[发明专利]预氧丝废丝收集装置

说明书

本发明提供一种预氧丝废丝收集装置，包括：废丝收集桶，用于存储收集的预氧丝废丝；桶架，用于安放废丝收集桶；吸丝装置，安装在桶架上，用于从丝束出口或丝束入口吸出对应层炉腔内断裂的预氧丝废丝并送入废丝收集桶内；升降机，用于驱动设置在其上的桶架沿竖直方向上下移动以带动吸丝装置和废丝收集桶移动；第一导轨组，安装在氧化炉的安装横梁上；垂直设置的第二导轨组，能够沿第一导轨组的延伸方向移动；升降机活动吊装在第二导轨组上，能够沿第二导轨组的延伸方向移动。该预氧丝废丝收集装置克服了现有技术中不易收集养化炉内断裂的预氧丝废丝的问题，避免因炉腔内的预氧丝废丝断裂造成的未断裂预氧丝粘连、缠绕或预氧丝废丝着火的发生。

技术领域

本发明涉及碳纤维丝束生产技术领域，具体地涉及一种预氧丝废丝收集装置。

背景技术

碳纤维具有高比强度、高比模量等一系列优异性能，应用于航空航天、国防武器、建筑补强、风力发电、电磁屏蔽、石油开采等先进工业领域。

碳纤维在制备过程中，主要的生产工序是氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆、干燥、卷绕收丝。在氧化工序中，聚丙烯腈基原丝的线型分子链转化为具有耐热梯型结构的预氧丝；之后预氧丝在氮气气氛的低温碳化炉和高温碳化炉中，转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。

聚丙烯腈基原丝在氧化的热环境中要发生物理收缩，构象增多，使其处于热力学稳定状态。聚丙烯腈基原丝在氧化过程中主要发生环化、氧化和脱氢反应，这些反应都是放热反应，反应产生的反应热会在纤维内部造成蓄热和过热，极易引起单丝之间的热融合并，当热量过大时，丝束上蓄热过于集中极易引起着火。因此，在氧化工序段，氧化炉分成多个炉腔，在不同温度工艺条件下进行氧化反应，控制每个氧化炉炉腔释放的反应总量在合理可控的范围内，同时，每个氧化炉炉腔分成多层，每层的氧化炉的预氧丝入口和预氧丝出口均安装金属钢辊，预氧丝在每个氧化炉炉腔反应时，分成多层层数走丝运行，以控制预氧丝在氧化炉炉腔内反应时温度场和流动场的均匀性。氧化过程中，室温时，聚丙烯腈基原丝依次穿过氧化炉炉腔每层的进口金属钢辊和出口金属钢辊，氧化温度从室温缓慢升温至200～300℃，当温度未达到200～300℃，预氧丝体密度偏小，不能顺利通过低温碳化炉和高温碳化炉，只有当氧化炉各区温度升至200～300℃，使聚丙烯腈基原丝的线型大分子链转换为耐热的梯形结构，才能顺利通过低温碳化炉和高温碳化炉，进入低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆、干燥、卷绕收卷生产工序段，从而生产出高质量的碳纤维。氧化炉升温过程中，在炉腔内温度未达到200～300℃时，会产生大量的预氧丝废丝，正常生产过程中，在预氧丝发生断丝、绕辊时，需要及时清理预氧丝废丝。

目前，碳纤维工业化生产时，每个氧化炉炉腔走丝层数在六层以上，氧化炉高度已超过操作人员的身高，当氧化炉上部的炉腔内发生断丝、绕辊时，操作人员难以清理、收集炉腔内的预氧丝废丝，若预氧丝发生断丝不及时处理，断丝产生的尾巴丝会在炉腔里悬垂，造成丝束之间极易发生粘连缠绕，纤维内部易造成蓄热和过热，引起预氧丝着火，而操作人员站在氧化炉旁边收集预氧丝废丝时，也会对操作人员造成烧伤，影响生命健康。

为解决上述问题，需要用专门的预氧丝废丝收集装置，用于及时收集氧化炉内的预氧丝废丝，保护操作人员不受伤害。

发明内容

本发明实施方式的目的是为了克服现有技术中不易收集氧化炉内断裂的预氧丝废丝的问题。