CN106498519B - 一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置 - Google Patents

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    • D01D10/06—Washing or drying

Abstract

本发明公开了一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置，属于碳纤维原丝纺织设备领域。本发明装置包括箱体，循环管道，风机，加热器，加热管，加热辊，连接轴，蒸汽喷淋装置，蒸汽喷淋装置包括竖直设置的蒸汽主管路、与蒸汽主管路垂直的蒸汽喷淋管、与蒸汽喷淋管相连通的喷头。本发明对丝束进行干燥致密化，效果好、效率高，内部气流较均匀，形成稳定的温度梯度变化，减小对碳纤维丝束的干扰，提升碳纤维丝束的干燥效果，同时可以进行蒸汽牵伸，使丝束在行走过程中获得较大的牵伸倍数。

Description

一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置
技术领域
本发明涉及一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置，属于碳纤维原丝纺丝设备技术领域。
背景技术
碳纤维是以聚丙烯腈(PAN)纤维、粘胶纤维或沥青纤维为原丝，通过加热除去碳以外的其它一切元素制成的一种高强度、高模量纤维。它具有很好的化学稳定性和耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐疲劳等性能，是制备高性能复合增强材料中的优良结构材料，因此被广泛应用于纺织、化工、机械、航空、建筑、体育用品等领域。
碳纤维的品质在很大程度上取决于原丝，干燥致密化是碳纤维原丝制备中一道重要工艺，而现有烘干机致密化设备热量多集中在辊子表面，纺丝生产时丝束行走在烘干机致密化箱体中仅能达到较小的牵伸倍数。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置。，采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置，该装置包括箱体1，循环管道2，风机3，加热器4，加热管5，加热辊6，连接轴7，蒸汽喷淋装置8，其中：所述箱体1顶部设有风罩11、底部设有加热管5、与加热辊6中心轴平行的两个相对侧壁上分别设有相对应的丝束进口12和丝束出口13；所述风机3一侧通过循环管道2与风罩11相连通，另一侧通过循环管道2与箱体1底部相连通；风机3与箱体1相连的循环管道2内还设有加热器4；所述加热辊6位于箱体1内部、并呈W形排列；所述连接轴7一端与加热辊6相连，另一端穿过箱体1侧壁进行固定；所述蒸汽喷淋装置8包括垂直箱体1底面设置的蒸汽主管路81、与蒸汽主管路81垂直设置的蒸汽喷淋管82、与蒸汽喷淋管82相连通的喷头83；所述蒸汽主管路81位于相邻加热辊6之间和/或加热辊6与箱体1的侧壁之间；所述蒸汽喷淋管82平行于加热辊6的中心轴。
优选地，所述加热辊6为导热油加热辊、电加热辊、电磁加热辊或蒸汽加热辊。
更优选地，所述加热辊6为导热油加热辊，与导热油加热辊相连接的连接轴7为空心轴，并且内部设有输送导热油的进油管和出油管；连接轴7位于箱体1外部的部分还连接有导热油管道9。
更优选地，所述加热辊6，导热油管道9和箱体1内部设有温度传感器B；所述温度传感器B传输数据给计算机10进行数据处理。
优选地，所述加热辊6总数为17个，分两行平行排列，上行9 个，下行8个。
优选地，所述连接轴7与箱体1外的齿轮箱相连。
优选地，所述喷头83为伞形。
更优选地，所述喷头83孔径为0.5mm-1mm。
所述喷头83的喷淋方向为垂直丝束走丝方向并指向丝束。
优选地，每条所述蒸汽主管路81上设置三条蒸汽喷淋管82；所述蒸汽喷淋管82位于加热辊6的两侧和中间。
优选地，每条蒸汽喷淋管82上设置14个喷头83。
循环管道2、风机3、风罩11和箱体1相互相同形成回路(循环)。
本发明有益效果：
本发明每组辊子两侧安装蒸汽喷淋管，在丝束的行走过程中通过调整喷淋量大小，可以进行蒸汽牵伸，使丝束在行走过程中获得较大的牵伸倍数；通过加热管对箱体内部进行加热干燥和循环热风以及加热辊加热等模式集合对丝束进行干燥致密化，干燥致密化效果好、效率高，内部气流较均匀，减小对碳纤维丝束的干扰，提升碳纤维丝束的干燥致密化效果；箱体整体温度分布均匀，丝束行走在箱体中时受热均匀，进而提高了丝束的整体性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的局部放大图。
图3是图1的左视图。
其中：1，箱体；11，风罩；12，丝束进口；13，丝束出口；2，循环管道；3，风机；4，加热器；5，加热管；6，加热辊；7，连接轴；8，蒸汽喷淋装置；81，蒸汽主管路；82，蒸汽喷淋管；83，喷头；9，导热油管道；10，计算机；A，丝束；B，温度传感器；C，齿轮箱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。
以下实施方式中所用材料、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、仪器和方法，均可通过商业渠道获得。
如图1-3所示，一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置，包括箱体1，循环管道2，风机3，加热器4，加热管5，加热辊6，连接轴7，蒸汽喷淋装置8，其中：箱体1顶部设有风罩11、底部设有加热管5、与加热辊6中心轴平行的两个相对侧壁上分别设有相对应的丝束进口12 和丝束出口13；风机3一侧通过循环管道2与风罩11相连通，另一侧通过循环管道2与箱体1底部相连通；风机3与箱体1相连的循环管道2内还设有加热器4；加热辊6位于箱体1 内部、并呈W形排列；连接轴7一端与加热辊6相连，另一端穿过箱体1侧壁进行固定；蒸汽喷淋装置8包括垂直箱体1底面设置的蒸汽主管路81、与蒸汽主管路81垂直设置的蒸汽喷淋管82、与蒸汽喷淋管82相连通的喷头83；蒸汽主管路81位于相邻加热辊6之间和/或加热辊6与箱体1的侧壁之间；蒸汽喷淋管82平行于加热辊6的中心轴。
加热辊6为导热油加热辊，与导热油加热辊相连接的连接轴7为空心轴，并且内部设有输送导热油的进油管和出油管；连接轴7位于箱体1外部的部分还连接有导热油管道9。
连接轴7与齿轮箱C相连。
加热辊6，导热油管道9和箱体1内部设有温度传感器B；所述温度传感器B传输数据给计算机10进行数据处理，计算机向相应装置发送命令。
加热辊6总数为17个，分两行平行排列，上行9 个，下行8个。
连接轴7与箱体1外的齿轮箱相连。
喷头83为伞形，喷头83孔径为0.5mm-1mm，喷头83的喷淋方向为垂直丝束走丝方向并指向丝束。
每条所述蒸汽主管路81上设置三条蒸汽喷淋管82；所述蒸汽喷淋管82位于加热辊6的两侧和中间，每条蒸汽喷淋管82上设置14个喷头83。
循环管道2、风机3、风罩11和箱体1相互相同形成回路(循环)。
将干燥致密化装置使用蒸汽喷淋装置8前后纤维的物理机械性能如表1所示。
表1烘干致密化装置使用蒸汽管路3前后纤维的物理机械性能
本发明每组辊子两侧安装蒸汽喷淋管，在丝束的行走过程中通过调整喷淋量大小，可以进行蒸汽牵伸，使丝束在行走过程中获得较大的牵伸倍数；通过加热管对箱体内部进行加热干燥和循环热风以及加热辊加热等模式集合对丝束进行干燥致密化，干燥致密化效果好、效率高，内部气流较均匀，减小对碳纤维丝束的干扰，提升碳纤维丝束的干燥致密化效果；箱体整体温度分布均匀，丝束行走在箱体中时受热均匀，进而提高了丝束的整体性能。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种碳纤维原丝纺丝干燥致密化装置，其特征在于，包括箱体(1)，循环管道(2)，风机(3)，加热器(4)，加热管(5)，加热辊(6)，连接轴(7)，蒸汽喷淋装置(8)，其中：所述箱体(1)顶部设有风罩(11)、底部设有加热管(5)、与加热辊(6)中心轴平行的两个相对侧壁上分别设有相对应的丝束进口(12)和丝束出口(13)；所述风机(3)一侧通过循环管道(2)与风罩(11)相连通，另一侧通过循环管道(2)与箱体(1)底部相连通；风机(3)与箱体(1)相连的循环管道(2)内还设有加热器(4)；所述加热辊(6)位于箱体(1)内部、并呈W形排列；所述连接轴(7)一端与加热辊(6)相连，另一端穿过箱体(1)侧壁进行固定；所述蒸汽喷淋装置(8)包括垂直箱体(1)底面设置的蒸汽主管路(81)、与蒸汽主管路(81)垂直设置的蒸汽喷淋管(82)、与蒸汽喷淋管(82)相连通的喷头(83)；所述蒸汽主管路(81)位于相邻加热辊(6)之间和/或加热辊(6)与箱体(1)的侧壁之间；所述蒸汽喷淋管(82)平行于加热辊(6)的中心轴；所述加热辊(6)为导热油加热辊、电加热辊、电磁加热辊或蒸汽加热辊；所述喷头(83)的喷淋方向为垂直丝束走丝方向并指向丝束。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述加热辊(6)为导热油加热辊，与导热油加热辊相连接的连接轴(7)为空心轴，并且内部设有输送导热油的进油管和出油管；连接轴(7)位于箱体(1)外部的部分还连接有导热油管道(9)。
3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述加热辊(6)、导热油管道(9)和箱体(1)内部均设有温度传感器；所述温度传感器传输数据给计算机(10)进行数据处理。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述加热辊(6)总数为17个，分两行平行排列，上行9个，下行8个。
5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，每条所述蒸汽主管路(81)上设置三条蒸汽喷淋管(82)；所述蒸汽喷淋管(82)位于加热辊(6)的两侧和中间。
6.根据权利要求1所述装置，其特征在于，每条蒸汽喷淋管(82)上设置14个喷头(83)。
7.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述喷头(83)为伞形。
8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述喷头(83)孔径为0.5mm-1mm。
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