[实用新型]原丝凝固成纤装置

说明书

本申请提供一种原丝凝固成纤装置。该原丝凝固成纤装置包括走丝槽主体(1)、喷丝组件、导丝辊(2)和牵伸辊(3)，喷丝组件设置在走丝槽主体(1)的入口处，牵伸辊(3)设置在走丝槽主体(1)的出口处，导丝辊(2)设置在牵伸辊(3)和喷丝组件之间，喷丝组件包括喷丝板(4)，喷丝板(4)上设置有多个喷丝孔(5)，多个喷丝孔(5)呈矩形阵列分布。根据本申请的原丝凝固成纤装置，能够有效避免原丝凝固成纤过程中出现毛丝多、丝束分叉、单丝直径CV值偏差大的缺陷，保证各单丝均匀凝固成纤。

技术领域

本申请涉及聚丙烯腈碳纤维生产设备技术领域，具体涉及一种原丝凝固成纤装置。

背景技术

聚丙烯腈基碳纤维具有高拉伸强度、高拉伸模量、低密度、抗烧蚀、耐腐蚀等优点，在航天、航空、海洋、核电等尖端技术领域具有广泛应用。聚丙烯腈碳纤维前驱体原丝的结构、各类缺陷和外观质量等因素在很大程度上决定了最终碳纤维的性能、质量甚至成本。凝固过程是湿法纺丝第一步，在这一过程中，聚丙烯腈溶液经喷丝板形成聚丙烯腈溶液细流，然后在凝固剂水的作用下凝固成纤。凝固过程直接决定原丝的结构、外观等性能的质量稳定性，凝固浴条件和喷丝板结构是影响该过程的主要因素。

在传统的聚丙烯腈原丝湿法纺丝的过程中，现有的喷丝板设计主要为圆形板。生产大丝束原丝(12K-48K)时，由于喷丝孔数量成倍增加和喷丝孔孔间距的限制，喷丝板的尺寸通常远远大于小丝束原丝(1K-6K)喷丝板的尺寸。这种结构的喷丝板在原液细流凝固成纤的过程中，喷丝板竖直方向上下液位层面的凝固浴存在温度和浓度的不均匀性，以及竖直方向不同单丝凝固路径的差异性，会引起竖直方向不同位置的凝固丝束在结构和性能方面的差异性，容易造成毛丝多、丝束分叉、单丝直径CV值偏差大等缺陷，直接影响聚丙烯腈原丝及碳纤维的品质。因此，需要研究一种能够保证各单丝均匀凝固成纤的装置。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种原丝凝固成纤装置，能够有效避免原丝凝固成纤过程中出现毛丝多、丝束分叉、单丝直径CV值偏差大的缺陷，保证各单丝均匀凝固成纤。

为了解决上述问题，本申请提供一种原丝凝固成纤装置，包括走丝槽主体、喷丝组件、导丝辊和牵伸辊，喷丝组件设置在走丝槽主体的入口处，牵伸辊设置在走丝槽主体的出口处，导丝辊设置在牵伸辊和喷丝组件之间，喷丝组件包括喷丝板，喷丝板上设置有多个喷丝孔，多个喷丝孔呈矩形阵列分布。

优选地，喷丝板的板面呈矩形。

优选地，多个喷丝孔包括两组，其中第一组喷丝孔呈第一矩形阵列分布，第二组喷丝孔呈第二矩形阵列分布，两组喷丝孔在行方向和列方向上均错位排布。

优选地，相邻奇偶行喷丝孔中心点行间距为0.5mm～1.5mm；和/或，同一行的相邻喷丝孔中心点间距与相邻奇偶行喷丝孔中心点列间距的比例为2*tan30°～2*tan45°。

优选地，矩形喷丝板的长宽比L/W为3.0～8.0；和/或，矩形喷丝板的长度方向沿水平方向延伸，矩形喷丝板的宽度方向沿竖直方向延伸。

优选地，喷丝板垂直于板面的水平中心线与导丝辊的导丝面相切。

优选地，喷丝板的板面中心与导丝辊的原丝切点之间的距离为L1，喷丝板的板面中心与牵伸辊的原丝切点之间的距离为L2，其中L1/L2＝0.4～0.6。

优选地，导丝辊为被动辊。

优选地，喷丝组件还包括进料管，进料管连接在喷丝板的进口端。

优选地，进料管为鹅颈管。