[实用新型]一种氧化炉用丝束自动牵引系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及碳纤维预氧化技术领域，尤其涉及一种氧化炉用丝束自动牵引系统。

背景技术

碳纤维是将原料纤维在一定的张力、温度下，经过一定时间的预氧化、碳化和石墨化处理等过程制成的。预氧化的目的是使PAN原丝的线型大分子链经预氧化处理后转变为耐热梯形结构，不熔不燃，经得起高温碳化而保持纤维形态。实现这一转化的关键设备是预氧化炉。在碳纤维生产过程中，预氧化工序是承前(原丝)启后(碳纤维)的桥梁，是保证碳纤维稳定生产和产品质量的必要条件之一。预氧化的梯形结构使碳化收率显著提高，大大降低了成本。同时，预氧丝(预氧化纤维OF)也是一种重要的中间产品，经过深加工可制成多种产品，直接进入市场，并已在许多领域得到实际应用。研究表明，预氧化工艺参数主要有温度梯度、停留时间、牵引张力以及风温、风量、风向以及氧化气氛等。在现行预氧化条件下，聚丙烯腈纤维径向会产生皮芯结构，导致碳纤维结构缺陷的增加，进而影响力学性能的提高。在预氧化过程中进行张力牵引是控制皮芯结构，制取高性能碳纤维的必备条件。

原有碳纤维氧化炉通过在进出口两端的驱动辊给炉内丝束提供张力，由于氧化炉内丝束层次较多，并且氧化炉进出口地导丝辊都是被动辊，而被动辊的转速不易控制，容易造成炉内丝束受张力不均匀，不能有效的控制炉内每层丝束的张力，从而影响预氧化及碳化后所得纤维的质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种碳纤维生产用氧化炉的丝束自动牵引系统。

本实用新型解决其技术问题的方案是：一种氧化炉用丝束自动牵引系统，包括设置在氧化炉出口的氧化炉出口驱动装置，在氧化炉出口丝束上装有采集丝束张力信息的张力传感器，所述的张力传感器与变频器相连，变频器连接氧化炉出口驱动装置。

其中所述的氧化炉出口驱动装置包括多个电机减速机，氧化炉出口的导丝辊架上的每根导丝辊都通过联轴器与一台电机减速机相连。所述电机减速机受到氧化炉控制系统中的变频器控制。

本实用新型的有益效果：根据预氧化过程中采集到的张力信息，通过变频器控制电机减速机转速，进而对氧化炉出口的每根导丝辊的转速进行控制，根据不同导丝辊的速度差来调整丝束上的张力，从而能够在整个氧化过程中对丝束上的张力进行分阶段成梯度的控制。在氧化初期阶段，将热塑性PAN原丝张力控制在一定正牵范围，以保持大分子链对纤维轴的取向度，在后期阶段调整张力控制化学收缩程度。经过分阶段成梯度的张力控制，大大提高了整个氧化过程的张力控制精度，将预氧化牵伸率控制在一定比例，经研究表明，在一定比例牵伸率下预氧丝的“皮芯”结构最合适，所得纤维强度最高。本实用新型提高了整个氧化过程中对丝束张力的控制，提高了预氧丝的性能。

附图说明

图1为本实用新型控制炉内丝束张力的驱动装置示意图；

图2为本实用新型实施示意图。

附图标记说明：

1.减速机垫板

2.电机减速机

3.减速机支架

4.联轴器

5.导丝辊架

6.导丝辊

7.带座轴承

8.变频器

9.氧化炉出口驱动装置

10.丝束

11.张力传感器

12.氧化炉

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

在碳纤维生产过程的预氧化阶段，参阅图2所示，PAN原丝进入氧化炉进行预氧化，由张力传感器11采集丝束10上的张力信息，并将得到的张力信息反馈给变频器8进行处理。变频器8根据反馈信息调整氧化炉出口驱动装置9，来控制丝束10上所受到的张力。具体调节丝束张力装置为图1所示，通过张力传感器11采集炉内丝束张力信息反馈给氧化炉控制系统中的变频器8，由变频器8根据丝反馈来的张力信息来改变电机减速机2的转速，每台减速机2根据收到的控制信息调整转速，进而调节每根导丝辊6的转速，根据不同导丝辊的速度差来控制炉内丝束上的张力。在氧化过程中，根据不同阶段所需要的张力参数对每个阶段的丝束张力分别进行控制，使整个氧化过程的张力控制细化，得以提高张力控制的精度，最终能够将预氧化牵伸率控制在适当比例。