一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置

本发明涉及蒸汽牵引设备，具体涉及一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置。

背景技术：

1、碳纤维是一种具有优异性能的新型材料，具有高强度、高模量、低密度、耐腐蚀、耐高温等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域；在碳纤维的制造过程中，蒸汽牵伸是一个非常重要的环节，其目的是通过拉伸碳纤维原丝来提高其取向度和结晶度，从而增强原丝的物理机械性能；因此，蒸汽牵伸过程中的牵伸室结构是否合理，室内纤维受热是否均匀与最终得到的原丝是否起毛、断丝密切相关；

2、在中国发明专利cn106702536b中提出“一种用于纤维制备的蒸汽牵伸装置”，该装置主要解决了现有的牵引设备牵引倍数较小的问题，但是目前，用于蒸汽牵伸的设备主要有两种形式，一种是在牵伸室两端加装密封装置或改变牵伸室两端结构，以减少高温蒸汽的损失；一种是通过在牵伸室外加装加热装置，给牵伸室内的蒸汽加热，使得蒸汽处于饱和状态；这两种方式虽然在一定程度上可以有效地提高蒸汽利用率，同时使牵伸室内的碳纤维原丝得到一定的开纤并使原丝的取向度和结晶度有一定的提高，但是这两种形式的装置均未考虑蒸汽来流对牵伸室内纤维原丝的冲击影响；进而使得纤维发生毛丝、断丝现象，给企业带来较为严重的经济损失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，解决现有技术中牵引室内部未考虑蒸汽来流对牵伸室内纤维原丝的冲击影响，导致纤维容易出现毛丝或断丝情况出现的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，包括：

4、牵引壳，所述牵引壳上开设有进料口和出料口；

5、两个运料机构，两个所述运料机构分别设置于所述进料口和所述出料口处；

6、喷气机构，所述喷气机构安装于所述牵引壳内，所述喷气机构的下端设有用于喷出蒸汽的喷气端；以及

7、减流机构，所述减流机构包括第一尾流窗和第二尾流窗；所述第一尾流窗和所述第二尾流窗从上至下布置于所述喷气端，所述第一尾流窗和所述第二尾流窗上均开设有若干网格孔，且所述第一尾流窗上的网格孔径小于所述第二尾流窗上的网格孔径。

8、在一些实施例中，所述牵引壳内竖直布置有隔板，所述隔板将所述牵引壳内部分隔成第一牵引室和第二牵引室。

9、在一些实施例中，所述牵引壳的下端开设有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与所述第一牵引室连通，所述第二出气口与所述第二牵引室连通。

10、在一些实施例中，任意一个运料机构均包括若干第一运料辊和若干第二运料辊，若干所述第一运料辊呈三角形布置于所述牵引壳外侧，并靠近所述进料口，若干所述第二运料辊呈三角形布置于所述牵引壳外侧，并靠近所述出料口。

11、在一些实施例中，所述喷气机构包括加热器和喷气导管；所述加热器包括第一蒸汽发生器和第二蒸汽发生器；所述第一蒸汽发生器安装于所述第一牵引室内，所述第二蒸汽发生器安装于所述第二牵引室内，所述喷气导管包括第一喷气管和第二喷气管，所述第一蒸汽发生器的喷气端安装有所述第一喷气管，所述第二蒸汽发生器的喷气端安装有所述第二喷气管。

12、在一些实施例中，所述第一尾流窗上设置有2mm*2mm的金属网格。

13、在一些实施例中，所述第二尾流窗上设置有四个绕所述第二尾流窗中心周向布置的5mm*5mm三角形金属网格。

14、在一些实施例中，所述第二尾流窗上设置有六个绕所述第二尾流窗中心周向布置的5mm*5mm三角形金属网格

15、在一些实施例中，所述第二尾流窗上设置有25mm*25mm的第一金属网格，且所述第一金属网格上还设置有尺寸为2mm*2mm的第二金属网格。

16、在一些实施例中，所述牵引壳上还设置有检测单元，所述检测单元包括温度传感器、处理器和数据对比器；所述温度传感器安装于所述牵引壳内，且所述处理器和所述数据对比器安装于所述牵引壳外部，所述温度传感器与所述处理器电连接，所述处理器与所述数据对比器双向连接，所述处理器与所述加热器电连接。

17、与现有技术相比，本发明提供的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，通过在牵引壳两侧开设进料口和出料口，方便原丝从进料口进入牵引壳内部，通过运料机构，提高了原丝的移动速度，通过喷气机构，能够在牵引室内喷出高压饱和蒸汽，其中高压饱和蒸汽首先流经第一尾流窗，第一尾流窗的主要作用是缓冲蒸汽流并将蒸汽流变为较为均匀的流速较慢的蒸汽场，然后流经第二尾流窗，破坏蒸汽流场，达到减小或消除喷气机构输送过来的高压蒸汽所产生的流固耦合现象的目的。

技术特征：

1.一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述牵引壳内竖直布置有隔板，所述隔板将所述牵引壳内部分隔成第一牵引室和第二牵引室。

3.根据权利要求2所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述牵引壳的下端开设有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与所述第一牵引室连通，所述第二出气口与所述第二牵引室连通。

4.根据权利要求1所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：任意一个运料机构均包括若干第一运料辊和若干第二运料辊，若干所述第一运料辊呈三角形布置于所述牵引壳外侧，并靠近所述进料口，若干所述第二运料辊呈三角形布置于所述牵引壳外侧，并靠近所述出料口。

5.根据权利要求2所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述喷气机构包括加热器和喷气导管；所述加热器包括第一蒸汽发生器和第二蒸汽发生器；所述第一蒸汽发生器安装于所述第一牵引室内，所述第二蒸汽发生器安装于所述第二牵引室内，所述喷气导管包括第一喷气管和第二喷气管，所述第一蒸汽发生器的喷气端安装有所述第一喷气管，所述第二蒸汽发生器的喷气端安装有所述第二喷气管。

6.根据权利要求1所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述第一尾流窗上设置有2mm*2mm的金属网格。

7.根据权利要求1所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述第二尾流窗上设置有四个绕所述第二尾流窗中心周向布置的5mm*5mm三角形金属网格。

8.根据权利要求1所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述第二尾流窗上设置有六个绕所述第二尾流窗中心周向布置的5mm*5mm三角形金属网格。

9.根据权利要求1所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述第二尾流窗上设置有25mm*25mm的第一金属网格，且所述第一金属网格上还设置有尺寸为2mm*2mm的第二金属网格。

10.根据权利要求5所述的一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，其特征在于：所述牵引壳上还设置有检测单元，所述检测单元包括温度传感器、处理器和数据对比器；所述温度传感器安装于所述牵引壳内，且所述处理器和所述数据对比器安装于所述牵引壳外部，所述温度传感器与所述处理器电连接，所述处理器与所述数据对比器双向连接，所述处理器与所述加热器电连接。

技术总结
本发明公开一种基于减弱高压蒸汽流效应的蒸汽牵伸装置，包括：牵引壳、两个运料机构、喷气机构和减流机构，所述牵引壳上开设有进料口和出料口；两个所述运料机构分别设置于所述进料口和所述出料口处；所述喷气机构安装于所述牵引壳内，所述喷气机构的下端设有用于喷出蒸汽的喷气端；所述减流机构包括第一尾流窗和第二尾流窗；所述第一尾流窗和所述第二尾流窗从上至下布置于所述喷气端，所述第一尾流窗和所述第二尾流窗上均开设有若干网格孔。本发明提供的有益效果是：解决现有技术中牵引室内部未考虑蒸汽来流对牵伸室内纤维原丝的冲击影响，导致纤维容易出现毛丝或断丝情况出现的技术问题。

技术研发人员：丁国平,胡业发,陈晞,张锦光,文湘隆,肖小强
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26