CN112921422A - 一种牵伸丝用热箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵伸丝用热箱，包括箱体，所述箱体内设有用于牵伸丝束的处理腔室和用于加热辅助气体的加热腔室；所述处理腔室内设有主加热单元；所述加热腔室内设有辅助加热单元，所述加热腔室的进气端设置在所述箱体外部，所述加热腔室的出气端与所述处理腔室连通。本发明进入加热腔室的氮气温度相对较低，在经过加热腔室内的辅助加热单元预热后，达到与处理腔室内的温度相平衡的程度时，再经过加热腔室的出气端将预热后的氮气运送至处理腔室，即不破坏处理腔室内的温度稳定性，又可为处理腔室提供惰性环境，还可减少预热后的氮气的运送环节，达到节能减排的目的。

Description

一种牵伸丝用热箱

技术领域

本发明属于化纤机械设备领域，具体地说，涉及一种牵伸丝用热箱。

背景技术

纺织领域内，纤维在制备过程中需要牵伸过程，才能够得到高取向、高结晶纤维结构，从而赋予纤维良好的结构及力学性能。芳纶在在制备过程中，需要经过温度在200-400℃的条件下牵伸处理，才能够具有优异的力学性能。

在如此高的温度条件下，如果含有空气或者氧气，芳纶很容易发生降解或者老化，影响纤维的品质。因此，在对芳纶丝束进行高温加热牵伸时，需要保持惰性环境，有助于纤维抗氧化。

现有技术中目前采用的方案是向牵伸热箱内通入氮气，使其保持惰性环境。然而，丝束的牵伸需要稳定的热环境，牵伸丝用热箱是否能够提供一个温度均匀、稳定的热环境是评价该设备的非常重要和关键的指标。如果向牵伸丝用热箱内供入的是温度较低的氮气，则会引起牵伸丝用热箱内的温度波动，破坏温度均匀、稳定的热环境。

现有技术中为了避免温度较低的氮气破坏热环境的稳定性，进一步将方案改进为向牵伸丝用热箱内通入温度较高的氮气。

但是，直接向牵伸丝用热箱内通入温度较高的氮气会造成增加用气量和热消耗的问题，不能满足节能减排的要求。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种牵伸丝用热箱，通过在牵伸丝用热箱内设置加热腔室对进入牵伸丝用热箱内的气体进行预热，在保持箱内良好的温度稳定性的前提下减少热量损耗，达到节能减排的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种牵伸丝用热箱，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有用于牵伸丝束的处理腔室和用于加热辅助气体的加热腔室；

所述处理腔室内设有主加热单元；

所述加热腔室内设有辅助加热单元，所述加热腔室的进气端设置在所述箱体外部，所述加热腔室的出气端与所述处理腔室连通。

进一步的，所述主加热单元包括若干沿牵伸丝束的牵伸方向间隔设置的加热板，相邻两加热板之间的间隙内设置有辅助气体分配管；

所述辅助气体分配管的延伸方向与间隙的长度方向一致；

所述辅助气体分配管的进气口与所述加热腔室连通，所述辅助气体分配管的出气口与所述处理腔室连通。

进一步的，所述处理腔室的上下两侧设置所述加热板，相对设置的加热板之间形成丝道，所述丝道的一端设有进丝口，另一端设有出丝口；

所述辅助气体分配管的进气口设置在远离所述丝道的一侧，所述辅助气体分配管朝向所述丝道的一侧沿所述辅助气体分配管的延伸方向设置有若干出气孔构成所述出气口；

优选的，所述辅助气体分配管设置在处理腔室下侧的加热板形成的间隙内。

进一步的，所述辅助气体分配管的延伸长度不小于所述间隙的延伸长度的90％。

进一步的，所述加热腔室连接有进气管，所述进气管的进气口构成所述的进气端；

所述进气管上设有调节辅助气体流量的调节单元。

进一步的，所述加热板连接有高度调节单元，用于调节所述丝道的高度。

优选的，所述高度调节单元包括相互配合的螺栓和螺母，所述螺栓的一端与所述加热板固定连接，另一端与所述螺母螺纹连接，通过螺母调节所述螺栓的伸缩长度。

进一步的，还包括支架；

所述箱体设置在所述支架上；

所述箱体包括相互扣合的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体和所述第二箱体枢转连接，上下两侧设置的加热板分别设置在所述第一箱体和所述第二箱体内；

所述支架上设有用于打开所述第一箱体的吊装单元。

进一步的，所述吊装单元包括

连接杆，所述连接杆与所述第一箱体固定连接；

气缸，所述气缸的底座与所述支架铰接，所述气缸的活塞杆与所述连接杆连接。

进一步的，所述箱体的内壁设置有不锈钢板；

优选的，所述不锈钢板上设有不锈钢筋。

进一步的，所述处理腔室与所述箱体的内壁以及和所述加热腔室与所述箱体的内壁之间设有用于隔热的隔热单元。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明进入加热腔室的氮气其温度相对较低，在经过加热腔室内的辅助加热单元预热后，达到与处理腔室内的温度相平衡的程度时，再经过加热腔室的出气端将预热后的氮气运送至处理腔室，即不破坏处理腔室内的温度稳定性，又可为处理腔室提供惰性环境，还可减少预热后的氮气的运送环节，达到节能减排的目的。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明牵伸丝用热箱的整体结构示意图；

图2是图1中结构的侧视结构示意图；

图3是图1中结构的俯视结构示意图；

图中：10、箱体；11、第一箱体；12、第二箱体；13、处理腔室；14、加热腔室；15、主加热单元；16、辅助加热单元；17、辅助气体分配管；18、温度传感器；19、进气管；20、高度调节单元；21、安全销；22、连接杆；23、气缸；24、支架；25、高密度陶瓷纤维板；26、陶瓷纤维陶盾毯；27、进丝口；28、出丝口。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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，除非另有明确的规定和限定，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

如图1至图3所示，本发明提供一种牵伸丝用热箱，包括箱体10，所述箱体10内设有用于牵伸丝束的处理腔室13和用于加热辅助气体的加热腔室14。所述处理腔室13内设有主加热单元15；所述加热腔室14内设有辅助加热单元16。所述加热腔室14的进气端设置在所述箱体10外部，所述加热腔室14的出气端与所述处理腔室13连通。

详细的，处理腔室13内的温度较高，一般在200℃～400℃之间。因此，为了避免纤维丝束在处理腔室13内由于空气或氧气的作用发生降解或者老化，从加热腔室14的进气端进入加热腔室14的气体优选氮气，也可以为惰性气体、二氧化碳等气体的一种或者多种组合，用于维持用热箱内部高温条件下的惰性环境。

为详细说明本发明的具体实施方式，以下以氮气为例进行介绍。

本发明进入加热腔室14的氮气其温度相对较低，在经过加热腔室14内的辅助加热单元16预热后，达到与处理腔室13内的温度相平衡的程度时，再经过加热腔室14的出气端将预热后的氮气运送至处理腔室13。上述方案即不破坏处理腔室13内的温度稳定性，又可为处理腔室13提供惰性环境，还可减少预热后的氮气的运送环节，达到节能减排的目的。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，处理腔室13内的主加热单元15包括若干沿牵伸丝束的牵伸方向间隔设置的加热板，相邻两加热板之间的间隙内设置有辅助气体分配管17。所述辅助气体分配管17的延伸方向与间隙的长度方向一致。所述辅助气体分配管17的进气口与所述加热腔室14连通，所述辅助气体分配管17的出气口与所述处理腔室13连通。

可采用电加热的方式或者采用热流体辐射加热的方式使加热板的温度升高，从而使处理腔室13内维持高温环境。另外，还可对每个加热板独立进行控温操作，保证工艺调整范围更宽，满足不同纤维的牵伸温度要求。还可以的，为了保证加热板正常工作，每个加热板对应一套温度传感器18。温度传感器18与加热电源进行连锁，加热电流的输出，由温度设定值控制。每个加热板的功率可以相同，也可以不同。

同样的，对于辅助加热单元16而言，其也可采用电加热的方式或者采用热流体辐射加热的方式。还可对辅助加热单元16设置温度传感器18等用于控制辅助加热单元16温度的元件。

优选的，辅助加热单元16为盘管加热棒。

若干加热板沿牵伸丝束的牵伸方向间隔设置，相邻两加热板之间形成间隙，在间隙内设置有辅助气体分配管17，使加热板与辅助气体分配管17在牵伸丝束的牵伸方向交替间隔设置，在高温加热板与高温辅助气体的作用下，保证处理腔室13内部温度均匀，形成恒温区。

另外，加热板整体呈板状结构，所述辅助气体分配管17的延伸方向与间隙的长度方向一致，使加热板以及辅助气体分配管17的长度应占处理腔室13的长度的90％以上，使得恒温区的尺寸占用热箱总尺寸的90％以上，进一步提高纤维丝束的牵伸效果。优选的的方案中，所述辅助气体分配管17的延伸长度不小于所述间隙的延伸长度的90％。

上述方案中的加热板由铜材质、铝材质、铜铝合金一种组成。

进一步的方案中，所述处理腔室13的上下两侧的侧壁处设置所述加热板，相对设置的加热板之间形成丝道，所述丝道的一端设有进丝口27，另一端设有出丝口28。所述辅助气体分配管17的进气口设置在所述辅助气体分配管17远离所述丝道的一侧，所述辅助气体分配管17朝向所述丝道的一侧沿所述间隙的延伸方向设置有若干出气孔。

详细的，处理腔室13的上下两侧的侧壁处设置加热板，上下相对设置的加热板之间形成丝道。当纤维丝束从进丝口27进入丝道后，在上下加热板的作用下被加热从而完成牵伸形变后从出丝口28伸出。

在上述过程中，从出气孔进入处理腔室13的氮气在纤维丝束的夹带作用下从出丝口28排出，使处理腔室13内与外界环境保持气压平衡。

辅助气体分配管17优选设置在处理腔室13下侧的加热板形成的间隙内。由于温度较高的氮气密度较小，将辅助气体分配管17设置在下侧，使氮气在处理腔室13内形成自然对流，更加减小由于向处理腔室13内输入氮气造成的温度波动或者压力波动，减小对纤维丝束的影响。

优选的方案中，出气孔均匀的设置在辅助气体分配管17上，使辅助气体在处理腔室13内更加均匀分布，提高惰性环境的稳定性。

在本发明一些实施例中，所述加热腔室14连接有进气管19，所述进气管19的进气口构成所述的进气端。所述进气管19上设有调节辅助气体流量的调节单元。

详细的，本发明的所述加热腔室14的进气端设置在所述箱体10外部，从箱体10外部向加热腔室14内引入温度相对较低的氮气。为了保证处理腔室13内的气压平衡，在进气管19上设置用于调节氮气流量的调节单元。优选的，调节单元为气体流量调节阀。

在本发明的一些实施例中，所述加热板连接有高度调节单元20，用于调节所述丝道的高度。

详细的，上下相对设置的加热板之间的间隙构成所述丝道，通过高度调节单元20使丝道的高度范围在1mm～20mm之间可调。

优选的，所述高度调节单元20包括相互配合的螺栓和螺母，所述螺栓一端与所述加热板固定连接，另一端与所述螺母螺纹连接，通过螺母调节所述螺栓的伸缩长度。

通过调节螺母可使螺栓上下运动从而带动加热板上下运动，达到调节丝道高度的目的。

优选的，高度调节单元20设置在位于处理腔室13上侧的加热板上，通过调节上侧的加热板的高度从而调节丝道的高度。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，牵伸丝用热箱还包括支架24，所述箱体10设置在所述支架24上。

所述箱体10包括相互扣合的第一箱体11和第二箱体12，上下两侧设置的加热板分别设置在所述第一箱体11和所述第二箱体12内，所述第一箱体11和所述第二箱体12枢转连接。所述第二箱体12与所述支架24连接；所述第一箱体11与所述支架24之间设有用于打开所述第一箱体11的吊装单元。

详细的，第一箱体11设置有第一凹部，第二箱体12设置有第二凹部，第一凹部与第二凹部的位置相互配合，使第一箱体11与第二箱体12扣合后，第一凹部和第二凹部扣合形成所述的处理腔室13。

处理腔室13内上下两侧设置的加热板分别设置在第一箱体11的第一凹部和第二箱体12的第二凹部内。

当通过吊装单元将第一箱体11打开时，使第一凹部以及设置在第一凹部内的加热板与第二凹部以及设置在第二凹部内的加热板之间整体呈“∠”形状。开启角度控制在30°～120°范围内。

正常导丝或穿丝过行程中，开启角度控制在30°左右，保证用热箱内的热量损失最小。

当用热箱需要清理，开启角度大于90°，保证人员操作方便，同时安全可靠。

优选的，第一箱体11与第二箱体12通过安全销21枢转连接。

具体的方案中，所述吊装单元包括连接杆22和气缸23。

所述连接杆22与所述第一箱体11固定连接；所述气缸23的底座与所述支架24铰接，所述气缸23的活塞杆与所述连接杆22连接。

详细的，气缸23的底座通过铰支座与所述支架24连接，当需要增大第一箱体11与第二箱体12之间的角度时，气缸23的活塞杆缩回，带动连接杆22向上运动，从而带动第一箱体11打开。当需要减小第一箱体11与第二箱体12之间的角度时，气缸23的活塞杆伸长，带动连接杆22向下运动，从而带动第一箱体11向闭合的方向移动。

另外，支架24的底部还设有用于调节平衡的底脚。

在本发明的一些实施例中，所述箱体10的内壁设置有不锈钢板；优选的，所述不锈钢板上设有不锈钢筋。

详细的，为了进一步保证用热箱不发生受热形变，内部采用不锈钢板材质。

所述不锈钢板的厚度在10mm～50mm范围。

为了进一步保证用热箱不发生形变，不锈钢板表面添加不锈钢筋。

在不锈钢筋作用下，能够保护不锈钢板在受热条件下不发生形变，从而不会影响到设备的密封性及温度均匀性。

在本发明的一些实施中，所述处理腔室13的壁面设置有高密度陶瓷纤维板25，可满足高温的需求。

而且，在处理腔室13与箱体10的内壁面之间以及加热腔室14与箱体10的内壁面设置用于隔热的隔热单元，进一步提高用热箱的恒温性能。

隔热单元优选陶瓷纤维陶盾毯26。

本发明上述牵伸丝用热箱的处理腔室13内部温度均匀，任意区域内温度差异低于0.5℃，工作温度可达到400℃时，同时，用热箱保持不变形。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种牵伸丝用热箱，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有用于牵伸丝束的处理腔室和用于加热辅助气体的加热腔室；

所述处理腔室内设有主加热单元；

所述加热腔室内设有辅助加热单元，所述加热腔室的进气端设置在所述箱体外部，所述加热腔室的出气端与所述处理腔室连通。

2.根据权利要求1所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述主加热单元包括若干沿牵伸丝束的牵伸方向间隔设置的加热板，相邻两加热板之间的间隙内设置有辅助气体分配管；

所述辅助气体分配管的延伸方向与间隙的长度方向一致；

所述辅助气体分配管的进气口与所述加热腔室连通，所述辅助气体分配管的出气口与所述处理腔室连通。

3.根据权利要求2所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述处理腔室的上下两侧设置所述加热板，相对设置的加热板之间形成丝道，所述丝道的一端设有进丝口，另一端设有出丝口；

所述辅助气体分配管的进气口设置在远离所述丝道的一侧，所述辅助气体分配管朝向所述丝道的一侧沿所述间隙的延伸方向设置有若干出气孔构成所述出气口；

优选的，所述辅助气体分配管设置在所述处理腔室下侧的加热板形成的间隙内。

4.根据权利要求3所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述辅助气体分配管的延伸长度不小于所述间隙长度的90％。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述加热腔室连接有进气管，所述进气管的进气口构成所述的进气端；

所述进气管上设有调节辅助气体流量的调节单元。

6.根据权利要求2或3所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述加热板连接有高度调节单元，用于调节所述丝道的高度；

优选的，所述高度调节单元包括相互配合的螺栓和螺母，所述螺栓的一端与所述加热板固定连接，另一端与所述螺母螺纹连接，通过螺母调节所述螺栓的伸缩长度。

7.根据权利要求3所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：还包括支架；

所述箱体设置在所述支架上；

所述箱体包括相互扣合的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体和所述第二箱体枢转连接，上下两侧设置的加热板分别设置在所述第一箱体和所述第二箱体内；

所述支架上设有用于打开所述第一箱体的吊装单元。

8.根据权利要求7所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述吊装单元包括

连接杆，所述连接杆与所述第一箱体固定连接；

气缸，所述气缸的底座与所述支架铰接，所述气缸的活塞杆与所述连接杆连接。

9.根据权利要求1所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述箱体的内壁设置有不锈钢板；

优选的，所述不锈钢板上设有不锈钢筋。

10.根据权利要求1所述的一种牵伸丝用热箱，其特征在于：

所述处理腔室与所述箱体的内壁之间以及所述加热腔室与所述箱体的内壁之间设有用于隔热的隔热单元。

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