本發明涉及一種用于碳纖維原絲生產的M型溶劑牽伸裝置，屬于碳纖維加工設備技術領域。

背景技術：

碳纖維是碳含量在90％以上的無機高分子纖維，除了具有一般碳素材料的耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕及導電導熱等特性以外，還具有柔軟可加工性、質量輕、比強度大等特性，從而被廣泛應用到軍事、紡織、體育器材、化工、醫療器械及機械加工等諸多領域。

皮芯結構是碳纖維紡絲生產過程中經常出現的問題，皮芯結構的出現嚴重影響了碳纖維結構和性能的徑向均一化，從而導致碳纖維拉伸強度等性能指標大幅降低。在碳纖維的牽伸過程是影響皮芯結構產生的重要環節。在現有牽伸過程前或牽伸過程中，纖維原絲需要上油或利用其他溶劑浸潤。溶劑會滲入到纖維原絲中，拉伸過程如果脫離溶劑時間過長，會使溶劑流出的孔道封閉，從而使纖維原絲中殘留有溶劑，從而在后序的碳化過程中形成皮芯結構。現有的碳纖維加工裝置中往往忽略牽伸過程對碳纖維皮芯結構產生的影響。缺少一種能夠降低皮芯結構產生的牽伸設備。

技術實現要素：

為解決現有牽伸機在拉伸過程中纖維絲束脫離原液時間長、容易造成皮芯、拉伸握持力小、拉伸效率低等技術問題，本發明提供了一種用于碳纖維原絲生產的M型溶劑牽伸裝置，所采取的技術方案如下：

一種用于碳纖維原絲生產的M型溶劑牽伸裝置，該牽伸機包括密封溶劑槽2，與密封溶劑槽2連通的多組牽伸箱1；

所述牽伸箱1內包括上下交錯排列的握持輥11，噴淋溶劑的噴淋管12；

牽伸箱1內部除引入和引出的握持輥11以外的握持輥11的包角大于200度；

上層握持輥11的軸線距牽伸箱1底部的距離小于3倍握持輥11直徑；

沿纖維絲束7的運動方向，牽伸箱1內握持輥11的轉速逐漸增加；

溶劑槽2底部設有加熱管21。

優選地，每個牽伸箱1內的握持輥11的直徑相等。

更優選地，所有握持輥11的直徑都相等。

優選地，所述牽伸箱1為3～5組，每組牽伸箱1內設有至少五個握持輥11。

更優選地，每組牽伸箱1內設有5個握持輥11，中間三個握持輥11的包角為270度，兩側握持輥11的包角大于120度。

更優選地，上層握持輥11的軸線距牽伸箱1底部的距離為1.8倍握持輥11的直徑。

更優選地，所述每組牽伸箱1內至少有一個握持輥11為動力輥；所述動力輥的動力軸與位于牽伸箱1外側的齒輪箱4連接，齒輪箱4與動力裝置5連接，動力裝置5與控制裝置6連接。

更優選地，所述牽伸箱1內至少設有上下兩個傳感器14。

更優選地，所述傳感器14與控制裝置6連鎖。

優選地，所述溶劑槽2在纖維絲束7引入端設有溶劑出口，在纖維絲束7引出端設有溶劑入口；在溶劑槽2底部設有加熱管21；在相鄰的牽伸箱1之間設有密封蓋22。

優選地，所述加熱管21為蒸汽加熱管或電加熱盤管；所述加熱管21設有與控制裝置6連鎖的控制閥23。

優選地，在纖維絲束7的進入和/或引出端還設有導向箱3，導向箱3內是有將纖維絲束7導入或導出牽伸箱1的導引輥。

優選地，在纖維絲束7的進入和/或引出端還設有密封裝置8。

優選地，所述牽伸箱1中設有保溫層，該保溫層可采用硅酸鋁棉保溫材料制備。

優選地，還包括與牽伸箱1通過氮氣入口26連通的氮氣管25和氮氣檢測器27。

相比于現有技術，本發明獲得的有益效果是：

本發明所提供的M型溶劑牽伸機，降低了纖維原絲脫離溶劑體系的高度，并采用溶劑進行噴淋，縮短了纖維絲束脫離溶劑體系的時間，能夠拉伸過程中能夠有效減少絲束中溶劑孔道的封閉幾率，有利于溶劑的排出，減少甚至不會產生皮芯結構，有效的提高了碳纖維的性能。

本發明所提供的溶劑牽伸機，采用多組不同轉速的M型大包角握持輥組，能夠有效增大纖維絲束與握持輥的接觸面積，防止纖維絲束打滑，降低毛絲出現的幾率。

本發明所提供的溶劑牽伸機，通過氮氣管輸入保護氣，能夠有效防止在牽伸過程中絲束的氧化。

附圖說明

圖1為本發明一種優選方案中M型溶劑牽伸機的結構示意圖。

圖2為本發明一種優選方案中M型溶劑牽伸機的側視結構示意圖。

圖3為本發明一種優選方案中牽伸箱正視結構示意圖。

圖4為本發明另一種優選方案中M型溶劑牽伸機的結構示意圖。

圖中：1，牽伸箱；2，溶劑槽；3，導向箱；4，齒輪箱；5，動力裝置；6，控制裝置；7，纖維絲束；8，密封裝置；11，握持輥；12，噴淋管；13，箱門；14，傳感器；21，加熱管；22，密封蓋；23，控制閥；24，溶劑入口；25，氮氣管；26，氮氣入口；27，氮氣檢測器；121，主管；122，噴淋霧化裝置。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明，但以下詳細說明不視為對本發明的限定。

具體實施方式一

圖1為本發明一種優選方案中M型溶劑牽伸機的結構示意圖，其中虛線為溶劑液位，箭頭A為纖維絲束7的運動方向，箭頭B為溶劑的流動方向。圖2為M型溶劑牽伸機的側視結構示意圖。從圖1和圖2可知，該牽伸機是由密封溶劑槽2，牽伸箱1，導向箱3、齒輪箱4、動力裝置5、控制裝置6以及密封裝置8組成。

其中，牽伸箱1為3個，每個牽伸箱1內設有5個呈M型設置的握持輥11。其中，中間三個握持輥11的包角為270度，兩側的握持輥11的包角為130度。所有握持輥11的直徑相同。上層握持輥11軸線到牽伸箱1底部的距離為握持輥11直徑的1.8倍。在上層握持輥11的頂部設有噴淋管12，可向包在握持輥11上的纖維絲束7噴淋溶劑。噴淋管12有一個與裝有溶劑的容器連通的主管121以及沿主管121軸向分布的噴淋霧化裝置122組成。同時，在牽伸箱1內部還設有兩個與控制裝置6連鎖的溫度壓力傳感器14，一個位于與上層握持輥11的軸線平行的位置，另一位于與下層握持輥11的軸線平行的位置，同時監測并反饋牽伸箱1內的溫度和壓力信息。在每個牽伸箱1的外側設有與箱體連通的氮氣管25，氮氣管25通過氮氣入口26，將保護氣輸入到箱體內。在設有氮氣入口26的另一端設有氮氣檢測器27，可用來檢測箱體內氮氣的濃度，以充分保證適宜的氮氣濃度，防止纖維絲束在拉伸過程中被氧化。

五個握持輥11中上層和下層中各有一個輥為主動輥，以帶動整個握持輥組的運動。主動輥的中心軸與齒輪箱4連接，齒輪箱4與動力裝置5連接，動力裝置5與控制裝置6連接。三組牽伸箱沿著纖維絲束7的運動方向，握持輥11的轉動速度逐漸加快，以實現對纖維絲束7的拉伸。

溶劑槽2的底部設有加熱管21，加熱管21的進入端設有與控制裝置6連鎖的控制閥23，以對溶劑槽2內溶劑的溫度進行反饋和控制。在纖維絲束7引入端設有溶劑出口，在引出端設有溶劑入口24，從而實現溶劑流動與纖維絲束7的逆向運動。在溶劑槽2的上部，相鄰牽伸箱1之間設有密封蓋22，以保持溶劑槽2中的壓力。

在纖維絲束7的引出端設有一個導引箱3，導引箱3內部設有一個用來導引纖維絲束7運動方向的導引輥。同時，在纖維絲束7進入溶劑槽2的一端以及導引箱3的出口處分別設有一個密封裝置8。

圖3為牽伸箱正視結構示意圖。從圖中可知，牽伸箱1的正面有兩個箱門13，以便于裝置的維修。在箱門13關閉時，箱門13連接處密封。整個牽伸箱1包括箱門13均設有保溫層，以防止牽伸箱1內部熱量外泄。

具體實施方式二

圖4為本發明另一種優選方案中M型溶劑牽伸機的結構示意圖。本實施方式與實施方式一不同之處在于：在裝置的兩端沒有設置密封裝置8。同時，每個牽伸箱1中只有一個牽伸輥11為主動輥。

雖然本發明已以較佳的實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以做各種改動和修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。