[實用新型]一種用于碳纖維熱處理的導向輥

有效

• 申請號: 201020533560.0
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN201817596U
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 王浩靜;李福平;范立東;劉福杰;王紅飛;程璐
• 申請（專利權）人: 西安航科等離子體科技有限公司
• 主分類號: D01F9/12
• 分類號: D01F9/12;B65H57/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本實用新型涉及一種用于碳纖維熱處理的導向輥，特別涉及一種用于大絲束碳纖維熱處理的導向輥，屬于碳纖維生產設備的技術領域。

背景技術

碳纖維是有機纖維經一系列熱處理后轉化而成的含碳量在90％以上的新型碳材料。碳纖維不但具有高比強度和比模量、高導電性、低熱膨脹系數、耐高溫、抗腐蝕、抗蠕變以及自潤滑等一系列優異的性能，還具有纖維的柔性和可編制性等特點，常作為先進復合材料的增強體，在航空航天、核能設備以及隱形武器等國防領域具有不可替代的作用，同時在土木建筑、交通運輸以及體育休閑等民用工業領域也得到了廣泛的應用。

碳纖維的制備工藝過程包括聚合、紡絲、預氧化和碳化，其中熱處理(包括預氧化和碳化)是較為重要的兩個階段。在碳纖維的熱處理過程中，導向輥發揮著重要的作用，設計合理的導向輥是制備高性能碳纖維的關鍵因素之一。

現有技術中的導向輥大多為圓形截面或者光面導向輥。采用圓形截面形狀的導向輥時，容易出現碳纖維的疊加。碳纖維的嚴重疊加會使纖維在熱處理過程中產生的反應熱不能被瞬時排走而造成蓄熱或過熱，導致熱處理過程中出現斷絲、并絲甚至著火等現象。同時，預氧化過程中碳纖維的嚴重疊加會限制氧向絲束內部纖維的擴散，導致表層和內部的纖維產生不同的預氧化程度，嚴重影響碳纖維的性能。采用光面導向輥時，碳纖維在輥上的分布難以約束，熱處理過程中絲束間的纏連，并絲或者纏繞現象嚴重，不利于碳纖維熱處理過程的順利進行。

發明內容

為了解決現有的導向輥導向槽截面為圓形，容易產生碳纖維疊加的技術問題，本實用新型提供一種用于碳纖維熱處理的導向輥。

本實用新型所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的：

一種用于碳纖維熱處理的導向輥，包括導向輥本體1以及設置在導向輥本體上的多個導向槽(2A、2B、2C、2D)，其特征在于：所述導向槽的截面為梯形，所述梯形的斜邊和底邊之間通過下凹圓弧5連接，所述導向槽與導向槽之間通過上凸圓弧4連接。

上述導向槽底邊的長度L、導向槽高h，導向槽的高與斜邊的夾角θ以及下凹圓弧3的半徑r、上凸圓弧4的半徑r滿足關系如下：

5°≤θ＜90°，h≥0.2L，r≥0.05L。

上述導向槽的高與斜邊的夾角θ滿足關系如下：

5°≤θ≤45°。

上述導向槽高h與導向槽底邊的長度L滿足關系如下：

0.2L≤h≤0.5L。

上述上凸圓弧4的半徑r與導向槽底邊的長度L滿足關系如下：

0.05L≤r≤0.2L。

上述導向槽的數量為4個。

上述上凸圓弧4的半徑r與導向槽底邊的長度L滿足關系如下：

0.05L≤r≤0.2L。

上述導向槽的數量為4個。

本實用新型所具有的優點：

本實用新型將導向輥上的導向槽設置為通過下凹圓弧過渡的梯形導向槽，避免了碳纖維絲的堆積、夾角產生的掛絲，適用于大絲束碳纖維熱處理的導向槽導向輥，保證了碳纖維熱處理過程的平穩運行，提高了碳纖維的質量。

附圖說明

圖1為本實用新型導向槽導向輥的縱向截面示意圖。

圖2為導向輥表面導向槽結構示意圖。

其中附圖標記為：1-導向輥本體，2A、2B、2C、2D-導向槽，3A、3B、3C、3D-碳纖維，4-上凸圓弧，5-下凹圓弧。

具體實施方式

由圖1可知，導向輥本體1表面包括4個導向槽(2A，2B，2C和2D)，可以同時提供4束碳纖維(3A，3B，3C和3D)進行熱處理。當碳纖維3A，3B，3C和3D分別通過導向輥導向槽2A，2B，2C和2D時，纖維分布均勻且不會出現嚴重的疊加現象，這樣就能防止熱處理過程中的并絲、斷絲甚至著火等問題，保證了碳纖維熱處理過程的順利進行。

圖2為導向輥表面導向槽結構示意圖。由圖2可知，導向槽底部寬度為L，深度為h，導向槽高度方向與斜邊方向夾角為θ，導向槽底邊和斜邊之間采用過渡圓角連接，相鄰導向槽之間也采用過渡圓角連接，兩個過渡圓角半徑均為r。為了保證碳纖維熱處理過程的平穩進行，這些參數之間要滿足如下關系：

5°≤θ≤45°????????????(a)

h≥0.2L??????????????????(b)

r≥0.05L?????????????????(c)