一种高性能纤维水洗装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于纤维生产技术领域，具体涉及一种高性能纤维水洗装置，包括至少一级水洗壳体，水洗壳体中设置五层水洗槽，水洗槽固定连接水洗壳体，水洗壳体上设置纤维进口和纤维出口；水洗槽上方设置压辊、导向辊，水洗槽连接超声装置；靠近纤维出口的位置设置出口导向辊；水洗槽的一侧设置倾斜挡板，水洗槽的底部朝向导向辊的一侧倾斜；水洗壳体上设置进水口和出水口，该水洗装置形成了逐层逆向补水，实现了纤维内部溶剂的及时扩散、逸出和稀释，纤维走丝方向始终和水流方向相逆，而且配置超声水洗，具有水洗效率高，纤维内部溶剂残留含量低等优点。低等优点。低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能纤维水洗装置


[0001]本技术属于纤维生产
，具体涉及一种高性能纤维水洗装置。

技术介绍

[0002]高性能纤维具有优异的综合性能，常见的高性能纤维有对位芳纶纤维、碳纤维等。该类纤维及其复合材料在民用领域、防弹抗冲击材料、武器装备等军用、航空航天领域均得到广泛的应用。因此，高性能纤维和纤维增强复合材料一直作为材料领域研究的热点。但是如对位芳纶、碳纤维储存环境要求高，而且纤维老化、氧化的风险导致其力学性能降低，使用寿命降低。一般而言，纤维的老化速度与纤维中溶剂残留有很大的关系，纤维用溶剂残留量越高，会使高性能纤维老化、氧化速度加快，性能降低。
[0003]许多高性能纤维的制造工艺需要使用溶剂来进行纺丝，这些溶剂包括浓硫酸、多聚磷酸、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等强酸或者非质子极性有机溶剂。由于纺丝浆液中含有大量的溶剂，需要除去纺丝浆液中溶剂才能得到合格的高性能纤维，其中在湿法纺丝和干喷湿纺纺丝工艺中，水洗工序是除去纤维中溶剂必不可少的步骤，水洗效果如果不好，纤维内部在后续加热处理后形成结构缺陷和丝束粘连，影响纤维性能。另外，如果不能将纤维的溶剂有效去除，在后续的干燥过程中腐蚀辊筒，会影响正常运行，产生毛丝，影响纤维成品质量。
[0004]影响高性能纤维原丝水洗效果的影响因素有很多，例如聚合物分子质量、纺丝液固含量、洗液用量、水洗时间、水洗工序等，其中水洗条件是最直接的影响因素。目前，高性能纤维的水洗方式有很多，例如喷淋式水洗、浸没式水洗或者两者的结合，其中每一种水洗方式的结构和设计也相差很大。而且，由于设备、工艺、场地空间大小等因素的制约，现有的水洗装置结构复杂、水洗效率低、不能充分利用纤维内部溶剂脱除的机理，导致溶剂清除效果差、不彻底，而且也存在不适合工业化应用等问题。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的技术中存在水洗装置满足不了高性能纤维水洗工艺要求的问题，本技术提供了一种高性能纤维水洗装置，采用逆向水洗、超声水洗，具有水洗自动化程度高，流量可控，具有水洗效率高，纤维残留溶剂含量低等优点，不仅能满足不同纺丝工艺下的水洗工艺要求，而且更适用于工业化纤维生产。
[0006]为了实现技术目的，提出如下的技术方案：
[0007]一种高性能纤维水洗装置，包括至少一级水洗壳体；水洗壳体中设置五层水洗槽，水洗槽的一侧固定连接水洗壳体的后侧，水洗壳体的前侧活动连接水洗壳体的侧面，水洗壳体下方设置纤维进口，上方设置纤维出口；每层水洗槽中设置两个压辊，水洗槽的斜上方设置一个导向辊，相邻水洗槽的斜上方的导向辊分别设置在水洗槽的两侧，压辊、导向辊均连接水洗壳体的后侧，水洗槽的底部连接超声装置；最底层水洗槽上的导向辊设置靠近纤维进口的位置，最顶层水洗槽的斜上方设置出口导向辊，出口导向辊与最顶层水洗槽上的
导向辊分别设置在水洗槽的两侧；每层水洗槽远离导向辊的一侧设置倾斜挡板，水洗槽的底部朝向导向辊的一侧倾斜；水洗壳体的顶部设置进水口，水洗壳体的底部设置有出水口。
[0008]优选地，水洗壳体的外部靠近纤维进口的位置设置进口处导丝棒，水洗壳体的外部靠近纤维出口的位置设置出口处导丝棒。
[0009]优选地，进水口通过管道连接第一集水槽，管道上设置水泵、流量计和进水阀门；所述出水口通过管道连接第二集水槽，管道上设置出水阀门。
[0010]进一步优选地，一种高性能纤维水洗装置，包括；两级级水洗壳体，分别为第一级水洗壳体、第二级水洗壳体，所述第二级水洗壳体中的第二集水槽通过管道连接第一级水洗壳体中的第一集水槽，第一级水洗壳体、第二级水洗壳体中的第一集水槽均通过管道连接水源；管道上均设置有水泵、阀门。
[0011]优选地，水洗槽的倾斜角度为3～6
°
，加速水流的流动，目的均是促进纤维与洗液的接触，提高除溶剂效果。
[0012]优选地，压辊、导向辊均连接电机，通过电机带动压辊、导向辊的转动。
[0013]优选地，水洗壳体底部的出水口上设置过滤器，可以过滤杂质，洗液经过过滤器后回流进第二集水槽中。
[0014]优选地，出口导向辊设置在最顶层水洗槽的上方。
[0015]优选地，水洗壳体上的纤维出口、纤维出口分别设置在水洗壳体对应的两个侧面上。
[0016]优选地，出口导向辊设置在靠近水洗壳体的纤维出口的位置。
[0017]采用本技术的技术方案，带来的有益效果为：
[0018](1)在本技术中，采用的纤维浸没式水洗槽清洗，每层水洗底部有设置有两个压辊浸入水中，同时可以平行排列多数纤维，而且可以通过控制进水流量控制纤维浸水深度，每一级水洗壳体可以叠加多层浸浴式水洗槽，通过控制水流方向始终与纤维走丝方向相反，浸浴式水槽保证了纤维与水流的接触面积，提高纤维清洗效率；
[0019](2)在本技术中，根据纤维内部溶剂相分离原理，在每层水洗槽底部设置超声装置，通过超声波产生空穴作用原理，冲击纤维丝束，可以使纤维表面和丝束间的溶剂快速通过微孔逸出纤维表面，进一步提高的清洗的效果；
[0020](3)在本技术中，多级水洗壳体可以实现纤维水洗液的循环使用，可以实现相邻水洗壳体之间的串联控制，实现了去离子水自动循环利用，达到动态平衡，还能充分节约水资源；
[0021](4)在本技术中，为了能够使水流更快速流动，每层水槽均有倾斜，加速水流的流动，目的均是促进纤维与洗液的接触，增加水流与纤维的相对运动，提高去除溶剂效果。
[0022]本技术提供的水洗装置，形成了逐级和逐层逆向补水，实现了纤维内部溶剂的及时扩散、逸出和稀释，纤维走丝方向始终和水流方向相逆。该装置纤维长距离浸没水洗，而且配置了超声水洗，具有水洗自动化程度高，流量可控，降低了因水洗槽长度和空间的不足而增加的设备和空间的投资成本，具有水洗效率高，纤维残留溶剂含量低等优点。不仅能满足不同纺丝工艺下的水洗工艺要求，而且更适用于工业化纤维生产。
附图说明
[0023]图1为本技术的水洗装置的结构示意图；
[0024]图2为本技术的二级水洗壳体的结构示意图；
[0025]图中，1为水洗壳体，2为水洗槽，3为倾斜挡板，4为压辊，5为导向辊， 6为进口处导丝棒，7为第二集水槽，8为第一集水槽，9为出口导向辊，10为进水口，11为出水口，12为超声装置，13为出口处导丝棒。
具体实施方式
[0026]下面通过对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]除此之外，本专利技术所述的其他技术方案均采用的是常规现有技术，专利技术人不再赘述。
[0028]如图1所示，一种高性能纤维水洗装置，包括一级水洗壳体，一级水洗壳体中设置一个水洗壳体1，水洗壳体1中设置五层水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能纤维水洗装置，其特征在于，包括至少一级水洗壳体；水洗壳体(1)中设置五层水洗槽(2)，水洗槽(2)的一侧固定连接水洗壳体(1)的后侧，水洗壳体(1)的前侧活动连接水洗壳体(1)的侧面，水洗壳体(1)下方设置纤维进口，上方设置纤维出口；每层水洗槽(2)中设置两个压辊(4)，每层水洗槽(2)的斜上方设置一个导向辊(5)，相邻水洗槽(2)的斜上方的导向辊(5)分别设置在水洗槽(2)的两侧，压辊(4)、导向辊(5)均连接水洗壳体(1)的后侧，水洗槽(2)的底部连接超声装置(12)；最底层水洗槽(2)上的导向辊(5)设置靠近纤维进口的位置，最顶层水洗槽(2)的斜上方设置出口导向辊(9)，出口导向辊(9)与最顶层水洗槽(2)上的导向辊(5)分别设置在水洗槽(2)的两侧；每层水洗槽(2)远离导向辊(5)的一侧设置倾斜挡板(3)，水洗槽(2)的底部朝向导向辊(5)的一侧倾斜；水洗壳体(1)的顶部设置进水口(10)，水洗壳体(1)的底部设置有出水口(11)。2.根据权利要求1所述的一种高性能纤维水洗装置，其特征在于，所述水洗壳体(1)的外部靠近纤维进口的位置设置进口处导丝棒(6)，水洗壳体(1)的外部靠近纤维出口的位置设置出口处导丝棒(13)。3.根据权利要求1所述的一种高性能纤维水洗装置，其特征在于，所述水洗槽(2)的倾斜角度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘群，陈湘栋，张殿波，刘宗法，孟昭瑞，郭程，钟蔚华，代勇，刘薇，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：新型
国别省市：