一种在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备的制作方法

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1.本实用新型涉及碳纤维生产技术领域，特别是涉及一种在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备。

背景技术：

2.碳纤维生产线的中端流程—原丝生产的蒸牵工艺需使用0.45mpa的饱和蒸汽，蒸牵工艺是在高压水蒸气牵伸装置上进行的，蒸汽牵伸装置和蒸汽状态是实现原丝(pan纤维)高强化和细旦化的关键部分。蒸汽牵伸装置对于温度是非常敏感的，在牵伸倍数恒定的状态下，蒸牵蒸汽温度过高，原丝在蒸牵装置内就会被熔断，引起产线断丝，对于纺丝蒸牵时产生的危害非常大；当蒸牵蒸汽温度过低，原丝在蒸牵装置内不能充分受热，不能降低松弛活化能，继而原丝会出现毛丝和断丝情况。一般锅炉设备提供的蒸汽属于过热蒸汽，并且管网内蒸汽压力有时因故会出现异常波动；因此需要将此类转变为饱和蒸汽，以满足蒸牵工艺的工况需求。
3.当前能够实现过热蒸汽的转换设备还有插入式减温器、文丘里减温器、一体式变面积减温器等。以上设备的优点是设计简单，设备占用体积小，价格便宜。但同时对于低压过热蒸汽的减温控制不是很理想，在低过热的情况下减温控压具备一定的局限性。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，解决了碳纤维生产线中过热蒸汽和压力异常波动的蒸汽向恒温恒压的饱和蒸汽的转换问题，可将过热蒸汽完全减压成饱和蒸汽，能够减少原丝断丝的几率、增强蒸牵后的原丝品质和稳定原丝生产产量。
5.实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，包括脱盐水补水箱和恒温恒湿罐，所述恒温恒湿罐入口与过热蒸汽连通，所述脱盐水补水箱与恒温恒湿罐连接，为恒温恒湿罐提供大于85℃的脱盐水，所述恒温恒湿罐内的过热蒸汽与脱盐水混合后，通过恒温恒湿罐出口排出饱和蒸汽，所述恒温恒湿罐出口通向车间的饱和蒸汽接通管网上设有压力调节阀和温度变送器。
6.进一步地，所述恒温恒湿罐入口处连接有过热蒸汽接通管网，所述恒温恒湿罐下部设有水浴结合盘旋喷管，所述水浴结合盘旋喷管的上端与过热蒸汽接通管网连接，过热蒸汽通过热蒸汽接通管网进入恒温恒湿罐内的水浴结合盘旋喷管，所述脱盐水补水箱通过补水泵、补水管道、阀与恒温恒湿罐下部连接，为水浴结合盘旋喷管提供脱盐水。
7.进一步地，所述水浴结合盘旋喷管的上方设置有塔垫。
8.进一步地，所述恒温恒湿罐内还设有2层填料，位于塔垫上方，所述每层填料的上方均设有喷淋部件，所述喷淋部件和脱盐水补水箱连接。
9.进一步地，所述喷淋部件包括1个喷淋泵、2个气动调节阀和2个喷淋头；所述喷淋泵入口和脱盐水补水箱连接，其出口连接2路管道，每路管道上设置1个气动调节阀，每路管
道末端设置一个喷淋头，喷淋头位于填料的上方。
10.进一步地，所述恒温恒湿罐内还设有丝网除沫器，位于填料的上方。
11.进一步地，所述丝网除沫器的上方为气液融合区，气液融合区对应的恒温恒湿罐部位安装有远传压力阀，所述饱和蒸汽的出口位于气液融合区上方。
12.进一步地，所述恒温恒湿罐顶部设有安全阀。
13.进一步地，所述恒温恒湿罐底部安装有液位计，同时底部还连接有排污排水管网，所述恒温恒湿罐底部还通过回流气动调节阀和盐水补水箱连接，所述液位计分别和回流气动调节阀、补水泵连锁。
14.进一步地，所述脱盐水补水箱内设有浮球阀，其连接有溢流管和脱盐水补水管。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本装置利用温度≥85℃的脱盐水的来吸收过热蒸汽过热度的方式，解决了碳纤维生产线中过热蒸汽和压力异常波动的蒸汽向恒温恒压的饱和蒸汽的转换问题，将碳纤维生产中端流程的原丝蒸牵工艺所要用的0.45mpa过热蒸汽转变为0.45mpa饱和蒸汽，能够减少原丝断丝的几率、增强蒸牵后的原丝品质和稳定原丝生产产量；本装置结构简单、结果可靠，发展碳纤维技术，提高碳纤维品质，有着良好的效果。
附图说明
16.图1为本实用新型专利碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备结构示意图。
17.图中，1.水浴结合盘旋喷管，2.过热蒸汽接通管网，3.填料，4.丝网除沫器，5.远传压力阀，6.气液融合区，7.安全阀，8.饱和蒸汽接通管网，9.压力调节阀，10.温度变送器，11.第一喷淋部件，12.第二喷淋部件，13.塔垫，14.补水管道，15.第一气动调节阀，16.第二气动调节阀，17.补水泵，18.喷淋泵，19.浮球阀，20.脱盐水补水箱，21.液位计，22.排污排水管网，23.恒温恒湿罐，24.回流气动调节阀。
具体实施方式
18.当饱和蒸汽输入到原丝蒸牵工艺部分时，原丝蒸牵部分有一根用于原丝穿过的腔体，腔体内充满了饱和蒸汽，由于此腔体内对于温度非常敏感，我们就需要根据蒸牵温度对蒸牵的饱和蒸汽温度进行调整，当蒸牵部位温度过高时，加大脱盐水的喷射量，降低蒸汽温度；当蒸牵部位温度过低时，减少脱盐水的喷射量，进而升高蒸汽温度，基于此本实施例提供一种碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，如图1所示，包括水浴结合盘旋喷管1、过热蒸汽接通管网2、填料3、丝网除沫器4、远传压力阀5、气液融合区6、安全阀7、饱和蒸汽接通管网8、压力调节阀9、温度变送器10、第一喷淋部件11、第二喷淋部件12、塔垫13、补水管道14、第一气动调节阀15、第二气动调节阀16、补水泵17、喷淋泵18、浮球阀19、脱盐水补水箱20、液位计21、排污排水管网22、恒温恒湿罐23、回流气动调节阀24。所述恒温恒湿罐23的下部入口处连接过热蒸汽接通管网2，其内部从下到上依次设有水浴结合盘旋喷管1、塔垫13、2层填料3、丝网除沫器4和气液融合区6，出口位于气液融合区6上方，所述出口连接的饱和蒸汽接通管网8上设有压力调节阀9和温度变送器10，所述气液融合区6对应的恒温恒湿罐23管壁上安装有远传压力阀5；所述脱盐水补水箱20通过补水泵17、阀和补水管道14为恒温恒湿罐23提供脱盐水，脱盐水补水箱20还通过第一喷淋部件11、第二喷淋部件12分别
对着2层填料3进行喷淋，所述第一喷淋部件11、第二喷淋部件12包括1个喷淋泵18、第一气动调节阀15、第二气动调节阀16和2个喷淋头，所述喷淋泵18出口连接两个管道，一个管道上安装第一气动调节阀15，另一管道上安装第二气动调节阀16，每个管道的末端连接一个喷淋头，在填料3上方，所述脱盐水补水箱20内设有浮球阀19，并连接有溢水管和补水管；所述恒温恒湿罐23的底部设有液位计21，连接有排污排水管网22，其顶部安装有安全阀7。其原理为：0.45mpa过热蒸汽通到存有脱盐水的恒温恒湿罐23内，利用温度≥85℃的脱盐水的来吸收过热蒸汽过热度的方式，其恒温恒湿罐23内蒸汽自下而上流入，恒温恒湿罐23内脱盐水补水自上而下喷射，为均匀蒸汽和脱盐水的混合，罐体内设置多层填料，以便蒸汽和脱盐水均匀混合。为避免顶部雾沫夹带，加长了罐体作为气液融合区使用，并设置丝网除沫器4用以消除和均化泡沫。当脱盐水温度达到饱和度时发生相变，此时出储罐内相变的蒸汽为0.45mpa饱和蒸汽。
19.当过热蒸汽进入过热蒸汽接通管网2，通过水浴结合盘旋喷管1后，和恒温恒湿罐23内预存的温度＞85℃脱盐水充分混合，以此来吸收掉过热蒸汽的过热度，脱盐水和蒸汽混合后，会产生泡沫，为了避免产生大泡沫对系统的影响，在水浴结合盘旋喷管1之上设置一层塔垫13，使大泡沫通过塔垫13分离为小泡沫或者使泡沫破裂。
20.本专利采取第一喷淋部件11、第二喷淋部件12降温的方式为了进一步降温吸收过热，并在喷淋部件下方设置填料3，填料的作用是为气液两相提供充分的接触面积，增加蒸汽和脱盐水的传热，减少蒸汽阻力，第一喷淋部件11、第二喷淋部件12喷淋的脱盐水和恒温恒湿罐23内的脱盐水均来自脱盐水补水箱20，分别由所述补水泵17和喷淋泵18供给。
21.随着气液两相的混合，在水质不好的情形下或产生雾沫夹带的情况，为了避免这种情况，通过丝网除沫器4进行泡沫和气相的分离，并且加长罐体当做气液融合区6来保证蒸汽的质量。当恒温恒湿罐23内蒸汽压力超过储罐规定压力值时，所述安全阀7跳启，进行泄气排压工作以保证整套系统的安全性。在进行设备维修维护时，恒温恒湿罐23内的脱盐水可通过底部排污排水管道将水排除，在清洗储罐时用于清理设备内部的水可通过第一喷淋部件11、第二喷淋部件12喷淋实现。
22.为了精确蒸汽温度控制，在蒸汽输出管路中的温度变送器10和喷淋管路上的第一气动调节阀15、第二气动调节阀16连锁；当蒸汽温度偏高时加大喷淋部件的流量，蒸汽温度偏低时减少喷淋部件的流量；
23.恒温恒湿罐23内连锁补水动作，随着储罐内脱盐水相变的进行，当脱盐水液位不足时，储罐23底侧的液位计21和补水泵17触发连锁，此时补水泵开启给恒温恒湿罐内进行补水。储罐23底侧的液位计21和回流气动调节阀24连锁，当储罐内液位过高时，回流气动调节阀24打开，此时脱盐水回流到脱盐水补水箱20内，防止因喷淋而造成储罐内液位过高，进而防止了对设备和蒸汽质量造成影响。

技术特征：

1.一种在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，包括脱盐水补水箱(20)和恒温恒湿罐(23)，所述恒温恒湿罐(23)入口与过热蒸汽连通，所述脱盐水补水箱(20)与恒温恒湿罐(23)连接，为恒温恒湿罐(23)提供大于85℃的脱盐水，所述恒温恒湿罐(23)内的过热蒸汽与脱盐水混合后，通过恒温恒湿罐出口排出饱和蒸汽，所述恒温恒湿罐出口通向车间的饱和蒸汽接通管网(8)上设有压力调节阀(9)和温度变送器(10)。2.根据权利要求1所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述恒温恒湿罐(23)入口处连接有过热蒸汽接通管网(2)，所述恒温恒湿罐(23)内部靠下位置设有水浴结合盘旋喷管(1)，所述水浴结合盘旋喷管(1)的上端与过热蒸汽接通管网(2)连接，过热蒸汽通过热蒸汽接通管网(2)进入恒温恒湿罐(23)内的水浴结合盘旋喷管(1)，所述脱盐水补水箱(20)通过补水泵(17)、补水管道(14)、阀与恒温恒湿罐(23)下部连接，为恒温恒湿罐(23)提供脱盐水。3.根据权利要求2所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述水浴结合盘旋喷管(1)的上方设置有塔垫(13)。4.根据权利要求3所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述恒温恒湿罐(23)内还设有2层填料(3)，位于塔垫(13)上方，所述每层填料(3)的上方均设有喷淋部件，所述喷淋部件和脱盐水补水箱(20)连接。5.根据权利要求4所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述喷淋部件包括1个喷淋泵(18)、2个气动调节阀和2个喷淋头；所述喷淋泵(18)入口和脱盐水补水箱(20)连接，其出口连接2路管道，每路管道上设置1个气动调节阀，每路管道末端设置一个喷淋头，喷淋头位于填料(3)的上方，气动调节阀和温度变送器(10)连锁。6.根据权利要求4所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述恒温恒湿罐(23)内还设有丝网除沫器(4)，位于填料(3)的上方。7.根据权利要求6所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述丝网除沫器(4)的上方为气液融合区(6)，气液融合区(6)对应的恒温恒湿罐(23)部位安装有远传压力阀(5)，所述饱和蒸汽的出口位于气液融合区(6)上方。8.根据权利要求7所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述恒温恒湿罐(23)顶部设有安全阀(7)。9.根据权利要求2所述的保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述恒温恒湿罐(23)底部安装有液位计(21)，同时底部还连接有排污排水管网(22)，所述恒温恒湿罐(23)底部还通过回流气动调节阀(24)和盐水补水箱(20)连接，所述液位计(21)分别和回流气动调节阀(24)、补水泵(17)连锁。10.根据权利要求1～9任一所述的在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，其特征在于，所述脱盐水补水箱(20)内设有浮球阀(19)，其连接有溢流管和脱盐水补水管。

技术总结

本实用新型公开了一种在碳纤维生产过程中保持蒸汽恒温恒湿的设备，包括脱盐水补水箱和恒温恒湿罐，所述恒温恒湿罐入口与过热蒸汽连通，所述脱盐水补水箱与恒温恒湿罐连接，为恒温恒湿罐提供大于85℃的脱盐水，所述恒温恒湿罐内的过热蒸汽与脱盐水混合后，通过恒温恒湿罐出口排出饱和蒸汽，所述恒温恒湿罐出口通向车间的饱和蒸汽接通管网上设有压力调节阀和温度变送器。在碳纤维生产过程中通过此设备可实现恒温恒压的饱和蒸汽的输出，解决了原丝生产线中蒸牵工艺因蒸汽温度高或过低而发生断丝的问题。断丝的问题。断丝的问题。