CN102260917A - 一种高效螺杆溶解设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效螺杆溶解设备。它满足碳纤维生产时纺制高性能原丝的需求,密封效果好,可有效防止溶解液溢出。它包括耐腐的螺杆腔体,螺杆腔体一端设有至少一个进料口,另一端设有至少一个出料口;螺杆腔体的两端还设有密封装置;在螺杆腔体内壁设有耐腐蚀涂层;螺杆组件包括芯杆和装配在芯杆上的若干个溶解组件,所述芯杆两端通过轴承旋置于螺杆腔体内,芯杆一端与动力装置连接;各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。
Description
技术领域
本发明属化纤原料制备技术领域,特别适用于两步法聚丙烯腈纺丝原液制备用的高效螺杆溶解设备。
背景技术
在聚丙烯腈基碳纤维的生产过程中,聚丙烯腈原丝纺制前必须先行制备PAN原液,即利用DMAC或DMSO作为有机溶剂,与聚丙烯腈粉料进行混合溶解,制备均匀的浆液,然后经过过滤后进行纺丝。
由于该过程不允许金属离子掺杂进入,因而整个体系必须在防腐条件下进行。
目前国内外溶解系统主要采用桨叶式混合溶解体系,该系统对于低粘度系统效果良好,如果混合溶解体系粘度较大时容易出现混合结块和局部不均匀现象,严重时导致混合溶解体“爬杆”,使得溶解过程无法进行。
在其他领域有利用螺杆原理进行混合溶解的应用,但所用螺杆全部为单端支撑体系,即出料口是自由端,螺杆和腔体间经常接触摩擦,产生金属磨屑,且腔体为普通碳钢材质,易于腐蚀生锈,污染物料。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题,满足碳纤维生产时纺制高性能原丝的需求,提供一种结构合理的高效螺杆溶解设备,它密封效果好,可有效防止溶解液溢出。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高效螺杆溶解设备,它包括耐腐的螺杆腔体,螺杆腔体一端设有至少一个进料口,另一端设有至少一个出料口;螺杆腔体的两端还设有密封装置;在螺杆腔体内壁设有耐腐蚀涂层;螺杆组件包括芯杆和装配在芯杆上的若干个溶解组件,所述芯杆两端通过轴承旋置于螺杆腔体内,芯杆一端与动力装置连接;各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。
所述各螺旋块间通过高分子材料的组件密封层相互隔离。
所述动力装置包括驱动装置,它与芯杆的一端连接。
所述密封装置包括位于进料口处的若干密封压块,以及位于出料口处的密封填料;同时在螺杆腔体的出料口端处还设有密封端盖。
所述耐腐蚀涂层为聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂,有机硅、尼龙,聚苯硫醚,聚醚醚酮,双马树脂中的一种或几种树脂的复合体。
本发明的高效螺杆溶解设备,由耐腐螺杆腔体,特制螺杆组合,双端独立支撑密封系统组成。特制的螺杆组合位于耐腐蚀的螺杆腔体内,两端有独立的轴承支撑,整个螺杆悬置于螺杆腔体内,保障了螺杆与腔体的隔离。
本发明的高效螺杆溶解设备,其耐腐蚀螺杆腔体的特征为基体材料为耐腐蚀不锈钢整体加工而成,腔体内壁涂覆有一层高分子耐腐蚀层,其材质是热塑性树脂或热固性树脂,如聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂,有机硅、尼龙,聚苯硫醚,聚醚醚酮,双马树脂,可以是其中一种或几种树脂的复合体。
螺杆组合由芯杆和溶解组件共同组成。芯杆是带有键槽的高强度合金钢整体加工件,两端带有双轴承安装支座,溶解组件为独立组件的装配体,独立组件之间有高分子材料密封件隔离,独立组件结构特点为带齿的螺旋块。
其双端独立支撑系统由独立双支撑轴承和密封系统组成,轴端设计有密封填料,防止溶解液溢出。
本发明的有益效果是:由于采用了双端双轴承支撑体系,内腔防腐蚀涂层,多级齿形组合体混合溶解,保证了多组分体系溶解时的混合溶解均匀性,为后期产品的质量稳定性起到了可靠的保障。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中,1驱动装置,2芯杆,3密封压块,4耐腐蚀涂层,5螺杆腔体,6第一进料口,7第二进料口,8螺杆组件,9组件密封层,10轴承,11密封端盖,12密封填料,13出料口。
具体实施方式
图1中,一种高效螺杆溶解设备,它包括耐腐的螺杆腔体5,螺杆腔体5一端设有第一进料口6和第二进料口7,另一端设有至少一个出料口13;螺杆腔体5的两端还设有密封装置;在螺杆腔体5内壁设有耐腐蚀涂层4;螺杆组件8包括芯杆2和装配在芯杆2上的若干个溶解组件,所述芯杆2两端通过轴承10旋置于螺杆腔体5内,芯杆2一端与动力装置连接;各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。
所述各螺旋块间通过高分子材料的组件密封层9相互隔离。
所述动力装置包括驱动装置1,它与芯杆2的一端连接。
所述密封装置包括位于两进料口处的若干密封压块3,以及位于出料口13处的密封填料12;同时在螺杆腔体5的出料口13端处还设有密封端盖11。
所述耐腐蚀涂层4为聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂,有机硅、尼龙,聚苯硫醚,聚醚醚酮,双马树脂中的一种或几种树脂的复合体。
本发明的高效溶解设备在工作时,由驱动装置带动传动轴单向运转,需要混合溶解的原料分别从第一进料口6和第二进料口7按照一定比例喂入,与芯杆2组合在一起的螺杆组件8将进入螺杆腔体5内的物料通过螺杆组件8在螺旋体间充分搅拌、剪切、混合,最后经出料口13排出螺杆腔体。
螺杆腔体5两端设置的密封装置,有效保证了螺杆腔体5内的混合原料无溢出,螺杆腔体5两端设置的支撑轴承10和腔体内壁的防腐蚀涂层4,有效保证了混合溶解物料不被金属离子污染。
实施例1:
利用本发明制备溶解系统,螺杆腔体5直径100mm,螺杆腔体5长度5000mm,内壁涂覆聚四氟乙烯,配套螺杆驱动马达15kw,变频调速。启动驱动装置1,芯杆2运行在每分钟150转,从第一进料口6喂入DMAC有机溶剂,每小时100公斤,从第二进料口7喂入PAN粉料,每小时20公斤,连续喂入,出料口13连续出料。进过本发明混合溶解后,出料口13获得粘度为150Pa.S溶解良好的PAN原液。以此原液进行纺丝,效果良好。
实施例2:
利用本发明制备溶解系统,螺杆腔体5直径50mm,螺杆腔体5长度2000mm,内壁涂覆环氧树脂,配套螺杆驱动马达5kw,变频调速。启动驱动装置1,芯杆2运行在每分钟300转,从第一进料口6喂入DMSO有机溶剂,每小时20公斤,从第二进料口7喂入PAN粉料,每小时5公斤,连续喂入,出料口13连续出料。进过本发明混合溶解后,出料口13获得粘度为260Pa.S溶解良好的PAN原液。以此原液进行纺丝,效果良好。
Claims (5)
1.一种高效螺杆溶解设备,其特征是,它包括耐腐的螺杆腔体(5),螺杆腔体(5)一端设有至少一个进料口,另一端设有至少一个出料口(13);螺杆腔体(5)的两端还设有密封装置;在螺杆腔体(5)内壁设有耐腐蚀涂层(4);螺杆组件(8)包括芯杆(2)和装配在芯杆(2)上的若干个溶解组件,所述芯杆(2)两端通过轴承(10)旋置于螺杆腔体(5)内,芯杆(2)一端与动力装置连接;各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。
2.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备,其特征是,所述各螺旋块间通过高分子材料的组件密封层(9)相互隔离。
3.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备,其特征是,所述动力装置包括驱动装置(1),它与芯杆(2)的一端连接。
4.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备,其特征是,所述密封装置包括位于进料口处的若干密封压块(3),以及位于出料口(13)处的密封填料(12);同时在螺杆腔体(5)的出料口(13)端处还设有密封端盖(11)。
5.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备,其特征是,所述耐腐蚀涂层(4)为聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂,有机硅、尼龙,聚苯硫醚,聚醚醚酮,双马树脂中的一种或几种树脂的复合体。
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