[发明专利]制备中间相沥青基碳纤维的双通道热态切换混合过滤器

说明书

本发明公开了制备中间相沥青基碳纤维的双通道热态切换混合过滤器，使到达组件之前的熔融聚合物已经在过滤器内部多个混合流道中反复混合、杂质及凝胶的在过滤网和金属砂中多次过滤、保证了到达纺丝组件入口时的熔融聚合物是组分混合均匀，采用对称布置结构，具有两个相同的过滤流道道。由四个高温电磁球阀控制流道闭合状态，当一个过滤通道内部杂质过多，发生堵塞时，通过阀门控制，将熔融聚合物流道切换至另一个过滤通道，使生产继续进行，不受过滤堵塞影响。

技术领域

本发明属于中间相沥青基碳纤维制备领域，具体涉及一种制备中间相沥青基碳纤维的双通道热态切换混合过滤器。

背景技术

沥青基碳纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料，经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于92％的特种纤维。是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430Gpa亦高于钢。其具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电与导热等优良性能，是航空航天工业中不可缺少的工程材料，另在交通、机械、体育娱乐、休闲用品、医疗卫生和土木建筑方面也有广泛应用，这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。

在制备沥青基碳纤维过程中需要先对熔融聚合物原料进行过滤，进而送至纺丝组件成型，目前在中间相沥青基碳纤维纺丝中，对原料的过滤处理功能设置在纺丝组件中，通过在纺丝组件中增加混合多孔板与过滤网、金属砂等实现对熔融聚合物的混合过滤。中间相沥青在高温下会持续发生化学变化产生非中间相凝胶类杂质，这类凝胶类杂质不在融化，成颗粒状混合在中间相沥青熔体中，现有的纺丝生产是通过纺丝组件中的过滤网、金属砂吸附、过滤凝胶类杂质，提高最终纺丝成型碳纤维的中间相含量，保证碳纤维的品质。但是随着纺丝生产进行，过滤网、金属砂中会吸附凝胶类杂质，正常中间相沥青熔体的流动通道会被逐渐堵塞，纺丝组件的压力会逐渐上升，直至流动通道完全堵塞，纺丝生产被迫停止，只能重新更换新的纺丝组件再开始生产。此缺陷严重影响了碳纤维在长度方向的性能稳定性，碳纤维的可纺性，以及生产效率及原料利用率。不利于提高碳纤维品质及工程化大规模生产，因此急需一种新的设备来弥补这方面的缺陷，实现中间相沥青基碳纤维高品质大规模的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备中间相沥青基碳纤维的双通道热态切换混合过滤器，以克服现有中间相沥青基碳纤维纺丝技术的缺陷，本发明结构合理简单，容易加工成型，整体装配紧凑，所需功能齐全，使进入纺丝组件前的熔融聚合物的理化性质均匀，提高了碳纤维的性能，同时延长了碳纤维纺丝时纺丝组件的工作时间，提高了单次纺丝产能，还可在工作状态下的更换，实现了不间断纺丝，提高了工作效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

制备中间相沥青基碳纤维的双通道热态切换混合过滤器，包括进口三通管路，进口三通管路的两个出口端分别布置有第一高温电磁球阀和第三高温电磁球阀，第一高温电磁球阀的出口端依次连接有第一流道反向转换管路、第一流道直角转换管路和第一混合过滤管路，第一混合过滤管路内部从上至下依次安装有第一圆形混合多孔板、第一圆形过滤网、第二圆形混合多孔板、第二圆形过滤网、第一金属砂填充管、第三圆形过滤网、第三圆形混合多孔板、第四圆形过滤网、第四圆形混合多孔板，第一金属砂填充管内填充有金属砂；第一混合过滤管路的出口依次连接有第二流道直角转换管路、第二流道反向转换管路和第二高温电磁球阀，第二高温电磁球阀的出口端连接至出口三通管路的一个入口端；

第三高温电磁球阀的出口端依次连接有第三流道反向转换管路、第三流道直角转换管路和第二混合过滤管路，第二混合过滤管路内部从上至下依次安装有第五圆形混合多孔板、第五圆形过滤网、第六圆形混合多孔板、第六圆形过滤网、第二金属砂填充管、第七圆形过滤网、第七圆形混合多孔板、第八圆形过滤网、第八圆形混合多孔板，第二金属砂填充管内也填充有金属砂；第二混合过滤管路的出口依次连接有第四流道直角转换管路、第四流道反向转换管路和第四高温电磁球阀，第四高温电磁球阀的出口端连接至出口三通管路的另一入口端。