[发明专利]一种碳纤维用聚丙烯腈原丝生产保压蒸汽管式牵伸装置及方法

说明书

本申请公开了一种碳纤维用聚丙烯腈原丝生产保压蒸汽管式牵伸装置和方法，装置包括蒸汽导入系统、蒸汽冷凝系统、箱体、位于箱体两侧的牵伸驱动、设置在箱体中部的牵伸腔、依次设置在牵伸腔两侧的密封腔和排气减压腔；所述牵伸腔体内设置有多组并排设置的位于中部的进气管以及位于进气管两侧的预热管和牵伸管；所述蒸汽导入系统将饱和蒸汽导入到所述进气管内；所述排气减压腔将饱和蒸汽排入蒸汽冷凝系统内；所述牵伸驱动将丝束从箱体一侧的排气减压腔牵入、依次经过密封腔、预热管、进气管、牵伸管、密封腔后从箱体另一侧的排气减压腔牵出。本申请的有益效果是实现高速连续纺丝并实现了原丝高强化、致密化、细旦化，保证了纤维的均一性。

技术领域

本公开一般涉及化学纤维制造技术领域，具体涉及高性能碳纤维行业用生产设备，尤其涉及碳纤维用聚丙烯腈原丝生产保压蒸汽管式牵伸装置及方法。

背景技术

目前，国内大多数碳纤维原丝生产厂家都采用饱和或过热蒸汽板式牵伸技术，板式牵伸箱牵伸箱的箱体由可手动或液压开启的上、下两部分箱体组成，上、下箱体的两端由密封腔组成，中间段是牵伸腔体，上下箱体之间的间隙为1.0-1.5mm,采用此项技术对纤维进行牵伸，牵伸压力低，只有0.15-0.3MPa；牵伸箱体大,所有丝束都在一个箱体之中会导致；1.原丝断丝多；2.集束性差；3.丝束长时间通过性差,丝束之间容易发生干扰；4.量损失大,发生少部分丝束断丝后无法单独引丝；5.蒸汽牵伸倍数受到很大限制,不能进行更高倍数的牵伸,最终影响原丝产品的性能均一性和纺速的提高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种原丝高强化、致密化、细旦化和可实现高倍牵伸、高速纺丝的碳纤维用聚丙烯腈原丝生产保压蒸汽管式牵伸技术。

第一方面本申请提供一种碳纤维用聚丙烯腈原丝生产保压蒸汽管式牵伸装置，包括蒸汽导入系统、蒸汽冷凝系统、箱体、位于箱体两侧的牵伸驱动、设置在箱体中部的牵伸腔、依次设置在牵伸腔两侧的密封腔和排气减压腔；所述牵伸腔腔体内设置有多组并排设置的位于中部的进气管以及位于进气管两侧的预热管和牵伸管；所述蒸汽导入系统将饱和蒸汽导入到所述进气管内；所述排气减压腔将饱和蒸汽排入蒸汽冷凝系统内；所述牵伸驱动将丝束从箱体一侧的排气减压腔牵入、依次经过密封腔、预热管、进气管、牵伸管、密封腔后从箱体另一侧的排气减压腔牵出。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述排气减压腔内对应每组进气管、预热管和牵伸管均设置有分排气减压腔。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述预热管和牵伸管为管径范围为20-50mm、长度范围为1.5-3.5mm、耐压数值范围为0.7-1.0Mpa的不锈钢内壁抛光管。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述进气管为管径范围为20-50mm、长度范围为150-300mm、耐压数值范围为0.7-1.0Mpa的不锈钢内壁抛光管。

根据本申请实施例提供的技术方案，密封腔内设置有管径范围为15-40mm、长度范围为200-500mm、耐压数值范围为0.7-1.0Mpa的不锈钢内壁抛光密封管。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述密封管内串联设置减压元件；所述减压元件之间形成迷宫式密封腔体。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述减压元件主体为中间设有通孔的环形圆柱，所述圆柱的两端面均为向圆柱的中部内凹的V型面。

第二方面，本申请还提供一种碳纤维用聚丙烯腈原丝生产保压蒸汽管式牵伸方法，该方法通过牵引驱动将各根丝束分别牵引进入各组依次设置有预热管、进气管和牵伸管的蒸汽牵伸系统内进行拉伸，所述蒸汽牵伸系统内由进气管引入有饱和蒸汽。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述预热管和牵伸管的端部分别连接有密封管，所述密封管的端部连接有可将蒸汽排入到蒸汽冷凝系统的排气减压腔。