CN101519809A - 一种高粘度流体脱泡方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高粘度流体快速脱泡方法及其装置。该装置上部为圆罐体，下部为锥形体，封头上方设进料口，下方通过法兰与挤膜板相联，并与挤膜板形成容腔，挤膜板通常为圆形或方形的厚板，其上设有很多长圆形窄孔，孔的上部宽，为流体引导区，中部有斜坡，为锥形过渡区，下部窄，为挤膜区。真空脱泡塔位于挤膜板正下方，且通过法兰与挤膜板相联，真空脱泡塔侧面设有抽真空吸口，下方设出料口。本发明提供的高粘度流体快速脱泡方法及其装置具有脱泡效果好，脱泡时间短，产量高的优点。

Description

一种高粘度流体脱泡方法及其装置

所属技术领域

本发明涉及一种化学纤维纺丝领域的高粘度流体快速脱泡方法及其装置。

背景技术

目前，在湿法纺丝或干湿法纺丝(又称干喷湿纺)原液制备过程中，为了提高纤维品质、减少纺丝断头，均需将纺丝流体进行脱泡处理，以除去纺丝流体中的小气泡。通常的脱泡方法为静止真空脱泡法和狭缝溢流真空脱泡法。静止真空脱泡法是将流体置入一个密封容器中，一般使容器中流体的体积占容器全容积的1/2～2/3，然后将容器的上部空气抽空，流体中的气泡由于真空膨胀而溢出液面、破裂。静止脱泡一般需连续真空12～36小时。狭缝溢流真空脱泡法是让纺丝流体以较低的输送压力(0.2～0.5MPa)，通过一个环形缝隙形成薄膜，薄膜沿桶壁匀速流下，在下流过程中同时对桶体内抽真空，流体中的气泡由于真空膨胀而溢出膜表面、然后破裂，从而达到脱泡的目的。这两种脱泡方法都存在一个致命的缺陷，当纺丝流体为高粘度流体(如生产碳纤维、芳纶1414，其纺丝流体的粘度高达200～500Pa·S)时，这两种脱泡方法都无法实现，原因是：当采用静止真空脱泡法时，由于气泡在高粘度流体中扩散速度太慢，气泡在真空负压作用下从容器中间部位移动到容器液面需较长的时间，所以脱泡时间很长，而某些高粘度流体如碳纤维、芳纶1414等纺丝流体的允许停留时间却很短，当超过一定时间后，该流体的特性会发生改变，无法满足后续纺丝工艺要求。当采用狭缝溢流真空脱泡法时，纺丝流体在桶壁上表面张力太大，不会自动流动，当纺丝流体在溢流口的狭缝处积聚校长时间后，以团状物形状整体流下，不能形成连续的薄膜，所以无法脱泡。

发明内容：

为了克服静止真空脱泡法和狭缝溢流真空脱泡法不适合于高粘度流体的缺点，本发明的目的是提供一种高粘度流体的快速脱泡方法及其装置，其方法是通过其装置实现的。

一般情况下，流体以较低的速度、较小的流量通过小孔时，由于受流体自身表面张力的作用，流体会逐渐积聚成球状并且吸附在孔口，不会形成连续的均匀的流线，当孔口球状物的重量大于流体表面张力时，球状物才会间断性滴下。但是，当流体以较高的速度从小孔喷出时，流体流出时的冲击力远远大于其表面张力，因此，流体不会在孔口积聚。由于流体流出时是连续均匀的，故从孔口喷出的流线也是连续均匀的。由于流体的流速随压力的增高而加大，因此，加大纺丝流体的压力即可提高挤膜速度，纺丝流体以较高的速度从长圆形窄孔中喷出，所以能够大大提高脱泡装置的产量。

本发明的快速脱泡装置上部为圆罐体，下部为锥形体，封头上方设进料口，下方通过法兰与挤膜板相联，并与挤膜板形成容腔，挤膜板通常为圆形或方形的厚板，其上设有很多长圆形窄孔，孔的上部宽，为流体引导区，中部有斜坡，为锥形过渡区，下部窄，为挤膜区。真空脱泡塔位于挤膜板正下方，且通过法兰与挤膜板相联，真空脱泡塔侧面设有抽真空吸口，下方设出料口。

用高压泵将高粘度流体泵入到挤膜板上方的容腔内，在高压作用下，高粘度流体通过挤膜板上的长圆形窄孔喷出，形成连续的薄膜，掉落到挤膜板下方的真空脱泡塔，同时对真空脱泡塔内进行抽真空，由于膜很薄，因此膜内的气泡离膜表面很近，在真空负压作用下，气泡迅速膨胀、破裂，达到快速拖泡的目的。

该装置与狭缝溢流真空脱泡法相比，具有两个优点：一是该装置挤膜板挤出的膜更薄，而且可以通过改变长圆形挤膜区的宽度来改变膜的厚度。狭缝溢流真空脱泡法的挂膜厚度一般为2～5mm，且只有一面与真空区接触，与桶壁接触的一面不能脱泡，而该装置挤膜板挤出的膜最薄可达到0.3mm，而且膜的两面都与真空区接触，因此脱泡效果好。二是该装置的挤膜速度大大高于挂膜的流速，当泵入容腔的流体压力为15Mpa时，挤膜速度可达100～800m/min，而挂膜速度通常只有3～10m/min，因此该装置具有脱泡时间短，产量高的优点。

附图说明

下面结合本发明的附图及实施例来进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的挤膜板孔截面图；

图中1.进料口，2.封头，3.上法兰，4.挤膜板，5.下法兰，6.抽真空吸口，7.真空脱泡塔，8.出料口。

具体实施方式：

如图1、2所示，本发明实施例由进料口(1)、封头(2)、上法兰(3)、挤膜板(4)、下法兰(5)、(6)抽真空吸口、真空脱泡塔(7)、出料口(8)所组成。封头(2)位于挤膜板(4)上方，通过上法兰(3)与挤膜板(4)相联，并与挤膜板(4)形成流体分配腔，封头(2)上方设有进料口(1)。挤膜板(4)为圆形盘状，其上设有上下贯穿的长圆形窄孔，窄孔的上部宽，为流体引导区，中部有斜坡，为锥形过渡区，下部窄，为挤膜区，挤膜区宽度为0.3～2mm，挤膜区的长径比约5～15。真空脱泡塔(7)位于挤膜板(4)正下方，且通过下法兰(5)与挤膜板(4)相联，真空脱泡塔(7)直径为φ300～φ1000mm，长度1000～10000mm，内部真空度为700～750mm汞距，其侧面设有抽真空吸口(6)，下方设出料口(8)。

Claims (2)

1.一种高粘度流体脱泡方法及其装置，该方法是通过其装置实现的，装置上部为圆罐体，下部为锥形体，它包括进料口、封头、上法兰、挤膜板、下法兰、抽真空吸口、真空脱泡塔和出料口等，其特征在于：在封头(2)下方，上法兰(3)与挤膜板(4)相联，并与挤膜板(4)形成流体分配腔，真空脱泡塔(6)位于挤膜板(4)正下方，通过下法兰(5)与挤膜板(4)相联，其侧面设有抽真空吸口(6)，下方设出料口(8)。

2.根据权利要求1所述的高粘度流体脱泡方法及其装置，其特征在于：挤膜板(4)上设有上下贯穿的长圆形窄孔，窄孔的上部宽，下部窄。

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