CN104233513B - 一种化纤致密化一体机及其致密化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化纤致密化一体机，包括致密化箱体，箱体内有致密化装置，上部设置有热风装置，箱体内部有输送带和集气盒，输送带包括呈上下位置第一输送带和第二输送带，集气盒包括搜集盒、分气盒、抽气盒，搜集盒设置于第一输送带中间，分气盒设置于第一输送带下部，抽气盒设置于分气盒下部和第二输送带中间，热风装置包括循环热风传导系统，循环热风传导系统包括有热风循环箱，热风循环箱上设置有进风通道、出风通道和风机，进风通道、出风通道、风机与致密化箱体湿热气循环。本发明技术方案的致密化一体机的致密化过程控制方便，致密化热风温度湿度控制方便，致密化过程中纤维丝束不易出现紊乱。

Description

一种化纤致密化一体机及其致密化方法

技术领域

本发明属于小丝束碳纤维原丝致密化设备领域，更具体的说涉及一种结构紧凑，致密化过程易于控制、纤维致密化质量高的化纤致密化一体机。

背景技术

在碳纤维原丝生产中，碳纤维原丝丝束的致密化是关键步骤，丝束致密化的好坏将直接影响到碳纤维的密度、模量、和强度。致密化主要是消除纤维成型过程中必定会形成的原始缺陷，防止纤维品质低劣。在现有技术中还没有集控制密度、温湿度和产量并具有节能环保、结构紧凑、工艺合理的一体机。

发明内容

本发明技术方案旨在提供一种致密化过程控制方便，致密化热风温度湿度控制方便，致密化过程中纤维丝束不易出现紊乱的纤维致密化一体机。

本发明主要技术方案是：化纤致密化一体机，包括致密化箱体，致密化箱体内部设置有致密化装置，致密化箱体上部设置有热风装置，致密化装置包括设置于致密化箱体内部的输送带和集气盒，输送带包括呈上下位置平行设置的第一输送带和第二输送带，集气盒包括搜集盒、分气盒、抽气盒，搜集盒设置于第一输送带中间，分气盒设置于第一输送带下部，抽气盒设置于分气盒下部的第二输送带中间位置，热风装置包括循环热风传导系统，循环热风传导系统包括有热风循环箱，热风循环箱上设置有进风通道、出风通道和风机，进风通道、出风通道、风机与致密化箱体形成湿热气循环，热风循环箱外部设置有箱外导流管。

优选的，集气盒单面均设置为网板状，侧面设置有进风管和出风管，搜集盒进风管与热风循环箱上的出风通道对应，搜集盒出风管与分气盒进风管通过箱外导流管连接，分气盒下部网板的出风面与抽气盒进风口网板面对应，抽气盒侧面的出风管与风机连接，风机与热风循环箱上的进风通道连接。

优选的，第一输送带和第二输送带两端均设置有张紧辊轴，第一输送带和第二输送带各自一端的张紧辊轴上均设置有输送带纠偏装置和输送带张紧装置。

优选的，第一输送带一端对应的致密化箱体上设置有丝束进料口，第二输送带远离丝束进料口端下部的致密化箱体上设置有丝束出料口，第一输送带与第二输送带沿丝束行走方向错位一段落丝间距，且第一输送带和第二输送带运动方向相反。

优选的，热风循环箱上连接有蒸汽加热系统，蒸汽加热系统包括设置于热风循环箱内的蒸汽换热器和与热风循环箱连接的蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽进口处设置有蒸汽压力调节阀，蒸汽压力调节阀由PLC控制。

优选的，致密化箱体内部设置有干、湿球温度传感器，进风通道上连接有脱盐水进水管，脱盐水进水管上设置有与有干、湿球温度传感器连接的温湿度调节阀，温湿度调节阀由PLC控制。

本发明是一种化纤致密化一体机，包括致密化箱体，致密化箱体内部设置有致密化装置，致密化箱体上部设置有热风装置，将热风装置设置于致密化箱体上部，使得致密化一体机整体结构紧凑，便于安装；致密化装置包括设置于致密化箱体内部的输送带和集气盒，输送带包括呈上下位置平行设置的第一输送带和第二输送带，改变现有技术中的输送带都呈单层同一方向直线输送结构的方式，缩短设备总长度，缩小了致密化箱体内部体积，保证进入箱体实施致密化的循环气的温度更加易于控制，不会出现温度差，使得丝束致密化更加的充分，利于提高化纤致密化的质量；集气盒包括搜集盒、分气盒、抽气盒，搜集盒设置于第一输送带的上下带之间，分气盒设置于第一输送带下部，抽气盒设置于分气盒下部、第二输送带的上下带之间的中间部位，集气盒的作用是将湿热的循环气均匀分布到丝束上，避免丝束在致密化时因循环气的气流不均匀扰乱丝束分布，使得丝束缠绕，导致下道工序单丝分开卷绕困难。湿热的循环气由上部均匀透过布满丝束的搜集盒上网板后再进入箱外导流管，进到分气盒，本技术方案中的分气盒的作用是将经过第一层输送带丝束进行致密化后的湿热循环气收集到分气盒，再由分气盒下部的网板将湿热的循环气均匀的透过第二层输送带上的丝束，由抽气盒上部的网板将循环气通过出风通道抽出，实现对第二输送带上的丝束进行致密化；热风装置包括循环热风传导系统，循环热风传导系统包括有热风循环箱，热风循环箱上设置有进风通道、出风通道和风机，进风通道、出风通道、风机与致密化箱体形成湿热气循环，集气盒进出循环风都是由导流管连接，热风装置为致密化箱体提供纤维丝束致密化需要的湿热循环气，本热风装置与致密化箱体内形成一个整体的湿热风循环。

将集气盒单面设置成网状，能够将通入集气盒内的湿热循环气均匀分布到输送带上，不会出现气流不均匀或者出现丝束与湿热气混合缠绕的现象，保证丝束能够均匀的被致密化，同时保证丝束在输送带上呈平整状态，便于后道工序的进行。

搜集盒、分气盒、抽气盒侧面均设置有进风口和出风口，搜集盒上部网板是进风口，与热风循环箱上的出风通道对应，搜集盒侧面的出风口通过箱体外导流管与分气盒侧面进风口连接，分气盒下部网板的出风口与抽气盒上部网板进风口相对应，抽气盒侧面出风口与风机连接，风机与热风循环箱上的进风通道连接，利用风机将热风装置和致密化箱体及箱体内的集气盒形成一个完整的湿热风循环，同时，集气盒之间的湿热循环气也必须经过特定的进风口和出风口进行循环，这样能够有效的合理利用湿热循环气能量。

第一输送带和第二输送带两端均设置有橡胶辊轴，第一输送带和第二输送带各自一端的橡胶辊轴上均设置有输送带纠偏装置和输送带张紧装置，确保输送带在输送丝束时，丝束能够平整均匀分布在输送带上，不会出现偏移脱落输送带的现象，确保丝束顺利完成致密化。

第一输送带设有丝束进料口，第一输送带与第二输送带运动方向相反，这种结构确保致密化的丝束由第一输送带上滑落到第二输送带上时能够实现翻转，实现丝束迎风面A落下后翻面呈背风面B，实现在第二输送带上对丝束的另一面进行致密化，提高致密化的质量，同时确保丝束不会出现堆积的现象。

热风循环箱上连接有蒸汽加热系统，蒸汽加热系统包括设置于热风循环箱内的蒸汽换热器和与热风循环箱连接的蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽进口处设置由PLC控制的蒸汽压力调节阀，蒸汽加热系统为热风装置提供热力。

致密化箱体内部设置有干、湿球温度传感器，进风通道上连接有脱盐水进水管，脱盐水进水管上设置有连接PLC的干、湿球温度传感器控制的温湿度调节阀。

控制循环风、干湿球温度和蒸汽调节阀、温湿度调节阀都是由可编程逻辑控制器PLC按工艺要求进行运算后来进行调节控制，简化了人工调节的复杂操作。

一种化纤致密化一体机的致密化方法，

第一步，开启致密化一体机的致密化箱体内部的第一输送带和第二输送带，并调节输送带纠偏装置和输送带张紧装置，使得第一输送带和第二输送带均平稳输送，控制和调节输送带的输送速度，使丝束在箱体内停留致密化的总时间控制在12～24分钟；

第二步，启动热风装置，采用0.4～0.8MPa饱和蒸汽对循环气进行加热，将加热的循环气输送至致密化箱体内部，利用PLC连接干、湿球温度传感器，经运算后再控制调节循环气的温度和湿度，用脱盐水雾化增湿，控制温湿度调节阀调节致密化箱体内干球温度为110～148℃，湿球温度60～90℃，且保证循环风的风压为0.005～0.05(10N/m2)；

第三步，将2～50万旦的丝束由致密化箱体上的丝束进料口进料，首先由第一输送带输送丝束，经过搜集盒的循环湿热风均匀的透过输送带上的丝束，对丝束进行致密化；

第四步，丝束经第一输送带致密化完成后会自动落至第二输送带上，并实现丝束的迎风面由上迎风面A在落下后变为下背风面B。经过搜集盒内的循环湿热气经箱体外导流管均布到分气盒内再由分气盒下面的网板将湿热循环气透过丝束并从对应的抽气盒上网板进到出风通道，完成对第二输送带上丝束致密化；

第五步，经过第二输送带致密化后的丝束由致密化箱体上的出料口抽出，即完成了丝束的致密化。

本发明技术方案的有益效果是：本发明技术方案是一种化纤致密化一体机，整体结构紧凑，最大限度的缩小了设备整体的体积，便于安装，同时也便于对致密化箱体内部的温度和湿度的控制，保证箱体内部温度均匀，提高致密化纤维丝束的质量，同时本致密化箱体内部设置有集气盒，确保进入到输送带上进行致密化的循环气分布均匀，实现丝束的均匀致密化，控制好的风压避免丝束出现混乱和缠绕，本技术方案的致密化一体机，其致密化箱体与热风装置实现整体的热气循环，且安装有干、湿球温度传感器，配置的PLC控制蒸汽调节阀、雾化调节阀和风量调节装置，简化了多元操作难度，便于湿热循环气的温度和湿度的控制，提高丝束致密化质量。

附图说明

图1为本发明一种化纤致密化一体机的主视图，

图2为本发明一种化纤致密化一体机的左视图，

其中，1、致密化箱体，2、热风循环箱，3、第一输送带，3、第二输送带，4、搜集盒，41、分气盒，42、抽气盒，5、进料口，6、输送带纠偏装置，7、输送带张紧装置，20、进风通道，21、蒸汽加热系统，22、箱外导流管，23、出风通道，24、风机，25、出风调节通道，26、蒸汽出口，27、干、湿球温度传感器，271、PLC调节控制系统，272、脱盐水进水管调节装置，273、蒸汽压力调节阀，274、脱盐水喷头。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

如图1和图2所示，为一种化纤致密化一体机结构示意图，包括致密化箱体1，致密化箱体1内部设置有致密化装置，致密化箱体上部设置有热风装置，致密化装置包括设置于致密化箱体1内部的输送带和集气盒，输送带包括呈上下位置平行设置的第一输送带3和第二输送带31，集气盒包括搜集盒4、分气盒41、抽气盒42，搜集盒4设置于第一输送带3之间，分气盒41设置于上下输送带之间，抽气盒42设置于第二输送带31之间，热风装置包括循环热风传导系统，循环热风传导系统包括有热风循环箱2，热风循环箱2连接着出风通道23、风机24和出风调节通道25、进风通道23和风机24与致密化箱体1湿热气循环，热风循环箱2外部设置有箱外导流管22。

集气盒单面设置为网板状，搜集盒4、分气盒41、抽气盒42侧面均设置有进风口和出风口，搜集盒进风口与热风循环箱2上的出风通道24相对应，搜集盒出风口与分气盒进风口通过箱外导流管23连接，分气盒出风口与抽气盒进风口都是由网板相对应，抽气盒侧面出风口与风机24连接，风机24与热风循环箱2上的进风通道20连接。

第一输送带3和第二输送带31两端均设置有橡胶辊轴，第一输送带3和第二输送带31各自一端的橡胶辊轴上均设置有输送带纠偏装置6和输送带张紧装置7。

第一输送带3连接有丝束进料口5，第一输送带3出口端与第二输送带31入口端错开一定位置确保落下的丝束能铺满在第二输送带31上。

热风循环箱2上连接有蒸汽加热系统，蒸汽加热系统包括设置于热风循环箱内的蒸汽换热器21和与热风循环箱2连接的蒸汽进口273和蒸汽出口26，蒸汽进口273处设置有蒸汽压力调节阀。

致密化箱体设置有干、湿球温度传感器27，进风通道20上连接有脱盐水进水管272，干、湿球温度传感器27与脱盐水进水管272之间设置有PLC调节控制系统271，脱盐水进水管272上设置有与有干、湿球温度传感器27连接的湿度调节阀控制274脱盐水喷头。

上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种化纤致密化一体机，包括致密化箱体，所述致密化箱体内部设置有致密化装置，致密化箱体上部设置有热风装置，其特征在于，所述致密化装置包括设置于致密化箱体内部的输送带和集气盒，所述输送带包括呈上下位置平行设置的第一输送带和第二输送带，所述集气盒包括搜集盒、分气盒、抽气盒，所述搜集盒设置于第一输送带中间，分气盒设置于第一输送带下部，抽气盒设置于分气盒下部的第二输送带中间位置，所述热风装置包括循环热风传导系统，所述循环热风传导系统包括有热风循环箱，所述热风循环箱上设置有进风通道、出风通道和风机，所述进风通道、出风通道、风机与致密化箱体形成湿热气循环，所述热风循环箱外部设置有箱外导流管。

2.根据权利要求1所述的一种化纤致密化一体机，其特征在于，所述集气盒单面均设置为网板状，侧面设置有进风管和出风管，所述搜集盒进风管与热风循环箱上的出风通道对应，所述搜集盒出风管与分气盒进风管通过箱外导流管连接，分气盒下部网板的出风面与抽气盒进风口网板面对应，抽气盒侧面的出风管与风机连接，所述风机与热风循环箱上的进风通道连接。

3.根据权利要求1所述的一种化纤致密化一体机，其特征在于，所述第一输送带和第二输送带两端均设置有张紧辊轴，所述第一输送带和第二输送带各自一端的张紧辊轴上均设置有输送带纠偏装置和输送带张紧装置。

4.根据权利要求1所述的一种化纤致密化一体机，其特征在于，所述第一输送带一端对应的致密化箱体上设置有丝束进料口，所述第二输送带远离丝束进料口端下部的致密化箱体上设置有丝束出料口，所述第一输送带与第二输送带沿丝束行走方向错位一段落丝间距，且第一输送带和第二输送带运动方向相反。

5.根据权利要求1所述的一种化纤致密化一体机，其特征在于，所述热风循环箱上连接有蒸汽加热系统，所述蒸汽加热系统包括设置于热风循环箱内的蒸汽换热器和与热风循环箱连接的蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽进口处设置有蒸汽压力调节阀，蒸汽压力调节阀由PLC控制。

6.根据权利要求1所述的一种化纤致密化一体机，其特征在于，所述致密化箱体内部设置有干、湿球温度传感器，所述进风通道上连接有脱盐水进水管，所述脱盐水进水管上设置有与有干、湿球温度传感器连接的温湿度调节阀，温湿度调节阀由PLC控制。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种化纤致密化一体机的致密化方法，其特征在于，

第一步，开启致密化一体机致密化箱体内部的第一输送带和第二输送带，并调节输送带纠偏装置和输送带张紧装置，使得第一输送带和第二输送带平稳输送丝束，并控制和调节输送带输送速度，确保丝束在箱体内致密化时间从12至24分钟可调；

第二步，启动热风装置，采用饱和蒸汽对循环气进行加热，将加热的循环气输送至致密化箱体内部，利用干、湿球温度传感器取得测量数据经PLC进行运算后再控制脱盐水雾化增湿量，并控制加热蒸汽调节阀来调节致密化箱体内干球温度和湿球温度；

第三步，将丝束由致密化箱体上的进料口进料，首先由第一输送带向前输送丝束，经过控制热风循环箱的湿热循环风透过输送带上丝束对丝束进行致密化；

第四步，第一输送带继续向前输送丝束，使得第一输送带上的丝束落至第二输送带上，并实现丝束迎风面A落下后翻面呈背风面B，经过抽气盒内的循环湿热气均布于第二输送带上对丝束进行致密化；

第五步，经过第二输送带致密化后的丝束由致密化箱体的出料口抽出，即完成了本丝束的致密化。