一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置的制作方法

1.本实用新型涉及高分子化纤行业处理装置领域，具体为一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置。


背景技术：

2.在聚丙烯腈碳纤维原丝生产过程中，蒸汽牵伸工段对原丝的取向度、均质性起着重要作用。目前，生产的碳纤维原丝的纤度的不匀率，极大的限制了碳丝的均一性，对后续复合材料的使用起到了很大的制约性。为此提高蒸牵过程中，牵伸的一致性很重要。


技术实现要素：

3.本实用新型的技术目的是提供一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置。该装置实现了受热均一性，提高了牵伸的一致性，明显降低了蒸牵后丝束的纤度cv值，能够直接应用于工业化生产。
4.一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置，包括：聚丙烯腈碳纤维原丝的丝道上依次设置加热器、迷宫式密封腔、蒸牵机；迷宫式密封腔与蒸牵机相连，加热器与预热器和循环风机相连，迷宫式密封腔的中间位置设置二级预热管，二级预热管上部设置二级预热进气管，二级预热管底部设置冷凝排水管，冷凝排水管与预热器相连。
5.本实用新型与现有技术相比具有显著优点：
6.1、本实用新型的装置借助了蒸汽冷凝水温度、压缩空气循环及蒸牵出口气流的冲击作用，即节约了能源，又保证了丝束在预热过程中，不出现冷凝水导致的冷点。
7.2、本实用新型适用于聚丙烯腈碳纤维原丝湿法及干喷湿法生产，可以向其他纤维生产过程中进行借鉴。
8.3、本实用新型的装置在聚丙烯腈碳纤维纺丝生产领域具有较强的适普性和领先性，可以在生产中进行推广使用。
附图说明
9.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
10.图1是本实用新型的示意图。
11.图中，a：加热器；b：循环风机；c：预热器；d迷宫式密封腔；e：二级预热管；f：冷凝排水管；g：蒸牵机；h：二级预热进气管。
具体实施方式
12.下面结合实施例，对本实用新型做进一步解释。
13.本实用新型的装置在聚丙烯腈碳纤维原丝湿法及干喷湿法生产中均适用。
14.该装置包括：
15.聚丙烯腈碳纤维原丝的丝道上依次设置加热器a、迷宫式密封腔d、蒸牵机g；迷宫
式密封腔d与蒸牵机g相连，加热器a与预热器c和循环风机b相连，迷宫式密封腔d的中间位置设置二级预热管e，二级预热管e上部设置二级预热进气管h，二级预热管e底部设置冷凝排水管f，冷凝排水管f与预热器c相连。
16.加热器a中通入的是30-60℃压缩空气对原丝进行第一次预热。
17.加热器a中的压缩空气预热使用0.1-0.6mpa的压缩空气进行。丝束在加热器停留时间为1-10s。
18.压缩空气的加热介质为后段二级预热管e中排出的低压蒸汽和冷凝水混合物。二级预热进气管h两侧设有孔通道用于低压蒸汽从两侧孔通道进入。低压蒸汽从两侧孔通道进入，避免直接对丝束的冲击。而通过蒸牵机进口气流的冲击，起到了对二级预热管内冷凝水的排除冲击作用。
19.二级预热管e的进口及与蒸牵机连接段均由迷宫式密封腔组成。
20.二级预热管e中进行第二次预热的低压蒸汽的气压为0.05-0.3mpa。
21.二级预热管e中进行二次预热的温度100-145℃后，进入蒸牵机。
22.该装置工作过程如下：
23.原丝在加热器a经30-60℃压缩空气进行预热，使得到一次预热。其中的压缩空气的加热介质为后段二次加热及蒸牵机出口气体所排废气，压缩空气采用循环使用。
24.丝束再经过二级预热管e中的0.05-0.3mpa的低压蒸汽及蒸牵机g进口蒸汽共同作用进行第二次预热，使在受热至100-145℃的条件下进入蒸汽牵伸机g，从而实现蒸牵的均一性。
25.实施例1
26.本实用新型使用时，将0.3mpa压缩空气加热至60℃，开始第一次预热。二级预热管内采用0.1mpa的低压蒸汽，丝束出二级预热管时被二次加热至110℃。后进入蒸牵机内进行牵伸，所得丝束纤度cv值≤0.3％。
27.实施例2
28.本实用新型使用时，将0.5mpa压缩空气加热至40℃，开始第一次预热。二级预热管内采用0.3mpa的低压蒸汽，丝束出二级预热管时被二次加热至130℃。后进入蒸牵机内进行牵伸，所得丝束纤度cv值≤0.2％。
29.实施例3
30.本实用新型使用时，将0.4mpa压缩空气加热至60℃，开始第一次预热。二级预热管内采用0.22mpa的低压蒸汽，丝束出二级预热管时被二次加热至124℃。后进入蒸牵机内进行牵伸，所得丝束纤度cv值≤0.2％。


技术特征：
1.一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置，其特征在于：聚丙烯腈碳纤维原丝的丝道上依次设置加热器、迷宫式密封腔、蒸牵机；迷宫式密封腔与蒸牵机相连，加热器与预热器和循环风机相连，迷宫式密封腔的中间位置设置二级预热管，二级预热管上部设置二级预热进气管，二级预热管底部设置冷凝排水管，冷凝排水管与预热器相连。2.根据权利要求1所述的一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置，其特征在于：二级预热进气管两侧设有孔通道用于低压蒸汽从两侧孔通道进入。3.根据权利要求1所述一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置，其特征在于：二级加热管的进口及与蒸牵机连接段均由迷宫式密封腔组成。

技术总结
本实用新型涉及一种提高聚丙烯腈碳纤维原丝蒸汽牵伸均一性的装置，属于高分子材料处理装置领域。该装置包括聚丙烯腈碳纤维原丝的丝道上依次设置加热器、迷宫式密封腔、蒸牵机；迷宫式密封腔与蒸牵机相连，加热器与预热器和循环风机相连，迷宫式密封腔的中间位置设置二级预热管，二级预热管上部设置二级预热进气管，二级预热管底部设置冷凝排水管，冷凝排水管与预热器相连该装置将原丝经30-60℃压缩空气进行纵向吹扫加热，使得到一次预热，再经过0.05-0.3MPa的低压蒸汽及蒸牵机出口蒸汽二次预热，使在受热均匀的条件下进入蒸汽牵伸机，从而实现蒸牵的均一性。从而实现蒸牵的均一性。从而实现蒸牵的均一性。


技术研发人员：刘芳 刘栋 连峰 张家好 郑有全
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维西宁有限公司
技术研发日：2021.09.11
技术公布日：2022/3/8