一种碳纤维原丝聚合连续进料系统的制作方法

本实用新型涉及一种碳纤维原丝聚合连续进料系统，属于碳纤维生产技术领域。

背景技术：

碳纤维是碳含量在90％以上的无机高分子纤维，除了具有一般碳素材料的耐高温、耐摩擦、耐腐蚀及导电导热等特性以外，还具有柔软可加工性、质量轻、比强度大等特性，从而被广泛应用到军事、纺织、体育器材、化工、医疗器械及机械加工等诸多领域。

聚丙烯腈碳纤维的制备过程包括原料聚合、转向纺丝、水洗、干燥致密化、预氧化、炭化、上浆干燥等。其中，原料聚合是碳纤维生产的第一道工序。现有的碳纤维聚合采用间歇式生产的方式进行，这种方式存在不能连续生产、生产效率低、质量不稳定等问题。

技术实现要素：

为解决现有碳纤维聚合生产过程中存在生产不能连续进行，生产效率低，产品质量不够稳定的技术问题，本实用新型提供了一种碳纤维原丝聚合连续进料系统，所采取的技术方案如下：

一种碳纤维原丝聚合连续进料系统，该系统包括二甲基亚砜储罐1，丙烯腈储罐2，多个单体储罐，引发剂储罐5，多个泵，多个质量流量计7，多个调节阀8，静态混合器10以及混合液储罐11；

所述二甲基亚砜储罐1，丙烯腈储罐2，多个单体储罐，引发剂储罐5通过独立管道单独与泵连接；

每个泵分别依次与质量流量计7和调节阀8连接；

每个与调节阀8连接的管道与静态混合器10连通；

静态混合器10通过管道与混合液储罐11连通。

优选地，所述多个单体管为包括单体I储罐3和单体II储罐4。

优选地，所述每个与调节阀8连接的管道，直接与静态混合器10连通或连接到主管道上再通过主管道与静态混合器10连通。

更优选地，每个与调节阀8连接的管道与主管道9连通，主管道9再与静态混合器10连通；所述主管道9外部设有用于控制主管道9温度的温控夹层。

更优选地，所述混合液储罐11还包括用于搅拌混合液的搅拌装置。

优选地，所述泵6具有有机硅定子的螺杆泵。

优选地，二甲基亚砜储罐1，丙烯腈储罐2，多个单体储罐，引发剂储罐5以及混合液储罐11的内部均设有锚式搅拌桨15；内部或外部设有温控夹层。

优选地，所述调节阀8为气动调节阀。

更优选地，每个与调节阀8连接的管道与主管道9连通，主管道9再与静态混合器10连通；所述主管道9外部设有用于控制主管道9温度的温控夹层；控制装置与温控夹层连锁。

优选地，在丙烯腈储罐2，多个单体储罐，引发剂储罐5与泵6之间还设有手动阀12，以便于检修。

整个碳纤维原丝聚合连续进料系统可以通过人工控制，也可以通过控制装置或控制系统进行自动控制。

优选地，所述连续进料装置还包括控制装置。

更优选地，所述控制装置分别与各个泵、质量流量计以及调节阀连锁。

所述连锁，可以是通过电线、导线、数据线等方式的电连接，也可以是通过无线网络等方式的信号连接。

所述控制装置为安装有PLC和/或DSC系统的计算机，或者安装有其他现有能够实现独立连锁控制的计算机。至于具体的布置方式，以及具体的控制指令本领域技术人员可根据具体要求和生产实际情况进行布置和编写。

与现有技术相比，本实用新型获得的有益效果是：

本实用新型采用将各个原料储罐分别与泵连接，再在管道上依次分别连接质量流量计和调节阀，独立精准控制各个储罐的进料量，能够实现不同配方组成的原料实时连续供给。同时，由于能够进行连续化生产，生茶效率大幅提高，产品质量均一稳定。

在本技术领域中进行质量测量和控制主要采用涡接或孔板流量计，而本申请采用质量流量计，大幅提高了质量控制的精度。

同时，本申请不但有助于对生产精度控制，还能够起到危险预警和控制的功能，能够及时发现溶剂或原料是否泄露。减少易燃易爆，对人体构成危害。即可做到洁净生产，又可以有效的保证产品质量，起到稳定生产的作用。

本实用新型通过在各个罐体上甚至温控夹层，在温控夹层中设置温度传感器以及调节温度的装置，可以精确控制各罐的温度。同时，采用质量流量计对原料质量进行控制，大大提高了精度，误差仅为0.025％。在管线上也布置这种传感器，能够有效地对整个管线的温度进行精确控制。

附图说明

图1为本实用新型一种优选方案中碳纤维原丝聚合连续进料系统的结构示意图。

图2为本实用新型一种优选方案中储罐的结构示意图。

图中：1，二甲基亚砜储罐；2，丙烯腈储罐；3，单体I储罐；4，单体II储罐；5，引发剂储罐；6，泵；7，质量流量计；8，调节阀；9，主管道；10，静态混合器；11，混合液储罐；12，手动阀；13，温度传感器；14，液位检测器；15，锚式搅拌桨；16，温控夹层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明，但以下详细说明不视为对本实用新型的限定。

图1为本实用新型一种优选方案中碳纤维原丝聚合连续进料系统的结构示意图。图2为本实用新型一种优选方案中储罐的结构示意图。

从图1和2可知，该碳纤维原丝聚合连续进料系统主要是由二甲基亚砜储罐1、丙烯腈储罐2、单体I储罐、单体II储罐、引发剂储罐5，分别依次与各个储罐连接的泵6、质量流量计7以及调节阀8，手动阀12，主管道9，静态混合器10以及混合液储罐11组成。

上述五个储罐分别通过管道与泵6、质量流量计7和气动调节阀8连接，以对各个储罐的进料进行单独控制。每个管道接触气动调节阀8以后与主管道9连通。主管道9在与静态混合器10连通。静态混合器10通过管道与带有搅拌装置的混合液储罐11连通。主管道9的外部设有控制其温度的温控夹层，以防止主管道内的温度过高或过低。每个储罐上均设有手动阀12，以便于进行独立控制。同时，在所有储罐和管道内部或外部均设有温度调节层和保温层，且在温度调节层中设有与控制装置可以连锁的传感器，以及能够执行加热和冷却命令的控制系统。

在另一实施方式中，该连续进料系统还包括控制装置，该控制装置为安装有PLC和DCS系统的计算机，控制系统分别与各个泵6，各个质量流量计7，各个启动调节阀8连锁，以实现对储罐开启、进料量信息、进料速度等技术参数的控制和监测，保证连续进料系统的稳定精确运行。同时，控制装置还可以与主管9上的温控夹层连锁，实现对主管道内温度的控制和调节，防止主管道9内的温度过高或过低。至于控制装置的具体安装方式以及具体的控制指令，本领域技术人员可根据公知常识和实际生产需求，进行自行布置和编写。

相应地，为了保持某一原料的储罐或管道的温度恒定，也可以在该储罐或管道上单独设置温度控制夹层。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式做了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围。本实用新型的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本实用新型权利要求基础上的改动，都是本实用新型的保护范围。