[实用新型]一种碳纤维原丝纺前原液温度控制的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种碳纤维原丝纺前原液温度控制的装置。

背景技术

原丝的凝固成形是碳纤维生产中最重要的工序之一。而纺前原液温度影响喷丝时初生纤维的形成、原丝的质量和牵伸卷绕的正常进行。若该阶段在原丝中形成一定的缺陷，结构的遗传性使得最终的碳纤维结构不完善、性能降低。

在以硫氰酸钠(NaSCN)水溶液为溶剂的湿法纺丝过程中，纺丝原液的动力学粘度对温度较为敏感，动力学粘度直接影响纺丝原液的可纺性，只有在适当的粘度条件下，才可能进行连续纺丝并获得性能优良的碳纤维原丝。

原液温度过低，溶胶粘度增大，流动性差，吐丝困难，牵伸时断头增加；同时，由于粘度增大，喷丝板压力增加，加速喷丝板的变形，断丝增多，可纺性降低；原液温度过高，剪切应力减小，纺丝原液的粘度降低，原液与喷丝板之间表面张力减小，纺丝原液极易发生毛细破坏。

可见，温度直接影响纺丝原液的可纺性。只有在适当的温度条件下，才可能进行连续纺丝而获得性能优良的纤维。

目前，纺前原液温度由二级原液冷却器控制，聚合输送过来的较高温度原液储存在纺丝车间原液储罐中，经过静止脱泡后，由二级原液输送泵送至二级原液冷却器，进行冷却后由压滤机输送泵输送至压滤机进行一级过滤，过滤后的原液由三级增压泵输送到烛型过滤器，进行精度更高的二级过滤后输送至纺丝计量泵，再经过烧结滤器三级过滤进入喷丝头纺丝。二级冷却器到计量泵的管线长为105米。其间原液温度在26.0～38.0℃，波动较大。

实用新型内容

本实用新型的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本实用新型而学习。

为克服现有技术的问题，本实用新型提供一种碳纤维原丝纺前原液温度控制的装置及其方法，将静态混合换热器、板式加热器与板式冷却器通过三通调节阀相连，通过调整三通调节阀的流量，进行精准温度控制，从而改进目前生产工艺中单一的冷却器控制纺前原液温度的方式，精确控制纺前原液温度，稳定纺前原液的动力学粘度，减少初生纤维的断丝数和毛丝量。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种碳纤维原丝纺前原液温度控制的装置，其特征在于，包括静态混合换热器、板式加热器、板式冷却器；还包括：

电磁泵，其进口端与所述静态混合换热器的夹套相连，出口端与所述板式加热器、板式冷却器相连；

三通调节阀，第一端与所述板式加热器相连，第二端与所述板式冷却器相连，第三端与所述静态混合换热器相连；

控制器，与所述三通调节阀相连，用于根据预设温度调节所述所述三通调节阀的第一端与第二端的流量。

可选地，还包括：

第一水温传感器，安装在所述静态混合换热器与所述电磁泵之间；

第二水温传感器，安装在所述三通调节阀与所述静态混合换热器之间。

可选地，所述控制器还用于接收所述第一水温传感器的第一温度检测值与所述第二水温传感器的第二温度检测值，并据此调节所述三通调节阀的第一端与第二端的流量。

可选地，所述控制器还用于接收所述第一水温传感器的第一温度检测值与所述第二水温传感器的第二温度检测值，若所述第一温度检测值小于所述第二温度检测值则使所述三通调节阀的第一端的流量增大，若所述第一温度检测值大于所述第二温度检测值则使所述三通调节阀的第二端的流量增大。

可选地，还包括：

低压蒸汽进口调节阀，与所述板式加热器相连；

冷水进口调节阀，与所述板式冷却器相连。

可选地，所述控制器还用于获取经由所述静态混合换热器的原液的温度检测值，并据此对所述预设温度进行补偿调整。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种碳纤维原丝纺前原液温度控制的方法，其特征在于，包括：

启动电磁泵，使位于静态混合换热器的夹套内的液体分成两部分，并分别经由板式加热器和板式冷却器后再次进入到所述静态混合换热器的夹套内；

根据预设温度调节三通调节阀，所述三通调节阀的第一端、第二端、第三端分别与板式加热器、板式冷却器、静态混合换热器的夹套相连通。

可选地，所述根据预设温度调节三通调节阀包括：

获取所述液体在进入到所述电磁泵之前的第一温度检测值；获取所述液体在进入所述静态混合换热器的夹套之前的第二温度检测值；

根据所述第一温度检测值和第二温度检测值调节所述三通调节阀的第一端与第二端的流量。