CN106702536A - 一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置，属于碳纤维原丝牵伸设备技术领域。本发明装置包括密封箱，n个加热辊组，加热装置，蒸汽雾化装置，齿轮箱，其中：加热辊组，加热装置和蒸汽雾化装置位于密封箱内部；每个加热辊组由4个互相平行的、且呈菱形排列的加热辊构成；1个加热辊组分别与1个设置在密封箱外部的齿轮箱相连；加热辊垂直于密封箱的一组相对的内壁；所述密封箱与加热辊平行的两个相对侧壁上分别设有丝束进口丝束出口。本发明装置可以获得较大的牵伸倍数；并且提高了丝束的整体性能。

Description

一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置
技术领域
本发明涉及一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置，属于碳纤维原丝牵伸设备技术领域。
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，牵伸是碳纤维原丝制备中一道重要工艺，而现有牵伸机仅能达到较小的牵伸倍数。
发明内容
为解决现有牵伸设备牵伸倍数小的问题，本发明提供了一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置，采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置，该装置包括密封箱1，n个加热辊组2，n≥1，加热装置3，蒸汽雾化装置4，齿轮箱5，其中：所述密封箱1与加热辊21平行的两个相对侧壁上分别设有丝束进口11和丝束出口12；加热辊组2，加热装置3和蒸汽雾化装置4位于密封箱1内部；每个加热辊组2由4个互相平行的、且呈菱形排列的加热辊21构成；1个加热辊组2分别与1个设置在密封箱1外部的齿轮箱5相连；所述加热辊21垂直于密封箱1的一组相对的内壁。
优选地，与每个加热辊组2相连的每个齿轮箱5的转速不同。
优选地，靠近丝束进口11的齿轮箱5的转速大于靠近丝束出口12的齿轮箱5的转速。
优选地，位于密封箱1中部的两个加热辊21与靠近密封箱1顶部或底部的加热辊21的中心连线构成锐角α。
优选地，所述锐角α为30°-50°。
更优选地，所述锐角α为40°-50°
优选地，包括2个加热辊组2，靠近丝束进口11的齿轮箱5的转速大于靠近丝束出口12的齿轮箱5的转速。
所述丝束进口11和丝束出口12处通过气封锁6进行密封。
优选地，所述密封箱1内设有多个温度传感器7，所述温度传感器7传输数据给计算机进行数据处理。
优选地，所述密封箱1设有保温层。
加热辊21为导热油加热辊、电加热辊、电磁加热辊或蒸汽加热辊。
本发明中加热装置3是指所有可以实现加热的装置,如加热管,可以是电加热管,也可以是蒸汽加热管等,只要是能够实现加热的装置均可以。
蒸汽雾化装置是将水加热成蒸汽后进行分散，将蒸汽均匀的分散到密封箱内。
本发明装置的特点：
1)本发明通过将加热辊设置成呈菱形排列，使丝束与辊子之间形成大包角，可以提高丝束的牵伸倍数；通过设置加热辊21的位置，将位于密封箱1中部的两个加热辊21与靠近密封箱1顶部或底部的加热辊21的中心连线构成锐角，可以使得丝束与辊子之间形成更大的包角，可以进一步提高丝束的牵伸倍数；
2)每1组加热辊组2与1个齿轮箱相连接，齿轮箱输出动力，可以实现每个加热辊组2之间具有不同的转速，通过齿轮箱带动每个加热辊组2以不同转速转动，获得更高的牵伸倍数；
3)密封罐内部设有蒸汽雾化装置，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，同时可以使密封罐内维持在一定的湿度，并且整体湿度分布均匀，进而使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；
4)通过设置保温层以达到保温的目的；
5)设置加热装置使密封箱内部达到恒温，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；
6)设置温度传感器可以监控箱内温度，对箱内温度可以随时调整。
本发明有益效果：
本发明采用了不同转速的加热辊组，使丝束的行走过程中获得较大的牵伸倍数；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；通过设置加热装置使密封箱内部达到恒温，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是本发明内部结构示意图。
图2是本发明侧视结构示意图。
其中：1，密封箱；11，丝束进口；12，丝束出口；2，加热辊组；21，加热辊；3，加热装置；4，蒸汽雾化装置；5，齿轮箱；6，气封锁；7，温度传感器；A，丝束；B，电机；C，计算机。
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1-2所示，一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置，该装置包括密封箱1，n个加热辊组2，n≥1，加热装置3，蒸汽雾化装置4，齿轮箱5，其中：密封箱1与加热辊21平行的两个相对侧壁上分别设有丝束进口11和丝束出口12；加热辊组2，加热装置3和蒸汽雾化装置4位于密封箱1内部，加热辊2位于加热装置3上方；每个加热辊组2由4个互相平行的、且呈菱形排列的加热辊21构成；1个加热辊组2分别与1个设置在密封箱1外部的齿轮箱5相连；所述加热辊21垂直于密封箱1的一组相对的内壁；。
与每个加热辊组2相连的每个齿轮箱5的转速不同。靠近丝束进口11的齿轮箱5的转速大于靠近丝束出口12的齿轮箱5的转速。
位于密封箱1中部的两个加热辊21与靠近密封箱1顶部或底部的加热辊21的中心连线构成锐角α。所述锐角α优选为30°-50°；更优选为40°-50°。
本实施例蒸汽牵伸设备包括2个加热辊组2，靠近丝束进口11的齿轮箱5的转速大于靠近丝束出口12的齿轮箱5的转速。
丝束进口11和丝束出口12处通过气封锁6进行密封。
密封箱1内设有多个温度传感器7，所述温度传感器7传输数据给计算机进行数据处理。
密封箱1设有保温层。
加热辊21为导热油加热辊、电加热辊、电磁加热辊或蒸汽加热辊。
加热装置3是指所有可以实现加热的装置,如加热管,可以是电加热管,也可以是蒸汽加热管等,只要是能够实现加热的装置均可以。
加热辊21为导热油加热辊、电加热辊、电磁加热辊或蒸汽加热辊。
齿轮箱5由电机B提供动力；电机B由计算机C控制。
设置不同角度菱形进行牵伸实验结果如表1所示。
表1设置不同角度菱形牵伸效果的比对
由上表可知，本发明相比于现有方法可以获得较大的牵伸倍数，并且丝束无毛丝，性能好。
本发明装置的特点：
1)本发明通过将加热辊设置成呈菱形排列，使丝束与辊子之间形成大包角，可以提高丝束的牵伸倍数；通过设置加热辊21的位置，将位于密封箱1中部的两个加热辊21与靠近密封箱1顶部或底部的加热辊21的中心连线构成锐角，可以使得丝束与辊子之间形成更大的包角，可以进一步提高丝束的牵伸倍数；
2)每1组加热辊组2与1个齿轮箱相连接，齿轮箱输出动力，可以实现每个加热辊组2之间具有不同的转速，通过齿轮箱带动每个加热辊组2以不同转速转动，获得更高的牵伸倍数；
3)密封罐内部设有蒸汽雾化装置，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，同时可以使密封罐内维持在一定的湿度，并且整体湿度分布均匀，进而使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；
4)通过设置保温层以达到保温的目的；
5)设置加热装置使密封箱内部达到恒温，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；
6)设置温度传感器可以监控箱内温度，对箱内温度可以随时调整。
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)

1.一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置，其特征在于，包括密封箱(1)，n个加热辊组(2)，n≥1，加热装置(3)，蒸汽雾化装置(4)，齿轮箱(5)，其中：所述密封箱(1)与加热辊(21)平行的两个相对侧壁上分别设有丝束进口(11)和丝束出口(12)；加热辊组(2)，加热装置(3)和蒸汽雾化装置(4)位于密封箱(1)内部；每个加热辊组(2)由4个互相平行的、且呈菱形排列的加热辊(21)构成；1个加热辊组(2)分别与1个设置在密封箱(1)外部的齿轮箱(5)相连；所述加热辊(21)垂直于密封箱(1)的一组相对的内壁。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，与每个加热辊组(2)相连的每个齿轮箱(5)的转速不同。
3.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于，靠近丝束进口(11)的齿轮箱(5)的转速大于靠近丝束出口(12)的齿轮箱(5)的转速。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，位于密封箱(1)中部的两个加热辊(21)与靠近密封箱(1)顶部或底部的加热辊(21)的中心连线构成锐角(α)。
5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，所述锐角(α)为30°-50°。
6.根据权利要求4所述装置，其特征在于，所述锐角(α)为40°-50°。
7.根据权利要求1所述装置，其特征在于，包括2个加热辊组(2)，靠近丝束进口(11)的齿轮箱(5)的转速大于靠近丝束出口(12)的齿轮箱(5)的转速。
8.根据权利要求2所述装置，其特征在于，丝束进口(11)和丝束出口(12)处通过气封锁(6)进行密封。
9.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述密封箱(1)内设有多个温度传感器(7)，所述温度传感器(7)传输数据给计算机进行数据处理。
10.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述密封箱(1)设有保温层。
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