一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板與下加熱壓板組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板與下加熱壓板之間穿過的傳送帶，傳送帶傳送端部的外側(cè)設(shè)有定型壓輥組合，所述加熱壓板組合與定型壓輥組合之間設(shè)有上加熱壓輥和下加熱壓輥，所述傳送帶從上加熱壓輥和下加熱壓輥之間穿過；該加熱裝置還設(shè)有加熱油箱；所述上加熱壓板與下加熱壓板內(nèi)部安裝多根電加熱管。本發(fā)明整合電阻加熱與油溫加熱于一體，通過控制油路變化和電加熱管，聯(lián)合控制加熱溫度。熱量通過接觸式加熱方式傳導(dǎo)給加熱材料，加熱方式靈活、效率高，材料受熱均勻；上、下加熱壓板在給材料加熱的同時可對材料進(jìn)行預(yù)壓，提高基氈的浸漬效果。
【專利說明】一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱及復(fù)合【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃纖維增強熱塑性復(fù)合材料通常以高分子聚合物作為基體，玻璃纖維作為增強相，兩者通過熔融浸潰復(fù)合而成。玻璃纖維增強熱塑性復(fù)合材料以其質(zhì)量輕、設(shè)計靈活、綠色環(huán)保、優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性和易設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)等優(yōu)點而受到人們的青睞。近年來，玻璃纖維增強熱塑性復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是汽車行業(yè)，例如汽車內(nèi)飾件等非結(jié)構(gòu)件和汽車底護(hù)板等半結(jié)構(gòu)件。
[0003]纖維增強熱塑性復(fù)合材料成型過程必然需要加熱，現(xiàn)有設(shè)備加熱方式多為單一的電磁加熱、電阻加熱、紅外加熱或油溫加熱等，加熱方式固定，加熱模式單一，設(shè)備通用性不高，同時設(shè)備的各加熱模塊大多相互獨立，單獨控制，加熱溫度的均勻性難以控制，并且現(xiàn)有設(shè)備大都適應(yīng)于成熟工藝生產(chǎn)以及連續(xù)大批量生產(chǎn)，不適合新產(chǎn)品的試制，新工藝的驗證與調(diào)試，不利于復(fù)合材料的研究與發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，采用混合接觸式加熱方式，提高設(shè)備的加熱效率及加熱均勻性，實現(xiàn)不同的加熱模式，具備較好的通用性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板與下加熱壓板組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板與下加熱壓板之間穿過的傳送帶，傳送帶傳送端部的外側(cè)設(shè)有定型壓輥組合，所述加熱壓板組合與定型壓輥組合之間設(shè)有上加熱壓輥和下加熱壓輥，所述傳送帶從上加熱壓輥和下加熱壓輥之間穿過；該加熱裝置還設(shè)有加熱油箱，所述上加熱壓板內(nèi)設(shè)有上導(dǎo)熱油腔，而下加熱壓板內(nèi)設(shè)有下導(dǎo)熱油腔，加熱油箱設(shè)有循環(huán)導(dǎo)熱油路分別連接上導(dǎo)熱油腔、下導(dǎo)熱油腔及上、下加熱壓輥內(nèi)部；所述上加熱壓板與下加熱壓板內(nèi)部安裝多根電加熱管。
[0006]上、下加熱壓板內(nèi)分別交錯布置電加熱管和導(dǎo)熱油腔，上、下加熱壓輥內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱油腔，導(dǎo)熱油腔之間通過管道相互連通，形成一個油溫加熱循環(huán)，電加熱管單獨控制，聯(lián)合油溫加熱控制上、下加熱壓板的加熱溫度及加熱效果。加熱方式為接觸式加熱，加熱的同時可加壓。
[0007]所述電加熱管外包覆電加熱管套，電加熱管套可為不銹鋼套管，保證電熱管便于更換，保護(hù)電加熱管。
[0008]所述電加熱管均勻水平的安裝在上、下加熱壓板內(nèi)，保證加熱的穩(wěn)定。
[0009]所述上、下導(dǎo)熱油腔內(nèi)分別均勻設(shè)有豎直的導(dǎo)熱油腔隔板，并在導(dǎo)熱油腔隔板上設(shè)有通油孔，保證導(dǎo)熱油腔的支撐剛度，同時，通油孔一般開在導(dǎo)熱油腔隔板的中部位置，可在導(dǎo)熱油腔內(nèi)預(yù)留導(dǎo)熱油，確保由導(dǎo)熱油腔隔板隔開的子導(dǎo)熱油腔內(nèi)都有導(dǎo)熱油，在加熱時就不至于出現(xiàn)進(jìn)、出油口處導(dǎo)熱油較多，其它地方導(dǎo)熱油相對較少而使得加熱壓板受熱不均勻，并且進(jìn)、出油口分別布置于導(dǎo)熱油腔對角處，使導(dǎo)熱油可循環(huán)到每個子導(dǎo)熱油腔。
[0010]所述上、下加熱壓板之間設(shè)有豎直的導(dǎo)柱，確保上加熱壓板運動的穩(wěn)定性。
[0011]所述上加熱壓板上部設(shè)有水平的上石棉隔層，上石棉隔層與上加熱壓板的側(cè)面及底面合圍成上加熱壓板的上導(dǎo)熱油腔；所述下加熱壓板下部設(shè)有水平的下石棉隔層，下石棉隔層與下加熱壓板的側(cè)面及頂面合圍成下加熱壓板的下導(dǎo)熱油腔。設(shè)置石棉隔層，可對導(dǎo)熱油起到保溫的效果。
[0012]所述上加熱壓板頂面與上石棉隔層之間設(shè)置多根豎直的上加強筋，所述下加熱壓板底面與下石棉隔層之間設(shè)置多根豎直的下加強筋，保證導(dǎo)熱油腔的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0013]所述上加熱壓板的上方設(shè)有主液壓缸，主液壓缸的活塞桿與上加熱壓板連接，由主液壓缸控制上、下加熱壓板之間的距離及對加熱材料的壓緊程度。
[0014]所述循環(huán)導(dǎo)熱油路包括設(shè)在加熱油箱出油口的第六管路，該第六管路與帶A閥門的第一管路及通入上、下導(dǎo)熱油腔進(jìn)油口的帶B閥門的第二管路連接，上、下導(dǎo)熱油腔的出油口連接帶C閥門的第三管路，上、下加熱壓輥的出油口設(shè)有第四管路連接至加熱油箱的進(jìn)油口，第一管路分別與通入上、下加熱壓輥的進(jìn)油口的帶F閥門的第七管路及帶E閥門的第五管路連接，第三管路與第五管路及帶D閥門的第八管路連接，而第八管路與第四管路連接。設(shè)置多根管路，實現(xiàn)如下三種加熱效果:
1)關(guān)閉各導(dǎo)熱油通道閥門，單獨控制電加熱管，導(dǎo)熱油作為導(dǎo)熱介質(zhì)給壓板加熱；
2)關(guān)閉電加熱管加熱，通過循環(huán)外部加熱后的導(dǎo)熱油單獨給上、下加熱壓板加熱；
3)電加熱管與熱循環(huán)導(dǎo)熱油共同給加熱壓板加熱。
[0015]本發(fā)明為一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，具有以下優(yōu)點:
1)整合電阻加熱與油溫加熱于一體，通過控制油路變化和電加熱管，聯(lián)合控制加熱溫度。熱量通過接觸式加熱方式傳導(dǎo)給加熱材料，加熱方式靈活、效率高，材料受熱均勻；
2)上、下加熱壓板在給材料加熱的同時可對材料進(jìn)行預(yù)壓，提高基氈的浸潰效果；
3)加熱壓輥利用熱循環(huán)油加熱，結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合加熱壓板進(jìn)一步提高基氈的浸潰效果，增強排氣功能，降低成型板內(nèi)的孔隙率；
4)加熱方式及加壓方式的靈活控制，擴大了設(shè)備的使用范圍，通用性好，且設(shè)備簡單，成本低、操作簡便等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是加熱壓板組合的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是上導(dǎo)熱油腔的結(jié)構(gòu)主視圖；
圖4是上導(dǎo)熱油腔的結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖5是循環(huán)導(dǎo)熱油路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0017]如圖1所示，一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板I與下加熱壓板2組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板I與下加熱壓板2之間穿過的傳送帶9，傳送帶9采用特氟龍傳送帶，在傳送帶9上設(shè)有特氟龍張緊裝置8，該加熱裝置還設(shè)有電氣控制柜12,上加熱壓板I的上方設(shè)有主液壓缸14,主液壓缸14的活塞桿與上加熱壓板I連接，傳送帶9傳送端部的外側(cè)設(shè)有由間隙調(diào)節(jié)液壓缸13控制的定型壓輥組合11，力口熱壓板組合與定型壓輥組合11之間設(shè)有上加熱壓輥4和下加熱壓輥5，傳送帶9從上加熱壓輥4和下加熱壓輥5之間穿過；該加熱裝置還設(shè)有加熱油箱15，所述上加熱壓板I內(nèi)設(shè)有上導(dǎo)熱油腔6，而下加熱壓板2內(nèi)設(shè)有下導(dǎo)熱油腔，加熱油箱15設(shè)有循環(huán)導(dǎo)熱油路分別連接上導(dǎo)熱油腔6、下導(dǎo)熱油腔及上、下加熱壓輥內(nèi)部；如圖3、圖4所示，上加熱壓板I與下加熱壓板2內(nèi)部均勻水平的安裝多根電加熱管3，電加熱管3外包覆電加熱管套16 ;上、下導(dǎo)熱油腔內(nèi)分別均勻設(shè)有豎直的導(dǎo)熱油腔隔板17，并在導(dǎo)熱油腔隔板17上設(shè)有通油孔10。
[0018]如圖2所示，上加熱壓板I與下加熱壓板2之間設(shè)有豎直的導(dǎo)柱20，上加熱壓板I上部設(shè)有水平的上石棉隔層19，上石棉隔層19與上加熱壓板I的側(cè)面及底面合圍成上加熱壓板I的上導(dǎo)熱油腔6 ;所述下加熱壓板2下部設(shè)有水平的下石棉隔層，下石棉隔層與下加熱壓板的側(cè)面及頂面合圍成下加熱壓板2的下導(dǎo)熱油腔；上加熱壓板I頂面與上石棉隔層19之間設(shè)置多根豎直的上加強筋18，所述下加熱壓板底面與下石棉隔層之間設(shè)置多根豎直的下加強筋。
[0019]循環(huán)導(dǎo)熱油路包括設(shè)在加熱油箱15出油口的第六管路26,該第六管路26與帶A閥門31的第一管路21及通入上、下導(dǎo)熱油腔進(jìn)油口的帶B閥門32的第二管路22連接，上、下導(dǎo)熱油腔的出油口連接帶C閥門33的第三管路23，上加熱壓輥4、下加熱壓輥5的出油口設(shè)有第四管路24連接至加熱油箱15的進(jìn)油口，第一管路21分別與通入上加熱壓輥4、下加熱壓輥5的進(jìn)油口的帶F閥門36的第七管路27及帶E閥門35的第五管路25連接，第三管路23與第五管路25及帶D閥門34的第八管路28連接，而第八管路28與第四管路24連接。上加熱壓輥4、下加熱壓輥5中分別設(shè)有上加熱壓輥油腔7和下加熱壓輥油腔。
[0020]本加熱裝置可實現(xiàn)如下三中加熱模式:
1、單獨加熱爐模式
1)首先啟動外部加熱器給導(dǎo)熱油加熱，待油溫穩(wěn)定在設(shè)定溫度后開啟電阻加熱；
2)加熱溫度穩(wěn)定在目標(biāo)范圍時，啟動主液壓缸14，控制上加熱壓板I與下加熱壓板2的開合，加熱材料經(jīng)特氟龍傳輸帶9輸送到上加熱壓板I與下加熱壓板2加熱區(qū)間，合上上加熱壓板I與下加熱壓板2到設(shè)定位置，自動計時加熱；
3)加熱到設(shè)定時間后，上加熱壓板I自動抬起，特氟龍傳送帶9自動把加熱好的基材送出加熱板加熱區(qū)間；上加熱壓輥4與下加熱壓輥5之間間隙調(diào)大至非工作狀態(tài)，加熱好的材料從加熱設(shè)備另一端輸出，進(jìn)入下一個成型工序，至此，設(shè)備完成其單獨加熱功能。
[0021]2、制復(fù)合板模式
1)在啟動設(shè)備之前，調(diào)整好上加熱壓輥4與下加熱壓輥5之間的間隙，根據(jù)工藝要求裝配好相應(yīng)的定型壓輥組合11 ;
2)根據(jù)單獨加熱爐模式開啟設(shè)備，當(dāng)材料完成加熱后且輸送到加熱壓輥之前，材料經(jīng)過上加熱壓板I與下加熱壓板2初步預(yù)壓，經(jīng)過上加熱壓輥4與下加熱壓輥5的二次輥壓后直接傳輸?shù)蕉ㄐ蛪狠伣M合11進(jìn)行冷卻定型輥壓； 3)最后輸出復(fù)合材料板材，整個加工為間斷性制板過程。
[0022]3、調(diào)控加熱方式
I)如圖5所示，開啟導(dǎo)熱油A閥門31、B閥門32、C閥門33、D閥門34、F閥門36，關(guān)閉導(dǎo)熱油E閥門35，上加熱壓板1、下加熱壓板2及上加熱壓輥4、下加熱壓輥5處于油溫并聯(lián)加熱模式，導(dǎo)熱油為加熱壓輥提供熱源，導(dǎo)熱油與電加熱管3共同為加熱壓板提供熱源。兩者加熱方式相互獨立，壓板加熱溫度高于壓輥加熱溫度；
如圖5所示，開啟導(dǎo)熱油閥B閥門32、C閥門33、E閥門35、F閥門36，關(guān)閉導(dǎo)熱油閥A閥門31、D閥門34，上加熱壓板1、下加熱壓板2與上加熱壓輥4、下加熱壓輥5處于油溫串聯(lián)加熱模式，導(dǎo)熱油在加熱壓板與加熱壓輥間循環(huán)。兩者加熱方式相互關(guān)聯(lián)，溫差小且趨于穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.一種制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，包括由上加熱壓板(I)與下加熱壓板(2)組成的加熱壓板組合、從上加熱壓板(I)與下加熱壓板(2)之間穿過的傳送帶(9)，傳送帶(9)傳送端部的外側(cè)設(shè)有定型壓輥組合(11 )，其特征是，所述加熱壓板組合與定型壓輥組合(11)之間設(shè)有上加熱壓輥(4)和下加熱壓輥(5)，所述傳送帶(9)從上加熱壓輥(4)和下加熱壓輥(5)之間穿過；該加熱裝置還設(shè)有加熱油箱(15)，所述上加熱壓板(I)內(nèi)設(shè)有上導(dǎo)熱油腔(6)，而下加熱壓板(2)內(nèi)設(shè)有下導(dǎo)熱油腔，加熱油箱(15)設(shè)有循環(huán)導(dǎo)熱油路分別連接上導(dǎo)熱油腔(6)、下導(dǎo)熱油腔及上、下加熱壓輥(4，5)內(nèi)部；所述上加熱壓板(I)與下加熱壓板(2)內(nèi)部安裝多根電加熱管(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述電加熱管(3)外包覆電加熱管套(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述電加熱管(3)均勻水平的安裝在上、下加熱壓板(1，2)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述上、下導(dǎo)熱油腔內(nèi)分別均勻設(shè)有豎直的導(dǎo)熱油腔隔板(17)，并在導(dǎo)熱油腔隔板(17)上設(shè)有通油孔(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述上、下加熱壓板(I，2 )之間設(shè)有豎直的導(dǎo)柱(20 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述上加熱壓板(I)上部設(shè)有水平的上石棉隔層(19)，上石棉隔層(19)與上加熱壓板(I)的側(cè)面及底面合圍成上加熱壓板(I)的上導(dǎo)熱油腔(6);所述下加熱壓板(2)下部設(shè)有水平的下石棉隔層，下石棉隔層與下加熱壓板的側(cè)面及頂面合圍成下加熱壓板(2)的下導(dǎo)熱油腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述上加熱壓板(I)頂面與上石棉隔層(19)之間設(shè)置多根豎直的上加強筋(18)，所述下加熱壓板底面與下石棉隔層之間設(shè)置多根豎直的下加強筋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述循環(huán)導(dǎo)熱油路包括設(shè)在加熱油箱(15)出油口的第六管路(26),該第六管路(26)與帶A閥門(31)的第一管路(21)及通入上、下導(dǎo)熱油腔進(jìn)油口的帶B閥門(32)的第二管路(22)連接，上、下導(dǎo)熱油腔的出油口連接帶C閥門(33)的第三管路(23)，上、下加熱壓輥(4，5)的出油口設(shè)有第四管路(24)連接至加熱油箱(15)的進(jìn)油口，第一管路(21)分別與通入上、下加熱壓輥(4，5)的進(jìn)油口的帶F閥門(36)的第七管路(27)及帶E閥門(35)的第五管路(25 )連接，第三管路(23 )與第五管路(25 )及帶D閥門(34)的第八管路(28 )連接，而第八管路(28)與第四管路(24)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述制備纖維增強聚合物基復(fù)合材料的加熱裝置，其特征是，所述上加熱壓板(I)的上方設(shè)有主液壓缸(14)，主液壓缸(14)的活塞桿與上加熱壓板(I)連接。
【文檔編號】B29C70/40GK103963317SQ201410162328
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】楊旭靜, 韓旭, 陳運彪, 段書用 申請人:湖南大學(xué)