基于干喷湿纺工艺的丝束合并装置及方法与流程

本技术属于碳纤维生产，具体涉及一种基于干喷湿纺工艺的丝束合并装置及方法。

背景技术：

1、干喷湿纺工艺是一种碳纤维丝线的制备方法，具有生产效率高、成本低、产品质量稳定等优点，在航空航天、汽车工业、体育器材等领域都有着广泛应用。与湿法纺织工艺相比，干喷湿纺工艺中的原丝液通过喷丝板喷出后，先经过一段空气层，后进入凝固液，以确保丝线表层和芯部的收缩率一致，提高碳纤维丝线的产品质量。

2、其中，常规的喷丝板均采用一体式结构，其且板体上设置有一千至三千个喷孔；由于一体式喷丝板上的孔比较多，因此每个孔的径深比都需要设计的非常小，来确保喷丝板抵抗高压形变的能力，这便造成喷丝板的制作成本增高的技术缺陷。

3、为了降低喷丝板的制作成本，现有技术中提出一种对原始干喷湿纺工艺的改进方案，具体是在传统的工艺步骤中加入一个对两股丝束合并的工序，以实现较大规格丝束的生产。

4、现有的丝束合并工序均是在凝固浴工序、水洗工序、蒸汽工序之一的后段执行；而发明人发现，在凝固浴工序后段或水洗工序后段合并时，因丝束宽幅大、展副不均等原因，容易导致水洗效果不佳、丝束残余溶剂较高，进而影响到实际加工效果；而在蒸汽工序后段合并时，丝束络筒后容易发生分叉，无法保证丝束合并的效果。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种基于干喷湿纺工艺的丝束合并装置及方法，旨在于上油工序后段限位两股丝线，以实现丝束合并的技术目的。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：

3、提供一种基于干喷湿纺工艺的丝束合并装置，包括：

4、基板，用于固定在任一安装面上，定义其厚度方向为前后方向、宽度方向为左右方向，以及其高度方向为上下方向；并且，两组所述丝线沿左右方向并列排布于所述基板的前侧；

5、两组收拢组件，沿左右方向并列设置在所述基板的前侧，且其分别与两组所述丝线相对应；两组所述收拢组件用于分别沿前后方向、左右方向收拢两组所述丝线，以构成两股丝束；

6、两个平动件，沿左右方向并列设置在所述基板的前侧，其均与所述基板的前侧面沿左右方向滑动连接，且其能够分别滑动至两组所述收拢组件的正下方，以使两股所述丝束分别落在两个所述平动件的前侧面上；并且，每个所述平动件的前侧面均采用倾斜面，所述平动件的倾斜面沿朝向两个所述平动件之间的方向向后侧倾斜；

7、吸力构件，设置在所述基板上，且其处于两个所述平动件之间，用于产生朝向后侧的吸力，进而为处于所述平动件前侧面丝束的移动提供作用力，并使落在两个所述平动件之间的两股所述丝束吸附于所述基板上；

8、两组导丝组件，设置在所述基板上，其处于所述收拢组件和所述平动件之间，且其分别位于两组所述收拢组件的正下方，以用于拉扯处于同侧的所述丝束，进而使处于所述收拢组件和所述平动件之间的所述丝束绷紧；以及

9、同步驱动组件，设置在所述基板上，且其与两个所述平动件和两组所述导丝组件传动连接，以同时驱动两个所述平动件和两组所述导丝组件；

10、其中，在两股所述丝束处于两个所述平动件之间时，通过两个所述平动件的相向移动，可使两股所述丝束合并为一股。

11、在一种可能的实现方式中，所述导丝组件包括：

12、转动臂，设置在所述基板的前侧，其后侧中间处固定连接有一传动轴，且所述传动轴处于对应的所述收拢组件的正下方；所述传动轴的轴向与前后方向平行，其贯穿所述基板并伸出至所述基板的后侧，且其伸出端与所述同步驱动组件传动连接；所述转动臂上具有两个条形孔，两个所述条形孔沿所述转动臂的长度方向间隔分布于所述传动轴的两侧，且每个所述条形孔均沿所述转动臂的长度方向延伸；

13、两个移动轴，均设置在所述基板的前侧，其轴向均与前后方向平行，且其分别插接在两个所述条形孔内；两个所述移动轴均通过导向槽与所述基板的前侧面滑动连接；所述导向槽开设于所述基板的前侧面，且其自所述传动轴的正上方或正下方延伸至所述传动轴的正左方或正右方；定义所述导向槽处于所述移动轴正上方和正下方的一端为第一端，且其处于所述移动轴正左方和正右方的一端为第二端；所述传动轴与所述第一端的间距小于所述传动轴与所述第二端的间距；以及

14、两个绕线辊，分别同轴、转动连接在两个所述移动轴的前端，且其外周壁均用于与所述丝束相接；

15、在所述转动臂转动至其长度方向和左右方向平行时，两个所述移动轴均处于所述导向槽的第二端，以使所述丝束能够进入两个所述绕线辊之间；此时，通过所述同步驱动组件带动所述转动臂旋转，可使所述移动轴移动至所述导向槽的第一端，以使两个所述绕线辊均与所述丝束相接，并使两个所述绕线辊的间距缩小。

16、在一种可能的实现方式中，所述同步驱动组件包括：

17、两个齿轮，分别同轴连接在两个所述传动轴的后端；

18、两个齿条，沿左右方向并列设置于所述基板后侧，其均与所述基板沿左右方向滑动连接，且其分别与两个所述齿轮啮合；并且，两个所述齿条的相邻侧面均采用倾斜面，且所述齿条的倾斜面自下至上朝向两个所述齿条之间倾斜；

19、传动块，沿上下方向滑动连接在所述基板的后侧面，其处于两个所述齿条之间，且其左右两侧分别与两个所述齿条的相邻侧面相抵接；所述传动块的左右两侧均采用倾斜面，且所述传动块的倾斜面自上至下朝向对应的齿条倾斜；在所述传动块自下至上移动时，两个所述齿条背向移动；

20、升降件，沿上下方向滑动连接在所述基板上，其处于两个所述平动件之间，且其左右两侧均具有连杆；所述连杆的一端与所述升降件沿前后方向铰接，且其另一端与同侧的所述平动件沿前后方向铰接；以及

21、直线气缸，固定设置在所述基板的后侧，且其具有能够沿上下方向移动、与所述传动块和所述升降件相连的驱动轴。

22、在一种可能的实现方式中，所述传动块的上下两端均具有沿左右方向向外延伸的阻动块，且处于上侧的所述阻动块的下侧面、处于下侧的所述阻动块的上侧面均用于与所述齿条抵接，进而限制所述传动块相对于所述齿条的移动；

23、其中，在每个所述移动轴均移动至对应的所述传动轴的正上方、正下方、正左方和正右方之一时，其中一个所述阻动块与所述齿条抵接；并且，两个所述平动件背向移动至所述吸力构件的左右两侧，或者两个所述平动件相向移动至可使两股所述丝束合并为一股。

24、在一种可能的实现方式中，所述基板的前侧面开设有凹槽，且所述凹槽内嵌接有滤网；所述凹槽处于两个所述平动件之间，且所述凹槽的槽底具有贯通至所述基板后侧面的多个通孔；所述吸力构件设置在所述基板的后侧，且其与多个所述通孔连通；

25、其中，两个所述平动件能够背向移动至所述凹槽的两侧，且其还能够相向移动至相互抵接；并且，在两个所述平动件相互抵接时，两个所述平动件的后侧面封闭所述凹槽。

26、在一种可能的实现方式中，所述吸力构件包括：

27、箱体，固定连接在所述基板的后侧面，其采用内部中空的结构，且其内部与多个所述通孔连通；以及

28、气泵，与所述箱体内部连通，以用于排出所述箱体内的气体。

29、在一种可能的实现方式中，两个所述平动件的相邻侧面上均具有采用弹性材质制成的挤压垫；

30、其中，所述挤压垫背向所述基板的一侧采用倾斜面，所述挤压垫的倾斜面沿朝向两个所述挤压垫之间的方向向后侧倾斜，且所述挤压垫的倾斜面与所述基板前侧面的夹角大于所述平动件的倾斜面与所述基板前侧面的夹角。

31、在一种可能的实现方式中，所述收拢组件包括：

32、导向板，固定连接在所述基板的前侧面，其自后向前延伸，且其前部采用朝向两组所述收拢组件之间倾斜的结构；以及

33、滑动座，沿左右方向滑动连接在所述基板的前侧面，且其处于所述导向板倾斜部分的正后方；所述滑动座上沿前后方向滑动连接有一挡板，且所述挡板和所述滑动座之间具有弹性构件；在所述弹性构件的作用下，所述挡板适于向前移动至抵接所述导向板的倾斜部分；并且，在所述滑动座朝向所述导向板移动时，所述弹性构件上产生相应的压缩；

34、其中，所述导向板、所述滑动座和所述挡板围成一个开口朝向上下方向、用于供一组所述丝线置入的腔道；通过朝向所述导向板移动所述滑动座，可使所述腔道缩小，进而使所述丝线收拢为一股丝束；并且，两组所述收拢组件之间具有直线驱动组件，所述直线驱动组件与两个所述滑动座相连，以用于同时带动两个所述滑动座分别朝向或背向对应的所述导向板移动。

35、在一种可能的实现方式中，所述直线驱动组件包括：

36、两个连接块，分别固定连接在两个所述滑动座上，其均贯穿所述基板并伸出至所述基板的后侧，且其伸出部分连接有轴向与左右方向平行的传动螺母；以及

37、双头螺杆，设置于所述基板的后侧，其轴向与左右方向平行，且其与所述基板沿左右方向转动连接；所述双头螺杆的一端连接有用于带动其正向或反向转动的转动电机；

38、其中，所述双头螺杆上具有两个螺纹方向相反的连接部，且两个所述连接部分别与两个所述传动螺母螺纹连接；在所述双头螺杆转动时，两个所述连接部带动两个所述传动螺母和两个所述连接块相向移动或背向移动，进而带动两个所述滑动座分别朝向或背向所述导向板移动。

39、本技术实施例中，通过收拢组件可使一组丝线收拢为一股丝束；在此基础上，通过吸力构件可使丝束移动至两个平动件之间，随后通过两个平动件的夹持可使两股丝束合并为一股；在此基础上，通过同步驱动组件的同时驱动效果，可使两组所述导丝组件同步作用，使平动件和收拢组件之间的两股丝束均处于绷紧状态，进而避免两股丝束合并为一股时发生打卷、分叉的现象。

40、本实施例提供的基于干喷湿纺工艺的丝束合并装置，与现有技术相比，于上油工序后段限位两股丝线，实现了将两组丝线合并为一股丝束的技术目的。

41、本技术采用的技术方案还提供了一种基于干喷湿纺工艺的丝束合并方法，应用前述任一项所提出的丝束合并装置，包括以下步骤：

42、a.通过调节牵引单元的位置，使经过上油工序后的两组丝线分别与两组所述收拢组件相接、分别处于两个所述平动件前侧；

43、b.启动两组所述收拢组件，以使两组所述丝线收拢为两股丝束；

44、c.启动所述吸力构件，以使处于两个所述平动件前侧的两股丝束受吸力影响而沿所述平动件的倾斜面移动，从而进入两个所述平动件之间的区域；

45、d.启动所述同步驱动组件，使两组所述导丝组件启动，以拉动两股所述丝束，从而使处于所述平动件和所述收拢组件之间的部分所述丝束绷紧；同时使两个所述平动件相向移动，进而使处于两个所述平动件之间的两股所述丝束合并为一股。

46、本实施例提供的一种基于干喷湿纺工艺的丝束合并方法的有益效果与前述基于干喷湿纺工艺的丝束合并装置的有益效果相同，在此不再赘述。