[发明专利]一种用于碳纤维原丝生产的M型溶剂牵伸装置

说明书

本发明公开了一种用于碳纤维原丝生产的M型溶剂牵伸装置，属于碳纤维加工设备技术领域。该装置包括密封溶剂槽，与密封溶剂槽连通的多组牵伸箱。所述牵伸箱内包括上下交错排列的握持辊，喷淋溶剂的喷淋管；牵伸箱内部除引入和引出的握持辊以外的握持辊的包角大于200度。上层握持辊的轴线距牵伸箱底部的距离小于3倍握持辊直径。沿纤维丝束的运动方向，牵伸箱内握持辊的转速逐渐增加，溶剂槽底部设有加热管。该牵伸机降低了纤维原丝脱离溶剂体系的高度，并采用溶剂进行喷淋，缩短了纤维丝束脱离溶剂体系的时间，能够拉伸过程中能够有效减少丝束中溶剂孔道的封闭几率，有利于溶剂的排出，减少甚至不会产生皮芯结构，有效提高碳纤维的性能。

技术领域

本发明涉及一种用于碳纤维原丝生产的M型溶剂牵伸装置，属于碳纤维加工设备技术领域。

背景技术

碳纤维是碳含量在90％以上的无机高分子纤维，除了具有一般碳素材料的耐高温、耐摩擦、耐腐蚀及导电导热等特性以外，还具有柔软可加工性、质量轻、比强度大等特性，从而被广泛应用到军事、纺织、体育器材、化工、医疗器械及机械加工等诸多领域。

皮芯结构是碳纤维纺丝生产过程中经常出现的问题，皮芯结构的出现严重影响了碳纤维结构和性能的径向均一化，从而导致碳纤维拉伸强度等性能指标大幅降低。在碳纤维的牵伸过程是影响皮芯结构产生的重要环节。在现有牵伸过程前或牵伸过程中，纤维原丝需要上油或利用其他溶剂浸润。溶剂会渗入到纤维原丝中，拉伸过程如果脱离溶剂时间过长，会使溶剂流出的孔道封闭，从而使纤维原丝中残留有溶剂，从而在后序的碳化过程中形成皮芯结构。现有的碳纤维加工装置中往往忽略牵伸过程对碳纤维皮芯结构产生的影响。缺少一种能够降低皮芯结构产生的牵伸设备。

发明内容

为解决现有牵伸机在拉伸过程中纤维丝束脱离原液时间长、容易造成皮芯、拉伸握持力小、拉伸效率低等技术问题，本发明提供了一种用于碳纤维原丝生产的M型溶剂牵伸装置，所采取的技术方案如下：

一种用于碳纤维原丝生产的M型溶剂牵伸装置，该牵伸机包括密封溶剂槽2，与密封溶剂槽2连通的多组牵伸箱1；

所述牵伸箱1内包括上下交错排列的握持辊11，喷淋溶剂的喷淋管12；

牵伸箱1内部除引入和引出的握持辊11以外的握持辊11的包角大于200度；

上层握持辊11的轴线距牵伸箱1底部的距离小于3倍握持辊11直径；

沿纤维丝束7的运动方向，牵伸箱1内握持辊11的转速逐渐增加；

溶剂槽2底部设有加热管21。

优选地，每个牵伸箱1内的握持辊11的直径相等。

更优选地，所有握持辊11的直径都相等。

优选地，所述牵伸箱1为3～5组，每组牵伸箱1内设有至少五个握持辊11。

更优选地，每组牵伸箱1内设有5个握持辊11，中间三个握持辊11的包角为270度，两侧握持辊11的包角大于120度。

更优选地，上层握持辊11的轴线距牵伸箱1底部的距离为1.8倍握持辊11的直径。

更优选地，所述每组牵伸箱1内至少有一个握持辊11为动力辊；所述动力辊的动力轴与位于牵伸箱1外侧的齿轮箱4连接，齿轮箱4与动力装置5连接，动力装置5与控制装置6连接。

更优选地，所述牵伸箱1内至少设有上下两个传感器14。

更优选地，所述传感器14与控制装置6连锁。

优选地，所述溶剂槽2在纤维丝束7引入端设有溶剂出口，在纤维丝束7引出端设有溶剂入口；在溶剂槽2底部设有加热管21；在相邻的牵伸箱1之间设有密封盖22。