[实用新型]一种纤维加压水蒸汽的保压牵伸装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及碳纤维原丝纺织设备技术领域，具体涉及到一种有关纤维加压水蒸汽牵伸的保压装置。

背景技术

碳纤维是一种具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、良好的导热导电性等，多学科、多技术的高新技术产品。主要应用于航空航天、汽车工业、文体器材领域，在医用器械、新能源、土木工程建筑、海底石油等领域，都有很好的应用前景。

碳纤维制造过程中，高质量的原丝是制造高性能碳纤维的关键，加压水蒸汽牵伸装置在原丝生产中属于关键性设备，直接影响着高性能碳纤维的生产。在加压水蒸汽牵伸装置中保压装置起到举足轻重的作用，国内生产的加压水蒸汽牵伸装置在纺丝过程中虽然也能起到关键性作用，由于内部高温水蒸汽的压力不能达到工艺要求，导致碳纤维原丝丝束在加压水蒸汽牵伸装置不能达到高倍牵伸。

在现有的技术基础上设计开发，保证碳纤维原丝丝束在加压水蒸汽牵伸过程中达到恒定的温度、压力和表面均匀水分子膜的顺利形成，使纤维丝束在高温、高压与水分子膜增塑的作用下，达到2～5倍的高倍牵伸。有效的提高了原丝的高取向度、高强度，保证高质量碳纤维原丝丝束的生产制造。

发明内容

为了解决现有的纤维加压水蒸汽牵伸装置内部压力不能达到工艺要求，无法达到高倍牵伸的技术问题，本实用新型提供一种纤维加压水蒸汽牵伸的保压装置。

本实用新型的技术解决方案：

纤维加压水蒸汽的保压牵伸装置，其特殊之处在于：它包括牵伸腔，所述牵伸腔内沿丝束前进方向依次设置有进丝汽封部件、预热牵伸腔、中间汽封部件、加热牵伸腔以及出丝汽封部件，所述预热牵伸腔上设置有用于给预热牵伸腔供水蒸汽的预热水蒸汽管，所述加热牵伸腔上设置有用于给加热牵伸腔供水蒸汽的加热水蒸汽管，其特征在于：

所述预热牵伸腔外中设置有预热蒸汽室，所述预热牵伸腔壁为多孔材料，所述预热蒸汽室与预热水蒸汽管连通，

所述加热牵伸腔外中设置有加热蒸汽室，所述加热牵伸腔壁为多孔材料，所述加热蒸汽室与加热水蒸汽管连通。

上述预热水蒸汽管和预热牵伸腔之间设置有预加热单元，所述加热水蒸汽管和加热牵伸腔之间设置有加热单元。

上述的预加热单元包括保温层以及设置在保温层中的加热丝，所述加热单元包括保温层以及设置在保温层中的加热丝。

上述预热牵伸腔通过支撑体固定在预热蒸汽室内，所述加热牵伸腔通过支撑体固定在加热蒸汽室内。

上述入口汽封部件为设置在牵伸腔内壁上的迷宫密封齿；所述中间汽封部件为设置在牵伸腔内壁上的迷宫密封齿；所述出口汽封部件为设置在牵伸腔内壁上的迷宫密封齿。

上述多孔材料为金属合金、不锈钢、镍或钛。

上述牵伸装置还包括进丝泄漏量调节板和出丝泄漏量调节板，所述进丝泄漏量调节板设置在进丝汽水收集装置的进丝口，所述出丝泄漏量调节板设置在出丝汽水收集装置的出丝口。

上述牵伸腔两端还设置有进丝汽水收集装置和出丝汽水收集装置。

上述预热牵伸腔上设置有用于测试预热牵伸腔内压力的预热压力计，所述水蒸汽在经预热加热单元前还经过设置在预热水蒸汽管上的预调节阀，所述预调节阀与预热压力计连接；所述加热牵伸腔上设置有用于测试加热牵伸腔内压力的预热压力计，所述水蒸汽在经加热单元前还经过设置在加热水蒸汽管上的调节阀，所述调节阀与预热压力计连接。

上述迷宫密封齿的截面为椭圆、矩形或圆形。

本实用新型所具有的优点：

1、本实用新型在预热牵伸腔和加热牵伸腔中均设置了多孔材料，水蒸汽的均匀分布主要利用多孔材料的耐高温、耐腐蚀、抗热震，和良好的导热透过等优越性能，使水蒸汽在压力的作用下，通过多孔材料稀疏的小孔均匀的分布于整个预热牵伸腔、加热牵伸腔，并不会在局部丝束产生过蒸汽吹扫，避免碳纤维原丝丝束上下振动产生毛丝或断丝。

2、碳纤维原丝丝束通过水蒸汽牵伸装置中高温高压饱和水蒸汽后，在高温高压饱和水蒸汽的作用下，使碳纤维原丝丝束温度更容易达到其玻璃化温度(T_g＝80～110℃)，并在碳纤维原丝丝束表面形成了均匀的水分子膜，提高丝束的塑化性，在牵伸力的作用下，可达到2～5倍的高倍牵伸。更有效的提高碳纤维原丝的取向度和强度，保证高性能碳纤维的生产制造。

3、多级迷宫式密封装置采用截面不同形状结构的密封齿，该密封齿可采用不锈钢、陶瓷等材料加工。水蒸汽通过齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空间，曲折迷宫的间隙产生节流效应达到内部保压作用，使腔体内部压力与温度达到恒定，达到保压。