一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水洗装置，具体涉及一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置。
【背景技术】
[0002]碳纤维因其高比强度、高比模量、耐热、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变等优异特性而被作为一种增强材料广泛应用于航空航天、国防建设等领域，其中，聚丙烯腈基碳纤维的应用最为广泛，产量也最高。高性能聚丙烯腈基碳纤维的主要原料是聚丙烯腈原丝，原丝的质量在很大程度上决定着最终碳纤维的质量。
[0003]碳纤维原丝水洗段是影响碳纤维原丝质量的重要环节，水洗效果的好坏直接影响着碳纤维强度的高低。聚丙烯腈原丝中残留的溶剂严重影响原丝的干燥致密化和后续蒸汽拉伸工艺性，研究表明，由于残余溶剂的存在，纤维在干燥致密化过程中，纤维截面形状会发生改变，同时，溶剂的存在还会导致原丝结晶度的下降，不利于制备高品质的原丝。同时，溶剂残留高的原丝在预氧化和碳化处理过程中会发生单丝间的熔并，导致碳纤维的抗拉强度、模量等性能下降，日本三菱公司专利表明原丝残余溶剂越多，碳纤维强度越小。因此，必须要将残留在原丝中的溶剂尽量洗掉。
[0004]水洗所用的水必须是高纯水，一般要求保证水洗后原丝中的溶剂量小于0.3wt%0。并且水洗温度升高，纤维溶胀加剧，有利于丝条溶剂分子向水中扩散，同时也有利于水分子向丝束渗透以达到洗净的目的。
[0005]现有的聚丙烯腈碳纤维原丝水洗装置水洗方式有三种方式:一是浸渍法，二是喷淋法，三是超声波水洗法，其中，浸渍法和喷淋法应用较为广泛。水洗装置结构一般采用多级水洗槽水平串联结构形式，加热方式多采用外加热方式。存在占用空间大，水温分布不均匀，消耗水量大等的缺点。
[0006]公开号为CN 102767054 A的中国专利公开了一种水洗机，包括箱体、设置箱体底部的水洗槽，其中，箱体内设有至少一对传动辊组，传动辊组上对应设有一喷淋管；传动辊组包括上传动辊、下传动辊，上、下传动辊垂直方向相互平行的设置在箱体上，传动辊之间通过链条实现传动。该结构的水洗机，由于一般需要约10级左右的水洗工序，所以，总体占地空间较大，并且槽内水温分布不均，影响清洗效果。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置。该水洗装置有效的节约了空间，并能够有效提高对碳纤维原丝的清洗效果。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:包括多个水洗槽以及用于支撑所述水洗槽的左主轴箱和右主轴箱，多个所述水洗槽在所述左主轴箱和右主轴箱的高度方向上呈分层布设，所述左主轴箱上设置有多个左引导辊，所述右主轴箱上设置有多个右引导辊，多个所述左引导辊和多个所述右引导辊相配合进而引导碳纤维原丝按“S”形从下向上逐层经过多个所述水洗槽，所述左主轴箱上设置有用于驱动所述左引导辊的左驱动装置，所述右主轴箱上设置有用于驱动所述右引导辊的右驱动装置。
[0009]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:多个所述水洗槽均包括水洗槽本体和溢流槽以及用于将所述水洗槽本体和溢流槽隔开的溢流板，上下相邻的两个所述溢流槽相远离，所述水洗槽本体内设置有用于加热水的电加热管，顶层的水洗槽连接有用于向其水洗槽本体内补水的补水管口，底层的水洗槽连接有用于将其溢流槽内的水排出的排水口，顶层的水洗槽和底层的水洗槽之间的溢流槽上均设置有用于引导水进入其底层水洗槽本体的溢流口。
[0010]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:所述电加热管的上方设置有均热板。
[0011]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:所述水洗槽本体底部安装有超声波发生器。
[0012]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:所述水洗槽本体的上方设置有槽盖。
[0013]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:包括用于支撑所述左主轴箱和右主轴箱的箱体底座，所述箱体底座的底部通过调整螺栓连接有地脚板。
[0014]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:所述水洗槽的数量为三个，所述左引导辊的数量为六个，分别为第一左引导辊、第二左引导辊、第三左引导辊、第四左引导辊、第五左引导辊和第六左引导辊，所述第一左引导辊和第二左引导辊均与底层的水洗槽相对应，所述第三左引导辊和第四左引导辊均与中间层的水洗槽相对应，所述第五左引导辊和第六左引导辊均与顶层的水洗槽相对应，所述第二左引导辊设置在第一左引导辊的斜上方，所述第四左引导辊设置在第三左引导辊的斜上方，所述第六左引导辊设置在第五左引导辊的斜上方；所述右引导辊的数量为六个，分别为第一右引导辊、第二右引导辊、第三右引导辊、第四右引导辊、第五右引导辊和第六右引导辊，所述第一右引导辊和第二右引导辊均与底层的水洗槽相对应，所述第三右引导辊和第四右引导辊均与中间层的水洗槽相对应，所述第五右引导辊和第六右引导辊均与顶层的水洗槽相对应，所述第二右引导辊设置在第一右引导辊的斜上方，所述第四右引导辊设置在第三右引导辊的斜上方，所述第六右引导辊设置在第五右引导辊的斜上方，碳纤维原丝依次绕过所述第二左引导辊、第一左引导辊、第一右引导辊、第二右引导辊、第四右引导辊、第三右引导辊、第三左引导辊、第四左引导辊、第六左引导辊、第五左引导辊、第五右引导辊和第六右引导辊。
[0015]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:所述左驱动装置包括左动力部、左主动带轮、第一左带轮、第二左带轮、第三左带轮、第四左带轮、第五左带轮、第六左带轮、第七左带轮、第八左带轮、第九左带轮、第一左同步带、第二左同步带、第三左同步带、第四左同步带和第五左同步带，所述左主动带轮安装在所述左动力部的输出轴上，所述第一左带轮安装在第一左引导辊上，所述第二左带轮安装在第二左引导辊上，所述第三左带轮安装在第三左引导辊上，所述第四左带轮安装在第四左引导辊上，所述第五左带轮安装在第五左引导辊上，所述第六左带轮安装在第六左引导辊上，所述第二左引导辊的下方设置有第一左传动轴，所述第五左引导辊的左侧设置有第二左传动轴，所述第六左引导辊的右侧设置有第三左传动轴，所述第七左带轮安装在第一左传动轴上，所述第八左带轮安装在第二左传动轴上，所述第九左带轮安装在第三左传动轴上，所述第二左带轮、第三左带轮、第四左带轮和第八左带轮均为双层带轮，所述第一左带轮、第五左带轮、第六左带轮、第七左带轮和第九左带轮均为单层带轮，所述第一左同步带和第五左同步带均为双面齿同步带，所述第二左同步带、第三左同步带和第四左同步带均为单面齿同步带，所述左主动带轮、第一左带轮、第二左带轮和第七左带轮通过所述第一左同步带连接，所述左主动带轮、第二左带轮和第七左带轮均与所述第一左同步带的内侧面齿相啮合，所述第一左带轮与所述第一左同步带的外侧面齿啮合，所述第二左带轮和第三左带轮通过第二左同步带连接，所述第三左带轮和第四左带轮通过第三左同步带连接，所述第四左带轮和第八左带轮通过第四左同步带连接，所述第六左带轮、所述第五左带轮、所述第九左带轮和第八左带轮通过第五左同步带连接。
[0016]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:所述右驱动装置包括右动力部、右主动带轮、第一右带轮、第二右带轮、第三右带轮、第四右带轮、第五右带轮、第六右带轮、第七右带轮、第八右带轮、第九右带轮、第十右带轮、第一右同步带、第二右同步带、第三右同步带、第四右同步带、第五右同步带和第六右同步带，所述右主动带轮安装在所述右动力部的输出轴上，所述第一右带轮安装在第一右引导辊上，所述第二右带轮安装在第二右引导辊上，所述第三右带轮安装在第三右引导辊上，所述第四右带轮安装在第四右引导辊上，所述第五右带轮安装在第五右引导辊上，所述第六右带轮安装在第六右引导辊上，所述第三右引导辊的左侧设置有第一右传动轴，所述第三右引导辊的右侧设置有第二右传动轴，所述第五右引导辊的左侧设置有第三右传动轴，所述第六右引导辊的右侧设置有第四右传动轴，所述第七右带轮安装在第一右传动轴上，所述第八右带轮安装在第二右传动轴上，所述第九右带轮安装在第三右传动轴上，所述第十右带轮安装在第四右传动轴上，所述第一右带轮、第二右带轮、第四右带轮、第五右带轮和第八右带轮均为双层带轮，所述右主动带轮、第三右带轮、第六右带轮、第七右带轮、第九右带轮和第十右带轮均为单层带轮，所述第一右同步带、第二右同步带、第三右同步带和第五右同步带均为单面齿同步带，所述第四右同步带和第六右同步带均为双面齿同步带，所述右主动带轮和第一右带轮通过第一右同步带连接，所述第一右带轮和第二右带轮通过第二右同步带连接，第二右带轮和第八右带轮通过第三右同步带连接，所述第八右带轮、第三右带轮、第七右带轮和第四右带轮通过第四右同步带连接，所述第七右带轮、第八右带轮和第四右带轮均与所述第四右同步带的内侧面齿相啮合，所述第三右带轮与所述第四右同步带的外侧面齿相啮合，所述第四右带轮和第五右带轮通过第五右同步带连接，所述第六右带轮、第十右带轮、第五右带轮和第九右带轮通过第六右同步带连接，所述第六右带轮、第十右带轮和第九右带轮均与所述第六右同步带的内侧面齿相啮合，所述第五右带轮与所述第六右同步带的外侧面齿相啮合。
[0017]上述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝多层水洗装置，其特征在于:所述左引导辊和右引导辊均为镜面辊。
[0018]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0019]1、本发明