专利名称：一种高效螺杆溶解设备的制作方法
技术领域：
本发明属化纤原料制备技术领域，特别适用于两步法聚丙烯腈纺丝原液制备用的高效螺杆溶解设备。
背景技术：
在聚丙烯腈基碳纤维的生产过程中，聚丙烯腈原丝纺制前必须先行制备PAN原液，即利用DMAC或DMSO作为有机溶剂，与聚丙烯腈粉料进行混合溶解，制备均勻的浆液，然后经过过滤后进行纺丝。由于该过程不允许金属离子掺杂进入，因而整个体系必须在防腐条件下进行。目前国内外溶解系统主要采用桨叶式混合溶解体系，该系统对于低粘度系统效果良好，如果混合溶解体系粘度较大时容易出现混合结块和局部不均勻现象，严重时导致混合溶解体“爬杆”，使得溶解过程无法进行。在其他领域有利用螺杆原理进行混合溶解的应用，但所用螺杆全部为单端支撑体系，即出料口是自由端，螺杆和腔体间经常接触摩擦，产生金属磨屑，且腔体为普通碳钢材质，易于腐蚀生锈，污染物料。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题，满足碳纤维生产时纺制高性能原丝的需求， 提供一种结构合理的高效螺杆溶解设备，它密封效果好，可有效防止溶解液溢出。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种高效螺杆溶解设备，它包括耐腐的螺杆腔体，螺杆腔体一端设有至少一个进料口，另一端设有至少一个出料口 ；螺杆腔体的两端还设有密封装置；在螺杆腔体内壁设有耐腐蚀涂层；螺杆组件包括芯杆和装配在芯杆上的若干个溶解组件，所述芯杆两端通过轴承旋置于螺杆腔体内，芯杆一端与动力装置连接；各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。所述各螺旋块间通过高分子材料的组件密封层相互隔离。所述动力装置包括驱动装置，它与芯杆的一端连接。所述密封装置包括位于进料口处的若干密封压块，以及位于出料口处的密封填料；同时在螺杆腔体的出料口端处还设有密封端盖。所述耐腐蚀涂层为聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂，有机硅、尼龙，聚苯硫醚，聚醚醚酮，双马树脂中的一种或几种树脂的复合体。本发明的高效螺杆溶解设备，由耐腐螺杆腔体，特制螺杆组合，双端独立支撑密封系统组成。特制的螺杆组合位于耐腐蚀的螺杆腔体内，两端有独立的轴承支撑，整个螺杆悬置于螺杆腔体内，保障了螺杆与腔体的隔离。本发明的高效螺杆溶解设备，其耐腐蚀螺杆腔体的特征为基体材料为耐腐蚀不锈钢整体加工而成，腔体内壁涂覆有一层高分子耐腐蚀层，其材质是热塑性树脂或热固性树脂，如聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂，有机硅、尼龙，聚苯硫醚，聚醚醚酮，双马树脂，可以是其中一种或几种树脂的复合体。螺杆组合由芯杆和溶解组件共同组成。芯杆是带有键槽的高强度合金钢整体加工件，两端带有双轴承安装支座，溶解组件为独立组件的装配体，独立组件之间有高分子材料密封件隔离，独立组件结构特点为带齿的螺旋块。其双端独立支撑系统由独立双支撑轴承和密封系统组成，轴端设计有密封填料， 防止溶解液溢出。本发明的有益效果是由于采用了双端双轴承支撑体系，内腔防腐蚀涂层，多级齿形组合体混合溶解，保证了多组分体系溶解时的混合溶解均勻性，为后期产品的质量稳定性起到了可靠的保障。
图1为本发明的结构示意图。其中，1驱动装置，2芯杆，3密封压块，4耐腐蚀涂层，5螺杆腔体，6第一进料口，7 第二进料口，8螺杆组件，9组件密封层，10轴承，11密封端盖，12密封填料，13出料口。
具体实施例方式图1中，一种高效螺杆溶解设备，它包括耐腐的螺杆腔体5，螺杆腔体5—端设有第一进料口 6和第二进料口 7，另一端设有至少一个出料口 13 ；螺杆腔体5的两端还设有密封装置；在螺杆腔体5内壁设有耐腐蚀涂层4 ；螺杆组件8包括芯杆2和装配在芯杆2上的若干个溶解组件，所述芯杆2两端通过轴承10旋置于螺杆腔体5内，芯杆2 —端与动力装置连接；各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。所述各螺旋块间通过高分子材料的组件密封层9相互隔离。所述动力装置包括驱动装置1，它与芯杆2的一端连接。所述密封装置包括位于两进料口处的若干密封压块3，以及位于出料口 13处的密封填料12 ；同时在螺杆腔体5的出料口 13端处还设有密封端盖11。所述耐腐蚀涂层4为聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂，有机硅、尼龙，聚苯硫醚， 聚醚醚酮，双马树脂中的一种或几种树脂的复合体。本发明的高效溶解设备在工作时，由驱动装置带动传动轴单向运转，需要混合溶解的原料分别从第一进料口 6和第二进料口 7按照一定比例喂入，与芯杆2组合在一起的螺杆组件8将进入螺杆腔体5内的物料通过螺杆组件8在螺旋体间充分搅拌、剪切、混合， 最后经出料口 13排出螺杆腔体。螺杆腔体5两端设置的密封装置，有效保证了螺杆腔体5内的混合原料无溢出，螺杆腔体5两端设置的支撑轴承10和腔体内壁的防腐蚀涂层4，有效保证了混合溶解物料不被金属离子污染。实施例1 利用本发明制备溶解系统，螺杆腔体5直径100mm，螺杆腔体5长度5000mm，内壁涂覆聚四氟乙烯，配套螺杆驱动马达15kw，变频调速。启动驱动装置1，芯杆2运行在每分钟150转，从第一进料口 6喂入DMAC有机溶剂，每小时100公斤，从第二进料口 7喂入PAN粉料，每小时20公斤，连续喂入，出料口 13连续出料。进过本发明混合溶解后，出料口 13 获得粘度为150Pa.S溶解良好的PAN原液。以此原液进行纺丝，效果良好。实施例2 利用本发明制备溶解系统，螺杆腔体5直径50mm，螺杆腔体5长度2000mm，内壁涂覆环氧树脂，配套螺杆驱动马达5kw，变频调速。启动驱动装置1，芯杆2运行在每分钟300 转，从第一进料口 6喂入DMSO有机溶剂，每小时20公斤，从第二进料口 7喂入PAN粉料，每小时5公斤，连续喂入，出料口 13连续出料。进过本发明混合溶解后，出料口 13获得粘度为^OPa. S溶解良好的PAN原液。以此原液进行纺丝，效果良好。
权利要求
1.一种高效螺杆溶解设备，其特征是，它包括耐腐的螺杆腔体(5)，螺杆腔体( 一端设有至少一个进料口，另一端设有至少一个出料口(1 ；螺杆腔体(5)的两端还设有密封装置；在螺杆腔体(5)内壁设有耐腐蚀涂层；螺杆组件(8)包括芯杆( 和装配在芯杆 (2)上的若干个溶解组件，所述芯杆(2)两端通过轴承(10)旋置于螺杆腔体(5)内，芯杆 (2) 一端与动力装置连接；各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。
2.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备，其特征是，所述各螺旋块间通过高分子材料的组件密封层(9)相互隔离。
3.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备，其特征是，所述动力装置包括驱动装置 (1)，它与芯杆O)的一端连接。
4.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备，其特征是，所述密封装置包括位于进料口处的若干密封压块(3)，以及位于出料口(1 处的密封填料(1 ；同时在螺杆腔体(5)的出料口(1 端处还设有密封端盖(11)。
5.如权利要求1所述的高效螺杆溶解设备，其特征是，所述耐腐蚀涂层(4)为聚四氟乙烯、环氧树脂、酚醛树脂，有机硅、尼龙，聚苯硫醚，聚醚醚酮，双马树脂中的一种或几种树脂的复合体。
全文摘要
本发明涉及一种高效螺杆溶解设备。它满足碳纤维生产时纺制高性能原丝的需求，密封效果好，可有效防止溶解液溢出。它包括耐腐的螺杆腔体，螺杆腔体一端设有至少一个进料口，另一端设有至少一个出料口；螺杆腔体的两端还设有密封装置；在螺杆腔体内壁设有耐腐蚀涂层；螺杆组件包括芯杆和装配在芯杆上的若干个溶解组件，所述芯杆两端通过轴承旋置于螺杆腔体内，芯杆一端与动力装置连接；各溶解组件为相互独立的带齿的螺旋块。
文档编号D01D1/02GK102260917SQ20111018149
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者曹伟伟, 朱波, 王成国, 蔡珣, 蔡菲 申请人:山东大学