CN216473603U - 一种氧化铝纤维快速生产收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧化铝纤维快速生产收集装置。本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置，包括集棉罩、甩丝盘、驱动组件、高压电源以及控制器。集棉罩为空心壳体，集棉罩的顶部设置有开口。甩丝盘设置于集棉罩的内部。驱动组件包括驱动电机以及与驱动电机传动连接的空心转轴，高压电源的正极与甩丝盘的底面电连接，高压电源的负极与集棉罩的底面电连接。实用新型通过设置高压电源在甩丝盘的底面与集棉罩底面之间形成电场，从甩丝盘甩出的纤维丝在电场的作用下二次细纤化，从而得到直径较细，柔韧性较好、较均匀的纤维，最后遵循电场的方向有序地收集到集棉罩的下底部，很好地避免了牵引风把前驱体纤维吹致无序分散的情况，收集更加方便。

Description

一种氧化铝纤维快速生产收集装置

技术领域

本实用新型涉及纤维盘式生产收集装置技术领域，特别是涉及一种氧化铝纤维快速生产收集装置。

背景技术

氧化铝纤维是当今国内外最新型的超轻质高温绝热材料之一，其纤维导热率、加热收缩率和热容都较低。长期使用温度为1300～1400℃，高于普通硅酸铝纤维1000～1100℃)，同时具有较好的化学稳定性,可在酸性环境、氧化气氛、还原气氛和真空条件下使用，对碱性环境也有一定耐蚀性。广泛应用于高温窑炉、汽车尾气处理、航空航天等领域，是国际公认的耐高温构件新一代主力材料。

溶胶-凝胶法作为最常用的氧化铝纤维的生产工艺，在前驱体溶胶形成后，制备成纤的主要方法有离心甩丝、平吹成纤和干法纺丝。其中离心甩丝技术因其设备简单、占地面积小、易操作、能耗低、产量大、效率高等优点，是目前主流的氧化铝纤维生产方法。其主要过程就是将前驱体溶胶从高速旋转的甩丝盘周边的细孔中离心甩出，实现溶胶的分散和初步的拉伸，而后在牵引风环的吹出的牵引风的作用下进行二次细纤化，最后在在湿度、温度一定的集棉罩中快速干燥集棉制得前驱体纤维。

其中，甩丝盘上方设置的牵引风环吹出的高温牵引风，在让纤维丝能达到二次细纤化效果的同时，甩丝盘也容易受影响而温度升高，同时集棉罩内需要达到一定温度才能对纤维丝起快速干燥作用，因此集棉罩内会保持比较高的温度，也会影响甩丝盘，两者都会造成甩丝盘内装有的前驱体溶胶因温度升高，自身水分蒸发流失，溶胶凝固脱水形成固体颗粒阻塞喷嘴。此外无序的牵引风还会把制得的前驱体纤维吹致无序分散，给后续收集整理工作带来很大的难度。

综上所述，现有工艺设备在生产过程中，容易出现甩丝盘被凝固颗粒阻塞喷嘴，造成纤维丝成纤质量不稳定，以及纤维丝难收集等问题，为此，人们一直在寻找解决的办法。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种收集方便、质量稳定的氧化铝纤维快速生产收集装置。

一种氧化铝纤维快速生产收集装置，包括：

集棉罩，所述集棉罩为空心壳体，其底面由导电材料制成，其他面由绝缘材料组成，所述集棉罩的顶部设置有开口；

甩丝盘，所述甩丝盘设置于所述集棉罩的内部，由导电材料制成，其顶部设置有原料进口；

驱动组件，所述驱动组件包括固定设置于所述集棉罩上方的驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的空心转轴，所述空心转轴的顶端向上延伸，其底端从所述开口伸入所述集棉罩内部并所述甩丝盘顶部的原料进口连通；

高压电源，所述高压电源位于所述甩丝盘的外部，所述高压电源的正极与所述甩丝盘的底面电连接，所述高压电源的负极与所述集棉罩的底面电连接；

控制器，所述控制器分别与所述驱动组件和所述高压电源电信号连接。

本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置，通过设置高压电源在甩丝盘的底面与集棉罩底面之间形成电场，从甩丝盘甩出的纤维丝在电场的作用下二次细纤化，从而得到直径较细，柔韧性较好、较均匀的纤维，最后遵循电场的方向有序地收集到集棉罩的下底部，很好地避免了牵引风把前驱体纤维吹致无序分散的情况，收集更加方便。

进一步优选地，所述甩丝盘的内部具有与所述原料进口连通的空腔，且所述甩丝盘的侧面沿其圆周方向均匀分布有多个与所述空腔连通的细孔喷嘴。

进一步优选地，所述原料为前驱体溶胶，所述前驱体溶胶的粘度为 3000-4000mPa·s。

进一步优选地，所述甩丝盘的外径为100-550mm。

进一步优选地，所述高压电源的电压为5-20kV。

进一步优选地，所述氧化铝纤维快速生产收集装置还包括冷却组件，所述冷却组件包括：

吸热壳体，所述吸热壳体叠加设置于所述甩丝盘的顶表面，其顶部的两侧分别设置有进水口和出水口；

水循环机构，所述水循环机构具有进水端和出水端，所述水循环机构的进水端与出水端和所述吸热壳体的进水口与出水口之间形成循环回路；

进水泵，所述进水泵的出水口可与所述水循环机构的进水端连通；

抽水泵，所述抽水泵的进水口可与所述水循环机构的出水端连通；

所述进水泵可通过所述水循环机构向所述吸热壳体内部注入冷却液；

所述抽水泵可通过水循环机构将所述吸热壳体内部的冷却液抽出。

进一步优选地，所述水循环机构包括：

旋转块，所述旋转块设置于所述空心转轴的顶部、且与其连通，所述旋转块上设置有进水通道和出水通道，所述进水泵的出水口可与所述进水通道的进水口连通，所述抽水泵的进水口可与所述出水通道的出水口连通；

进水管，所述进水管的一端与所述进水通道的出水口连通，其另一端与所述吸热壳体的进水口连通；

出水管，所述出水管的一端与所述出水通道的进水口连通，其另一端与所述吸热壳体的出水口连通；

所述进水管与所述进水通道形成所述水循环机构的进水端，所述出水管与所述出水通道形成所述水循环机构的出水端。

进一步优选地，所述冷却组件还包括设置于所述吸热壳体与所述甩丝盘之间的导热绝缘垫片。

进一步优选地，所述导热绝缘垫片内还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电连接。

进一步优选地，所述进水泵的流量大于所述抽水泵的流量。

相对于现有技术，本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置，通过设置高压电源在甩丝盘的底面与集棉罩底面之间形成电场，从甩丝盘甩出的纤维丝在电场的作用下二次细纤化，从而得到直径较细，柔韧性较好、较均匀的纤维，最后遵循电场的方向有序地收集到集棉罩的下底部，很好地避免了牵引风把前驱体纤维吹致无序分散的情况，收集更加方便；设置冷却组件对甩丝盘进行冷却，避免由于集棉罩内部温度过高，导致甩丝盘过热而喷嘴堵塞的问题，进而提高了生产效率和产品质量。本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置具有收集方便、质量稳定等特点。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置的结构示意图。

图2是本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置的甩丝盘结构示意图。

图3是本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置的水循环机构结构示意图。

图4是本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置的旋转块结构示意图。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参照图1，本实施例公开了一种氧化铝纤维快速生产收集装置，包括集棉罩1、甩丝盘2、驱动组件3、高压电源4以及控制器。所述集棉罩1为空心壳体，其底面由导电材料制成，其他面由绝缘材料组成，所述集棉罩1的顶部设置有开口。所述甩丝盘2设置于所述集棉罩1的内部，由导电材料制成，其顶部设置有原料进口。所述驱动组件3包括固定设置于所述集棉罩1上方的驱动电机31以及与所述驱动电机31传动连接的空心转轴32，所述空心转轴32的顶端向上延伸，其底端从所述开口伸入所述集棉罩1内部并所述甩丝盘2顶部的原料进口连通，所述高压电源4位于所述甩丝盘2的外部，所述高压电源4的正极与所述甩丝盘2的底面电连接，所述高压电源4的负极与所述集棉罩1的底面电连接，所述控制器分别与所述驱动组件3和所述高压电源4电信号连接。

本实施例的氧化铝纤维快速生产收集装置，在使用时，原料从空心转轴32 流入甩丝盘2内部，控制器控制驱动电机31旋转，并为高压电源4通电，驱动电机带动空心轴32以及甩丝盘2一同旋转，旋转过程中，原料从甩丝盘2甩出，高压电源4在甩丝盘2的底面与集棉罩1底面之间形成电场，电场方向为从上至下，从甩丝盘2甩出的纤维丝在电场的作用下二次细纤化，从而得到直径较细，柔韧性较好、较均匀的纤维，最后遵循电场的方向有序地收集到集棉罩1 的下底部，很好地避免了牵引风把前驱体纤维吹致无序分散的情况，收集更加方便。

请参照图2，所述甩丝盘2的内部具有与所述原料进口连通的空腔，且所述甩丝盘2的侧面沿其圆周方向均匀分布有多个与所述空腔连通的细孔喷嘴21。原料从细孔喷嘴21喷出。具体地，甩丝盘2通过螺栓连接于空心转轴32的底部，甩丝盘2的顶部设置有供空心转轴32连接的连接孔，其底部设置有供高压电源4电连接的连接口。

此外，整个甩丝盘2与集棉罩1的底面均由铜制成，铜的导热能力和导电能力都比较好，能够适用于本实施例中。

在本实施例中，所述原料为前驱体溶胶，所述前驱体溶胶的粘度为 3000-4000mPa·s；甩丝盘2的转速为200-900r/min，所述甩丝盘2的外径为 100-550mm，优选为200-400mm；所述高压电源4的电压为5-20kV。

进一步优选地，所述氧化铝纤维快速生产收集装置还包括冷却组件5，所述冷却组件5包括吸热壳体51、水循环机构52、进水泵53以及抽水泵54。所述吸热壳体51叠加设置于所述甩丝盘2的顶表面，其顶部的两侧分别设置有进水口和出水口；所述水循环机构52具有进水端和出水端，所述水循环机构52的进水端与出水端和所述吸热壳体51的进水口与出水口之间形成循环回路；所述进水泵53的出水口可与所述水循环机构52的进水端连通，所述抽水泵54的进水口可与所述水循环机构52的出水端连通，所述进水泵53可通过所述水循环机构52向所述吸热壳体51内部注入冷却液；所述抽水泵53可通过水循环机构 52将所述吸热壳体51内部的冷却液抽出。

请参照图3和图4，具体地，所述水循环机构52包括旋转块521、进水管 522以及出水管523，所述旋转块521设置于所述空心转轴32的顶部、且与其连通，所述旋转块521上设置有进水通道5211和出水通道5212，所述进水泵 53的出水口可与所述进水通道5211的进水口连通，所述抽水泵54的进水口可与所述出水通道5212的出水口连通；所述进水管522的一端与所述进水通道 5211的出水口连通，其另一端与所述吸热壳体51的进水口连通；所述出水管 523的一端与所述出水通道5212的进水口连通，其另一端与所述吸热壳体51的出水口连通；所述进水管522与所述进水通道5211形成所述水循环机构52的进水端，所述出水管523与所述出水通道5212形成所述水循环机构52的出水端。

本实施例中的冷却液是水。具体地在进行冷却时，控制器控制驱动电机31 以及高压电源4关闭，然后进水泵53通过水管与旋转块521的进水通道5211 连接，抽水泵54通过水管与出水通道5212连接。然后启动进水泵53，进水泵 53从储水箱内将水抽出，水通过进水通道5211进入进水管522然后进入吸热壳体51内，吸热壳体51内的冷却水通过热传导的作用将甩丝盘2上的热量带走，再通过抽水泵54将热水抽出，以此为循环，源源不断地带走热量，避免由于集棉罩内部温度过高，导致甩丝盘过热而喷嘴堵塞的问题。

进一步优选地，所述冷却组件5还包括设置于所述吸热壳体51与所述甩丝盘2之间的导热绝缘垫片55，防止高压电传导至集棉罩1外部，提高装置的安全性。

进一步优选地，所述导热绝缘垫片55内还设置有温度传感器551，所述温度传感器551与所述控制器电连接。温度传感器551可以检测甩丝盘2的温度，当温度值超过设定值时，温度传感器551将该信号发送给控制器，控制器则控制驱动电机31以及高压电源4关闭，从而启动冷却组件5对甩丝盘2进行冷却，当冷却至正常工作温度时，温度传感器551再次发送信号给控制器，此时控制器控制冷却组件5关闭，直至抽水泵54将吸热壳体51内部的水全部抽走，然后将进水泵53和抽水泵54与旋转块521断开，控制器控制驱动电机31和高压电源4继续工作，在转动过程中，旋转块521、进水管522以及出水管523跟着甩丝盘2一起旋转。

进一步优选地，所述进水泵53的流量大于所述抽水泵54的流量，这样在冷却过程中，可以保证吸热壳体51内部的冷却水一直处于充盈状态，提高冷却效率。

相对于现有技术，本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置，通过设置高压电源4在甩丝盘2的底面与集棉罩1底面之间形成电场，从甩丝盘2甩出的纤维丝在电场的作用下二次细纤化，从而得到直径较细，柔韧性较好、较均匀的纤维，最后遵循电场的方向有序地收集到集棉罩1的下底部，很好地避免了牵引风把前驱体纤维吹致无序分散的情况，收集更加方便；设置冷却组件5 对甩丝盘2进行冷却，避免由于集棉罩1内部温度过高，导致甩丝盘2过热而喷嘴堵塞的问题，进而提高了生产效率和产品质量。本实用新型的氧化铝纤维快速生产收集装置具有收集方便、质量稳定等特点。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：包括：

集棉罩，所述集棉罩为空心壳体，其底面由导电材料制成，其他面由绝缘材料组成，所述集棉罩的顶部设置有开口；

甩丝盘，所述甩丝盘设置于所述集棉罩的内部，由导电材料制成，其顶部设置有原料进口；

驱动组件，所述驱动组件包括固定设置于所述集棉罩上方的驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的空心转轴，所述空心转轴的顶端向上延伸，其底端从所述开口伸入所述集棉罩内部并所述甩丝盘顶部的原料进口连通；

高压电源，所述高压电源位于所述甩丝盘的外部，所述高压电源的正极与所述甩丝盘的底面电连接，所述高压电源的负极与所述集棉罩的底面电连接；

控制器，所述控制器分别与所述驱动组件和所述高压电源电信号连接。

2.根据权利要求1所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述甩丝盘的内部具有与所述原料进口连通的空腔，且所述甩丝盘的侧面沿其圆周方向均匀分布有多个与所述空腔连通的细孔喷嘴。

3.根据权利要求1所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述原料为前驱体溶胶，所述前驱体溶胶的粘度为3000-4000mPa·s。

4.根据权利要求1所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述甩丝盘的外径为100-550mm。

5.根据权利要求1所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述高压电源的电压为5-20kV。

6.根据权利要求1-5任一项所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述氧化铝纤维快速生产收集装置还包括冷却组件，所述冷却组件包括：

吸热壳体，所述吸热壳体叠加设置于所述甩丝盘的顶表面，其顶部的两侧分别设置有进水口和出水口；

水循环机构，所述水循环机构具有进水端和出水端，所述水循环机构的进水端与出水端和所述吸热壳体的进水口与出水口之间形成循环回路；

进水泵，所述进水泵的出水口可与所述水循环机构的进水端连通；

抽水泵，所述抽水泵的进水口可与所述水循环机构的出水端连通；

所述进水泵可通过所述水循环机构向所述吸热壳体内部注入冷却液；

所述抽水泵可通过水循环机构将所述吸热壳体内部的冷却液抽出。

7.根据权利要求6所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述水循环机构包括：

旋转块，所述旋转块设置于所述空心转轴的顶部、且与其连通，所述旋转块上设置有进水通道和出水通道，所述进水泵的出水口可与所述进水通道的进水口连通，所述抽水泵的进水口可与所述出水通道的出水口连通；

进水管，所述进水管的一端与所述进水通道的出水口连通，其另一端与所述吸热壳体的进水口连通；

出水管，所述出水管的一端与所述出水通道的进水口连通，其另一端与所述吸热壳体的出水口连通；

所述进水管与所述进水通道形成所述水循环机构的进水端，所述出水管与所述出水通道形成所述水循环机构的出水端。

8.根据权利要求6所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述冷却组件还包括设置于所述吸热壳体与所述甩丝盘之间的导热绝缘垫片。

9.根据权利要求8所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述导热绝缘垫片内还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电连接。

10.根据权利要求6所述的氧化铝纤维快速生产收集装置，其特征在于：所述进水泵的流量大于所述抽水泵的流量。

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