本實(shí)用新型涉及一種用于碳纖維原絲生產(chǎn)的M型熱牽伸裝置，屬于碳纖維加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

碳纖維是碳含量在90％以上的無(wú)機(jī)高分子纖維，除了具有一般碳素材料的耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕及導(dǎo)電導(dǎo)熱等特性以外，還具有柔軟可加工性、質(zhì)量輕、比強(qiáng)度大等特性，從而被廣泛應(yīng)用到軍事、紡織、體育器材、化工、醫(yī)療器械及機(jī)械加工等諸多領(lǐng)域。聚合原液經(jīng)過(guò)凝固成型為出生纖維后，經(jīng)過(guò)水洗牽伸、干燥致密化和上油之后，絲束進(jìn)入到蒸汽牽伸機(jī)內(nèi)，再次進(jìn)行牽伸，以便于增加絲束的取向度與結(jié)晶度，增強(qiáng)絲束的物理機(jī)械性能。

因此，蒸汽牽伸是碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。但現(xiàn)有的蒸汽牽伸設(shè)備存在運(yùn)行不夠穩(wěn)定，密封性差，設(shè)備內(nèi)的蒸汽和溫度波動(dòng)大，牽伸中握持力不夠，容易出現(xiàn)毛絲問(wèn)題，生產(chǎn)效率偏低等問(wèn)題，從而導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的碳纖維的物理性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中碳纖維蒸汽牽伸握持力偏小，牽伸環(huán)境不夠穩(wěn)定，毛絲率較高等技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種用于碳纖維原絲生產(chǎn)的M型熱牽伸裝置，所采取的技術(shù)方案如下：

一種用于碳纖維原絲生產(chǎn)的M型熱牽伸裝置，其特征在于，包括溶劑槽2和與溶劑槽2連通的牽伸箱1；

所述牽伸箱1內(nèi)包括多組握持輥組和噴淋管12；

每組握持輥組包括上中下三層呈M型分布的握持輥11；

中層握持輥11的軸線與相鄰上層和下層握持輥11軸線的在水平方向上的距離小于相鄰的兩個(gè)握持輥11的直徑；

溶劑槽2底部設(shè)有加熱管21，溶劑槽2的上部設(shè)有密封蓋，纖維絲束7的出口和進(jìn)口外設(shè)有密封裝置

沿纖維絲束7的運(yùn)動(dòng)方向，牽伸箱1內(nèi)握持輥11的轉(zhuǎn)速逐漸增加。

優(yōu)選地，噴淋管12位于上層和中層握持輥11包角處外側(cè)。

優(yōu)選地，牽伸箱1內(nèi)設(shè)有2～4組握持輥組。

更優(yōu)選地，牽伸箱1內(nèi)每組握持輥組由五個(gè)握持輥組成，其中上層和下層為兩個(gè)握持輥，中層為一個(gè)握持輥。

更優(yōu)選地，所述每組牽伸箱1內(nèi)至少有一個(gè)握持輥11為動(dòng)力輥；所述動(dòng)力輥的動(dòng)力軸與位于牽伸箱1外側(cè)的齒輪箱4連接，齒輪箱4與動(dòng)力裝置5連接，動(dòng)力裝置5與控制裝置6連接。

更優(yōu)選地，牽伸箱1內(nèi)對(duì)應(yīng)上中下層握持輥處設(shè)有傳感器14。

更優(yōu)選地，所述傳感器14與控制裝置6連鎖。

優(yōu)選地，所述溶劑槽2在纖維絲束7引入端設(shè)有溶劑出口，在纖維絲束7引出端設(shè)有溶劑入口；在溶劑槽2底部設(shè)有加熱管21；所述加熱管21進(jìn)口設(shè)有與控制裝置6連鎖的加熱控制閥23；所述溶劑入口外側(cè)設(shè)有與控制裝置6連鎖的溶劑控制閥24。

優(yōu)選地，所述握持輥11內(nèi)部設(shè)有供導(dǎo)熱介質(zhì)流通的空腔。

優(yōu)選地，所述牽伸箱1中設(shè)有100mm厚的硅酸鋁棉保溫層。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型獲得的有益效果是：

本實(shí)用新型所提供的熱牽伸裝置，在牽伸箱內(nèi)設(shè)置了五個(gè)握持輥，通過(guò)握持輥位置的設(shè)定，大大增加了纖維絲束的包角，增加了絲束與握持輥的接觸，有效地降低了毛絲率。同時(shí)也有效地增加了纖維絲束的握持力，提供纖維絲束的牽伸倍數(shù)。

本實(shí)用新型所提供的熱牽伸裝置能夠有效地保持牽涉設(shè)備中的溫度、濕度等環(huán)境條件的穩(wěn)定，大幅降低牽伸過(guò)程的溫度濕度波動(dòng)對(duì)纖維絲束的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中M型蒸汽牽伸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中M型蒸汽牽伸裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中牽伸箱正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1，牽伸箱；2，溶劑槽；3，導(dǎo)向輥；4，齒輪箱；5，動(dòng)力裝置；6，控制裝置；7，纖維絲束；11，握持輥；12，噴淋管；13，箱門(mén)；14，傳感器；15，擋板；21，加熱管；22，密封蓋；23，加熱控制閥；24，溶劑控制閥；121，主管；122，噴頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但以下詳細(xì)說(shuō)明不視為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中M型蒸汽牽伸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為M型蒸汽牽伸裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為牽伸箱正視結(jié)構(gòu)示意圖。其中，虛線位置為溶劑液位，箭頭A的方向?yàn)槔w維絲束7的前進(jìn)方向，箭頭B為溶劑的流動(dòng)方向。

從圖1-圖3中可知，該蒸汽牽伸裝置是由牽伸箱1，溶劑槽2，導(dǎo)向輥3，齒輪箱4，動(dòng)力裝置5和控制裝置6組成。其中，牽伸箱1內(nèi)設(shè)有兩組握持輥組，每組握持輥組設(shè)有五個(gè)握持輥11，兩組握持輥組的中上部通過(guò)位于牽伸箱1中部的隔板15分隔開(kāi)。每組中的五個(gè)握持輥11分為三層設(shè)置，其中上層兩個(gè)，中層一個(gè)，下層兩個(gè)。其中，中間握持輥11與兩側(cè)相鄰握持輥11在水平方向上的軸心距小于握持輥11的直徑，以保證各握持輥11均具有較大的包角。纖維絲素7通過(guò)下層握持輥11進(jìn)入依次繞過(guò)上層、中層、上層和下層握持輥后引出，整體呈M型。在上層握持輥的包角處設(shè)有噴頭朝向握持輥11的噴淋管12。同時(shí)，在中層握持輥11的包角處也設(shè)有一個(gè)噴淋管，噴淋管的通過(guò)指向握持輥11的包角處。每個(gè)握持輥均為熱輥，其內(nèi)部設(shè)有供蒸汽或?qū)嵊土魍ǖ目涨?未畫(huà)出)，該空腔與外部熱源連通。其中，在每組的握持輥組中位于中間的中層握持輥11為主動(dòng)輥。握持輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與齒輪箱4連接，齒輪箱4與動(dòng)力裝置5連接，動(dòng)力裝置5可采用電機(jī)。動(dòng)力裝置5與控制裝置6連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)握持輥11轉(zhuǎn)速的連鎖控制。噴淋管12設(shè)有一根與盛裝溶劑的容器或管道相連的主管121，以及沿主管121軸向呈直線分布的噴頭122。噴頭122所指方向?yàn)槲粘州?1包角纖維絲束7的位置。其中，上層握持輥11對(duì)應(yīng)的噴頭12向下或斜向下指向握持輥，而與中層握持輥對(duì)應(yīng)的噴頭則向上指向握持輥。

在每組握持輥組中對(duì)應(yīng)上中下層握持輥的位置上對(duì)應(yīng)設(shè)有用于監(jiān)測(cè)溫度和壓力的傳感器14。該傳感器14與控制裝置6連鎖，以收集蒸汽牽伸箱1內(nèi)部的溫度和壓力信息。在牽伸箱1的前部設(shè)有箱門(mén)13以便于維修。整個(gè)牽伸箱1中設(shè)有保溫層，以防止?fàn)可煜?內(nèi)高溫外泄。

纖維絲束7的前進(jìn)方向如箭頭A所示，為從右向左，則右側(cè)握持輥組的轉(zhuǎn)動(dòng)速度小于左側(cè)握持輥組的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維絲束7的拉伸。而在兩個(gè)握持輥組中間設(shè)有插入到液位一下的擋板15，以減弱因握持輥11轉(zhuǎn)速不同給溶劑體系產(chǎn)生的波動(dòng)。整個(gè)牽伸箱1可通過(guò)支架固定在長(zhǎng)方頂部，墻壁或固定在下部的溶劑槽2中。

溶劑槽2的兩端設(shè)有用于導(dǎo)向纖維絲束7的導(dǎo)向輥3。在溶劑槽2的底部設(shè)有加熱管21，加熱管21可采用蒸汽管道，也可采用電加熱盤(pán)管。在加熱管21的入口端設(shè)有與控制裝置6連鎖的加熱控制閥23，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶劑槽2中溶劑溫度的控制。同時(shí)，在纖維絲素7引入端(右端)設(shè)有溶劑排出口，在纖維絲素7引出端設(shè)有溶劑入口，從而纖維絲束7的運(yùn)動(dòng)方向與溶劑的流動(dòng)方向相反。在溶劑入口端外側(cè)設(shè)有與控制裝置6連鎖的溶劑控制閥24，以實(shí)現(xiàn)對(duì)加入溶劑槽2中溶劑的容量和流速的控制。

在使用過(guò)程中，蒸汽牽伸箱1內(nèi)可通過(guò)加熱管及握持輥11聯(lián)合控制溫度，通過(guò)向蒸汽牽伸箱1內(nèi)噴淋溶劑蒸汽或液態(tài)蒸汽來(lái)增加箱體內(nèi)的壓力。牽伸箱1內(nèi)部的溫度和壓力信息可通過(guò)傳感器14反饋給控制裝置6，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)牽伸箱內(nèi)溫度和壓力的連鎖控制。

雖然本實(shí)用新型已以較佳的實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動(dòng)和修飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。