PBO超强纤维生产装置的制作方法

pbo超强纤维生产装置
技术领域
1.本实用新型涉及pbo纤维生产技术领域，尤其涉及pbo超强纤维生产装置。


背景技术：

2.聚对苯撑苯并双噁唑(pbo)纤维是目前综合性能最好的高性能有机纤维，具有高强度、高模量、耐高温和高阻燃的特点，被誉为21世纪的超级纤维。pbo 纤维被认为是下一代装甲防护用基础材料及航天结构部件、航空结构和隐身领域的关键原材料，同时在光缆、车辆防护、人体防护、建筑增强、体育用品等民用领域也有着广阔的应用前景，是一种军民两用的高端纤维材料。
3.聚对苯撑苯并二噁唑（pbo）纤维是由pbo聚合物经过液晶纺丝技术制得的高性能芳杂环有机纤维。例如：公布号为cn102943316a的发明专利公开的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑pbo纤维的工艺，该工艺采用脱气、预聚合与脱泡；后聚合、脱泡；纺丝、凝固；热处理等步骤，产品性能较好。该专利主要采用反应时间和反应温度来控制各个阶段的聚合过程。然而，在实际生产时存在以下技术问题：
4.（1）实际生产时存在前后聚合时间较长，两次脱泡导致工艺繁琐的问题；
5.（2）在进行第一次脱泡后，物料粘稠度进一步增大，在进行后聚合，导致后聚合加工难度非常大，不利于聚合反应。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供pbo超强纤维生产装置。该装置具有生产时间短、便于聚合反应等优点。
7.本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：pbo超强纤维生产装置，包括：
8.脱气釜、预聚釜、中间釜；
9.所述脱气釜的出料口通过设置送料管与所述预聚釜的进料口相固定连接，送料管方便脱气釜和预聚釜在料口之间进行连接，所述预聚釜与所述中间釜之间设置螺旋送料机进行固定连接，螺旋送料机方便出料，所述中间釜的出料口固定连接有第一计量泵，第一计量泵用于计量出料，所述第一计量泵出料一端固定连接有卧式双轴自清洁脱泡机，卧式双轴自清洁脱泡机是对物料及时进行脱泡，避免有较多的带气泡物料进入到后续工位，所述卧式双轴自清洁脱泡机出料一端固定连接有双螺杆挤出机，双螺杆挤出机用于精细脱泡和挤出出料，所述双螺杆挤出机出料一端固定连接第二计量泵，第二计量泵用于送料，所述第二计量泵出料一端固定连接有注丝板，注丝板用于将物料进行拉丝加工。
10.所述预聚釜包括有第一电机、控制柜、第一减速机、减速机机架、第二减速机、第二电机、第一机械密封件、减速箱、空心轴、搅拌轴、第二机械密封件、联轴器、内螺带搅拌器、外螺带搅拌器和螺旋杆；
11.所述预聚釜内部设置为内螺带搅拌器和外螺带搅拌器进行双螺杆搅拌，内螺带搅
拌器和外螺带搅拌器相互配合，用于提高搅拌效率，所述内螺带搅拌器一端设置有搅拌轴，所述外螺带搅拌器一端设置有空心轴，所述空心轴套于搅拌轴的外部，所述空心轴和搅拌轴通过在底端设置有联轴器与所述内螺带搅拌器和外螺带搅拌器固定连接，联轴器用于固定保持空心轴和搅拌轴在底端部分的相对位置，增加结构的稳定。
12.所述内螺带搅拌器的底端固定连接有螺旋杆，螺旋杆方便用于输送物料。
13.所述预聚釜顶端一侧固定安装有第一电机和第一减速机，所述第一减速机一端通过设置有两组相互齿纹连接的锥齿与所述空心轴固定连接；
14.所述预聚釜的顶部一侧固定安装有第二电机和第二减速机，所述第二减速机与所述搅拌轴固定连接，所述第二减速机外部设置有减速机机架；
15.第一减速机和第二减速机通过齿轮比用于降低第一电机和第二电机转速，使得第一电机和第二电机转速处于高功率低转速状态。
16.所述空心轴顶端设置有第一机械密封件，且底端设置有第二机械密封件与所述预聚釜内壁进行固定连接，第一机械密封件和第二机械密封件用于连接空心轴，同时配合提供给预聚釜内部加工处需要的真空环境。
17.优选地，所述中间釜与所述预聚釜结构相同，中间釜和预聚釜结构相同，预聚釜用于预反应搅拌，中间釜用于物料搅拌，同时加工提高效率。
18.优选地，所述脱气釜、预聚釜、中间釜、卧式双轴自清洁脱泡机和双螺杆挤出机在外部一侧均固定连接有真空泵，真空泵用于提供给上述构件所需要的真空环境。
19.优选地，所述注丝板的下方设置有凝固浴池，凝固浴池用于物料降温，凝固物料作用，所述凝固浴池一侧设置有水浴池，水浴池用于物料的再次降温和清洗，所述水浴池一侧设置有卷绕机，卷绕机用于缠绕收集物料。
20.优选地，所述脱气釜顶部一侧固定连接有第一排气管，所述预聚釜顶部一侧固定连接有第二排气管，第一排气管和第二排气管用于输送反应产生的气体，所述第一排气管和第二排气管在末端相连通，且末端固定连接有吸收塔，吸收塔用于吸收处理反应产生的气体，所述吸收塔一侧设置有碱液槽，碱液槽用于提供处理气体所需要的反应物质，所述碱液槽与吸收塔之间通过设置循环泵和循环管道连通设置，循环泵和循环管道用于残余碱液的回收，并再次进行输送使用。
21.优选地，所述第二排气管末端一侧设置有取样口，取样口用于对预聚釜内产生的气体进行收集并分析。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该pbo超强纤维生产装置，在脱气加工后将物料通过预聚釜进行预反应，再将物料通过螺旋送料机排出至中间釜进行搅拌反应，在进行脱泡、纺丝和凝固等加工，在制作生产工艺流程中，只需进行一次脱泡加工，有效的节省了加工步骤，使得加工时间缩短。
23.该pbo超强纤维生产装置，在进行预聚后，直接通过输送到中间釜进行后聚反应，物料粘稠度上与现有技术相比大大的减小了，易于搅拌聚合，可保证物料的混合、聚合质量。
24.该pbo超强纤维生产装置，可在预聚釜中预反应后，通过中间釜进行后聚反应，预聚釜中可再次投料进行预反应，可实现连续化生产，可在预聚釜与中间釜可同时进行工作，提高生产效率。
25.该pbo超强纤维生产装置，通过预聚釜和中间釜的独特结构设置，易于物料的聚合反应，搅拌混合效果强，并且设置有螺旋杆，可方便进行出料，与螺旋送料机相配合，可使得三者之间可进行自动送料，使用方便。
附图说明
26.图1为pbo超强纤维生产装置的各构件连接关系结构示意图。
27.图2为预聚釜内部结构主视结构示意图。
28.图3为卧式双轴自清洁脱泡机的测试剖视示意图。
29.其中：
30.1-第一电机；2-控制柜；3-第一减速机；4-减速机机架；5-第二减速机；6-第二电机；7-第一机械密封件；8-减速箱；9-空心轴；10-搅拌轴；11-第二机械密封件；12-联轴器；13-预聚釜；14-内螺带搅拌器；15-外螺带搅拌器；16-螺旋杆；17-中间釜；18-脱气釜；19-螺旋送料机；20-第一计量泵；21-卧式双轴自清洁脱泡机；22-双螺杆挤出机；23-真空泵；24-第二计量泵；25-注丝板；26-凝固浴池；27-水浴池；28-卷绕机；29-第一排气管；30-第二排气管；31-取样口；32-吸收塔；33-碱液槽。
具体实施方式
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.实施例1：
36.如图1和图3所示，pbo超强纤维生产装置，包括：脱气釜18、预聚釜13、中间釜17。脱气釜18的出料口通过设置送料管与预聚釜13的进料口相固定连接，送料管方便脱气釜18和预聚釜13在料口之间进行连接，预聚釜13与中间釜17之间设置螺旋送料机19进行固定连接，螺旋送料机19方便出料，中间釜17的出料口固定连接有第一计量泵20，第一计量泵20用于计量出料，第一计量泵20出料一端固定连接有卧式双轴自清洁脱泡机21，卧式双轴自清洁脱泡机21是对物料及时进行脱泡，避免有较多的带气泡物料进入到后续工位，卧式双轴自清洁脱泡机21出料一端固定连接有双螺杆挤出机22，双螺杆挤出机22用于精细脱泡和挤出出料，双螺杆挤出机22出料一端固定连接第二计量泵24，第二计量泵24用于送料，第二计量泵24出料一端固定连接有注丝板25，注丝板25用于将物料进行拉丝加工。
37.具体地，卧式双轴自清洁脱泡机21的双轴分别设置为四爪和五爪，卧式双轴自清洁脱泡机21双轴同时转动，且转动时双轴进行互相清洁，卧式双轴自清洁脱泡机21出料一端设置有双螺旋出料口，双螺旋出料口与双螺杆挤出机22进料口相对应连接，双螺旋出料口可加快内部物料的输出，同时避免物料堵塞。
38.注丝板25的下方设置有凝固浴池26，凝固浴池26用于物料降温，凝固物料作用，凝固浴池26一侧设置有水浴池27，水浴池27用于物料的再次降温和清洗，水浴池27一侧设置有卷绕机28，卷绕机28用于缠绕收集物料。
39.需要说明的是，脱气釜18、预聚釜13、中间釜17、卧式双轴自清洁脱泡机21和双螺杆挤出机22在外部一侧均固定连接有真空泵23，双螺杆挤出机22设置有两个真空泵23进行连接，真空泵23用于提供给上述构件所需要的真空环境。
40.另外，脱气釜18、预聚釜13、中间釜17在一侧设置有导热油油管进行连接，导热油油管用于向内部输送导热油，从而提供反应所需的温度。
41.实施例2：
42.如图1-2所示，在上述实施例的基础上，该pbo超强纤维生产装置，预聚釜13包括有第一电机1、控制柜2、第一减速机3、减速机机架4、第二减速机5、第二电机6、第一机械密封件7、减速箱8、空心轴9、搅拌轴10、第二机械密封件11、联轴器12、内螺带搅拌器14、外螺带搅拌器15和螺旋杆16；
43.预聚釜13内部设置为内螺带搅拌器14和外螺带搅拌器15进行双螺杆搅拌，内螺带搅拌器14和外螺带搅拌器15相互配合，用于提高搅拌效率，内螺带搅拌器14一端设置有搅拌轴10，搅拌轴10顶端与预聚釜13顶端部分转动连接，外螺带搅拌器15一端设置有空心轴9，空心轴9套于搅拌轴10的外部，空心轴9套于搅拌轴10的外部可保证两者之间进行相对独立转动，空心轴9和搅拌轴10通过在底端设置有联轴器12与内螺带搅拌器14和外螺带搅拌器15固定连接，联轴器12用于固定保持空心轴9和搅拌轴10在底端部分的相对位置，增加结构的稳定，联轴器12并不影响空心轴9和搅拌轴10之间进行相对转动。内螺带搅拌器14的底端固定连接有螺旋杆16，螺旋杆16方便用于输送物料。
44.预聚釜13顶端一侧固定安装有第一电机1和第一减速机3，第一减速机3一端通过设置有两组相互齿纹连接的锥齿与空心轴9固定连接，两组锥齿呈90度进行连接，一组与第一减速机3进行固定连接，另一组与空心轴9固定连接；预聚釜13的顶部一侧固定安装有第二电机6和第二减速机5，第二减速机5与搅拌轴10固定连接，第二减速机5外部设置有减速机机架4；第一减速机3和第二减速机5通过齿轮比用于降低第一电机1和第二电机6转速，使
得第一电机1和第二电机6转速处于高功率低转速状态。
45.通过启动第一电机1使其带动第一减速机3进行转动，从而使得两组相互齿纹连接的锥齿进行转动，从而使得空心轴9带动外螺带搅拌器15进行转动，同时通过第二电机6带动搅拌轴10进行转动，从而使得搅拌轴10带动内螺带搅拌器14进行转动。
46.空心轴9顶端设置有第一机械密封件7，且底端设置有第二机械密封件11与预聚釜13内壁进行固定连接，第一机械密封件7和第二机械密封件11用于连接空心轴9，同时配合提供给预聚釜13内部加工处需要的真空环境。
47.进一步地，控制柜2安装于预聚釜13顶端外壁，控制柜2可安装于预聚釜13旁边可方便操作的位置，位置不固定，可根据实际生产需要进行设定，通过控制柜2可控制第一电机1和第二电机6的转动方向可启停，进行搅拌时，内螺带搅拌器14和外螺带搅拌器15同时进行异向转动，进行出料时，内螺带搅拌器14和外螺带搅拌器15同时进行同向转动。
48.更进一步地，减速箱8安装于预聚釜13顶端的一侧，减速箱8与第一减速机3配套使用，通过其内部的齿轮比，对第一减速机3进行进一步减速，需进行出料时，减速箱8工作，使得空心轴9和搅拌轴10同速度转动。
49.需要特别指出的是，中间釜17与预聚釜13结构相同，中间釜17和预聚釜13结构相同，预聚釜13用于预反应搅拌，中间釜17用于物料搅拌，同时加工提高效率，由于物料预反应和搅拌都需较长时间，因此设置两个釜进行同时作业，从而提高效率。
50.该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。
51.实施例3：
52.如图1-3所示，在上述实施例的基础上，该pbo超强纤维生产装置，脱气釜18顶部一侧固定连接有第一排气管29，预聚釜13顶部一侧固定连接有第二排气管30，第一排气管29和第二排气管30用于输送反应产生的气体，第一排气管29和第二排气管30在末端相连通，且末端固定连接有吸收塔32，吸收塔32用于吸收处理反应产生的气体，吸收塔32一侧设置有碱液槽33，碱液槽33用于提供处理气体所需要的反应物质，碱液槽33与吸收塔32之间通过设置循环泵和循环管道连通设置，循环泵和循环管道用于残余碱液的回收，并再次进行输送使用。另外，吸收塔32和碱液槽33产生的废水排出至废水池中。
53.第二排气管30末端一侧设置有取样口31，取样口31用于对预聚釜13内产生的气体进行收集并分析。
54.该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。
55.该pbo超强纤维生产装置的工作原理以及具体使用流程：首先将原料投入到脱气釜18中进行加工，加工后将物料排放输送至预聚釜13内进行预反应，待预反应后，将物料排出至螺旋送料机19中进行输送，螺旋送料机19可将物料输送至中间釜17的内部，通过中间釜17将物料进行搅拌反应，完成物料的搅拌加工，之后，第一计量泵20将物料输送至卧式双轴自清洁脱泡机21中进行脱泡加工，脱泡加工后，将物料输送至双螺杆挤出机22中，用于精细脱泡和挤出出料，在通过第二计量泵将物料输出，通过注丝板25用于将物料进行拉丝加工，然后，拉丝后通过凝固浴池27、水浴池28、卷绕机29进行凝固缠绕打包，最后，脱气釜18和预聚釜13反应产生的气体，通过吸收塔32配合碱液槽33进行吸收处理。
56.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的
变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构、等效流程或等效功能变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。