[發明專利]一種用于生產碳纖維的超聲波霧化加濕裝置

有效

• 申請號: 201110327116.2
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102433701A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 雷震;宋威;黃險波;曾祥斌;蔡彤旻
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: D06B13/00
• 分類號: D06B13/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊

技術領域

本發明屬于碳纖維生產技術領域，特別涉及一種用于生產高質量碳纖維的超聲波霧化加濕裝置。

背景技術

在碳纖維的生產過程中，預氧化步驟前的加濕裝置越來越多地得到了應用。傳統的加濕裝置是使用一個槽體，內裝浸漬液體直接對纖維進行浸漬加濕。

為了減少浸漬設備對纖維表面的機械損傷，中國專利CN?101967735A提供了一種對纖維無機械損傷的浸液機，可實現碳纖維連續化生產過程中的化學改性、洗滌等處理工藝。

為了緩解碳纖維生產中的皮芯結構、氧化不理想等問題，中國專利CN100347356C提供了一種碳纖維生產線專用的氣液裝置，將纖維在液體原料中高溫浸泡，得到了緩解了皮芯結構的預氧化纖維。

上述專利文獻中的浸液機考慮到了加濕過程中的纖維機械損傷問題，但是，仍然使用液體直接對纖維進行浸漬，使纖維中含有了較多的浸漬液體。一方面，這使后續生產中纖維中的浸漬液體在烘干時需要較高的能耗，增加了生產成本；另一方面，由于過多液體對纖維的浸漬，液體會進入纖維內部，在一定程度上破壞纖維的內部結構從而降低纖維的性能，最終降低碳纖維產品的拉伸強度等性能。

發明內容

為了克服現有浸漬設備能耗高且降低纖維強度的問題，本發明的目的在于提供一種用于生產碳纖維的超聲波霧化加濕裝置，該加濕裝置不僅對纖維無機械損傷，且提高了碳纖維拉伸強度等性能、節約了生產成本。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種用于生產碳纖維的超聲波霧化加濕裝置，包括纖維加濕箱和超聲波霧化器，兩者通過連接管道連接，連接管道延伸至纖維加濕箱底部的部分為霧粒分散管道，霧粒分散管道上設有分散孔；超聲波霧化器將加濕液經超聲波高頻振蕩霧化為1-5微米的超微霧粒子，通過連接管道通入纖維加濕箱內的霧粒分散管道中，再經霧粒分散管道上的分散孔噴出后，均勻分布于纖維加濕箱中。

所述纖維加濕箱底部的霧粒分散管道的數目可以是一條或多條。

一臺超聲波霧化器可與一個或多個纖維加濕箱連接，其與多個纖維加濕箱連接可以節省超聲波霧化器使用量。當纖維加濕箱體積較大時，也可使用多臺超聲波霧化器。

所述的纖維加濕箱為封閉箱體，僅在兩端中部設有開口，生產中纖維從其兩端開口穿過即可被加濕。纖維加濕箱兩端的開口的數目可以是一組或多組。

所述的纖維加濕箱底部設有廢液排出口，加濕箱中積存的廢液可通過廢液排出口排出。

所述的用于生產碳纖維的超聲波霧化加濕裝置還包括加濕液貯罐和加濕液配制釜，超聲波霧化器通過連接管道依次與加濕液貯罐、加濕液配制釜連接；所述的連接管道上安裝有管道泵；

所述的加濕液配制釜上設有水進口，水經進口進入配制釜后，在配制釜中根據生產需要配制成加濕液，經管道由管道泵泵送至貯罐中；貯罐中的加濕液經管道由管道泵泵送至超聲波霧化器中。

所述的纖維加濕箱、超聲波霧化器、加濕液貯罐、加濕液配制釜、連接管道和分散管道均由耐腐蝕性材料制成。

超聲波霧化器的功率和加濕量可調，通過調節加濕量可控制加濕箱內的相對濕度為30-99％，加濕箱內不同部位相對濕度差異≤2.5％。

本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：

1、本發明的超聲波霧化加濕裝置應用超聲波霧化技術，將加濕液通過超聲波霧化器的超聲波高頻振蕩霧化為1-5微米的超微霧粒子，通過霧粒對纖維進行加濕，避免了在加濕過程中對纖維的機械損傷。

2、本發明通過霧粒將纖維加濕至含濕量為0.5-10％，相比于傳統的直接使用液體浸漬的加濕方法，纖維加濕后的含濕量較低。由于纖維含濕量較低，后續生產中纖維在烘干時能耗也低，因此節約了生產成本。

3、本發明通過霧粒將纖維加濕，霧粒會附著在纖維表面，不破壞纖維本身的內部結構且能夠在纖維表面形成一層保護膜，減少了纖維在生產過程中的機械損傷等負面影響，從而最大限度地保護了纖維本身的強度在后續生產過程中不會降低，最終提高了碳纖維產品的拉伸強度等性能。

附圖說明

圖1是本發明一種用于生產碳纖維的超聲波霧化加濕裝置的結構示意圖；其中，1-纖維加濕箱，2-超聲波霧化器，3-加濕液貯罐，4-加濕液配制釜，5-管道泵，6-管道泵，7-連接管道，8-加濕箱開口，9-纖維，10-霧粒分散管道，11-加濕箱廢液排出口，12-連接管道，13-連接管道，14-配制釜水進口，15-分散孔，16-加濕液。

具體實施方式