[發明專利]一種碳纖維表面溶劑清洗脫除裝置

在審

• 申請號: 201811289386.7
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109306587A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 王永偉;曹偉偉;朱波;于寬;趙圣堯;高學平;張敏;喬琨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: D06B13/00
• 分類號: D06B13/00;D06B23/02;D06B23/04;D06B23/14;D06B23/20;D06B23/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明涉及一種碳纖維表面溶劑清洗脫除裝置，屬于PAN纖維生產裝置技術領域。所述清洗脫除裝置包括儲水罐、清洗槽、循環裝置、超聲波發生器、超聲探頭、纖維導絲輥、進水管和出水管；所述儲水罐和清洗槽連通，所述儲水罐、驅動裝置、進水管、清洗槽和出水管依次連通后，出水管再與儲水槽連通；所述超聲波發生器與設置在清洗槽中的超聲探頭連接，所述纖維導絲輥設置在清洗槽中，且所述纖維導絲輥由主軸輥體和纖維導紗軸構成，多個纖維導紗軸圍繞設置在主軸輥體表面。本發明儲纖維在傳動過程中，通過多個超聲探頭并行，實現了對連續運行的PAN纖維的多重超聲作用；而且本發明的整個裝置在全密閉環境中進行，保證了清洗效果和清潔環境。

技術領域

本發明屬于PAN纖維生產裝置技術領域，尤其涉及一種清洗PAN碳纖維表面溶劑的裝置。

背景技術

聚丙烯腈(PAN)碳纖維具有高比強度和比模量等一系列優異特性，被廣泛用于航空航天及民用工業中。對于高性能碳纖維的制備，要求采用高質量的原絲。碳纖維作為戰略產品歷來為世界各國所重視，各國都在致力于PAN原絲的研究開發，但是國內的碳纖維工業遠落后于日本等發達國家，大力發展碳纖維迫在眉睫，生產碳纖維的關鍵在于原絲質量。在PAN原絲的制備過程中，影響原絲產品質量的因素較多，其中在預牽伸之后的PAN纖維還有一定量的殘留DMSO溶劑，它們對PAN纖維具有塑化作用，會使纖維單絲在加工過程中發生融并。殘留溶劑的存在還會使后期預氧化過程中的纖維形成一定的結構缺陷，嚴重降低碳纖維的強度，因此，必須將殘留在纖維中的溶劑除去，除去溶劑一般采用水洗的方法，水洗工序所用的水必須是去離子水，這樣才能保證水洗后纖維中不引入其他雜質。

影響水洗效果的因素除了水洗溫度、用水量和停留時間之外，水洗過程中去離子水對PAN纖維表面的作用程度和效果也至關重要，傳統的靜態浸泡方法或者循環水沖擊噴淋方法對PAN纖維殘留溶劑的除去效果不理想，因此需要一種物理作用方式來達到有效去除纖維表面溶劑的目的。專利CN 207091708 U公開了一種PAN基碳纖維超聲波水洗裝置，其包含超聲波換能器，集氣罩，可調頻超聲波水洗槽，噴淋漂洗系統，過濾網；可調頻超聲波水洗槽內安裝加熱裝置，通過電源與加熱裝置連接控制溫度；水洗槽底部焊接三組超聲波換能器，將電源提供的電能轉變為超聲波機械振動，產生高頻振動進行清洗；過濾網安裝在水洗槽前部和后部，噴淋漂洗裝置通過方鋼焊接在后部箱體上，通過泵進行輸送。但這種超聲波水洗裝置存在殘留溶劑的除去效果不理想等問題，因此，有必要研究新的清洗PAN碳纖維表面溶劑的裝置，以期解決上述問題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明旨在提供一種碳纖維表面溶劑清洗脫除裝置。本發明儲水槽通過兩組進出水路與外部儲水罐連接，外部儲水罐與儲水槽中的去離子水在驅動水泵的作用下進行循環流動。在纖維傳動過程中，通過多個超聲探頭并行，實現了對連續運行的PAN纖維的多重超聲作用；而且本發明的整個裝置在全密閉環境中進行，保證清洗效果和清潔環境。

本發明的目的之一是提供一種碳纖維表面溶劑清洗脫除裝置。

本發明的目的之二是提供上述碳纖維表面溶劑清洗脫除裝置的應用。

為實現上述發明目的，具體的，本發明公開了下述技術方案：

首先，本發明公開了一種碳纖維表面溶劑清洗脫除裝置，包括儲水罐、清洗槽、循環裝置、超聲波發生器、纖維導絲輥、超聲探頭、進水管和出水管。

所述儲水罐和清洗槽連通，所述儲水罐、驅動裝置、進水管、清洗槽和出水管依次連通后，出水管再與儲水槽連通，所述進水管包括第一進水管和第二進水管，所述第一進水管設置在清洗槽的側壁上部，所述第二進水管設置在清洗槽的側壁下部，相應地，所述側壁對側的上部設置有第一出水管、第二出水管，所述第一出水管、第二出水管均與儲水罐連通，從而實現清洗液的循環流動，清洗液在驅動裝置的作用下通過第一進水管、第二進水管進入清洗槽中，然后再通過第一出水管、第二出水管返回儲水罐中循環使用。