一种辊筒及牵伸机制造技术

本实用新型专利技术是关于一种辊筒及牵伸机，涉及碳纤维技术领域。主要采用的技术方案为：所述辊筒包括筒体；其中，筒体的外壁上设置有多个沟槽，且任意相邻的两个沟槽之间形成一条凸棱；其中，凸棱的内部设有管道结构，用于通入流体介质；凸棱上设置有多个第一流出孔，第一流出孔与管道结构连通，以使管道结构内的流体介质从第一流出孔流出。一种牵伸机包括上述的辊筒。本实用新型专利技术提供的辊筒及牵伸机主要用在聚丙烯腈原丝的生产过程中，对纤维进行牵伸，以减少纤维在牵伸过程中产生的断丝、毛丝现象。毛丝现象。毛丝现象。

【技术实现步骤摘要】
一种辊筒及牵伸机


[0001]本技术涉及一种碳纤维
，特别是涉及一种辊筒及牵伸机。

技术介绍

[0002]碳纤维是一种含碳量大于90％的高性能材料，具有高比强度、高比模量、导电、导热及耐腐蚀等特性，在航天、航空、海洋、核电等尖端
具有广泛的应用。碳纤维按生产原料的不同可以分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维等，其中，聚丙烯腈基碳纤维的应用最广，是目前的主流产品。聚丙烯腈基碳纤维的工序制备包括聚合、纺丝、碳化三大工序，其中，纺丝工序的产品为聚丙烯腈原丝。聚丙烯腈原丝是生产聚丙烯腈基碳纤维的前驱体，是制备高性能碳纤维的前提。
[0003]纺丝工序主要包括凝固浴、水洗、热水牵伸、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸等。其中，在纺丝过程中，牵伸贯穿于全过程，是结构转化的驱动力。在纺丝全过程中，牵伸大致可分为三个阶段，即凝固过程中的初始牵伸、热水浴中的一级牵伸和在高压水蒸气牵伸机中的二级牵伸。
[0004]生产优质的聚丙烯腈原丝对牵伸设备和牵伸工艺提出了较高要求。牵伸辊的材质、径向跳动量、牵伸力的大小等对原丝质量、性能离散和原丝生产的连续性有十分重要的影响，对碳纤维的性能起着关键性作用。目前，原丝牵伸设备及牵伸工艺的相关技术主要是研究牵伸辊材质、径向跳动量、以及牵伸力等影响因素。但是，本技术的专利技术人发现，纤维在经过牵伸机时，容易产生由于磨丝、受力不均等引起的毛丝、断丝的现象。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供一种辊筒及牵伸机，主要目的在于减少纤维在牵伸过程中产生的断丝、毛丝现象。
[0006]为达到上述目的，本技术主要提供如下技术方案：
[0007]一方面，本技术的实施例提供一种辊筒，所述辊筒包括：
[0008]筒体，所述筒体的外壁上设置有多个沟槽，且任意相邻的两个沟槽之间形成一条凸棱；
[0009]其中，所述凸棱的内部设有管道结构，用于通入流体介质；所述凸棱上设置有多个第一流出孔，所述第一流出孔与所述管道结构连通，以使所述管道结构内的流体介质从所述第一流出孔流出。
[0010]优选的，每一条所述凸棱沿着所述筒体的周向环绕一圈；每一个所述沟槽均沿着所述筒体的周向环绕一圈。
[0011]优选的，所述第一流出孔的直径小于1mm。
[0012]优选的，所述凸棱的内部呈与所述筒体的内部相独立的腔体；其中，所述腔体为所述管道结构；所述凸棱上还开设有接口，用于连接流体介质输送管道，以向所述管道结构通入流体介质。
[0013]优选的，所述管道结构为安置在所述凸棱的内部的管道；其中，所述管道结构上设置有第二流出孔；其中，所述第二流出孔与所述第一流出孔的数量一致，且一一对应设置。
[0014]优选的，所述沟槽的槽口宽度和槽底宽度之比为1.0
‑
5.5；和/或
[0015]所述沟槽的槽口宽度和沟槽的深度之比为1.3
‑
3.0；和/或
[0016]所述辊筒的外表面设置成陶瓷镀层；优选的，所述陶瓷镀层的厚度≥ 0.1mm、所述陶瓷镀层的表面粗糙度为Ra≤0.80μm。
[0017]另一方面，本专利技术实施例提供一种牵伸机，其中，所述牵伸机包括：
[0018]驱动装置；
[0019]辊筒，所述辊筒安装在所述驱动装置上，用于在所述驱动装置的驱动下转动；
[0020]其中，所述辊筒为上述任一项所述的辊筒；
[0021]优选的，所述牵伸机为纤维牵伸机，优选为聚丙烯腈原丝牵伸机。
[0022]优选的，所述辊筒的数量为多个，优选为3个、5个或7个。
[0023]优选的，多个所述辊筒交替排列成上排和下排，其中，上排和下排为平行的两排；上排的辊筒数量比下排的辊筒数量少一个。
[0024]优选的，纤维经过上排中的任一个辊筒时，纤维的夹角＜60
°
，优选＜30
°
，更优选为0
°
。
[0025]优选的，所述驱动装置包括驱动机构和齿轮箱；其中，所述齿轮箱与所述驱动机构连接，所述辊筒安装在所述齿轮箱上；优选的，所述驱动机构包括电机、联轴器和减速器；和/或所述辊筒的径向跳动量≤0.05mm、所述牵伸机的径向跳动量≤0.10mm。
[0026]与现有技术相比，本技术的一种辊筒及牵伸机至少具有下列有益效果：
[0027]本技术实施例提供的辊筒及牵伸机，通过在辊筒的筒体的外壁上设置多个沟槽，以用于使纤维经过，在任意相邻的两个沟槽之间形成的凸棱上设置多个第一流出孔、同时在凸棱的内部设置管道结构，以通入流体介质，并使流体介质从第一流出孔流出；这样设置，在对原丝进行牵伸时，通过向管道结构通入流体介质，然后流体介质从第一流出孔流出，进而会喷洒到位于沟槽处及其附近的纤维上，从而对纤维起到润湿的作用，避免磨丝，并提高纤维受力的均匀性，最终减少纤维在牵伸过程中产生的断丝、毛丝现象。
[0028]进一步地，本技术实施例提供的辊筒及牵伸机，通过将辊筒的外表面设置成陶瓷镀层；优选的，陶瓷镀层≥0.1mm，陶瓷镀层的表面粗糙度为Ra≤0.80μm。通过这样设置，使得辊筒表面洁净光滑，避免了因磨丝、受力不均引起的毛丝、断丝等现象。
[0029]进一步地，本技术实施例提供的牵伸机，通过对多个辊筒进行相应的排布和布局，使纤维在辊筒上实现较大包角，同时避免丝束打滑脱丝、拉伤纤维，且便于实现牵伸效果。
[0030]进一步地，本技术实施例提供的辊筒及牵伸机，通过使所述辊筒的径向跳动量≤0.05mm，牵伸机整机的径向跳动量≤0.10mm；通过这样设置，达到生产原丝各纺位间、同一纺位长程上的线密度、强度等性能离散小。
[0031]综上，本技术提供的一种辊筒及牵伸机，避免了因磨丝、受力不均引起的毛丝、断丝，同时，避免了丝束打滑现象。采用本技术的辊筒及牵伸机生产的纤维(原丝)各纺位间、同一纺位长程上的线密度、强度等性能离散小。
[0032]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技
术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0033]图1是本技术的实施例提供的一种辊筒的筒体的局部结构示意图；
[0034]图2是本技术的实施例提供的一种辊筒的筒体的局部结构剖视图；
[0035]图3是本技术的实施例提供的另一种辊筒的筒体的局部结构剖视图；
[0036]图4是本技术的实施例提供的另一种辊筒的筒体的局部结构剖视图；
[0037]图5是本技术的实施例提供的一种三辊牵伸机的示意图；
[0038]图6是本技术的实施例提供的一种五辊牵伸机的示意图；
[0039]图7是本技术的实施例提供的一种七辊牵伸机的示意图；
[0040]图8是本技术的实施例提供的一种三辊牵伸机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辊筒，其特征在于，所述辊筒包括：筒体，所述筒体的外壁上设置有多个沟槽，且任意相邻的两个沟槽之间形成一条凸棱；其中，所述凸棱的内部设有管道结构，用于通入流体介质；所述凸棱上设置有多个第一流出孔，所述第一流出孔与所述管道结构连通，以使所述管道结构内的流体介质从所述第一流出孔流出。2.根据权利要求1所述的辊筒，其特征在于，每一条所述凸棱沿着所述筒体的周向环绕一圈；每一个所述沟槽均沿着所述筒体的周向环绕一圈；和/或所述第一流出孔的直径小于1mm。3.根据权利要求1或2所述的辊筒，其特征在于，所述凸棱的内部呈与所述筒体的内部相独立的腔体；其中，所述腔体为所述管道结构；所述凸棱上还开设有接口，用于连接流体介质输送管道，以向所述管道结构通入流体介质。4.根据权利要求1或2所述的辊筒，其特征在于，所述管道结构为安置在所述凸棱的内部的管道；其中，所述管道结构上设置有第二流出孔；其中，所述第二流出孔与所述第一流出孔的数量一致，且一一对应设置。5.根据权利要求1所述的辊筒，其特征在于，所述沟槽的槽口宽度和槽底宽度之比为1.0
‑
5.5；和/或所述沟槽的槽口宽度和沟槽的深度之比为1.3
‑
3.0。6.根据权利要求5所述的辊筒，其特征在于，所述辊筒的外表面设置成陶瓷镀层。7.根据权利要求6所述的辊筒，其特征在于，所述陶瓷镀层的厚度≥0.1mm、所述陶瓷镀层的表面粗糙度为Ra≤0.80μm。8.一种牵伸机，其特征在于，所述牵伸机包括：驱动装置；辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩笑笑，常春报，刘纳新，郝俊杰，马跃文，
申请(专利权)人：山西钢科碳材料有限公司，
类型：新型
国别省市：