CN102304780B - 一种气体保护专用纺丝机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气体保护专用纺丝机，包括纺丝箱体和可控温纺丝间，所述的纺丝箱体上部配有高压组件，高压组件上方连有计量泵；所述的计量泵与熔体增压泵相连，熔体增压泵经高密封性连接管道与高真空压力反应釜相连；所述的高真空压力反应釜与反应釜真空压力系统连接；所述的高真空压力反应釜内部装有搅拌器，下出料口处设有阀门；所述的高真空压力反应釜外部设有油浴控温系统；所述的阀门和高密封性连接管道外部设有管道加热块；所述的计量泵、高压组件和纺丝箱体外部设有加热块；所述的可控温纺丝间配有保护气体置换系统；所述的可控温纺丝间内部设有可控温纺丝间加热器。本发明可避免聚合物及其纤维受到空气、水分的影响，保证其纤维性能。

Description

一种气体保护专用纺丝机
技术领域
本发明属需保护气体保护的高温陶瓷纤维技术领域，特别是涉及一种气体保护专用纺丝机。
背景技术
氮化物陶瓷纤维具有高导热性、低膨胀系数、耐高温等特点，是一种综合性能优异的陶瓷纤维，可用于制备航空航天、近空间飞行器等所需的耐高温、抗氧化、抗热震、抗蠕变、高强高模的复合材料，具有重要的应用前景。
氮化物纤维有氮化硅纤维(SiN)、氮化硼纤维(BN)、硅硼氮纤维(SiBN)和硅硼氮碳纤维(SiBNC)。目前主要发展的是硅基氮化物纤维，即SiBN陶瓷纤维和SiBNC陶瓷纤维，而其制备方法主要是采用前驱体聚合物转化法，如通过三氯化硼、四氯化硅、甲胺、氨气等小分子得到有机前驱体聚合物，通过熔融纺丝、不熔化处理和高温裂解得到陶瓷纤维。由于陶瓷纤维制备过程中，前驱体及其纤维对空气中的氧气和水分敏感，因此所有操作都需要进行保护气体保护。而为了制备大批量、高质量的陶瓷纤维，熔融纺丝过程必须在保护气体保护下进行。因此，开发气体保护专用的纺丝机具有很大的前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种气体保护专用纺丝机，避免聚合物及其纤维受到空气、水分的影响，保证其纤维性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种气体保护专用纺丝机，包括纺丝箱体和连接在纺丝箱体下方的可控温纺丝间，所述的纺丝箱体上部配有高压组件；所述的高压组件上方连有计量泵；所述的计量泵通过接头与熔体增压泵相连；所述的熔体增压泵经高密封性连接管道与高真空压力反应釜相连；所述的高真空压力反应釜与反应釜真空压力系统连接；所述的高真空压力反应釜内部装有搅拌器，下出料口处设有阀门；所述的高真空压力反应釜外部设有油浴控温系统；所述的阀门和高密封性连接管道外部设有管道加热块；所述的计量泵、高压组件和纺丝箱体外部设有加热块；所述的可控温纺丝间配有保护气体置换系统进行保护气体保护；所述的可控温纺丝间中设有卷绕机和集束辊；所述的纺丝箱体经下部的甬道与集束辊连接；所述的可控温纺丝间内部设有可控温纺丝间加热器。
所述的反应釜真空压力系统由真空泵、保护气体钢瓶和气体管路阀门组成，气体管路阀门一端与高真空压力反应釜连接，另一端分为两路，一路与真空泵连接，另一路与气体钢瓶连接。
所述的保护气体置换系统由真空泵、气体钢瓶和气体管路阀门组成，气体管路阀门包括两个阀门，两个阀门的一端均与可控温纺丝间连接，另一端分别与真空泵与气体钢瓶连接。
所述的油浴控温系统，管道加热块，熔体增压泵加热块，加热块和可控温纺丝间加热器均由温度控制系统控制。
所述的温度控制系统包括高温循环油浴锅、电加热和水浴加热。
所述的高真空压力反应釜、反应釜真空压力系统、高密封性连接管道、熔体增压泵、计量泵、高压组件和可控温纺丝间均充满保护气体。
所述的高压组件与纺丝箱体通过铝质垫圈密封。
所述的可控温纺丝间操作面装有透明玻璃。
所述的保护气体为氮气和氩气中的一种或两种混合气。
有益效果
本发明优点是为氮化物陶瓷纤维前驱体原丝的熔融纺丝过程提供惰性气体保护，从而避免聚合物及其纤维受到空气、水分的影响，保证其纤维性能，并可提高陶瓷产率及陶瓷纤维的性能；同时可为熔融纺丝制备氮化物陶瓷纤维原丝提供设备基础；此外，本发明不限于氮化物陶瓷纤维。
附图说明
图1为本发明装置整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示，本发明为一种气体保护专用纺丝机，包括纺丝箱体7和连接在纺丝箱体7下方的可控温纺丝间21，所述的纺丝箱体7上部配有高压组件6；所述的高压组件6上方连有计量泵5；所述的计量泵5通过接头4与熔体增压泵3相连；所述的熔体增压泵3经高密封性连接管道2与高真空压力反应釜1相连；所述的高真空压力反应釜1与反应釜真空压力系统11连接；所述的高真空压力反应釜1内部装有搅拌器19，下出料口处设有阀门20；所述的高真空压力反应釜1外部设有油浴控温系统12；所述的阀门20和高密封性连接管道2外部设有管道加热块13；所述的计量泵5、高压组件6和纺丝箱体7外部设有加热块15；所述的可控温纺丝间21配有保护气体置换系统18进行保护气体保护；所述的可控温纺丝间21中设有卷绕机8和集束辊9；所述的纺丝箱体7经下部的甬道于集束辊9连接；所述的可控温纺丝间21内部设有可控温纺丝间加热器16；所述的反应釜真空压力系统11由真空泵22、气体钢瓶24和气体管路阀门23组成，气体管路阀门23一端与高真空压力反应釜1连接，另一端分为两路，一路与真空泵22连接，另一路与气体钢瓶24连接；所述的保护气体置换系统18由真空泵22、气体钢瓶24和气体管路阀门23组成，气体管路阀门23包括两个阀门，两个阀门的一端均与可控温纺丝间21连接，另一端分别与真空泵22与气体钢瓶24连接；所述的油浴控温系统12，管道加热块13，熔体增压泵加热块14，加热块15和可控温纺丝间加热器16均由温度控制系统17控制；所述的温度控制系统17包括高温循环油浴锅、电加热和水浴加热；所述的高真空压力反应釜1、反应釜真空压力系统11、高密封性连接管道2、熔体增压泵3、计量泵5、高压组件6和可控温纺丝间21均充满保护气体；所述的高压组件6与纺丝箱体7通过铝质垫圈密封；所述的可控温纺丝间21操作面装有透明玻璃，且配有手套可以进行操作；所述的保护气体为氮气和氩气中的一种或两种混合气。
将原料加入高真空压力反应釜1，通过其加热块12和控温加热系统17控制加热温度和时间，并使用马达控制搅拌速率，将得到具有优异可纺性的熔体依次经过高密封性连接管路管道2、熔体增压泵3、计量泵5、纺丝箱体7、高压组件6、集束辊9和卷绕机8得到初生纤维。

Claims (8)

1.一种气体保护专用纺丝机，包括纺丝箱体（7）和连接在纺丝箱体（7）下方的可控温纺丝间（21），其特征在于，所述的纺丝箱体（7）上部配有高压组件（6）；所述的高压组件（6）上方连有计量泵（5）；所述的计量泵（5）通过接头（4）与熔体增压泵（3）相连；所述的熔体增压泵（3）经高密封性连接管道（2）与高真空压力反应釜（1）相连；所述的高真空压力反应釜（1）与反应釜真空压力系统（11）连接；所述的高真空压力反应釜（1）内部装有搅拌器（19），下出料口处设有阀门（20）；所述的高真空压力反应釜（1）外部设有油浴控温系统（12）；所述的阀门（20）和高密封性连接管道（2）外部设有管道加热块（13）；所述的计量泵（5）、高压组件（6）和纺丝箱体（7）外部设有加热块（15）；所述的可控温纺丝间（21）配有保护气体置换系统（18）进行保护气体保护；所述的可控温纺丝间（21）中设有卷绕机（8），卷绕机（8）上设有集束辊（9）和卷绕辊（10）；所述的纺丝箱体（7）经下部的甬道与集束辊（9）连接；所述的可控温纺丝间（21）内部设有可控温纺丝间加热器（16），所述的反应釜真空压力系统（11）由真空泵（22）、气体钢瓶（24）和气体管路阀门（23）组成，气体管路阀门（23）一端与高真空压力反应釜（1）连接，另一端分为两路，一路与真空泵（22）连接，另一路与气体钢瓶（24）连接。
2.根据权利要求1所述的一种气体保护专用纺丝机，其特征在于，所述的保护气体置换系统（18）由真空泵（22）、气体钢瓶（24）和气体管路阀门（23）组成，气体管路阀门（23）包括两个阀门，两个阀门的一端均与可控温纺丝间（21）连接，另一端分别与真空泵（22）与气体钢瓶（24）连接。
3.根据权利要求1所述的一种气体保护专用纺丝机，其特征在于，所述的油浴控温系统（12），管道加热块（13），加热块（15）和可控温纺丝间加热器（16）均由温度控制系统（17）控制。
4.根据权利要求3所述的一种气体保护专用纺丝机，其特征在于，所述的温度控制系统（17）包括高温循环油浴锅、电加热和水浴加热。
5.根据权利要求1所述的一种气体保护专用纺丝机，其特征在于，所述的高真空压力反应釜（1）、反应釜真空压力系统（11）、高密封性连接管道（2）、熔体增压泵（3）、计量泵（5）、高压组件（6）和可控温纺丝间（21）均充满保护气体。
6.根据权利要求1所述的一种气体保护专用纺丝机，其特征在于，所述的高压组件（6）与纺丝箱体（7）通过铝质垫圈密封。
7.根据权利要求1所述的一种气体保护专用纺丝机，其特征在于，所述的可控温纺丝间（21）操作面装有透明玻璃。
8.根据权利要求1所述的一种气体保护专用纺丝机，其特征在于，所述的保护气体为氮气和氩气中的一种或两种混合气。
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