一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備專利榮譽(yù)

2021年6月24日，《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》獲得第二十二屆中國(guó)專利銀獎(jiǎng)。

參照附圖1，一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備包括傳動(dòng)電機(jī)10、三爪卡盤1、金屬吊桿2、延伸爐3、玻璃棒4、彈性鋁片滾輪5、石墨滾輪6、長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x7、自動(dòng)切割裝置8、冷卻池9、三角帶一11、鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、三角帶二13、石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)14、控制器一15、控制器二16和控制器三17；三爪卡盤1安裝在傳動(dòng)電機(jī)10輸出軸上，金屬吊桿2固定安裝在三爪卡盤1，玻璃棒4套入金屬吊桿2，金屬吊桿2下部安裝有延伸爐3，在延伸爐3下部裝有彈性鋁片滾輪5和石墨滾輪6，驅(qū)動(dòng)彈性鋁片滾輪5和石墨滾輪6的有三角帶一11、鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、三角帶二13、石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)14，在冷卻池9上部裝有長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x7和自動(dòng)切割裝置8，測(cè)量和切割動(dòng)作都是通過控制器一15、控制器二16和控制器三17完成的。

長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x7通過信號(hào)線與控制器三17相連，控制器三17通過控制信號(hào)線與自動(dòng)切割裝置8相連，長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x7通過信號(hào)線向控制器三17傳遞信號(hào)，控制器三17通過控制信號(hào)線傳遞控制信號(hào)給自動(dòng)切割裝置8執(zhí)行切割動(dòng)作。

所述的鋁片滾輪表面安裝石墨塊，內(nèi)置氣彈簧，防止延伸初期過程中牽引對(duì)玻璃棒的過大擠壓。所述的自動(dòng)切割裝置8包括伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)8-1、伺服進(jìn)給電機(jī)8-12，電機(jī)聯(lián)軸器一8-2、電機(jī)聯(lián)軸器二8-11、軸承支撐座8-3、傳動(dòng)軸8-4、切割片8-5、直線導(dǎo)軌8-5、滑塊8-9、滾珠絲桿8-10、支撐主體8-8及固定底座8-7。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備配套有計(jì)算機(jī)18，計(jì)算機(jī)采用市售工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。

所述的長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x7采用市售LK-G5000基恩士高精度位移傳感測(cè)量?jī)x。所述的控制器一15、控制器二16和控制器三17采用市售PLC可編程控制器。所述的控制器一15、控制器二16和控制器三17通過控制信號(hào)線與配套計(jì)算機(jī)18相連，通過計(jì)算機(jī)18進(jìn)行系統(tǒng)控制。所述的延伸和切割不受棒長(zhǎng)和棒徑的大小限止，為連續(xù)執(zhí)行。所述的一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，通過彈性鋁片滾輪傳遞的向下牽引力，再通過石墨滾輪進(jìn)行校正修復(fù)，也起到輔助牽引的作用。所述的一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，玻璃棒底端到達(dá)激光測(cè)量?jī)x處開始計(jì)算長(zhǎng)度，滿足設(shè)定長(zhǎng)度時(shí)，自動(dòng)切割裝置執(zhí)行切割，在1~2秒內(nèi)完成切割動(dòng)作，切割完成的玻璃棒掉入冷卻池冷卻，起到了快速冷卻的效果，玻璃棒溫度降低后，可取出棒。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法步驟如下：

1、將金屬吊桿2安裝在卡盤1固定，玻璃棒4套入金屬吊桿2內(nèi)懸掛；

2、啟動(dòng)三爪卡盤1旋轉(zhuǎn)按鈕，同時(shí)下移三爪卡盤1至玻璃棒2下底部卡入彈性鋁片滾輪5開口處；

3、啟動(dòng)延伸爐3運(yùn)行加熱按鈕，玻璃棒2開始延伸；

4、同時(shí)啟動(dòng)鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)12旋轉(zhuǎn)按鈕，控制器一15通過控制信號(hào)線控制鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)12旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)通過三角帶一11帶動(dòng)彈性鋁片滾輪5旋轉(zhuǎn)，玻璃棒4開始下拉，逐漸玻璃棒4下端進(jìn)入石墨滾輪6，控制器二16過控制信號(hào)線控制石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)14旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)通過三角帶二13帶動(dòng)石墨滾輪6旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行延伸校正及輔助牽引，玻璃棒4持續(xù)向下延伸；

5、玻璃棒4下底部移動(dòng)至長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x7處，長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x7開始計(jì)算長(zhǎng)度，再下移至一段長(zhǎng)度后滿足設(shè)定值后，信號(hào)通過信號(hào)線傳輸給控制器三17，控制器三17再通過另外控制信號(hào)線向自動(dòng)切割裝置8的伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)和伺服進(jìn)給電機(jī)傳遞信號(hào)執(zhí)行切割動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)切割片向前移動(dòng)將玻璃4棒割斷；

6、自動(dòng)切割裝置8執(zhí)行時(shí)間在1~2秒內(nèi)完成，切割速度為30毫米/秒被切割的玻璃棒4緩緩掉入冷卻池中冷卻，冷卻水溫控制在20~25攝氏度，取出擦干，進(jìn)入下一道工序。

《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》涉及光纖預(yù)制棒制造領(lǐng)域，用該方法為玻璃棒連續(xù)高溫延伸和切割，實(shí)現(xiàn)快速延伸、切割冷卻的功能，解決玻璃棒延伸總長(zhǎng)度不受限制和快速測(cè)量切割棒長(zhǎng)及完成快速切割玻璃棒。

1、一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，其特征在于：包括傳動(dòng)電機(jī)、三爪卡盤、金屬吊桿、延伸爐、玻璃棒、彈性鋁片滾輪、石墨滾輪、長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x、自動(dòng)切割裝置、冷卻池、三角帶一、鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、三角帶二、石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器一、控制器二和控制器三；冷卻池裝有冷卻水，水溫控制在20~25攝氏度，冷卻池內(nèi)底部和周圍壁板上裝有緩沖海綿；三爪卡盤安裝在傳動(dòng)電機(jī)輸出軸上，金屬吊桿固定安裝在三爪卡盤，玻璃棒套入金屬吊桿，金屬吊桿下部安裝有延伸爐，在延伸爐下部裝有旋轉(zhuǎn)的彈性鋁片滾輪和石墨滾輪，帶動(dòng)玻璃棒下降延伸，控制器一通過控制信號(hào)線控制彈性鋁片滾輪旋轉(zhuǎn)，控制器二通過控制信號(hào)線控制石墨滾輪旋轉(zhuǎn)，在冷卻池上部裝有長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x和自動(dòng)切割裝置，長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x通過信號(hào)線與控制器三相連，控制器三通過控制信號(hào)線與自動(dòng)切割裝置相連；長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x通過信號(hào)線向控制器三傳遞信號(hào)，控制器三通過控制信號(hào)線傳遞控制信號(hào)給自動(dòng)切割裝置執(zhí)行切割動(dòng)作。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，其特征在于：所述的鋁片滾輪表面安裝石墨塊，內(nèi)置氣彈簧，防止延伸初期過程中牽引對(duì)玻璃棒的過大擠壓。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，其特征在于：所述的自動(dòng)切割裝置包括伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)、伺服進(jìn)給電機(jī)，電機(jī)聯(lián)軸器一、電機(jī)聯(lián)軸器二、軸承支撐座、傳動(dòng)軸、切割片、直線導(dǎo)軌滑塊、滾珠絲桿、支撐主體及固定底座。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，其特征在于：所述的控制器一、控制器二和控制器三通過控制信號(hào)線與配套計(jì)算機(jī)相連。

5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，其特征在于：所述的延伸和切割不受棒長(zhǎng)和棒徑的大小限止，為連續(xù)執(zhí)行。

6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，其特征在于：通過彈性鋁片滾輪傳遞的向下牽引力，再通過石墨滾輪進(jìn)行校正修復(fù)，也起到輔助牽引的作用。

7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，其特征在于：玻璃棒底端到達(dá)激光測(cè)量?jī)x處開始計(jì)算長(zhǎng)度，滿足設(shè)定長(zhǎng)度時(shí)，自動(dòng)切割裝置執(zhí)行切割，在1~2秒內(nèi)完成切割動(dòng)作，切割完成的玻璃棒掉入冷卻池冷卻，起到了快速冷卻的效果，玻璃棒溫度降低后，可取出棒。

8、一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）將金屬吊桿安裝在卡盤固定，玻璃棒套入金屬吊桿內(nèi)懸掛；

（2）啟動(dòng)三爪卡盤旋轉(zhuǎn)按鈕，同時(shí)下移三爪卡盤至玻璃棒下底部卡入彈性鋁片滾輪開口處；

（3）啟動(dòng)延伸爐運(yùn)行加熱按鈕，玻璃棒開始延伸；

（4）同時(shí)啟動(dòng)鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)按鈕，控制器一通過控制信號(hào)線控制鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)通過三角帶一帶動(dòng)彈性鋁片滾輪旋轉(zhuǎn)，玻璃棒開始下拉，逐漸玻璃棒下端進(jìn)入石墨滾輪，控制器二過控制信號(hào)線控制石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)通過三角帶二帶動(dòng)石墨滾輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行延伸校正及輔助牽引，玻璃棒持續(xù)向下延伸；

（5）玻璃棒下底部移動(dòng)至長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x處，長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x開始計(jì)算長(zhǎng)度，再下移至一段長(zhǎng)度后滿足設(shè)定值后，信號(hào)通過控制信號(hào)線傳輸給控制器三，控制器三再通過另外控制信號(hào)線向自動(dòng)切割裝置的伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)和伺服進(jìn)給電機(jī)傳遞信號(hào)執(zhí)行切割動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)切割片向前移動(dòng)將玻璃棒割斷；

（6）自動(dòng)切割裝置執(zhí)行時(shí)間在1~2秒內(nèi)完成，切割速度為28~30毫米/秒，被切割的玻璃棒緩緩掉入冷卻池中冷卻，冷卻水溫控制在20~25攝氏度，取出擦干，進(jìn)入下一道工序。

《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》涉及光纖預(yù)制棒制造領(lǐng)域，用該方法為玻璃棒連續(xù)高溫延伸和切割，實(shí)現(xiàn)快速延伸、切割冷卻的功能。

圖1是《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》的連續(xù)延伸和切割的方法示意圖；

圖2是《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》中自動(dòng)切割裝置的示意圖。

圖中：1、三爪卡盤，2、金屬吊桿，3、延伸爐，4、玻璃棒，5、彈性鋁片滾輪，6、石墨滾輪，7、長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x，8、自動(dòng)切割裝置，9、冷卻池，10、緩沖海綿，11、三角帶一，12、鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，13、三角帶二，14、石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，15、控制器一，16、控制器二，17、控制器三，18、計(jì)算機(jī)。其中，自動(dòng)切割裝置8包括伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)8-1、伺服進(jìn)給電機(jī)8-12，電機(jī)聯(lián)軸器一8-2、電機(jī)聯(lián)軸器二8-11、軸承支撐座8-3、傳動(dòng)軸8-4、切割片8-5、直線導(dǎo)軌8-5滑塊8-9、滾珠絲桿8-10、支撐主體8-8及固定底座8-7。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備專利目的

《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》目的是針對(duì)專利背景要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)提供一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備，解決了玻璃棒延伸總長(zhǎng)度不受限制和快速測(cè)量切割棒長(zhǎng)及完成快速切割玻璃棒，有效的解決了大徑玻璃棒延伸的問題，減少了操作時(shí)間，省去設(shè)備多余運(yùn)行機(jī)構(gòu)，降低設(shè)備成本，提高了延伸玻璃棒的質(zhì)量和產(chǎn)量。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備技術(shù)方案

《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備包括傳動(dòng)電機(jī)、三爪卡盤、金屬吊桿、延伸爐、玻璃棒、彈性鋁片滾輪、石墨滾輪、長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x、自動(dòng)切割裝置、冷卻池、三角帶一、鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、三角帶二、石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器一、控制器二和控制器三；冷卻池裝有冷卻水，水溫控制在20~25攝氏度，冷卻池內(nèi)底部和周圍壁板上裝有緩沖海綿；三爪卡盤安裝在傳動(dòng)電機(jī)輸出軸上，金屬吊桿固定安裝在三爪卡盤，玻璃棒套入金屬吊桿，金屬吊桿下部安裝有延伸爐，在延伸爐下部裝有旋轉(zhuǎn)的彈性鋁片滾輪和石墨滾輪，帶動(dòng)玻璃棒下降延伸，控制器一通過控制信號(hào)線控制彈性鋁片滾輪旋轉(zhuǎn)，控制器二通過控制信號(hào)線控制石墨滾輪旋轉(zhuǎn)，在冷卻池上部裝有長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x和自動(dòng)切割裝置，長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x通過信號(hào)線與控制器三相連，控制器三通過控制信號(hào)線與自動(dòng)切割裝置相連，長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x通過信號(hào)線向控制器三傳遞信號(hào)，控制器三通過控制信號(hào)線傳遞控制信號(hào)給自動(dòng)切割裝置執(zhí)行切割動(dòng)作。

所述的鋁片滾輪表面安裝石墨塊，內(nèi)置氣彈簧，防止延伸初期過程中牽引對(duì)玻璃棒的過大擠壓。

所述的自動(dòng)切割裝置包括伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)、伺服進(jìn)給電機(jī)，電機(jī)聯(lián)軸器一、電機(jī)聯(lián)軸器二、軸承支撐座、傳動(dòng)軸、切割片、直線導(dǎo)軌滑塊、滾珠絲桿、支撐主體及固定底座。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備配套有計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)采用市售工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。

控制器控制器一、控制器二和控制器三采用市售PLC可編程控制器。

所述的控制器一、控制器二和控制器三通過控制信號(hào)線與配套計(jì)算機(jī)相連，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法步驟如下：

（1）將金屬吊桿安裝在卡盤固定，玻璃棒套入金屬吊桿內(nèi)懸掛；

（2）啟動(dòng)三爪卡盤旋轉(zhuǎn)按鈕，同時(shí)下移三爪卡盤至玻璃棒下底部卡入彈性鋁片滾輪開口處；

（3）啟動(dòng)延伸爐運(yùn)行加熱按鈕，玻璃棒開始延伸；

（4）同時(shí)啟動(dòng)鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)按鈕，控制器一通過控制信號(hào)線控制鋁片滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)通過三角帶一帶動(dòng)彈性鋁片滾輪旋轉(zhuǎn)，玻璃棒開始下拉，逐漸玻璃棒下端進(jìn)入石墨滾輪，控制器二過控制信號(hào)線控制石墨滾輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)通過三角帶二帶動(dòng)石墨滾輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行延伸校正及輔助牽引，玻璃棒持續(xù)向下延伸；

（5）玻璃棒下底部移動(dòng)至長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x處，長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x開始計(jì)算長(zhǎng)度，再下移至一段長(zhǎng)度后滿足設(shè)定值后，信號(hào)通過控制信號(hào)線傳輸給控制器三，控制器三再通過另外控制信號(hào)線向自動(dòng)切割裝置的伺服旋轉(zhuǎn)電機(jī)和伺服進(jìn)給電機(jī)傳遞信號(hào)執(zhí)行切割動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)切割片向前移動(dòng)將玻璃棒割斷；

（6）自動(dòng)切割裝置執(zhí)行時(shí)間在1~2秒內(nèi)完成，切割速度為28~30毫米/秒，被切割的玻璃棒緩緩掉入冷卻池中冷卻，冷卻水溫控制在20~25攝氏度，取出擦干，進(jìn)入下一道工序。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設(shè)備，通過彈性鋁片滾輪傳遞的向下牽引力，將高溫中玻璃棒不斷向下拉伸，再通過下方的石墨滾輪進(jìn)行校正修復(fù)，同時(shí)也起輔助牽引的作用，玻璃棒底端到達(dá)長(zhǎng)度激光測(cè)量?jī)x處開始計(jì)算長(zhǎng)度，滿足設(shè)定長(zhǎng)度時(shí)，自動(dòng)切割裝置執(zhí)行切割，在兩秒內(nèi)完成切割動(dòng)作，切割完成的玻璃棒掉入冷卻池冷卻，起到了保護(hù)作用和快速冷卻的效果，玻璃棒溫度降低后，可取出棒。這樣可以連續(xù)添加玻璃棒進(jìn)行延伸、切割、冷卻、儲(chǔ)存，不受玻璃棒總長(zhǎng)度的影響和冷卻時(shí)間、切換工作時(shí)間的影響。

一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備改善效果

《一種連續(xù)高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設(shè)備》利用彈性鋁片滾輪的牽引力連續(xù)不斷地拉伸的特點(diǎn)，彈性滾動(dòng)鋁片的線速度和玻璃棒延伸下降的速度一致，彈性滾動(dòng)鋁片轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度也要隨延伸爐內(nèi)玻璃棒的棒徑變化而變化，要求鋁片滾輪轉(zhuǎn)根據(jù)不同時(shí)刻更變速度；同時(shí)這種方式取代了局限的底部抓取式的固定，解決了延伸長(zhǎng)度受限的缺陷和人工手動(dòng)切割的安全隱患，提供一種穩(wěn)定、有效的延伸和切割的方法。該發(fā)明涉及光纖預(yù)制棒制造領(lǐng)域，通過連續(xù)拉動(dòng)玻璃棒延伸，設(shè)定長(zhǎng)度自動(dòng)切割，達(dá)到無(wú)限制長(zhǎng)度的玻璃棒延伸的效果。

截至2015年1月16日，一般的玻璃棒的延伸和切割主要是：玻璃棒上端固定懸掛后，下端固定套牢，玻璃棒上端靜止，下端下移拉伸，拉伸玻璃棒靠玻璃棒下端使用金屬套筒固定向下移動(dòng)至最底部（一定行程），金屬套筒到達(dá)最底部限位停止，然后開始自然冷卻，冷卻降溫后開始手動(dòng)從玻璃棒下端依次往上逐節(jié)切割。而這種拉伸和切割方法受玻璃棒總長(zhǎng)度的制約，延伸的長(zhǎng)度必須在金屬套筒有效行程以內(nèi)，且玻璃棒下端固定方式較繁瑣，拆裝耗時(shí)較長(zhǎng)，同時(shí)冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，手動(dòng)切割玻璃棒不便捷，同時(shí)有一定安全隱患。

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》涉及一種防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置，特別涉及一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法。

附圖1是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的連續(xù)抽油桿的截面結(jié)構(gòu)圖；

附圖2是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的制備裝置的流程示意圖；

附圖3是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的注射拉擠工藝中注射模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的纏繞拉擠工藝中纏繞機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的編織拉擠工藝中編織機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖6是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的熱塑性樹脂噴涂工藝中噴涂設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖7是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的噴涂設(shè)備的噴嘴部分的剖視圖；

附圖8是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的噴涂設(shè)備的噴嘴部分的M-M結(jié)構(gòu)圖；

上圖中：放絲架1、預(yù)處理加熱爐2、纏繞機(jī)或編織機(jī)3，注射機(jī),5、注射模具4、模具冷卻裝置6、拉擠模具7、模具加熱裝置8、控制部分9、后固化加熱爐10、牽引裝置11、熱固性樹脂噴涂設(shè)備12、冷卻裝置13、卷繞裝置14；內(nèi)層縱向纖維A，纏繞層或編織層B，外層縱向纖維C，熱固性耐磨層D；控制系統(tǒng)3a，伺服電機(jī)3b，減速機(jī)3c，雙軸換向系統(tǒng)3d，纏繞纖維放置盤3e，張緊裝置3f，纖維放置軸3g，纏繞分軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3h，纏繞軸換向系統(tǒng)3i；注膠嘴4.1、真空嘴4.2、樹脂基體膠液4.3；樹脂泵12a、靜態(tài)混料器12b、過濾板12c、樹脂腔12d、過濾器12e，噴嘴12f，加熱器12g、樹脂流道12h、噴射孔板12i、抽油桿桿體12j。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法專利目的

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的目的提供一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法，是在纖維增強(qiáng)樹脂基體復(fù)合材料桿體的外表面的一段或幾段覆有一層熱固性耐磨層，使用纏繞 拉擠工藝，或編織 拉擠工藝，不僅賦予了抽油桿優(yōu)異的耐腐蝕和耐偏磨性能，而且具有極好的彎曲性能和徑向、軸向抗壓性能，且抗磨性提高30%，耐溫性最高達(dá)190℃。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法技術(shù)方案

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿，在纖維增強(qiáng)樹脂基體復(fù)合材料桿體的外表面的一段或幾段覆有一層熱固性耐磨層（D），所述的熱固性耐磨層（D）為聚氨酯、氟碳涂層、改性環(huán)氧樹脂、乙烯基脂樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂中的一種制成，熱固性耐磨層（D）的厚度為0.5～10毫米，所述的纖維增強(qiáng)樹脂基體復(fù)合材料桿體采用的纖維為玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維的一種或多種制成，采用多層復(fù)合纏繞與拉擠或者編織與拉擠的制造工藝，由內(nèi)到外依次是內(nèi)層縱向纖維（A），纏繞層或編織層（B），外層縱向纖維（C），所有纏繞層、編織層和縱向纖維均為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維中的一種，采用的樹脂基體為環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂或乙烯基酯樹脂的一種，制成的桿體的連續(xù)長(zhǎng)度為0～5000米。

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提到的一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備裝置，包括放絲架（1）、預(yù)熱系統(tǒng)（2）、纏繞機(jī)或編織機(jī)（3）、注射機(jī)（5）、注射模具（4）、模具冷卻裝置（6）、拉擠模具（7）、模具加熱裝置（8）、控制部分（9）、后固化加熱爐（10）、牽引裝置（11）、卷繞裝置（14）組成注射拉擠成型設(shè)備，在注射模具（4）的底部裝有一或兩個(gè)注膠嘴（4.1），頂部裝有一或兩個(gè)真空嘴（4.2），真空嘴（4.2）外接真空管，真空管與真空罐連接；所述的注射機(jī)（3）通過底部的注膠嘴（4.1）向注射模具內(nèi)部注入樹脂基體膠液（4.3）；在內(nèi)層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間使用編織機(jī)或纏繞機(jī)（2）編織一層增強(qiáng)的纏繞層或編織層（B），注射拉擠成型設(shè)備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間設(shè)置有一臺(tái)熱固性樹脂噴涂設(shè)備（12）和固化裝置（13），利用熱固性樹脂噴涂設(shè)備（12）在成型抽油桿體的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經(jīng)過固化裝置（13）固化，形成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿；所述的熱固性樹脂噴涂設(shè)備（12）包括樹脂泵（12a）、靜態(tài)混料器（12b）、過濾板（12c）、樹脂腔（12d）、過濾器（12e）、噴嘴（12f）、加熱器（12g），樹脂泵（12a）的輸出端連接到靜態(tài)混料器（12b），靜態(tài)混料器（12b）的下端通過過濾板（12c）與樹脂腔（12d）連通，靜態(tài)混料器（12b）的外部設(shè)有加熱器（12g），過濾板（12c）的下端設(shè)有噴嘴（12f），所述的樹脂腔（12d）的兩側(cè)設(shè)有過濾器（12e）。

上述的噴嘴（12f）由樹脂流道（12h）和噴射孔板（12i）組成，所述的樹脂流道（12h）采用360度螺旋結(jié)構(gòu)，噴射孔板（12i）采用錐度星形噴孔結(jié)構(gòu)。

上述的纏繞機(jī)包括控制系統(tǒng)（3a），伺服電機(jī)（3b），減速機(jī)（3c），雙軸換向系統(tǒng)（3d），纏繞纖維放置盤（3e），張緊裝置（3f），纖維放置軸（3g），伺服電機(jī)（3b）通過減速機(jī)（3c）連接雙軸換向系統(tǒng)（3d），雙軸換向系統(tǒng)（3d）的兩端分別連接纏繞纖維放置盤（3e），纏繞纖維放置盤（3e）的外側(cè)通過張緊裝置（3f）連接纖維放置軸（3g）。

上述的編織機(jī)包括控制系統(tǒng)（3a）、伺服電機(jī)（3b）、減速機(jī)（3c）、張緊裝置（3f）、纖維放置軸（3g）、纏繞分軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（3h）、纏繞軸換向系統(tǒng)（3i），伺服電機(jī)（3b）通過減速機(jī)（3c）連接纏繞分軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（3h），纏繞分軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（3h）與纏繞軸換向系統(tǒng)（3i）連接，纏繞軸換向系統(tǒng)（3i）外側(cè)通過張緊裝置（3f）連接纖維放置軸（3g）。

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提到的一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制作方法，包括以下步驟制成：

（a）從放絲架（1）引出多束纖維，在牽引裝置（11）的牽引下經(jīng)過注射模具（5），注射模具（5）內(nèi)充滿注射機(jī)（4）注入的樹脂基體膠液（4.3），樹脂基體為環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂或聚氨酯樹脂；

（b）在內(nèi)層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間使用編織機(jī)或纏繞機(jī)（2）編織一層增強(qiáng)的纏繞層或編織層（B），其中，通過纏繞機(jī)（3）纏繞一層或多層0.1～2毫米厚度，纏繞角度為15～85°的纏繞層；或者使用編織機(jī)（3）在內(nèi)層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間，纏繞一層或多層厚度為0.1～2毫米，交叉角度為15～85°的編織層；

（b）經(jīng)注射模具（4）內(nèi)膠液浸漬的纖維束再經(jīng)過拉擠模具（7）固化成型，拉擠模具（7）的入口處設(shè)有模具冷卻裝置（6），用于降低模具入口溫度，避免模具溫度傳導(dǎo)至注射模具（5）；在拉擠模具（7）周圍、模具冷卻裝置（6）的后面，分布有模具加熱裝置（8），在2～4段加熱，固化溫度在95～180℃之間，呈梯度升溫方式，拉擠速度在0.08～1.5米/分鐘之間，拉擠出復(fù)合材料桿體；拉擠出的復(fù)合材料桿體進(jìn)入后固化加熱爐（9）進(jìn)行熱應(yīng)力處理及后固化，后固化結(jié)束，通過牽引裝置（11）；

（c）在注射拉擠設(shè)備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間，設(shè)置一臺(tái)套熱固性樹脂噴涂設(shè)備裝置（12）和固化裝置（13），利用塑料擠出裝置（12）在成型抽油桿體上的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經(jīng)過固化裝置（13）；經(jīng)充分固化后，利用卷繞裝置（11）將其卷繞在直徑為1.5米～3.5米的圓盤上。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法有益效果

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的有益效果是：該發(fā)明的抽油桿，在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料連續(xù)抽油桿拉擠工藝基礎(chǔ)上增加了纏繞層或者編織層，增加了徑向強(qiáng)度和軸向抗壓強(qiáng)度，提高了彎曲性能，降低了彎曲直徑；表面噴涂的連續(xù)一段或斷續(xù)幾段熱固性耐磨層，賦予了抽油桿優(yōu)異的耐腐蝕和耐偏磨性能，與2014年之前的熱塑耐磨層相比提高30%，而且耐溫性更好，最高能達(dá)到190℃；

另外，采用專用的噴涂設(shè)備，不同于普通的噴涂設(shè)備，這種注射噴涂設(shè)備所噴涂的樹脂經(jīng)計(jì)量泵精確計(jì)量，保證噴涂厚度的一致性；靜態(tài)混料器的應(yīng)用可以保證樹脂的充分混合，對(duì)制品性能的一致性起到關(guān)鍵作用；恒溫裝置保證噴涂樹脂的性狀保持一致；噴嘴經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可以保證桿體周圍涂層的厚度一致；兩端過濾裝置的設(shè)計(jì)既能保證過濾掉多余樹脂，又可保證噴涂涂層的厚度；

還有《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提供的制備方法，采用纏繞拉擠、編織拉擠、注射拉擠和熱固性樹脂噴涂固化組合成型工藝，可以大幅提高纖維增強(qiáng)復(fù)合材料連續(xù)抽油桿桿體生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性，配合專用的噴涂裝置，保證了熱固性樹脂耐磨層在抽油桿桿體表面的位置分布滿足設(shè)計(jì)需求，耐磨層與桿體的結(jié)合在線完成，生產(chǎn)效率高，結(jié)合強(qiáng)度大，避免了分層、脫落現(xiàn)象的發(fā)生。