技术领域
[0001] 本
发明涉及
纤维复合材料生产设备，尤其是一种冷却水槽，用于对
聚合物包覆的长纤维料条进行冷却定形。
背景技术
[0002] 由于长纤维增强复合材料所具有的优异性能，使其在工程领域得到了广泛的运用。
挤出机对聚合物基体进行熔融并平稳挤出，在长纤包覆模具内对连续长纤维进行包覆后，完成聚合物包覆的长纤维料条由前置牵引机从长纤包覆模具内引出，经长纤包覆模具的口模成形后，需要迅速进行冷却定形。冷却定形的效果直接影响到料条的外观
质量和后续制品加工的工艺，冷却定形是长纤维包覆聚合物的增强复合材料加工过程中的重要环节之一，冷却定形效果好的增强复合材料的料条有利于料条的
造粒以及加工制品时的工艺过程。
[0003] 目前采用传统的冷却水槽对增强复合材料的料条进行冷却定形，会造成聚合物包覆层的偏芯和不均匀，冷却水槽的水温和水位不易控制，增强复合材料的料条浸没在水中的行走距离不易调节，以及不利于增强复合材料的料条在出水后的表面干燥。传统的冷却水槽为了达到保持水槽内的冷却水温和水位的工艺要求，采用外接直通清洁冷却水源，而清洁冷却水在水槽内采用水满自溢的方式，造成清洁水资源的浪费。传统的冷却水槽虽然结构简单，制造成本较低，但使用成本过高，且不易操作。
发明内容
[0004] 发明目的：本发明的目的是克服现有冷却水槽存在的上述
缺陷，提供一种可对冷却水温和水位进行有效控制、清洁水资源消耗少、同时还可以调节增强复合材料的料条在冷却水中的行走距离、保证料条外观质量的冷却水槽。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种冷却水槽，包括底架组成、水箱组成和
导轨组成；底架组成的下部设有
滑轮，滑轮可在导轨组成上滑动，底架组成的上部设有高度可调的上下位移装置，水箱组成、接水盒和
风干接水盒连接为一个整体并安装在上下位移装置的上部，水箱组成与接水盒连接处设有梳条隔板，梳条隔板的上部开有若干个
槽口，水箱组成与风干接水盒连接处设有隔板，水箱组成的内部设有若干个梳条辊组成和供水管，水箱组成的内
侧壁设有侧排水组成，接水盒和风干接水盒的底部均设有排水
接口，风干接水盒的上方架设风干机，风干接水盒的内部设有一个梳条辊组成，梳条辊组成包括高度可调的梳条辊，梳条辊的表面开有若干个凹槽，底架组成的内部设有水冷式
热交换器、储水箱组成和水
泵，储水箱组成上设有侧装浮球液位
开关，储水箱组成的进水接口与接水盒、风干接水盒的排水接口以及侧排水组成的侧面排水接口相连，储水箱组成的出水接口与水泵的进水接口相连，水泵的出水接口与水冷式热交换器的进水接口相连，水冷式热交换器的出水接口通过水系统组成与供水管相连。
[0006] 进一步的，所述导轨组成上设有可拆卸的调节
螺栓，底架组成下部开设有与调节螺栓相匹配的螺栓安装
定位孔，通过调节螺栓可使底架组成与导轨组成相对固定。
[0007] 进一步的，所述上下位移装置包括
蜗杆芯轴、外球面球
轴承、轴承座垫板、安装板、手轮、蜗轮、蜗轮安装板、
丝杆、盖形
螺母、轴承组合和丝杆套；安装板安装在丝杆的上部，蜗轮的内部安装有丝杆套，丝杆套与丝杆
螺纹配合，蜗轮、丝杆套和轴承组合组装成一体并由盖形螺母上下并紧安装在蜗轮安装板上，蜗轮安装板分别
焊接在底架组成的上部两端，蜗杆芯轴与蜗轮相
啮合，蜗杆芯轴通过外球面球轴承安装在轴承座垫板上，轴承座垫板焊接在底架组成的
框架上，蜗杆芯轴的一端安装有手轮。
[0008] 进一步的，所述水箱组成的侧壁设有视窗组成和一体化双金属
温度计。
[0009] 进一步的，所述梳条辊组成包括梳条辊、调节杆、梳条辊芯轴、
支撑轴、轴用弹性挡圈和挡圈，梳条辊安装在梳条辊芯轴上并且可绕梳条辊芯轴转动，在梳条辊的两端安装挡圈和轴用弹性挡圈，梳条辊芯轴的两端由内六
角圆柱头螺钉紧固安装在调节杆的一端，调节杆的另一端由内六角圆柱头螺钉紧固安装在支撑轴上，支撑轴通过内六角圆柱头螺钉固定在
支架板的上部，支架板焊接在水箱组成的内侧壁上，松开支撑轴上紧固调节杆的内六角圆柱头螺钉，调节杆可绕支撑轴转动，以调节梳条辊的高度。
[0010] 进一步的，所述支架板的下部设有V形槽口，V形槽口两侧设有挂钩槽，供水管置于V形槽口内，挂钩槽分别钩住紧固
弹簧的两端挂钩，通过紧固弹簧将供水管固定在支架板的V形槽口内。
[0011] 进一步的，所述侧排水组成包括弧形侧排水底座、弧形调节盖板、蝶型螺母、螺丝杆和
密封圈，弧形侧排水底座焊接在水箱组成的内侧壁上，弧形调节盖板安装在弧形侧排水底座上并且可绕弧形侧排水底座转动，弧形调节盖板与弧形侧排水底座之间形成上部敞开的空腔，弧形侧排水底座的下部设有侧面排水接口，弧形侧排水底座的中心焊接螺丝杆，螺丝杆穿过弧形调节盖板并安装有蝶形螺母，通过转动蝶形螺母可将弧形调节盖板紧固；密封圈安装在弧形侧排水底座的外侧壁凹槽内。
[0012] 进一步的，所述水箱组成的内部设有补强板，补强板的两端分别与水箱组成的内侧壁焊接，补强板的底部与水箱组成的底部焊接。
[0013] 进一步的，所述水系统组成包括水系统体和悬挂支架，水系统体由螺栓固定在悬挂支架上，悬挂支架固定在水箱组成的下方，水系统体上设有一个进水管和与供水管数量相同的出水管，进水管与水冷式热交换器的出水接口相连，出水管一一对应的与供水管(16)相连。
[0014] 与现有冷却水槽相比，本发明具备以下有点：
[0015] (1)冷却水槽应能前后移动，在设备运行时，使冷却水槽尽量靠近长纤包覆模具的口模，使增强复合材料的料条迅速冷却定形。在设备停止运行时，能移开冷却水槽，使冷却水槽和长纤包覆模具之间有足够的空间，便于模具清洁和操作；
[0016] (2)冷却水槽应能上下调节高度，使增强复合材料的料条从长纤包覆模具的口模引出至冷却水槽入料口为水平状态，以保证料条的定形外观质量。
[0017] (3)冷却水槽内设置若干个梳条辊，能保证多根增强复合材料的料条在冷却水槽内不乱条和不缠绕。同时，根据增强复合材料的冷却工艺要求，可调节梳条辊的高度，以调节增强复合材料的料条在冷却水中的行走距离和出水
位置，在保证冷却工艺要求的同时又保证了出水后的表面干燥要求；
[0018] (4)冷却水槽配置水泵和储水箱，使冷却水在冷却水槽内部循环，冷却水通过水冷式热交换器与外部水源进行热交换，可以节约清洁冷却水源。冷却水槽设有一体化双金属
温度计，可观察和控制调节冷却水槽的水温。冷却水槽上的视窗组成可方便操作人员观察冷却水槽内的水位；
[0019] (5)冷却水槽设置侧排水组成，根据水槽内的水位要求调节侧排水组成的进水口位置，可保持水槽内的水位稳定在工艺所要求的水位。
附图说明
[0020] 图1为冷却水槽的主视图；
[0021] 图2为冷却水槽的左视图；
[0022] 图3为冷却水槽的右视图；
[0023] 图4为冷却水槽的俯视图(省略导轨组成)；
[0024] 图5为上下位移装置的主视图；
[0025] 图6为上下位移装置的左视图；
[0026] 图7为梳条隔板的结构示意图；
[0027] 图8为补强板的结构示意图；
[0028] 图9为梳条辊组成的主视图；
[0029] 图10为梳条辊组成的左视图；
[0030] 图11为梳条辊组成的俯视图；
[0031] 图12为支架板的结构示意图；
[0032] 图13为侧排水组成的主视图；
[0033] 图14为侧排水组成的俯视图；
[0034] 图15为图13中的A-A向视图；
[0035] 图16为水系统组成的主视图；
[0036] 图17为水系统组成的俯视图。
[0037] 图中：1-梳条隔板；2-底架组成；3-水箱组成；4-水系统组成；5-视窗组成；6-一体化双金属温度计；7-水冷式热交换器；8-侧装浮球液位开关；9-储水箱组成；10-水泵；11-上下位移装置；12-导轨组成；13-风干接水盒；14-侧排水组成；15-梳条辊组成；16-供水管；17-接水盒；18-支架板；18-1-V形槽口；18-2-挂钩槽；19-进水管；20-螺栓；21-水系统体；
22-悬挂支架；23-出水管；24-蜗杆芯轴；25-外球面球轴承；26-轴承座垫板；27-安装板；28-手轮；29-蜗轮；30-蜗轮安装板；31-丝杆；32-盖形螺母；33-轴承组合；34-丝杆套；35-弧形侧排水底座；36-弧形调节盖板；37-蝶型螺母；38-螺丝杆；39-密封圈；40-内六角圆柱头螺钉；41-梳条辊；42-调节杆；43-梳条辊芯轴；44-支撑轴；45-轴用弹性挡圈；46-挡圈；47-补强板；48-滑轮；49-调节螺栓；50-隔板。
具体实施方式：
[0038] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0039] 如图1至3所示，本发明的一种冷却水槽，包括底架组成2、水箱组成3和导轨组成12。底架组成2的下部设有滑轮48，滑轮48可在导轨组成12上滑动，使冷却水槽可整体前后移动，所述导轨组成12上设有可拆卸的调节螺栓49，底架组成2下部开设有与调节螺栓49相匹配的螺栓安装定位孔，通过调节螺栓49可使底架组成2与导轨组成12相对固定，稳定冷却水槽的工作位置。
[0040] 如图1、5和6所示，底架组成2的上部设有高度可调的上下位移装置11。所述上下位移装置11包括蜗杆芯轴24、外球面球轴承25、轴承座垫板26、安装板27、手轮28、蜗轮29、蜗轮安装板30、丝杆31、盖形螺母32、轴承组合33和丝杆套34。安装板27安装在丝杆31的上部，蜗轮29的内部安装有丝杆套34，丝杆套34与丝杆31螺纹配合，蜗轮29、丝杆套34和轴承组合33组装成一体并由盖形螺母32上下并紧安装在蜗轮安装板30上，蜗轮安装板30分别焊接在底架组成2的上部两端，蜗杆芯轴24与蜗轮29相啮合，蜗杆芯轴24通过外球面球轴承25安装在轴承座垫板26上，轴承座垫板26焊接在底架组成2的框架上，蜗杆芯轴24的一端安装有手轮28。
[0041] 如图1、4、5和7所示，水箱组成3、接水盒17和风干接水盒13通过拼焊连接为一个整体并安装在上下位移装置11的安装板27上。水箱组成3与接水盒17连接处设有梳条隔板1，梳条隔板1的上部根据所加工的增强复合材料的料条数量开有若干个槽口，水箱组成3与风干接水盒13连接处设有隔板50。
[0042] 所述水箱组成3的侧壁设有视窗组成5和一体化双金属温度计6。通过视窗组成5可方便操作人员观察冷却水槽内的水位，通过一体化双金属温度计6可观察和控制调节水箱组成3内的水温。
[0043] 如图4、8和9所示，水箱组成3的内部设有五个梳条辊组成15、六个供水管16和两个补强板47，供水管16上开有若干个 的出水口，以降低出水压
力，使出水的水流平缓进入水箱组成3内，补强板47的两端分别与水箱组成3的内侧壁焊接，补强板47的底部与水箱组成3的底部焊接，补强板47可增强水箱组成3的
刚度，保证水箱组成3在高水位的状态下不
变形。水箱组成3的内侧壁设有侧排水组成14。水箱组成3的底部还可增设有排水
阀门，当设备停止运行时，可打开排水阀门将水箱组成3内的冷却水排入储水箱组成9内。接水盒17和风干接水盒13的底部均设有排水接口，风干接水盒13的上方架设风干机(图中未示出)，风干接水盒13的内部设有一个梳条辊组成15。
[0044] 如图9至11所示，所述梳条辊组成15包括梳条辊41、调节杆42、梳条辊芯轴43、支撑轴44、轴用弹性挡圈45和挡圈46，梳条辊41安装在梳条辊芯轴43上并且可绕梳条辊芯轴43转动，梳条辊41表面根据所加工的增强复合材料的料条数量开有若干个凹槽，能保证多根增强复合材料的料条在冷却水槽内不乱条和不缠绕，在梳条辊41的两端安装挡圈46和轴用弹性挡圈45，以限制梳条辊41在梳条辊芯轴43上的左右串动，梳条辊芯轴43的两端由内六角圆柱头螺钉40紧固安装在调节杆42的一端，调节杆42的另一端由内六角圆柱头螺钉40紧固安装在支撑轴44上，支撑轴44通过内六角圆柱头螺钉40固定在支架板18的上部，支架板18焊接在水箱组成3和风干接水盒13的内侧壁上，松开支撑轴44上紧固调节杆42的内六角圆柱头螺钉40，调节杆42可绕支撑轴44转动，以调节梳条辊41的高度。
[0045] 如图12所示，所述支架板18的下部设有V形槽口18-1，V形槽口18-1两侧设有挂钩槽18-2，供水管16置于V形槽口18-1内，挂钩槽18-2分别钩住紧固弹簧(图中未示出)的两端挂钩，通过紧固弹簧将供水管16固定在支架板18的V形槽口18-1内。
[0046] 如图13至15所示，所述侧排水组成14包括弧形侧排水底座35、弧形调节盖板36、蝶型螺母37、螺丝杆38和密封圈39，弧形侧排水底座35焊接在水箱组成3的内侧壁上，弧形调节盖板36安装在弧形侧排水底座35上并且可绕弧形侧排水底座35转动，弧形调节盖板36与弧形侧排水底座35之间形成上部敞开的空腔，弧形侧排水底座35的下部设有侧面排水接口，侧面排水接口与弧形侧排水底座35的中心连接与竖直方向呈一定夹角，弧形侧排水底座35的中心焊接螺丝杆38，螺丝杆38穿过弧形调节盖板36并安装有蝶形螺母37，通过转动蝶形螺母37可将弧形调节盖板36紧固。水箱组成3在高水位时，流入空腔内的冷却水由侧面排水接口排出，松开蝶形螺母37可顺
时针或逆时针转动弧形调节盖板36，可调节空腔的进水口角度，将进水口抬高或降低，以调节水箱组成3内的冷却水位。密封圈39安装在弧形侧排水底座35的外侧壁凹槽内，密封圈39可起到弧形调节盖板36的内侧壁和弧形侧排水底座35的外侧壁之间的密封作用。
[0047] 如图1和图4所示，底架组成2的内部设有水冷式热交换器7、储水箱组成9和水泵10，储水箱组成9上设有侧装浮球液位开关8，储水箱组成9的进水接口与接水盒17、风干接水盒13的排水接口以及侧排水组成14的侧面排水接口通过软管相连，储水箱组成9的出水接口与水泵10的进水接口通过PVC硬管相连，水泵10的出水接口与水冷式热交换器7的进水接口通过PVC硬管相连，水冷式热交换器7的出水接口通过水系统组成4与供水管16相连。
[0048] 如图1、16和17所示，所述水系统组成4包括水系统体21和悬挂支架22，水系统体21由螺栓20固定在悬挂支架22上，悬挂支架22固定在水箱组成3的下方，水系统体21上设有一个进水管19和与供水管16数量相同的出水管23，进水管19与水冷式热交换器7的出水接口通过软管相连，出水管23一一对应的与供水管16通过PVC硬管相连。
[0049] 冷却水槽的工作原理和工作过程：
[0050] a、设备运行前，由侧装浮球液位开关8控制，外接清洁水源向储水箱组成9注水到上水位。
[0051] b、推动冷却水槽，底架组成2下部安装的滑轮48在导轨组成12上滑动，使接水盒17靠近长纤包覆模具出料端。调节调节螺栓49，稳定冷却水槽的工作位置。
[0052] c、转动上下位移装置11的手轮28，手轮28驱动蜗杆芯轴24在外球面球轴承25的支撑下转动，蜗杆芯轴24驱动蜗轮29在轴承组合33的支撑下转动，蜗轮29带动丝杆套34同时转动，丝杆套34使丝杆31带动安装板27作上或下位移运动，通过安装板27调节接水盒17、水箱组成3和风干接水盒13整体的高度和水平位置。
[0053] d、启动水泵10，水泵10将储水箱组成9内的冷却水通过水冷式热交换器7、水系统组成4和供水管16注入到水箱组成3内。水箱组成3内的冷却水漫过梳条隔板1的上部槽口处时，由梳条隔板1的上部槽口处溢出至接水盒17内，经过接水盒17下部的排水接口排出至储水箱组成9内。调节侧排水组成14的弧形调节盖板36，当冷却水漫过梳条隔板1的上部槽口的底部达到约6mm时，冷却水由侧排水组成14排出至储水箱组成9内。
[0054] e、调节靠近水箱组成3进料端的梳条辊组成15的梳条辊41的高度，使从长纤包覆模具出料端牵出的增强复合材料的料条成水平状态进入水箱组成3的进料端，并使料条不与梳条隔板1的上部槽口的底部和两侧碰擦。根据增强复合材料的料条冷却定形工艺要求，调节水箱组成3内的其它各梳条辊组成15的梳条辊41的高度，以调节增强复合材料的料条在冷却水中的行走距离和出水位置。调节风干接水盒13内的梳条辊组成15的梳条辊41的高度，使输出料条与烘干箱的中心高度成水平状态，增强复合材料的料条表面上的水份由风干接水盒13上架设的吹干机吹落入风干接水盒13内，经过风干接水盒13下部的排水接口排出至储水箱组成9内。
[0055] f、操作人员可通过水箱组成3侧壁上的视窗组成5和一体化双金属温度计6，方便地观察到水箱组成3内的水位和水温情况。一体化双金属温度计6根据设定的冷却水工艺水温，可控制调节水冷式热交换器7的外部水源
电磁阀，使外部水源通过水冷式热交换器7与冷却水槽内部循环的冷却水进行热交换，以保证冷却水槽内部循环的冷却水满足工艺要求的水温范围。
[0056] g、设备停止运行后，推开冷却水槽，使冷却水槽和长纤包覆模具之间有足够的空间，便于模具清洁和操作。设备停止运行后，可打开水箱组成3下部的排水阀门，将水箱组成3内的冷却水排入储水箱组成9内。
[0057] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
