一种pan基碳纤维原丝纺丝组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本涉及一种制备高性能PAN基碳纤维原丝的纺丝组件，适合采用硫氰酸钠法湿法纺丝工艺，属于化纤设备领域。
【背景技术】
[0002]碳纤维由于其具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、导电、导热和膨胀系数小等一系列优异性能，已经成为国民经济、国防军工和先进制造等方面的一个重要的基础材料。原丝质量对成品碳纤维的好坏绝对具有举足轻重的作用。PAN原丝的均质性是制备高性能碳纤维的必备条件之一，是当前国内外原丝技术的核心之一。PAN原丝均匀性差，成为制约国产原丝质量提高的瓶颈之一。
[0003]原液经均匀分配后从喷丝板均匀挤出，是得到粗细均匀原丝的前提条件，是制备均质化原丝的关键之一。在硫氰酸钠法湿法纺丝工艺路线中，纺丝组件浸渍在凝固浴浴液中，原液和凝固浴的温差高达60?90°C左右，聚丙烯腈的硫氰酸钠溶液粘度对温度极为敏感，原液的粘度直接影响喷丝孔的吐液量多少和稳定性。同一个喷丝板不同区域原液粘度的差异直接导致原液分配的不均匀和原液挤出量的不一致。
[0004]常规腈纶生产用的纺丝组件，没有做特别的保温隔热措施，原液分配通过分配板打孔孔径的变化保证原液的分配均匀，这种做法可以满足常规腈纶的生产要求，但不能满足PAN基高性能碳纤维原丝的需求。碳纤维原丝对均匀性的要求高，而且碳纤维原液的黏度高于常规腈纶用原液，对温度的敏感度高，原液均匀分配的难度大幅度增高，因此常规腈纶分配板不能满足碳纤维原丝的生产需求。
[0005]从查询到的相关文献资料看，国内相关的专利有《喷丝板纺丝组件单板式斜孔分配板》，授权专利号：CN201362760Y、《一种海岛纤维制备工艺及纺丝用分配板》，授权专利号：CN103088450A ;国外专利JP200443993A、US7988439B2，这些分配板保证了不同原液的分配均匀，但均没有考虑组件内外温差对原液的影响因素。本实用新型采用的纺丝组件，减少低温凝固浴对高温原液的影响，提高原液黏度的均匀性，提高原液挤出均匀性，提高碳纤维原丝品质。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是克服低温凝固浴浴液对相对高温原液的影响，保证原液温度不受外界低温的影响，保证原液黏度一致的情况下均匀分配，使原液在喷丝板每个喷孔的原液挤出量均匀，得到的初生纤维粗细均匀，保证成型均匀，制备均质化原丝。
[0007]本实用新型的技术方案如下：
[0008]一种PAN基碳纤维原丝纺丝组件，其特点在于，包括、分配板、隔热套、压盖紧固螺丝、压盖、外部垫片、过滤网、喷丝板、中部垫片、定位垫片、定位压板和螺丝；
[0009]所述的过滤网安装在所述的分配板的底部凹槽内，在该分配板和过滤网的外部套有所述的隔热套；
[0010]所述的定位压板通过所述的螺丝固定在所述的分配板的中央，在所述的定位压板和分配板之间由外向内还依次固定有所述的定位垫片、喷丝板的内端、中部垫片和过滤网；
[0011]所述的压盖通过所述的压盖紧固螺丝与保温型鹅颈管固定，在所述的压盖和分配板之间由外向内还依次固定有所述的外端垫片、喷丝板的外端和过滤网。
[0012]在所述的螺丝外还安装有隔热板。
[0013]在所述的分配板保温型鹅颈管之间还设有第一密封圈。
[0014]在所述的压盖与保温型鹅颈管之间还设有第二密封圈。
[0015]分配板上部为圆锥形顶锥，孔呈环形均布，确保分配压力均匀。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0017]1、采用保温型鹅颈管：分配板等纺丝组件均安装在该保温型鹅颈管内部，高温原液通过鹅颈管时阻隔大部分来自于侧面低温凝固浴的影响。
[0018]2、在保温型鹅颈管和纺丝组件的结合接口设置隔热套。由于鹅颈管和纺丝组件的结合件均为金属材质，为了减少结合部位对内部原液的影响，在结合件和分配板之间设置隔热套，减少鹅颈管出口连接部位侧面低温凝固浴对高温原液的影响。
[0019]3、采用非金属材质的分配板，减少外部凝固浴对内部原液正面的影响。
[0020]4、采用带顶锥的非金属分配板，该分配板上布孔呈环形均布，确保从鹅颈管过来的原液至分配板上的分配压力一致。
[0021]5、在喷丝板和压盖之间设置L型垫片。由于喷丝板和压盖均为金属，设置L型垫片，阻断外部低温凝固浴对内部高温原液的影响。
[0022]6、在喷丝板和定位压板之间设置L型垫片。由于喷丝板和紧固螺丝，设置L型垫片，阻断外部低温凝固浴对内部高温原液的影响。
[0023]7、在环形喷丝板中间设置喷丝板紧固螺丝隔热板，进一步减少低温凝固浴从正面对高温原液的影响。
【附图说明】
[0024]图I是PAN基碳纤维原丝纺丝组件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步说明
[0026]请参阅图I，图I是PAN基碳纤维原丝纺丝组件的结构示意图，如图所示，一种PAN基碳纤维原丝纺丝组件，包括分配板3、隔热套4、压盖紧固螺丝6、压盖7、外部垫片8、过滤网9、喷丝板10、中部垫片11、定位垫片12、定位压板13和螺丝15 ;所述的过滤网9安装在所述的分配板3的底部凹槽内，在该分配板和过滤网的外部套有所述的隔热套4 ;所述的定位压板13通过所述的螺丝15固定在所述的分配板3的中央，在所述的定位压板13和分配板3之间由外向内还依次固定有所述的定位垫片12、喷丝板10的内端、中部垫片11和过滤网9 ;所述的压盖7通过所述的压盖紧固螺丝6与保温型鹅颈管I固定，在所述的压盖7和分配板3之间由外向内还依次固定有所述的外端垫片8、喷丝板10的外端和过滤网9。在所述的螺丝15外还安装有隔热板14。在所述的分配板3保温型鹅颈管I之间还设有第一密封圈2。在所述的压盖7与保温型鹅颈管I之间还设有第二密封圈5。
[0027]本实用新型的具体操作过程如下：事先组装纺丝组件后安装在保温型鹅颈管I内。
[0028]先组装纺丝组件：在分配板3底部的凹槽内安装金属过滤网9，然后在分配板和过滤网外部套上非金属材质的隔热套4，在中间部位放置非金属材质的垫片11，然后安装上喷丝板10，在环形的喷丝板10和定位压板13之间放置定位垫片12，然后中间安装定位压板13和螺丝15，螺丝将上述组件组合后，在螺丝外安装隔热板14。
[0029]在保温型鹅颈管I和纺丝组件之间放置第一密封圈2，在保温型鹅颈管I外端放置第二密封圈5，并通过压盖7将纺丝组件和保温型鹅颈管I结合在一起。
[0030]最后通过压盖紧固螺丝6将纺丝组件和保温型鹅颈管I紧固即可。
[0031]本实用新型减少了低温凝固浴对高温原液的影响，提高了原液黏度均匀性，并有效改善原液分配的均匀性，从而提高原液挤出的均一性，以制备高品质的碳纤维原丝。
【主权项】
1.一种PAN基碳纤维原丝纺丝组件，其特征在于，包括分配板（3)、隔热套（4)、压盖紧固螺丝（6)、压盖（7)、外部垫片（8)、过滤网（9)、喷丝板（10)、中部垫片（11)、定位垫片(12)、定位压板（13)和螺丝（15); 所述的过滤网（9)安装在所述的分配板（3)的底部凹槽内，在该分配板和过滤网的外部套有所述的隔热套（4); 所述的定位压板（13)通过所述的螺丝（15)固定在所述的分配板（3)的中央，在所述的定位压板（13)和分配板（3)之间由外向内还依次固定有所述的定位垫片（12)、喷丝板(10)的内端、中部垫片（11)和过滤网（9); 所述的压盖（7)通过所述的压盖紧固螺丝（6)与保温型鹅颈管（I)固定，在所述的压盖（7)和分配板（3)之间由外向内还依次固定有所述的外端垫片（8)、喷丝板（10)的外端和过滤网(9)02.根据权利要求I所述的PAN基碳纤维原丝纺丝组件，其特征在于，在所述的螺丝(15)外还安装有隔热板（14)。3.根据权利要求I或2所述的PAN基碳纤维原丝纺丝组件，其特征在于，在所述的分配板（3)保温型鹅颈管（I)之间还设有第一密封圈（2)。4.根据权利要求I或2所述的PAN基碳纤维原丝纺丝组件，其特征在于，在所述的压盖(7)与保温型鹅颈管（I)之间还设有第二密封圈（5)。5.根据权利要求I或2所述的PAN基碳纤维原丝纺丝组件，其特征在于，所述的分配板上部为圆锥形顶锥，孔呈环形均布。
【专利摘要】本实用新型一种PAN基碳纤维原丝纺丝组件，包括、分配板、隔热套、压盖紧固螺丝、压盖、外部垫片、过滤网、喷丝板、中部垫片、定位垫片、定位压板和螺丝；过滤网安装在分配板的底部凹槽内，在该分配板和过滤网的外部套有所述的隔热套；定位压板通过螺丝固定在所述的分配板的中央，在定位压板和分配板之间由外向内还依次固定有定位垫片、喷丝板的内端、中部垫片和过滤网；在压盖和分配板之间由外向内还依次固定有所述的外端垫片、喷丝板的外端和过滤网。本实用新型减少了低温凝固浴对高温原液的影响，提高了原液黏度均匀性，并有效改善原液分配的均匀性，从而提高原液挤出的均一性，以制备高品质的碳纤维原丝。
【IPC分类】D01D1/06, D01D4/02, D01D5/06
【公开号】CN205152409
【申请号】CN201520797191
【发明人】袁玉红, 黄翔宇, 王平, 顾文兰, 张捷, 季春晓, 吴嵩义, 宋文迪
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石化上海石油化工股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月14日