本發(fā)明涉及一種用于纖維制備的蒸汽牽伸裝置，屬于碳纖維原絲牽伸設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

碳纖維是以聚丙烯腈(PAN)纖維、粘膠纖維或?yàn)r青纖維為原絲，通過(guò)加熱除去碳以外的其它一切元素制成的一種高強(qiáng)度、高模量纖維。它具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、耐疲勞等性能，是制備高性能復(fù)合增強(qiáng)材料中的優(yōu)良結(jié)構(gòu)材料，因此被廣泛應(yīng)用于紡織、化工、機(jī)械、航空、建筑、體育用品等領(lǐng)域。

碳纖維的品質(zhì)在很大程度上取決于原絲，牽伸是碳纖維原絲制備中一道重要工藝，而現(xiàn)有牽伸機(jī)僅能達(dá)到較小的牽伸倍數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有牽伸設(shè)備牽伸倍數(shù)小的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于纖維制備的蒸汽牽伸裝置，采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于纖維制備的蒸汽牽伸裝置，該裝置包括密封箱1，n個(gè)加熱輥組2，n≥1，加熱裝置3，蒸汽霧化裝置4，齒輪箱5，其中：所述密封箱1與加熱輥21平行的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上分別設(shè)有絲束進(jìn)口11和絲束出口12；加熱輥組2，加熱裝置3和蒸汽霧化裝置4位于密封箱1內(nèi)部；每個(gè)加熱輥組2由4個(gè)互相平行的、且呈菱形排列的加熱輥21構(gòu)成；1個(gè)加熱輥組2分別與1個(gè)設(shè)置在密封箱1外部的齒輪箱5相連；所述加熱輥21垂直于密封箱1的一組相對(duì)的內(nèi)壁。

優(yōu)選地，與每個(gè)加熱輥組2相連的每個(gè)齒輪箱5的轉(zhuǎn)速不同。

優(yōu)選地，靠近絲束進(jìn)口11的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速大于靠近絲束出口12的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，位于密封箱1中部的兩個(gè)加熱輥21與靠近密封箱1頂部或底部的加熱輥21的中心連線(xiàn)構(gòu)成銳角α。

優(yōu)選地，所述銳角α為30°-50°。

更優(yōu)選地，所述銳角α為40°-50°

優(yōu)選地，包括2個(gè)加熱輥組2，靠近絲束進(jìn)口11的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速大于靠近絲束出口12的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速。

所述絲束進(jìn)口11和絲束出口12處通過(guò)氣封鎖6進(jìn)行密封。

優(yōu)選地，所述密封箱1內(nèi)設(shè)有多個(gè)溫度傳感器7，所述溫度傳感器7傳輸數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

優(yōu)選地，所述密封箱1設(shè)有保溫層。

加熱輥21為導(dǎo)熱油加熱輥、電加熱輥、電磁加熱輥或蒸汽加熱輥。

本發(fā)明中加熱裝置3是指所有可以實(shí)現(xiàn)加熱的裝置,如加熱管,可以是電加熱管,也可以是蒸汽加熱管等,只要是能夠?qū)崿F(xiàn)加熱的裝置均可以。

蒸汽霧化裝置是將水加熱成蒸汽后進(jìn)行分散，將蒸汽均勻的分散到密封箱內(nèi)。

本發(fā)明裝置的特點(diǎn)：

1)本發(fā)明通過(guò)將加熱輥設(shè)置成呈菱形排列，使絲束與輥?zhàn)又g形成大包角，可以提高絲束的牽伸倍數(shù)；通過(guò)設(shè)置加熱輥21的位置，將位于密封箱1中部的兩個(gè)加熱輥21與靠近密封箱1頂部或底部的加熱輥21的中心連線(xiàn)構(gòu)成銳角，可以使得絲束與輥?zhàn)又g形成更大的包角，可以進(jìn)一步提高絲束的牽伸倍數(shù)；

2)每1組加熱輥組2與1個(gè)齒輪箱相連接，齒輪箱輸出動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)加熱輥組2之間具有不同的轉(zhuǎn)速，通過(guò)齒輪箱帶動(dòng)每個(gè)加熱輥組2以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，獲得更高的牽伸倍數(shù)；

3)密封罐內(nèi)部設(shè)有蒸汽霧化裝置，可以進(jìn)行蒸汽牽伸，使絲束在行走過(guò)程中獲得較大的牽伸倍數(shù)，同時(shí)可以使密封罐內(nèi)維持在一定的濕度，并且整體濕度分布均勻，進(jìn)而使絲束行走在箱體中時(shí)受熱均勻，進(jìn)而提高了絲束的整體性能；

4)通過(guò)設(shè)置保溫層以達(dá)到保溫的目的；

5)設(shè)置加熱裝置使密封箱內(nèi)部達(dá)到恒溫，箱體整體溫度分布均勻，絲束行走在箱體中時(shí)受熱均勻，進(jìn)而提高了絲束的整體性能；

6)設(shè)置溫度傳感器可以監(jiān)控箱內(nèi)溫度，對(duì)箱內(nèi)溫度可以隨時(shí)調(diào)整。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明采用了不同轉(zhuǎn)速的加熱輥組，使絲束的行走過(guò)程中獲得較大的牽伸倍數(shù)；安裝蒸汽噴淋管，在絲束的行走過(guò)程中通過(guò)調(diào)整噴淋量大小，可以進(jìn)行蒸汽牽伸，使絲束在行走過(guò)程中獲得較大的牽伸倍數(shù)；通過(guò)設(shè)置加熱裝置使密封箱內(nèi)部達(dá)到恒溫，箱體整體溫度分布均勻，絲束行走在箱體中時(shí)受熱均勻，進(jìn)而提高了絲束的整體性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1，密封箱；11，絲束進(jìn)口；12，絲束出口；2，加熱輥組；21，加熱輥；3，加熱裝置；4，蒸汽霧化裝置；5，齒輪箱；6，氣封鎖；7，溫度傳感器；A，絲束；B，電機(jī)；C，計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”和“豎著”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接連接，亦可以是通過(guò)中間媒介間接連接，可以是兩個(gè)部件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”、“多組”、“多根”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

以下實(shí)施方式中所用材料、儀器和方法，未經(jīng)特殊說(shuō)明，均為本領(lǐng)域常規(guī)材料、儀器和方法，均可通過(guò)商業(yè)渠道獲得。

如圖1-2所示，一種用于纖維制備的蒸汽牽伸裝置，該裝置包括密封箱1，n個(gè)加熱輥組2，n≥1，加熱裝置3，蒸汽霧化裝置4，齒輪箱5，其中：密封箱1與加熱輥21平行的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上分別設(shè)有絲束進(jìn)口11和絲束出口12；加熱輥組2，加熱裝置3和蒸汽霧化裝置4位于密封箱1內(nèi)部，加熱輥2位于加熱裝置3上方；每個(gè)加熱輥組2由4個(gè)互相平行的、且呈菱形排列的加熱輥21構(gòu)成；1個(gè)加熱輥組2分別與1個(gè)設(shè)置在密封箱1外部的齒輪箱5相連；所述加熱輥21垂直于密封箱1的一組相對(duì)的內(nèi)壁；。

與每個(gè)加熱輥組2相連的每個(gè)齒輪箱5的轉(zhuǎn)速不同。靠近絲束進(jìn)口11的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速大于靠近絲束出口12的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速。

位于密封箱1中部的兩個(gè)加熱輥21與靠近密封箱1頂部或底部的加熱輥21的中心連線(xiàn)構(gòu)成銳角α。所述銳角α優(yōu)選為30°-50°；更優(yōu)選為40°-50°。

本實(shí)施例蒸汽牽伸設(shè)備包括2個(gè)加熱輥組2，靠近絲束進(jìn)口11的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速大于靠近絲束出口12的齒輪箱5的轉(zhuǎn)速。

絲束進(jìn)口11和絲束出口12處通過(guò)氣封鎖6進(jìn)行密封。

密封箱1內(nèi)設(shè)有多個(gè)溫度傳感器7，所述溫度傳感器7傳輸數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

密封箱1設(shè)有保溫層。

加熱輥21為導(dǎo)熱油加熱輥、電加熱輥、電磁加熱輥或蒸汽加熱輥。

加熱裝置3是指所有可以實(shí)現(xiàn)加熱的裝置,如加熱管,可以是電加熱管,也可以是蒸汽加熱管等,只要是能夠?qū)崿F(xiàn)加熱的裝置均可以。

加熱輥21為導(dǎo)熱油加熱輥、電加熱輥、電磁加熱輥或蒸汽加熱輥。

齒輪箱5由電機(jī)B提供動(dòng)力；電機(jī)B由計(jì)算機(jī)C控制。

設(shè)置不同角度菱形進(jìn)行牽伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1設(shè)置不同角度菱形牽伸效果的比對(duì)

由上表可知，本發(fā)明相比于現(xiàn)有方法可以獲得較大的牽伸倍數(shù)，并且絲束無(wú)毛絲，性能好。

本發(fā)明裝置的特點(diǎn)：

1)本發(fā)明通過(guò)將加熱輥設(shè)置成呈菱形排列，使絲束與輥?zhàn)又g形成大包角，可以提高絲束的牽伸倍數(shù)；通過(guò)設(shè)置加熱輥21的位置，將位于密封箱1中部的兩個(gè)加熱輥21與靠近密封箱1頂部或底部的加熱輥21的中心連線(xiàn)構(gòu)成銳角，可以使得絲束與輥?zhàn)又g形成更大的包角，可以進(jìn)一步提高絲束的牽伸倍數(shù)；

2)每1組加熱輥組2與1個(gè)齒輪箱相連接，齒輪箱輸出動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)加熱輥組2之間具有不同的轉(zhuǎn)速，通過(guò)齒輪箱帶動(dòng)每個(gè)加熱輥組2以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，獲得更高的牽伸倍數(shù)；

3)密封罐內(nèi)部設(shè)有蒸汽霧化裝置，可以進(jìn)行蒸汽牽伸，使絲束在行走過(guò)程中獲得較大的牽伸倍數(shù)，同時(shí)可以使密封罐內(nèi)維持在一定的濕度，并且整體濕度分布均勻，進(jìn)而使絲束行走在箱體中時(shí)受熱均勻，進(jìn)而提高了絲束的整體性能；

4)通過(guò)設(shè)置保溫層以達(dá)到保溫的目的；

5)設(shè)置加熱裝置使密封箱內(nèi)部達(dá)到恒溫，箱體整體溫度分布均勻，絲束行走在箱體中時(shí)受熱均勻，進(jìn)而提高了絲束的整體性能；

6)設(shè)置溫度傳感器可以監(jiān)控箱內(nèi)溫度，對(duì)箱內(nèi)溫度可以隨時(shí)調(diào)整。

雖然本發(fā)明已以較佳的實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動(dòng)和修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。