CN106621935A - 一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置 - Google Patents

一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，属于碳纤维生产设备技术领域。该装置包括搅拌罐，在搅拌罐中设有搅拌桨和挡板。搅拌罐顶部设有与搅拌桨连接的动力装置。搅拌桨，包括转轴和竖直桨叶、倾斜桨叶、固定装置和支撑桨叶。竖直桨叶沿转轴的轴向固定，且桨叶叶面与转轴的轴向平行。支撑桨叶的一端固定安装在转轴上，另一端与固定装置的内壁连接。倾斜桨叶沿固定装置的外部均匀分布。挡板沿搅拌罐的内部圆周均布固定。该搅拌装置沿中心轴轴向设置多组搅拌桨，可对处于混合罐不同层的混合进行充分搅拌，在对混合液进行充分混合的同时也可借助剪切稀释作用降低混合体系的黏度，以便于后续工作的进行。

Description

一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置
技术领域
本发明涉及一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，属于碳纤维生产设备技术领域。
背景技术
碳纤维是碳含量在90％以上的无机高分子纤维，除了具有一般碳素材料的耐高温、耐摩擦、耐腐蚀及导电导热等特性以外，还具有柔软可加工性、质量轻、比强度大等特性，从而被广泛应用到军事、纺织、体育器材、化工、医疗器械及机械加工等诸多领域。
聚丙烯腈和二甲基亚砜是碳纤维生产过程中常见的生产原料。但二者的黏度较高生产过程中需要对其进行混合，并且对二者混合后的浓度精度要求较高。在生产过程中，混合物的浓度会发生微小改变，浓度的不稳定会对产生的纤维丝束的线密度及丝束直径等重要指标产生不良影响。因此，在生产过程中维持混合体系中浓度的稳定性以及保持适合生产操作的黏度，显得尤为重要。但现有技术中上缺少一种能够适应碳纤维聚合原液生产的搅拌装置。
发明内容
为保持碳纤维聚合原液在生产过程中浓度的精度和稳定性，以及适宜生产操作的黏度，本发明提供了一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，所采取的技术方案如下：
一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，包括搅拌罐1，搅拌罐1中设有搅拌桨2和挡板4；搅拌罐1顶部设有与搅拌桨2连接的动力装置3；
所述搅拌桨2，包括与动力装置3连接的转轴21和搅拌桨叶；
所述搅拌桨叶，包括竖直桨叶22、倾斜桨叶23、固定装置24和支撑桨叶25；
多组竖直桨叶22沿转轴21的轴向固定，且桨叶叶面与转轴21的轴向平行；
多个支撑桨叶25的一端固定安装在转轴21上，另一端与固定装置24的内壁连接；
多组倾斜桨叶23沿固定装置24的外部均匀分布；
多个挡板4沿搅拌罐1的内部圆周均匀分布固定。
优选地，所述倾斜桨叶23的搅拌叶面与水平面的夹角为25～60度。
优选地，所述挡板4为矩形；所述挡板4的在竖直方向上的长度不小于搅拌桨叶在垂直方向的长度。
优选地，所述倾斜桨叶23、固定装置24和支撑桨叶25位于所有竖直桨叶22的下方。
优选地，支撑桨叶25的数量不少于4个；倾斜桨叶23的数量不少于6个。
更优选地，支撑桨叶25的数量为5个；倾斜桨叶23的数量为8个。
优选地，所述竖直桨叶22为矩形桨叶，矩形短边一侧固定安装在转轴21的外壁上，矩形长边垂直于转轴21的轴向。
更优选地，所述竖直桨叶22每两个为一组，每组竖直桨叶22处于同一水平位置，且沿转轴21的轴向轴对称。
优选地，搅拌罐1的顶部设有原液进口5，底部设有原液出口6。
优选地，转轴21顶部与动力装置3连接，底部与固定于搅拌罐1底部的轴承连接，从而实现转轴21两端的相对固定，使转轴21在转动过程中不会发生摆动。
相比于现有技术，本发明获得的有益效果是：
本发明的搅拌装置采用多层搅拌桨的设置方式，能够对混合罐中溶剂体系进行整体搅拌。同时，在最底层搅拌桨上还设有倾斜式搅拌桨叶对容易造成浓度变化的底层进行搅拌，使混合液产生沿竖直方向及水平方向的流动，充分对混合罐中的溶液进行混合，能够保证混合体系浓度的稳定性和精度，进而防止因混合液浓度变化影响纺丝的线密度。
同时，本发明的搅拌装置沿中心轴轴向设置多组搅拌桨，可对处于混合罐不同层的混合进行充分搅拌，在对混合液进行充分混合的同时也可借助剪切稀释作用降低混合体系的黏度，以便于后续工作的进行。
通过搅拌桨与挡板的配合，使搅拌过程中产生更多湍流，促进不同流层的混合，从而促使溶剂体系充分混合。
附图说明
图1为本发明一种优选方案中搅拌装置的结构示意图。
图2为图1沿A-A的剖视图。
图3为本发明一种优选方案中搅拌桨的立体结构示意图。
图4为本发明一种优选方案中搅拌桨的仰视结构示意图。
图中：1，搅拌罐；2，搅拌桨；3，动力装置；4，挡板；5，进口；6，出口；21，转轴；22，竖直桨叶；23，倾斜桨叶；24，固定装置；25，支撑桨叶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明，但以下详细说明不视为对本发明的限定。
其中，图1为本发明一种优选方案中搅拌装置的结构示意图。图2为图1沿A-A的剖视图。从图1和图2中可知，该搅拌装置的主体为一个搅拌罐1，在搅拌罐1的顶部设有动力装置3。该动力装置3为电机及其减速机。动力装置3穿过搅拌罐1的顶部与位于搅拌罐1内部的搅拌桨2的转轴21连接，以便将动力传输给转轴21，以实现转轴21旋转。
在搅拌罐1的内部上沿其圆周方向均匀布置有四个长方体形的挡板4。挡板4沿其长度方向竖直固定在搅拌罐1的内壁上。四个挡板4的安装高度相同，且该高度等于挡板4的长度。
图3为本发明一种优选方案中搅拌桨的立体结构示意图。图4为本发明一种优选方案中搅拌桨的仰视结构示意图。搅拌桨2是由一个转轴21，沿转轴21轴向布置的三组竖直桨叶22，在下面一组竖直桨叶22的下面固定有支撑桨叶25。支撑桨叶25一共四个，成相邻支撑桨叶25的夹角为90度。支撑桨叶25的一端固定连接在转轴21上，另一端固定连接在圆环形的固定装置24的内壁上。在固定装置24的外壁上，沿外壁圆周均匀固定有10个倾斜桨叶23。倾斜桨叶23与水平面的夹角为45度。最上面的竖直桨叶22的上表面到最低端倾斜桨叶23的下表面之间的距离小于挡板4的长度，使整个桨叶均处于挡板4能够阻挡的范围之内。在搅拌过程中，转轴21带动所有桨叶转动。不同高度的桨叶带动不同流体层的液体流动。在桨叶的带动下，靠近搅拌罐1内壁边缘的流体会与挡板4发生碰撞，产生湍流，从而促进溶液的混合。位于底部的溶液，由于倾斜桨叶23的倾斜设置，可根据转动方向推动倾斜桨叶23叶面上的流体斜向上运动或者推动倾斜桨叶23叶面下的流体向下运动，从而使混合体系产生垂直方向的交换，以便混合的更加均匀。同时，在搅拌罐1的顶部设有原液进口5，在底部设有原液出口6，以便于原液的进出。
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 (10)

1.一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，包括搅拌罐(1)，其特征在于，搅拌罐(1)中设有搅拌桨(2)和挡板(4)；搅拌罐(1)顶部设有与搅拌桨(2)连接的动力装置(3)；
所述搅拌桨(2)，包括与动力装置(3)连接的转轴(21)和搅拌桨叶；
所述搅拌桨叶，包括竖直桨叶(22)、倾斜桨叶(23)、固定装置(24)和支撑桨叶(25)；
多组竖直桨叶(22)沿转轴(21)的轴向固定，且桨叶叶面与转轴(21)的轴向平行；
多个支撑桨叶(25)的一端固定安装在转轴(21)上，另一端与固定装置(24)的内壁连接；
多组倾斜桨叶(23)沿固定装置(24)的外部均匀分布；
多个挡板(4)沿搅拌罐(1)的内部圆周均匀分布固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，所述倾斜桨叶(23)的搅拌叶面与水平面的夹角为25～60度。
3.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，所述挡板(4)为矩形；所述挡板(4)的在竖直方向上的长度不小于搅拌桨叶在垂直方向的长度。
4.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，所述倾斜桨叶(23)、固定装置(24)和支撑桨叶(25)位于所有竖直桨叶(22)的下方。
5.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，支撑桨叶(25)的数量不少于4个；倾斜桨叶(23)的数量不少于6个。
6.根据权利要求5所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，支撑桨叶(25)的数量为5个；倾斜桨叶(23)的数量为8个。
7.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，所述竖直桨叶(22)为矩形桨叶，矩形短边一侧固定安装在转轴(21)的外壁上，矩形长边垂直于转轴(21)的轴向。
8.根据权利要求7所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，所述竖直桨叶(22)两个为一组，每组竖直桨叶(22)处于同一水平位置，且沿转轴(21)的轴向轴对称。
9.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，搅拌罐(1)的顶部设有原液进口(5)，底部设有原液出口(6)。
10.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维聚合原液的搅拌装置，其特征在于，转轴(21)顶部与动力装置(3)连接，底部与固定于搅拌罐(1)底部的轴承连接。
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