1.本实用新型涉及碳纤维的上浆装置,尤其涉及一种废旧碳纤维上浆装置。
背景技术:2.碳纤维复合材料具有低密度、高强度、高刚度、耐腐蚀和抗疲劳等性能,在航空航天、交通运输、医疗设备和体育用品等领域有着广泛的应用。尤其是在飞机制造领域,越来越多的碳纤维复合材料代替金属材料来减轻重量从而降低维修成本和提高燃油效率。
3.因为碳纤维表面具有极大的惰性,与树脂基体的粘结程度难以达到理想的水平,在实际应用过程中往往需要采用上浆剂对碳纤维表面进行处理,以提高树脂基体对碳纤维的浸润性,使复合材料的力学性能得到充分的发挥。随着越来越多的碳纤维复合材料使用寿命结束,大量的碳纤维复合材料被废弃,为了保护环境和节约资源,碳纤维复合材料的回收利用日益被重视。但由于碳纤维增强复合材料中,大部分基体为热固体高分子,因此,回收得到的碳纤维往往是杂乱的短纤维,且得到碳纤维表面的上浆剂已经被破坏,作为增强材料再生利用时,需要在表面重新进行上浆。
4.目前,碳纤维的上浆,主要采用的是对长纤维的连续上浆装置,即使是短切纤维,也是采用长纤维上浆后再切断的。但是,在复合材料中回收的碳纤维往往是的杂乱短纤维,很难用现有的碳纤维上浆装置进行上浆。虽然也有用浸渍法对回收的废旧碳纤维进行上浆,但存在上浆不均匀和上浆剂利用不充分等,影响上浆质量和污染环境。
技术实现要素:5.为解决上述问题,本实用新型提出了一种废旧碳纤维上浆装置,可以使废旧短切碳纤维得到充分上浆,上浆后不需要进入下一道工序即可烘干,并且使用后的上浆剂可通过设计回流管来实现重复循环使用。
6.本实用新型的具体技术方案为:一种废旧碳纤维上浆装置,包括:加料单元、上浆单元和控制单元。
7.所述加料单元包括溶剂罐、浆料罐、回收罐和进液管;所述溶剂罐、浆料罐、回收罐分别与进液管连接,溶剂罐与进液管之间的管路上设有第一计量泵,浆料罐与进液管之间的管路上设有第二计量泵,回收罐与进液管之间的管路上设有第三计量泵。
8.所述上浆单元包括壳体、上浆罐、加热器和上浆罐内筒;所述上浆罐设于壳体内且与进液管连通;所述加热器设于上浆罐的外壁上;所述上浆罐内筒设于上浆罐内且可实现滚动,上浆罐内筒的筒壁上分布有通孔。
9.所述控制单元包括设于壳体上的控制面板和控制器;控制单元用于控制加料单元和上将单元的运作。
10.作为优选,所述上浆罐内筒的内壁上设有过滤网。
11.作为优选,所述上浆单元还包括回流管,所述回流管分别与上浆罐和回收罐连通。
12.作为优选,所述回流管上设有控制阀门。
13.作为优选,所述回收罐内设有浓度传感器。
14.作为优选,所述上浆罐内筒由设于壳体内的电机驱动滚动旋转。
15.作为优选,所述上浆罐的顶部与进液管连接,底部与回流管连接。
16.作为优选,所述加热器为电热丝。
17.本实用新型装置的工作原理为:在初次上浆之前,首先在溶剂罐内注满溶剂,在浆料罐中注满较高浓度的上浆剂,回收罐等待回收初次上浆后的上浆剂,同时在上浆罐内筒中加入准备上浆的废旧短切碳纤维;之后控制器打开第一计量泵和第二计量泵,控制溶剂和上浆剂进入上浆罐的比例,达到所需要的上浆剂浓度,随后连接上浆罐内筒的电机启动,上浆罐内筒开始旋转,对碳纤维进行上浆;上浆完成之后,控制阀门打开,上浆罐中使用过的上浆液经过过滤网过滤后,再经过上浆罐内筒的通孔后,通过回流管回流到回收罐中储存,之后加热器启动,对上浆后的碳纤维烘干,烘干后的碳纤维即可直接使用,此时完成对废旧碳纤维的上浆和烘干操作。
18.经过首次上浆之后,回收罐中已经储存满使用过的上浆液,浓度检测器自动测量回收罐中上浆液的浓度,控制器得到浓度信号后,控制第一计量泵、第二计量泵和第三计量泵中上浆剂和回收后的上浆液进入上浆罐中的比例,达到所需要的上浆剂浓度,随后连接上浆罐内筒的电机启动,上浆罐内筒开始旋转,对碳纤维进行上浆;上浆完成之后,控制阀门打开,上浆罐中使用过的上浆液经过过滤网过滤后,再经过上浆罐内筒的通孔,通过回流管回流到回收罐中储存,之后加热器启动,对上浆后的碳纤维烘干,烘干后的碳纤维即可直接使用,此时完成对废旧碳纤维的上浆和烘干操作。
19.与现有技术对比,本实用新型的有益效果是:
20.(1)结构简单,设计合理,可以自动控制上浆剂的浓度对废旧短切碳纤维进行上浆,保障碳纤维产品的上浆量指标合格稳定.
21.(2)碳纤维经过上浆后无需进入下一步工序即可烘干,提高工作效率。
22.(3)使用后的上浆剂经过回收后,由浓度传感器测量浓度,将信号传递给控制器,控制器控制上浆剂新液和回收液流入计量泵的流量,使加入到上浆罐的上浆剂达到指定浓度,节约资源保护环境。
附图说明
23.图1为本实用新型的结构示意图。
24.图中:1-溶剂罐,2-浆料罐,3-回收罐,4-第一计量泵,5-第二计量泵,6-第三计量泵,7-浓度传感器,8-进液管,9-上浆罐,10-加热器,11-上浆罐内筒,12-过滤网,13-控制面板,14-控制阀门,15-回流管,16-控制器,17-壳体。
具体实施方式
25.为了加深对本实用新型的理解,下面结合附图对本实用新型做进一步说明,该实施例仅用于解释本实用新型,并不对本实用新型的保护范围构成限定。
26.如图1所示,一种废旧碳纤维上浆装置,包括:加料单元、上浆单元和控制单元。具体地:
27.所述加料单元包括溶剂罐1、浆料罐2、回收罐3和进液管8。所述溶剂罐、浆料罐、回
收罐分别与进液管连接,溶剂罐与进液管之间的管路上设有第一计量泵4,浆料罐与进液管之间的管路上设有第二计量泵5,回收罐与进液管之间的管路上设有第三计量泵6。回收罐内设有浓度传感器7。
28.所述上浆单元包括壳体17、上浆罐9、加热器10、上浆罐内筒11和回流管15。所述上浆罐设于壳体内且其顶部、底部分别与进液管和回流管连通,回流管又与回收罐连通,且上设有控制阀门14。所述加热器(优选为电热丝)设于上浆罐的外壁上;所述上浆罐内筒设于上浆罐内且可实现滚动(由设于壳体内的电机驱动),上浆罐内筒的筒壁上分布有通孔,其内壁上设有过滤网12。
29.所述控制单元包括设于壳体上的控制面板13和控制器16;控制单元用于控制加料单元和上将单元的运作。
30.该装置的工作原理为:在初次上浆之前,首先在溶剂罐内注满溶剂,在浆料罐中注满较高浓度的上浆剂,回收罐等待回收初次上浆后的上浆剂,同时在上浆罐内筒中加入准备上浆的废旧短切碳纤维;之后控制器打开第一计量泵和第二计量泵,控制溶剂和上浆剂进入上浆罐的比例,达到所需要的上浆剂浓度,随后连接上浆罐内筒的电机启动,上浆罐内筒开始旋转,对碳纤维进行上浆;上浆完成之后,控制阀门打开,上浆罐中使用过的上浆液经过过滤网过滤后,再经过上浆罐内筒的通孔后,通过回流管回流到回收罐中储存,之后加热器启动,对上浆后的碳纤维烘干,烘干后的碳纤维即可直接使用,此时完成对废旧碳纤维的上浆和烘干操作。
31.经过首次上浆之后,回收罐中已经储存满使用过的上浆液,浓度检测器自动测量回收罐中上浆液的浓度,控制器得到浓度信号后,控制第一计量泵、第二计量泵和第三计量泵中上浆剂和回收后的上浆液进入上浆罐中的比例,达到所需要的上浆剂浓度,随后连接上浆罐内筒的电机启动,上浆罐内筒开始旋转,对碳纤维进行上浆;上浆完成之后,控制阀门打开,上浆罐中使用过的上浆液经过过滤网过滤后,再经过上浆罐内筒的通孔,通过回流管回流到回收罐中储存,之后加热器启动,对上浆后的碳纤维烘干,烘干后的碳纤维即可直接使用,此时完成对废旧碳纤维的上浆和烘干操作。
32.本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。