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CN114250562B - 一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法 - Google Patents

一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，涉及碳纤维水洗技术领域，包括机体，机体内底壁的一侧固定连接有水洗箱，机体内底壁的另一侧固定连接有除电箱，机体的背面固定连接有驱动电机，驱动电机的输出端同轴连接有传动轴，传动轴的表面固定连接有主齿轮。该改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，驱动机构驱动传动轴进而带动主齿轮和传动机构对碳纤维原丝进行规律收放，从而降低原丝发生断丝的现象，且原丝在运动过程中呈S形分布，有效降低水洗槽长度，提高水洗效率，除电箱采用负离子消除和离子束中和的方式对原丝进行双层降静电，降静电效果较佳，能够有效降低原丝表面附带电荷，从而为后期的加工降低风险。

Description

一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法
技术领域
本发明涉及碳纤维水洗技术领域，具体为一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法。
背景技术
碳纤维原丝，又称碳纤维前驱体，指生产碳纤维用的聚合物原丝，根据原丝材料可分为聚丙烯腈基碳纤维，沥青基碳纤维，黏胶基碳纤维，气相生长碳纤维，生产碳纤维的原料称之为原丝，纺织工业是我国传统的支柱产业，包括纺织、印染、化纤、服装和纺织专用设备制造等五个部分，随着国民的经济的快速发展，我国的印染业也进入了高速发转期，设备和技术水平明显提升，生产工艺和设备不断更新，印染工业在纺织工业中占据着举足轻重的地位，其中在织物染色流水线中，染色后织物表面残留大量浮色，为了保证染出鲜艳的颜色，又保证其色牢度佳，往往会增加水洗工序，水洗就是将织物浸渍到添加有助剂的水洗槽中处理，洗去浮色。
目前聚丙烯腈基碳纤维原丝的水洗装置，通常都是由水洗槽、引丝辊、驱动端组成，但是一般的碳纤维原丝在水洗过程中时需要对原丝进行收放，原丝与引丝辊之间产生摩擦，导致原丝产生静电荷，随着生产的积累，大量静电荷容易造成以下危害：一是易发生火灾，二是发生摩擦断丝。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，包括机体，所述机体内底壁的一侧固定连接有水洗箱，所述机体内底壁的另一侧固定连接有除电箱，所述机体的背面固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端同轴连接有传动轴，所述传动轴的表面固定连接有主齿轮，所述主齿轮的表面啮合有传动机构，所述除电箱的内部分别设置有雾化室和电极室,所述雾化室的内底壁设置有超声波雾化器，所述超声波雾化器的输出端连通设置有引流管，所述引流管的一端连通设置有雾化喷头，所述雾化室内侧壁的中部插接有雾水收集箱，所述电极室的内顶壁安装有电极板，所述电极板的下表面电连接有电极针，所述电极室的内底壁搭接有杂质收集盒；所述传动机构包括从齿轮，所述从齿轮的内侧壁固定连接有第一支撑轴，所述第一支撑轴的一端固定连接有第一辊轴，所述第一支撑轴的表面设置有传动组件，所述第一支撑轴通过传动组件传动连接有第二支撑轴，所述第二支撑轴的一端固定连接有第二辊轴。
可选的，所述水洗箱的内部固定连接有分隔板，所述水洗箱被分隔板隔出若干个水洗槽，所述水洗箱的上表面和分隔板的上表面均固定连接有支撑架，所述支撑架的内侧壁通过转轴可转动连接有辅助轮，辅助轮能够有效提高原丝的顺滑度，从而避免原丝挂在水洗箱上。
可选的，所述第一支撑轴和第二支撑轴的表面均套装有轴承，所述第一支撑轴和第二支撑轴均通过轴承可转动连接在所述机体的侧壁，从而提高第一支撑轴和第二支撑轴的稳定性。
可选的，所述机体的下表面固定安装有万向轮，所述万向轮的内部设置有刹车片，从而方便人员移动机体，提高便携性。
可选的，所述传动组件包括第一带轮，所述第一带轮的表面搭接有皮带，所述皮带的内侧壁搭接有第二带轮，所述第一带轮固定安装在所述第一支撑轴的表面，所述第二带轮固定安装在所述第二支撑轴的表面，从而方便通过第一带轮带动第二带轮，从而实现若干个传动机构同步运行。
可选的，所述除电箱的正面通过转轴可转动连接有箱门，所述箱门与除电箱相连接的转轴为设置在除电箱一侧的竖直转轴，所述除电箱的两侧均开设有通槽，所述除电箱靠近通槽的位置固定安装有保持架，所述保持架的内侧壁可转动连接有辅助辊。
一种改进的碳纤维原丝的水洗装置的水洗方法，包括以下操作步骤：
S1、将水洗箱分成相等的六等份，分别为一级纯水清洗室、二级脱盐水清洗室、三级皂水清洗室、四级热水清洗室、五级疏水抗紫外线清洗室、六级抗静电清洗室；
S2、将需要水洗的纤维依次穿过水洗箱后穿入静电箱与绕线设备连接，启动绕线设备和驱动电机进而驱动纤维原丝依次进入水洗箱和除电箱；
S3、当纤维原丝进入雾化室时，启动超声波雾化器，超声波雾化器将带有除静电剂的雾化水溶液分子打散，产生水雾，水雾通过雾化喷头由上向下喷出，同时在雾化过程中将释放大量的负离子消除原丝所带的静电荷，冷凝水流入雾水收集箱；
S4、当纤维原丝进入电极室时，电极板通电，电极针针尖周围产生电晕，电晕对空气进行放电，从而产生离子束，离子束对带电的纤维原丝进行净电荷中和，使得摩擦产生的静电被消除；
S5、将水洗后的纤维原丝通过绕线设备干燥后进行打包整理。
可选的，在步骤S1中，所述疏水抗紫外清洗室内加入疏水抗紫外线处理液，所述抗静电清洗室内加入除静电剂，所述四级热水清洗室内的水温为70-80℃；在步骤S3中，雾化水采用软化水，可在软化水内加入0.1％的除静电剂。
有益效果
本发明提供了一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，具备以下有益效果：该改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，通过水洗箱、除电箱、驱动电机、传动轴、主齿轮和传动机构的设置，驱动机构驱动传动轴进而带动主齿轮和传动机构对碳纤维原丝进行规律收放，从而降低原丝发生断丝的现象，且原丝在运动过程中呈S形分布，有效降低水洗槽长度，提高水洗效率，除电箱采用负离子消除和离子束中和的方式对原丝进行双层降静电，降静电效果较佳，能够有效降低原丝表面附带电荷，从而为后期的加工降低风险。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明侧视结构示意图；
图3为本发明传动机构的结构示意图；
图4为本发明立面结构示意图；
图5为本发明局部剖视结构示意图；
图6为本发明俯视结构示意图；
图7为本发明图6中A处放大图。
图中：1-机体、2-水洗箱、3-除电箱、4-驱动电机、5-传动轴、6-主齿轮、7-雾化室、8-电极室、9-超声波雾化器、10-引流管、11-雾化喷头、12-雾水收集箱、13-电极板、14-电极针、15-杂质收集盒、16-从齿轮、17-第一支撑轴、18-第一辊轴、19-第二支撑轴、20-第二辊轴、21-万向轮、22-第一带轮、23-皮带、24-第二带轮、25-辅助辊、26-支撑架、27-辅助轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，包括机体1，机体1内底壁的一侧固定连接有水洗箱2，机体1内底壁的另一侧固定连接有除电箱3，机体1的背面固定连接有驱动电机4，驱动电机4的输出端同轴连接有传动轴5，传动轴5的表面固定连接有主齿轮6，主齿轮6的表面啮合有传动机构，除电箱3的内部分别设置有雾化室7和电极室8,雾化室7的内底壁设置有超声波雾化器9，超声波雾化器9的输出端连通设置有引流管10，引流管10的一端连通设置有雾化喷头11，雾化室7内侧壁的中部插接有雾水收集箱12，电极室8的内顶壁安装有电极板13，电极板13的下表面电连接有电极针14，电极室8的内底壁搭接有杂质收集盒15；传动机构包括从齿轮16，从齿轮16的内侧壁固定连接有第一支撑轴17，第一支撑轴17的一端固定连接有第一辊轴18，第一支撑轴17的表面设置有传动组件，第一支撑轴17通过传动组件传动连接有第二支撑轴19，第二支撑轴19的一端固定连接有第二辊轴20。
传动组件包括第一带轮22，第一带轮22的表面搭接有皮带23，皮带23的内侧壁搭接有第二带轮24，第一带轮22固定安装在第一支撑轴17的表面，第二带轮24固定安装在第二支撑轴19的表面，从而方便通过第一带轮22带动第二带轮24，从而实现若干个传动机构同步运行，除电箱3的正面通过转轴可转动连接有箱门，箱门与除电箱3相连接的转轴为设置在除电箱3一侧的竖直转轴，除电箱3的两侧均开设有通槽，除电箱3靠近通槽的位置固定安装有保持架，保持架的内侧壁可转动连接有辅助辊25，水洗箱2的内部固定连接有分隔板，水洗箱2被分隔板隔出若干个水洗槽，水洗箱2的上表面和分隔板的上表面均固定连接有支撑架26，支撑架26的内侧壁通过转轴可转动连接有辅助轮27，辅助轮能够有效提高原丝的顺滑度，从而避免原丝挂在水洗箱2上，第一支撑轴17和第二支撑轴19的表面均套装有轴承，第一支撑轴17和第二支撑轴19均通过轴承可转动连接在机体1的侧壁，该轴承为防水轴承，从而提高第一支撑轴17和第二支撑轴19的稳定性，机体1的下表面固定安装有万向轮21，万向轮21的内部设置有刹车片，从而方便人员移动机体1，提高便携性。
一种改进的碳纤维原丝的水洗装置的水洗方法，包括以下操作步骤：
S1、将水洗箱分成相等的六等份，分别为一级纯水清洗室、二级脱盐水清洗室、三级皂水清洗室、四级热水清洗室、五级疏水抗紫外线清洗室、六级抗静电清洗室；
S2、将需要水洗的纤维依次穿过水洗箱后穿入静电箱与绕线设备连接，启动绕线设备和驱动电机进而驱动纤维原丝依次进入水洗箱和除电箱；
S3、当纤维原丝进入雾化室时，启动超声波雾化器，超声波雾化器将带有除静电剂的雾化水溶液分子打散，产生水雾，水雾通过雾化喷头由上向下喷出，同时在雾化过程中将释放大量的负离子消除原丝所带的静电荷，冷凝水流入雾水收集箱；
S4、当纤维原丝进入电极室时，电极板通电，电极针针尖周围产生电晕，电晕对空气进行方便，从而产生离子束，离子束对带电的纤维原丝进行净电荷中和，使得摩擦产生的静电被消除；
S5、将水洗后的纤维原丝通过绕线设备干燥后进行打包整理。
可选的，在步骤S1中，疏水抗紫外清洗室内加入疏水抗紫外线处理液，抗静电清洗室内加入除静电剂，四级热水清洗室内的水温为70-80℃；在步骤S3中，雾化水采用软化水，可在软化水内加入0.1％的除静电剂。
综上，该改进的碳纤维原丝的水洗装置及水洗方法，使用时，工作个人人员先将原丝通过若干个第一辊轴18和第二辊轴20依次穿过，使得原丝在水洗箱2内呈S形分布，然后将原丝的穿入端与绕线设备连接，使得绕线设备和驱动机构同步运行，一级纯水清洗室内放置清水、二级脱盐水清洗室内放置脱盐水、三级皂水清洗室放置皂粉和水的混合溶液、四级热水清洗室内放置70-80℃的热水、五级疏水抗紫外线清洗室内放置疏水抗紫外线处理液、六级抗静电清洗室内放置除静电剂和水的混合溶液，同样可以对清洗室内的清洗原料进行调配更换，驱动电机4带动传动轴5转动，传动轴5转动的同时带动主齿轮6转动，主齿轮6啮合从齿轮16，使得第一支撑轴17转动，第一支撑轴17转动的同时带动第一带轮22转动，第一带轮22转动通过皮带23传动第二带轮24，第二带轮24带动第二支撑轴19转动，第一支撑轴17和第二支撑轴19均通过轴承保持其平衡性，第一支撑轴17配合第二支撑轴19同步带动第一辊轴18和第二辊轴20转动，驱动机构驱动传动轴5进而带动主齿轮6和传动机构对碳纤维原丝进行规律收放，从而降低原丝发生断丝的现象，且原丝在运动过程中呈S形分布，有效降低水洗槽长度，提高水洗效率，当原丝在运动过程中，出现松动时，会搭接在辅助轮27上，从而避免水洗箱2对原丝造成刮蹭，降低原丝断丝的可能性，当纤维原丝进入雾化室7时，启动超声波雾化器9，超声波雾化器9将带有除静电剂的雾化水溶液分子打散，产生水雾，水雾通过雾化喷头11由上向下喷出，冷凝水流入雾水收集箱12，同时在雾化过程中将释放大量的负离子消除原丝所带的静电荷，当纤维原丝进入电极室8时，电极板13通电，电极针14针尖周围产生电晕，电晕对空气进行放电，从而产生离子束，离子束对带电的纤维原丝进行净电荷中和，使得摩擦产生的静电被消除，除电箱3采用负离子消除和离子束中和的方式对原丝进行双层降静电，降静电效果较佳，能够有效降低原丝表面附带电荷，从而为后期的加工降低风险。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种改进的碳纤维原丝的水洗装置，包括机体(1)，其特征在于：所述机体(1)内底壁的一侧固定连接有水洗箱(2)，所述机体(1)内底壁的另一侧固定连接有除电箱(3)，所述机体(1)的背面固定连接有驱动电机(4)，所述驱动电机(4)的输出端同轴连接有传动轴(5)，所述传动轴(5)的表面固定连接有主齿轮(6)，所述主齿轮(6)的表面啮合有传动机构，所述除电箱(3)的内部分别设置有雾化室(7)和电极室(8),所述雾化室(7)的内底壁设置有超声波雾化器(9)，所述超声波雾化器(9)的输出端连通设置有引流管(10)，所述引流管(10)的一端连通设置有雾化喷头(11)，所述雾化室(7)内侧壁的中部插接有雾水收集箱(12)，所述电极室(8)的内顶壁安装有电极板(13)，所述电极板(13)的下表面电连接有电极针(14)，所述电极室(8)的内底壁搭接有杂质收集盒(15)；所述传动机构包括从齿轮(16)，所述从齿轮(16)的内侧壁固定连接有第一支撑轴(17)，所述第一支撑轴(17)的一端固定连接有第一辊轴(18)，所述第一支撑轴(17)的表面设置有传动组件，所述第一支撑轴(17)通过传动组件传动连接有第二支撑轴(19)，所述第二支撑轴(19)的一端固定连接有第二辊轴(20)；
所述水洗箱(2)的内部固定连接有分隔板，所述水洗箱(2)被分隔板隔出若干个水洗槽，所述水洗箱(2)的上表面和分隔板的上表面均固定连接有支撑架(26)，所述支撑架(26)的内侧壁通过转轴可转动连接有辅助轮(27)；
所述第一支撑轴(17)和第二支撑轴(19)的表面均套装有轴承，所述第一支撑轴(17)和第二支撑轴(19)均通过轴承可转动连接在所述机体(1)的侧壁；所述机体(1)的下表面固定安装有万向轮(21)，所述万向轮(21)的内部设置有刹车片；
所述传动组件包括第一带轮(22)，所述第一带轮(22)的表面搭接有皮带(23)，所述皮带(23)的内侧壁搭接有第二带轮(24)，所述第一带轮(22)固定安装在所述第一支撑轴(17)的表面，所述第二带轮(24)固定安装在所述第二支撑轴(19)的表面；
所述除电箱(3)的正面通过转轴可转动连接有箱门，所述箱门与除电箱(3)相连接的转轴为设置在除电箱(3)一侧的竖直转轴，所述除电箱(3)的两侧均开设有通槽，所述除电箱(3)靠近通槽的位置固定安装有保持架，所述保持架的内侧壁可转动连接有辅助辊(25)。
2.一种用于权利要求1所述的一种改进的碳纤维原丝的水洗装置的水洗方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1、将水洗箱分成相等的六等份，分别为一级纯水清洗室、二级脱盐水清洗室、三级皂水清洗室、四级热水清洗室、五级疏水抗紫外线清洗室、六级抗静电清洗室；
S2、将需要水洗的纤维依次穿过水洗箱后穿入静电箱与绕线设备连接，启动绕线设备和驱动电机进而驱动纤维原丝依次进入水洗箱和除电箱；
S3、当纤维原丝进入雾化室时，启动超声波雾化器，超声波雾化器将带有除静电剂的雾化水溶液分子打散，产生水雾，水雾通过雾化喷头由上向下喷出，同时在雾化过程中将释放大量的负离子消除原丝所带的静电荷，冷凝水流入雾水收集箱；
S4、当纤维原丝进入电极室时，电极板通电，电极针针尖周围产生电晕，电晕对空气进行放电，从而产生离子束，离子束对带电的纤维原丝进行净电荷中和，使得摩擦产生的静电被消除；
S5、将水洗后的纤维原丝通过绕线设备干燥后进行打包整理。
3.根据权利要求2所述的一种改进的碳纤维原丝的水洗装置的水洗方法，其特征在于：在步骤S1中，所述疏水抗紫外清洗室内加入疏水抗紫外线处理液，所述抗静电清洗室内加入除静电剂，所述四级热水清洗室内的水温为70-80℃；在步骤S3中，雾化水采用软化水，在软化水内加入0.1％的除静电剂。
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Denomination of invention: An improved water washing device and method for carbon fiber precursor

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