CN114849602B - 一种氧化铝凝胶纤维制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纤维材料技术领域，具体的说是一种氧化铝凝胶纤维制备装置，包括底座，所述底座上安装有输送机，所述底座左侧安装有收卷机，所述底座上安装有固定柱，所述固定柱上安装有框架，所述框架下部安装有负压槽，所述框架上部安装有软密封，所述软密封上部连接箱体，所述箱体底部连接升降柱活动段，所述升降柱固定段与底座连接，本发明的目的是针对氧化铝凝胶纤维制备过程的各种缺陷，提供了一种氧化铝凝胶纤维制备装置。本发明制备的氧化铝凝胶纤维直径均匀、表面光滑平顺无黏连、截面规则、无渣球。
Description
技术领域
本发明涉及一种物料制备装置，具体为一种氧化铝凝胶纤维制备装置，属于纤维材料技术领域。
背景技术
氧化铝纤维属于一种高性能无机纤维，现有氧化铝纤维主要制备方法有：溶胶-凝胶法、於浆法、预聚合法、卜内门法等，这几种制备方法均需要制备先驱凝胶纤维。
现有氧化铝凝胶纤维制备工艺，普遍存在纤维交叉、黏连、直径不均匀、表面粗糙、裂纹、异形截面、渣球等各种缺陷。氧化铝凝胶纤维在经后道烧结工序后缺陷更加明显，导致氧化铝纤维成品强度、模量等各项指标降低，进一步影响氧化铝纤维制品的性能质量，很难适应高技术高精尖耐温领域的应用。
因此需要针对以上氧化铝凝胶纤维制备过程中各种缺陷产生的机理，探索发明出一种凝胶纤维制备装置。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种氧化铝凝胶纤维制备装置，能够制备氧化铝凝胶纤维且制得的氧化铝凝胶纤维直径均匀、表面光滑平顺无黏连、截面规则、无渣球。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种氧化铝凝胶纤维制备装置，包括底座，所述底座上安装有输送机，所述底座左侧安装有收卷机，所述底座上安装有固定柱，所述固定柱上安装有框架，所述框架下部安装有负压槽，所述框架上部安装有软密封，所述软密封上部连接箱体，所述箱体底部连接升降柱活动段，所述升降柱固定段与底座连接。
优选的，所述箱体正面居中安装有观察窗，所述箱体正面左侧安装有控制箱，所述箱体顶部居中安装有纤维成型组件，所述箱体顶部右侧安装有计量泵、储罐，所述箱体顶部左侧安装有恒温水机、压缩空气缓冲罐。所述箱体后部安装有送风机，送风机上部出口安装有热回收箱，所述热回收箱上部连接热风管道，热风管道与热风箱一热风箱二连接，所述热回收箱右侧连接负压风机出口，负压风机进口与所述负压槽连接。
优选的，所述纤维成型组件，包括壳体，所述壳体中部左侧设置压缩空气进口，右侧设置压缩空气出口；所述壳体上部左侧设置恒温水进口，右侧设置恒温水出口；所述壳体上部中心设置凝胶进口；所述壳体上部设置接电螺栓一，所述接电螺栓一通过电缆线连接控制箱。所述壳体内部设置气腔、恒温水腔、凝胶通道，下部设置绝缘垫块，底部居中纵向均匀设置微孔。
优选的，所述热回收箱，包括热回收箱体，所述热回收箱体右侧设置回收风进口，下部设置第一进风口，上部设置热风出口，左侧设置排风静音板，内部设置电加热器、换热管，所述电加热器通过电缆线连接控制箱。
优选的，所述负压槽，包括负压槽壳体，所述负压槽壳体内部安装有均压板，所述均压板上设置均压孔，所述负压槽壳体端部设置吸气口，另一端设置接电螺栓二，所述接电螺栓二通过电缆线连接控制箱。
优选的，所述热风箱一，包括热风箱体，所述热风箱体内部安装有稳流板，所述稳流板上设置稳流孔，所述热风箱一设置第二进风口。热风箱二结构与热风箱一相同。
优选的，所述输送机前端安装有主动辊，所述主动辊安装有电动减速机，所述输送机后端安装有从动辊，所述输送机上安装有网带。
优选的，所述控制箱通过控制电缆连接计量泵、恒温水机、输送机、收卷机、热回收箱；所述控制箱通过高压电缆连接纤维成型组件的接电螺栓一以及负压槽的接电螺栓二，所述控制箱内设置温湿度控制模块、伺服计量模块、变频调速模块、显示及存储模块、高压直流模块。
本发明的有益效果是：
本发明的目的是针对氧化铝凝胶纤维制备过程的各种缺陷，提供了一种氧化铝凝胶纤维制备装置。本发明制备的氧化铝凝胶纤维直径均匀、表面光滑平顺无黏连、截面规则、无渣球。
本发明针对氧化铝凝胶纤维制备过程中各种缺陷产生的机理，提供了一套***的解决方案，可适应批量连续化生产，且在生产过程中可实现排风热量的回收利用，节能效果明显。
附图说明
图1是本发明结构整体主视图；
图2为本发明结构整体后视图；
图3为纤维成型组件的立体结构示意图
图4为纤维成型组件的内部结构示意图；
图5为热回收箱结构示意图；
图6为负压槽结构示意图；
图7为热风箱结构示意图。
图中：1、底座；2、输送机；201、主动辊；202、电动减速机；203、从动辊；204、网带；3、收卷机；4、固定柱；5、框架；6、负压槽；601、负压槽壳体体；602、均压板；603、均压孔；604、接电螺栓二；605、吸气接口；7、软密封；8、箱体；9、升降柱；10、观察窗；11、控制箱；12、纤维成型组件；1201、壳体；1202、压缩空气进口；1203、压缩空气出口；1204、恒温水进口；1205、恒温水出口；1206、凝胶进口；1207、接电螺栓一；1208、气腔；1209、恒温水腔；1210、绝缘块；1211、微孔；1212、凝胶通道；13、计量泵；14、储罐；15、恒温水机；16、压缩空气缓冲罐；17、送风机；18、热回收箱；1801、热回收箱体；1802、回收风进口；1803、热风出口；1804、电加热器；1805、换热管；1806、第一进风口；1807、排风静音板；19、热风管道；20、热风箱一；2001、热风箱体；2002、稳流板；2003、稳流孔；2004、第二进风口；21、热风箱二；22、负压风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，一种氧化铝凝胶纤维制备装置，包括底座1，所述底座1上安装有输送机2，所述底座1左侧安装有收卷机3，所述底座1上安装有固定柱4，所述固定柱4上安装有框架5，所述框架5下部安装有负压槽6，所述框架5上部安装有软密封7，所述软密封7上部连接箱体8，所述箱体8底部连接升降柱9的活动段，所述升降柱9的固定段与底座1连接。
进一步的所述升降柱9内驱动装置采用电液推杆，电液推杆连接升降柱9活动段，载动箱体8整体实现升降。软连接7上部随箱体8升降，软连接7下部与框架5连接固定，以确保箱体8内气氛密闭稳定。
进一步的，所述箱体8正面居中安装有观察窗10，所述箱体8正面左侧安装有控制箱11，所述箱体8顶部居中安装有纤维成型组件12，所述箱体8顶部右侧安装有计量泵13、储罐14，所述箱体8顶部左侧安装有恒温水机15、压缩空气缓冲罐16。所述箱体8后部安装有送风机17，送风机17上部出口安装有热回收箱18，所述热回收箱18上部连接热风管道19，热风管道19与热风箱一20热风箱二21连接，所述热回收箱18右侧连接负压风机22出口，负压风机22进口与所述负压槽6连接。
进一步的，所述箱体8、热回收箱18、热风管道19、热风箱一21、热风箱二21、负压槽6均采用304不锈钢材质并外部包覆保温层。
进一步的，所述观察窗10采用双层中空钢化玻璃，以便于观察箱体8内纤维成型情况，减少箱体8内热量损失。
进一步的，所述控制箱11通过控制电缆连接计量泵13、恒温水机15、输送机2、收卷机3、热回收箱18；所述控制箱11通过高压电缆连接纤维成型组件12的接电螺栓1207以及负压槽6的接电螺栓二604。所述控制箱11内设置温湿度控制模块、伺服计量模块、变频调速模块、显示及存储模块、高压直流模块。
进一步的，所述纤维成型组件12，包括壳体1201，所述壳体1201中部左侧设置压缩空气进口1202，右侧设置压缩空气出口1203；所述壳体1201上部左侧设置恒温水进口1204，右侧设置恒温水出口1205；所述壳体上部中心设置凝胶进口1206；所述壳体1201上部设置接电螺栓一1207，所述接电螺栓一1207通过电缆线连接控制箱11。所述壳体1201内部设置气腔1208、恒温水腔1209、凝胶通道1212，下部设置绝缘垫块1210，底部居中纵向设置微孔1211。
进一步的，所述纤维成型组件12的接电螺栓一1207通过高压电缆接入控制箱11高压直流模块的正极，所述负压槽6的接电螺栓二604通过高压电缆接入控制箱11高压直流模块的负极，纤维成型组件12与负压槽6之间保持电绝缘性。
进一步的，所述纤维成型组件12整体采用316S材质，内部空腔、流道精抛光Ra0.05。微孔1211采用V型断面开孔，可降低凝胶纤维在出口的表面张力，有效避免膨胀效应引起的纤维交叉、黏连等缺陷。
进一步的，在所述纤维成型组件12与负压槽6之间施加高压直流电场，使凝胶纤维流之间带相同正电荷，根据库仑定律，纤维流之间存在排斥力，进一步避免纤维交叉、黏连、表面粗糙、渣球、异型等缺陷。
进一步的，所述计量泵3进口通过管道连接储罐4出口，计量泵3出口通过管道连接纤维成型组件12，输送管道采用316L材质，计量泵3通过控制电缆连接控制箱11，由控制箱11内的伺服计量模块实现定量供凝胶。
进一步的，所述恒温水机15出水口通过管道连接纤维成型组件12的恒温水进口1204，恒温水机15的回水口通过管道连接纤维成型组件12的恒温水出口1205，输送管道采用304不锈钢材质，恒温水机15通过控制电缆连接控制箱11，由控制箱11内的温控模块实现自动控制，恒温水机15内使用软化水循环。
进一步的，所述热回收箱18，包括热回收箱体1801，所述热回收箱体1801右侧设置回收风进口1802，下部设置第一进风口1806，上部设置热风出口1803，左侧设置排风静音板1807，内部设置电加热器1804、换热管1805，所述电加热器1804通过电缆线连接控制箱11。
进一步的，所述负压槽6，包括负压槽壳体601，所述负压槽壳体601内部安装有均压板602，所述均压板602上设置均压孔603，所述负压槽壳体601端部设置吸气口605，另一端设置接电螺栓二604，所述接电螺栓二604通过电缆线连接控制箱11。所述吸气口605与负压风机22进口连接。
进一步的，所述热风箱一20，包括热风箱体2001，所述热风箱体内部安装有稳流板2002，所述稳流板2002上设置稳流孔2003，所述热风箱一设置第二进风口2004，所述热风箱一20整体采用304材质。热风箱二21与热风箱一20相同。
进一步的，所述输送机2前端安装有主动辊201，所述主动辊201安装有电动减速机202，所述输送机2后端安装有从动辊203，所述输送机上安装有网带204，所述网带204在框架5与负压槽6之间穿过。所述电动减速202机采用变频调速控制。
进一步的，所述收卷机3辊轴选用304材质，辊轴可拆卸更换，以实现连续化生产。收卷机3电动减速机采用变频调速控制。
本发明在使用时，启动输送机2并持续运转，输送机2运行速度设置2～10m/min，启动收卷机3并持续运转，收卷机3转速根据输送机速度及收卷直径由控制箱11自动变频调速。
启动送风机17，送风机17由控制箱11变频调速，频率设置30～50hz，送风量2300m3/h～4500m3/h。
启动负压风机22，负压风机22由控制箱11变频调速，频率设置20～50hz，此时负压槽6在网带204上方形成负压区，负压风机22排出的空气经热回收箱18回收热量后排出室外。
启动压缩空气储罐16，压力设置0.5MPa，压缩空气经管道进入纤维成型组件12内的气腔1208，在纤维成型组件12下部喷出稳定气帘。
启动恒温水机15，温度设置25～45℃，恒温水经管道进入纤维成型组件12的恒温水腔1209，维持纤维成型组件12整体在恒定温度。
启动热回收箱18，温度设置35～65℃，送风机17送入的常温空气经热回收箱18加热到设定温度后通过热风管道19、热风箱一20、热风箱二21进入箱体8，维持箱体8内温度恒定。
启动计量泵13，设置计量5cc/r～24cc/r输送凝胶，凝胶经管道进入纤维成型组件12内的1212凝胶通道，在纤维成型组件12下部中间微孔1211排出，形成稳定纤维流，同时启动控制箱11内的高压直流模块，直流电压设置3kV～6kV，电流2mA，在成型组件12与负压槽之间形成直流电场，进一步稳定纤维流，纤维流经箱体8内的恒温环境实现干燥成型，落入网带204上的负压区内，同时输送机2持续将纤维层输出到收卷机3。
通过升降柱9调节箱体8与输送带2之间的距离可实现纤维层的宽度调节；调节输送带2的速度可实现纤维层厚度调节；调节计量泵13的流量可实现纤维直径的调节。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种氧化铝凝胶纤维制备装置，包括底座(1)，其特征在于；所述底座(1)上安装有输送机(2)，所述底座(1)左侧安装有收卷机(3)，所述底座(1)上安装有固定柱(4)，所述固定柱(4)上安装有框架(5)，所述框架(5)下部安装有负压槽(6)，所述框架(5)上部安装有软密封(7)，所述软密封(7)上部连接箱体(8)，所述箱体(8)底部连接升降柱(9)活动段，所述升降柱(9)固定段与底座(1)连接；
所述箱体(8)正面居中安装有观察窗(10)，所述箱体(8)正面左侧安装有控制箱(11)，所述箱体(8)顶部居中安装有纤维成型组件(12)，所述箱体(8)顶部右侧安装有计量泵(13)、储罐(14)，所述箱体(8)顶部左侧安装有恒温水机(15)、压缩空气缓冲罐(16)，所述箱体(8)后部安装有送风机(17)，送风机(17)上部出口安装有热回收箱(18)，所述热回收箱(18)上部连接热风管道(19)，热风管道(19)与热风箱一(20)热风箱二(21)连接，所述热回收箱(18)右侧连接负压风机(22)出口，负压风机(22)进口与所述负压槽(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种氧化铝凝胶纤维制备装置，其特征在于：所述纤维成型组件(12)，包括壳体(1201)，所述壳体(1201)中部左侧设置压缩空气进口(1202)，右侧设置压缩空气出口(1203)；所述壳体(1201)上部左侧设置恒温水进口(1204)，右侧设置恒温水出口(1205)；所述壳体上部中心设置凝胶进口(1206)；所述壳体(1201)上部设置接电螺栓一(1207)，所述接电螺栓一(1207)通过电缆线连接控制箱(11)，所述壳体(1201)内部设置气腔(1208)、恒温水腔(1209)、凝胶通道(1212)，下部设置绝缘垫块(1210)，底部居中纵向均匀设置微孔(1211)。
3.根据权利要求1所述的一种氧化铝凝胶纤维制备装置，其特征在于：所述热回收箱(18)，包括热回收箱体(1801)，所述热回收箱体(1801)右侧设置回收风进口(1802)，下部设置第一进风口(1806)，上部设置热风出口(1803)，左侧设置排风静音板(1807)，内部设置电加热器(1804)、换热管(1805)，所述电加热器(1804)通过电缆线连接控制箱(11)。
4.根据权利要求1所述的一种氧化铝凝胶纤维制备装置，其特征在于：所述负压槽(6)，包括负压槽壳体(601)，所述负压槽壳体(601)内部安装有均压板(602)，所述均压板(602)上设置均压孔(603)，所述负压槽壳体(601)端部设置吸气口(605)，另一端设置接电螺栓二(604)，所述接电螺栓二(604)通过电缆线连接控制箱(11)。
5.根据权利要求1所述的一种氧化铝凝胶纤维制备装置，其特征在于：所述热风箱一(20)，包括热风箱体(2001)，所述热风箱体内部安装有稳流板(2002)，所述稳流板(2002)上设置稳流孔(2003)，所述热风箱一设置第二进风口(2004)，热风箱二(21)结构与热风箱一(20)相同。
6.根据权利要求1所述的一种氧化铝凝胶纤维制备装置，其特征在于：所述输送机(2)前端安装有主动辊(201)，所述主动辊(201)安装有电动减速机(202)，所述输送机(2)后端安装有从动辊(203)，所述输送机上安装有网带(204)。
7.根据权利要求1所述的一种氧化铝凝胶纤维制备装置，其特征在于：所述控制箱(11)通过控制电缆连接计量泵(13)、恒温水机(15)、输送机(2)、收卷机(3)、热回收箱(18)；所述控制箱(11)通过高压电缆连接纤维成型组件(12)的接电螺栓一(1207)以及负压槽(6)的接电螺栓二(604)，所述控制箱(11)内设置温湿度控制模块、伺服计量模块、变频调速模块、显示及存储模块、高压直流模块。
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