一种具有浴液面波动控制装置的凝固浴槽的制作方法

1.本发明涉及碳纤维原丝生产领域，特别是涉及一种具有浴液面波动控制装置的凝固浴槽。


背景技术：

2.在碳纤维原丝工业化生产的过程中，干喷湿纺纺丝工艺通常用于生产高性能碳纤维。干喷湿纺工艺，喷丝装置位于凝固浴液面上方，也就是喷丝板距离凝固浴液面有一段“空气段”，干喷湿纺工艺要求“空气段”的高度保持恒定，在实际生产中，由于喷丝装置是固定不动的，所以就要求凝固浴液面高度波动必须“非常小”，通常要求凝固浴液面高度波动不大于0.2mm。然而，由于干喷湿纺凝固成型工序纤维的速度可达20-30m/min，采用传统的凝固成型系统及方法，存在凝固浴槽液面高度波动大的现象，不能满足工业化干喷湿纺原丝生产的要求。
3.干喷丝纺工艺要求凝固浴的液面保持稳定,这是由于液面波动过大会造成喷丝头断丝,凝固丝条粗细间隔,容易产生毛丝缠辊现象,即使很轻微的液面波动也会导致纤维径向粗细不均匀。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有干喷湿纺凝固成型工序中，凝固浴槽液面高度波动大、导致的喷丝板漫板的技术问题，提供一种凝固浴槽液面波动小、液面稳定的具有浴液面波动控制装置的凝固浴槽。
5.本发明提供一种具有浴液面波动控制装置的凝固浴槽，其设有凝固浴槽，所述凝固浴槽内设有凝固浴液，所述凝固浴槽两端设有溢流收集槽，所述凝固浴槽的底部设置有稳流桶，所述凝固浴槽设有底部和侧部纺丝原液入口，所述凝固浴槽上端设有阻隔网框架，所述阻隔网框架下部浸入凝固浴液面以下，所述阻隔网框架内装设有能量吸收球，所述能量吸收球浮在凝固浴液表面。
6.优选地，所述阻隔网框架将凝固浴液面空间分割成格子，所述格子内放置能量吸收球；所述阻隔网框架的最外层壁板外设有挂钩，所述阻隔网框架通过所述挂钩挂在所述凝固浴槽的壁板上。
7.优选地，所述阻隔网框架设有左侧阻隔网框架和右侧阻隔网框架，镜像对称设置，所述左侧阻隔网框架的右侧设有缺口，所述右侧阻隔网框架左侧设有缺口，所述左侧阻隔网框架缺口与所述右侧阻隔网框架缺口构成丝条牵出通道。
8.优选地，所述阻隔网框架浸入凝固浴液部分的截面加工倾角，倾角斜度为40-60度。
9.优选地，所述阻隔网框架浸入到凝固浴液中的长度为30-50mm，厚度为1-3mm，所述阻隔网框架格子为60-80mm，所述阻隔网框架的材质为不锈钢,采用抛光处理。
10.优选地，所述能量吸收球为中空球体结构，采用acf极限缓冲材料和/或pu海绵。
11.本发明的有益效果是：
12.(1)本发明通过阻隔网框架的设计，阻隔了液面上振动的传播，尤其是多个波动产生的共振及叠加；
13.(2)本发明采用了能量吸收球，进一步降低了液面波动幅度，使得从根本上断绝了因液面波动导致的漫板现象；采用acf极限缓冲材料、pu海绵，吸收水波的动能，大幅降低了凝固丝条质量cv值；
14.(3)本发明通过阻隔网框架和能量吸收球的设计，降低了液面波动，因而增大了“空气段”长度的工艺调整空间，为获得更佳工艺参数，提供了物质保障。并且，可以允许进一步提高凝固成型工序纤维的速度，进而提高纺丝产量。
附图说明
15.图1是本发明的立面结构示意图；
16.图2是本发明的平面结构示意图；
17.图3是本发明的a-a截面剖面结构示意图；
18.图4是本发明的b-b截面剖面结构示意图；
19.图5是本发明在c处放大示意图。
20.附图符号说明：
21.1、左侧阻隔网框架；2、右侧阻隔网框架；3、能量吸收球。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，以使本发明所属技术领域的技术人员能够容易实施本发明。
23.实施例：
24.如图1-5所示，本发明设有凝固浴槽，在凝固浴槽的两端，设置溢流收集槽，即前溢流槽和后溢流槽。通过溢流的方式，将凝固浴的液面波峰有效消耗掉。凝固浴槽的底部设置有稳流桶。稳流桶通常为v型，稳流板上均匀分布有圆孔，圆孔孔径为6mm。通过稳流筒的稳流作用，使得纺丝原液成纤的过程中，减少了物理变化过程中带来的冲击脉动影响。纺丝原液进入凝固浴槽时，从底部和侧部两个部位进入，从而分散和降低了原液进入时，带入的凝固浴动能。
25.本发明在凝固浴槽上设有阻隔网框架，利用凝固浴槽的壁板作为支撑，阻隔网框架的最外层壁板挂在凝固浴槽的壁板上。
26.阻隔网框架内装设有能量吸收球3，阻隔网框架包括左侧阻隔网框架1和右侧阻隔网框架2，左侧阻隔网框架1和右侧阻隔网框架2为镜像对称结构，左侧阻隔网框架1的右侧设有缺口，右侧阻隔网框架2左侧设有缺口，左侧阻隔网框架缺口与所述右侧阻隔网框架缺口构成丝条牵出通道。
27.阻隔网框架，可有效阻断水波的传动，同时耗散水波振动的能量。阻隔网框架将凝固浴液面空间分割为一个个格子，对凝固浴槽带来的持续性流动及水面波动进行阻断，防止其水波的扩散和叠加。为降低阻隔框架网自身带来的气泡产生，框架处于水下的截面采用斜度，如图5所示，斜度为40-60度。液面下的材料，其表面粗糙度决定气泡的附着表面张
力，为减少气泡的附着数量，阻隔网框架的材质采用304l,将框架浸入液面下的材料表面进行抛光处理，ra＝1.6。
28.阻隔网框架浸入到凝固浴液中的长度为30-50mm之间，材料厚度在1-3mm之间，框架中的间隔为60-80mm。
29.能量吸收球3采用acf极限缓冲材料和/或pu海绵，该材料能瞬间将冲击能量转化为不明显的热能。采用该材料能将缓冲，减振，吸能三大性能集于一身。可以最大限度的吸收水波振动时带有的动能，该球体设计为中空结构，能够浮在凝固浴表面上。能量吸收球3为球体，球体的直径为10mm及15mm。直径为10mm的球体为黄色，直径为15mm的球体为白色。阻隔网框架放置完毕后，在阻隔网框架形成的格子内，放置能量吸收球3,每次放入1个，每个格子最多可以放置4个。
30.工作过程中：
31.1.在凝固浴槽液面上放置阻隔网。阻隔网放置在凝固浴槽两侧。纺丝生头前，将左侧阻隔网框架1放到图示位置。到位的标志是，不影响纺丝生头过程。丝条稳定牵出后，可将右侧阻隔网框架2放置在图示位置，放置右侧阻隔网框架2时，尽量减少带给凝固浴液面的波动。
32.2.左侧阻隔网框架1和右侧阻隔网框架2放置完成后，可以将能量吸收球放入框架网格内。起到吸收水波能量的作用，能量吸收球的大小和数量，根据凝固浴液面的波动情况而定。
33.3.阻隔网框架的移除，纺丝过程未结束时，先将吸收能量球取出，轻轻放到容器里，妥善保管起来。再将阻隔网框架轻轻移至距离喷丝头较远的地方，缓慢将框架取出。
34.4.取出的框架，仔细清理后，晾干，以备后用。
35.在同一条纺丝线上，同一时刻，选取其他方面都相同的3个纺位，进行对比试验。
36.对比例1
37.未加阻隔网框架。
38.对比例2
39.只加阻隔网框架，未加能量吸收球3。
40.对比例3
41.阻隔网框架和能量吸收球3同时使用。
42.对比例1-3中数据对比如表1所示：
[0043][0044]
表1
[0045]
通过表1中的数据可见，在其他条件相同的情况下，由于阻隔网框架的安放与否，能量吸收球3的安放与否，带来了明显的变化。随着阻隔框架网的放置，以及能量吸收球的放置，凝固浴的液面波动最大值，凝固丝条质量的cv值，原丝单丝强度cv值,原丝纤度强度cv值,都明显降低了。因此,聚丙烯腈碳纤维原丝凝固浴液面波动控制装置,实测有效。
[0046]
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过阻隔网阻断水面波动的传动，采用acf极限缓冲材料，吸收水波的动能，大幅降低了凝固丝条质量cv值。
[0047]
以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。