具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，一种原丝纱锭换锭接丝装置，包括原丝卷绕机、丝头氧化炉、放丝纱架和联结机构；原丝卷绕机用于将原丝卷绕成纱锭，并预留一定长度的丝尾；丝头氧化炉用于对原丝卷绕机卷绕的纱锭的丝头和丝尾进行预氧化；放丝纱架用于放置丝头和丝尾经过丝头氧化炉预氧化后的纱锭，放丝纱架可放置工作纱锭和备用纱锭；联结机构用于将工作纱锭预氧化后的丝尾和备用纱锭预氧化后的丝头联结在一起。

如图2所示，原丝卷绕机包括卷绕锭轴和往复导纱机构，往复导纱机构与卷绕锭轴并排设置，卷绕锭轴用于卷绕原丝，往复导纱机构用于导丝。

如图3所示，放丝纱架上并排设置有放置工作纱锭的工作气涨轴和放置备用纱锭的备用气涨轴。

如图4所示，联结机构包括联结操作台和空气联结器，联结操作台用于铺放工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头，联结操作台上设有多个联结凹槽，联结操作台上还设置有多根纤维固定杆，多根纤维固定杆放置在不同的联结凹槽上，用于压紧工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头，至少有一个空气联结器放置在联结凹槽中，用于将工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头联结在一起。空气联结器属于现有技术。

如图4所示，联结操作台上并排设置有多根方管，相邻两根方管之间的间隙形成联结凹槽，每个联结凹槽的宽度相同。空气联结器的宽度与联结凹槽的宽度一致。空气联结器可在联结凹槽中沿联结凹槽的开口方向移动。

如图4所示，工作纱锭预氧化后的丝尾和备用纱锭预氧化后的丝头的宽度一致。工作纱锭预氧化后的丝尾和备用纱锭预氧化后的丝头叠放在一起，两者能完全重叠，提高接丝效果。

如图4所示，纤维固定杆为圆柱形杆，纤维固定杆的直径大于联结凹槽的宽度，纤维固定杆放置在工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头上并位于联结凹槽上。纤维固定杆用于压紧工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头，使得工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头具有足够的丝束张力。

使用空气联结器对工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头进行联结的次数不超过9次。空气联结器在多个联结凹槽内进行联结，可提高工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头之间的粘接强度，但联结的个数不宜超过9次，超过9次将会撕裂和切断联结处的丝头，从而削弱联结处接头的拉伸强度。

工作纱锭的丝尾和备用纱锭的丝头没有联结的部分的长度均不超过15mm。即工作纱锭的丝尾末端距离最近的一个联结处的距离不超过15mm，备用纱锭的丝头末端距离最近的一个联结处的距离也不超过15mm。若超过15mm，在氧化碳化加工过程中，会导致没有联结的部分卡在分丝梳上，影响工作效率。联结后的丝束的强度可以达到未联结前的80％以上的拉断强度。

一种原丝纱锭换锭接丝方法，包括以下步骤：

S1、通过原丝卷绕机将原丝卷绕成纱锭，在纱锭上预留一定长度的丝尾；

S2、将纱锭上的丝头和丝尾放入丝头氧化炉中进行预氧化；

S3、将预氧化后的丝尾折叠放置，将预氧化后的丝头复绕在纱锭上；

S4、将纱锭套装在放丝纱架的备用气涨轴上，作为备用纱锭；

S5、当工作纱锭即将放卷完毕时，将备用纱锭的丝头铺在联结操作台上，再将工作纱锭的丝尾铺在备用纱锭的丝头上，通过空气联结器进行联结，完成接丝。

在步骤S1中，通过原丝卷绕机将原丝卷绕成纱锭，在纱锭上预留一定长度的丝尾，具体包括：

S11、将纱管套装在卷绕锭轴上；

S12、卷绕前，将往复导纱机构移动到其往复行程外，卷绕时，卷绕锭轴转动，往复导纱机构不动，将原丝定点卷绕在纱管上；

S13、当原丝卷绕到一定长度时，即预留了一定长度的丝尾时，往复导纱机构在其往复行程内往复运动，将其他的原丝卷绕在纱管上；预留的丝尾的长度为6-12m。

在本实施方式中，将预留的丝尾定点卷绕在纱管的尾端，预留的丝尾的长度为6m，往复导纱机构的往复行程为700mm。

在步骤S2中，将纱锭上的丝头和丝尾放入丝头氧化炉中进行预氧化；丝头预氧化的长度为400-1200mm，丝尾预氧化的长度为400-1200mm。

在步骤S3中，将预氧化后的丝尾折叠放置，将预氧化后的丝头复绕在纱锭上，具体包括：

S31、将预氧化后的丝尾逐段折叠，然后捆成一束，并装入袋子中，防止预氧化后的丝尾散乱，方便后续使用；

S32、将预氧化后的丝头再次卷绕在纱锭上，并用胶带粘在纱锭上，防止预氧化后的丝头掉落。

在本实施方式中，预氧化后的丝尾折叠的方式如图5所示。在折叠的过程中，丝束不能翻转。

在步骤S4中，将纱锭套装在放丝纱架的备用气涨轴上，作为备用纱锭，具体包括：

S41、将纱锭的纱管套装在放丝纱架的备用气涨轴上，作为备用纱锭；

S42、将折叠好的丝尾放入到纱管内部，并用胶带粘在纱管内部。

在步骤S5中，当工作纱锭即将放卷完毕时，将备用纱锭的丝头铺在联结操作台上，再将工作纱锭的丝尾铺在备用纱锭的丝头上，通过空气联结器进行联结，完成接丝，具体包括：

S51、当工作纱锭上的原丝快用完时，将备用纱锭预氧化后的丝头平铺在联结操作台上；

S52、将工作纱锭预氧化后的折叠的丝尾取出，并重叠铺放在备用纱锭预氧化后的丝头上，然后用纤维固定杆压紧；在铺放备用纱锭预氧化后的丝头和工作纱锭预氧化后的丝尾时，丝束均不能翻转，保证接丝的过程中，丝束没有翻转；

S53、通过空气联结器将工作纱锭预氧化后的丝尾和备用纱锭预氧化后的丝头联结在一起，完成接丝。

在本实施方式中，工作纱锭也是通过上述的步骤得到，工作纱锭上也预留有一定长度的丝尾，工作纱锭的丝头和丝尾也经过了预氧化，工作纱锭是套装在放丝纱架的工作气涨轴上，作为工作纱锭，本实施方式主要说明工作纱锭用完的更换过程以及与备用纱锭接丝的过程。

总的来说，本发明通过空气联结器将工作纱锭预氧化后的丝尾和备用纱锭预氧化后的丝头联结在一起，完成了工作纱锭的更换和接丝过程，并且在此过程中不需要停机，生产线能够连续生产，保证了碳纤维生产过程的连续性；极大地减少了原丝的浪费，减少了操作人员的工作量，节约了工作时间，降低了生产成本，也提高了生产的安全性。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。