PAN基碳纤维聚合反应装置及控制方法与流程

    专利2025-03-04  8


    本发明属于聚合装置,更具体地说,是涉及一种pan基碳纤维聚合反应装置及控制方法。


    背景技术:

    1、pan基碳纤维强度刚度都能满足使用性能的要求,甚至可以代替部分钢材、铝合金等金属材料,在生产生活中发挥着重要的作用。现有pan基碳纤维生产中,需要将进料依次放入聚合装置内,并进行不同批次的聚合反应。

    2、现有技术中,由于聚合反应装置内部的结构设计和不同批次反应后采用的冲洗方法不同,在反应结束后聚合装置内部的聚合液无法全部导出,因而会有部分聚合液残留,使得下次进行聚合反应的控制过程中容易在内壁上产生凝胶,影响到后续聚合反应的进行,从而影响最终的生产质量。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种pan基碳纤维聚合反应装置及控制方法,旨在解决现有的聚合反应装置内聚合液残留,聚合装置内壁挂胶,影响生产质量的技术问题。

    2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

    3、第一方面,提供一种pan基碳纤维聚合反应装置,包括:

    4、聚合釜体,包括外筒体和设于所述外筒体内的内筒体,以及可拆卸连接在所述外筒体上的密封盖;所述外筒体的底壁上支撑有转盘,所述转盘与所述内筒体固定连接;

    5、搅拌组件,设于所述密封盖上,且所述搅拌组件的搅拌端向下伸入所述内筒体内,用于对进入所述内筒体内的反应物料进行搅拌;

    6、进液组件,包括置于所述密封盖上方的进料盘,所述进料盘通过第一连接管与所述内筒体连通;以及

    7、刮胶组件,沿竖直方向延伸设于所述内筒体内,且与所述内筒体的内壁相贴合;其中,在所述转盘带动所述内筒体相对于所述外筒体转动时,所述刮胶组件用于刮除所述内筒体壁上的凝胶。

    8、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述刮胶组件包括:

    9、驱动件,设于所述密封盖上;

    10、转动轴,沿竖直方向延伸设于所述内筒体内,且靠近所述内筒体的筒壁;所述转动轴的上端与所述驱动件动力相连;以及

    11、刮板,沿所述内筒体的筒壁轮廓向下延伸;所述刮板的一侧与所述转动轴固定连接,另一侧沿所述转动轴的径向延伸;

    12、其中,在聚合反应进行时,所述刮板转动至远离所述内筒体的筒壁的一侧;在淋洗所述内筒体时,所述刮板与所述内筒体的筒壁相贴合。

    13、示例性的,所述刮胶组件还包括多组刷毛,多组刷毛沿所述转动轴的轴向间隔分布在所述转动轴的外周壁上,且所述刷毛与所述刮板沿所述转动轴的径向长度相等。

    14、一些实施例中,所述驱动件包括:

    15、第一齿轮,置于所述密封盖上,且与所述转动轴的上端固定;

    16、驱动齿条,沿所述转动轴的径向滑动连接在所述密封盖上,且与所述第一齿轮啮合。

    17、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述密封盖上设有向下贯通至所述内筒体内的进料口和淋洗口,且所述第一连接管穿设在所述进料口内;所述进液组件还包括:

    18、转动管,套设在所述第一连接管上,且与所述第一连接管转动连接;

    19、偏心轮,与所述转动管固定连接且呈偏心设置;且所述偏心轮置于所述驱动件上方;以及

    20、淋洗管,穿设在所述偏心轮上,且随所述偏心轮绕所述转动管转动;所述淋洗管的上端用于与淋洗液连通,下端滑动连接在所述密封盖上;

    21、其中,所述转动管通过所述偏心轮带动所述淋洗管在所述密封盖上滑动,以使所述淋洗管转动至所述淋洗口处或远离所述淋洗口。

    22、一些实施例中,所述转动轴上端设有第二齿轮,所述转动管上端设有第三齿轮,且所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合传动;其中,在所述驱动件带动所述转动轴转动时,所述转动轴通过所述第二齿轮和第三齿轮带动所述转动管转动。

    23、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述搅拌组件包括:

    24、驱动电机,设于所述密封盖上;

    25、搅拌轴,沿竖直方向穿设在所述内筒体内,且上端与所述驱动电机的动力输出端固定连接;以及

    26、多组搅拌叶,沿所述搅拌轴的轴向和周向间隔分布;所述搅拌叶的一端与所述搅拌轴固定,另一端向所述内筒体的筒壁方向延伸。

    27、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述pan基碳纤维聚合反应装置还包括:

    28、温度监测仪,设于所述密封盖上,且检测端向下伸入所述内筒体内;

    29、换热管路,设于所述内筒体和所述外筒体之间,且环绕所述内筒体呈螺旋盘绕结构;且所述换热管路的进流端和出流端分别穿出所述外筒体。

    30、一些实施例中,所述密封盖内向下穿设有氮气管线,且所述氮气管线的下端向远离所述内筒体筒壁的方向倾斜设置。

    31、本申请实施例所示的方案,与现有技术相比,可通过进液组件向内筒体内输入反应原料,并通过搅拌组件对反应原料进行搅拌,同时,在进行聚合反应时,还可以通过转盘带动内筒体转动,以使刮胶组件对靠近内筒体筒壁的部分进行搅拌,以使反应充分,避免反应原料挂在内筒体的筒壁上造成反应液残留;进一步的,当聚合反应结束,可通过向内筒体内添加淋洗液,并使转盘带动内筒体转动,以使刮胶组件将残留的反应液和形成刮胶清除下来;本申请中的刮胶组件和转盘带动的内筒体可在反应过程中避免原料粘附在内筒体的内壁上,降低反应液残余量,并且可在反应结束后的淋洗过程中将内壁上形成的挂胶和残余反应液清除,从而保障生产质量。

    32、第二方面,本申请还提供一种控制方法,采用上述pan基碳纤维聚合反应装置进行实施,其特征在于,控制方法包括以下步骤:

    33、s1.通过所述进料盘向所述内筒体内加入反应原料;

    34、s2.每加入一种所述反应原料后,通过所述搅拌组件对所述内筒体中心部的混合组分进行搅拌;并同时通过转动所述转盘,以带动所述内筒体转动,同时通过所述刮胶组件对靠近所述内筒体的筒壁处的混合组分进行搅拌;

    35、s3.待聚合反应结束后,向所述内筒体内加入淋洗液;并通过所述搅拌组件对所述淋洗液进行充分搅拌;

    36、s4.再次转动所述转盘,以带动所述内筒体转动,同时通过所述刮胶组件对所述内筒体的筒壁上的挂胶或残余液进行清除;待清洗完成后排出所述淋洗液。

    37、本申请中提供的控制方法采用上述pan基碳纤维聚合反应装置进行实施,因而具有上述pan基碳纤维聚合反应装置的所有有益效果,可在反应过程中降低反应液残留,并在淋洗过程中清除挂胶,进而保障生产质量。



    技术特征:

    1.pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述刮胶组件(2)包括:

    3.如权利要求2所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述刮胶组件(2)还包括多组刷毛(24),多组刷毛(24)沿所述转动轴(22)的轴向间隔分布在所述转动轴(22)的外周壁上,且所述刷毛(24)与所述刮板(23)沿所述转动轴(22)的径向长度相等。

    4.如权利要求2所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述驱动件(21)包括:

    5.如权利要求2所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述密封盖(13)上设有向下贯通至所述内筒体(12)内的进料口(131)和淋洗口(132),且所述第一连接管(42)穿设在所述进料口(131)内;所述进液组件(4)还包括:

    6.如权利要求5所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述转动轴(22)上端设有第二齿轮(46),所述转动管(43)上端设有第三齿轮(47),且所述第二齿轮(46)与所述第三齿轮(47)啮合传动;其中,在所述驱动件(21)带动所述转动轴(22)转动时,所述转动轴(22)通过所述第二齿轮(46)和第三齿轮(47)带动所述转动管(43)转动。

    7.如权利要求1所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述搅拌组件(3)包括:

    8.如权利要求1所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述pan基碳纤维聚合反应装置还包括:

    9.如权利要求1所述的pan基碳纤维聚合反应装置,其特征在于,所述密封盖(13)内向下穿设有氮气管线,且所述氮气管线的下端向远离所述内筒体(12)筒壁的方向倾斜设置。

    10.控制方法,采用如权利要求1-9任一项所述的pan基碳纤维聚合反应装置进行实施,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:


    技术总结
    本发明提供了一种PAN基碳纤维聚合反应装置及控制方法,属于聚合装置技术领域,该聚合反应装置包括聚合釜体、搅拌组件、进液组件和刮胶组件;聚合釜体包括外筒体、内筒体和密封盖;外筒体的底壁上支撑有转盘,转盘与内筒体固定连接;搅拌组件设于密封盖上,且搅拌组件的搅拌端向下伸入内筒体内;进液组件包括置于密封盖上方的进料盘,进料盘通过第一连接管与内筒体连通;刮胶组件沿竖直方向延伸设于内筒体内,且与内筒体的内壁相贴合;在转盘带动内筒体相对于外筒体转动时,刮胶组件用于刮除内筒体壁上的凝胶;控制方法采用该聚合反应装置实施。本发明提供的PAN基碳纤维聚合反应装置及控制方法可降低反应液残留,并及时清除挂胶,保障生产质量。

    技术研发人员:奚广宏,王运增,周元铭,赵志刚,马春雷,刘站江,王士龙,李川,孙建蕾
    受保护的技术使用者:长盛(廊坊)科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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