本发明涉及橡胶复合材料产品制备领域，具体而言，涉及一种管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置和方法。
背景技术：
1、管状橡胶材料作为输送各种气体和液体物料、机械设备部件连接的重要工具，在汽车、航空、医疗、家电和消防等多个领域发挥着巨大作用。随着橡胶材料行业的飞速发展，市场对于管状橡胶材料的性能提出了越来越高的要求，管状短纤维橡胶复合胶料成为热门的研究方向。
2、短纤维作为补强材料与橡胶复合后，能够显著提高橡胶在小变形下的定伸应力，同时保持极低的动态和静态永久变形，以及高弹性。这使得复合橡胶具有高强度、高模量、耐撕裂、抗溶胀等优良性能。同时，短纤维的加入还可以提高橡胶制品的挺性、尺寸稳定性，降低制品的成本，简化工艺和提高生产效率。而且，随着对短纤维预处理技术的改进，其界面粘合强度和补强作用得到增强，进一步提高了制品的质量。
3、管状短纤维复合橡胶挤出过程中的取向问题，关系到短纤维在管状橡胶材料中的分布和排列方式，在挤出过程中，如何有效地控制短纤维的取向，使其按照预期的方向排列，是一个关键问题，短纤维的取向不仅影响复合材料的力学性能，还关系到其加工性能和最终产品的性能。
4、管状短纤维复合橡胶挤出过程中的取向形式包括径向取向、轴向取向和周向取向。径向取向和轴向取向有助于提高管状橡胶材料的拉伸强度和抗压强度，纤维在径向和轴向的排列能够更好地承受来自这些方向的力，从而增强材料的整体结构稳定性；同时，径向和轴向取向的纤维能够更有效地分散和吸收磨损过程中产生的压力，减少材料表面的磨损；此外，在高压应用中，径向取向的纤维有助于增强管状材料的耐压能力，径向取向的纤维能够提供更好的支撑，防止材料在压力作用下发生变形或破裂；轴向取向的纤维可以提高管状橡胶材料的柔韧性和弹性，使其在受到弯曲或扭曲时能够更好地恢复原状。
5、周向取向在挤出过程中，对复合材料可能带来一些性能上的不利影响：周向取向会导致轴向和径向的强度降低，短纤维沿着周向排列，从而无法在轴向和径向上提供足够的支撑和抗拉能力，特别是在受到外部压力或扭矩作用时，使管状短纤维橡胶材料更容易发生周向变形，这会影响材料的耐压性、稳定性和耐久性。此外，短纤维的周向排列方式不利于材料在受到弯曲或扭曲时的恢复，会限制材料的柔韧性和弹性。
6、因此，设计准确控制短纤维取向的管状短纤维橡胶复合胶料取向，具有十分重要的意义。
7、鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的包括，例如，提供了一种管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置和方法。
2、本发明的实施例可以这样实现：
3、第一方面，本发明提供一种管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，包括传输料筒和取向机构，所述传输料筒和所述取向机构连通，所述取向机构包括壳体、分流锥和阻滞刀具，所述分流锥安装并固定于所述壳体内，所述分流锥的外壁和所述壳体的内壁之间形成供短纤维橡胶复合胶料通过的分流腔。
4、所述分流锥包括前端呈流线型锥形结构的分流段和后端呈柱形结构的定型段，所述分流段与所述传输料筒连通，所述阻滞刀具包括设置于所述定型段末端且沿周向分布的多个刀片，多个所述刀片的末端与所述壳体的内壁连接。
5、在可选的实施方式中，多个所述刀片沿所述分流锥上的周向间隔6°-12°的圆心角均匀分布。
6、在可选的实施方式中，多个所述刀片的截面为矩形结构，且所述矩形结构的长度方向沿所述分流锥的径向设置，宽度方向沿所述分流锥的轴向设置，任意一个所述刀片厚度为0.1-0.2mm。
7、在可选的实施方式中，所述分流段的锥角为30-45°，所述定型段的长度为10-20mm。
8、在可选的实施方式中，所述分流锥还包括设置于所述分流段和所述定型段之间的过渡段，所述过渡段包括相互连接的安装区段和内缩区段，所述安装区段与所述分流段连接，所述安装区段的直径与所述分流段的最大直径相同，所述内缩区段与所述定型段连接，所述内缩区段的直径沿着所述安装区段到所述定型段的方向逐渐缩小，所述内缩区段的最小直径与所述定型段的直径相同，所述阻滞刀具安装于所述安装区段上。
9、在可选的实施方式中，所述壳体包括可拆卸连接的前压缩套和后压缩套，所述传输料筒与所述前压缩套连通，所述分流锥通过连接柱与所述后压缩套连接。
10、在可选的实施方式中，所述后压缩套的内径对应于所述内缩区段的区域沿着远离所述前压缩套的方向逐渐缩小。
11、在可选的实施方式中，所述壳体还包括固定板和固定套，所述固定板同时与所述前压缩套和所述后压缩套的轴向端面连接以用于对所述前压缩套和所述后压缩套进行轴向固定；所述固定套设置于所述前压缩套和所述固定板的圆周外侧以用于对所述前压缩套和所述后压缩套进行径向固定。
12、在可选的实施方式中，所述传输料筒上还设置有用于与温度传感器和压力传感器连接的传感器接口；
13、优选地，所述传输料筒中所述短纤维橡胶复合胶料的输送压力为10-15mpa；
14、优选地，所述传输料筒上还连接有加压挤出机构。
15、第二方面，本发明提供了一种管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出方法，其采用如上述实施方式任一项所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置进行；
16、其包括：将短纤维橡胶复合胶料经所述传输料筒输送至所述取向机构中，并对所述短纤维橡胶复合胶料提供持续的压力；
17、所述短纤维橡胶复合胶料经所述分流锥分流成管状胶料；
18、所述管状胶料经所述阻滞刀具切割成层状橡胶片后汇合。
19、本发明实施例的有益效果包括，例如：
20、本发明提供了一种管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其通过分流锥和阻滞刀片的设计，利用分流锥将短纤维橡胶复合胶料分流成管状，这一结构设计有助于引导和控制短纤维的取向，使其在径向和轴向得到有效排列。分流锥的前端采用流线型锥形结构，后端为柱形结构的定型段，这种设计有助于胶料的均匀流动和纤维的准确取向。同时在分流过程中，利用阻滞刀具将管状胶料切割成层状橡胶片，确保了胶料的精确切割和纤维的有序排列，实现短纤维的轴向和径向准确取向，从而在挤出过程中避免了不利的周向取向。多个刀片的设置还有利于保证层状橡胶片的均匀性和一致性。本发明通过精确控制短纤维的取向，实现了轴向和径向取向的优化，该方法避免了周向取向所带来的不利影响，显著提高了管状橡胶材料的拉伸强度、抗压强度、耐磨损性能、耐压能力和柔韧性，增强了材料的整体结构稳定性和耐久性。
1.一种管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，包括传输料筒和取向机构，所述传输料筒和所述取向机构连通，所述取向机构包括壳体、分流锥和阻滞刀具，所述分流锥安装并固定于所述壳体内，所述分流锥的外壁和所述壳体的内壁之间形成供短纤维橡胶复合胶料通过的分流腔，
2.根据权利要求1所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，多个所述刀片沿所述分流锥上的周向间隔6°-12°的圆心角均匀分布。
3.根据权利要求1所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，多个所述刀片的截面为矩形结构，且所述矩形结构的长度方向沿所述分流锥的径向设置，宽度方向沿所述分流锥的轴向设置，任意一个所述刀片厚度为0.1-0.2mm。
4.根据权利要求1所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，所述分流段的锥角为30-45°，所述定型段的长度为10-20mm。
5.根据权利要求1所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，所述分流锥还包括设置于所述分流段和所述定型段之间的过渡段，所述过渡段包括相互连接的安装区段和内缩区段，所述安装区段与所述分流段连接，所述安装区段的直径与所述分流段的最大直径相同，所述内缩区段与所述定型段连接，所述内缩区段的直径沿着所述安装区段到所述定型段的方向逐渐缩小，所述内缩区段的最小直径与所述定型段的直径相同，所述阻滞刀具安装于所述安装区段上。
6.根据权利要求5所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，所述壳体包括可拆卸连接的前压缩套和后压缩套，所述传输料筒与所述前压缩套连通，所述分流锥通过连接柱与所述后压缩套连接。
7.根据权利要求6所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，所述后压缩套的内径对应于所述内缩区段的区域沿着远离所述前压缩套的方向逐渐缩小。
8.根据权利要求6所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，所述壳体还包括固定板和固定套，所述固定板同时与所述前压缩套和所述后压缩套的轴向端面连接以用于对所述前压缩套和所述后压缩套进行轴向固定；所述固定套设置于所述前压缩套和所述固定板的圆周外侧以用于对所述前压缩套和所述后压缩套进行径向固定。
9.根据权利要求1所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置，其特征在于，所述传输料筒上还设置有用于与温度传感器和压力传感器连接的传感器接口；
10.一种管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出方法，其特征在于，其采用如权利要求1-9任一项所述的管状短纤维橡胶复合胶料取向挤出装置进行；
