一種pan基碳纖維原絲紡絲組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本涉及一種制備高性能PAN基碳纖維原絲的紡絲組件，適合采用硫氰酸鈉法濕法紡絲工藝，屬于化纖設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維由于其具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)、國防軍工和先進(jìn)制造等方面的一個(gè)重要的基礎(chǔ)材料。原絲質(zhì)量對成品碳纖維的好壞絕對具有舉足輕重的作用。PAN原絲的均質(zhì)性是制備高性能碳纖維的必備條件之一，是當(dāng)前國內(nèi)外原絲技術(shù)的核心之一。PAN原絲均勻性差，成為制約國產(chǎn)原絲質(zhì)量提高的瓶頸之一。
[0003]原液經(jīng)均勻分配后從噴絲板均勻擠出，是得到粗細(xì)均勻原絲的前提條件，是制備均質(zhì)化原絲的關(guān)鍵之一。在硫氰酸鈉法濕法紡絲工藝路線中，紡絲組件浸漬在凝固浴浴液中，原液和凝固浴的溫差高達(dá)60?90°C左右，聚丙烯腈的硫氰酸鈉溶液粘度對溫度極為敏感，原液的粘度直接影響噴絲孔的吐液量多少和穩(wěn)定性。同一個(gè)噴絲板不同區(qū)域原液粘度的差異直接導(dǎo)致原液分配的不均勻和原液擠出量的不一致。
[0004]常規(guī)腈綸生產(chǎn)用的紡絲組件，沒有做特別的保溫隔熱措施，原液分配通過分配板打孔孔徑的變化保證原液的分配均勻，這種做法可以滿足常規(guī)腈綸的生產(chǎn)要求，但不能滿足PAN基高性能碳纖維原絲的需求。碳纖維原絲對均勻性的要求高，而且碳纖維原液的黏度高于常規(guī)腈綸用原液，對溫度的敏感度高，原液均勻分配的難度大幅度增高，因此常規(guī)腈綸分配板不能滿足碳纖維原絲的生產(chǎn)需求。
[0005]從查詢到的相關(guān)文獻(xiàn)資料看，國內(nèi)相關(guān)的專利有《噴絲板紡絲組件單板式斜孔分配板》，授權(quán)專利號(hào)：CN201362760Y、《一種海島纖維制備工藝及紡絲用分配板》，授權(quán)專利號(hào)：CN103088450A ;國外專利JP200443993A、US7988439B2，這些分配板保證了不同原液的分配均勻，但均沒有考慮組件內(nèi)外溫差對原液的影響因素。本實(shí)用新型采用的紡絲組件，減少低溫凝固浴對高溫原液的影響，提高原液黏度的均勻性，提高原液擠出均勻性，提高碳纖維原絲品質(zhì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服低溫凝固浴浴液對相對高溫原液的影響，保證原液溫度不受外界低溫的影響，保證原液黏度一致的情況下均勻分配，使原液在噴絲板每個(gè)噴孔的原液擠出量均勻，得到的初生纖維粗細(xì)均勻，保證成型均勻，制備均質(zhì)化原絲。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0008]一種PAN基碳纖維原絲紡絲組件，其特點(diǎn)在于，包括、分配板、隔熱套、壓蓋緊固螺絲、壓蓋、外部墊片、過濾網(wǎng)、噴絲板、中部墊片、定位墊片、定位壓板和螺絲；
[0009]所述的過濾網(wǎng)安裝在所述的分配板的底部凹槽內(nèi)，在該分配板和過濾網(wǎng)的外部套有所述的隔熱套；
[0010]所述的定位壓板通過所述的螺絲固定在所述的分配板的中央，在所述的定位壓板和分配板之間由外向內(nèi)還依次固定有所述的定位墊片、噴絲板的內(nèi)端、中部墊片和過濾網(wǎng)；
[0011]所述的壓蓋通過所述的壓蓋緊固螺絲與保溫型鵝頸管固定，在所述的壓蓋和分配板之間由外向內(nèi)還依次固定有所述的外端墊片、噴絲板的外端和過濾網(wǎng)。
[0012]在所述的螺絲外還安裝有隔熱板。
[0013]在所述的分配板保溫型鵝頸管之間還設(shè)有第一密封圈。
[0014]在所述的壓蓋與保溫型鵝頸管之間還設(shè)有第二密封圈。
[0015]分配板上部為圓錐形頂錐，孔呈環(huán)形均布，確保分配壓力均勻。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0017]1、采用保溫型鵝頸管：分配板等紡絲組件均安裝在該保溫型鵝頸管內(nèi)部，高溫原液通過鵝頸管時(shí)阻隔大部分來自于側(cè)面低溫凝固浴的影響。
[0018]2、在保溫型鵝頸管和紡絲組件的結(jié)合接口設(shè)置隔熱套。由于鵝頸管和紡絲組件的結(jié)合件均為金屬材質(zhì)，為了減少結(jié)合部位對內(nèi)部原液的影響，在結(jié)合件和分配板之間設(shè)置隔熱套，減少鵝頸管出口連接部位側(cè)面低溫凝固浴對高溫原液的影響。
[0019]3、采用非金屬材質(zhì)的分配板，減少外部凝固浴對內(nèi)部原液正面的影響。
[0020]4、采用帶頂錐的非金屬分配板，該分配板上布孔呈環(huán)形均布，確保從鵝頸管過來的原液至分配板上的分配壓力一致。
[0021]5、在噴絲板和壓蓋之間設(shè)置L型墊片。由于噴絲板和壓蓋均為金屬，設(shè)置L型墊片，阻斷外部低溫凝固浴對內(nèi)部高溫原液的影響。
[0022]6、在噴絲板和定位壓板之間設(shè)置L型墊片。由于噴絲板和緊固螺絲，設(shè)置L型墊片，阻斷外部低溫凝固浴對內(nèi)部高溫原液的影響。
[0023]7、在環(huán)形噴絲板中間設(shè)置噴絲板緊固螺絲隔熱板，進(jìn)一步減少低溫凝固浴從正面對高溫原液的影響。
【附圖說明】
[0024]圖I是PAN基碳纖維原絲紡絲組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明
[0026]請參閱圖I，圖I是PAN基碳纖維原絲紡絲組件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，一種PAN基碳纖維原絲紡絲組件，包括分配板3、隔熱套4、壓蓋緊固螺絲6、壓蓋7、外部墊片8、過濾網(wǎng)9、噴絲板10、中部墊片11、定位墊片12、定位壓板13和螺絲15 ;所述的過濾網(wǎng)9安裝在所述的分配板3的底部凹槽內(nèi)，在該分配板和過濾網(wǎng)的外部套有所述的隔熱套4 ;所述的定位壓板13通過所述的螺絲15固定在所述的分配板3的中央，在所述的定位壓板13和分配板3之間由外向內(nèi)還依次固定有所述的定位墊片12、噴絲板10的內(nèi)端、中部墊片11和過濾網(wǎng)9 ;所述的壓蓋7通過所述的壓蓋緊固螺絲6與保溫型鵝頸管I固定，在所述的壓蓋7和分配板3之間由外向內(nèi)還依次固定有所述的外端墊片8、噴絲板10的外端和過濾網(wǎng)9。在所述的螺絲15外還安裝有隔熱板14。在所述的分配板3保溫型鵝頸管I之間還設(shè)有第一密封圈2。在所述的壓蓋7與保溫型鵝頸管I之間還設(shè)有第二密封圈5。
[0027]本實(shí)用新型的具體操作過程如下：事先組裝紡絲組件后安裝在保溫型鵝頸管I內(nèi)。
[0028]先組裝紡絲組件：在分配板3底部的凹槽內(nèi)安裝金屬過濾網(wǎng)9，然后在分配板和過濾網(wǎng)外部套上非金屬材質(zhì)的隔熱套4，在中間部位放置非金屬材質(zhì)的墊片11，然后安裝上噴絲板10，在環(huán)形的噴絲板10和定位壓板13之間放置定位墊片12，然后中間安裝定位壓板13和螺絲15，螺絲將上述組件組合后，在螺絲外安裝隔熱板14。
[0029]在保溫型鵝頸管I和紡絲組件之間放置第一密封圈2，在保溫型鵝頸管I外端放置第二密封圈5，并通過壓蓋7將紡絲組件和保溫型鵝頸管I結(jié)合在一起。
[0030]最后通過壓蓋緊固螺絲6將紡絲組件和保溫型鵝頸管I緊固即可。
[0031]本實(shí)用新型減少了低溫凝固浴對高溫原液的影響，提高了原液黏度均勻性，并有效改善原液分配的均勻性，從而提高原液擠出的均一性，以制備高品質(zhì)的碳纖維原絲。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種PAN基碳纖維原絲紡絲組件，其特征在于，包括分配板（3)、隔熱套（4)、壓蓋緊固螺絲（6)、壓蓋（7)、外部墊片（8)、過濾網(wǎng)（9)、噴絲板（10)、中部墊片（11)、定位墊片(12)、定位壓板（13)和螺絲（15); 所述的過濾網(wǎng)（9)安裝在所述的分配板（3)的底部凹槽內(nèi)，在該分配板和過濾網(wǎng)的外部套有所述的隔熱套（4); 所述的定位壓板（13)通過所述的螺絲（15)固定在所述的分配板（3)的中央，在所述的定位壓板（13)和分配板（3)之間由外向內(nèi)還依次固定有所述的定位墊片（12)、噴絲板(10)的內(nèi)端、中部墊片（11)和過濾網(wǎng)（9); 所述的壓蓋（7)通過所述的壓蓋緊固螺絲（6)與保溫型鵝頸管（I)固定，在所述的壓蓋（7)和分配板（3)之間由外向內(nèi)還依次固定有所述的外端墊片（8)、噴絲板（10)的外端和過濾網(wǎng)(9)02.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PAN基碳纖維原絲紡絲組件，其特征在于，在所述的螺絲(15)外還安裝有隔熱板（14)。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的PAN基碳纖維原絲紡絲組件，其特征在于，在所述的分配板（3)保溫型鵝頸管（I)之間還設(shè)有第一密封圈（2)。4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的PAN基碳纖維原絲紡絲組件，其特征在于，在所述的壓蓋(7)與保溫型鵝頸管（I)之間還設(shè)有第二密封圈（5)。5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的PAN基碳纖維原絲紡絲組件，其特征在于，所述的分配板上部為圓錐形頂錐，孔呈環(huán)形均布。
【專利摘要】本實(shí)用新型一種PAN基碳纖維原絲紡絲組件，包括、分配板、隔熱套、壓蓋緊固螺絲、壓蓋、外部墊片、過濾網(wǎng)、噴絲板、中部墊片、定位墊片、定位壓板和螺絲；過濾網(wǎng)安裝在分配板的底部凹槽內(nèi)，在該分配板和過濾網(wǎng)的外部套有所述的隔熱套；定位壓板通過螺絲固定在所述的分配板的中央，在定位壓板和分配板之間由外向內(nèi)還依次固定有定位墊片、噴絲板的內(nèi)端、中部墊片和過濾網(wǎng)；在壓蓋和分配板之間由外向內(nèi)還依次固定有所述的外端墊片、噴絲板的外端和過濾網(wǎng)。本實(shí)用新型減少了低溫凝固浴對高溫原液的影響，提高了原液黏度均勻性，并有效改善原液分配的均勻性，從而提高原液擠出的均一性，以制備高品質(zhì)的碳纖維原絲。
【IPC分類】D01D1/06, D01D4/02, D01D5/06
【公開號(hào)】CN205152409
【申請?zhí)枴緾N201520797191
【發(fā)明人】袁玉紅, 黃翔宇, 王平, 顧文蘭, 張捷, 季春曉, 吳嵩義, 宋文迪
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石化上海石油化工股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年10月14日