本发明专利技术属于纤维热处理技术领域，具体涉及一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置及方法，包括同轴设置的顶盖传热装置、周向传热装置、底盖传热装置、轴心传热并给气装置和气体回风装置；所述顶盖传热装置与所述周向传热装置的顶部通过法兰连接；所述底盖传热装置与所述周向传热装置的底部连接；所述气体回风装置设于所述周向传热装置的内腔；所述轴心传热并给气装置穿过所述底盖传热装置中心并伸入所述气体回风装置的内腔。本发明专利技术可以实现纤维丝饼均匀受热，也可实现向丝饼吹气且使气体能沿其直径方向均匀流动，且流动方向可为从内向外，也可从外向内，根据需要进行气体吹扫以带走纤维挥发出来的低分子物，减少影响纤维性能的不利因素。性能的不利因素。性能的不利因素。
【技术实现步骤摘要】
一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置及方法
[0001]本专利技术属于纤维热处理
，具体涉及一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置及方法。
技术介绍
[0002]合成纤维由合成的小分子聚合物制成。用于制造这些纤维的化合物来自如石油基化学品或石化产品等原材料。这些材料聚合成结合两个相邻碳原子的化学物质。不同的化学化合物用于生产不同类型的合成纤维。合成纤维约占所有纤维使用量的一半，应用于纤维和纺织技术的每个领域。高性能纤维是纤维科学和工程界开发的一批具有高强度、高模量、耐高温性的新一代合成纤维。以高性能纤维为增强基质，用热可塑性树脂和热硬化树脂以及各种类型的编织物形成的复合材料已逐步扩大在航空、航天、交通运输、工业生产、农林、海洋水产、能源、环境保护、通信、医疗卫生、体育器材等方面的应用，为人类提供物质条件。
[0003]大多数高性能特种纤维采用湿法纺丝制成。在湿法成形的纤维结构中，有时还有为数众多、大小不等的空穴，这些通常依靠在后续的热处理中部分或全部消除。高性能纤维在冷却、固化和拉伸过程中，在外力作用下，分子链相互受到的作用力是不平衡的。纤维中内应力和结晶缺陷的存在使纤维的结构处于不稳定状态，易变形，性能也不稳定。因此，在纤维长丝拉伸制备后将拉伸定形的纤维在较高温度的气氛或者水溶液等热介质中处理一段时间以消除内应力，有利于纤维结构达到稳定状态，性能稳定，不易变形。
[0004]中国专利CN202265597U公布了一种单管式气体保护纤维热处理装置，包括两端开口的由高温合金制成的加热管，所述加热管的两端开口处固定有封头，两个所述封头上分别开有相对应的进料口及出料口，所述加热管的外壁上分别固定有左侧电极夹持端及右侧电极夹持端，所述加热管的管壁上开有保护气体进口。该专利采用由高温合金制成的加热管，管内空间小，温度均匀可控，保证了热处理性能，可节约能源。但是该专利加热方式比较单一，不能够有效保证纤维的受热均匀；并且在高温下，有些高性能纤维还可能析出低分子物，该低分子物对纤维的性能可能存在不利影响，需要尽可能将低分子物去除。
[0005]根据市场需要，目前亟需一种纤维热处理装置。该装置既能保证纤维受热均匀，又能够有效去除纤维挥发出来的低分子物，保证纤维性能的稳定。
技术实现思路
[0006]针对上述缺点，本专利技术提供了一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置及方法。本专利技术可以实现纤维丝饼均匀受热，适应多种工艺需求，实现在高温下纤维丝饼处于均匀的温度环境，使纤维结构性能更加稳定；同时可实现向丝饼吹气且使气体能沿其直径方向均匀流动，且流动方向可为从内向外，也可从外向内，根据需要进行气体吹扫以带走纤维挥发出来的低分子物，减少影响纤维性能的不利因素。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置，包括同轴设置的顶盖传热装置、周向传热装置、底盖传热装置、轴心传热并给气装置和气体回风装置；所述顶盖传热装置与所述周向传热装置的顶部通过法兰连接；所述底盖传热装置与所述周向传热装置的底部连接；所述气体回风装置设于所述周向传热装置的内腔；所述轴心传热并给气装置穿过所述底盖传热装置的中心并伸入所述气体回风装置的内腔。
[0008]优选的，所述顶盖传热装置包括法兰顶盖，所述法兰顶盖的顶部对称设置有2个吊耳；所述顶盖传热装置底部同轴设置有螺旋板式结构的第一传热介质流道，所述第一传热介质流道与所述顶盖传热装置顶部的第一传热介质进口接管和第一传热介质出口接管相连通；所述法兰顶盖的顶部穿设有上测温附件。
[0009]优选的，所述周向传热装置包括壳体，所述壳体与气体回风装置之间的内腔同轴设有螺旋结构的传热介质盘管，所述传热介质盘管的出入口接管贯穿设于周向传热装置的壳体之外。
[0010]优选的，所述底盖传热装置的顶部同轴设置有螺旋板式结构的第二传热介质流道，所述第二传热介质流道与所述底盖传热装置底部的第二传热介质进口接管和第二传热介质出口接管相连通，所述底盖传热装置的底部穿设有下测温附件。
[0011]优选的，所述轴心传热并给气装置包括上下封闭的轴心传热介质流通管路，所述轴心传热介质流通管路的外侧壁同轴套有给气套管，所述给气套管的顶端设有第一环形堵板，所述给气套管的底端设有第二环形堵板。
[0012]更优选的，所述轴心传热介质流通管路的内腔垂直设有中心隔板，所述中心隔板的底部与轴心传热介质流通管路的底部连接；所述轴心传热介质流通管路的下侧壁连通有相对于中心隔板对称设置的第三传热介质进口接管和第三传热介质出口接管。
[0013]更优选的，所述给气套管与轴心传热介质流通管路之间的内腔下部设有与第一环形堵板平行的第一环形隔板，所述第一环形隔板上均匀设置有小孔；所述第一环形隔板以上的给气套管侧壁上均匀设置有小孔；所述第一环形隔板以下的给气套管侧壁上连通有气体进口接管。
[0014]优选的，所述气体回风装置包括上下封闭的内管，所述内管的外侧壁同轴套有外管；所述外管的顶部设有第三环形堵板，所述外管的底部设有第四环形堵板；所述外管与内管之间的内腔上部设有与第三环形堵板平行的第二环形隔板，所述第二环形隔板上均匀设置有小孔；所述第二环形隔板以下的内管侧壁上均匀设置有小孔；所述第二环形隔板以上的外管侧壁上连通有气体出口接管，所述气体出口接管贯穿设于周向传热装置的壳体之外。
[0015]本专利技术还要求保护一种利用上述装置进行纤维热处理的方法，所述方法包括如下步骤：S1：将纤维丝饼套在所述给气套管的管壁外，使纤维丝饼与所述轴心传热并给气装置同轴；S2：分别往所述顶盖传热装置顶部的第一传热介质进口接管、周向传热装置的入口接管、底盖传热装置底部的第二传热介质进口接管和轴心传热并给气装置的第三传热介质进口接管通入传热介质，往所述轴心传热并给气装置中的气体进口接管通入惰性气体，使惰性气体沿着径向对纤维丝饼由内至外实施吹扫；
S3：吹扫完毕后停止通入传热介质和惰性气体，然后取出纤维丝饼，结束处理。
[0016]更优选的，所述传热介质为选自水、导热油、联苯、水蒸汽中的一种或多种；所述传热介质温度控制为100
‑
400℃，所述吹扫时间控制为5
‑
20h。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术通过4套传热装置不仅易于实现热量的分区传导，且可使产品所处气氛内各处温度均匀，方便温度实时检测调控，使纤维结构性能更加稳定，适应不同种类纤维的工艺需求。
[0018]（2）本专利技术可实现气体均匀规则地流动且可沿径向对纤维丝饼进行吹扫，既解决了气体无序吹扫难以控制的问题，又解决了表面吹气对丝饼内部纤维析出低分子物难于处理的问题，提升了热处理效果。
附图说明
[0019]图1为本专利技术纤维热处理装置整体示意图；图2为本专利技术顶盖传热装置示意图；图3为本专利技术周向传热装置示意图；图4为本专利技术底盖传热装置示意图；图5为本专利技术轴心传热并给气装置示意图；图6为本专利技术气体回本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置，其特征在于，包括同轴设置的顶盖传热装置（1）、周向传热装置（2）、底盖传热装置（3）、轴心传热并给气装置（4）和气体回风装置（5）；所述顶盖传热装置（1）与所述周向传热装置（2）的顶部通过法兰连接；所述底盖传热装置（3）与所述周向传热装置（2）的底部连接；所述气体回风装置（5）设于所述周向传热装置（2）的内腔；所述轴心传热并给气装置（4）穿过所述底盖传热装置（3）的中心并伸入所述气体回风装置（5）的内腔。2.根据权利要求1所述一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置，其特征在于，所述顶盖传热装置（1）包括法兰顶盖（11），所述法兰顶盖（11）的顶部对称设置有2个吊耳（12）；所述顶盖传热装置（1）底部同轴设置有螺旋板式结构的第一传热介质流道（15），所述第一传热介质流道（15）与所述顶盖传热装置（1）顶部的第一传热介质进口接管（14）和第一传热介质出口接管（16）相连通；所述法兰顶盖（11）的顶部穿设有上测温附件（13）。3.根据权利要求1所述一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置，其特征在于，所述周向传热装置（2）包括壳体（21），所述壳体（21）与气体回风装置（5）之间的内腔同轴设有螺旋结构的传热介质盘管（22），所述传热介质盘管（22）的出入口接管贯穿设于周向传热装置（2）的壳体（21）之外。4.根据权利要求1所述一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置，其特征在于，所述底盖传热装置（3）的顶部同轴设置有螺旋板式结构的第二传热介质流道（33），所述第二传热介质流道（33）与所述底盖传热装置（3）底部的第二传热介质进口接管（34）和第二传热介质出口接管（35）相连通，所述底盖传热装置（3）的底部穿设有下测温附件（32）。5.根据权利要求1所述一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置，其特征在于，所述轴心传热并给气装置（4）包括上下封闭的轴心传热介质流通管路（41），所述轴心传热介质流通管路（41）的外侧壁同轴套有给气套管（44），所述给气套管（44）的顶端设有第一环形堵板（45），所述给气套管（44）的底端设有第二环形堵板（49）。6.根据权利要求5所述一种气体径向吹扫且受热均匀的纤维热处理装置，其特征在于，所述轴心传热介质流通管路（41）的内腔垂直设有中心隔板（43），所...
【专利技术属性】
技术研发人员：金志新，朱钢，虞中杰，陈立永，
申请(专利权)人：海利得新材料研究上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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