[发明专利]一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置

权利要求书

1.一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，包括用于放置纤维束的放纱装置(10)，其特征在于：纤维束自放纱装置(10)引出后进入张力控制装置(20)，由张力控制装置(20)控制纤维束的表面张力并保证张力恒定，张力调整好的纤维束从压送辊(7)和第二支撑辊(6.2)之间通过后被引进预展纱装置(30)，由预展纱装置(30)采用声波扩纤法将纤维束预展开，预展开后的纤维束被引入主展纱装置(40)，由主展纱装置(40)采用机械多辊筒扩纤法将纤维束展开，展开后的纤维束通过牵拉收卷装置(50)收卷。

2.如权利要求1所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：所述张力控制装置(20)包括位于第一导纱罗拉(2.1)与第一支撑辊(6.1)之间的张力稳定辊(3)，纤维束依次绕经第一导纱罗拉(2.1)、张力稳定辊(3)及第一支撑辊(6.1)，在张力稳定辊(3)上挂有重锤(4)，通过改变重锤(4)的重量来调整张力稳定辊(3)的位置，在张力稳定辊(3)的上方及下方分别安装有用于检测其上限位置的上限位置传感器(5.1)及检测其下限位置的下限位置传感器(5.2)。

3.如权利要求2所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：通过所述张力控制装置(20)控制纤维束的表面张力的步骤为：

通过改变所述重锤(4)的重量，使所述张力稳定辊(3)在其重力作用下有不同位移，从而改变了所述第一导纱罗拉(2.1)与所述张力稳定辊(3)之间及所述张力稳定辊(3)与所述支承棍(6.1)之间的距离，从而改变纤维束表面包角和张紧程度，达到控制纤维束表面张力的目的。

4.如权利要求2所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：通过所述张力控制装置(20)保证张力恒定的步骤为：

当行进中的纤维束的张力增大时，所述张力稳定棍(3)向上移动，而张力减小时，则向下移动；当所述张力稳定辊(3)到达其上限位置时，所述上限位置传感器(5.1)检测到这样的位置并且将此结果信号反馈到所述放纱装置(10)，增加放纱旋转速度，以便增加纤维束供给而使所述张力稳定棍(3)下降；当所述张力稳定棍(3)到达其下限位置时，所述下限位置传感器(5.2)检测到这样的位置并且将此结果信号反馈到所述放纱装置(10)，以便减少纤维束的供给而使所述张力稳定辊(3)上升，这样纤维束的张力总是保持恒定。

5.如权利要求1所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：所述预展纱装置(30)包括低频发电机(8)、功率放大器(9)、扬声器(11)、第一展纱辊(12.1)及第二展纱辊(12.2)，低频发电机(8)与功率放大器(9)相连，功率放大器(9)连接扬声器(11)，第一展纱辊(12.1)及第二展纱辊(12.2)布置在扬声器(11)的出声口附近，纤维束依次绕经第一展纱辊(12.1)及第二展纱辊(12.2)后进入所述主展纱装置(40)。

6.如权利要求5所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：所述预展纱装置(30)将纤维束预展开的步骤为：

利用所述低频发电机(8)的电磁感应原理，将通电的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生变化的感应电流信号，由所述功率放大器(9)将感应电流信号放大，接着变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让所述扬声器(11)的膜片振动，引起四周空气的震荡，借助空气震荡使纤维束跟着不断振动，将纤维束展开。

7.如权利要求5所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：所述低频发电机(8)是在交变电压下工作，采用变频或者变压的形式；变频形式的低频发电机(8)频率可选择范围20-50Hz；变压形式的低频发电机(8)电压可选择范围是4-12V；所述扬声器(11)装在密封的胶合板内，产生声波范围在80-130dB；所述第一展纱辊(12.1)及所述第二展纱辊(12.2)的表面经过高抛光处理。

8.如权利要求1所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：所述主展纱装置(40)包括左右摆动的摆动杆(13)、上下运动的震动杆(14)、升降杆(15)和固定杆(16)，纤维束以S形依次绕经摆动杆(13)、上下运动的震动杆(14)、升降杆(15)和固定杆(16)。

9.如权利要求8所述的一种声波法与机械多辊筒法相结合大丝束碳纤维展开装置，其特征在于：所述主展纱装置(40)将纤维束展开的步骤为：

由所述摆动杆(13)向纤维束施加水平方向的拉力，同时由所述震动杆(14)向纤维束施加垂直方向的拉力，从而使得纤维束被拉宽、变薄，所述震动杆(14)在震动过程中，远离相邻的摆动杆(13)及升降杆(15)时，会受到相反作用力，纤维束会在震动杆(14)作用下上下拉开，当靠近相邻的摆动杆(13)及升降杆(15)时，被拉长的纤维束会被抖散，以达到所需的宽度；改变升降杆(15)上下位置，改变了升降杆(15)和固定杆(16)之间的距离，因此改变碳纤维的张紧和包角，稳定碳纤维的展开铺平效果。