本實(shí)用新型涉及一種用于碳纖維原絲生產(chǎn)的冷牽伸裝置，屬于碳纖維生產(chǎn)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。

在碳纖維加工過程中，初生的碳纖維原絲的直徑往往有粗有細(xì)，一致性很差。這種纖維原絲在后續(xù)的熱牽伸過程中極容易產(chǎn)生斷絲和毛絲，從而達(dá)到降低碳纖維的品質(zhì)和產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決初生纖維的直徑大小不一，在進(jìn)行熱牽伸過程中纖維的斷絲率和毛絲率高的問題，本實(shí)用新型提供了一種用于碳纖維原絲生產(chǎn)的冷牽伸裝置，所采取的技術(shù)方案如下：

一種用于碳纖維原絲生產(chǎn)的冷牽伸裝置，該冷牽伸裝置包括溫度調(diào)節(jié)槽2，構(gòu)造于溫度調(diào)節(jié)槽2上部的箱體1，傳送裝置3以及控制裝置4；

所述傳送裝置3包括兩組壓持牽伸機(jī)構(gòu)，以及與壓持牽伸機(jī)構(gòu)連接的齒輪箱35；

所述壓持牽伸機(jī)構(gòu)包括壓持輥組和握持輥組；

所述壓持輥組包括豎直排列通過可調(diào)的輥間距壓持絲束8的第一壓持輥31和第二壓持輥32；

所述握持輥組包括旋轉(zhuǎn)方向相反第一握持輥33和第二握持輥34；

所述第二握持輥34位于溫度調(diào)節(jié)槽2內(nèi)，絲束8從一組壓持牽伸機(jī)構(gòu)的第二握持輥34底部牽伸出后從另一組壓持牽伸機(jī)構(gòu)的第二握持輥34底部牽伸入另一組壓持牽伸機(jī)構(gòu)；

所述溫度調(diào)節(jié)槽2內(nèi)設(shè)有分別流通冷熱介質(zhì)的兩套溫度調(diào)節(jié)裝置；

所述控制裝置4與溫度調(diào)節(jié)槽2、齒輪箱35以及壓持輥組連鎖，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度調(diào)節(jié)槽2 內(nèi)溫度、壓持輥和握持輥、壓持輥的輥間距等技術(shù)參數(shù)的自動(dòng)控制。

所述齒輪箱35可與外部動(dòng)力機(jī)構(gòu)，如電機(jī)連接，為壓持牽伸機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。

優(yōu)選地，箱體1固定于溫度調(diào)節(jié)槽2上，且底部與溫度調(diào)節(jié)槽2連通。

更優(yōu)選地，壓持輥組位于箱體1的外側(cè)；握持輥組位于箱體1和溫度調(diào)節(jié)槽2內(nèi)。

更優(yōu)選地，第一握持輥33位于箱體1的底部，第二握持輥34位于溫度調(diào)節(jié)槽2的液面以下。

優(yōu)選地，壓持牽伸機(jī)構(gòu)中的壓持輥和握持輥均為可獨(dú)立控制的主動(dòng)輥。

優(yōu)選地，第一壓持輥31為橡膠輥，兩端通過與聯(lián)銷器37連接的連桿與帶動(dòng)第一壓持輥31 垂直運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置36連接。

更優(yōu)選地，所述動(dòng)力裝置36為可伸縮的氣壓缸或液壓缸。

優(yōu)選地，箱體1和溫度調(diào)節(jié)槽2設(shè)有保溫層。該保溫層可采用硅酸鋁棉或聚氨酯保溫材料。

優(yōu)選地，溫度調(diào)節(jié)槽2流通冷熱介質(zhì)的兩套溫度調(diào)節(jié)裝置位于底部，且呈蛇形或回字形交替設(shè)置。

更優(yōu)選地，所述流通冷熱介質(zhì)的兩套溫度調(diào)節(jié)裝置分別與控制裝置4連鎖。

所述控制裝置4可采用DCS系統(tǒng)等現(xiàn)有常見的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部控制程序以及系統(tǒng)硬件的具體布置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，以及相關(guān)裝置的具體參數(shù)和安裝位置等信息進(jìn)行常規(guī)設(shè)置。

所述連鎖可以通過電線、數(shù)據(jù)線等形式的電連接，也可以通過網(wǎng)絡(luò)信號(hào)或磁連接等其他方式連接。

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)用新型所提供的冷牽伸裝置，采用的獨(dú)立雙組壓持和握持相結(jié)合的方式，通過對(duì)壓持輥和握持輥轉(zhuǎn)速的控制，可實(shí)現(xiàn)正向牽伸和負(fù)向牽伸。不但可以將直徑過大的初生纖維原絲通過拉伸縮小直徑，還可借助于纖維的回縮力，防止初生纖維的直徑過細(xì)，甚至使初生纖維的直徑增加，從而保質(zhì)纖維絲束直徑的統(tǒng)一，減少在熱牽神過程中毛絲和斷絲的產(chǎn)生。另外，在獲得1～2倍牽伸倍數(shù)的同時(shí)大幅提高紡絲的產(chǎn)量，提高幅度可到10～25％。

本實(shí)用新型所提供的冷牽伸裝置中的溫度調(diào)節(jié)槽，采用分別流通冷熱介質(zhì)的兩套溫度調(diào)控裝置，可精確保持水槽內(nèi)水浴溫度的恒定，大大降低溫度波動(dòng)，溫度波動(dòng)不超過±0.5℃，減小了因溫度波動(dòng)對(duì)纖維絲束牽伸造成的不良影響。同時(shí)，在箱體外層設(shè)置了保溫層，能夠有效保持牽伸箱體內(nèi)溫度的恒定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中冷牽伸裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中冷牽伸裝置的側(cè)視 結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1，箱體；11，保溫層；2，溫度調(diào)節(jié)槽；21，換熱介質(zhì)進(jìn)口調(diào)節(jié)裝置；22，換熱介質(zhì)出口調(diào)節(jié)裝置；23，溫度調(diào)節(jié)裝置；24，密封蓋；3，傳送裝置；31，第一壓持輥；32，第二壓持輥；33，第一握持輥；34，第二握持輥；35，齒輪箱；36，動(dòng)力裝置；37，聯(lián)銷器；4，控制裝置；5，框架；8，絲束。

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)說明，但以下詳細(xì)說明不視為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

其中，圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中冷牽伸裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案中冷牽伸裝置的側(cè)視 結(jié)構(gòu)示意圖。

從圖1和圖2可知，該冷牽伸裝置是由箱體1，溫度調(diào)節(jié)槽2，傳送裝置3，控制裝置4 以及框架5組成。箱體1安裝在溫度調(diào)節(jié)槽2的上部，其底部與溫度調(diào)節(jié)槽2連通。溫度調(diào)節(jié)槽2上部長(zhǎng)出箱體1底部的位置通過設(shè)有80mm厚保溫硅酸鋁板保溫層的密封蓋24密封，以防止環(huán)境溫度對(duì)溫度調(diào)節(jié)槽2內(nèi)溶劑的影響。同樣，在箱體1的外側(cè)設(shè)有由硅酸鋁棉制成的保溫層11，以保證箱體1內(nèi)溫度穩(wěn)定。箱體1內(nèi)設(shè)有隔板將箱體1分割成兩個(gè)空間。在溫度調(diào)節(jié)槽2的底部以蛇形交替平鋪有兩套溫度調(diào)節(jié)裝置23，分別流通冷介質(zhì)和熱介質(zhì)。每套溫度調(diào)節(jié)裝置23上設(shè)有換熱介質(zhì)進(jìn)口調(diào)節(jié)裝置21和換熱介質(zhì)出口調(diào)節(jié)裝置22。

傳送裝置3包括兩組設(shè)置方式相同的壓持牽伸機(jī)構(gòu)，每個(gè)壓持牽伸機(jī)構(gòu)由一個(gè)壓持輥組和一個(gè)握持輥組構(gòu)成。其中，壓持輥組包括第一壓持輥31和第二壓持輥32。第一壓持輥31 和第二壓持輥32的軸向與底面平行，呈豎直排列。第一壓持輥31位于上部，第二壓持輥32 位于下部。第一壓持輥31的兩端通過聯(lián)銷器37與連桿連接，連桿與固定在框架5水平梁上的動(dòng)力裝置36連接。動(dòng)力裝置36采用可伸縮的氣壓缸或液壓缸，通過該動(dòng)力裝置36的伸縮控制第一壓持輥31的高度，從而改變第一壓持輥31與第二壓持輥32之間的輥間距。握持輥組包括第一握持輥33和第二握持輥34，其中，第一握持輥33位于箱體1的底部，第二握持輥34位于溫度調(diào)節(jié)槽2的內(nèi)。第一握持輥33和第二握持輥34的包角均大于145度，從而為牽伸過程提供足夠的握持力。其中，第一握持輥33與第二握持輥34的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。在一個(gè)壓持牽伸機(jī)構(gòu)中，第一壓持輥31為橡膠輥，其他輥為普通光輥。所有的壓持輥和握持輥均為與齒輪箱35連接的主動(dòng)輥。各輥的轉(zhuǎn)速均受齒輪箱35的調(diào)節(jié)。

同時(shí)，該冷牽伸裝置還包括控制裝置4，該控制裝置4可以是具有DCS系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，也可以具有其他能夠?qū)崿F(xiàn)分散控制的現(xiàn)有常規(guī)控制系統(tǒng)?？刂蒲b置4與齒輪箱35連鎖，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)握持輥和壓持輥轉(zhuǎn)速的控制。控制裝置4還與動(dòng)力裝置36連鎖，以便于連鎖控制壓持輥之間的輥間距。同時(shí)，控制裝置4還與溫度調(diào)節(jié)槽2內(nèi)兩套溫度調(diào)節(jié)裝置連鎖，以便直接對(duì)溫度調(diào)節(jié)槽2內(nèi)溶劑的溫度進(jìn)行精確連鎖控制。

在使用過程中，纖維絲束4通過壓持輥組之間的縫隙后進(jìn)入箱體1纏繞第一握持輥33以后進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)槽2的溶劑中，在纏繞第二握持棍34以后牽引出，牽引至另一組壓持牽伸機(jī)構(gòu)的第二握持輥34后向上纏繞第一握持輥33后，穿過箱體1后再通過壓持輥組之間的輥間距引出。在整個(gè)冷牽伸過程中，控制裝置4可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求調(diào)整各個(gè)握持棍和壓持輥的轉(zhuǎn)速、壓持輥組的輥間距以及溫度調(diào)節(jié)槽2內(nèi)溶劑的溫度。在冷牽伸過程中，溫度調(diào)節(jié)槽 2內(nèi)的溶劑的溫度以及箱體1內(nèi)的溫度可保持溫度波動(dòng)不超過±0.5℃，從而大幅減小絲束4 因溫度波動(dòng)所帶來(lái)的不良影響。同時(shí)，通過壓持輥組之間輥間距的調(diào)節(jié)、握持棍轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)等協(xié)同配合可有效控制纖維絲束的直徑和拉伸倍數(shù)，從而保證相同以及不同批次絲束中直徑一致性，大大提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。另一方面也可以減少毛絲斷絲的產(chǎn)生并提高10～25％的紡絲產(chǎn)量。

以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做了說明，但這些說明不能被理解為限制了本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本實(shí)用新型權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)，都是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。