本实用新型专利技术涉及一种碳纤维生产过程张力补偿装置，该装置包括导丝器、金属拉杆、限位板、导丝辊、砝码、红外线警报器，其中，设置导丝辊用于传导碳纤维，碳纤维上设置导丝器，导丝器连接垂直向下的金属拉杆，设置限位板对金属拉杆进行限位，金属拉杆穿过限位板的限位孔，且金属拉杆底部连接砝码，当砝码下落超过设置高度时，触发装置底部设置的红外线警报器；该装置适用于维持碳化过程中各工段不同丝束间张力的张力恒定，对碳纤维性能稳定提升有显著效果。效果。效果。
【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维生产过程张力补偿装置
[0001]本技术涉及一种碳纤维生产过程张力补偿装置，属于碳纤维碳化设备生产
技术介绍
[0002]近几年，全球碳纤维进入快速增长期，得益于风电、商用航空、压力容器等领域对碳纤维需求的快速增长，全球碳纤维复合增长率在12％以上。目前，国产碳纤维已陆续实现超高强T1000和高模M40J级等高性能碳纤维关键技术突破，然而与国外进口碳纤维产品相比，国产碳纤维在产品性能稳定性方面仍有所不足。
[0003]国内主流的单线年产千吨级的碳化生产线通常配置有200束以上的生产纺位，故维持生产过程中不同丝束间的张力恒定就显得尤为重要，中国专利CN104339669B提供了一种碳纤维原丝机的恒张力退丝装置，CN212334211U提供了一种新型恒张力箱原丝放丝设备，CN104460502A提供了一种碳纤维收丝机恒张力控制系统。上述专利更多的关注了碳纤维碳化生产首尾过程的张力均匀性，而对过程张力均匀性提升关注较少，而碳化过程通常由不同速比的驱动电机控制各阶段的张力，尽管驱动辊及其控制系统的精密度和灵敏度已有大幅提升，但在实际生产过程中仍发现会存在同一个驱动辊上的不同丝束张力存在3～10％的差异，而碳化过程伴随着200～1500℃之间的高温，不同丝束间张力差异对碳纤维性能稳定性的不利影响会进一步放大。
技术实现思路
[0004]本技术目的提供一种碳纤维生产过程张力补偿装置。
[0005]实现技术目的提供技术方案如下：
[0006]一种碳纤维生产过程张力补偿装置，该装置包括导丝器、金属拉杆、限位板、导丝辊、砝码、红外线警报器；其中，设置导丝辊用于传导碳纤维，碳纤维上设置导丝器，导丝器连接垂直向下的金属拉杆，设置限位板对金属拉杆进行限位，金属拉杆穿过限位板的限位孔，且金属拉杆底部连接砝码，当砝码下落超过设置高度时，触发装置底部设置的红外线警报器。
[0007]进一步的，导丝器内孔高3～10mm，宽3～10mm，材质为陶瓷，表面摩擦系数小于 0.20。
[0008]进一步的，导丝辊外径为20～150mm，材质为光面不锈钢，通过控制其高度可以调控丝束进入高温碳化炉的丝束高度。
[0009]进一步的，限位板为两层，两层限位板的总高度100～200mm，上下层限位板上的限位孔开口位置一致，以起到对金属拉杆的限位作用。纤维根数多，需要上下两层限位板对金属拉杆进行限位，避免拉杆左右晃动过大。
[0010]进一步的，相邻丝束上相邻的金属拉杆在送丝方向上呈斜线布局，有效避免相邻丝束间导丝器的碰撞和磨损。所有生产纺位的纤维张力约接近越好，实际上张力有微小差
别，此处根据不同丝道上张力的差异对张力进行补偿。
[0011]进一步的，张力补偿装置通过悬挂不同重量的砝码对不同丝道上纤维张力进行补偿，张力补偿方式是根据不同纺位纤维张力的中心值为基准，对不同纺位上的纤维张力进行相应补偿，进而有效提升相同碳化工段上不同纺位纤维丝束张力的均匀性。
[0012]进一步的，一旦碳纤维因断丝等异常原因导致纤维张力过小时，金属拉杆在砝码的重力作用下会出现一定程度的下落，当砝码下落超过一定高度(通常由纤维断丝所致) 时，会触发装置底部的红外线警报器，红外线警报器报警以提醒岗位人员及时处置，进而有效避免纤维缠丝状况。
[0013]本技术相对于现有技术相比具有显著优点为：本技术以提升碳化生产过程的张力稳定性为出发点，通过提升不同丝束间的张力均匀性，显著提升了碳纤维性能稳定性。
附图说明
[0014]下面结合附图对本技术进一步说明。
[0015]图1为本技术的示意图。
[0016]图2为相邻碳纤维的相邻金属拉杆布局图。
[0017]其中，1：碳纤维、2：导丝器、3：金属拉杆、4：限位板、4
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1：限位孔、5：导丝辊、6：砝码、7：红外线警报器。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例，对本技术进一步解释。
[0019]本技术提供一种碳纤维生产过程张力补偿装置。
[0020]一种碳纤维生产过程张力补偿装置，该装置包括导丝器2、金属拉杆3、限位板4、导丝辊5、砝码6、红外线警报器；其中，设置导丝辊5用于传导碳纤维1，碳纤维1 上设置导丝器2，导丝器2连接垂直向下的金属拉杆3，设置限位板4对金属拉杆3进行限位，金属拉杆3穿过限位板4的限位孔4
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1，金属拉杆3底部连接砝码6，装置底部装有红外线警报器7，当出现因纤维断丝等异常情况时，金属拉杆连同砝码会在重力的作用下出现下落，当下落超过一定高度时，会触发红外线警报器7报警。
[0021]限位板4为两层，两层限位板的总高度100～200mm，上下层限位板上的限位孔4
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1 开口位置一致，以起到对金属拉杆的限位作用。纤维根数多，需要上下两层限位板对金属拉杆3进行限位，避免拉杆左右晃动过大。
[0022]在某条年产千吨碳化线上，以高温碳化过程为例，碳纤维的低碳丝经过其后的驱动辊后，不同丝束间的张力CV为2.7％，碳丝线密度CV为2.0％。
[0023]在上述基础上，碳纤维1低碳丝经过其配套驱动后，依次经过图1中导丝器2和导丝辊5之后再进入高温炉。其中，导丝器内孔高6mm，宽4mm，材质为陶瓷，表面摩擦系数小于0.20；导丝辊外径为50mm，材质为光面不锈钢，通过控制其高度可以调控丝束进入高温碳化炉的丝束高度；导丝器2为开口设计，在生产过程中更便于穿丝和纤维接头通过；金属拉杆3为直径为3mm的钢条，布氏硬度：≤187HB；具有良好的硬挺性；限位板4为两层，高度100mm,上下层限位板上的限位孔开口位置一致，以起到对金属拉杆的限位作用，相邻碳纤维的相
邻金属拉杆在送丝向上呈斜线布局(见图2)，可有效避免相邻丝束间导丝器的碰撞和磨损；通过悬挂不同重量的砝码对不同丝道上纤维张力进行补偿，进而实现相同碳化工段上不同纤维丝束张力的均匀性；张力补偿方式是根据不同纺位纤维张力的中心值为基准，对不同纺位上的纤维张力进行相应增减补偿 (通过不同纺位下加载不同配重的砝码来实现)，装置内部设有红外线警报器，警报器探测头距下限位板高度为500mm，一旦碳纤维因断丝等异常原因导致纤维张力过小时，金属拉杆在砝码的重力作用下会出现一定程度的下落，当砝码下落超过一定高度(通常为50
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100mm)时，会触发装置底部的红外线警报器，红外线警报器报警以提醒岗位人员及时处置，进而有效避免纤维缠丝状况。实际生产过程发现，该装置不仅可以提升碳纤维线密度等性能的稳定性，还可大幅减少因异常断丝未及时发现而引发的辊轮缠丝频次，对稳定生产有利。同等条件下，使用本技术所述张力补偿后，高温碳化过程张力CV降至2.3％，碳丝线密度CV降至1.8％。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维生产过程张力补偿装置，其特征在于：该装置包括导丝器、金属拉杆、限位板、导丝辊、砝码、红外线警报器；其中，设置导丝辊用于传导碳纤维，碳纤维上设置导丝器，导丝器连接垂直向下的金属拉杆，设置限位板对金属拉杆进行限位，金属拉杆穿过限位板的限位孔，且金属拉杆底部连接砝码，当砝码下落超过设置高度时，触发装置底部设置的红外线警报器。2.根据权利要求1所述的碳纤维生产过程张力补偿装置，其特征在于：所述的导丝器内孔高3～10mm，宽3～10mm，材质为陶瓷，表面摩擦系数小于0.20。3.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏宗，刘高君，林康，陶珍珍，黄优优，
申请(专利权)人：中复神鹰碳纤维股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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