一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法
阅读说明：本技术 一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法 (Intelligent production system and production method of glass fibers ) 是由 牛爱君 宋忠玲 崔宝山 荀洪宝 刘持兵 牛建斌 唐家梅 何栋 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及玻璃纤维生产技术领域,具体地说就是一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法。一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法,包括备料系统、混合输送罐、熔融系统、拉丝系统、浸润系统和成品处理系统,所述的浸润系统包括浸润剂制备模块和浸润模块,所述的浸润模块包括浸润装置,所述的浸润装置包括导向装置和浸润腔,所述的浸润腔内部设有浸润台,所述的导向装置设置于所述的浸润台上侧。一种玻璃纤维的智能化生产方法,包括以下步骤：S1、备料；S2、原料处理；S3、熔融；S4、拉丝；S5、浸润；S6、成品处理。本申请通过设置智能化生产系统,对玻璃纤维进行高效生产,并提高玻璃纤维的浸润效果,提高玻璃纤维的性能。(The invention relates to the technical field of glass fiber production, in particular to an intelligent production system and a production method of glass fiber. The utility model provides a glass fiber's intelligent production system and production method, is including system of prepareeing material, mixing transport jar, melting system, wire drawing system, infiltration system and finished product processing system, infiltration system include infiltrant preparation module and infiltration module, the infiltration module include the infiltration device, the infiltration device include guider and infiltration chamber, infiltration intracavity portion be equipped with the platform of infiltrating, guider set up in the platform upside of infiltrating. An intelligent production method of glass fiber comprises the following steps: s1, preparing materials; s2, processing raw materials; s3, melting; s4, drawing; s5, soaking; and S6, processing a finished product. This application carries out high-efficient production to glass fiber through setting up intelligent production system to improve glass fiber's infiltration effect, improve glass fiber's performance.)
技术领域
本发明涉及玻璃纤维生产技术领域，具体地说就是一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法。
背景技术
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成，玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域，现有的玻璃纤维加工缺少统一的系统管理，各步骤流程之间相互配合效果不佳，玻璃纤维纱在浸润过程中浸润效果不佳，影响玻璃纤维的生产合格率。
发明内容
为解决上述玻璃纤维生产流程、浸润过程的生产效率低的问题，本发明提供了一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法，包括备料系统、混合输送罐、熔融系统、拉丝系统、浸润系统和成品处理系统，所述的浸润系统包括浸润剂制备模块和浸润模块，所述的浸润模块包括浸润装置，所述的浸润装置包括导向装置和浸润腔，所述的浸润腔内部设有浸润台，所述的导向装置设置于所述的浸润台上侧。
作为优化，所述的导向装置包括导向辊、碾压辊、分韧辊和静态分散块，所述的导向辊、碾压辊和分韧辊均设有两个，两个所述的碾压辊设置于两个所述的导向辊之间，两个所述的分韧辊设置于两个所述的的碾压辊之间，所述的静态分散块设置于两个所述的分韧辊之间。
作为优化，两个所述的导向辊分别为第一导向辊和第二导向辊，所述的第一导向辊设置于所述的浸润台左上方，所述的第二导向辊设置于所述的浸润台右上方，所述导向辊包括第一主动辊和第二主动辊，所述的第一主动辊和所述的第二主动辊配合连接，所述的第一主动辊和所述的第二主动辊的间隔小于10倍玻璃纤维纱直径。
作为优化，所述的第一主动辊的两端均设有环形的连接槽，所述的第二主动辊的两端均设有环形的连接条，所述的连接条与所述的连接槽配合连接，所述的连接槽高出所述的第一主动辊外侧面。
作为优化，两个所述的碾压辊分别为第一碾压辊和第二碾压辊，所述的碾压辊包括碾压凹轮和碾压凸轮，所述的碾压凹轮腰部向内侧凹陷，所述的碾压凸轮的腰部设置于所述的碾压凹轮腰部的凹陷内，所述的碾压凹轮与所述的碾压凸轮间隔为2～4倍的玻璃纤维纱直径。
作为优化，两个所述的分韧棍包括第一分韧棍和第二分韧辊，所述的分韧辊侧面连接有固定板，所述的分韧棍包括辊轴和辊韧，所述的辊轴与所述的固定板平行设置，所述的辊轴与所述的固定板转动连接，所述的辊韧呈螺旋形设置于所述的辊轴中心方向的外侧。
作为优化，所述的辊韧外侧与所述的固定板之间的距离为2～3倍的玻璃纤维纱直径，所述的固定板固定于所述的浸润腔的箱体内壁上，所述的辊轴一端连接有伺服电机，所述的伺服电机带动辊轴转动，所述的伺服电机正、反方向交替转动，所述的伺服电机每次转动角度为360°，所述的第一分韧辊上连接的伺服电机和第二分韧辊上连接的伺服电机的转动方向相反。
作为优化，所述的静态分散块与所述的浸润台之间的间隔为所述的第一导向辊、第一碾压辊、第一分韧辊、静态分散块、第二分韧辊、第二碾压辊和第二导向辊呈向下弯曲的曲线设置，所述的静态分散块下部设置于浸润液面以下，所述的第一导向辊和所述的第二导向辊为主动转动，所述的第一碾压辊和所述的第二碾压辊为从动转动。
一种玻璃纤维的智能化生产方法，包括上述任意一项所述的一种玻璃纤维的智能化生产系统，具体包括以下步骤：
S1、备料：按照二氧化硅：氧化硼：金属氧化物为7-8：1.5-2.5：1.5进行备料；
S2、原料处理：对选取的原材料进行除杂、粉碎；
S3、熔融：通过混合输送辊将步骤S2的原料输送至单元窑内，对单元窑进行加热使得二氧化硅温度上升，先进行预热，预热温度设定为820-850℃预热时间为0.5-1h，然后进行熔融，熔融温度在1100-1200℃范围内,烘干时间在2～3.5h；
S4、拉丝：使用拉丝机对熔融状态的玻璃液进行拉丝，拉丝机的速度设定为4-5m/min；
S5、浸润：使用浸润剂在浸润机中对拉丝进行浸润；
S6、成品处理：将步骤S5所得的拉丝经短切机切割、纺织、捻纱制成成品，再包装、出厂。
本方案的有益效果是：一种玻璃纤维的智能化成产系统具有以下有益之处：
(1)通过设置智能化生产系统，对玻璃纤维进行高效生产，并提高玻璃纤维的浸润效果，提高玻璃纤维的性能；
(2)通过导向辊、碾压辊、分韧辊和静态分散块对玻璃纤维进行导向，通过碾压辊和分韧辊对呈束的玻璃纤维进行分散，使玻璃纤维呈分散状态到达静态分散块下部，在静态分散块和浸润台之间进行浸润，能够大大提高浸润效果；
(3)设置带有连接槽的第一主动辊和带有连接条的第二主动辊配合形成第一导向辊，导向辊对呈束的玻璃纤维进行初步的挤压，设置连接槽和连接条防止玻璃纤维从导向辊端部溜出，保障玻璃纤维的正常行进，第二导向辊将浸润后的玻璃纤维纱上的浸润液挤出，防止浸润液过多、浸润液包覆不均匀的情况发生；
(4)设置带有碾压凹轮和碾压凸轮配合转动的第一碾压辊对玻璃纤维进行进一步的碾压，将经过导向辊挤压的玻璃纤维进行进一步的碾压、分散，降低成束的玻璃纤维厚度，便于后续的浸润操作，第二碾压辊将经过浸润的玻璃纤维上多余的浸润液挤出，防止浸润液的浪费；
(5)设有带有辊韧的第一分韧辊，对经过压扁的玻璃纤维纱进行拧拉，通过螺旋形的辊韧对玻璃纤维纱进行拉动、分散，将玻璃纤维纱分成根根分明的状态，便于后续的浸润操作，第二分韧辊对浸润后的的玻璃纤维进行再次的拧拉，使浸润液紧紧地包覆到玻璃纤维的外部，提高浸润效果；
(6)设置紧邻浸润台的静态分散块将玻璃纤维纱根根分明的按压在浸润台上，对玻璃纤维纱进行高效浸润。
附图说明
附图1为本发明浸润装置的结构轴侧示意图。
附图2为本发明浸润装置的结构主视示意图。
附图3为本发明浸润装置结构的左视示意图。
附图4为本发明附图3的A-A剖切结构示意图。
附图5为本发明导向辊结构示意图。
附图6为本发明碾压辊结构示意图。
附图7为本发明分韧辊结构示意图。
其中，1、浸润腔，2、浸润台，3、静态分散块，4、第一导向辊，5、第二导向辊，6、第一主动辊，7、第二主动辊，8、连接槽，9、连接条，10、第一碾压辊，11、第二碾压辊，12、碾压凹轮，13、碾压凸轮，14、第一分韧棍，15、第二分韧辊，16、固定板，17、辊轴，18、辊韧。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
如图1所示，一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法，包括备料系统、混合输送罐、熔融系统、拉丝系统、浸润系统和成品处理系统，所述的浸润系统包括浸润剂制备模块和浸润模块，所述的浸润模块包括浸润装置，所述的浸润装置包括导向装置和浸润腔1，所述的浸润腔1内部设有浸润台2，所述的导向装置设置于所述的浸润台2上侧。
如图1所示，所述的导向装置包括导向辊、碾压辊、分韧辊和静态分散块3，所述的导向辊、碾压辊和分韧辊均设有两个，两个所述的碾压辊设置于两个所述的导向辊之间，两个所述的分韧辊设置于两个所述的的碾压辊之间，所述的静态分散块3设置于两个所述的分韧辊之间。
如图2和图3所示，两个所述的导向辊分别为第一导向辊4和第二导向辊5，所述的第一导向辊4设置于所述的浸润台2左上方，所述的第二导向辊5设置于所述的浸润台2右上方，所述导向辊包括第一主动辊6和第二主动辊7，所述的第一主动辊6和所述的第二主动辊7配合连接，所述的第一主动辊6和所述的第二主动辊7的间隔小于10倍玻璃纤维纱直径。
如图4和图5所示，所述的第一主动辊6的两端均设有环形的连接槽8，所述的第二主动辊7的两端均设有环形的连接条9，所述的连接条9与所述的连接槽8配合连接，所述的连接槽8高出所述的第一主动辊6外侧面。
如图2和图6所示，两个所述的碾压辊分别为第一碾压辊10和第二碾压辊11，所述的碾压辊包括碾压凹轮12和碾压凸轮13，所述的碾压凹轮12腰部向内侧凹陷，所述的碾压凸轮13的腰部设置于所述的碾压凹轮12腰部的凹陷内，所述的碾压凹轮12与所述的碾压凸轮13间隔为2～4倍的玻璃纤维纱直径。
如图2和图7所示，两个所述的分韧棍包括第一分韧棍14和第二分韧辊15，所述的分韧辊侧面连接有固定板16，所述的分韧棍包括辊轴17和辊韧18，所述的辊轴17与所述的固定板16平行设置，所述的辊轴17与所述的固定板16转动连接，所述的辊韧18呈螺旋形设置于所述的辊轴17中心方向的外侧。
所述的辊韧18外侧与所述的固定板16之间的距离为2～3倍的玻璃纤维纱直径，所述的固定板16固定于所述的浸润腔1的箱体内壁上，所述的辊轴17一端连接有伺服电机，所述的伺服电机带动辊轴17转动，所述的伺服电机正、反方向交替转动，所述的伺服电机每次转动角度为360°，所述的第一分韧辊上连接的伺服电机和第二分韧辊15上连接的伺服电机的转动方向相反。
如图4所示，所述的静态分散块3与所述的浸润台2之间的间隔为所述的第一导向辊4、第一碾压辊10、第一分韧辊、静态分散块3、第二分韧辊15、第二碾压辊11和第二导向辊5呈向下弯曲的曲线设置，所述的静态分散块3下部设置于浸润液面以下，所述的第一导向辊4和所述的第二导向辊5为主动转动，所述的第一碾压辊10和所述的第二碾压辊11为从动转动。
使用方法：
该装置在具体使用时成束的玻璃纤维依次经过第一导向辊4、第一碾压辊10、第一分韧辊14、静态分散块3，在浸润台2上进行浸润，随后再经过第二分韧辊15、第二碾压辊11和第二导向辊5离开浸润装置；
第一导向辊4的第一主动辊6和第二主动辊7对成束的玻璃纤维进行初步挤压；
经过初步挤压的玻璃纤维经过第一碾压辊10的碾压凹轮12和碾压凸轮13对成束的玻璃纤维进行进一步的挤压，将成束的玻璃纤维压扁为成排并列的玻璃纤维；
经过进一步挤压的玻璃纤维经过第一分韧辊，第一分韧辊的伺服电机带动辊轴17进行正转和反转，辊轴17上的辊韧18对成排的玻璃纤维进行左右方向上的带动、拉紧、旋拧，将成排并列的玻璃纤维分散呈单根的状态；
经过分韧辊分散的玻璃纤维到达静态分散块3，在静态分散块3和浸润台2之间进行浸润，使浸润液均匀的包覆到玻璃纤维的外部；
经过包覆的玻璃纤维再经过第二分韧辊15对玻璃纤维进行拧拉，使浸润液均匀均匀、紧致的包覆到玻璃纤维的外部；
随后玻璃纤维纱经过第二碾压辊11，碾压凹轮12和碾压凸轮13将玻璃纤维上多余的浸润液挤压掉，减少浸润液的浪费，防止浸润液滴落到下一步工序中；
最后，经过浸润的玻璃纤维经过第二导向辊5离开浸润装置，进入到下一生产工序中。
实施例1：
一种玻璃纤维的智能化生产方法，包括上述任意一项所述的一种玻璃纤维的智能化生产系统，具体包括以下步骤：
S1、备料：按照二氧化硅：氧化硼：金属氧化物为7：1.5：1.5进行备料；
S2、原料处理：对选取的原材料进行除杂、粉碎；
S3、熔融：通过混合输送辊将步骤S2的原料输送至单元窑内，对单元窑进行加热使得二氧化硅温度上升，先进行预热，预热温度设定为820℃预热时间为0.5h，然后进行熔融，熔融温度在1100℃范围内,烘干时间在2h；
S4、拉丝：使用拉丝机对熔融状态的玻璃液进行拉丝，拉丝机的速度设定为4m/min；
S5、浸润：使用浸润剂在浸润机中对拉丝进行浸润；
S6、成品处理：将步骤S5所得的拉丝经短切机切割、纺织、捻纱制成成品，再包装、出厂。
实施例2：
一种玻璃纤维的智能化生产方法，包括上述任意一项所述的一种玻璃纤维的智能化生产系统，具体包括以下步骤：
S1、备料：按照二氧化硅：氧化硼：金属氧化物为8：2.5：1.5进行备料；
S2、原料处理：对选取的原材料进行除杂、粉碎；
S3、熔融：通过混合输送辊将步骤S2的原料输送至单元窑内，对单元窑进行加热使得二氧化硅温度上升，先进行预热，预热温度设定为850℃预热时间为1h，然后进行熔融，熔融温度在1200℃范围内烘干时间在3.5h；
S4、拉丝：使用拉丝机对熔融状态的玻璃液进行拉丝，拉丝机的速度设定为5m/min；
S5、浸润：使用浸润剂在浸润机中对拉丝进行浸润；
S6、成品处理：将步骤S5所得的拉丝经短切机切割、纺织、捻纱制成成品，再包装、出厂。
实施例3：
一种玻璃纤维的智能化生产方法，包括上述任意一项所述的一种玻璃纤维的智能化生产系统，具体包括以下步骤：
S1、备料：按照二氧化硅：氧化硼：金属氧化物为7.5：2：1.5进行备料；
S2、原料处理：对选取的原材料进行除杂、粉碎；
S3、熔融：通过混合输送辊将步骤S2的原料输送至单元窑内，对单元窑进行加热使得二氧化硅温度上升，先进行预热，预热温度设定为840℃预热时间为0.75h，然后进行熔融，熔融温度在1150℃范围内,烘干时间在3h；
S4、拉丝：使用拉丝机对熔融状态的玻璃液进行拉丝，拉丝机的速度设定为4.5m/min；
S5、浸润：使用浸润剂在浸润机中对拉丝进行浸润；
S6、成品处理：将步骤S5所得的拉丝经短切机切割、纺织、捻纱制成成品，再包装、出厂。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种玻璃纤维的智能化生产系统及生产方法且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
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