Устройство для пропитки волокон

 

Изобретение относится к технике производства сосудов высокого давления из композиционных материалов методом намотки пропитанного стекловолокна на оправку и может быть применено в намоточных станках автоматических линий. Устройство для пропитки волокон на намоточном станке с заправочными шпулями содержит камеру с дроссельным отверстием для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры, образованной наружной поверхностью камеры в зоне дроссельного отверстия и наружной поверхностью оппозитно расположенного узла, систему трубопроводов для подачи под давлением пропитывающего состава из емкости для хранения, смонтированной на основании станка, в камеру и отвода из нее, и средство натяжения волокна. Оно снабжено датчиком регулировки подачи пропитывающего состава, установленным в камере, и расположенным внутри камеры подвижным штоком с клапаном, регулирующим проходное сечение дроссельного отверстия, выполненного в днище камеры. Оппозитно расположенный узел выполнен в виде матрицы с фигурной лункой, образующей ванну, на поверхности, обращенной в сторону днища. Средство натяжения волокна выполнено в виде системы подвижных роликов, имеющих в поперечном сечении каплеобразные профили, и расположено за фильерой по ходу движения волокна. Технический результат изобретения - повышение качества пропитки волокна при одновременном повышении производительности намоточного станка. 1 с. и 7 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике производства сосудов высокого давления из композиционных материалов методом намотки пропитанного стекловолокна на оправку и может быть применено в намоточных станках автоматических линий.

Известно устройство для пропитки волокон в намоточном станке с заправочными шпулями, содержащее ванну для пропитывающего состава и средства смачивания нитей в виде фильер, отжима пропитывающего состава и натяжения волокон ЕР 0153080 А2, 28.08.85.

Недостатками известного устройства пропитки волокон являются его большие габариты, большой расход пропиточного состава, низкое качество пропитки.

Наиболее близким по своей технической сущности к описываемому изобретению является устройство для пропитки волокон на намоточном станке с заправочными шпулями, содержащее камеру с дроссельным отверстием для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры, образованной наружной поверхностью камеры в зоне дроссельного отверстия и наружной поверхностью оппозитно расположенного узла, систему трубопроводов для подачи под давлением пропитывающего состава из емкости для хранения, смонтированной на основании станка, в камеру и отвода из нее, и средство натяжения волокон. US 4494436 А, 22.01.1985.

Недостатками данного устройства пропитки волокон являются его низкая надежность, а также большой расход пропиточного состава и низкое качество пропитки волокон из-за того, что средство для натяжения волокон расположено перед фильерами камеры пропитки и волокна подаются в зону пропитки уже в натянутом состоянии.

Задача изобретения заключается в том, чтобы создать более надежное устройство для пропитки волокон, повысить экономичность устройства путем уменьшения расхода пропиточного состава.

Технический результат, достигаемый этим изобретением, это повышение качества пропитки волокон при одновременном повышении производительности намоточного станка.

Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что устройство для пропитки волокон на намоточном станке с заправочными шпулями содержит камеру с дроссельным отверстием для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры, образованной наружной поверхностью камеры в зоне дроссельного отверстия и наружной поверхностью оппозитно расположенного узла, систему трубопроводов для подачи под давлением пропитывающего состава из емкости для хранения, смонтированной на основании станка, в камеру и отвода из нее, и средство натяжения волокна. При этом устройство снабжено датчиком регулировки подачи пропитывающего состава, установленным в камере, и расположенным внутри камеры подвижным штоком с клапаном, регулирующим проходное сечение дроссельного отверстия, выполненного в днище камеры, при этом оппозитно расположенный узел выполнен в виде матрицы с фигурной лункой, образующей ванну, на поверхности, обращенной в сторону днища, а средство натяжения волокна выполнено в виде системы подвижных роликов, имеющих в поперечном сечении каплеобразные профили, и расположено за фильерой по ходу движения волокна.

Кроме того, дроссельное отверстие для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры и фигурная лунка могут быть смещены от сечения с минимальным зазором фильеры по поверхностям днища и матрицы в сторону заправочной шпули.

А также фигурная лунка на матрице может иметь форму полукапли с хвостом, направленным в сторону движения волокна.

При этом профиль дроссельного отверстия в днище камеры может иметь форму расширяющегося диффузора, направленного в сторону матрицы.

В одном из вариантов профили днища камеры и матрицы в сечении с минимальным зазором могут иметь форму части сферы.

В другом варианте выполнения устройства матрица расположена на кронштейне, снабженном упругим компенсатором, регулирующим минимальный зазор фильеры.

В наилучшем варианте выполнения устройства каплеобразные профили роликов средства создания натяжения ориентированы по направлению движения волокна.

Кроме того, регулирующий клапан подвижного штока может быть выполнен из фторопласта.

На фиг. 1 показан схематично разрез устройства для пропитки волокна.

На фиг. 2 показан вариант выполнения матрицы, расположенной на кронштейне, снабженном упругим компенсатором, регулирующим минимальный зазор фильеры.

Устройство для пропитки волокон на намоточном станке с заправочными шпулями содержит камеру 1 с дроссельным отверстием 2 для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры 3, образованной наружной поверхностью 4 камеры 1 в зоне дроссельного отверстия 2 и наружной поверхностью 5 оппозитно расположенного узла, систему трубопроводов 6, 7 для подачи под давлением пропитывающего состава из емкости 8 для хранения, смонтированной на основании 9 станка, в камеру 1 и отвода из нее, и средство натяжения волокон 10. При этом устройство снабжено датчиком 11 регулировки подачи пропитывающего состава, установленным в камере 1, и расположенным внутри камеры 1 подвижным штоком 12 с клапаном 13, регулирующим проходное сечение дроссельного отверстия 2, выполненного в днище 14 камеры 1, при этом оппозитно расположенный узел выполнен в виде матрицы 15 с фигурной лункой 16, образующей ванну, на поверхности 5, обращенной в сторону днища 14, а средство натяжения волокон 10 выполнено в виде системы подвижных роликов 17, имеющих в поперечном сечении каплеобразные профили, и расположено за фильерой 3 по ходу движения волокон 10.

Кроме того, дроссельное отверстие 2 для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры 3 и фигурная лунка 16 могут быть смещены от сечения с минимальным зазором фильеры 3 по поверхностям 4 и 5 днища 14 и матрицы 15 в сторону заправочной шпули 18.

А также фигурная лунка 16 на матрице 15 может иметь форму полукапли с хвостом, направленным в сторону движения волокон 10.

При этом профиль дроссельного отверстия 2 в днище 14 камеры 1 может иметь форму расширяющегося диффузора, направленного в сторону матрицы 15.

В одном из вариантов профили днища 14 камеры 1 и матрицы 15 в сечении с минимальным зазором могут иметь форму части сферы.

В другом варианте выполнения устройства матрица 15 расположена на кронштейне 19, снабженном упругим компенсатором 20, регулирующим минимальный зазор фильеры 3.

В наилучшем варианте выполнения устройства каплеобразные профили роликов 17 средства создания натяжения ориентированы по направлению движения волокон 10.

Кроме того, регулирующий клапан 14 подвижного штока 13 может быть выполнен из фторопласта.

Устройство для пропитки волокон на намоточном станке с заправочными шпулями работает следующим образом.

Пропитывающий состав из емкости 8 для хранения, смонтированной на основании 9 станка, по трубопроводу 6 подается под давлением в камеру 1. Количество пропитывающего состава, подаваемого в камеру 1, как в процессе заправки, так и в процессе работы постоянно регулируется датчиком 11. Излишки пропитывающего состава отводятся из камеры 1 по трубопроводу 7. Дроссельное отверстие 2 для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры 3 в момент заполнения камеры 1 закрыто клапаном 13. Волокно 10, находящееся на заправочной шпуле 18, сначала пропускают через зазор фильеры 3, а затем огибают им систему подвижных роликов 17, создавая, таким образом, растягивающее усилие, натяжение в волокне 10, от выхода из фильеры 3 до изделия, подвергаемого намотке. При этом благодаря каплеобразным профилям роликов 17 автоматически создается необходимое натяжение, ориентированное по направлению движения волокна 10. Для пропитки волокна 10 открывают дроссельное отверстие 2, перемещая шток 12 с клапаном 13 вверх, обеспечивая проход пропитывающего состава в зазор фильеры 3. Количество поступающего в зазор пропитывающего состава зависит от величины открытия дроссельного отверстия 2 и регулируется перемещением штока 12 с клапаном 13. Дроссельное отверстие 2 в днище 14 камеры 1, имеющее форму расширяющегося диффузора, направленного в сторону матрицы 15, и фигурная лунка 16 в матрице 15 образуют пропиточную ванну, заполненную пропиточным составом, при этом волокно поступает в указанную ванну в нерастянутом состоянии, что обеспечивает более полную пропитку волокна 10. Благодаря тому что фигурная лунка 16 на матрице 15 имеет форму полукапли с хвостом, направленным в сторону движения волокон 10, излишки пропитывающего состава снимаются с волокна 10, а смещение фигурной лунки 16 в сторону заправочной шпули 18 также способствует более полной и экономной пропитке волокна 10. В случае образования узла на волокне 10 или каких-либо других отклонений от стандартного размера волокна 10 при прохождении такого узла через фильеру 3 благодаря наличию упругого компенсатора 20, выполненного, например, в виде пружины, последняя сожмется и зазор в фильере 3 увеличится, пропуская узел, что предотвратит обрыв волокна 10 и позволит в дальнейшем сохранить минимальный зазор в фильере 3.

Формула изобретения

1. Устройство для пропитки волокон на намоточном станке с заправочными шпулями, содержащее камеру с дроссельным отверстием для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры, образованной наружной поверхностью камеры в зоне дроссельного отверстия и наружной поверхностью оппозитно расположенного узла, систему трубопроводов для подачи под давлением пропитывающего состава из емкости для хранения, смонтированной на основании станка, в камеру и отвода из нее, и средство натяжения волокна, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком регулировки подачи пропитывающего состава, установленным в камере, и расположенным внутри камеры подвижным штоком с клапаном, регулирующим проходное сечение дроссельного отверстия, выполненного в днище камеры, при этом оппозитно расположенный узел выполнен в виде матрицы с фигурной лункой, образующей ванну, на поверхности, обращенной в сторону днища, а средство натяжения волокна выполнено в виде системы подвижных роликов, имеющих в поперечном сечении каплеобразные профили, и расположено за фильерой по ходу движения волокна.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дроссельное отверстие для подачи пропитывающего состава в зазор фильеры и фигурная лунка смещены от сечения с минимальным зазором фильеры по поверхностям днища и матрицы в сторону заправочной шпули.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фигурная лунка на матрице имеет форму полукапли с хвостом, направленным в сторону движения волокна.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что профиль дроссельного отверстия в днище камеры имеет форму расширяющегося диффузора, направленного в сторону матрицы.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что профили днища камеры и матрицы в сечении с минимальным зазором имеют форму части сферы.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что матрица расположена на кронштейне, снабженном упругим компенсатором регулирующим минимальный зазор фильеры.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каплеобразные профили роликов средства создания натяжения ориентированы по направлению движения волокна.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулирующий клапан подвижного штока выполнен из фторопласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2