一种对天然纤维进行表面处理的装置制造方法及图纸

一种对天然纤维进行表面处理的装置，包括气爆器、蒸汽发生器、旋风收集器及气瓶，其中，带有进水阀的蒸汽发生器其蒸汽出口通过第四阀门、蒸汽管、第五阀门与气爆器的蒸汽进口连接，气爆器底部的排料口经排料球阀、排料管接旋风收集器排料入口，气瓶的出口经第一阀门、第一压力表、输气管道、三通接头与蒸汽管接通。本实用新型专利技术结构简单，加工便利，操作方便且效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种对天然纤维进行表面处理的装置
本技术涉及纤维改性处理设备
，具体是一种利用蒸气爆破技术对天然纤维进行表面处理的装置。
技术介绍
复合材料起源于航空航天工业领域，由于其高比强度、比模量以及可设计性而被广泛应用于各行各业。然而，传统的合成纤维（包括碳纤维、碳化硅纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及聚乙烯纤维等）造价高，在生产过程中需要消耗大量的能量，而且加工成型过程中产生的短碎纤维对工作人员的皮肤以及呼吸系统都有严重的危害。同时，这些纤维增强复合材料的回收困难，大量使用必会导致复合材料废弃物的急剧增多，给人类生存的环境带来沉重负担。与合成纤维相比，天然纤维(麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等)来源广泛、价格低廉、密度低、比强度高、可回收、可降解、对加工设备磨损小。天然纤维复合材料具有吸潮、隔音、减震、降噪、无脆性断裂、手感好等优点，可用于建筑工业中的防火隔音材料、装潢材料、包装材料、缓冲材料及飞机汽车内饰件、零部件等。随着汽车工业向轻量化、环保、节能、可回收方向的发展，天然纤维复合材料在该领域的研究和应用得到了广泛关注。天然纤维结构中含有大量的羟基，吸水性很好；而树脂基体材料多数为非极性，具有疏水性，因此天然纤维在基体中的分散性差，两种材料之间的界面相容性不好，粘结性差，从而常常导致天然纤维复合材料的界面容易发生断裂破坏。因此，在加工天然纤维/热塑性复合材料前，首先要对天然纤维进行表面处理降低其表面极性或使其由极性变为非极性，从而与树脂基体的表面极性相似，改善两者何的界面相容性。天然纤维表面处理常用方法可分为物理法和化学法。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单、加工便利、操作方便且效果好的对天然纤维进行表面处理的装置。本技术提供的一种对天然纤维进行表面处理的装置，包括气爆器、蒸汽发生器、旋风收集器及气瓶，其中，带有进水阀的蒸汽发生器其蒸汽出口通过第四阀门、蒸汽管、第五阀门与气爆器的蒸汽进口连接，气爆器底部的排料口经排料球阀、排料管接旋风收集器排料入口，气瓶的出口经第一阀门、第一压力表、输气管道、三通接头与蒸汽管接通。作为本技术进一步的方案，在气爆器中，气爆器内壳上端有气爆器盖板，外侧由里向外依次有气爆器加热铜瓦及气爆器保温层，内部安装有第二测温电偶。作为本技术进一步的方案，第五阀门、第二测温电偶安装在气爆器盖板上。作为本技术进一步的方案，在气爆器盖板上接有第六阀门，第六阀门的出口接有第三压力表。作为本技术进一步的方案，在蒸汽发生器中，蒸汽发生器内壳上端有蒸汽发生器头盖，外侧由里向外依次有蒸汽发生器加热铜瓦、蒸汽发生器保温层，底部有放水阀，内部安装有第一测温电偶。作为本技术进一步的方案，在蒸汽发生器头盖上接有第三阀门，第三阀门的出口接有第二压力表。作为本技术进一步的方案，旋风收集器的顶部安装有接收器盖板。作为本技术进一步的方案，气瓶上还安装有与用来检测瓶内压力的压力表连接的第二阀门。本技术利用气爆器在高温高压状态下的液态水和水蒸汽作用于纤维原料，并通过瞬间泻压过程实现原料的组分分离和结构变化。在高温高压条件下，水蒸汽渗入到纤维素分子内部与纤维素内部羟基形成氢键，由于闪爆过程的瞬间完成，吸附在纤维素内孔及间隙的水蒸汽瞬间冲出，这一过程打断了纤维素内的氢键，导致纤维素超分子结构的破坏。本技术结构简单，加工便利，操作方便且效果好。附图说明图1是本技术的总体示意图。图2是本技术的气爆器的剖视图。图3是本技术的蒸汽发生器的剖视图。其中：1-气瓶；2-第一阀门；3-第一压力表；4－第二阀门；5-放水阀；6-蒸汽发生器；7－蒸汽发生器头盖7；8－第三阀门；9－第二压力表；10-进水阀；11－第四阀门；12-输气管道；13-三通接头；14-蒸汽管；15－第五阀门；16－气爆器盖板；17－排料球阀；18－第三压力表；19－第六阀门；20－气爆器；21－气爆器排料管；22－接收器盖板；23－旋风收集器；24-第二测温电偶；25－气爆器保温层；26－气爆器加热铜瓦；27－气爆器内壳；28－蒸汽发生器保温层；29－蒸汽发生器加热铜瓦；30-第一测温电偶；31－蒸汽发生器内壳。具体实施方式参照图1，本技术提供的一种对天然纤维进行表面处理的装置，包括气爆器20、蒸汽发生器6、旋风收集器23及气瓶1，其中，带有进水阀10的蒸汽发生器6其蒸汽出口通过第四阀门11、蒸汽管14、第五阀门15与气爆器20的蒸汽进口连接，气爆器20底部的排料口经排料球阀17、排料管21接旋风收集器23排料入口，气瓶1的出口经第一阀门2、第一压力表3、输气管道12、三通接头13与蒸汽管14接通。如图2所示，在气爆器20中，气爆器内壳27上端有气爆器盖板16，外侧由里向外依次有气爆器加热铜瓦26及气爆器保温层25，内部安装有第二测温电偶24。第五阀门15、第二测温电偶24安装在气爆器盖板16上。在气爆器盖板16上接有第六阀门19，第六阀门19的出口接有第三压力表18。如图3所示，在蒸汽发生器6中，蒸汽发生器内壳31上端有蒸汽发生器头盖7，外侧由里向外依次有蒸汽发生器加热铜瓦29、蒸汽发生器保温层28，底部有放水阀5，内部安装有第一测温电偶30。在蒸汽发生器头盖7上接有第三阀门8，第三阀门8的出口接有第二压力表9。如图1所示，旋风收集器23的顶部安装有接收器盖板22，气瓶1上还安装有与用来检测瓶内压力的压力表连接的第二阀门4。蒸汽发生器的基本工作原理是：通过一套自动控制装置，确保运行过程中液体控制器控制水泵的开启、闭合、供水量长短、炉胆加热时间；由压力控制器调定的最高蒸汽压力随着蒸汽的不断输出，腔内水位不断下降，当处于低水位时，水泵自动补水，到高水位时，水泵停止补水；与此同时，腔内铜瓦继续加热，源源不断产生蒸汽，顶端上部的指针式压力表即刻显示蒸汽压力数值；蒸汽发生器的容积为27L，充水到最高水位后能够满足三次气爆过程的蒸汽量。工作时：将待处理纤维放入加热至预订温度的气爆器中，关闭容器；关紧蒸汽发生器6的放水阀15，打开进水阀10，向蒸汽发生器1中放水，水量为10-20L；打开温度控制及调节系统对水进行加热，通过第一热电偶30监测温度变化，将水蒸气温度控制在456-525K；锁紧气爆器20中的第六阀门19；打开第四阀门11、第五阀门15，将热蒸汽输送至气爆器20中；通过第二热电偶24及第三压力表18监测气爆器20中的温度及气压；温度控制在456-525K；饱和压力控制在1.0-4.9MPa；保压10秒-180秒，关闭蒸汽输入第五阀门15；打开与旋转球阀17，纤维在高压蒸汽作用下，借助压差，进入旋风收集器23；打开旋风收集器23的上盖22，取出纤维；气爆处理后的纤维进行清洗处理，利用丙酮去水，进行干燥，收集纤维样品；采用气瓶1可分别对蒸汽发生器6和气爆器20进行加压，打开第一阀门2、第四阀门11，关闭第五阀门15，可对蒸汽发生器6加压；打开第一阀门2、第五阀门15，关闭第四阀门11，可对气爆器20加压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对天然纤维进行表面处理的装置，其特征在于，包括气爆器、蒸汽发生器、旋风收集器及气瓶，其中，带有进水阀的蒸汽发生器其蒸汽出口通过第四阀门、蒸汽管、第五阀门与气爆器的蒸汽进口连接，气爆器底部的排料口经排料球阀、排料管接旋风收集器排料入口，气瓶的出口经第一阀门、第一压力表、输气管道、三通接头与蒸汽管接通。

【技术特征摘要】
1.一种对天然纤维进行表面处理的装置，其特征在于，包括气爆器、蒸汽发生器、旋风收集器及气瓶，其中，带有进水阀的蒸汽发生器其蒸汽出口通过第四阀门、蒸汽管、第五阀门与气爆器的蒸汽进口连接，气爆器底部的排料口经排料球阀、排料管接旋风收集器排料入口，气瓶的出口经第一阀门、第一压力表、输气管道、三通接头与蒸汽管接通。2.根据权利要求1所述的一种对天然纤维进行表面处理的装置，其特征在于，在气爆器中，气爆器内壳上端有气爆器盖板，外侧由里向外依次有气爆器加热铜瓦及气爆器保温层，内部安装有第二测温电偶。3.根据权利要求2所述的一种对天然纤维进行表面处理的装置，其特征在于，第五阀门、第二测温电偶安装在气爆器盖板上。4.根据权利要求2所述的一种对天然纤维进行表面处理的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马李，何录菊，邵先亦，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，台州学院，
类型：新型
国别省市：广东,44