐘混合均勻，啟動真空泵將樹脂內的氣泡抽出，真空度達到要求時，停止抽真空，混合好的樹脂暫時儲存在混料室內，混料室內有樹脂時，稱量室暫不稱量；當混料室內的樹脂流淨以後，開始第一儲料室和第二儲料室分別向第一稱量室和第二稱量室內注料，稱量完成後再次開始在混料室內混料；當加料室內的加料室限位器感應到樹脂量到達限位或者限位以下時，發出指令讓混料室內混好的樹脂注入加料室，在加料室內通過壓力和流量閥控制樹脂流量，加料室內的樹脂供拉擠使用10-30min；通過前述往復循環的運行，持續供給新鮮的樹脂；
步驟二，清洗；當一次拉擠完成後，啟動清洗程序，儲料室內樹脂/固化劑排空後，通過進氣室給清洗室的清洗劑增加氣壓，清洗劑通過清洗劑噴頭內注入儲料室，同時儲料室內的儲料室攪拌器啟動，通過氣壓將清洗劑快速的通過各個功能室從出料口排出，往復三次清洗，將系統內殘留的樹脂清洗乾淨。
所述步驟一中，確保儲料室、稱量室、混料室和加料室的室內溫度為20～25℃。
所述步驟一中，所述進氣室檢測到空氣含水量達到25-30％時，啟動乾燥裝置。
採用了上述技術方案後，本發明具有以下積極的效果：(1)本發明的儲料室、稱量室、混料室、加料室均能夠密封，確保樹脂新鮮，設置加熱恆溫層，能夠確保倉體內存放的樹脂/固化劑新鮮、性能穩定；設置帶乾燥裝置的進氣室，能確保樹脂在恆溫、乾燥的環境中，粘度和含水率變化小，樹脂性能穩定。
(2)本發明的儲料室的倉體上設置帶刻度的透明觀察窗，可以直觀的觀察倉體內樹脂的存量以及狀態；倉體下部設置包括探頭和報警器的限位器，當樹脂/固化劑的液位低於探頭時，就會發出報警，提醒加料，避免影響連續生產；清洗劑噴頭可以引入清洗劑清洗倉體；倉體內設置攪拌器，而且有兩層葉片，能夠對樹脂進行充分攪拌，也可用於添加微量添加劑時的攪拌。
(3)本發明的稱量室的稱重儀作為稱量室的底座，可拆卸的與料倉連接，因此可以方便地取下進行清洗，避免影響後續的稱重精度；稱重儀與料倉的連接也是密封連接，能進一步確保樹脂/固化劑新鮮；測壓儀能夠監控料倉內的壓力。
(4)本發明的混合室的截面為上大下小，底部組件為一個倒梯形，這樣的結構能夠對樹脂和固化劑起到一個導流的作用，讓樹脂和固化劑都沉積到底部組件圍成的空間內，且攪拌器就設置在該空間內，能夠充分攪拌混合；測壓儀能夠監控料倉內的壓力；抽氣口能夠通過真空泵除去樹脂內的氣泡；進氣口和抽氣口設置在同一個水平位置，能避免產生紊流。
(5)本發明的加料室的限位器設置在底板上，當探頭感應不到物料時，信號發送器發出信號，則會由混料室出料從進料口對加料室進行加料。加料室下方出料口連通的管道上有流量控制閥，可以根據；加料室的底板，可拆卸的與料倉連接，因此可以方便地取下進行清洗；加料室的測壓儀能夠監控料倉內的壓力。
(6)本發明採用稱重的辦法來對樹脂和固化劑進行自動配料，配料準確，不會因樹脂各組分粘度而產生混合誤差。
(7)本發明能確保樹脂定時、定量注入複合芯拉擠中，能夠保證芯棒的穩定性，減少因工人操作帶來的誤差。並且此系統中樹脂持續的更新，樹脂使用時間在10～30分總，拉擠時可採用固化時間短的樹脂，提高拉擠速度，提高生產效率。本發明操作簡單，通過控制臺可同時操作多臺設備，實現拉擠的工業化程度。
附圖說明
為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1為本發明的結構示意圖。
圖2為本發明的儲料室的結構示意圖。
圖3為本發明的稱量室的結構示意圖。
圖4為本發明的混料室的結構示意圖。
圖5為本發明的加料室的結構示意圖。
附圖中的標號為：
儲料室1、倉體11、儲料室加料口12、儲料室出料口13、儲料室加熱恆溫層14、觀察窗15、儲料室限位器16、清洗劑噴頭17、儲料室進氣口18、儲料室攪拌器19、稱量室2、料倉21、稱重儀22、稱量室加熱恆溫層23、稱量室進料口24、稱量室出料口25、稱量室測壓儀26、稱量室進氣口27、混料室3、混合室31、混料室進料口32、混料室出料口33、混料室攪拌器34、轉軸34-1、葉片34-2、混料室加熱恆溫層35、、混料室進氣口36、混料室抽氣口37、混料室測壓儀38、加料室4、儲料倉41、、加料室加熱恆溫層42、加料室進料口43、加料室出料口44、加料室限位器45、流量閥46、加料室測壓儀47、加料室進氣口48、管路5、真空泵6、進氣室7、清洗室8。
具體實施方式
(實施例1)
見圖1，本實施例的一種複合芯拉擠工藝用樹脂混料系統，包括儲料室1、稱量室2、混料室3、加料室4、真空泵6、進氣室7、清洗室8和連通前述部件的管路5。儲料室1上設置進料口；加料室4上設置出料口；其特徵在於：還包括真空泵6；儲料室1包括第一儲料室和第二儲料室；稱量室2包括第一稱量室和第二稱量室；第一儲料室和第二儲料室的出料口分別通過管路5連通第一稱量室和第二稱量室的進料口；第一稱量室和第二稱量室的出料口均通過管路5連通混料室3的進料口；混料室3的出料口通過管路5連通加料室4的進料口；混料室3上設置抽氣口，抽氣口通過管路5連通真空泵6進氣室7內設置乾燥裝置；儲料室1、稱量室2、混料室3和加料室4上均設置通過管路5連通進氣室7的進氣口清洗室8存放清洗劑；儲料室1上設置通過管路5連通清洗室8的清洗劑噴頭；清洗室8通過管路5與進氣室7連通。
見圖2，儲料室1包括一個上大下小的倉體11、與倉體11連通的儲料室加料口12和儲料室出料口13；倉體11外壁四周設置儲料室加熱恆溫層14；倉體11包括一體成型的倉頂、倉底和倉側壁，儲料室加料口12設置在倉側壁上部，儲料室出料口13設置在倉底，儲料室加料口12和儲料室出料口13處均設置閥門；倉側壁上設置從倉底延伸至倉頂的透明的觀察窗15；觀察窗15上設置刻度；倉側壁下部的內壁上設置儲料室限位器16；限位器16包括探頭和報警器；倉側壁上部設置穿透倉側壁的清洗劑噴頭17；清洗劑噴頭17的出口向下設置，入口連通清洗室8；倉側壁上部設置連通帶壓力的氣體存放罐的儲料室進氣口18；倉頂中部設置儲料室攪拌器19；儲料室攪拌器19包括貫穿倉頂並向倉底延伸的轉軸和設置於轉軸上的攪拌葉片；儲料室攪拌器19的轉軸上設置兩層攪拌葉片；清洗劑噴頭17和儲料室進氣口18與倉側壁連接處設置橡膠密封圈；儲料室攪拌器19的轉軸與倉頂連接處設置橡膠密封圈。整個儲料室1能被密封，確保其內存放的樹脂保持新鮮，固化劑不變質。觀察口15用於觀察樹脂/固化劑的含量；儲料室限位器16的探頭用於監測樹脂/固化劑的存量，當樹脂/固化劑液位低於限位器的探頭，報警器就會報警提示加料；當需添加微量添加劑時，通過儲料室內的儲料室攪拌器19進行攪拌；當需要對倉體進行清洗時，由帶壓力的清洗劑存放罐從清洗劑噴頭17噴入適量丙酮，通過儲料室攪拌器19攪拌，將儲料室內殘留的樹脂/固化劑清洗乾淨；儲料室加熱恆溫層14保證樹脂在穩定的溫度環境中。
見圖3，稱量室2包括料倉21和設置與料倉21底部的稱重儀22；料倉1的上下內徑一致，料倉21由側壁和倉蓋組成；稱重儀22設置於料倉21側壁的底部，並與側壁可拆卸地密封連接；料倉21側壁的外壁四周設置稱量室加熱恆溫層23；倉蓋中部設置稱量室進料口24；側壁底部設置稱量室出料口25；側壁的底部設置多個凸臺，稱重儀22上與凸臺一一對應設置凹槽，凸臺和凹槽的尺寸匹配，相互卡接，側壁的凸臺與稱重儀22的凹槽之間設置密封圈；或者側壁的底部設置多個帶外螺紋的凸臺，稱重儀22上與凸臺一一對應設置帶內螺紋的凹槽，凸臺和凹槽的尺寸匹配，側壁的凸臺與稱重儀22的凹槽之間設置密封圈；側壁與倉蓋密封連接；倉蓋上設置通孔，通孔處密封設置稱量室測壓儀26；側壁頂部設置連通帶壓力的氣體存放罐的稱量室進氣口27。整個稱量室2能被密封，確保其內存放的樹脂保持新鮮，固化劑不變質。待稱量的樹脂和固化劑從稱量室進料口24進入稱量室料倉21，經稱重儀22稱重後，稱量室從出料口25進入下一個階段的混合室裡進行混合。稱量室加熱恆溫層23確保料倉21內的溫度始終保持在20～25℃左右。一個階段的連續拉擠工藝結束後，拆下稱重儀22，對其表面進行清洗。
見圖4，混料室3包括混合室31、設置於混合室31上的混料室進料口32和混料室出料口33、以及設置於混合室31內的混料室攪拌器34；混合室31包括密封連接的頂蓋、側壁和底部組件；底部組件包括斜板和底板；底部組件圍成的內部空間的直徑小於側壁圍成的內部空間的直徑；攪拌器34設置於底部組件圍成的內部空間中；混合室31的側壁和底部組件的外部包覆設置混料室加熱恆溫層35；混料室攪拌器34包括轉軸34-1和葉片34-2；轉軸34-1的一端支撐於底板上，另一端連接葉片；側壁頂部設置連通帶壓力的氣體存放罐的混料室進氣口36；側壁頂部設置連通真空泵的混料室抽氣口37；混料室進氣口36和混料室抽氣口37位於同一水平線上；頂蓋上設置通孔，通孔處密封設置混料室測壓儀38。攪拌均勻後，通過真空泵除去樹脂內的氣泡，當真空度達到要求值時，抽氣完成，混合好的物料注入加料室。
見圖5，加料室4包括儲料倉41；儲料倉41的上下內徑一致，儲料倉41由密封連接的蓋板、側壁和底板組成；儲料倉41側壁和底板的外壁四周設置加料室加熱恆溫層42；蓋板中部設置加料室進料口43；底板的中部設置加料室出料口44；側壁的底部與底板之間設置一個加料室限位器45；加料室限位器45包括探頭和信號發送器；加料室出料口44連通管路，管路上設置流量閥46；蓋板上設置通孔，通孔處密封設置加料室測壓儀47；側壁頂部設置連通帶壓力的氣體存放罐的加料室進氣口48；儲料倉41的底板與側壁之間可拆卸；的底部設置多個凸臺；底板上與凸臺一一對應設置凹槽；凸臺和凹槽的尺寸匹配，相互卡接；側壁的凸臺與底板的凹槽之間設置密封圈；側壁的底部設置多個帶外螺紋的凸臺；底板上與凸臺一一對應設置帶內螺紋的凹槽；凸臺和凹槽的尺寸匹配；側壁的凸臺與底板的凹槽之間設置密封圈。加料室加熱恆溫層42確保儲料倉41內的溫度始終保持在20～25℃左右。流量閥46可以控制物料的流量，當加料室限位器45感應到物料用盡，則發出信號，將有新鮮的混合好的物料進入儲料倉41內。一個階段的連續拉擠工藝結束後，拆下底板，對其表面進行清洗。
混料工藝包括以下步驟：
步驟一：加料；分別向第一儲料室和第二儲料室內加入一定量的樹脂和固化劑，將第一儲料室和第二儲料室密封好後通過進氣室7的氣壓分別將樹脂和固化劑分別注入第一稱量室和第二稱量室，當第一儲料室和第二儲料室內的樹脂和固化劑分別達到設定要求後，停止注入；樹脂和固化劑進入混料室3，通過攪拌器34攪拌5-10分鐘混合均勻，啟動真空泵6將樹脂內的氣泡抽出，真空度達到要求時，停止抽真空，混合好的樹脂暫時儲存在混料室3內，混料室3內有樹脂時，稱量室2暫不稱量；當混料室3內的樹脂流淨以後，開始第一儲料室和第二儲料室分別向第一稱量室和第二稱量室內注料，稱量完成後再次開始在混料室3內混料；當加料室4內的加料室限位器45感應到樹脂量到達限位或者限位以下時，發出指令讓混料室3內混好的樹脂注入加料室4，在加料室4內通過壓力和流量閥36控制樹脂流量，加料室4內的樹脂供拉擠使用10-30min；通過前述往復循環的運行，持續供給新鮮的樹脂；確保儲料室1、稱量室2、混料室3和加料室4的室內溫度為20～25℃。進氣室7檢測到空氣含水量達到25-30％時，啟動乾燥裝置。
步驟二，清洗；當一次拉擠完成後，啟動清洗程序，儲料室1內樹脂/固化劑排空後，通過進氣室7給清洗室8的清洗劑增加氣壓，清洗劑通過清洗劑噴頭17內注入儲料室1，同時儲料室1內的儲料室攪拌器19啟動，通過氣壓將清洗劑快速的通過各個功能室從出料口排出，往復三次清洗，將系統內殘留的樹脂清洗乾淨。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。