[发明专利]设备的密封控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及密封领域，更具体地，涉及一种设备的密封控制方法。

背景技术

碳纤维具有高强、高模、耐高温的特性，是公认的三大高性能纤维之一，目前其作为增强材料应用于航空航天、风力发电、体育器材等多个行业。由于碳纤维直接关系到航空航天技术的发展，因此其生产技术及设备高度保密，一直受日本及西方国家垄断，我国只能小批量生产低端产品，并且产品性能极不均匀。

目前，主流的碳纤维生产工艺是以日本东丽公司为代表的聚丙烯腈(PAN)工艺路线，其高端产品T800、T1000的力学性能优异，而我国生产的产品很难达到相应的性能指标。通过大量研究，国内大部分相关研究人员已经认同PAN原丝的性能会直接影响碳纤维的性能，而蒸汽牵伸是生产优质PAN原丝的关键环节之一。通过蒸汽牵伸，在降低PAN原丝的纤度、提高纤维取向度和强度的基础上，可以大幅提高PAN分子链段排列的规整度，使其原丝更加均匀，有利于提高最终碳纤维的力学性能指标。

在PAN原丝的蒸汽牵伸环节中，关键是如何实现牵伸工艺，因此其牵伸设备(即蒸汽牵伸热箱)则显得尤为重要。由于水蒸汽的热焓远远高于其它常规气体(如CO₂、N₂、空气等)的热焓，且其在转变为液态水时会释放出大量的潜热，因此，水蒸汽是一种非常理想的加热介质。不过，由于常压(即1个大气压)下水蒸汽的温度仅为100℃，而PAN原丝的牵伸温度则需要在100℃以上，因此，现有技术中的蒸汽牵伸热箱无法满足其牵伸工艺。进一步，水蒸汽的温度与其压力有关，如果想要得到更高温度的水蒸汽，必须升高其压力。因此，对于用于PAN原丝的蒸汽牵伸热箱来说，其内部压力均要求高于1个大气压，有相关文献报道表明，最高压力需达到5个大气压。

由于蒸汽牵伸热箱内部必须保证蒸汽压力以维持牵伸所需温度，同时必须设计出纤维由外部进入其内部牵伸后再出来的运行通道(即牵伸丝道)，而且还必须要求水蒸气在泄压过程中流速稳定，不能对牵伸纤维产生扰动，因此，蒸汽牵伸热箱的设计难度非常大，其内部结构严格属于技术秘密，相关报道也非常少，而且拥有该设备的企业也不会出卖该设备。正因为如此，国内相关企业将研究重点转移到该蒸汽牵伸热箱的研究开发方面，近几年国内相关报道也逐渐增多。

碳纤维在工艺上要求蒸汽牵伸热箱内部牵伸区域的蒸汽压力达到4个大气压以上，在这种情况下，会造成蒸汽牵伸热箱内外具有较大的压力差。为了保证牵伸段的蒸汽压力，减小蒸汽耗用量，因此，在牵伸段的两端均设计了较长的泄压段，使得设备总长度超过5m，而丝道高度仅5mm，宽度为50mm。为了实现平稳泄压，蒸汽牵伸热箱的内部结构非常复杂，对加工精度要求很高，因此，现有技术中的蒸汽牵伸热箱多采用上下对称两部分，待加工完成后将这两部分利用螺栓紧固成一完整的蒸汽牵伸热箱，上下两部分之间通过螺栓紧固的方式进行密封。

现有技术中的蒸汽牵伸热箱由于使用螺栓紧固的方式密封，且仅使用一道密封元件，比如法兰密封结构，因此，现有技术中的蒸汽牵伸热箱没有考虑经常拆卸的问题，仅仅是在密封元件老化时根据需要进行更换和拆卸，因此在需要经常拆卸或开启的场合很不方便，而且在拆卸后通常需更换密封元件；进一步，由于仅使用一道密封元件，因此，一旦发生意外造成密封不严，则被密封的物质将会直接发生泄漏，从而对外界产生影响，甚至造成安全事故。

此外，这种通过螺栓紧固的密封方式，虽然可满足工艺要求，但是该结构为非开启式的，这种非开启式的结构将会产生两个问题：一是纤维穿过既长且狭小的牵伸丝道(在行业中俗称生头)的难度将非常之大；二是在牵伸过程中一旦出现断丝(在行业中俗称断头)，将会发生丝束堵塞牵伸丝道的现象，此时，只能通过拆除所有螺栓的方式将上下两部分打开以进行清理，操作起来非常不方便，也势必会严重影响正常生产。

发明内容

本发明旨在提供一种设备的密封控制方法，以解决具有需要打开或闭合的密封面的设备的密封问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种设备的密封控制方法，包括：检测设备的可分离或结合的第一待密封部和第二待密封部的接触面处的第一密封元件和第二密封元件之间的区域内的压力；当区域内的压力变大时，增大第一待密封部与第二待密封部的接触面之间的接触压力，以增强第一密封元件和第二密封元件的密封。

进一步地，当区域内的压力超过第一设定值后，才增大接触压力。

进一步地，当区域内的压力超过第二设定值后，发出报警信号。