專利名稱：一種高效螺桿溶解設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬化纖原料制備技術領域，特別適用于兩步法聚丙烯腈紡絲原液制備用的高效螺桿溶解設備。
背景技術：
在聚丙烯腈基碳纖維的生產過程中，聚丙烯腈原絲紡制前必須先行制備PAN原液，即利用DMAC或DMSO作為有機溶劑，與聚丙烯腈粉料進行混合溶解，制備均勻的漿液，然后經過過濾后進行紡絲。由于該過程不允許金屬離子摻雜進入，因而整個體系必須在防腐條件下進行。目前國內外溶解系統主要采用槳葉式混合溶解體系，該系統對于低粘度系統效果良好，如果混合溶解體系粘度較大時容易出現混合結塊和局部不均勻現象，嚴重時導致混合溶解體“爬桿”，使得溶解過程無法進行。在其他領域有利用螺桿原理進行混合溶解的應用，但所用螺桿全部為單端支撐體系，即出料口是自由端，螺桿和腔體間經常接觸摩擦，產生金屬磨屑，且腔體為普通碳鋼材質，易于腐蝕生銹，污染物料。
實用新型內容本實用新型的目的就是為解決上述問題，滿足碳纖維生產時紡制高性能原絲的需求，提供一種結構合理的高效螺桿溶解設備，它密封效果好，可有效防止溶解液溢出。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種高效螺桿溶解設備，它包括耐腐的螺桿腔體，螺桿腔體一端設有至少一個進料口，另一端設有至少一個出料口 ；螺桿腔體的兩端還設有密封裝置；在螺桿腔體內壁設有耐腐蝕涂層；螺桿組件包括芯桿和裝配在芯桿上的若干個溶解組件，所述芯桿兩端通過軸承旋置于螺桿腔體內，芯桿一端與動力裝置連接；各溶解組件為相互獨立的帶齒的螺旋塊。所述各螺旋塊間通過高分子材料的組件密封層相互隔離。所述動力裝置包括驅動裝置，它與芯桿的一端連接。所述密封裝置包括位于進料口處的若干密封壓塊，以及位于出料口處的密封填料；同時在螺桿腔體的出料口端處還設有密封端蓋。所述耐腐蝕涂層為聚四氟乙烯、環氧樹脂、酚醛樹脂，有機硅、尼龍，聚苯硫醚，聚醚醚酮，雙馬樹脂中的一種或幾種樹脂的復合體。本實用新型的高效螺桿溶解設備，由耐腐螺桿腔體，特制螺桿組合，雙端獨立支撐密封系統組成。特制的螺桿組合位于耐腐蝕的螺桿腔體內，兩端有獨立的軸承支撐，整個螺桿懸置于螺桿腔體內，保障了螺桿與腔體的隔離。本實用新型的高效螺桿溶解設備，其耐腐蝕螺桿腔體的特征為基體材料為耐腐蝕不銹鋼整體加工而成，腔體內壁涂覆有一層高分子耐腐蝕層，其材質是熱塑性樹脂或熱固性樹脂，如聚四氟乙烯、環氧樹脂、酚醛樹脂，有機硅、尼龍，聚苯硫醚，聚醚醚酮，雙馬樹脂， 可以是其中一種或幾種樹脂的復合體。螺桿組合由芯桿和溶解組件共同組成。芯桿是帶有鍵槽的高強度合金鋼整體加工件，兩端帶有雙軸承安裝支座，溶解組件為獨立組件的裝配體，獨立組件之間有高分子材料密封件隔離，獨立組件結構特點為帶齒的螺旋塊。其雙端獨立支撐系統由獨立雙支撐軸承和密封系統組成，軸端設計有密封填料， 防止溶解液溢出。本實用新型的有益效果是由于采用了雙端雙軸承支撐體系，內腔防腐蝕涂層，多級齒形組合體混合溶解，保證了多組分體系溶解時的混合溶解均勻性，為后期產品的質量穩定性起到了可靠的保障。
圖1為本實用新型的結構示意圖。其中，1驅動裝置，2芯桿，3密封壓塊，4耐腐蝕涂層，5螺桿腔體，6第一進料口，7 第二進料口，8螺桿組件，9組件密封層，10軸承，11密封端蓋，12密封填料，13出料口。
具體實施方式
圖1中，一種高效螺桿溶解設備，它包括耐腐的螺桿腔體5，螺桿腔體5—端設有第一進料口 6和第二進料口 7，另一端設有至少一個出料口 13 ；螺桿腔體5的兩端還設有密封裝置；在螺桿腔體5內壁設有耐腐蝕涂層4 ；螺桿組件8包括芯桿2和裝配在芯桿2上的若干個溶解組件，所述芯桿2兩端通過軸承10旋置于螺桿腔體5內，芯桿2 —端與動力裝置連接；各溶解組件為相互獨立的帶齒的螺旋塊。所述各螺旋塊間通過高分子材料的組件密封層9相互隔離。所述動力裝置包括驅動裝置1，它與芯桿2的一端連接。所述密封裝置包括位于兩進料口處的若干密封壓塊3，以及位于出料口 13處的密封填料12 ；同時在螺桿腔體5的出料口 13端處還設有密封端蓋11。所述耐腐蝕涂層4為聚四氟乙烯、環氧樹脂、酚醛樹脂，有機硅、尼龍，聚苯硫醚， 聚醚醚酮，雙馬樹脂中的一種或幾種樹脂的復合體。本實用新型的高效溶解設備在工作時，由驅動裝置帶動傳動軸單向運轉，需要混合溶解的原料分別從第一進料口 6和第二進料口 7按照一定比例喂入，與芯桿2組合在一起的螺桿組件8將進入螺桿腔體5內的物料通過螺桿組件8在螺旋體間充分攪拌、剪切、混合，最后經出料口 13排出螺桿腔體。螺桿腔體5兩端設置的密封裝置，有效保證了螺桿腔體5內的混合原料無溢出，螺桿腔體5兩端設置的支撐軸承10和腔體內壁的防腐蝕涂層4，有效保證了混合溶解物料不被金屬離子污染。實施例1 利用本實用新型制備溶解系統，螺桿腔體5直徑100mm，螺桿腔體5長度5000mm， 內壁涂覆聚四氟乙烯，配套螺桿驅動馬達15kw，變頻調速。啟動驅動裝置1，芯桿2運行在每分鐘150轉，從第一進料口 6喂入DMAC有機溶劑，每小時100公斤，從第二進料口 7喂入PAN粉料，每小時20公斤，連續喂入，出料口 13連續出料。進過本實用新型混合溶解后，出料口 13獲得粘度為150Pa. S溶解良好的PAN原液。以此原液進行紡絲，效果良好。實施例2 利用本實用新型制備溶解系統，螺桿腔體5直徑50mm，螺桿腔體5長度2000mm，內壁涂覆環氧樹脂，配套螺桿驅動馬達5kw，變頻調速。啟動驅動裝置1，芯桿2運行在每分鐘 300轉，從第一進料口 6喂入DMSO有機溶劑，每小時20公斤，從第二進料口 7喂入PAN粉料，每小時5公斤，連續喂入，出料口 13連續出料。進過本實用新型混合溶解后，出料口 13 獲得粘度為260Pa. S溶解良好的PAN原液。以此原液進行紡絲，效果良好。
權利要求1.一種高效螺桿溶解設備，其特征是，它包括耐腐的螺桿腔體(5)，螺桿腔體( 一端設有至少一個進料口，另一端設有至少一個出料口(1 ；螺桿腔體(5)的兩端還設有密封裝置；在螺桿腔體(5)內壁設有耐腐蝕涂層；螺桿組件(8)包括芯桿( 和裝配在芯桿 (2)上的若干個溶解組件，所述芯桿(2)兩端通過軸承(10)旋置于螺桿腔體(5)內，芯桿 (2) 一端與動力裝置連接；各溶解組件為相互獨立的帶齒的螺旋塊。
2.如權利要求1所述的高效螺桿溶解設備，其特征是，所述各螺旋塊間通過高分子材料的組件密封層(9)相互隔離。
3.如權利要求1所述的高效螺桿溶解設備，其特征是，所述動力裝置包括驅動裝置 (1)，它與芯桿O)的一端連接。
4.如權利要求1所述的高效螺桿溶解設備，其特征是，所述密封裝置包括位于進料口處的若干密封壓塊(3)，以及位于出料口(1 處的密封填料(1 ；同時在螺桿腔體(5)的出料口(1 端處還設有密封端蓋(11)。
專利摘要本實用新型涉及一種高效螺桿溶解設備。它滿足碳纖維生產時紡制高性能原絲的需求，密封效果好，可有效防止溶解液溢出。它包括耐腐的螺桿腔體，螺桿腔體一端設有至少一個進料口，另一端設有至少一個出料口；螺桿腔體的兩端還設有密封裝置；在螺桿腔體內壁設有耐腐蝕涂層；螺桿組件包括芯桿和裝配在芯桿上的若干個溶解組件，所述芯桿兩端通過軸承旋置于螺桿腔體內，芯桿一端與動力裝置連接；各溶解組件為相互獨立的帶齒的螺旋塊。
文檔編號D01F9/22GK202181374SQ20112022759
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者曹偉偉, 朱波, 王成國, 蔡珣, 蔡菲 申請人:山東大學