水洗機是碳纖維(wéi)原絲生產過程中的關鍵(jiàn)設備之(zhī)一,水洗機的作用是將凝固成型後的初生纖維中的殘餘溶(róng)劑清洗除去,若纖維中殘餘溶劑含量過高,將影響後(hòu)部的牽伸及幹燥效果。對水洗工藝的技術要求是,水洗後纖維中的殘(cán)餘溶劑含量控(kòng)製在0.08%以下。
水洗機由水洗槽前後驅動輥及壓輥、水洗槽(含蒸汽或電加熱器)、循環槽、自身循(xún)環泵及噴淋裝置和槽蓋等組成。該水洗槽寬1100mm,長度3500mm,有效浸長3000mm,槽蓋能夠上下開啟(qǐ)並設有排風口,槽蓋兼具節能和防塵的作用(yòng)。
目前(qián),碳纖維用聚丙烯腈原(yuán)絲生產(chǎn)過程中的水洗係(xì)統是多段逆流水洗係統,即多台水洗機平麵(miàn)排布,平麵布置的水洗機(jī)一字排列,並且各水洗槽(cáo)之間通過溢流管依次連通。該水洗機布置及水洗工藝特點是(shì):采用逆流水(shuǐ)洗方式,即水洗用水(脫鹽水)由後向前依次流經各(gè)水洗槽,纖維運行方(fāng)向與水洗(xǐ)水的水流方向相反;後麵水洗槽溢(yì)流口連續至其前端的水洗槽的進水(shuǐ)口,更(gèng)後端的水洗槽的進水口為(wéi)整個水洗係統的進水口,更前端(duān)的水洗槽(cáo)的排水口為整個水洗係統的排(pái)水口。經(jīng)蒸汽加熱器加(jiā)熱的水洗熱由(yóu)槽體底部向槽內補水。每個水(shuǐ)洗槽內的水洗水(shuǐ)通過循環泵實現自身循環,同時,每個水洗槽內設有噴湧裝置。在每一個水洗槽的出絲口設有擠壓裝置,以便將纖維中的水分和溶劑擠(jǐ)出,以減(jiǎn)輕下一級水洗負擔。水洗槽槽體設有能上下開啟的活動蓋,水洗槽(cáo)內的循環裝置、噴淋裝置及溫度、流量的(de)自動控製一體化設(shè)計,不僅外形美觀、結構緊湊,同時(shí)水洗有效、節省、環保。具體說,該水洗係統工藝及結構具有以下特點。
1.外(wài)形美(měi)觀,結構緊湊,絲束等幅運行,易於(yú)操作和巡(xún)檢。
2.采用多(duō)級梯度熱水水洗,利用提高水(shuǐ)洗擴散係數,從而提高水洗效率。
3.水洗(xǐ)時(shí)間(jiān)合理,有利於提高擴散係數,從而提高水洗效率。
4.采(cǎi)用逆流補水,加(jiā)快了水洗水和溶劑的擴散速率,從而提高水洗效率。
5.水洗槽(cáo)內設有上(shàng)噴的噴湧裝置,提高了水洗效(xiào)率。一(yī)方(fāng)麵促進了熱量交換;另一方麵在(zài)一(yī)定程度上(shàng)打破了水的層流狀態,形成紊流狀態,從(cóng)而縮短(duǎn)了擴散路程。
6.每級水(shuǐ)洗槽的驅動輥上裝有擠壓輥(輥外麵包橡膠層(céng),采(cǎi)用汽缸(gāng)加壓),將水洗(xǐ)後絲束中的殘餘溶劑(jì)擠出,防止絲束中過多的溶劑進入(rù)下一級水洗槽中,減輕下一級水洗負擔。
7.級水洗槽溢流的含有一定溶劑(jì)的水(shuǐ)洗水一部分(fèn)將作為(wéi)凝固浴的稀釋用水,剩餘部分將送至(zhì)溶劑回收單元,對(duì)溶劑進行回收利用。