一种大丝束连续碳纤维的展丝设备

1.本发明涉及复合材料制造技术领域，具体涉及一种大丝束连续碳纤维的展丝设备。


背景技术：

2.在碳纤维领域，通常将每束碳纤维根数大于4.8万根(简称48k)的称为大丝束碳纤维，大丝束一般应用于纺织、机电、土木建筑、交通运输和能源等领域，因此又被称为工业级碳纤维，作为工业级碳纤维，大丝束具有极佳的力学性能，重量不及钢的四分之一，强度却是钢的7至9倍，除此之外，它还兼具耐腐蚀、高模量的特点。与小丝束相比，48k大丝束最大的优势在于，在相同的生产条件下能大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，从而实现生产低成本化，打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。
3.目前碳纤维丝束能否均匀展开的问题仍是制约大丝束碳纤维发展的瓶颈，由于大丝束碳纤维的线密度大，若不经过合理的展丝工艺进行展丝，极易发生纤维交叠、纤维损伤以及在后续工艺中纤维无法得到充分且均匀的上浆，从而导致大丝束碳纤维性能下降，影响实际应用。
4.针对大丝束纤维分散不均匀以及在分散过程中有可能损伤纤维性能的问题，本发明旨在提供一种大丝束连续碳纤维的展丝设备，实现在不降低纤维各项性能的前提下，各纤维单丝快速且均匀分散的目的。
5.鉴于此，提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种大丝束连续碳纤维的展丝设备，以解决现有技术中存在的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大丝束连续碳纤维的展丝设备，包括：机架结构，所述机架结构的前侧设置有线轴架，所述机架结构的内部布置有传递结构和电晕装置，所述机架结构的一侧设置有热气流喷射装置；所述电晕装置由静电发生装置和半导体导辊组成，所述静电发生装置弧形设置且环绕所述半导体导辊，所述静电发生装置对所述半导体导辊放电；所述线轴架提供的纤维丝束贴合所述半导体导辊经所述传递结构传递；当所述纤维丝束经过所述半导体导辊时，所述半导体导辊通过接触的方式将电荷转移至所述纤维丝束。
8.可选实施例中，所述半导体导辊、所述静电发生装置和所述纤维丝束携带同种互斥电荷。
9.可选实施例中，所述静电发生装置为内表面具有若干放电锥体的金属板，所述放电锥体的放电范围覆盖所述半导体导辊的半辊面积。
10.可选实施例中，所述热气流喷射装置朝向带有互斥电荷的所述纤维丝束喷射，进行二次展丝。
11.可选实施例中，所述传递结构包括设置于所述半导体导辊前侧斜下方的导丝辊、设置于所述半导体导辊后侧的辅助导辊、设置于所述辅助导辊后侧的前辅助导辊和后辅助导辊、设置于所述后辅助导辊后侧的导向装置。
12.可选实施例中，所述传递结构中还设置有张紧装置和牵引设备，所述张紧装置用于张紧所述纤维丝束，所述牵引设备用于牵引所述纤维丝束及卷制收集所述纤维丝束。
13.可选实施例中，所述机架结构的后侧设置有切割装置，用于将所述纤维丝束切断。
14.可选实施例中，所述纤维丝束由大丝束碳纤维经过去浆、活化后获得。
15.可选实施例中，所述机架结构包括外部框架，所述外部框架的内部设置有基座，所述外部框架上设置有定位凸台、连接槽、固定螺丝和定位凹槽。
16.可选实施例中，所述热气流喷射装置具有多个喷口，采用铝合金、镁合金、铁、钢中的一种或几种制造。
17.本发明的有益效果在于：
18.该大丝束连续碳纤维的展丝设备通过电晕装置使经过去浆处理的纤维丝束带上同种电荷，引发各纤维单丝之间的同性相斥效应，实现纤维丝束的无伤均匀展开；同时采用热气流喷射装置对纤维丝束进行二次展丝，在不降低纤维各项性能的前提下，达到纤维丝束快速、均匀分散的目的；最后经过导向装置、牵引装置收集成卷。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
20.图1为本发明一实施例中提供的大丝束连续碳纤维的展丝设备的结构示意图。
21.图2为本发明一实施例中提供的大丝束连续碳纤维的展丝设备主视图。
22.图3为本发明一实施例中提供的大丝束连续碳纤维的展丝设备的侧视图。
23.图4为本发明一实施例中提供的大丝束连续碳纤维的展丝设备的剖视图。
24.其中，附图标记为：1、静电发生装置，2、半导体导辊，3、辅助导辊，4、热气流喷射装置，5、导向装置，6、外部框架，7、定位凸台，8、基座，9、连接槽，10、固定螺丝，11、定位凹槽，12、导丝辊，13、前辅助导辊，14、后辅助导辊。
具体实施方式
25.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为
指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.请参阅附图1-4，本实施例的目的在于提供了一种大丝束连续碳纤维的展丝设备，包括：机架结构，机架结构的前侧设置有线轴架，机架结构的内部布置有传递结构和电晕装置，机架结构的一侧设置有热气流喷射装置4。
28.具体地，传递结构包括设置于半导体导辊2前侧斜下方的导丝辊12、设置于半导体导辊2后侧的辅助导辊3、设置于辅助导辊3后侧的前辅助导辊13和后辅助导辊14、设置于后辅助导辊14后侧的导向装置5。需要指出的是，传递结构中还设置有张紧装置和牵引设备(附图未示出)，张紧装置用于张紧纤维丝束(张力装置是一种控制纤维丝束在设备上的张紧力的装置，防止纤维丝束因张紧力过大导致无法有效分散，亦或者因为张紧力过小而导致纤维丝束分散在展丝后又发生纤维交叠现象的出现)，牵引设备用于牵引纤维丝束及卷制收集纤维丝束。纤维丝束由线轴架输出，由导丝辊12导入传递结构中，并缠绕在半导体导辊2、辅助导辊3、前辅助导辊13和后辅助导辊14上，经导向装置5导出，导向装置5由两个橡胶辊组成(导向装置5使已经经过分散的纤维丝束不会在整个设备上因环境等影响因素而发生位移，进而影响到最终的展丝效果)，在牵引设备的作用下纤维丝束向后传输，在牵引设备上完成卷绕后由切割装置切断，切割装置设置机架结构的后侧(附图未示出)，其属于现有技术，不再赘述。值得一提的是，缠绕在线轴架上的在纤维丝束由大丝束碳纤维经过去浆、活化后获得。
29.进一步地，电晕装置由静电发生装置1和半导体导辊2组成，静电发生装置1弧形设置且环绕半导体导辊2，静电发生装置1对半导体导辊2放电；线轴架提供的纤维丝束贴合半导体导辊2经传递结构传递；当纤维丝束经过半导体导辊2时，半导体导辊2通过接触的方式将电荷转移至纤维丝束。其中，半导体导辊2、静电发生装置1和纤维丝束携带同种互斥电荷。静电发生装置1为内表面具有若干放电锥体的金属板，放电锥体的放电范围覆盖半导体导辊2的半辊面积，以提供足够的电荷，并将电荷传递至纤维丝束，使纤维丝束带同种电荷，引发各纤维单丝之间的同性相斥效应，实现纤维丝束的无伤均匀展开。
30.此外，热气流喷射装置4朝向带有互斥电荷的纤维丝束喷射，进行二次展丝，采用热气流喷射装置4对纤维丝束进行二次展丝，在不降低纤维各项性能的前提下，使纤维丝束在无机械外力的影响下快速、均匀地展开，可以做到不损伤或微小损伤纤维丝束。优选地，热气流喷射装置4具有多个喷口，采用铝合金、镁合金、铁、钢中的一种或几种制造。
31.最后，机架结构包括外部框架6，外部框架6的内部设置有基座8，外部框架6上设置有定位凸台7、连接槽9、固定螺丝10和定位凹槽11等部件，配合设备安装。
32.本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。