CN102011202A - 纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，包括箱体、设置在箱体外部的热源供应装置、固定在箱体上且置于箱体内的多个传动装置、设置在箱体顶部的余热收集装置，传动装置包括传动轴和套于传动轴上传动辊，传动辊由多孔材料制成，传动轴为中空结构，其侧壁均匀分布有多个出液孔，热源供应装置与多个传动轴分别连通，本发明解决了现有的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置损伤纤维丝束、牵伸效率不高的技术问题，本发明提供一种可保证碳纤维原丝丝束的高强度、在较大的牵伸力下不易产生毛丝或断丝的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置。

Description

纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置
技术领域
本发明涉及碳纤维原丝纺织设备技术领域，具体涉及到一种纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置。
背景技术
碳纤维原丝丝束的制造过程中，热水牵伸装置在原丝生产中属于重要设备，直接影响着高性能碳纤维的生产。普通纺丝用水洗及热牵伸都是采用水浴法或喷淋法，保证碳纤维原丝丝束在高温水环境下进行牵伸。
现有的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置由于传送辊的原因，导致纤维丝束在牵伸过程中容易损伤，易产生毛丝、断丝，并且牵伸的效率不高。
发明内容
为了解决现有的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置损伤纤维丝束、牵伸效率不高的技术问题，本发明提供一种可保证碳纤维原丝丝束的高强度、在较大的牵伸力下不易产生毛丝或断丝的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置。
本发明的技术解决方案是：
纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，包括箱体2、设置在箱体2外部的热源供应装置8、固定在箱体2上且置于箱体内的多个传动装置7、设置在箱体2顶部的余热收集装置3，所述传动装置7包括传动轴5和套于传动轴上传动辊6，其特殊之处在于：所述传动辊6由多孔材料制成，所述传动轴5为中空结构，其侧壁均匀分布有多个出液孔4，所述热源供应装置8与多个传动轴5分别连通。
上述热源供应装置8用于产生过热水蒸汽或高温压缩空气。
上述多孔材料为金属合金、不锈钢、镍或钛。
上述热源供应装置供应的热水温度在50～99℃。
上述传动辊厚度为2～5mm，孔隙度在30％～75％之间，其中的小孔的孔径为5～30μm。
上述纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置还包括热水收集槽，所述热水收集槽设置在辊体下方箱体底座之上。
上述热水收集槽的水通过输送泵送到加热罐内加热，再送入热源供应装置进行热水循环。
本发明所具有的优点：
1、本发明在碳纤维原丝制造过程中，用多孔材料作为牵伸装置传动辊辊面，运行中辊体内部通入定量恒温热水，在压力作用下热水由辊体内部通过多孔材料溢出，在辊体外部形成均匀不断的水膜。更有利于纤维丝束强化水洗，去除残留溶剂。在热水的保温保湿作用下，纤维丝束结构未定型之前确保了二甲基亚砜和水分双扩散的稳定进行，减少纤维丝束在牵伸过程中的损伤，不易产生毛丝、断丝。在流动均匀的热水塑化作用下碳纤维原丝丝束能更好的进行强化水洗和高倍率的牵伸，并保证了碳纤维原丝丝束的高强度。
2、箱体底部设有热水收集槽，将多孔材料制成的传动辊溢出的热水收集在一起通过输送泵送到加热罐内，降低水资源与热能的浪费，提高了水循环利用效率。热水通过多孔材料辊体使热水均匀的分布于辊体表面，使碳纤维原丝丝束受热更均匀，在较大的牵伸力下不易产生毛丝或断丝。
3、本发明提供的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，采用多孔材料辊体表面由内部向外部溢出定量恒温热水，在流动均匀的热水塑化作用下碳纤维原丝丝束能更好的进行强化水洗和高倍率的牵伸。
附图说明
图1为本发明传动装置的结构示意图；
图2为本发明纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置结构示意图；
其中附图标记为：1-底座，2-箱体，3-热水收集槽，4-出液孔，5-传动轴，6-传动辊，7-传动装置，8-热源供应装置，9-泵，10-隔热层。
具体实施方式
如图1、图2所示的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置结构示意图，包括底座1、箱体2、固定在箱体上置于箱体内的传动装置7、热源供应装置8以及设置在箱体底座之上的热水收集槽3，传动装置7包括传动轴5和安装于传动轴5上传动辊6，传动轴5上均匀分布有多个出液孔4，传动辊6的材料为多孔材料，热源供应装置8向传动轴内供应热水。多孔材料材质为不锈钢、镍、钛及其它金属合金材料。热源供应装置供应的热水温度在50～99℃。
本发明利用多孔材料作为牵伸装置辊面，设备运行中辊体内部通入定量恒温热水，在压力作用下热水由辊体内部通过多孔材料溢出，在辊体外部形成均匀不断的水膜，水洗和牵伸缠绕在传动辊表面的纤维丝束。有利于纤维丝束强化水洗，去除残留的溶剂。在热水的保温保湿作用下，纤维丝束结构未完全定型之前确保了二甲基亚砜和水分双扩散的稳定进行，减少纤维丝束在牵伸过程中的损伤，不易产生毛丝、断丝。在流动均匀的热水塑化作用下碳纤维原丝丝束能更好的进行强化水洗和高倍率的牵伸，并保证了碳纤维原丝丝束的高强度。
本发明在原丝丝束生产过程中，经过热源供应装置向不同的多孔材料辊中通入不同温度的热水(热水温度可以控制在50～99℃之间)形成各异的温度场，热源供应装置中含有不同温度的水介质通过隔热层10隔开，通过泵9将不同温度的水提供给不同的传动轴中，这样便形成了不同的温度场。传动轴中的热水，通过出液孔4溢出在多孔材料制成的传动辊上分布均匀，便于缠绕在传动辊上的纤维丝束进行水洗和牵伸。在不同热水的强化水洗后，使碳纤维原丝丝束在热水作用下受热更均匀并增强其塑化作用，达到碳纤维原丝丝束热水高倍牵伸。辊体下方箱体底座之上设有热水收集槽，将多孔材料辊体溢出的热水收集在一起通过输送泵送到加热罐内，降低水资源于热能浪费，提高了水循环利用效率。多孔材料辊体主要采用不锈钢、镍、钛及其它金属合金等耐高温、耐腐蚀材料。热水通过多孔材料辊体使热水均匀的分布于辊体表面，使碳纤维原丝丝束受热更均匀，在较大的牵伸力下不易产生毛丝或断丝。
本发明主要适用于碳纤维原丝纺织设备技术领域。主要使碳纤维原丝丝束在恒温热水中达到强化水洗与热水高倍牵伸作用。
本发明在原丝生产过程中，由热源供应装置向不同的多孔材料辊中通入不同温度的热水(热水温度可以控制在50～99℃之间)形成各异的温度场，在不同热水的强化水洗后，使碳纤维原丝丝束在热水作用下受热更均匀并增强其塑化作用，促进碳纤维原丝丝束热水高倍牵伸。
本发明中多孔材料采用不锈钢、镍、钛或其它金属合金等耐高温、耐腐蚀材料。其孔径为5～30μm，厚度为2～5mm，孔隙度在30％～75％之间。不同温度的热水通过多孔材料辊体使热水均匀的分布于辊体表面，使碳纤维原丝丝束受热更均匀，在较大的牵伸力下不易产生毛丝或断丝。
本发明辊体下方箱体底座之上设有热水收集槽，将多孔材料辊体溢出的热水收集在一起通过输送泵送到加热罐内，进行热水循环。降低水资源及热能浪费，提高了利用效率。
本专利提供了一种纤维丝束纺丝用水洗及热水牵伸装置。它主要特点是由多孔材料作为牵伸装置辊面，正常运行中辊体内部通入定量恒温热水，在压力作用下热水由辊体内部通过多孔材料流出，在辊体外部形成均匀不断的水膜。更有利于纤维丝束在水洗后，经过热水牵伸装置的强化水洗，去除残留纤维丝束中的溶剂。在热水的保温保湿作用下，纤维丝束结构未定型之前确保了二甲基亚砜和水分双扩散的稳定进行，减少纤维丝束在牵伸过程中的损伤，不易产生毛丝、断丝。保证了纤维丝束的高强度。

Claims (7)

1.纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，包括箱体(2)、设置在箱体(2)外部的热源供应装置(8)、固定在箱体(2)上且置于箱体内的多个传动装置(7)、设置在箱体(2)顶部的余热收集装置(3)，所述传动装置(7)包括传动轴(5)和套于传动轴上传动辊(6)，其特征在于：所述传动辊(6)由多孔材料制成，所述传动轴(5)为中空结构，其侧壁均匀分布有多个出液孔(4)，所述热源供应装置(8)与多个传动轴(5)分别连通。
2.根据权利要求1所述的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，其特征在于：所述热源供应装置(8)用于产生过热水蒸汽或高温压缩空气。
3.根据权利要求1或2所述的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，其特征在于：所述多孔材料为金属合金、不锈钢、镍或钛。
4.根据权利要求3所述的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，其特征在于：所述热源供应装置(8)供应的热水温度在50～99℃。
5.根据权利要求3所述的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，其特征在于：所述传动辊厚度为2～5mm，孔隙度在30％～75％之间，其中多孔材料的孔径为5～30μm。
6.根据权利要求5所述的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，其特征在于：所述纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置还包括热水收集槽，所述热水收集槽设置在辊体下方箱体底座之上。
7.根据权利要求6所述的纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，其特征在于：所述热水收集槽的水通过输送泵送到加热罐内加热，再送入热源供应装置进行热水循环。
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