CN211546739U - 一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及预氧丝头接丝的技术领域，具体涉及一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置。包括空气联结器和联结操作台；空气联结器包括丝头夹持器，丝头夹持器开有缝隙，该缝隙形成纤维联结槽，纤维联结槽的侧壁上设有空气喷射孔，丝头夹持器上设有进气口和进气扳机；联结操作台上放置有两条原丝预氧丝的丝头，两条原丝预氧丝的丝头叠放在一起，联结操作台上设有多个联结凹槽，联结操作台还包括多根纤维固定杆，多根纤维固定杆放置在不同的联结凹槽上压紧原丝预氧丝的丝头，至少有一个用于联结丝头的空气联结器放置在联结凹槽中，纤维固定杆和空气联结器放置在不同的联结凹槽中，原丝预氧丝的丝头穿过纤维联结槽并在纤维联结槽中进行联结。

Description

一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置

技术领域

本实用新型涉及预氧丝头接丝的技术领域，具体涉及一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置。

背景技术

碳纤维的生产分为两道大的工序，聚丙烯腈聚合与纺丝的原丝工艺、预氧化与碳化的碳化工艺。从原丝工艺到碳化工艺，是通过原丝包装衔接的，原丝的包装方式有圆柱纱锭、叠丝箱装或叠丝打包等方式。

在碳纤维生产中，由于原丝的包装，无论是纱锭还是箱装，均是具有一定重量和长度，使用完毕后，就需要更换新的原丝纱锭与箱装，这个过程通常是非连续的，即需要对生产线进行停止生产，然后对所有的原丝包装(纱锭或箱装)做一次性更换，然后将更换后的原丝穿过氧化与碳化工序。又或者在连续情况下，对预氧化工艺中的氧化炉降温，让接头丝束(该条丝束的尾部)顺利通过预氧化，但在碳化部分又重新接丝(将原丝包装的两条丝束打结或者其他方式连接在一起)，这时候也需要对生产线进行停止生产。无论哪一种方式，都很难做到连续化稳定生产。

就上述的工艺，当采用大丝束的时候，连续生产的方式就难以为继，在大丝束进入氧化工艺时，任何原丝的翻转与加捻或接头(接头即两条丝束打结连接在一起)，均会导致丝束放热集中，冒烟与起火，从而导致丝束断开。同等重量的原丝包装，大丝束的长度远远小于小丝束，生产线的长度很长，如果用非连续的方式用生产线运行大丝束，会导致大量的原丝浪费，生产线运行断断续续，根本无从实现经济效益。所以，大丝束碳纤维生产务必要实现连续生产。

实现连续生产，就需要将原丝包装(无论是纱锭、箱装或打包)首尾连接，从目前世界上的经验看，原丝与原丝接，原丝与碳丝联结在一起，都难以实现氧化及碳化工序的不拉断而维持连续生产。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，将不同的原丝预氧丝的丝头无加捻的联结在一起，接头丝束的拉伸强度足够通过后续的预氧化和碳化工序，实现大丝束碳纤维连续化稳定化的生产。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，包括空气联结器和联结操作台；空气联结器包括丝头夹持器，丝头夹持器开有缝隙，该缝隙形成纤维联结槽，纤维联结槽的侧壁上设有空气喷射孔，丝头夹持器上设有进气口和进气扳机；联结操作台上放置有两条原丝预氧丝的丝头，两条原丝预氧丝的丝头叠放在一起，联结操作台上设有多个联结凹槽，联结操作台还包括多根纤维固定杆，多根纤维固定杆放置在不同的联结凹槽上压紧原丝预氧丝的丝头，至少有一个用于联结丝头的空气联结器放置在联结凹槽中，纤维固定杆和空气联结器放置在不同的联结凹槽中，原丝预氧丝的丝头穿过纤维联结槽并在纤维联结槽中进行联结。从空气喷射孔中喷射出高频气流，高频气流产生的压力使得两条原丝预氧丝的丝头联结在一起，形成无加捻的接头。

进一步的，联结操作台上并排设置有多根方管，相邻两根方管之间的间隙形成联结凹槽，每个联结凹槽的宽度相同。

进一步的，两条原丝预氧丝的丝头宽度一致。使得两条原丝预氧丝的丝头能够完全重叠，提高接丝的效果。

进一步的，两条丝头悬挂在联结操作台两端，两条丝头的端部均连接有砝码。使用砝码可以使原丝预氧丝的丝头具有足够的丝束张力。

进一步的，使用空气联结器对两条丝头进行联结的次数不超过9次。空气联结器在多个联结凹槽内进行联结，可提高上下两条丝头之间的粘接强度，但联结的个数不宜超过9次，超过9次将会撕裂和切断联结处的丝头，从而削弱联结处接头的拉伸强度。

进一步的，两条原丝预氧丝的丝头没有联结的部分长度不超过15mm。两条原丝预氧丝的丝头没有联结的部分超过15mm，在氧化碳化加工过程中，会导致没有联结的部分卡在分丝梳上，影响工作效率。

进一步的，纤维固定杆为圆柱形杆，纤维固定杆的直径大于联结凹槽的宽度，纤维固定杆放置在原丝预氧丝的丝头上并位于联结凹槽上。纤维固定杆用于压紧原丝预氧丝的丝头，使得原丝预氧丝的丝头具有足够的丝束张力。

进一步的，空气联结器的宽度与联结凹槽的宽度一致。空气联结器可在联结凹槽中沿联结凹槽的开口方向移动。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

一、本实用新型的空气喷射孔位于纤维联结槽的两个侧壁上，从空气喷射孔中喷射出高频气流，高频气流产生的压力使得两条原丝预氧丝的丝头联结在一起，形成无加捻的接头。联结操作台包括多个联结凹槽和多根纤维固定杆，便于快速在多个联结凹槽内进行空气联结，通过纤维固定杆控制丝头的张力，可以实现高品质的空气联结，接头丝束的拉伸强度足够通过后续的预氧化和碳化工序，为大丝束碳纤维连续化稳定生产提供保障。

二、本实用新型工作效率高、加工成本低、投资和建设成本低，能满足实际生产中对丝头接丝装置的要求。

附图说明

图1是本实用新型空气联结器的结构示意图。

图2是本实用新型联结操作台的结构示意图。

图3是本实用新型联结操作台的主视图。

图4是原丝预氧丝的丝头的结构示意图。

图5是原丝预氧丝的丝头叠放在一起的结构示意图。

图6是原丝预氧丝的丝头放置在联结操作台上的示意图。

图7是使用空气联结器进行联结时的示意图。

其中，1为空气联结器，1-1为丝头夹持器，1-2为纤维联结槽，1-3为空气喷射孔，1-4为进气口，1-5为进气扳机，2为联结操作台，2-1为联结凹槽，2-2为纤维固定杆，2-3为方管，2-4为砝码，3为原丝预氧丝的丝头。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

如图7所示，一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，包括空气联结器1和联结操作台2；如图1所示，空气联结器1包括丝头夹持器1-1，丝头夹持器1-1开有缝隙，该缝隙形成纤维联结槽1-2，纤维联结槽1-2的侧壁上设有空气喷射孔1-3，丝头夹持器1-1上设有进气口1-4和进气扳机1-5，空气联结器1是现有的技术；如图4-图6所示，联结操作台2上放置有两条原丝预氧丝的丝头3，两条原丝预氧丝的丝头3叠放在一起，两条原丝预氧丝的丝头3宽度一致，使得两条原丝预氧丝的丝头3能够上下对齐，重叠铺放在一起，提高接丝的效果。如图2和图3所示，联结操作台2上设有多个联结凹槽2-1，联结操作台2上并排设置有多根方管2-3，相邻两根方管2-3之间的间隙形成联结凹槽2-1，每个联结凹槽2-1的宽度相同。联结操作台2还包括多根纤维固定杆2-2，纤维固定杆2-2为圆柱形杆，纤维固定杆2-2的直径大于联结凹槽2-1的宽度，使得纤维固定杆2-2能够放置在联结凹槽2-1上同时又不会掉落在联结凹槽2-1中，多根纤维固定杆2-2放置在原丝预氧丝的丝头3上并位于不同的联结凹槽2-1上，纤维固定杆2-2用于压紧原丝预氧丝的丝头3，使得原丝预氧丝的丝头3具有足够的丝束张力。如图7所示，至少有一个用于联结丝头的空气联结器1放置在联结凹槽2-1中，可以是一个空气联结器1先后放置在多个联结凹槽2-1中对丝头依次进行联结，也可以是多个空气联结器1同时或者先后放置在多个联结凹槽2-1中对丝头进行联结。纤维固定杆2-2和空气联结器1放置在不同的联结凹槽2-1中。空气联结器1的宽度与联结凹槽2-1的宽度一致，空气联结器1可在联结凹槽2-1中沿联结凹槽2-1的开口方向移动，原丝预氧丝的丝头3穿过纤维联结槽1-2并在纤维联结槽1-2中进行联结。从空气喷射孔1-3中喷射出高频气流，高频气流产生的压力使得两条原丝预氧丝的丝头3联结在一起，形成无加捻的接头。原丝预氧丝的丝头3位于纤维联结槽1-2中间，在喷气的过程中，丝头几乎不会碰到丝头夹持器1-1，如果操作不当，丝头吹偏，那么丝头夹持器1-1可以挡住丝头，保证丝头的顺利联结。从空气联结器1中喷射出来的气流也可以通过联结凹槽2-1顺利排走。

如图6所示，两条丝头悬挂在联结操作台2两端，一条丝头从联结操作台2的一侧绕过联结操作台2并悬挂在联结操作台2的另一侧，另一条丝头从联结操作台2的另一侧绕过联结操作台2并悬挂在联结操作台2的这一侧，这两条丝头上下对齐，重叠铺放在一起，两条丝头的端部均连接有砝码2-4。使用砝码2-4可以使原丝预氧丝的丝头3具有足够的丝束张力，根据原丝预氧丝的类型不同，可选用不同型号的砝码2-4，使空气联结的丝束达到合适的张力状态。

如图7所示，使用空气联结器1在联结凹槽2-1中对两条丝头进行联结的次数不超过9次。空气联结器1在多个联结凹槽2-1内进行联结，可提高上下两条丝头之间的粘接强度，但联结的个数不宜超过9次，超过9次将会撕裂和切断联结处的丝头，从而削弱联结处接头的拉伸强度。

两条原丝预氧丝的丝头3没有联结的部分长度不超过15mm。两条原丝预氧丝的丝头3没有联结的部分超过15mm，在氧化碳化加工过程中，会导致没有联结的部分卡在分丝梳上，影响工作效率。

在使用本实用新型时，先将两条原丝预氧丝的丝头3上下重叠铺放在联结操作台2的方管2-3上，两条原丝预氧丝的丝头3宽度一致，完全重叠，两条丝头悬挂在联结操作台2两端，再将多根纤维固定杆2-2放置在原丝预氧丝的丝头3上并位于不同的联结凹槽2-1上，压紧原丝预氧丝的丝头3，两条丝头的端部均连接有砝码2-4。将空气联结器1放置在联结凹槽2-1中并使得原丝预氧丝的丝头3穿过纤维联结槽1-2，原丝预氧丝的丝头3在纤维联结槽1-2中进行联结，扣动进气扳机1-5，压缩空气从进气口1-4进入空气联结器1，形成高频气流从空气喷射孔1-3喷出，由于空气喷射孔1-3位于纤维联结槽1-2的两个侧壁上，而空气联结器1工作时纤维联结槽1-2的两个侧壁正好处于上下两个方向上，所以高频气流就从上下两个方向吹向丝束。聚丙烯腈预氧丝是由上万根直径为5-7μm的单丝构成的复合丝束，在空气联结的过程中，从空气喷射孔1-3喷出的气流产生的力使上下两条丝束中的上万根单丝交叉折叠，互相镶嵌到一起，从而实现上下两条丝束的粘接，形成无加捻的接头，接头丝束的拉伸强度足够通过后续的预氧化和碳化工序，从而可以实现大丝束碳纤维连续化稳定化的生产。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：包括空气联结器和联结操作台；空气联结器包括丝头夹持器，丝头夹持器开有缝隙，该缝隙形成纤维联结槽，纤维联结槽的侧壁上设有空气喷射孔，丝头夹持器上设有进气口和进气扳机；联结操作台上放置有两条原丝预氧丝的丝头，两条原丝预氧丝的丝头叠放在一起，联结操作台上设有多个联结凹槽，联结操作台还包括多根纤维固定杆，多根纤维固定杆放置在不同的联结凹槽上压紧原丝预氧丝的丝头，至少有一个用于联结丝头的空气联结器放置在联结凹槽中，纤维固定杆和空气联结器放置在不同的联结凹槽中，原丝预氧丝的丝头穿过纤维联结槽并在纤维联结槽中进行联结。

2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：联结操作台上并排设置有多根方管，相邻两根方管之间的间隙形成联结凹槽，每个联结凹槽的宽度相同。

3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：两条原丝预氧丝的丝头宽度一致。

4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：两条丝头悬挂在联结操作台两端，两条丝头的端部均连接有砝码。

5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：使用空气联结器对两条丝头进行联结的次数不超过9次。

6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：两条原丝预氧丝的丝头没有联结的部分长度不超过15mm。

7.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：纤维固定杆为圆柱形杆，纤维固定杆的直径大于联结凹槽的宽度，纤维固定杆放置在原丝预氧丝的丝头上并位于联结凹槽上。

8.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈预氧丝头接丝装置，其特征在于：空气联结器的宽度与联结凹槽的宽度一致。

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