本發(fā)明屬于其他合成材料制造技術(shù)領(lǐng)域，用于長纖維增強熱塑性復合材料生產(chǎn)工藝，具體地說，涉及一種連續(xù)長纖維束在線預熱分散設(shè)備。

背景技術(shù)：

長纖維增強熱塑性復合材料（Long Fiber Reinforced Thermoplastics，簡稱LFT）, 是一種以熱塑性樹脂（如聚丙烯、尼龍、聚酯等聚合物）為基體，以長纖維（玻璃纖維、麻纖維、碳纖維和芳綸纖維）為增強材料的復合材料。它具有重量輕、強度高、抗沖擊韌性強、減振性能好、耐腐蝕、可重復回收利用、綠色環(huán)保等卓越性能。由于LFT在熱塑成型過程中聚合物樹脂流動性好，可實現(xiàn)直接在線配混，具有加工工藝性能優(yōu)良、成型簡單方便、加工成本低、可設(shè)計性好、可優(yōu)化材料性能等特點，非常有利于復雜制件的一次成型。因而自20世紀90年代以來，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域，長纖維增強熱塑性材料在線模壓成型技術(shù)（Long Fiber reinforced Thermoplastics－Direct，簡稱LFT-D) 也得以較快發(fā)展。

為保證玻纖原絲等長纖維增強材料在生產(chǎn)加工過程中不起毛、不斷裂并提高表面質(zhì)量，滿足后續(xù)加工性能的要求，通常用浸潤劑（包含偶聯(lián)劑、成膜劑及各種添加劑等）包覆纖維表面，并將數(shù)百根單纖維絲集成一束。在 LFT-D加工過程中 ,長纖維束要經(jīng)過輸送、切斷、塑化、均化等加工過程 ,必須保持長纖維在樹脂熔體中的分散性及合理取向，才能保證其成型材料的復合性能。

在目前采用的LFT-D技術(shù)中，玻纖等長纖維的切斷、分散以及與聚合物的復合均是在螺桿擠出機內(nèi)進行。由于纖維本身的流動性差，進入主機的纖維量往往不均勻，直接導致產(chǎn)品的纖維含量不穩(wěn)定，而且如果沒有經(jīng)過預熱處理的纖維與熱的熔融聚合物直接復合，容易起泡、結(jié)團，降低復合材料的致密性和力學性能，從而影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。目前一般采取的措施是增加雙軸擠出機的混合動力和擠出時間來保證長纖維的均一性效果，增加了大量的電費、水費及人工費用，同時也增加了機器的維護、保養(yǎng)等問題，盡管如此，仍不能很好保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

為解決以上問題，人們一直在尋求一種較好的技術(shù)解決方案，以保證在LFT-D加工過程中，更好降低成本、提高效率、保證質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)長纖維束在線預熱分散設(shè)備，解決現(xiàn)有LFT-D生產(chǎn)線中連續(xù)長纖維束沒有經(jīng)過預處理直接進入擠出設(shè)備，造成LFT成品質(zhì)量不佳、資源能源浪費等問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種連續(xù)長纖維束在線預熱分散設(shè)備，有機架、牽引機構(gòu)、防護裝置和預熱分散系統(tǒng)；其中，所述預熱分散系統(tǒng)包括提供纖維束行走路線的輥筒機構(gòu)、設(shè)置在纖維束行走路徑上的杼筘機構(gòu)、驅(qū)動所述杼筘機構(gòu)擺動的擺動機構(gòu)、紅外加熱裝置。

基上所述，所述輥筒機構(gòu)包括若干輥筒，各輥筒沿縱向交錯排列，所述輥筒可自由轉(zhuǎn)動。

基上所述，所述輥筒中包含若干可移動輥筒，可移動輥筒可以前后調(diào)整位置，各排所述杼筘與各所述輥筒間隔排布。

基上所述，杼筘機構(gòu)包括若干排上下平行排列的杼筘，其中1排杼筘固定安裝在機架的上部，其余杼筘位于纖維束的行走路徑上，杼筘機構(gòu)可在擺動機構(gòu)帶動下橫向往復運動，每排杼筘由數(shù)十片筘片組成，筘片邊角光滑無銳邊毛刺。

基上所述，擺動機構(gòu)由曲柄連桿機構(gòu)組成，所述曲柄連桿機構(gòu)的輸出端與杼筘機構(gòu)絞接，另一端由驅(qū)動電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，可帶動杼筘機構(gòu)橫向往復運動。

基上所述，在輥筒后部的機架上對應(yīng)每個輥筒安裝有紅外加熱裝置，加熱溫度在200℃內(nèi)可以調(diào)整，也可以根據(jù)用戶需要在輥筒內(nèi)增設(shè)電加熱方式對連續(xù)纖維進行預熱。

基上所述，防護裝置固定在機架上，圍擋在預熱分散系統(tǒng)的四周，防護裝置的正面設(shè)有推拉門，可方便開合，便于檢查預熱分散系統(tǒng)工況和及時維護。

基上所述，牽引機構(gòu)固定安裝在機架上，有兩個可實現(xiàn)對滾運動的輥筒，通過兩個輥筒的摩擦力帶動連續(xù)長纖維束在預熱系分散統(tǒng)中單向運行輸送給下游設(shè)備。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步，具體地說，本發(fā)明是LFT-D生產(chǎn)線中的一個輔助獨立設(shè)備，用戶可以根據(jù)需要自行選配。連續(xù)纖維束自上而下在預熱分散系統(tǒng)的輥筒上回轉(zhuǎn)纏繞，在牽引機構(gòu)的帶動下單向運行，結(jié)構(gòu)布局簡單，運行可靠；擺動機構(gòu)可以帶動預熱分散系統(tǒng)中的杼筘機構(gòu)橫向往復運動，從而帶動杼筘中的纖維絲橫向往復搖擺，增加纖維紗束與輥筒的摩擦，促進浸潤劑分散，提升分纖效果，且使分纖后的連續(xù)纖維絲與輥筒緊密接觸，應(yīng)力分布均勻；筘片邊角光滑無銳邊毛刺，可以保護連續(xù)纖維不被打毛、損傷或切斷；加熱方式采用位于輥筒機構(gòu)后部安裝在機架上的紅外線加熱器，也可以根據(jù)用戶需要在輥筒內(nèi)增設(shè)電加熱方式對連續(xù)纖維加熱，加熱溫度可根據(jù)下游加工需求在200℃以內(nèi)調(diào)整；設(shè)備外部設(shè)有整體防護裝置，可以節(jié)約熱能外散消耗，并保證安全生產(chǎn)。整體防護裝置的正面設(shè)有活動的推拉門，便于開合，及時檢查預熱分散系統(tǒng)工況和進行維護。

采用本發(fā)明所述的連續(xù)長纖維束在線預熱分散設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)長纖維束良好預熱和均勻分散的效果，在LFT-D后續(xù)加工中使纖維絲更好與熔融樹脂混合，有效提高最終復合材料的成品質(zhì)量，并有利于下游加工設(shè)備提高工效。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的連續(xù)長纖維束在線預熱分散設(shè)備打開防護裝置推拉門后的正面示意圖。

圖2是圖1中沿A-A線的截面示意圖。

圖3是本發(fā)明所述的連續(xù)長纖維束在線預熱分散設(shè)備的工作原理示意圖。

圖中：1.機架，2. 牽引機構(gòu)，3.防護裝置，4.輥筒機構(gòu)，5.杼筘機構(gòu)，6.擺動機構(gòu)，7.紅外加熱裝置，8.長纖維束，9.推拉門。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步詳細說明。

如圖1、圖2、圖3所示，一種連續(xù)長纖維束在線預熱分散設(shè)備，有機架1、牽引機構(gòu)2、防護裝置3和預熱分散系統(tǒng)，其中預熱分散系統(tǒng)包括輥筒機構(gòu)4、杼筘機構(gòu)5、擺動機構(gòu)6和紅外加熱裝置7。

連續(xù)長纖維束8及其長纖維絲依次穿過或繞過杼筘機構(gòu)5、滾筒機構(gòu)4和牽引機構(gòu)2，牽引機構(gòu)2上兩個作對滾運動的輥筒通過摩擦力拉動連續(xù)長纖維束8單向運行輸送給下游設(shè)備，輥筒機構(gòu)4中的各輥筒在纖維絲的摩檫力作用下轉(zhuǎn)動，擺動機構(gòu)6帶動杼筘機構(gòu)5橫向往復運動，從而帶動各杼筘中的纖維絲橫向往復搖擺，增加纖維絲與輥筒的摩擦，促進浸潤劑均勻，提升分纖效果，且使分纖后的連續(xù)纖維絲與輥筒緊密接觸，促進應(yīng)力均勻分布。

輥筒機構(gòu)4中的5個輥筒縱向交錯排列，其中3個輥筒位置固定，2個輥筒位置可前后調(diào)整移動，5個輥筒均可自轉(zhuǎn)，便于纖維束穿入和牽引前進；杼筘機構(gòu)5包括6排上下平行排列的杼筘，其中1排杼筘安裝在機架的上部，5排杼筘位于預熱分散系統(tǒng)內(nèi)；每排杼筘有50個左右的筘片；連續(xù)纖維絲按一定順序穿過杼筘機構(gòu)6排杼筘，保持各自的位置，防止纏亂；筘片邊角光滑無銳邊毛刺，可以保護連續(xù)纖維不被打毛或損傷。紅外線加熱裝置7對應(yīng)安裝在滾筒機構(gòu)4各輥筒后部的機架上，加熱溫度可在200℃內(nèi)調(diào)整。防護裝置3固定在機架上，圍擋在預熱分散系統(tǒng)的四周，可減少熱能量外散消耗，并保證安全生產(chǎn)；防護裝置正面設(shè)有推拉門9，可方便開合，便于檢查預熱分散系統(tǒng)工況和及時維護。

預熱處理不僅有利于LFT-D后續(xù)工藝中連續(xù)纖維與熔融聚合物的混合，而且能夠促進纖維束的分散。

最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。