Устройство для пропитки непрерывного волокна связующим

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к оборудованию для пропитки связующим непрерывного волокна, используемого при получении препрегов, применяемых для изготовления конструкционных изделий, прекурсоров углерод-углеродных композиционных материалов. Устройство для пропитки непрерывного волокна связующим содержит экструдер, насадку и фильеру. Насадка установлена на выходном отверстии экструдера и выполнена с цилиндрической боковой стенкой и дном. В цилиндрической боковой стенке насадки выполнены два сквозных отверстия - сквозное отверстие для прохождения непрерывного волокна и сквозное отверстие для размещения в нем фильеры. Указанные отверстия расположены на одной оси, проходящей через ось симметрии насадки и перпендикулярно этой оси. При этом фильера установлена в соответствующем сквозном отверстии насадки. Предложенное устройство для пропитки непрерывного волокна связующим позволяет осуществлять более равномерную пропитку непрерывного волокна связующим при более высокой скорости подачи непрерывного волокна. 1 н.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к оборудованию для пропитки связующим непрерывного волокна, используемого при получении препрегов, применяемых для изготовления конструкционных изделий, прекурсоров углерод-углеродных композиционных материалов.

Известно устройство для пропитки непрерывного волокна связующим, содержащее ванну, образующую объем для связующего, в боковой стенке которой выполнено сквозное отверстие для размещения в нем фильеры (EP 0005796, B29B 15/12, 1979). Данное устройство принято в качестве прототипа.

Недостатком описанного выше устройства является неравномерность пропитки непрерывного волокна связующим, в результате чего будет получено непрерывное волокно низкого качества. При этом сам процесс пропитки осуществляется при низкой скорости, что приводит к низкой производительности устройства.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение более равномерной пропитки непрерывного волокна связующим, и, соответственно, повышение качества пропитанного связующим непрерывного волокна, а также повышение скорости пропитки непрерывного волокна, а, следовательно, повышение производительности устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство для пропитки непрерывного волокна связующим содержит экструдер, насадку и фильеру, насадка выполнена с цилиндрической боковой стенкой и дном, в цилиндрической боковой стенке насадки выполнены два сквозных отверстия - сквозное отверстие для прохождения непрерывного волокна и сквозное отверстие для размещения в нем фильеры, указанные отверстия расположены на одной оси, проходящей через ось симметрии насадки и перпендикулярно этой оси, при этом насадка установлена на выходном отверстии экструдера, а фильера установлена в соответствующем ей сквозном отверстии насадки. Такое выполнение устройства позволяет осуществлять более равномерную пропитку непрерывного волокна связующим при более высокой скорости подачи непрерывного волокна за счет того, что пропитка непрерывного волокна осуществляется в закрытом объеме насадки, образованном ее цилиндрической боковой стенкой и дном, подаваемым под давлением связующим, которое проникает внутрь волокна на всю его толщину и равномерно пропитывает его.

Вышеизложенные особенности и преимущества полезной модели будут понятны из последующего описания предпочтительного примера осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции:

на фиг. 1 представлена схема устройства для пропитки непрерывного волокна связующим в соответствии с настоящей полезной моделью;

на фиг. 2 - схема насадки с фильерой в соответствии с настоящей полезной моделью.

Устройство для пропитки непрерывного волокна связующим содержит экструдер 1 и насадку 2 с фильерой 3.

Насадка 2 выполнена цилиндрической формы и имеет цилиндрическую боковую стенку 4 и дно 5. В цилиндрической боковой стенке 4 насадки 2 выполнены два сквозных отверстия - сквозное отверстие 6 для прохождения непрерывного волокна и сквозное отверстие 7 для размещения в нем фильеры 3. Указанные сквозные отверстия 6 и 7 расположены на одной оси 0-0, которая проходит через ось 0₁-0₁, являющуюся осью симметрии цилиндрической насадки 2, и перпендикулярно этой оси 0₁ -0₁ Насадка 2 установлена на выходном конце экструдера 1 соосно ему.

Фильера 3 выполнена с формовочным отверстием 8 и установлена в сквозном отверстии 7 насадки 2. При этом устройство для пропитки непрерывного волокна связующим может содержать комплект сменных фильер 3, имеющих формовочные отверстия 8 различного диаметра, которые выбирают для установки в сквозное отверстие 7 насадки 2 в зависимости от диаметра непрерывного волокна 9.

Устройство для пропитки непрерывного волокна связующим работает следующим образом.

Непрерывное волокно 9 со шпулярника 10 подают в устройство для пропитки непрерывного волокна связующим. Конец непрерывного волокна 9 пропускают сначала через сквозное отверстие 6 в насадке 2, через емкость 11, образованную внутри насадки 2, а затем через расположенное противоположно сквозному отверстию 6 формовочное отверстие 8 фильеры 3.

Из экструдера 1 под заданным давлением подают соответствующее связующее (расплав или раствор), которое продавливается в емкость 11 внутри насадки 2, образованную цилиндрической боковой стенкой 4 насадки и ее дном 5_у и заполняет ее. При протягивании непрерывного волокна 9 через указанную емкость 11, в которую связующее постоянно поступает под давлением, по существу, перпендикулярно непрерывно перемещаемому волокну 9, осуществляется равномерная пропитка непрерывного волокна 9 связующим на всю его толщину. На выходе из насадки пропитанное связующим непрерывное волокно 9 протягивается через формовочное отверстие 8 фильеры 3, в результате чего формируется пропитанное связующим непрерывное волокно, при этом излишки связующего снимаются и остаются в емкости 11 внутри насадки 2.

Размер отверстия фильеры, давление, задаваемое в экструдере, и скорость перемещения непрерывного волокна рассчитывают в зависимости от линейной плотности непрерывного волокна и нитей, вида (состава) волокна, температуры и вязкости связующего и т.д.

Посредством предложенного устройства можно осуществлять пропитку стеклянных, углеродных, базальтовых, кремнеземных и других волокон и нитей. При этом в зависимости от свойств пропитываемого волокна и/или требуемых свойств получаемого волокна в качестве связующего для пропитки непрерывного волокна могут быть использованы, например, эпоксидные, полиэфирные, фенолформальдегидные смолы и их растворы, а также связующие на основе каменноугольных и нефтяных пеков.

Таким образом, предложенное заявителем устройство для пропитки непрерывного волокна связующим позволяет осуществлять более равномерную пропитку непрерывного волокна связующим при более высокой скорости подачи непрерывного волокна.

Описанный выше пример осуществления полезной модели следует во всех аспектах рассматривать лишь как иллюстративный и не обуславливающий никаких ограничений. Следовательно, могут быть использованы другие примеры осуществления настоящей полезной модели и примеры внедрения, которые не выходят за пределы описанных здесь существенных признаков.

Устройство для пропитки непрерывного волокна связующим, содержащее экструдер, насадку и фильеру, насадка выполнена с цилиндрической боковой стенкой и дном, в цилиндрической боковой стенке насадки выполнены два сквозных отверстия - сквозное отверстие для прохождения непрерывного волокна и сквозное отверстие для размещения в нем фильеры, указанные отверстия расположены на одной оси, проходящей через ось симметрии насадки и перпендикулярно этой оси, при этом насадка установлена на выходном отверстии экструдера, а фильера установлена в соответствующем сквозном отверстии насадки.

РИСУНКИ