一种碳纤维原丝水洗装置的制作方法

本实用新型涉及一种碳纤维原丝水洗装置。

背景技术：

碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量的新型纤维材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

在碳纤维的生产过程中，水洗是重要的一个步骤，水洗水用量过大，不利于生产单耗的下降，大大加大了生产的成本；水洗量过少导致水洗后溶剂残留量过高，不仅会使纤维单丝之间在加工过程中易发生并丝现象，而且在烘干段残留的溶剂会对纤维起到一定的破坏作用。

传统的碳纤维水洗装置，通过设置多个上下方向依次排列的水洗槽，并通过引导辊和压辊引导碳纤维原丝按“S”形从下向上依次通过各层水洗槽，对碳纤维原丝进行水洗，可水洗效果依然不能令人满意。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能提高碳纤维原丝水洗效果的碳纤维原丝水洗装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种碳纤维原丝水洗装置，包括左右设置的左主轴箱和右主轴箱、多个两端分别固定连接在左主轴箱和右主轴箱上的水洗槽，所述多个水洗槽自上向下依次排列，所述左主轴箱和右主轴箱上分别设置有与各水洗槽的端部一一对应的压辊，各压辊下沿均浸没在对应水洗槽内的水中，所述左主轴箱和右主轴箱上分别设置有若干个引导碳纤维原丝按“S”形从下向上逐层经过各个水洗槽的引导辊，每个引导辊与其上游的相邻压辊、下游的相邻压辊相互传动连接，形成一个传动组，所述左主轴箱和右主轴箱上分别设置有与各个传动组一一对应的驱动装置，驱动装置用于驱动对应传动组转动。

作为一种优选的方案，所述每个传动组通过齿轮传动连接。

作为一种优选的方案，所述左主轴箱或右主轴箱上还设置有挤水装置，该挤水装置位于碳纤维原丝运行方向的最下游，挤水装置包括一个可转动的引出辊和一个与引出辊相切转动的挤水辊，所述挤水辊通过一个伸缩推杆装置连接在对应的左主轴箱或右主轴箱上。

作为一种优选的方案，所述左主轴箱或右主轴箱上还设置有碳纤维原丝引入辊，用于调整碳纤维原丝进入最上游压辊的倾角，所述引入辊位于碳纤维原丝运行方向的最上游。

作为一种优选的方案，所述左主轴箱和/或右主轴箱上横向滑动连接有若干个插入水洗槽内的超声波发生器。

作为一种优选的方案，各水洗槽内均通过一块溢流板分隔成一个主槽和一个溢流槽，各溢流槽底部均设置有溢流孔，位于上层的溢流孔与位于下层的主槽相对，所述左主轴箱或右主轴箱上设置有向顶层水洗槽供水的供水龙头，底层溢流孔通过水管和水泵与供水龙头连通，所述水流沿各溢流孔自上向下流动的方向与碳纤维原丝前进方向相反。

作为一种优选的方案，所述水管管路上还串接有过滤装置。

本实用新型的有益效果是：通过多个传动组的转速差，对碳纤维原丝在水洗过程中进行预牵伸，使碳纤维原丝趋于紧致，挤出渗透入碳纤维原丝内部的溶剂，提高水洗效果。

附图说明

图1是本实用新型的外部结构示意图；

图2是本实用新型的传动结构示意图。

图1和图2中：1、左主轴箱，2、右主轴箱，3、水洗槽，31、溢流板，32、主槽，33、溢流槽，34、溢流孔，4、压辊，5、碳纤维原丝，6、引导辊，7、传动组，8、挤水装置，81、引出辊，82、挤水辊，83、伸缩推杆装置，9、引入辊，10、超声波发生器，11、供水龙头，12、水管，13、水泵，14、过滤装置，15、驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本实用新型的具体实施方案。

如图1和图2所示的一种碳纤维原丝水洗装置，包括左右设置的左主轴箱1和右主轴箱2、多个两端分别固定连接在左主轴箱1和右主轴箱2上的水洗槽3，所述多个水洗槽3自上向下依次排列，所述左主轴箱1和右主轴箱2上分别设置有与各水洗槽3的端部一一对应的压辊4，各压辊4下沿均浸没在对应水洗槽3内的水中，所述左主轴箱1和右主轴箱2上分别设置有若干个引导碳纤维原丝5按“S”形从下向上逐层经过各个水洗槽3的引导辊6，每个引导辊6与其上游的相邻压辊4、下游的相邻压辊4相互传动连接，形成一个传动组7，所述左主轴箱1和右主轴箱2上分别设置有与各个传动组7一一对应的驱动装置15，驱动装置15用于驱动对应传动组7转动。

多个传动组7利用各自的驱动装置15进行驱动，这样可通过改变若干个驱动装置15的转速，来实现对碳纤维原丝进行预牵伸的效果，碳纤维原丝在预牵伸时，丝束变细，使碳纤维原丝趋于紧致，挤出渗透入碳纤维原丝内部的溶剂，提高水洗效果。

所述每个传动组7通过齿轮传动连接，齿轮的传动功率和速度的适用范围广，具有恒定的传动比，传动效率高，工作可靠，使用寿命长，结构紧凑，能够保证各传动组的转速差。

所述左主轴箱1或右主轴箱2上还设置有挤水装置8，该挤水装置8位于碳纤维原丝5运行方向的最下游，挤水装置8包括一个可转动的引出辊81和一个与引出辊相切转动的挤水辊82，所述挤水辊82通过一个伸缩推杆装置83连接在对应的左主轴箱1或右主轴箱2上，挤水装置8可以对水洗好的碳纤维原丝进行挤干，为后续加工工序做准备，同时也可以将碳纤维原丝内残留的溶剂挤出，提高水洗效果。

所述左主轴箱1或右主轴箱2上还设置有引入辊9，引入辊9用于调整碳纤维原丝5进入最上游压辊4的倾角，所述引入辊9位于碳纤维原丝5运行方向的最上游，引入辊9用于调整碳纤维原丝进入最上游压辊4的角度，这样无论碳纤维原丝处于较高位置或较低位置，都能够通过引入辊9将引入角度调整至合适角度，使碳纤维原丝在压辊4上形成具有足够摩擦力的包围弧。

所述左主轴箱1和/或右主轴箱2上横向滑动连接有若干个插入水洗槽3内的超声波发生器10，超声波发生器10可以使水洗槽3内的水产生振动，提高对碳纤维原丝的水洗效果。

各水洗槽3内均通过一块溢流板31分隔成一个主槽32和一个溢流槽33，各溢流槽33底部均设置有溢流孔34，位于上层的溢流孔34与位于下层的主槽32相对，所述左主轴箱1或右主轴箱2上设置有向顶层水洗槽3供水的供水龙头11，底层溢流孔34通过水管12和水泵13与供水龙头11连通，水洗槽3内的水流方向与碳纤维原丝5前进方向相反。

主槽32内的水满后，从溢流板31溢入溢流槽33内，溢流槽33内的水通过底部的溢流孔34流入下层水洗槽3的主槽32内，从而使主槽32内的水形成与碳纤维原丝5前进方向相反的水流，提高水与碳纤维原丝5的相对移动速度，提高水洗效果。

最底层的水洗槽3内的水通过水泵13压送到顶层，通过供水龙头11再次注入顶层水洗槽3内，实现水循环，从而达到节约用水的技术效果。

所述水管12管路上还串接有过滤装置14，用于对洗过碳纤维原丝的水进行过滤，滤去水中的溶剂和杂质，然后再通过水管12输送到顶层水洗槽3内，达到环保、节水的技术效果。

使用上述的碳纤维原丝水洗装置对碳纤维原丝进行水洗的方法之一，包括如下步骤：

(1)、逐个调整各驱动装置15的转速，使任一驱动装置15的转速略高于其上游相邻的驱动装置15的转速；

(2)、将碳纤维原丝引入碳纤维原丝水洗装置，使碳纤维原丝5按“S”形逐层经过水洗槽3内进行清洗。

使用上述的碳纤维原丝水洗装置对碳纤维原丝进行水洗的方法之二，包括如下步骤：

(1)、一一间隔地将各驱动装置(15)调整成两种不同的转速；

(2)、将碳纤维原丝引入碳纤维原丝水洗装置，使碳纤维原丝(5)按“S”形逐层经过水洗槽(3)内进行清洗。

本实用新型的工作原理是：通过在碳纤维原丝水洗过程中，对其进行预牵伸，使碳纤维原丝趋于紧致，挤出渗透入碳纤维原丝内部的溶剂，提高水洗效果。