[实用新型]复合式碳纤维原丝上油装置

说明书

本实用新型公开了一种复合式碳纤维原丝上油装置，属于碳纤维生产设备技术领域，包括若干油轮组和油槽，每个油轮组包括上下布置的上油轮和下油轮，在上油轮和下油轮的底部分别设有油盘；油槽设置在油轮的下方，油槽的进丝端和出丝端均设有导辊。碳纤维原丝丝束进入上油装置后，首先经过油轮组，从上下布置的上油轮和下油轮之间通过进行上油，通过上油轮和下油轮进行双面上油同时适当展幅，然后再进入油槽内进行浸渍上油，最后通过油槽出丝端的导辊离开该上油装置。可同时满足碳纤维原丝径向和轴向上油的均匀性和充分性。

技术领域

本实用新型涉及碳纤维生产设备技术领域，具体地说，涉及一种复合式碳纤维原丝上油装置。

背景技术

碳纤维是一种国家亟需的战略性高科技材料，其先进复合材料广泛应用于国防工业和高性能民用领域，涉及航空航天、能源、体育、交通等。

高性能的聚丙烯腈基碳纤维来源于高质量的聚丙烯腈原丝。上油是保证聚丙烯腈基碳纤维原丝生产的重要手段，通过在纤维表面均匀成膜，不仅可以降低单丝与接触物的摩擦因数，减少运行中丝束表面的物理机械损伤和纤维的断头，而且可以通过油膜的耐热性能，减缓低温氧化阶段的氧扩散和热传递速率，控制纤维端面氧分布、环化度的差异性，为后续均质的碳化提供了可能。

目前，在聚丙烯腈基碳纤维原丝生产工艺中应用的上油方式主要有喷淋式、油嘴式、浸渍式和油轮式上油。

喷淋式上油是纤维丝束经过喷头，喷头上设有若干个油孔，油剂通过油泵经油管输送至喷头处对纤维进行上油喷淋，未吸附至丝束上的油剂流回油槽中循环利用。专利CN110079949A公开了一种喷淋式碳纤维原丝上油方法，其优点是在上油过程中可以对给油量进行控制，并且节省油剂用量。但采用喷油方式时，易出现丝束上油不均匀，同时纤维丝束上的细毛丝在喷油时受力会发生脱落，跟随油剂回流进入油槽后，再次从喷头孔喷出时容易堵塞喷油孔，影响纤维上油效果。

油嘴式上油是指油嘴内设有若干个油孔，油剂通过油泵经油管输送至油嘴，当纤维丝束经过油嘴时进行表面上油。油嘴式上油的缺点是纤维丝束经过油嘴时有集束趋向，影响上油的均匀性；而且油嘴是固定的，纤维丝束与其摩擦易产生毛丝。

浸渍式上油是通过导轮引导纤维丝束进入油槽并完全浸渍在油剂中进行上油。专利CN102634944A在碳纤维生产中采用油槽浸渍方法对纤维上油，该方法的优点是纤维上油充分。

油轮式上油是碳纤维丝束通过一个或两个油轮进行接触式上油。专利CN201753375U公开了一种油轮式碳纤维原丝上油装置，利用油轮式上油可以使丝束幅宽适当展开来提高纤维径向上油均匀性，但纤维与油轮接触长度受限，该方法容易导致纤维丝束上油不充分。

随着高性能碳纤维制备技术在大丝束、细旦化、高纺速、多纺位等方面不断发展，对纤维上油的充分性和均匀性要求越来越高，若无法同时满足每根纤维上油的均匀性和充分性，将直接影响到碳纤维产品的力学性能和加工使用性能。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种复合式碳纤维原丝上油装置，通过油轮和油槽组合的方式，可以同时实现碳纤维轴向和径向上油均匀、充分的效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供的复合式碳纤维原丝上油装置包括油槽和设置在所述油槽内的两个第一导辊，分别位于所述油槽的进丝端和出丝端，其特征在于，在所述油槽的进丝端上方设有若干油轮组，所述油轮组包括上下布置的上油轮和下油轮，在上油轮和下油轮的底部分别设有油盘。

上述技术方案中，碳纤维原丝丝束进入上油装置后，首先经过油轮组，从上下布置的上油轮和下油轮之间通过进行上油，通过上油轮和下油轮进行双面上油同时适当展幅，然后再进入油槽内进行上油。可同时满足碳纤维原丝丝束径向和轴向上油的均匀性和充分性，适用于大丝束、细旦化、高纺速、多纺位等高性能碳纤维的制备。

可选地，在一个实施例中，所述的油轮组的顶部设有第三导辊，用于将碳纤维原丝丝束引入上油装置。