CN114591091A - 一种耐高温多晶绝热纤维生产装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纤维制备技术领域，尤其涉及一种耐高温多晶绝热纤维生产装置及工艺，所述耐高温多晶绝热纤维生产装置包括：凝胶制备模块、离心成纤模块、热处理模块、检测模块和成纤控制模块，所述成纤控制模块通过控制所述检测模块对氧化铝纤维制备过程中各加工过程中的氧化铝纤维半成品的性能参数和生产过程工艺参数进行检测并根据检测数据对氧化铝纤维的制备工艺参数进行调节以将氧化铝纤维制备工艺参数调整至实际制备标准，有效地保证了本发明所述耐高温多晶绝热纤维生产装置能够针对氧化铝纤维制备实际过程状态对氧化铝纤维制备过程参数进行调节，有效地保证了本装置生产制备的氧化铝纤维的性能质量的稳定性。

Description

一种耐高温多晶绝热纤维生产装置及工艺

技术领域

本发明涉及纤维制备技术领域，尤其涉及一种耐高温多晶绝热纤维生产装置及工艺。

背景技术

上世纪五六十年代，传统的无机纤维材料开始应用于各个领域，其主要代表纤维为天然石棉，但在实用中发现，这种天然纤维会致癌，所以不再受人们的重视，研发生态环境友好型高性能纤维成为人们的首要选择。高性能无机纤维近几十年来开始发展较为迅速，主要是指碳纤维、硼纤维、碳化纤维和氧化铝纤维，主要用于树脂、金属和陶瓷基体的增强，由于它们高的比强度和比弹性模量，使得复合材料具有比纯金属更优异的物理性能，其复合材料在军事、空间技术等方面发挥着不可替代的作用。

氧化铝纤维主要成分为Al₂O₃，有的还含有SiO₂和B₂O₃等金属氧化物成分，是一种高性能的无机纤维。与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比，氧化铝纤维具有高强度、超常的耐热性和耐高温氧化性的优点，可以在更高温度下保持很好的抗拉强度，长期使用温度在1450-1600℃；而且表面活性好，易与树脂、金属、陶瓷基体复合，形成诸多性能优异、应用广泛的复合材料；同时还具有热导率小、热膨胀系数低等优点，氧化铝纤维一直被认为是最具有潜力的高温材料。制备氧化铝纤维的原料大多为较易得到的金属氧化物粉末、无机盐、有机聚合物等，它可以通过直接从水溶液、溶胶或者其他一些溶剂中纺丝制成，也可以以黏胶丝为载体来制备。目前，氧化铝纤维的制备方法主要有溶胶-凝胶法、浸渍法、熔融抽丝法、游浆法等。

中国专利公开号：CN211367836U公开了一种用于氧化铝纤维制备工艺的温湿度控制系统，包括用以分别对氧化铝纤维制备工艺的压缩空气输送管线、成纤平台进行温度调节和湿度调节的温湿度调节部以及用以设置于氧化铝纤维制备工艺的集棉设备内的温湿度检测设备。本实用新型公开了一种生产线，包括上述用于氧化铝纤维制备工艺的温湿度控制系统。该温湿度控制系统对氧化铝纤维制备工艺的压缩空气输送管线、成纤平台分别进行温湿度控制，并在集棉设备中对温湿度进行监测，以便将集棉设备内的实际温湿度反馈于压缩空气输送管线和/或成纤平台，保证集棉设备中温湿度的动态平衡，进而保障成纤、集棉两工段的温湿度稳定，提高氧化铝纤维毯的成品质量。

发明人认为上述发明通过对氧化铝成纤工艺和集棉工艺进行温湿度检测和调节，控制纤维制备的成品质量，其技术构思是对现有工艺过程中的温湿度进行控制和调节，适用于流水线生产同种纤维制品，如需采用该系统制备多种氧化铝纤维制品，则存在切换制备工艺导致控制指令不匹配或是制备工艺参数无法根据实际制备中的原料及半成品状态进行调节导致制备出的氧化铝纤维质量不稳定的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种耐高温多晶绝热纤维生产装置及工艺，用以克服现有技术中氧化铝纤维制备设备无法根据纤维制备实际过程状态对纤维制备过程参数进行调节导致针对氧化铝纤维的制备效率低的问题。

一方面，本发明提供一种耐高温多晶绝热纤维生产装置，包括：

凝胶制备模块，其用于按预设温度依次将预设剂量的若干原料注入反应釜并经回流混合，用以得到氧化铝纤维的可纺性溶胶；

离心成纤模块，用以在预设温湿度条件下通过离心工艺将所述可纺性溶胶制备成凝胶纤维；

热处理模块，用以通过高温干燥和煅烧的方式将所述凝胶纤维制备成氧化铝纤维；

检测模块，其分别与所述凝胶制备模块、所述离心成纤模块和所述热处理模块相连，用以对氧化铝纤维制备过程中的原料参数、半成品参数及制备工艺参数进行检测，所述原料参数、半成品参数及制备工艺参数包括原料剂量、原料混合温度、溶胶黏度、成纤环境温度、成纤环境湿度、离心机转速、凝胶纤维尺寸、热处理温度和氧化铝纤维重量；

成纤控制模块，其设置在纤维生产装置的控制端并分别与所述凝胶制备模块、所述离心成纤模块、所述热处理模块和所述检测模块相连，包括控制屏，该控制屏用以输入生产工艺参数并输出及显示当前生产任务进度、生产过程参数以及生产检测参数数据；所述成纤控制模块通过控制所述检测模块对氧化铝纤维制备过程中各加工过程中的氧化铝纤维半成品的性能参数和生产过程工艺参数进行检测并根据检测数据对对应的氧化铝纤维的制备工艺参数进行调节以将氧化铝纤维制备工艺参数调整至实际制备标准。

进一步地，所述凝胶制备模块包括用以输出预设配比配置原料的原料配比模块、用以通过回流搅拌以在预设温度制备氧化铝溶胶的溶胶制备模块、用以在预设温度制备溶胶添加剂的添加剂制备模块、用以通过混合制备完成的氧化铝溶胶和溶胶添加剂以制备氧化铝凝胶的水浴混合模块和用以过滤制备完成的氧化铝凝胶的过滤模块，所述原料配比模块、所述溶胶制备模块、所述添加剂制备模块和所述水浴混合模块均设置有带有加热装置的反应釜，各所述加热装置用以在制备过程中对反应釜内溶液进行加热；所述过滤模块设置有可替换的过滤膜片芯，用以分离水浴混合后的氧化铝凝胶中的析出物。

进一步地，所述检测模块包括，

温度检测器，其用以检测制备中的溶液温度，包括位于所述原料配比模块反应釜中的第一温度检测器、位于所述溶胶制备模块反应釜中的第二温度检测器、位于所述添加剂制备模块反应釜中的第三温度检测器、位于所述水浴混合模块反应釜中的第四温度检测器和位于所述热处理模块干燥箱中的第五温度检测器；

凝胶黏度检测器，其用以检测氧化铝凝胶的黏度，包括位于所述水浴混合模块反应釜中的第一凝胶黏度检测器和位于所述离心成纤模块凝胶存储容器中的第二凝胶黏度检测器；

成纤环境温度检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测凝胶成纤过程的环境温度；

成纤环境湿度检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测凝胶成纤过程的环境湿度；

离心机转速检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测离心机转速；

成纤尺寸检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测氧化铝纤维的尺寸；

纤维重量检测器，其位于所述热处理模块的干燥箱底部，用以检测处于干燥中的氧化铝纤维的重量。

进一步地，所述成纤控制模块预设有第一预设氧化铝凝胶黏度标准Na1、第二预设氧化铝凝胶黏度标准Na2、第一预设聚合温度调整系数α1和第二预设聚合温度调整系数α2，其中，0＜Na1＜Na2，α1＞1＞α2＞0，在制备氧化铝纤维时，所述成纤控制模块控制所述凝胶纤维制备模块制备预设样本量的氧化铝凝胶用以作为制备样本以对凝胶纤维的实际制备工艺参数进行确认或调整，当所述氧化铝凝胶完成水浴工序时，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测制备完成的氧化铝凝胶样本的凝胶黏度na并根据na确定针对溶胶制备模块反应釜加热温度的调整量；

当na＜Na1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度不符合标准、采用第一预设聚合温度调整系数α1对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当Na1≤na≤Na2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度符合标准、无需对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当na＞Na2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度不符合标准、采用第二预设聚合温度调整系数α2对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第i预设聚合温度调整系数αi对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节时，其中i＝1，2，将调节后的溶胶制备模块反应釜加热温度记为Ta’，设定Ta’＝Ta×αi，其中，Ta为调节前的溶胶制备模块反应釜加热温度。

进一步地，所述成纤控制模块设置有第一预设聚合温度标准Ta1和第二预设聚合温度标准Ta2，其中，0＜Ta1＜Ta2，所述第一预设聚合温度标准Ta1和第二预设聚合温度标准Ta2用以作为所述溶胶制备模块反应釜加热温度的预设加热温度标准，当所述成纤控制模块将针对溶胶制备模块反应釜加热温度调节至Ta’时，

若Ta1≤Ta’≤Ta2，所述成纤控制模块判定溶胶制备模块反应釜加热温度调节有效；

若Ta’＜Ta1或Ta’＞Ta2，所述成纤控制模块判定溶胶制备模块反应釜加热温度调节无效、调节所述水浴混合模块反应釜加热温度；

所述成纤控制模块预设有第一水浴温度调节系数β1和第二水浴温度调节系数β2，其中1＜β1＜β2，当所述成纤控制模块判定调节所述水浴混合模块反应釜加热温度时，所述成纤控制模块根据氧化铝凝胶样本的凝胶黏度na确定针对所述溶胶制备模块反应釜加热温度的调整量和所述水浴混合模块反应釜加热温度的调整量；

若na＜Na1，所述成纤控制模块将溶胶制备模块反应釜加热温度设定为Ta2、采用第一水浴温度调节系数β1对所述水浴混合模块反应釜加热温度进行调节；

若na＞Na2，所述成纤控制模块将溶胶制备模块反应釜加热温度设定为Ta1、采用第二水浴温度调节系数β2对所述水浴混合模块反应釜加热温度进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第j预设水浴温度调节系数βj对水浴混合模块反应釜加热温度进行调节时，其中j＝1，2，将调节后的水浴混合模块反应釜加热温度记为Tb’，设定Tb’＝Tb×βj，其中，Tb为调节前的水浴混合模块反应釜加热温度。

进一步地，在实际制备过程中，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测水浴过程中的氧化铝纤维凝胶的实际凝胶黏度并根据实际凝胶黏度对水浴温度进行微调，用以克服预制备氧化铝纤维凝胶样本与实际制备氧化铝纤维凝胶二者原料量级过大导致的检测黏度偏差的情况。

进一步地，所述成纤控制模块设置有预设离心机转速黏度标准Nb0、第一离心机转速黏度偏差标准ΔNb1、第二离心机转速黏度偏差标准ΔNb2、第一离心机转速调节系数γ1、第二离心机转速调节系数γ2和第三离心机转速调节系数γ3，其中ΔNb1＜ΔNb2，0＜γ1＜γ2＜γ3＜1，当所述离心成纤模块工作时，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测所述离心成纤模块凝胶存储容器中氧化铝纤维凝胶的凝胶黏度nb并根据凝胶黏度nb与预设离心机转速黏度标准Nb0的偏差量Δnb确定针对所述离心成纤模块的离心机的转速调节量，其中nb＞0；

若nb＝Nb0，所述成纤控制模块不对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

若nb＜Nb0，设定Δnb＝Nb0-nb；

若nb＞Nb0，设定Δnb＝nb-Nb0；

当Δnb＜ΔNb1时，所述成纤控制模块判定采用第一离心机转速调节系数γ3对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当ΔNb1≤Δnb≤ΔNb2时，所述成纤控制模块判定采用第二离心机转速调节系数γ2对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当Δnb＞ΔNb2时，所述成纤控制模块判定采用第三离心机转速调节系数γ1对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第k离心机转速调节系数γk对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节时，其中，k＝1，2，3，将调节后的离心机转速记为Vb，

若nb＜Nb0，设定Vb＝Vb0×(1-γk)；

若nb≥Nb0，设定Vb＝Vb0×(1+γk)；其中，Vb0为预设离心机转速，Vb0＞0。

进一步地，所述成纤控制模块预设有第一氧化铝纤维尺寸标准R1和第二氧化铝纤维尺寸标准R2，其中，0＜R1＜R2，当所述离心成纤模块工作时，所述第一氧化铝纤维尺寸标准R1和所述第二氧化铝纤维尺寸标准R2用以作为氧化铝纤维尺寸标准以判定所述离心成纤模块制备的氧化铝凝胶纤维的是否合格；所述成纤控制模块控制所述检测模块按预设抽样规则检测所述离心成纤模块生成的氧化铝凝胶纤维的尺寸r并根据氧化铝凝胶纤维尺寸r判定氧化铝凝胶纤维的尺寸是否合格，r＞0，

当r＜R1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准、所述离心机转速过快；

当R1≤r≤R2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸符合标准、所述离心机转速符合标准；

当r＞R2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准、所述离心机转速过慢；

其中，若r≤R0，所述成纤控制模块判定所述离心成纤模块未形成氧化铝凝胶纤维，其中，所述R0为所述成纤控制模块预设定的氧化铝纤维成纤尺寸标准，用以判定所述离心成纤模块的成纤状态，R0＞0。

进一步地，所述成纤控制模块设置有第一纤维尺寸差值标准ΔR10、第二纤维尺寸差值标准ΔR20，第一离心机转速迭代系数μ1、第二离心机转速迭代系数μ2和第三离心机转速迭代系数μ3，其中，0＜R1＜R2，0＜ΔR10＜ΔR20，0＜1＜μ1＜μ2＜μ3，所述第一纤维尺寸差值标准ΔR10和第二纤维尺寸差值标准ΔR20用以作为离心机转速迭代系数的选择标准以确定所述离心机的转速调节量；当所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准时，所述成纤控制模块根据氧化铝凝胶纤维尺寸与对应的氧化铝纤维尺寸标准的差值将所述离心机的转速调节至对应值以使氧化铝凝胶纤维的尺寸符合标准；

若r＜R1，设定Δr＝R1-r；

若r＞R2，设定Δr＝r-R2；

当Δr≤ΔR10时，所述成纤控制模块判定采用第一离心机转速迭代系数μ1对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当ΔΔR10＜Δr≤R20时，所述成纤控制模块判定采用第二离心机转速迭代系数μ2对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当Δr＞ΔR20时，所述成纤控制模块判定采用第三离心机转速迭代系数μ3对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第h离心机转速迭代系数μh对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节时，其中，h＝1，2，3，将调节后的离心机转速记为Vb’，

若r＜R1，设定Vb’＝Vb×μh；

若r＞R2，设定Vb’＝Vb×(2-μh)；其中，Vb为调节后离心机转速，Vb0＞0。

进一步地，所述成纤控制模块设置有第一预设质量标准M1、第二预设质量标准M2、第一热处理温度Tc1、第二热处理温度Tc2、第三热处理温度Tc3和第四热处理温度Tc4，其中0＜M1＜M2，Tc1＜Tc2＜Tc3＜Tc4，所述第一预设质量标准M1和所述第二预设质量标准M2用以作为氧化铝凝胶纤维的干燥失水特征标准以判断氧化铝凝胶纤维热处理过程所处阶段，在针对氧化铝凝胶纤维进行热处理时，所述成纤控制模块控制所述检测模块周期性检测氧化铝凝胶纤维的重量m并根据m确定热处理所处阶段的加热模式，m＞0，

当m＞M2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第一热处理阶段、采用第一热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热；

当M1＜m≤M2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第二热处理阶段、采用第二热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热；

当m≤M1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第三热处理阶段、采用第三热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热。

进一步地，所述成纤控制模块设置有第一热处理加热模式、第二热处理加热模式、第三热处理加热模式和第四热处理加热模式，用以对所述热处理模块进行加热控制，

所述第一热处理加热模式的加热方式为将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc1；

所述用第二热处理加热模式的加热方式为在目前温度下保温预设时长后将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc2；

所述用第三热处理加热模式的加热方式为在目前温度下保温预设时长后将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc3；

所述用第四热处理加热模式的加热方式为在目前温度下保温预设时长后将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc4并在Tc4温度下保温预设时长。

进一步地，所述成纤控制模块设置有第一热处理温度差值标准ΔTc1、第二热处理温度差值标准ΔTc2、第一升温速率调节系数ω1、第二升温速率调节系数ω2、第三升温速率调节标准ω3和第四升温速率调节标准ω4，其中，0＜ΔTc1＜ΔTc2，ω1＜ω2，ω3＜ω4，所述成纤控制模块控制所述检测模块周期性检测所述热处理模块干燥箱内的环境温度并根据干燥箱内环境温度tc用以确定针对所述热处理模块加热速率的调整量,tc＞0，在实际加热过程中，

若m＝M2且tc＜Tc1，所述成纤控制模块判定氧化铝纤维失水已达标、设定Δtc＝Tc1-tc；

当Δtc＜ΔTc1时，所述成纤控制模块判定采用第一升温速率调节系数ω1对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当Δtc≥ΔTc1时，所述成纤控制模块判定采用第二升温速率调节系数ω2对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

若m＝M1且tc＜Tc2，所述成纤控制模块判定失水已达标、设定Δtc＝Tc2-tc；

当Δtc＜ΔTc2时，所述成纤控制模块判定采用第三升温速率调节系数ω3对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当Δtc≥ΔTc2时，所述成纤控制模块判定采用第四升温速率调节系数ω4对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第f升温速率调节系数ωf对当前模式下的升温速率进行调节时，将调节后的升温速率记为θ’，设定θ’＝θ×ωf，其中θ为各热处理模式下的预设升温速率。

进一步地，所述成纤控制模块还设置有预设热处理最大升温速率临界标准θmax,其中θmax＞0，当所述成纤控制模块判定对所述热处理模块的升温速率进行调整时，若调整后的升温速率θ’超出最大升温速率临界标准θmax，则所述成纤控制模块判定升温速率调节失效并将当前热处理模式下的升温速率调整至θmax。

进一步地，所述检测模块对所述离心成纤模块生成的氧化铝凝胶纤维的尺寸检测中采用的预设抽样规则检测包括按固定位置抽样采集凝胶纤维和随机位置抽样采集凝胶纤维，所述检测模块完成对所述离心成纤模块生成的氧化铝凝胶纤维的尺寸抽样后随机选取其中若干纤维或颗粒进行纤维长度测量以完成对氧化铝凝胶纤维的尺寸检测。

另一方面，本发明包括一种耐高温多晶绝热纤维生产工艺，其包括如下步骤：

步骤s1，将预设量铝源和溶剂放入所述溶胶制备模块进行回流混合制备氧化铝纤维溶胶溶液；

步骤s2，将预设量添加剂原料放入添加剂制备模块进行回流混合制备添加剂溶液；

步骤s3，将混合完成的氧化铝纤维溶胶溶液和添加剂溶液水浴混合制备氧化铝凝胶溶液；

步骤s4，通过所述过滤模块将氧化铝凝胶溶液过滤去除析出物；

步骤s5，将过滤后的氧化铝凝胶溶液放入所述离心成纤模块制成氧化铝凝胶纤维；

步骤s6，将氧化铝凝胶纤维放入所述热处理模块制备氧化铝纤维。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置成纤控制模块对氧化铝纤维制备过程工艺参数进行控制和调节，有效地保证了本发明所述耐高温多晶绝热纤维生产装置能够针对氧化铝纤维制备实际过程状态对氧化铝纤维制备过程参数进行调节，有效地保证了本装置生产制备的氧化铝纤维的性能质量的稳定性，从而有效提高了本发明针对氧化铝纤维的制备效率。

进一步地，本发明通过设置检测模块对氧化铝纤维实际制备过程中影响氧化铝纤维质量的各个参数进行检测并根据检测出的参数数据与预设标准进行比对用以采取对应的调节方式，进一步有效地保证了本发明所述装置能针对氧化铝纤维制备实际过程状态对氧化铝纤维制备过程参数进行调节，有效地保证了本发明所述装置能够根据纤维制备实际过程状态对纤维制备过程参数进行调节，并进一步提高了本发明针对氧化铝纤维的制备效率。

进一步地，本发明成纤控制模块设置有对氧化铝纤维制备过程中的预制备程序，通过预先制备少量氧化铝纤维的凝胶并检测其凝胶黏度以确定实际量产制备过程中的制备工艺参数，有效地保证了制备成的氧化铝纤维凝胶的性能符合标准，避免了在大量制备过程中由于原料成分漂移造成采用不适合的制备工艺参数制成的氧化铝纤维凝胶溶液的质量不稳定、黏度不稳定问题，在进一步提高了本发明所述装置制备的氧化铝纤维凝胶的质量水平和性能稳定程度的同时，进一步提高了本发明针对氧化铝纤维的制备效率。

进一步地，本发明通过在实际制备过程中通过氧化铝纤维凝胶黏度选择适合的离心机转速，有效地证明了本发明所述装置能针对氧化铝纤维制备实际过程状态对氧化铝纤维制备过程参数进行调节，通过实际测定的氧化铝纤维凝胶黏度调整离心机转速，有效地实现了本发明所述装置对离心成纤工艺参数的调整，进一步有效地实现了本发明能够根据纤维制备实际过程状态对纤维制备过程参数进行调节，从而进一步提高了本发明针对氧化铝纤维的制备效率。

进一步地，本发明通过设置若干预设热处理模块的加热处理模式并根据处于加热干燥的氧化铝凝胶纤维的失水状态选择对应的加热模式，有效地保证了本发明所述装置在氧化铝热处理阶段能根据氧化铝凝胶纤维的失水状态智能控制热处理模块的加热模式，有效地保证了本发明所述装置在热处理工艺阶段能根据氧化铝凝胶纤维的实际重量判定氧化铝凝胶纤维所处热处理阶段并选择对应的加热模式，在进一步有效地保证了本发明所述装置制备的氧化铝纤维的质量的同时，进一步提高了本发明针对氧化铝纤维的制备效率。

进一步地，本发明所述装置提供一种耐高温多晶绝热纤维生产装置的生产工艺，其中氧化铝纤维采用水解法制备凝胶溶液、采用离心成纤工艺制备凝胶纤维并采用高温煅烧制备氧化铝纤维，其通过将氧化铝纤维制备工艺根据制备方式划分为产出物清晰的若干对应步骤，有效地区别各步骤中氧化铝纤维半成品，有效地识别各半成品的性能用以采取对应的检测方式进行检测，进一步有效地保证了本发明能够根据纤维制备实际过程状态对纤维制备过程参数进行调节，并进一步提高了本发明针对氧化铝纤维的制备效率。

附图说明

图1为本发明耐高温多晶绝热纤维生产装置模拟图；

图2为本发明耐高温多晶绝热纤维生产工艺的流程图。

图3为本发明耐高温多晶绝热纤维生产装置中带有加热装置的反应釜的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述耐高温多晶绝热纤维生产装置模拟图，本发明提供一种耐高温多晶绝热纤维生产装置，包括，

凝胶制备模块，其用于按预设温度依次将预设剂量的若干原料注入反应釜并经回流混合，用以得到氧化铝纤维的可纺性溶胶；

离心成纤模块，用以在预设温湿度条件下通过离心工艺将所述可纺性溶胶制备成凝胶纤维；

热处理模块，用以通过高温干燥和煅烧的方式将所述凝胶纤维制备成氧化铝纤维；

检测模块，其分别与所述凝胶制备模块、所述离心成纤模块和所述热处理模块相连，用以对氧化铝纤维制备过程中的原料参数、半成品参数及制备工艺参数进行检测，所述原料参数、半成品参数及制备工艺参数包括原料剂量、原料混合温度、溶胶黏度、成纤环境温度、成纤环境湿度、离心机转速、凝胶纤维尺寸、热处理温度和氧化铝纤维重量；

成纤控制模块，其设置在纤维生产装置的控制端并分别与所述凝胶制备模块、所述离心成纤模块、所述热处理模块和所述检测模块相连，包括控制屏，该控制屏用以输入生产参数并输出显示当前生产任务进度、生产过程参数以及生产检测参数数据；所述成纤控制模块通过控制所述检测模块对氧化铝纤维制备过程中各加工过程中的氧化铝纤维半成品的性能参数和生产过程工艺参数进行检测并根据检测数据对对应的氧化铝纤维的制备工艺参数进行调节以将氧化铝纤维制备工艺参数调整至实际制备标准。

具体而言，本发明通过设置成纤控制模块对氧化铝纤维制备过程工艺参数进行控制和调节，有效地保证了本发明所述耐高温多晶绝热纤维生产装置能够针对氧化铝纤维制备实际过程状态对氧化铝纤维制备过程参数进行调节，有效地保证了本装置生产制备的氧化铝纤维的性能质量的稳定性。

请继续参阅图1所示，所述凝胶制备模块包括用以输出预设配比配置原料的原料配比模块、用以通过回流搅拌以在预设温度制备氧化铝溶胶的溶胶制备模块、用以在预设温度制备溶胶添加剂的添加剂制备模块、用以通过混合制备完成的氧化铝溶胶和溶胶添加剂以制备氧化铝凝胶的水浴混合模块和用以过滤制备完成的氧化铝凝胶的过滤模块；

具体而言，请参阅图3所示，其为本发明耐高温多晶绝热纤维生产装置中所述带有加热装置的反应釜的结构示意图，所述原料配比模块、所述溶胶制备模块、所述添加剂制备模块和所述水浴混合模块均设置有带有加热装置的反应釜1，所述反应釜1外壁设置有水浴层11用以通过水浴方式对所述反应釜进行加热，所述水域层11外壁设置有加热装置12用以加热所述水浴层中的水液；所述过滤模块设置有可替换的过滤膜片芯，用以分离水浴混合后的氧化铝凝胶中的析出物。

请继续参阅图1所示，所述检测模块包括：

温度检测器，其用以检测制备中的溶液温度，包括位于所述原料配比模块反应釜中的第一温度检测器、位于所述溶胶制备模块反应釜中的第二温度检测器、位于所述添加剂制备模块反应釜中的第三温度检测器、位于所述水浴混合模块反应釜中的第四温度检测器和位于所述热处理模块干燥箱中的第五温度检测器；

凝胶黏度检测器，其用以检测氧化铝凝胶的黏度，包括位于所述水浴混合模块反应釜中的第一凝胶黏度检测器和位于所述离心成纤模块凝胶存储容器中的第二凝胶黏度检测器；

成纤环境温度检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测凝胶成纤过程的环境温度；

成纤环境湿度检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测凝胶成纤过程的环境湿度；

离心机转速检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测离心机转速；

成纤尺寸检测器，其位于所述离心成纤模块，用以检测氧化铝纤维的尺寸；

纤维重量检测器，其位于所述热处理模块的干燥箱底部，用以检测处于干燥中的氧化铝纤维的重量。

具体而言，本发明通过设置检测模块对氧化铝纤维实际制备过程中影响氧化铝纤维质量的各个参数进行检测并根据检测出的参数数据与预设标准进行比对用以采取对应的调节方式，进一步有效地保证了本发明所述装置能针对氧化铝纤维制备实际过程状态对氧化铝纤维制备过程参数进行调节，有效地保证了本发明所述装置能够根据纤维制备实际过程状态对纤维制备过程参数进行调节。

请继续参阅图1所示，所述成纤控制模块预设有第一预设氧化铝凝胶黏度标准Na1、第二预设氧化铝凝胶黏度标准Na2、第一预设聚合温度调整系数α1和第二预设聚合温度调整系数α2，其中，0＜Na1＜Na2，α1＞1＞α2＞0，在制备氧化铝纤维时，所述成纤控制模块控制所述凝胶纤维制备模块制备预设样本量的氧化铝凝胶用以作为制备样本以对凝胶纤维的实际制备工艺参数进行确认或调整，当所述氧化铝凝胶完成水浴工序时，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测制备完成的氧化铝凝胶样本的凝胶黏度na并根据测定的凝胶黏度na确定针对溶胶制备模块反应釜加热温度的调整量，na＞0，

当na＜Na1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度不符合标准、采用第一预设聚合温度调整系数α1对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当Na1≤na≤Na2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度符合标准、无需对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当na＞Na2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度不符合标准、采用第二预设聚合温度调整系数α2对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第i预设聚合温度调整系数αi对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节时，其中i＝1，2，将调节后的溶胶制备模块反应釜加热温度记为Ta’，设定Ta’＝Ta×αi，其中，Ta为调节前的溶胶制备模块反应釜加热温度。

具体而言，所述成纤控制模块设置有第一预设聚合温度标准Ta1和第二预设聚合温度标准Ta2，其中，0＜Ta1＜Ta2，所述第一预设聚合温度标准Ta1和第二预设聚合温度标准Ta2用以作为所述溶胶制备模块反应釜加热温度的预设加热温度标准，当所述成纤控制模块将针对溶胶制备模块反应釜加热温度调节至Ta’时，

若Ta1≤Ta’≤Ta2，所述成纤控制模块判定溶胶制备模块反应釜加热温度调节有效；

若Ta’＜Ta1或Ta’＞Ta2，所述成纤控制模块判定溶胶制备模块反应釜加热温度调节无效、调节所述水浴混合模块反应釜加热温度；

所述成纤控制模块预设有第一水浴温度调节系数β1和第二水浴温度调节系数β2，其中1＜β1＜β2，当所述成纤控制模块判定调节所述水浴混合模块反应釜加热温度时，所述成纤控制模块根据氧化铝凝胶样本的凝胶黏度na确定针对所述溶胶制备模块反应釜加热温度的调整量和所述水浴混合模块反应釜加热温度的调整量；

若na＜Na1，所述成纤控制模块将溶胶制备模块反应釜加热温度设定为Ta2、采用第一水浴温度调节系数β1对所述水浴混合模块反应釜加热温度进行调节；

若na＞Na2，所述成纤控制模块将溶胶制备模块反应釜加热温度设定为Ta1、采用第二水浴温度调节系数β2对所述水浴混合模块反应釜加热温度进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第j预设水浴温度调节系数βj对水浴混合模块反应釜加热温度进行调节时，其中j＝1，2，将调节后的水浴混合模块反应釜加热温度记为Tb’，设定Tb’＝Tb×βj，其中，Tb为调节前的水浴混合模块反应釜加热温度。

具体而言，在实际制备过程中，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测水浴过程中的氧化铝纤维凝胶的实际凝胶黏度并根据实际凝胶黏度对水浴温度进行微调，用以克服预制备氧化铝纤维凝胶样本与实际制备氧化铝纤维凝胶二者原料量级过大导致的检测黏度偏差的情况。

本发明成纤控制模块设置有对氧化铝纤维制备过程中的预制备程序，通过预先制备少量氧化铝纤维的凝胶并检测其凝胶黏度以确定实际量产制备过程中的制备工艺参数，有效地保证了制备成的氧化铝纤维凝胶的性能符合标准，避免了在大量制备过程中由于原料成分漂移造成采用不适合的制备工艺参数制成的氧化铝纤维凝胶溶液的质量不稳定、黏度不稳定问题，进一步提高了本发明所述装置制备的氧化铝纤维凝胶的质量水平和性能稳定程度。

请继续参阅图1所示，所述成纤控制模块设置有预设离心机转速黏度标准Nb0、第一离心机转速黏度偏差标准ΔNb1、第二离心机转速黏度偏差标准ΔNb2、第一离心机转速调节系数γ1、第二离心机转速调节系数γ2和第三离心机转速调节系数γ3，其中ΔNb1＜ΔNb2，0＜γ1＜γ2＜γ3＜1，当所述离心成纤模块工作时，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测所述离心成纤模块凝胶存储容器中氧化铝纤维凝胶的凝胶黏度nb并根据凝胶黏度nb与预设离心机转速黏度标准Nb0的偏差量确定针对所述离心成纤模块的离心机的转速调节量，nb＞0，

若nb＝Nb0，所述成纤控制模块不对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

若nb＜Nb0，设定Δnb＝Nb0-nb；

若nb＞Nb0，设定Δnb＝nb-Nb0；

当Δnb＜ΔNb1时，所述成纤控制模块判定采用第一离心机转速调节系数γ3对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当ΔNb1≤Δnb≤ΔNb2时，所述成纤控制模块判定采用第二离心机转速调节系数γ2对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当Δnb＞ΔNb2时，所述成纤控制模块判定采用第三离心机转速调节系数γ1对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第k离心机转速调节系数γk对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节时，其中，k＝1，2，3，将调节后的离心机转速记为Vb，

若nb＜Nb0，设定Vb＝Vb0×(1-γk)；

若nb≥Nb0，设定Vb＝Vb0×(1+γk)；其中，Vb0为预设离心机转速，Vb0＞0。

具体而言，所述成纤控制模块预设有第一氧化铝纤维尺寸标准R1和第二氧化铝纤维尺寸标准R2，其中，0＜R1＜R2，当所述离心成纤模块工作时，所述第一氧化铝纤维尺寸标准R1和所述第二氧化铝纤维尺寸标准R2用以作为氧化铝纤维尺寸标准以判定所述离心成纤模块制备的氧化铝凝胶纤维的是否合格；所述成纤控制模块控制所述检测模块按预设抽样规则检测所述离心成纤模块生成的氧化铝凝胶纤维的尺寸r并根据氧化铝凝胶纤维尺寸r判定氧化铝凝胶纤维的尺寸是否合格，

当r＜R1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准、所述离心机转速过快；

当R1≤r≤R2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸符合标准、所述离心机转速符合标准；

当r＞R2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准、所述离心机转速过慢；

其中，若r≤R0，所述成纤控制模块判定所述离心成纤模块未形成氧化铝凝胶纤维，其中，所述R0为所述成纤控制模块预设定的氧化铝纤维成纤尺寸标准，用以判定所述离心成纤模块的成纤状态，R0＞0。

请继续参阅图1所示，所述成纤控制模块设置有第一纤维尺寸差值标准ΔR10、第二纤维尺寸差值标准ΔR20，第一离心机转速迭代系数μ1、第二离心机转速迭代系数μ2和第三离心机转速迭代系数μ3，其中，0＜R1＜R2，0＜ΔR10＜ΔR20，0＜1＜μ1＜μ2＜μ3，所述第一纤维尺寸差值标准ΔR10和第二纤维尺寸差值标准ΔR20用以作为离心机转速迭代系数的选择标准以确定所述离心机的转速调节量；当所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准时，所述成纤控制模块根据氧化铝凝胶纤维尺寸与对应的氧化铝纤维尺寸标准的差值将所述离心机的转速调节至对应值以使氧化铝凝胶纤维的尺寸符合标准；

若r＜R1，设定Δr＝R1-r；

若r＞R2，设定Δr＝r-R2；

当Δr≤ΔR10时，所述成纤控制模块判定采用第一离心机转速迭代系数μ1对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当ΔΔR10＜Δr≤R20时，所述成纤控制模块判定采用第二离心机转速迭代系数μ2对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当Δr＞ΔR20时，所述成纤控制模块判定采用第三离心机转速迭代系数μ3对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第h离心机转速迭代系数μh对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节时，其中，h＝1，2，3，将调节后的离心机转速记为Vb’，

若r＜R1，设定Vb’＝Vb×μh；

若r＞R2，设定Vb’＝Vb×(2-μh)；其中，Vb为调节后离心机转速，Vb0＞0。

本发明通过在实际制备过程中通过氧化铝纤维凝胶黏度选择适合的离心机转速，有效地证明了本发明所述装置能针对氧化铝纤维制备实际过程状态对氧化铝纤维制备过程参数进行调节，通过实际测定的氧化铝纤维凝胶黏度调整离心机转速，有效地实现了本发明所述装置对离心成纤工艺参数的调整，进一步有效地实现了本发明能够根据纤维制备实际过程状态对纤维制备过程参数进行调节。

请继续参阅图1所示，所述成纤控制模块设置有第一预设质量标准M1、第二预设质量标准M2、第一热处理温度Tc1、第二热处理温度Tc2、第三热处理温度Tc3和第四热处理温度Tc4，其中0＜M1＜M2，Tc1＜Tc2＜Tc3＜Tc4，所述第一预设质量标准M1和所述第二预设质量标准M2用以作为氧化铝凝胶纤维的干燥失水特征标准以判断氧化铝凝胶纤维热处理过程所处阶段，在针对氧化铝凝胶纤维进行热处理时，所述成纤控制模块控制所述检测模块周期性检测氧化铝凝胶纤维的重量m并根据氧化铝凝胶纤维重量m确定热处理所处阶段的加热模式，m＞0，

当m＞M2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第一热处理阶段、采用第一热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热；

当M1＜m≤M2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第二热处理阶段、采用第二热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热；

当m≤M1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第三热处理阶段、采用第三热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热。

具体而言，所述成纤控制模块设置有第一热处理加热模式、第二热处理加热模式、第三热处理加热模式和第四热处理加热模式，用以对所述热处理模块进行加热控制，

所述第一热处理加热模式的加热方式为将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc1；

所述用第二热处理加热模式的加热方式为在目前温度下保温预设时长后将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc2；

所述用第三热处理加热模式的加热方式为在目前温度下保温预设时长后将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc3；

所述用第四热处理加热模式的加热方式为在目前温度下保温预设时长后将所述热处理模块的加热温度按预设升温速率逐渐升温至温度达到Tc4并在Tc4温度下保温预设时长。

具体而言，所述成纤控制模块设置有第一热处理温度差值标准ΔTc1、第二热处理温度差值标准ΔTc2、第一升温速率调节系数ω1、第二升温速率调节系数ω2、第三升温速率调节标准ω3和第四升温速率调节标准ω4，其中，0＜ΔTc1＜ΔTc2，ω1＜ω2，ω3＜ω4，所述成纤控制模块控制所述检测模块周期性检测所述热处理模块干燥箱内的环境温度并根据干燥箱内环境温度tc用以确定针对所述热处理模块加热速率的调整量,其中，tc＞0，在实际加热过程中，

若m＝M2且tc＜Tc1，所述成纤控制模块判定氧化铝纤维失水已达标、设定Δtc＝Tc1-tc；

当Δtc＜ΔTc1时，所述成纤控制模块判定采用第一升温速率调节系数ω1对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当Δtc≥ΔTc1时，所述成纤控制模块判定采用第二升温速率调节系数ω2对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

若m＝M1且tc＜Tc2，所述成纤控制模块判定失水已达标、设定Δtc＝Tc2-tc；

当Δtc＜ΔTc2时，所述成纤控制模块判定采用第三升温速率调节系数ω3对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当Δtc≥ΔTc2时，所述成纤控制模块判定采用第四升温速率调节系数ω4对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第f升温速率调节系数ωf对当前模式下的升温速率进行调节时，将调节后的升温速率记为θ’，设定θ’＝θ×ωf，其中θ为各热处理模式下的预设升温速率。

具体而言，所述成纤控制模块还设置有预设热处理最大升温速率临界标准θmax,其中θmax＞0，当所述成纤控制模块判定对所述热处理模块的升温速率进行调整时，若调整后的升温速率θ’超出最大升温速率临界标准θmax，则所述成纤控制模块判定升温速率调节失效并将当前热处理模式下的升温速率调整至θmax。

本发明通过设置若干预设热处理模块的加热处理模式并根据处于加热干燥的氧化铝凝胶纤维的失水状态选择对应的加热模式，有效地保证了本发明所述装置在氧化铝热处理阶段能根据氧化铝凝胶纤维的失水状态智能控制热处理模块的加热模式，有效地保证了本发明所述装置在热处理工艺阶段能根据氧化铝凝胶纤维的实际重量判定氧化铝凝胶纤维所处热处理阶段并选择对应的加热模式，进一步有效地保证了本发明所述装置制备的氧化铝纤维的质量。

请继续参阅图1所示，所述检测模块对所述离心成纤模块生成的氧化铝凝胶纤维的尺寸检测中采用的预设抽样规则检测包括按固定位置抽样采集凝胶纤维和随机位置抽样采集凝胶纤维，所述检测模块完成对所述离心成纤模块生成的氧化铝凝胶纤维的尺寸抽样后随机选取其中若干纤维或颗粒进行纤维长度测量以完成对氧化铝凝胶纤维的尺寸检测。

本领域技术人员可以理解的是，本发明所述预设抽样规则可根据具体的检测器位置和具体的实际需要设置即可，只要能够实现本发明所述抽样目的即可，在此不再赘述。

请参阅图2所示，其为本发明所述耐高温多晶绝热纤维生产工艺的流程图，本发明包括一种耐高温多晶绝热纤维生产装置的生产工艺，其包括如下步骤：

步骤s1，将预设量铝源和溶剂放入所述溶胶制备模块进行回流混合制备氧化铝纤维溶胶溶液；

步骤s2，将预设量添加剂原料放入添加剂制备模块进行回流混合制备添加剂溶液；

步骤s3，将混合完成的氧化铝纤维溶胶溶液和添加剂溶液水浴混合制备氧化铝凝胶溶液；

步骤s4，通过所述过滤模块将氧化铝凝胶溶液过滤去除析出物；

步骤s5，将过滤后的氧化铝凝胶溶液放入所述离心成纤模块制成氧化铝凝胶纤维；

步骤s6，将氧化铝凝胶纤维放入所述热处理模块制备氧化铝纤维。

具体而言，本发明所述装置提供一种耐高温多晶绝热纤维生产装置的生产工艺，其中氧化铝纤维采用水解法制备凝胶溶液、采用离心成纤工艺制备凝胶纤维并采用高温煅烧制备氧化铝纤维，其通过将氧化铝纤维制备工艺根据制备方式划分为产出物清晰的若干对应步骤，有效地区别各步骤中氧化铝纤维半成品，有效地识别各半成品的性能用以采取对应的检测方式进行检测，进一步有效地保证了本发明能够根据纤维制备实际过程状态对纤维制备过程参数进行调节。

具体而言，本发明所述耐高温多晶绝热纤维生产装置用以制备氧化铝纤维，其制备工艺采用利用溶胶-凝胶法，通过本装置能够制备高铝含量的氧化铝纤维以及铝含量低于70％的一般氧化铝纤维。

本实施例推荐铝源包括：铝盐和异丙醇铝，其中铝盐包括AlCl₃·6H₂O和Al(NO3)3·9H₂O；

本实施例推荐添加剂：正硅酸四乙酯；

本实施例推荐溶剂包括水(分析纯)、甲醇(分析纯)和冰乙酸(分析纯)；

本实施例推荐预设升温速率＜1℃/min；

本实施例推荐高温煅烧温度：

1、用于制备高铝含量的氧化铝纤维：1200℃；

2、用于制备铝含量低于70％的一般氧化铝纤维：1600℃。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，包括：

凝胶制备模块，用以得到氧化铝纤维的可纺性溶胶，所述凝胶制备模块包括用以输出预设配比配置原料的原料配比模块、用以通过回流搅拌以在预设温度制备氧化铝溶胶的溶胶制备模块、用以在预设温度制备溶胶添加剂的添加剂制备模块、用以通过混合制备完成的氧化铝溶胶和溶胶添加剂以制备氧化铝凝胶的水浴混合模块和用以过滤制备完成的氧化铝凝胶的过滤模块，且所述原料配比模块、所述溶胶制备模块、所述添加剂制备模块和所述水浴混合模块均设置有带有加热装置的反应釜，各所述加热装置用以在制备过程中对反应釜内溶液进行加热。

离心成纤模块，用以在预设温湿度条件下通过离心工艺将所述可纺性溶胶制备成凝胶纤维；

热处理模块，用以通过高温干燥和煅烧的方式将所述凝胶纤维制备成氧化铝纤维；

检测模块，其分别与所述凝胶制备模块、所述离心成纤模块和所述热处理模块相连，用以对氧化铝纤维制备过程中的原料参数、半成品参数及制备工艺参数进行检测；

成纤控制模块，其设置在纤维生产装置的控制端并分别与所述凝胶制备模块、所述离心成纤模块、所述热处理模块和所述检测模块相连，所述成纤控制模块通过控制所述检测模块对氧化铝纤维制备过程中各加工过程中的氧化铝纤维半成品的性能参数和生产过程工艺参数进行检测并根据检测数据对对应的氧化铝纤维的制备工艺参数进行调节以将氧化铝纤维制备工艺参数调整至实际制备标准；所述成纤控制模块预设有第一预设氧化铝凝胶黏度标准Na1、第二预设氧化铝凝胶黏度标准Na2、第一预设聚合温度调整系数α1和第二预设聚合温度调整系数α2，其中，0＜Na1＜Na2，α1＞1＞α2＞0，在制备氧化铝纤维时，所述成纤控制模块控制所述凝胶纤维制备模块制备预设样本量的氧化铝凝胶作为制备样本以对凝胶纤维的实际制备工艺参数进行确认或调整，当所述氧化铝凝胶完成水浴工序时，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测制备完成的氧化铝凝胶样本的凝胶黏度na并根据na确定针对溶胶制备模块反应釜加热温度的调整量，na＞0，

当na＜Na1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度不符合标准、采用第一预设聚合温度调整系数α1对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当Na1≤na≤Na2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度符合标准、无需对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当na＞Na2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶样本的凝胶黏度不符合标准、采用第二预设聚合温度调整系数α2对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第i预设聚合温度调整系数αi对溶胶制备模块反应釜加热温度进行调节时，其中i＝1，2，将调节后的溶胶制备模块反应釜加热温度记为Ta’，设定Ta’＝Ta×αi，其中，Ta为调节前的溶胶制备模块反应釜加热温度。

2.根据权利要求1所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述成纤控制模块设置有第一预设聚合温度标准Ta1和第二预设聚合温度标准Ta2，其中，0＜Ta1＜Ta2，所述第一预设聚合温度标准Ta1和第二预设聚合温度标准Ta2用以作为所述溶胶制备模块反应釜加热温度的预设加热温度标准，当所述成纤控制模块将针对溶胶制备模块反应釜加热温度调节至Ta’时，

若Ta1≤Ta’≤Ta2，所述成纤控制模块判定溶胶制备模块反应釜加热温度调节有效；

若Ta’＜Ta1或Ta’＞Ta2，所述成纤控制模块判定溶胶制备模块反应釜加热温度调节无效、调节所述水浴混合模块反应釜加热温度；

所述成纤控制模块预设有第一水浴温度调节系数β1和第二水浴温度调节系数β2，其中1＜β1＜β2，当所述成纤控制模块判定调节所述水浴混合模块反应釜加热温度时，所述成纤控制模块根据氧化铝凝胶样本的凝胶黏度na确定针对所述溶胶制备模块反应釜加热温度的调整量和所述水浴混合模块反应釜加热温度的调整量；

若na＜Na1，所述成纤控制模块将溶胶制备模块反应釜加热温度设定为Ta2、采用第一水浴温度调节系数β1对所述水浴混合模块反应釜加热温度进行调节；

若na＞Na2，所述成纤控制模块将溶胶制备模块反应釜加热温度设定为Ta1、采用第二水浴温度调节系数β2对所述水浴混合模块反应釜加热温度进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第j预设水浴温度调节系数βj对水浴混合模块反应釜加热温度进行调节时，其中j＝1，2，将调节后的水浴混合模块反应釜加热温度记为Tb’，设定Tb’＝Tb×βj，其中，Tb为调节前的水浴混合模块反应釜加热温度。

3.根据权利要求1所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述成纤控制模块设置有预设离心机转速黏度标准Nb0、第一离心机转速黏度偏差标准ΔNb1、第二离心机转速黏度偏差标准ΔNb2、第一离心机转速调节系数γ1、第二离心机转速调节系数γ2和第三离心机转速调节系数γ3，其中ΔNb1＜ΔNb2，0＜γ1＜γ2＜γ3＜1，当所述离心成纤模块工作时，所述成纤控制模块控制所述检测模块检测所述离心成纤模块凝胶存储容器中氧化铝纤维凝胶的凝胶黏度nb并根据nb与预设离心机转速黏度标准Nb0的偏差量Δnb确定针对所述离心成纤模块的离心机的转速调节量，nb＞0，

若nb＝Nb0，所述成纤控制模块不对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

若nb＜Nb0，设定Δnb＝Nb0-nb；

若nb＞Nb0，设定Δnb＝nb-Nb0；

当Δnb＜ΔNb1时，所述成纤控制模块判定采用第一离心机转速调节系数γ3对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当ΔNb1≤Δnb≤ΔNb2时，所述成纤控制模块判定采用第二离心机转速调节系数γ2对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当Δnb＞ΔNb2时，所述成纤控制模块判定采用第三离心机转速调节系数γ1对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第k离心机转速调节系数γk对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节时，其中，k＝1，2，3，将调节后的离心机转速记为Vb，

若nb＜Nb0，设定Vb＝Vb0×(1-γk)；

若nb≥Nb0，设定Vb＝Vb0×(1+γk)；其中，Vb0为预设离心机转速，Vb0＞0。

4.根据权利要求3所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述成纤控制模块预设有第一氧化铝纤维尺寸标准R1和第二氧化铝纤维尺寸标准R2，其中，0＜R1＜R2，当所述离心成纤模块工作时，所述成纤控制模块控制所述检测模块按预设抽样规则检测所述离心成纤模块生成的氧化铝凝胶纤维的尺寸r并根据r判定氧化铝凝胶纤维的尺寸是否合格，

当r＜R1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准、所述离心机转速过快；

当R1≤r≤R2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸符合标准、所述离心机转速符合标准；

当r＞R2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准、所述离心机转速过慢；

其中，若r≤R0，所述成纤控制模块判定所述离心成纤模块未形成氧化铝凝胶纤维，其中，R0为所述成纤控制模块预设定的氧化铝纤维成纤尺寸标准，R0＞0。

5.根据权利要求4所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述成纤控制模块设置有第一纤维尺寸差值标准ΔR10、第二纤维尺寸差值标准ΔR20、第一离心机转速迭代系数μ1、第二离心机转速迭代系数μ2和第三离心机转速迭代系数μ3，其中，0＜ΔR10＜ΔR20，1＜μ1＜μ2＜μ3，当所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维尺寸不符合标准时，所述成纤控制模块根据氧化铝凝胶纤维尺寸与对应的氧化铝纤维尺寸标准的差值将所述离心机的转速调节至对应值以使氧化铝凝胶纤维的尺寸符合标准；

若r＜R1，设定Δr＝R1-r；

若r＞R2，设定Δr＝r-R2；

当Δr≤ΔR10时，所述成纤控制模块判定采用第一离心机转速迭代系数μ1对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当ΔR10＜Δr≤R20时，所述成纤控制模块判定采用第二离心机转速迭代系数μ2对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当Δr＞ΔR20时，所述成纤控制模块判定采用第三离心机转速迭代系数μ3对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第h离心机转速迭代系数μh对所述离心成纤模块的离心机的转速进行调节时，其中，h＝1，2，3，将调节后的离心机转速记为Vb’，

若r＜R1，设定Vb’＝Vb×μh；

若r＞R2，设定Vb’＝Vb×(2-μh)；其中，Vb为调节后离心机转速，Vb0＞0。

6.根据权利要求1所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述成纤控制模块设置有第一预设质量标准M1、第二预设质量标准M2、第一热处理温度Tc1、第二热处理温度Tc2、第三热处理温度Tc3和第四热处理温度Tc4，其中，0＜M1＜M2，Tc1＜Tc2＜Tc3＜Tc4，在针对氧化铝凝胶纤维进行热处理时，所述成纤控制模块控制所述检测模块周期性检测氧化铝凝胶纤维的重量m并根据m确定热处理所处阶段的加热模式，

当m＞M2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第一热处理阶段、采用第一热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热；

当M1＜m≤M2时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第二热处理阶段、采用第二热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热；

当m≤M1时，所述成纤控制模块判定氧化铝凝胶纤维处于第三热处理阶段、采用第三热处理加热模式对氧化铝纤维凝胶进行加热。

7.根据权利要求6所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述成纤控制模块设置有第一热处理温度差值标准ΔTc1、第二热处理温度差值标准ΔTc2、第一升温速率调节系数ω1、第二升温速率调节系数ω2、第三升温速率调节标准ω3和第四升温速率调节标准ω4，其中，0＜ΔTc1＜ΔTc2，ω1＜ω2，ω3＜ω4，所述成纤控制模块控制所述检测模块周期性检测所述热处理模块干燥箱内的环境温度并根据干燥箱内环境温度tc以确定针对所述热处理模块加热速率的调整量，在实际加热过程中，

若m＝M2且tc＜Tc1，所述成纤控制模块判定氧化铝纤维失水已达标、设定Δtc＝Tc1-tc；

当Δtc＜ΔTc1时，所述成纤控制模块判定采用第一升温速率调节系数ω1对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当Δtc≥ΔTc1时，所述成纤控制模块判定采用第二升温速率调节系数ω2对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

若m＝M1且tc＜Tc2，所述成纤控制模块判定失水已达标、设定Δtc＝Tc2-tc；

当Δtc＜ΔTc2时，所述成纤控制模块判定采用第三升温速率调节系数ω3对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当Δtc≥ΔTc2时，所述成纤控制模块判定采用第四升温速率调节系数ω4对当前热处理模式下的升温速率进行调节；

当所述成纤控制模块判定采用第f升温速率调节系数ωf对当前模式下的升温速率进行调节时，将调节后的升温速率记为θ’，设定θ’＝θ×ωf，其中θ为各热处理模式下的预设升温速率。

8.根据权利要求1所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述成纤控制模块包括控制屏，所述控制屏用以输入生产工艺参数并输出及显示当前生产任务进度、生产过程参数和生产检测参数数据。

9.根据权利要求1所述的耐高温多晶绝热纤维生产装置，其特征在于，所述过滤模块设置有可替换的过滤膜片芯，用以分离水浴混合后的氧化铝凝胶中的析出物。

10.根据权利要求1-9任一项权利要求所述的基于耐高温多晶绝热纤维生产装置，其包括一种耐高温多晶绝热纤维生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤s1，将预设量铝源和溶剂放入所述溶胶制备模块进行回流混合制备氧化铝纤维溶胶溶液；

步骤s2，将预设量添加剂原料放入添加剂制备模块进行回流混合制备添加剂溶液；

步骤s3，将混合完成的氧化铝纤维溶胶溶液和添加剂溶液水浴混合制备氧化铝凝胶溶液；

步骤s4，通过所述过滤模块将氧化铝凝胶溶液过滤去除析出物；

步骤s5，将过滤后的氧化铝凝胶溶液放入所述离心成纤模块制成氧化铝凝胶纤维；

步骤s6，将氧化铝凝胶纤维放入所述热处理模块制备氧化铝纤维。

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