一种碳纤维立体毡的自动化生产设备

技术领域

本发明属于碳纤维毡生产设备的技术领域，更具体涉及一种碳纤维立体毡的自动化生产设备。

背景技术

碳纤维(ACF)是超越活性炭(GAC)的新型高效吸附材料，是一种新型的换代产品。它具有高度发达的微孔结构、吸附容量大、脱附速度快、净化效果好等特点，可以加工成多种规格的毡、丝、布等产品，而且所制得产品还具有耐热、耐酸、耐碱等优良特性。碳纤维毡是一种用碳纤维制成的毡，其具有吸附广谱性，而且吸附容量大，对汽油、醛类、酚类、醇类、烯烃等有机蒸汽吸附量比活性炭(GAC)大几倍到几十倍，对无机气体也有很好的吸附性，如一氧化氮气体、氮气和氟化氢气体等。

但是，传统的碳纤维立体毡生产设备存在下述技术缺陷：(1)不能将碳纤维原料自动均匀平铺，需要人工辅助进行摊平；(2)针刺加工处理之后，碳纤维原料容易被针带起来，影响输送加工。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种碳纤维立体毡的自动化生产设备，通过压紧组件和针刺组件实现对碳纤维毡的针刺加工处理，在针刺动作时压紧碳纤维毡，使其不容易被针带起来，不影响输送加工的同时，成型效果更好。

为实现上述目的，本发明提供了一种碳纤维立体毡的自动化生产设备，所述设备包括防护箱以及设于防护箱内的输送带和针刺机构；所述针刺机构位于输送带上方；所述针刺机构包括针刺驱动电机；所述针刺机构还包括针刺驱动电机通过不完全齿轮驱动进行升降运动的压紧组件和针刺组件，并且，针刺驱动电机按照压紧组件降、针刺组件降、针刺组件升、压紧组件升的顺序进行驱动；所述压紧组件包括压紧网板，所述针刺组件包括针板，针板和压紧网板为上下相对应设置，针板能向下穿过压紧网板实现对碳纤维立体毡的针刺。

本发明通过压紧组件与针刺组件配合，有效解决了针刺完毕，起针过程中将碳纤维网带起的技术缺陷，保证了碳纤维立体毡的完整性。针刺驱动电机为通过不完全齿轮的设置间歇性驱动压紧组件和针刺组件，保证先使得压紧组件压紧碳纤维毡，再在压紧状态下进行针刺，并在针刺完成后，先升起针刺组件，再升起压紧组件，最大限度地避免在起针时碳纤维立体毡随刺针被提起，实现碳纤维立体毡的针刺成型。为实现压紧组件与针刺组件的配合性动作，针板和压紧网板为上下相对应设置，针板能向下穿过压紧网板实现对碳纤维立体毡的针刺。因此，本发明能实现对碳纤维毡的有效针刺处理，不影响输送加工的同时，成型效果更好。

进一步优选的，所述压紧组件包括齿轮一，所述针刺组件包括齿轮二，且同一时段不完全齿轮仅与齿轮一或齿轮二啮合；所述针刺驱动电机为正反双转电机。

同一时段不完全齿轮仅与齿轮一或齿轮二啮合，是为了保证压紧组件和针刺组件能够单独动作，再加上针刺驱动电机为正反双转电机，当针刺驱动电机正转时，不完全齿轮先仅与齿轮一啮合，能够实现压紧组件的下降压紧动作，不完全齿轮再仅与齿轮二啮合，能够实现针刺组件的下降针刺动作；当针刺驱动电机反转时，不完全齿轮先仅与齿轮二啮合，能够实现针刺组件的上升起针动作，不完全齿轮再仅与齿轮一啮合，能够实现压紧组件的上升去压紧动作。

进一步优选的，所述压紧组件包括压紧套筒一；所述齿轮一套设于压紧套筒一外并且相互固定连接；所述压紧组件还包括与压紧套筒一平行设置的若干个压纹套筒二和若干个传动轴；所述压紧套筒一和每个压紧套筒二之间分别通过传动轴实现联动，压紧套筒一和传动轴之间、传动轴和压紧套筒二之间分别套设有驱动皮带。

进一步优选的，所述压紧套筒一和压紧套筒二内分别连接有压紧杆，压紧杆均与压紧网板固定连接；所述压紧网板为与输送带平行设置。

进一步优选的，所述针刺组件包括针刺套筒；所述齿轮二套设于针刺套筒并且相互固定连接；所述针刺组件还包括与针刺套筒相平行设置的若干个导向柱，以及套设于导向柱外的若干个导向套筒；所述导向柱设于防护箱的内顶壁上。

进一步优选的，所述针刺套筒内部套接有针刺杆，针刺杆和导向套筒均与针板固定连接；所述针板为与输送带平行设置，并且针板下端设有若干个刺针。

进一步优选的，所述设备还包括进料斗以及设于进料斗下方的均匀散料机构；所述进料斗和均匀散料机构均设于输送带初始端的上方；所述均匀散料机构包括散料框以及设于散料框两端的往复驱动组件；所述散料框的底壁上开设有下料口。

进一步优选的，所述往复驱动组件驱动散料框进行往复运动的方向垂直于输送带的运输方向；所述往复驱动组件设于防护箱外，其包括驱动盘和驱动件；所述驱动盘通过往复驱动电机进行驱动；所述驱动盘上偏心设有驱动柱；所述驱动件包括驱动槽，驱动柱卡合滑动设于驱动槽内；所述驱动件和散料框通过驱动杆连接。

通过往复驱动组件驱动散料框进行往复运动，配合输送带的运输，散料框进行往复运动的方向垂直于输送带的运输方向，进而实现将进料斗送入的碳纤维均匀的平铺在输送带上。通过均匀散料机构的设置，实现了碳纤维原料的自动化平铺，降低了人工劳动工作量。

进一步优选的，所述设备还包括设于输送带上方的辊压机构，并且沿着输送带的运输方向，辊压机构设于针刺机构之前；所述辊压机构包括电动缸和设于电动缸一端的转辊；所述电动缸的另一端固定设于防护箱的顶壁上；所述转辊转动设于安装框内，安装框与电动缸相连接。

辊压机构有助于实现碳纤维立体毡的初步成型，后续针刺处理时能够更为紧实，能够更好地防止碳纤维被针刺带起来，也能保证碳纤维毡的立体性和品质。

进一步优选的，所述防护箱的一侧壁上设有出料口，输送带的一端贯穿出料口延伸至防护箱外。

相比于现有技术，本发明具有以下优点：通过均匀散料机构的设置，实现了碳纤维原料的自动化平铺；通过辊压机构的设置，有助于实现碳纤维立体毡的初步成型；通过压紧组件与针刺组件配合，有效解决了针刺完毕，起针过程中将碳纤维网带起的技术缺陷，保证了碳纤维立体毡的完整性，能实现对碳纤维毡的有效针刺处理，不影响输送加工的同时，成型效果更好。

附图说明

图1为本发明的碳纤维立体毡的自动化生产设备的结构示意图；

图2为本发明的均匀散料机构的结构示意图；

图3为本发明的散料框的剖视结构示意图；

图4为本发明的压紧组件和针刺组件的俯视结构示意图。

附图标记为：1、防护箱，2、输送带，3、进料斗，4、均匀散料机构，5、出料口，6、散料框,7、下料口，8、防护壳，9、驱动盘，10、驱动柱，11、驱动件，12、驱动杆，13、驱动槽，14、电动缸，15、安装框，16、转辊，17、针刺驱动电机，18、不完全齿轮，19、齿轮一，20、齿轮二，21、压紧套筒一，22、压紧套筒二，23、压紧杆，24、驱动皮带，25、传动轴，26、压紧网板，27、针刺套筒，28、针刺杆，29、导向柱，30、导向套筒，31、针板，32、刺针。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明技术内容和效果，但不因此限制本发明。

实施例1

一种碳纤维立体毡的自动化生产设备，如图1所示，包括防护箱1以及设于防护箱1内的输送带2、进料斗3、均匀散料机构4、辊压机构和针刺机构，其中，均匀散料机构4、辊压机构和针刺机构均位于输送带2上方，并沿着输送带2的运输方向进行依次设置，进料斗3设于防护箱1的顶壁上，均匀散料机构4设于进料斗3的正下方。另外，防护箱1的侧壁上设有出料口5，输送带2的一端贯穿出料口5延伸至防护箱1外。

如图2所示，均匀散料机构4包括散料框6以及设于散料框6两端的往复驱动组件。往复驱动组件设于防护箱1外，其连接的散料框6则设于防护箱1内，并且散料框6位于进料斗3的正下方。如图3所示，散料框6的底壁上开设有2个下料口7，下料口7的高度低于下料口7的周边高度。往复驱动组件包括往复驱动电机、驱动盘9、驱动柱10、驱动件11和驱动槽13。驱动盘9通过往复驱动电机进行驱动，在驱动盘9上偏心设有驱动柱10。驱动件11包括驱动槽13，驱动柱10卡合滑动设于驱动槽13内，驱动件11和散料框6通过驱动杆12连接，并且往复驱动组件驱动散料框6进行往复运动的方向垂直于输送带2的运输方向，进而实现散料框6通过往复驱动电机的驱动将碳纤维原料均匀平铺于输送带2上。

辊压机构包括电动缸14、安装框15和转辊16。电动缸14的一端固定设于防护箱1的顶壁上，另一端连接有安装框15，安装框15为倒U形设置，转辊16转动设于安装框15内。在转辊16与输送带2的配合作用下可以将输送带2上平铺的蓬松碳纤维网进行初步预压。

针刺机构包括针刺驱动电机17、不完全齿轮18、压紧组件和针刺组件。针刺驱动电机17通过不完全齿轮18驱动进行对压紧组件和针刺组件的升降运动，按照压紧组件降、针刺组件降、针刺组件升、压紧组件升的顺序进行驱动，实现对碳纤维的压紧和针刺，并且避免针刺过程中碳纤维被带起。

压紧组件包括齿轮一19、压紧套筒一21、压纹套筒二22、压紧杆23、驱动皮带24、传动轴25和压紧网板26。齿轮一19套设于压紧套筒一21外并且相互固定连接，压纹套筒二22、传动轴25与压紧套筒一21为平行设置，传动轴25设于防护箱1的顶壁上，如图4所示，压紧套筒一21和传动轴25之间、传动轴25和压紧套筒二22之间分别套设有驱动皮带24，从而压紧套筒一21和压紧套筒二22之间通过传动轴25实现联动。压紧套筒一21和压紧套筒二22内分别螺纹连接有压紧杆23，压紧杆23均与压紧网板26固定连接，使得压紧网板26与输送带2相平行，压紧网板26上设有多个网孔。

针刺组件包括齿轮二20、针刺套筒27、针刺杆28、导向柱29、导向套筒30、针板31和刺针32。齿轮二20套设于针刺套筒27上并且相互固定连接，导向柱29与针刺套筒27为平行设置，导向柱29设于防护箱1的内顶壁上，导向套筒30则套设于导向柱29外进行设置。针刺套筒27内部套接有针刺杆28，针刺杆28和导向套筒30均与针板31固定连接，并使得针板31与输送带2相平行，并且针板31下端设有若干个刺针32，压紧网板26上的网孔为与刺针32相对应设置，使得针板31向下压紧时，刺针32能向下穿过压紧网板26实现对碳纤维毡的针刺。

针刺驱动电机17设于防护箱1的顶壁上，针刺驱动电机17为正反双转电机，不完全齿轮18设于针刺驱动电机17的输出轴上，不完全齿轮18能与齿轮一19和齿轮二20相啮合，但是同一时段不完全齿轮18仅与齿轮一19或齿轮二20啮合。当不完全齿轮18与齿轮一19啮合时，压紧组件动作，当不完全齿轮18与齿轮二20啮合时，针刺组件动作。

本发明中设备的具体使用方法为：碳纤维原料从进料斗3进料，在往复驱动电机的作用下带动散料框6往复滑动，散料框6从而带动碳纤维原料随其一起往复摆动，是得碳纤维原料从下料口7下料，均匀平铺在输送带2上；之后在电动缸14的作用下带动转辊16下移，转辊16对输送带2上碳纤维进行预压制；之后碳纤维移动至针刺机构下方，首先启动针刺驱动电机17正转，针刺驱动电机17输出轴上的不完全齿轮18与齿轮一19啮合，齿轮一19带动压紧网板26下移压紧，接着不完全齿轮18继续转动至与齿轮二20啮合时，齿轮二20带动针板31和刺针32下移实现针刺动作；之后针刺驱动电机17反转，不完全齿轮18首先与齿轮二20啮合带动齿轮二20反转，实现起针动作，再之后不完全齿轮18与齿轮一19啮合带动齿轮一19反转，压紧网板26从碳纤维毡上移开，从而避免碳纤维毡被带起；之后得到的碳纤维立体毡在输送带2上运输至下料口7下料。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。