一种碳纤维复合料预混设备的制作方法

1.本发明涉及碳纤维混合技术领域，具体为一种碳纤维复合料预混设备。


背景技术：

2.碳纤维指的是含碳量在90％以上的高强度高模量纤维，耐高温居所有化纤之首，用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成，是制造航天航空等高技术器材的优良材料；
3.碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90％的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维；
4.目前，在碳纤维复合材料实际生产过程中，需要将碳纤维复合材料的生产原料进行混合操作，以使得各种原料进行充分、均匀混合，从而保证碳纤维复合材料的生产质量，碳纤维复合材料通常有碳纤维和树脂融合而成，目前的碳纤维材料和树脂混合装置，由于树脂容易粘黏，导致装置的侧壁易沾附树脂，造成树脂的浪费，搅拌混合效率低，该现象成为本领域人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种碳纤维复合料预混设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种碳纤维复合料预混设备，包括罐体；
7.固定板，所述固定板固定安装在罐体的顶部；
8.支撑杆，所述支撑杆固定安装在罐体的顶部；
9.第一连接杆，所述第一连接杆固定连接在支撑杆的顶部；
10.第二连接杆，所述第二连接杆固定连接在支撑杆的另一侧顶部；
11.连接板，所述连接板固定连接在第一连接杆与第二连接杆的两端；
12.支撑板，所述支撑板固定安装在一连接杆与第二连接杆的顶部；
13.第一电机，所述第一电机固定连接在支撑板的顶部；
14.第一搅拌轴，所述第一搅拌轴固定连接第一电机的输出端；
15.本发明进一步说明，所述第一搅拌轴的外部卡套安装有非标空心轴，所述非标空心轴的外部轴承连接有压盖，所述压盖固定安装在固定板的顶部；
16.本发明进一步说明，所述非标空心轴的底端固定连接搅拌架，所述搅拌架的两侧分别固定设有搅拌杆，所述搅拌杆上销连接有若干刮板，所述刮板的一侧为尖角状；
17.本发明进一步说明，所述搅拌架的底部贴合有定位套，所述定位套的下方设有联轴器，所述联轴器的底部联接第二搅拌轴；
18.本发明进一步说明，所述第二搅拌轴上固定安装有两组相同的搅拌桨，所述第二
搅拌轴的底端固定安装有下搅拌桨；
19.本发明进一步说明，所述罐体的内壁顶部设有第一进料管，所述第一进料管的管道上固定连接有计时器；
20.本发明进一步说明，所述罐体的内壁顶部还设有第二进料管，所述第二进料管的管道上固定安装有超声波气泡检测器；
21.本发明进一步说明，所述一种碳纤维复合料预混设备还包括有控制系统，所述控制系统包括检测模块、分析模块和调控模块，所述检测模块信号连接密度仪，所述分析模块信号连接超声波气泡检测器，所述调控模块信号连接第一电机。
22.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，采用：
23.(1)通过在第二入料管上安装有超声波气泡检测器，可以对进行混合前的树脂进行处理，提高碳纤维树脂复合的质量；
24.(2)通过设置有第一电机带动第一旋转轴转动，第一旋转轴上设置有搅拌架，搅拌架上的刮板与罐体内壁贴合，对粘附在罐体内壁上的树脂进行刮除，提高了树脂的使用率，避免浪费树脂；
25.(3)通过设置有不同尺寸的搅拌桨，可以对碳纤维和树脂进行充分混合，当碳纤维与树脂沉入罐体镍币底部时，通过下搅拌桨进行搅拌，提高碳纤维与树脂的混合效率。
附图说明
26.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
27.图1是本发明的整体正面结构示意图；
28.图2是本发明区域a的放大结构示意图；
29.图3是本发明的搅拌架结构示意图；
30.图4是本发明的搅拌轴与第二单机的结构示意图；
31.图中：1、罐体；2、固定板；3、支撑杆；4、第一连接杆；5、连接板；6、第二连接杆；7、支撑板；8、第一电机；9、非标空心轴；10、压盖；11、搅拌架；12、定位套；13、联轴器；14、第二搅拌轴；15、刮板；16、搅拌桨；17、下搅拌桨；23、搅拌杆；24、第一搅拌轴；25、第一进料管；26、计时器；27、第二进料管；28、超声波气泡检测器；29、密度仪。
具体实施方式
32.以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1-4，本发明提供技术方案：一种碳纤维复合料预混设备，包括罐体1，罐体1的顶部固定安装有固定板2；
34.罐体1的顶部还固定安装有四组支撑杆3，支撑杆3设在固定板2的四周，支撑杆3的顶部分别固定连接有第一连接杆4与第二连接杆6，第一连接杆4与第二连接杆6的两端分别固定连接有连接板5，第一连接杆4与第二连接杆6的顶部固定安装有支撑板7，支撑板7的内
部为镂空状，支撑板7的顶部固定连接有第一电机8，第一电机8的输出端固定连接有第一搅拌轴24，第一电机8外部连接电源，电源连接外部控制器，控制器控制第一电机8转动，第一电机8带动第一搅拌轴24一起转动，第一搅拌轴24的外部卡套安装有非标空心轴9，非标空心轴9用于减少第一搅拌轴24的自重，加强第一搅拌轴24的使用寿命，非标空心轴9的外部轴承连接有压盖10，压盖10固定安装在固定板2的顶部；
35.非标空心轴9的底端固定连接搅拌架11，搅拌架11设在罐体1的内部，搅拌架11的两侧分别固定设有搅拌杆23，搅拌杆23上销连接有若干刮板15，刮板15的一侧为尖角状，刮板15的一侧贴合罐体1的内壁；
36.搅拌架11的底部卡套连接有定位套12，定位套12卡套连接在第一搅拌轴24的外部，定位套12的下方设有联轴器13，联轴器13的内部连接第一搅拌轴24，联轴器13的底部连接第二搅拌轴14，联轴器13起到连接第一搅拌轴24与第二搅拌轴14的作用，使第一搅拌轴24与第二搅拌轴14共同旋转并传递扭矩，具体的，第一电机8带动第一搅拌轴24一起转动，第一搅拌轴24带动外部连接的非标空心轴9转动，非标空心轴9带动底端的搅拌架11一起转动，搅拌架11在罐体1内部开始搅拌，第一搅拌轴24的内部连接有联轴器13，联轴器13联接第二搅拌轴14，使第二搅拌轴14与第一搅拌轴24共同转动，并传递扭矩；
37.第二搅拌轴14上固定安装有两组相同的搅拌桨16，搅拌桨16分散在第二搅拌轴14的圆周外，第二搅拌轴14的底端固定安装有下搅拌桨17，下搅拌桨17的尺寸小于搅拌桨16，下搅拌桨17用于搅拌罐体1内壁底部的复合料，搅拌桨16用于搅拌罐体1中部的复合料；
38.罐体1的内壁顶部设有第一进料管25，第一进料管25用于投放碳纤维，第一进料管25的管道上固定连接有计时器26，计时器26用于测量碳纤维投放的时间；
39.罐体1的内壁顶部还设有第二进料管27，第二进料管27用于投放树脂，第二进料管27的管道上固定安装有超声波气泡检测器28，超声波气泡检测器28用于检测树脂内部的气泡含量，超声波气泡检测器28利用超声波在液体与气体中的强度不同,而实现对气泡或液体的识别检测；
40.罐体1上还设有密度仪29，密度仪29包括样品测试腔，密度仪29通过气体膨胀置换法，测定由于样品测试腔放入样品所引起的样品测试腔气体容量的减少来精确测定样品的真实体积，从而得到复合料的密度，通过复合料的密度判断复合料是否合格。
41.一种碳纤维复合料预混设备还包括有控制器，控制器信号连接控制系统，控制系统包括检测模块、分析模块和调控模块，检测模块用于检测混合后的碳纤维树脂复合料的密度，检测模块信号连接密度仪29，分析模块用于分析树脂内部的气泡含有量，分析模块信号连接超声波气泡检测器28，调控模块用于控制搅拌轴转动，调控模块信号连接第一电机8；
42.控制系统的具体实施方法如下：
43.步骤s1，操作人员将一定量的碳纤维通过第一入料管25投放至罐体1内部，此时启动计时器26记录碳纤维的投放时间，记为t，设定碳纤维的投放量为q，即单位时间内投放q千克的碳纤维量,则碳纤维投放的质量为m＝q
·
t,将一定质量m的碳纤维投放至罐体1后，停止投放；
44.步骤s2，当投放一定质量的碳纤维后，操作人员通过第二入料管27投放相应同等质量的树脂至罐体1内部，同时启动超声波气泡检测器28，对投入的树脂内部的气泡含有量
进行检测，采取调整第二搅拌轴14的转速以保证复合料的混合效果；超声波气泡检测器28通过测量超声波的强度检测气泡含有量的程度大小，当超声波的强度低于阈值时，判断树脂内部气泡含有量大，此时停止投放树脂，向第二进料管27内部投放相应量的二甲基硅油，以此来去除树脂内部的气泡，当超声波气泡检测器28测量出超声波的强度不低于阈值时，判定树脂内部气泡含有量小，此时的树脂为合格树脂，继续投放至罐体1内部，超声波的强度阈值为人为控制，以此来判断是否向树脂内部添加二甲基硅油；
45.步骤s3，启动调控模块，调控模块控制第一电机8转动，使得第二搅拌轴14带动搅拌桨16开始搅拌，搅拌桨16通过旋转将碳纤维与树脂混合在一起，形成复合材料，当部分树脂被粘贴在罐体1的内壁时，搅拌架11带动刮板15在罐体1内壁旋转，刮板15的尖角处将罐体1内壁粘贴的树脂刮下，与碳纤维充分混合，提高了树脂的使用率，以免浪费粘贴在罐体1内壁的树脂；
46.步骤s4，当碳纤维与树脂充分混合后，停止第一电机8的工作，操作人员启动检测模块，检测模块启动密度仪29通过密度计对混合后的碳纤维树脂复合料的密度进行测量，设定碳纤维树脂复合料的密度为1.5-1.7g/m3之间时为合格，当密度仪29检测出碳纤维树脂复合料的密度小于1.5g/m3时，操作人员继续投放树脂，并重复步骤s1-s3，当密度仪29检测出碳纤维树脂复合料的密度大于1.7g/m3时，操作人员继续投放碳纤维，并重复步骤s1-s3，提高碳纤维树脂复合料的混合效果。
47.步骤s5,当密度仪29检测到混合后的碳纤维树脂复合料的密度在1.5-1.7g/m3之间时，则判定该碳纤维树脂复合料为合格料，此时操作人员停止第一电机8。
48.上述步骤s2中，当超声波气泡检测器28检测到的超声波强度高于或等于阈值时，表明气泡含有量大，此时操作人员控制调控模块，将第二搅拌轴14的转速保持在最大转速，使得树脂与碳纤维充分混合，当超声波检测器28检测到的超声波强度小于阈值时，随着气泡含有量的变小，控制第二搅拌轴14的转速与气泡含有量呈正相关，提高树脂与碳纤维的复合效率。
49.混合效率的取决因素如下图所示：
[0050] 强度阈值气泡含有量转速混合效率程度高大最大高程度低小变小高
[0051]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0052]
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于，包括：罐体(1)；固定板(2)，所述固定板(2)固定安装在罐体(1)的顶部；支撑杆(3)，所述支撑杆(3)固定安装在罐体(1)的顶部；第一连接杆(4)，所述第一连接杆(4)固定连接在支撑杆(3)的顶部；第二连接杆(6)，所述第二连接杆(6)固定连接在支撑杆(3)的另一侧顶部；连接板(5)，所述连接板(5)固定连接在第一连接杆(4)与第二连接杆(6)的两端；支撑板(7)，所述支撑板(7)固定安装在一连接杆(4)与第二连接杆(6)的顶部；第一电机(8)，所述第一电机(8)固定连接在支撑板(7)的顶部；第一搅拌轴(24)，所述第一搅拌轴(24)固定连接第一电机(8)的输出端。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于：所述第一搅拌轴(24)的外部卡套安装有非标空心轴(9)，所述非标空心轴(9)的外部轴承连接有压盖(10)，所述压盖(10)固定安装在固定板(2)的顶部。3.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于：所述非标空心轴(9)的底端固定连接搅拌架(11)，所述搅拌架(11)的两侧分别固定设有搅拌杆(23)，所述搅拌杆(23)上销连接有若干刮板(15)，所述刮板(15)的一侧为尖角状。4.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于：所述搅拌架(11)的底部贴合有定位套(12)，所述定位套(12)的下方设有联轴器(13)，所述联轴器(13)的底部联接第二搅拌轴(14)。5.根据权利要求4所述的一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于：所述第二搅拌轴(14)上固定安装有两组相同的搅拌桨(16)，所述第二搅拌轴(14)的底端固定安装有下搅拌桨(17)。6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于：所述罐体(1)的内壁顶部设有第一进料管(25)，所述第一进料管(25)的管道上固定连接有计时器(26)。7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于：所述罐体(1)的内壁顶部还设有第二进料管(27)，所述第二进料管(27)的管道上固定安装有超声波气泡检测器(28)。8.根据权利要求7所述的一种碳纤维复合料预混设备，其特征在于：所述该预混设备还包括有控制系统，所述控制系统包括检测模块、分析模块和调控模块，所述检测模块信号连接密度仪(29)，所述分析模块信号连接超声波气泡检测器(28)，所述调控模块信号连接第一电机(8)。9.根据权利要求8所述的一种碳纤维复合料预混设备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤s1，操作人员将一定量的碳纤维通过第一入料管(25)投放至罐体1内部，此时启动计时器(26)记录碳纤维的投放时间，记为t，设定碳纤维的投放量为q，即单位时间内投放q千克的碳纤维量,则碳纤维投放的质量为m＝q
·
t,将一定质量m的碳纤维投放至罐体(1)后，停止投放；步骤s2，当投放一定质量的碳纤维后，操作人员通过第二入料管(27)投放相应同等质量的树脂至罐体(1)内部，同时启动超声波气泡检测器(28)，对投入的树脂内部的气泡含有量进行检测，采取相应的措施以保证复合料的混合效果；超声波气泡检测器(28)通过测量
超声波的强度检测气泡含有量的程度大小，当超声波的强度低于阈值时，判断树脂内部气泡含有量大，此时停止投放树脂，向第二进料管(27)内部投放相应量的二甲基硅油，以此来去除树脂内部的气泡，当超声波气泡检测器(28)测量出超声波的强度不低于阈值时，判定树脂内部气泡含有量小，此时的树脂为合格树脂，继续投放至罐体(1)内部，超声波的强度阈值为人为控制，以此来判断是否向树脂内部添加二甲基硅油；步骤s3，启动调控模块，调控模块控制第一电机(8)转动，使得第二搅拌轴(14)带动搅拌桨(16)开始搅拌，搅拌桨(16)通过旋转将碳纤维与树脂混合在一起，形成复合材料，当部分树脂被粘贴在罐体(1)的内壁时，搅拌架(11)带动刮板(15)在罐体1内壁旋转，刮板(15)的尖角处将罐体(1)内壁粘贴的树脂刮下，与碳纤维充分混合，提高了树脂的使用率，以免浪费粘贴在罐体(1)内壁的树脂；步骤s4，当碳纤维与树脂充分混合后，停止第一电机(8)的工作，操作人员启动检测模块，检测模块启动密度仪(29)通过密度计对混合后的碳纤维树脂复合料的密度进行测量，设定碳纤维树脂复合料的密度为1.5-1.7g/m3之间时为合格，当密度仪(29)检测出碳纤维树脂复合料的密度小于1.5g/m3时，操作人员继续投放树脂，并重复步骤s1-s3，当密度仪(29)检测出碳纤维树脂复合料的密度大于1.7g/m3时，操作人员继续投放碳纤维，并重复步骤s1-s3，提高碳纤维树脂复合料的混合效果。步骤s5,当密度仪(29)检测到混合后的碳纤维树脂复合料的密度在1.5-1.7g/m3之间时，则判定该碳纤维树脂复合料为合格料，此时操作人员停止第一电机(8)。

技术总结
本发明公开了一种碳纤维复合料预混设备，涉及碳纤维混合技术领域，包括罐体，所述罐体的顶部固定安装有固定板，所述罐体的顶部还固定安装有四组支撑杆，所述支撑杆的顶部分别固定连接有第一连接杆与第二连接杆，所述第一连接杆与第二连接杆的两端分别固定连接有连接板，所述支撑板的顶部固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴的外部卡套安装有非标空心轴，所述非标空心轴的底端固定连接搅拌架，所述搅拌架的两侧分别固定设有搅拌杆，通过设置有第一电机带动第一旋转轴转动，第一旋转轴上设置有搅拌架，搅拌架上的刮板与罐体内壁贴合，对粘附在罐体内壁上的树脂进行刮除，提高了混合效率。率。


技术研发人员：葛晓冬 张瑒 张坤
受保护的技术使用者：扬州利宏碳纤维材料有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/1