一种碳纤维的回收工艺及系统

技术领域

本发明涉及碳纤维回收技术领域，具体说是一种碳纤维的回收工艺及系统。

背景技术

碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre Reinforced Polymer,简称CFRP)是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料，它同时具有基体材料和增强材料优异性能。在国防、军工和航天领域得到了广泛的应用，在汽车、医疗器械、体育休闲制品、建筑工业、能源等行业的应用也日益广泛。

碳纤维回收相对于回收塑料、金属等，回收再利用碳纤维一般包括以下几个步骤：首先，工作人员把回收来的复合材料剪成碎片放在传送带上，先是进入无氧环境中进行热解，在超过500℃的高温下，复合材料中的环氧树脂分子被分解蒸发，并通过排风扇排出，其中易燃分子通过管道进入燃烧器中被烧毁。其余的则被内置的烟气净化系统过滤。紧接着碳纤维通过由磁铁组成的传送带，把表面残留的金属颗粒清理干净，在整个过程中，碳纤维的结构不会有丝毫破坏。然后把分解好的碳纤维重新制成碳纤维颗粒、粉末或者其他形状，这些回收回来的废旧碳纤维材料就变成了重要的原料，可以和其他材料进行整合制成新的复合材料；

在碳纤维通过由磁铁组成的传送带来去除残留金属颗粒的过程中，由于碳纤维是堆积在一起进行运输的，部分金属颗粒会受到相互叠加覆盖的碳纤维的阻碍无法有效去净，从而使得经过由磁铁组成的传送带的碳纤维上仍然存在大量的金属颗粒，进而影响碳纤维回收后的品质。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种碳纤维的回收工艺及系统，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种碳纤维的回收工艺及系统，该系统通过磁性筒将传动带上堆积的碳纤维拨开，从而使得金属颗粒从碳纤维之间暴露出来后被吸走，进而减小碳纤维上的金属颗粒的残留，提高了碳纤维回收后的品质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种碳纤维的回收系统，包括：

传送带；所述传送带用于传送物料；所述传送带包括一号电机、机架、主动辊、从动辊和皮带；两个所述机架之间转动连接着主动辊和从动辊；从动辊与主动辊之间传动连接着皮带；其中一个所述机架的一侧固连着一号电机；所述一号电机的输出轴固连着主动辊的一端；

所述碳纤维的回收系统还包括：

支架；所述支架位于传送带的两侧；

转轴；所述转轴转动连接在两个所述支架之间；

二号电机；所述二号电机固连在其中一个所述支架的外侧；所述二号电机的输出轴与所述转轴的一端固连；

磁性筒；所述磁性筒套设在所述转轴的外围且与其通过连杆固连；所述磁性筒能够对所述传动带上的金属颗粒进行吸附；

控制器，所述控制器用于控制本发明自动运行。

优选的，所述磁性筒的外壁均匀环绕固连着弹片；所述弹片与所述磁性筒的开口方向与转动方向相反；所述弹片与所述磁性筒之间的夹角为0-20度。

优选的，所述弹片与所述磁性筒的开口处通过柔性膜密封连接。

优选的，所述弹性膜的外侧壁上贯穿设置有圆孔；所述圆孔内固连有弹性膜。

优选的，所述磁性筒远离所述传送带来向的象限点位置设有收集盒；所述收集盒通过固定杆与所述支架固连；所述收集盒的上端和靠近所述磁性筒的一端为开口；所述收集盒内水平滑动连接着刮片；所述刮片与所述收集盒的侧壁之间通过弹簧连接。

优选的，所述刮片远离磁性筒的一侧固连有导向棒；所述导向棒位于相对应的弹簧内侧，且导向棒与所述收集盒之间为滑动连接。

优选的，所述磁性筒靠近弹片与其连接的内壁贯穿螺纹连接着调节棒；所述调节棒的一端与所述弹片的内壁接触。

一种碳纤维的回收工艺，该工艺适用于上述的碳纤维的回收系统，该工艺的步骤如下：

S1：先将回收来的碳纤维增强复合材料剪成碎片放在传送带上，先是进入无氧环境中进行热解，在超过500℃的高温下，复合材料中的环氧树脂分子被分解蒸发，并通过排风扇排出，其中易燃分子通过管道进入燃烧器中被烧毁，其余的则被内置的烟气净化系统过滤，紧接着碳纤维受到传动带的牵引下继续移动至磁性筒周围；

S2：在碳纤维靠近磁性筒的时候，二号电机带动转轴转动，转轴转动再通过连杆带动磁性筒转动，转动的磁性筒带动弹片同步转动，且也带动柔性膜和弹性膜同步转动，通过弹片和磁性筒的作用将堆积在一起的碳纤维被弹走，使得碳纤维被带动到传动带运动相反的方向上再落在传送带上，而磁性筒转动的同时也会通过自身磁性将传送带上的没有被碳纤维阻碍的金属颗粒吸附在磁性筒的外壁上，弹性膜和柔性膜具有着对碳纤维打散和推走目的；

S3：当磁性筒上的金属颗粒吸附到一定程度后，再通过收集盒对磁性筒上的外壁进行清理，最后把分解好的碳纤维重新制成碳纤维颗粒、粉末或者其他形状，即可完成了对碳纤维的回收过程。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过磁性筒将传动带上堆积的碳纤维拨开，从而使得金属颗粒从碳纤维之间暴露出来后被吸走，进而减小碳纤维上的金属颗粒的残留，提高了碳纤维回收后的品质。

2.本发明通过磁性筒带动弹片转动，使得弹片在自身弹力作用力将碳纤维拨开得更远，进而使得碳纤维上的金属颗粒暴露出更多，更进一步减少碳纤维上金属颗粒的残留，使得碳纤维的回收效果更进一步得到提高。

3.本发明中弹片受到阻碍力的作用靠近磁性筒的过程中，弹片的内侧气压会将松弛的柔性膜胀起，若弹片继续受压后，弹片的内侧气体无法释放，则会聚集到圆孔周围，最后克服弹性膜的弹力使得弹性膜胀起，胀起后的弹性膜会对弹片一侧的碳纤维撞击，从而将弹片一侧的碳纤维打散，防止碳纤维堆积过实而造成弹片无法将其打散弹开的情况发生，进而提高弹片对碳纤维作用的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是图1中的A处放大图；

图3是本发明的剖视图；

图4是图3中的B处放大图；

图5是本发明的工艺流程图；

图中：传送带1、支架2、转轴3、二号电机4、磁性筒5、连杆51、弹片6、柔性膜61、圆孔62、弹性膜63、收集盒7、固定杆71、刮片72、弹簧73、导向棒74、调节棒8。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种碳纤维的回收系统，包括：

传送带1；所述传送带1用于传送物料；所述传送带1包括一号电机、机架、主动辊、从动辊和皮带；两个所述机架之间转动连接着主动辊和从动辊；从动辊与主动辊之间传动连接着皮带；其中一个所述机架的一侧固连着一号电机；所述一号电机的输出轴固连着主动辊的一端；

所述碳纤维的回收系统还包括：

支架2；所述支架2位于传送带1的两侧；

转轴3；所述转轴3转动连接在两个所述支架2之间；

二号电机4；所述二号电机4固连在其中一个所述支架2的外侧；所述二号电机4的输出轴与所述转轴3的一端固连；

磁性筒5；所述磁性筒5套设在所述转轴3的外围且与其通过连杆51固连；所述磁性筒5能够对所述传送带1上的金属颗粒进行吸附；

控制器，所述控制器用于控制本发明自动运行；

工作时，在碳纤维通过由磁铁组成的传送带1来去除残留金属颗粒的过程中，由于碳纤维是堆积在一起进行运输的，部分金属颗粒会受到相互叠加覆盖的碳纤维的阻碍无法有效去净，从而使得经过由磁铁组成的传送带1的碳纤维上仍然存在大量的金属颗粒，进而影响碳纤维回收后的品质；

因此本发明先将回收来的碳纤维增强复合材料剪成碎片放在传送带1上，先是进入无氧环境中进行热解，在超过500℃的高温下，复合材料中的环氧树脂分子被分解蒸发，并通过排风扇排出，其中易燃分子通过管道进入燃烧器中被烧毁，其余的则被内置的烟气净化系统过滤，紧接着碳纤维受到传送带1的牵引下继续移动至磁性筒5周围，在碳纤维靠近磁性筒5的时候，二号电机4带动转轴3转动，转轴3转动再通过连杆51带动磁性筒5转动，磁性筒5具有磁性的原因有两个方式，一种为本身由磁铁制成，另一种则是由电磁铁通电产生，二号电机4带动磁性筒5转动的方向与传送带1传送的方向是相对的，由此在碳纤维与磁性筒5接触的时候，通过磁性筒5与碳纤维之间的摩擦力，使得堆积在一起的碳纤维被磁性筒5旋飞，使得碳纤维被带动到传送带1运动相反的方向上再落在传送带1上，而磁性筒5转动的同时也会通过自身磁性将传送带1上的没有被碳纤维阻碍的金属颗粒吸附在磁性筒5的外壁上，当磁性筒5上的金属颗粒吸附到一定程度后，再对磁性筒5上的外壁进行清理，保证了磁性筒5的吸附效果，而通过这种将堆积的碳纤维拨开的方式，使得金属颗粒被暴露出来，使得金属颗粒没有上面一层碳纤维的阻碍被吸走，然后把分解好的碳纤维重新制成碳纤维颗粒、粉末或者其他形状，即可完成了对碳纤维的回收过程；

本发明通过磁性筒5将传送带1上堆积的碳纤维拨开，从而使得金属颗粒从碳纤维之间暴露出来后被吸走，进而减小碳纤维上的金属颗粒的残留，提高了碳纤维回收后的品质。

作为本发明的一种实施方式，所述磁性筒5的外壁均匀环绕固连着弹片6；所述弹片6与所述磁性筒5的开口方向与转动方向相反；所述弹片6与所述磁性筒5之间的夹角为0-20度；工作时，磁性筒5在二号电机4的带动下而转动，转动的磁性筒5带动弹片6同步转动，通过弹片6增大了磁性筒5与碳纤维的摩擦力，同时在传送带1上的碳纤维堆积到比较多的情况下，碳纤维先对弹片6一个阻碍力，而弹片6由于自身弹力的原因，会给碳纤维一个反作用力，从而将堆积的碳纤维弹的更远，堆积的碳纤维在受力下呈抛物线式重新散落在传送带1上，增大了碳纤维与磁性筒5的接触面积，同时夹杂在碳纤维内的金属颗粒也会暴露出来，便于被磁性筒5吸附，同时本发明可将传送带1设置成网孔状，这样金属颗粒也会沿着网孔掉落，而碳纤维却不影响；

本发明通过磁性筒5带动弹片6转动，使得弹片6在自身弹力作用力将碳纤维拨开得更远，进而使得碳纤维上的金属颗粒暴露出更多，更进一步减少碳纤维上金属颗粒的残留，使得碳纤维的回收效果更进一步得到提高。

作为本发明的一种实施方式，所述弹片6与所述磁性筒5的开口处通过柔性膜61密封连接；工作时，弹片6在磁性筒5的带动下转动，从而使得弹片6带动柔性膜61转动，当遇到堆积的碳纤维的阻碍时，弹片6会受到阻碍力而靠近磁性筒5，从而使得弹片6与磁性筒5之间的气体压强受到挤压后增大，增大后的气压会将弹片6边缘松弛的柔性膜61胀起，胀起的柔性膜61会推动周围的碳纤维摊开，从而增大了碳纤维上的金属颗粒与磁性筒5的吸附面积，提高磁性筒5吸附金属颗粒的效率，同时胀起的柔性膜61还会将部分碳纤维推走，从而提高碳纤维离开磁性筒5的速度，防止造成堆积影响吸附效果。

作为本发明的一种实施方式，所述弹片6的外侧壁上贯穿设置有圆孔62；所述圆孔62内固连有弹性膜63；工作时，弹片6受到阻碍力的作用靠近磁性筒5的过程中，弹片6的内侧气压会将松弛的柔性膜61胀起，若弹片6继续受压后，弹片6的内侧气体无法释放，则会聚集到圆孔62周围，最后克服弹性膜63的弹力使得弹性膜63胀起，胀起后的弹性膜63会对弹片6一侧的碳纤维撞击，从而将弹片6一侧的碳纤维打散，防止碳纤维堆积过实而造成弹片6无法将其打散弹开的情况发生，进而提高弹片6对碳纤维作用的稳定性。

作为本发明的一种实施方式，所述磁性筒5远离所述传送带1来向的象限点位置设有收集盒7；所述收集盒7通过固定杆71与所述支架2固连；所述收集盒7的上端和靠近所述磁性筒5的一端为开口；所述收集盒7内水平滑动连接着刮片72；所述刮片72与所述收集盒7的侧壁之间通过弹簧73连接；工作时，磁性筒5在自身磁力在作用力将金属颗粒吸附在自身外壁上，随着磁性筒5的转动，刮片72会在原地等待金属颗粒的到来，而刮片72是能够在收集盒7内水平滑动的，且是通过弹簧73的弹力作用下保持刮片72与磁性筒5的外壁贴合，故即使遇到了弹片6或者弹性膜63的阻碍也能够预留出空间来，磁性筒5的外壁上的金属颗粒在刮片72的作用下最后落入收集盒7内，而经过收集盒7后的磁性筒5的外壁更加洁净，防止出现磁性筒5上的金属颗粒不及时收集影响磁性筒5的吸附效果，收集盒7满后，工作人员再将其内部的金属颗粒取出。

作为本发明的一种实施方式，所述刮片72远离磁性筒5的一侧固连有导向棒74；所述导向棒74位于相对应的弹簧73内侧，且导向棒74与所述收集盒7之间为滑动连接；工作时，通过导向棒74的导向作用，使得刮片72在远离或靠近磁性筒5的过程中都是同步发生的，即所有的面都是一起运动的，这样就会使得刮片72受力相同，造成弹簧73受力均匀，防止弹簧73受力不均造成弯曲，甚至是损坏的情况发生，提高了刮片72的使用寿命。

作为本发明的一种实施方式，所述磁性筒5靠近弹片6与其连接的内壁贯穿螺纹连接着调节棒8；所述调节棒8的一端与所述弹片6的内壁接触；工作时，当需要调节弹片6到传送带1之间的距离时，只需要拧动调节棒8，使得调节棒8在拧动下抵着弹片6的内壁，从而使得弹片6被挤压后远离磁性筒5，进而使得弹片6到传送带1之间的距离得到减小，若想增大弹片6到传送带1之间的距离时，只需要拧动调节棒8回位，弹片6回位，即可增大弹片6到传送带1之间的距离，从而能够调节同一时间传送带1与磁性筒5之间通过的碳纤维的量，使得本发明的适用范围得到提高。

一种碳纤维的回收工艺，该工艺适用于上述的碳纤维的回收系统，该工艺的步骤如下：

S1：先将回收来的碳纤维增强复合材料剪成碎片放在传送带1上，先是进入无氧环境中进行热解，在超过500℃的高温下，复合材料中的环氧树脂分子被分解蒸发，并通过排风扇排出，其中易燃分子通过管道进入燃烧器中被烧毁，其余的则被内置的烟气净化系统过滤，紧接着碳纤维受到传送带1的牵引下继续移动至磁性筒5周围；

S2：在碳纤维靠近磁性筒5的时候，二号电机4带动转轴3转动，转轴3转动再通过连杆51带动磁性筒5转动，转动的磁性筒5带动弹片6同步转动，且也带动柔性膜61和弹性膜63同步转动，通过弹片6和磁性筒5的作用将堆积在一起的碳纤维被弹走，使得碳纤维被带动到传送带1运动相反的方向上再落在传送带1上，而磁性筒5转动的同时也会通过自身磁性将传送带1上的没有被碳纤维阻碍的金属颗粒吸附在磁性筒5的外壁上，弹性膜63和柔性膜61具有着对碳纤维打散和推走目的；

S3：当磁性筒5上的金属颗粒吸附到一定程度后，再通过收集盒7对磁性筒5上的外壁进行清理，最后把分解好的碳纤维重新制成碳纤维颗粒、粉末或者其他形状，即可完成了对碳纤维的回收过程。

具体工作流程如下：

本发明先将回收来的碳纤维增强复合材料剪成碎片放在传送带1上，先是进入无氧环境中进行热解，在超过500℃的高温下，复合材料中的环氧树脂分子被分解蒸发，并通过排风扇排出，其中易燃分子通过管道进入燃烧器中被烧毁，其余的则被内置的烟气净化系统过滤，紧接着碳纤维受到传送带1的牵引下继续移动至磁性筒5周围，在碳纤维靠近磁性筒5的时候，二号电机4带动转轴3转动，转轴3转动再通过连杆51带动磁性筒5转动，磁性筒5具有磁性的原因有两个方式，一种为本身由磁铁制成，另一种则是由电磁铁通电产生，二号电机4带动磁性筒5转动的方向与传送带1传送的方向是相对的，由此在碳纤维与磁性筒5接触的时候，通过磁性筒5与碳纤维之间的摩擦力，使得堆积在一起的碳纤维被磁性筒5旋飞，使得碳纤维被带动到传送带1运动相反的方向上再落在传送带1上，而磁性筒5转动的同时也会通过自身磁性将传送带1上的没有被碳纤维阻碍的金属颗粒吸附在磁性筒5的外壁上，当磁性筒5上的金属颗粒吸附到一定程度后，再对磁性筒5上的外壁进行清理，而通过这种将堆积的碳纤维拨开的方式，使得金属颗粒被暴露出来，使得金属颗粒没有上面一层碳纤维的阻碍被吸走，然后把分解好的碳纤维重新制成碳纤维颗粒、粉末或者其他形状，即可完成了对碳纤维的回收过程；

其中，磁性筒5在二号电机4的带动下而转动，转动的磁性筒5带动弹片6同步转动，通过弹片6增大了磁性筒5与碳纤维的摩擦力，同时在传送带1上的碳纤维堆积到比较多的情况下，碳纤维先对弹片6一个阻碍力，而弹片6由于自身弹力的原因，会给碳纤维一个反作用力，从而将堆积的碳纤维弹的更远，堆积的碳纤维在受力下呈抛物线式重新散落在传送带1上，增大了碳纤维与磁性筒5的接触面积，同时夹杂在碳纤维内的金属颗粒也会暴露出来，便于被磁性筒5吸附，同时本发明可将传送带1设置成网孔状，这样金属颗粒也会沿着网孔掉落，而碳纤维却不影响；弹片6在磁性筒5的带动下转动，从而使得弹片6带动柔性膜61转动，当遇到堆积的碳纤维的阻碍时，弹片6会受到阻碍力而靠近磁性筒5，从而使得弹片6与磁性筒5之间的气体压强受到挤压后增大，增大后的气压会将弹片6边缘松弛的柔性膜61胀起，胀起的柔性膜61会推动周围的碳纤维摊开，从而增大了碳纤维上的金属颗粒与磁性筒5的吸附面积，提高磁性筒5吸附金属颗粒的效率，同时胀起的柔性膜61还会将部分碳纤维推走，从而提高碳纤维离开磁性筒5的速度；

其中，弹片6受到阻碍力的作用靠近磁性筒5的过程中，弹片6的内侧气压会将松弛的柔性膜61胀起，若弹片6继续受压后，弹片6的内侧气体无法释放，则会聚集到圆孔62周围，最后克服弹性膜63的弹力使得弹性膜63胀起，胀起后的弹性膜63会对弹片6一侧的碳纤维撞击，从而将弹片6一侧的碳纤维打散，防止碳纤维堆积过实而造成弹片6无法将其打散弹开的情况发生，磁性筒5在自身磁力在作用力将金属颗粒吸附在自身外壁上，随着磁性筒5的转动，刮片72会在原地等待金属颗粒的到来，而刮片72是能够在收集盒7内水平滑动的，且是通过弹簧73的弹力作用下保持刮片72与磁性筒5的外壁贴合，故即使遇到了弹片6或者弹性膜63的阻碍也能够预留出空间来，磁性筒5的外壁上的金属颗粒在刮片72的作用下最后落入收集盒7内，而经过收集盒7后的磁性筒5的外壁更加洁净，收集盒7满后，工作人员再将其内部的金属颗粒取出，通过导向棒74的导向作用，使得刮片72在远离或靠近磁性筒5的过程中都是同步发生的，即所有的面都是一起运动的，这样就会使得刮片72受力相同，造成弹簧73受力均匀，防止弹簧73受力不均造成弯曲，甚至是损坏的情况发生，当需要调节弹片6到传送带1之间的距离时，只需要拧动调节棒8，使得调节棒8在拧动下抵着弹片6的内壁，从而使得弹片6被挤压后远离磁性筒5，进而使得弹片6到传送带1之间的距离得到减小，若想增大弹片6到传送带1之间的距离时，只需要拧动调节棒8回位，弹片6回位，即可增大弹片6到传送带1之间的距离，从而能够调节同一时间传送带1与磁性筒5之间通过的碳纤维的量。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。