一种能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头及其调节方法与流程

本发明涉及熔喷碳纤维生产设备技术领域，尤其涉及一种能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头及其调节方法。

背景技术：

目前，生产熔喷碳纤维的原丝主要包括粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、沥青纤维，利用熔喷碳纤维可制成各种环保材料。现有技术中公开了一种熔喷模头，包括上模和下模，上模和下模中间设有模体型腔，上模和下模上分别设有进风管道，上模和下模下方设有喷丝板，喷丝板上设有风刀和出丝口。这种熔喷模头在工作的时候，利用安装在上模和下模上的进风管道，空气经过模具内的流通之后再由风刀处吹出，这样就能更均匀平稳的出风，保证模具出丝的质量，使用效果良好。但是经过长期使用，发现上述熔喷模头中风刀通道的出风端开口大小固定，不能根据物料的不同状态进行调整，对喷丝的修整作用较差，容易造成喷丝细度不均。

为此，公开号为cn210262108u的专利说明书中一种环保材料生产用碳纤维熔喷模头，包括第一模块、第二模块、喷丝孔、支脚、活动块、风刀通道、进风管道，第一模块或第二模块位于风刀通道出风端的一侧设有固定部，活动块位于风刀通道出风端的一侧设有活动部，活动部能够通过调节机构来调节其与固定部的间距；调节机构包括凸座、螺套、微调螺杆、连接套和顶杆，凸座中开设有导向孔，导向孔外端螺套中螺接有微调螺杆，微调螺杆通过连接套转动连接有顶杆，顶杆通过勾头与活动部卡合固定。

但是这种环保材料生产用碳纤维熔喷模头存在不足之处，其只能在使用前进行调节，不能在使用过程中进行调节，且其调节需要人工手动调节，调节的精确度较差。因此，需要对其进行优化改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头及其调节方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头，该碳纤维熔喷模头包括模头本体和为其提供固定支撑的立板，所述模头本体的内部设有料腔，所述料腔的底部设有喷丝孔道，所述喷丝孔道的两侧设有固定部和活动部，所述料腔的上部设有能够通过电磁加热的金属套管，所述金属套管的外侧设有内置电磁线圈的电磁加热器，所述模头本体的顶板中心处穿设有搅拌轴，所述搅拌轴位于料腔中的轴体通过若干支撑杆支撑有刮板，所述刮板在支撑杆的作用下与金属套管的内壁相抵，所述搅拌轴位于料腔外的端部经联轴器与搅拌电机的输出轴固定，所述搅拌电机通过电机支架与模头本体固定，所述电机支架同时固定有与料腔连通的进料管；所述活动部的外侧固定有凸座，所述凸座中开设有丝杆槽，所述立板上固定有调节电机、控制器和线径测量仪，所述控制器分别与调节电机、线径测量仪连接，所述调节电机的输出轴固定有与丝杆槽相互配合的调节丝杆，所述立板位于调节电机的下方通过滚轮支架转动支撑有导线轮，所述立板的下部开设有便于将喷丝引入至线径测量仪测量区中的穿线孔。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述支撑杆由固定套、滑杆和压缩弹簧构成，所述固定套中滑动限制有滑杆，所述滑杆外露杆体的外侧套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的外径小于固定套的外径。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述活动部与固定部两侧之间设有便于两者相对运动的开缝，且两侧的开缝面相互平齐，所述活动部在外力作用下能够沿着开缝面方向进行微幅位移。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述固定部与活动部各自的内部设有弧形风道，且两者的弧形风道能够对接形成环形风道，所述固定部中穿设有与内部弧形风道连通的进风管，所述环形风道的底端围绕喷丝孔道设有若干出风通道，且出风通道的出风端靠近喷丝孔道出口。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述活动部所对应的圆心角为45-90度。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述调节电机为高精度伺服电机，所述控制器为msp430超低功耗单片机。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述线径测量仪为采用无电机、激光衍射测量的h1型线径测量仪。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述导线轮的轮体开设有与喷丝配合的的环形槽，所述导线轮的轮体由不锈钢材料制成。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述线径测量仪能够检测喷丝的线径，并将数据信号发送给控制器，所述控制器能够根据数据信号控制调节电机进行正向旋转或反向旋转，实现喷丝孔道喷出喷丝细度的调节。

进一步地，上述能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头中，所述碳纤维熔喷模头的调节方法包括如下步骤：利用线径测量仪实时检测喷丝的细度，当喷丝的细度小于标准范围的最低值时，利用控制器控制调节电机反向旋转，使得活动部相对固定部向外进行微幅位移，喷丝细度随着变大；当喷丝的细度大于标准范围的最大值时，利用控制器控制调节电机正向旋转，使得活动部相对固定部向内进行微幅位移，喷丝细度随着变小。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够实时监控喷丝的细度，当喷丝细度出现异常或者主动对喷丝细度有新的要求时，能够实时进行喷丝细度调节，且依靠丝杆实现高精度调节，操作方便。

2、本发明位于模头本体设有电磁加热器和搅拌机构，电磁加热器能够快速对金属套管进行加热，搅拌机构能够使得与金属套管内壁接触的料体“更新”，避免料体长时间附着在金属套管内壁导致过热变质。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明中金属套管、电磁加热器的结构示意图；

图3为本发明中搅拌轴、支撑杆、刮板的结构示意图；

图4为本发明中弧形风道、进风管、出风通道的主视示意图；

图5为本发明中弧形风道、进风管、出风通道的俯视示意图；

图6为本发明局部的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-立板，2-模头本体，3-料腔，4-喷丝孔道，5-固定部，6-活动部，7-金属套管，8-电磁加热器，9-电磁线圈，10-搅拌轴，11-支撑杆，111-固定套，112-滑杆，113-压缩弹簧，12-刮板，13-搅拌电机，14-电机支架，15-进料管，16-弧形风道，17-进风管，18-出风通道，19-凸座，20-调节电机，21-导线轮，22-控制器，23-线径测量仪，24-喷丝，25-穿线孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6所示，本实施例为一种能够自动调节喷丝细度的碳纤维熔喷模头，该碳纤维熔喷模头包括模头本体2和为其提供固定支撑的立板1，模头本体2的内部设有料腔3，料腔3的底部设有喷丝孔道4，喷丝孔道4的两侧设有固定部5和活动部6。

本实施例中，料腔3的上部设有能够通过电磁加热的金属套管7，金属套管7的外侧设有内置电磁线圈9的电磁加热器8。模头本体1的顶板中心处穿设有搅拌轴10，搅拌轴10位于料腔3中的轴体通过若干支撑杆11支撑有刮板12，刮板12在支撑杆11的作用下与金属套管7的内壁相抵。搅拌轴10位于料腔3外的端部经联轴器与搅拌电机13的输出轴固定，搅拌电机13通过电机支架14与模头本体2固定，电机支架14同时固定有与料腔3连通的进料管15。支撑杆11由固定套111、滑杆112和压缩弹簧113构成，固定套111中滑动限制有滑杆112，滑杆112外露杆体的外侧套设有压缩弹簧113，压缩弹簧113的外径小于固定套111的外径。

本实施例中，活动部6的外侧固定有凸座19，凸座19中开设有丝杆槽。立板1上固定有调节电机20、控制器22和线径测量仪23，控制器22分别与调节电机20、线径测量仪23连接。调节电机20的输出轴固定有与丝杆槽相互配合的调节丝杆，立板1位于调节电机20的下方通过滚轮支架转动支撑有导线轮21，立板1的下部开设有便于将喷丝24引入至线径测量仪23测量区中的穿线孔25。

本实施例中，活动部6与固定部5两侧之间设有便于两者相对运动的开缝，且两侧的开缝面相互平齐，活动部6所对应的圆心角为45-90度，活动部6在外力作用下能够沿着开缝面方向进行微幅位移。固定部5与活动部6各自的内部设有弧形风道16，且两者的弧形风道16能够对接形成环形风道。当固定部5与活动部6之间出现相对微幅位移时，两者弧形风道16仍是基本接通，对环形风道没有较大影响，即通风辅助喷丝不受影响。固定部5中穿设有与内部弧形风道16连通的进风管17，环形风道的底端围绕喷丝孔道4设有若干出风通道18，且出风通道18的出风端靠近喷丝孔道4出口。

本实施例中，调节电机20为高精度伺服电机，控制器22为msp430超低功耗单片机。线径测量仪23为采用无电机、激光衍射测量的h1型线径测量仪。

本实施例中，导线轮21的轮体开设有与喷丝24配合的的环形槽，导线轮的轮体由不锈钢材料制成。

本实施例中，线径测量仪23能够检测喷丝24的线径，并将数据信号发送给控制器22，控制器22能够根据数据信号控制调节电机20进行正向旋转或反向旋转，实现喷丝孔道4喷出喷丝细度的调节。

本实施例还提供了上述碳纤维熔喷模头的调节方法，包括如下步骤：利用线径测量仪23实时检测喷丝的细度，当喷丝24的细度小于标准范围的最低值时，利用控制器22控制调节电机20反向旋转，使得活动部6相对固定部5向外进行微幅位移，喷丝24细度随着变大；当喷丝24的细度大于标准范围的最大值时，利用控制器22控制调节电机20正向旋转，使得活动部6相对固定部5向内进行微幅位移，喷丝24细度随着变小。

本实施例的一个具体应用为：本实施例能够实时监控喷丝的细度，当喷丝细度出现异常或者主动对喷丝细度有新的要求时，能够实时进行喷丝细度调节，且依靠丝杆实现高精度调节，操作方便。本实施例位于模头本体设有电磁加热器和搅拌机构，电磁加热器能够快速对金属套管进行加热，搅拌机构能够使得与金属套管内壁接触的料体“更新”，避免料体长时间附着在金属套管内壁导致过热变质。

以上公开的本发明优选实施例只是利于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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