[发明专利]用于引导丝束穿过氧化炉的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过导丝辊使至少一根丝束多次穿过氧化炉的装置，其中，经由至少一个交错地布置的导丝辊使所述至少一根丝束转向。

背景技术

在生产碳纤维时，事先纺成的聚丙烯腈纤维合并成丝束，在这些丝束能够在超过1000℃的温度下被碳化之前，它们必须在第二流程步骤中首先被稳定和被氧化。必须非常小心地进行这种处理，因为这是对纤维的放热的转换过程。这种转换通过以热空气形式的输热被触发，其中，这些热空气同时被用于导走反应热量。当然后产生的放热热量不再能够被导走时，过快的输热可能导致过度反应。这可能最终导致发生伴随着自燃的不再可控的链式反应，在这个过程中可能形成有毒蒸汽并且纤维变得不可用。因此，这种转换需要大约60到90分钟的时期，其中，在这段时间内丝束以符合目的的方式连续地以定义的张紧力被引导穿过这个或这些炉子。在这个过程中必须避免纤维堆积，如多个丝束交叉、打结或成束，因为这会让受控的热量排放更加困难。

按照生产速度，形成巨大的加工长度，利用一条唯一的直的炉通道不再能够经济地提供这样的加工长度。因此，炉子在生产设备中具有多个通口，借此能够引导丝束线相互平行地并且蜿蜒地穿过相应的炉子。转向辊设置在外面，因为一方面耐温的支承系统很昂贵，另一方面在可能因为断丝而形成卷绕的情况下，设备操作员必须能够简单地进入。

这些转向辊能够自由地旋转并且被丝束推动。这些丝束又被牵引机构向炉子牵拉，其中，牵引机构在炉子前方用作制动站，用于形成对于该流程必要的纤维张紧力。在加热丝束时，通常发生严重的收缩，这种收缩在没有平衡张紧力的情况下可能导致张紧力提升和纤维断裂。因此，在大部分情况下在跟在后面的牵拉机构前面设有张紧力测量辊，这些测量辊产生用于调节牵引机构速度的信号。经由可自由旋转的转向辊完成在多次穿过炉子期间的张紧力传递或平衡。

通常在生产设备中利用几百个丝束和4-10米/分钟的生产速度工作。从中得出类似于两层住房的、建筑高度直至10米的炉子大小。然而，如果为了发展的目的仅生产一个唯一的或少量的丝束，那么必须明显降低生产速度，使得加工长度从而最终形成的炉子大小仍然适应研究机构或研发中心的典型空间大小。但是，像在生产设备中那样的蜿蜒的穿引部可能总是通入一个确实很大的并且相应地高成本的氧化炉中。

由纤维制造中公知许多导丝辊对，利用它们引导丝束多次地越过两个轻微交错地布置的导丝辊。这例如在Bela von Falkai由化学出版社于1981年出版的书“聚合纤维”中第119页的图49中所示的那样。在导丝辊交错时，一条丝分别尝试着分别垂直地延伸到相对置的导丝辊上，由此形成一定的错位。因此可以经由相对的角度位置调定错位。对于多个丝束来说也可以同时如此。

多倍缠绕导致摩擦力提升或导致滑转减少。如果现在在两个交错的辊子之间设置足够大的间距，就可以在中间设立一个氧化炉，并且这些丝可以多次地在去程和返程上穿过过炉子。然而在单个的导丝辊中，没有解决纤维收缩的补偿问题，因为这些丝通过附着摩擦固定保持在两个辊上，并且在单次的穿过之间没有进行张紧力平衡。由此可能导致纤维高度收缩的区域内发生纤维断裂。

发明内容

本发明的任务是，使得一种用于使丝束多次穿过过氧化炉的同时平衡张紧力的装置成为可能。

本发明通过一种按照权利要求1所述的教导使所提出的任务得以解决；本发明的其他有利的构造特征通过从属权利要求得以表征。

根据按照权利要求1所述的技术教导，所述装置为了使至少一根丝束多次地穿过过氧化炉包含导丝辊，其中，所述至少一根丝束经由至少一个交错地布置的导丝辊被转向。通过让导丝辊包括一个轴，在该轴上能安插至少两个单辊，其中，每个单辊都可旋转地设置在轴上，使得能够多次地穿过氧化炉，其中，同时实现丝束的张紧力平衡。

按照本发明能够实现的是，在氧化炉的两侧上设置有交错布置的导丝辊，或者仅布置在一侧上。通过让丝束不再通过摩擦围绕着导丝辊被引导，而是通过可旋转地布置的单辊被引导，使得丝束中的张紧力减小。按照现有技术，丝束经由一个共同的可旋转的导丝辊被转向，由此使得一部分丝束借助摩擦在导丝辊上滑动，因为丝束具有不同的滞后和张紧力。根据本发明可以通过以下方式减少张紧力，方式为：使丝束在导丝辊上每次转向时通过单独的单辊被引导和被转向。

每个单辊优选地可以具有未示出的、用于最小化摩擦阻力的球轴承或滑动轴承。

在优选的实施方式中，每个单辊至少在端侧的区域内具有一凸肩。借此确保了丝束在单辊上的引导。