CN104357929B - 单螺杆挤压式色粉纺丝系统 - Google Patents

Abstract

单螺杆挤压式色粉纺丝系统，包括色粉料仓、色粉计量喷射装置、聚乳酸干切片输送管道、纺丝螺杆挤压机、熔体管道、计量泵、纺丝组件和喷丝板。本发明设计合理，结构简单，直接将色粉与聚乳酸干切片进行混合，省去了色粉制成色母粒这一道工序，并且直接在熔体管道内设置若干组混料单元即可，达到熔体在流经输送管道时均匀混料之目的，省去了在输送管道上安装混料系统，大大节约了成本，提高了生产效率。

Description

单螺杆挤压式色粉纺丝系统

技术领域

本发明属于化学纤维纺丝技术领域，具体涉及一种单螺杆挤压式色粉纺丝系统。

背景技术

化学纤维纺丝包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕以及后处理过程。后处理过程则有初生纤维的拉伸、热定形到成品包装等一系列工序。

现有的纺丝方法有熔体纺丝和溶液纺丝两类。通常在熔融状态下不发生显著分解的成纤聚合物采用熔体纺丝，例如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。熔体纺丝过程简单，纺丝速度高。溶液纺丝法适用于熔融时要分解的成纤聚合物,将成纤聚合物溶解在溶剂中制得粘稠的纺丝液,然后进行纺丝。按从毛细喷丝孔挤出的纺丝液细流的凝固方式，溶液纺丝又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。溶液纺丝纺速较低，尤其是湿法纺丝。为提高纺丝能力，需采用孔数很多的喷丝头。干法纺丝的纺速高于湿法纺丝，但远低于熔体纺丝。

目前，干色粉需要造粒成为色母粒后才能与聚乳酸干切片一同进入纺丝螺杆挤压机，工序相当繁琐，生产效率低下，生产成本高。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种色粉直接与聚乳酸干切片混合进行纺丝作业的单螺杆挤压式色粉纺丝系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：单螺杆挤压式色粉纺丝系统，包括色粉料仓、色粉计量喷射装置、聚乳酸干切片输送管道、纺丝螺杆挤压机、熔体管道、计量泵、纺丝组件和喷丝板；

所述色粉计量喷射装置包括顶部敞口的圆筒体，圆筒体顶部通过螺栓可拆卸连接有压盖，压盖与圆筒体的中心之间转动设有转轴，转轴下端同轴向设有计量转盘，转轴上端传动连接有位于压盖上方的动力机构，转轴前侧和后侧分别设有一块固定连接在圆筒体内部的挡板，挡板上设有分别与转轴和计量转盘表面接触的密封条，转轴和两块挡板将圆筒体内部分隔为进料腔和出料腔，压盖上设有位于进料腔一侧的色粉进口，压盖上设有位于出料腔一侧的第一干压缩空气进口，计量转盘上沿回转中心均匀设有一圈储料孔，圆筒体底部一侧设有位于出料腔一侧的色粉出口，色粉出口与储料孔上下对应，色粉出口连接有下料管，下料管的出口连接有喷料管，喷料管的一端设有喷头，喷料管的另一端为第二干压缩空气进口，下料管的下料方向与喷料管中压缩空气的喷向之间的夹角为锐角；

所述色粉料仓的出口与色粉进口之间通过出料管连接，出料管上设有电磁阀；

所述聚乳酸干切片输送管道的中心线垂直于水平面，喷料管上的喷头伸入到聚乳酸干切片输送管道内，聚乳酸干切片在聚乳酸干切片输送管道内自上而下输送，喷头喷洒色粉的方向朝下及四周，喷头外边沿与聚乳酸干切片输送管道内壁之间具有供聚乳酸干切片通过的环形通道；

所述纺丝螺杆挤压机水平设置，聚乳酸干切片输送管道下端与纺丝螺杆挤压机的进料端连接，纺丝螺杆挤压机的出口通过熔体管道与计量泵的进口连接，熔体管道内设有静态混料器，计量泵的出口与纺丝组件的进口连接，纺丝组件的出口与喷丝板的进口连接。

所述静态混料器包括熔体管道本体，熔体管道本体内设有混料单元；混料单元包括第一螺旋隔板和第二螺旋隔板，第一螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第一半圆管螺旋通道和第二半圆管螺旋通道，第二螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第三半圆管螺旋通道和第四半圆管螺旋通道，第一螺旋隔板的一边与第二螺旋隔板的一边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直连接。

所述第一螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直，第二螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直。

所述混料单元的数量大于等于两组，一组混料单元的螺旋隔板的一边与相邻的一组混料单元的螺旋隔板一边相互垂直连接。

采用上述技术方案，干色粉储存在色粉料仓内，通过变频器调节动力机构的转速来控制转盘转速，这样就可调节色粉的下料量，色粉通过色粉进口进入到进料腔内，并填充到计量转盘的储料孔内，动力机构带动转轴转动，将进料腔内所携带的色粉转入到出料腔内，同时，空的储料孔转到进料腔内进行储料，当储满色粉的储料孔与色粉出口上下对应时，在其自身重力以及从第一干压缩空气进口通入压缩空气的作用下，色粉被吹入到下料管内，第二干压缩空气进口向喷料管通入高压空气，下料管内产生负压，色粉进入到喷料管内，在压缩空气的作用下，由喷头喷出。聚乳酸干切片按照一定的比例和流速通过聚乳酸干切片输出管道，喷头喷出的色粉均匀地喷洒到聚乳酸干切片上，带有色粉的聚乳酸切片靠自重以及在干空气气流的作用下进入纺丝螺杆挤压机，切片经过纺丝螺杆挤压机熔融、混合、并通过熔体管道以及熔体管道中的静态混料器进入纺丝计量泵，计量后通过纺丝组件、喷丝板制成色丝。

由于色粉和聚乳酸切片在聚乳酸干切片输送管道中混合不太均匀，因此在熔体管道内再设置静态混料器。静态混料器的混合原理如下：假定A熔体和B熔体在混合时，A熔体进入第一半圆管螺旋通道，B熔体进入第二半圆管螺旋通道，当A熔体和B熔体由第一螺旋隔板进入到第二螺旋隔板时，由于第一螺旋隔板的一边与第二螺旋隔板的一边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直连接，这样就使得A熔体的一部分和B熔体的一部分进入到第三半圆管螺旋通道内，A熔体的另一部分和B熔体的另一部分进入到第四半圆管螺旋通道内。经过第一组混料单元的混合后，再进入到第二组混料单元中，经过若干组混料单元后，A熔体和B熔体混合均匀后直接进入到下一道工序。

本发明设计合理，结构简单，直接将色粉与聚乳酸干切片进行混合，省去了色粉制成色母粒这一道工序，并且直接在熔体管道内设置若干组混料单元即可，达到熔体在流经输送管道时均匀混料之目的，省去了在输送管道上安装混料系统，大大节约了成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中具有一组混料单元的静态混料器的结构示意图；

图3是图2的爆炸图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，单螺杆挤压式色粉纺丝系统，包括色粉料仓8、色粉计量喷射装置、聚乳酸干切片输送管道9、纺丝螺杆挤压机10、熔体管道11、计量泵12、纺丝组件13和喷丝板14。

色粉计量喷射装置包括顶部敞口的圆筒体15，圆筒体15顶部通过螺栓16可拆卸连接有压盖17，压盖17与圆筒体15的中心之间转动设有转轴18，转轴18下端同轴向设有计量转盘19，转轴18上端传动连接有位于压盖17上方的动力机构，转轴18前侧和后侧分别设有一块固定连接在圆筒体15内部的挡板20，挡板20上设有分别与转轴18和计量转盘19表面接触的密封条21，转轴18和两块挡板20将圆筒体15内部分隔为进料腔22和出料腔23，压盖17上设有位于进料腔22一侧的色粉进口24，压盖17上设有位于出料腔23一侧的第一干压缩空气进口25，计量转盘19上沿回转中心均匀设有一圈储料孔26，圆筒体15底部一侧设有位于出料腔23一侧的色粉出口27，色粉出口27与储料孔26上下对应，色粉出口27连接有下料管28，下料管28的出口连接有喷料管29，喷料管29的一端设有喷头30，喷料管29的另一端为第二干压缩空气进口31，下料管28的下料方向与喷料管29中压缩空气的喷向之间的夹角N为锐角。

色粉料仓8的出口与色粉进口24之间通过出料管32连接，出料管32上设有电磁阀33。

聚乳酸干切片输送管道9的中心线垂直于水平面，喷料管29上的喷头30伸入到聚乳酸干切片输送管道9内，聚乳酸干切片在聚乳酸干切片输送管道9内自上而下输送，喷头30喷洒色粉的方向朝下及四周，喷头30外边沿与聚乳酸干切片输送管道9内壁之间具有供聚乳酸干切片通过的环形通道。

纺丝螺杆挤压机10水平设置，聚乳酸干切片输送管道9下端与纺丝螺杆挤压机10的进料端连接，纺丝螺杆挤压机10的出口通过熔体管道11与计量泵12的进口连接，熔体管道11内设有静态混料器34，计量泵12的出口与纺丝组件13的进口连接，纺丝组件13的出口与喷丝板14的进口连接。

静态混料器34包括熔体管道本体1，熔体管道本体1内设有混料单元；混料单元包括第一螺旋隔板2和第二螺旋隔板3，第一螺旋隔板2将熔体管道本体1分隔成第一半圆管螺旋通道4和第二半圆管螺旋通道5，第二螺旋隔板3将熔体管道本体1分隔成第三半圆管螺旋通道6和第四半圆管螺旋通道7，第一螺旋隔板2的一边与第二螺旋隔板3的一边均沿熔体管道本体1径向设置并且相互垂直连接。

第一螺旋隔板2的两边均沿熔体管道本体1径向设置并且相互垂直，第二螺旋隔板3的两边均沿熔体管道本体1径向设置并且相互垂直。

为了提高混合的均匀度，可以设置混料单元的数量大于等于两组，一组混料单元的螺旋隔板的一边与相邻的一组混料单元的螺旋隔板一边相互垂直连接。

本发明中的纺丝螺杆挤压机10、计量泵12、纺丝组件13和喷丝板14均为现有成熟技术，具体构造不再赘述。

本发明的具体工作过程如下：干色粉储存在色粉料仓8内，通过变频器调节动力机构的转速来控制转盘转速，这样就可调节色粉的下料量，色粉通过色粉进口24进入到进料腔22内，并填充到计量转盘19的储料孔26内，动力机构带动转轴18转动，将进料腔22内所携带的色粉转入到出料腔23内，同时，空的储料孔26转到进料腔22内进行储料，当储满色粉的储料孔26与色粉出口27上下对应时，在其自身重力以及从第一干压缩空气进口25通入压缩空气的作用下，色粉被吹入到下料管28内，第二干压缩空气进口31向喷料管29通入高压空气，下料管28内产生负压，色粉进入到喷料管29内，在压缩空气的作用下，由喷头30喷出。聚乳酸干切片按照一定的比例和流速通过聚乳酸干切片输出管道，喷头30喷出的色粉均匀地喷洒到聚乳酸干切片上，带有色粉的聚乳酸切片靠自重以及在干空气气流的作用下进入纺丝螺杆挤压机10，切片经过纺丝螺杆挤压机10熔融、混合、并通过熔体管道11以及熔体管道11中的静态混料器34进入纺丝计量泵12，计量后通过纺丝组件13、喷丝板14制成色丝。

由于色粉和聚乳酸切片在聚乳酸干切片输送管道9中混合不太均匀，因此在熔体管道11内再设置静态混料器34。静态混料器34的混合原理如下：假定A熔体和B熔体在混合时，A熔体进入第一半圆管螺旋通道4，B熔体进入第二半圆管螺旋通道5，当A熔体和B熔体由第一螺旋隔板2进入到第二螺旋隔板3时，由于第一螺旋隔板2的一边与第二螺旋隔板3的一边均沿熔体管道本体1径向设置并且相互垂直连接，这样就使得A熔体的一部分和B熔体的一部分进入到第三半圆管螺旋通道6内，A熔体的另一部分和B熔体的另一部分进入到第四半圆管螺旋通道7内。经过第一组混料单元的混合后，再进入到第二组混料单元中，经过若干组混料单元后，A熔体和B熔体混合均匀后直接进入到下一道工序。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.单螺杆挤压式色粉纺丝系统，其特征在于：包括色粉料仓、色粉计量喷射装置、聚乳酸干切片输送管道、纺丝螺杆挤压机、熔体管道、计量泵、纺丝组件和喷丝板；

所述色粉计量喷射装置包括顶部敞口的圆筒体，圆筒体顶部通过螺栓可拆卸连接有压盖，压盖与圆筒体的中心之间转动设有转轴，转轴下端同轴向设有计量转盘，转轴上端传动连接有位于压盖上方的动力机构，转轴前侧和后侧分别设有一块固定连接在圆筒体内部的挡板，挡板上设有分别与转轴和计量转盘表面接触的密封条，转轴和两块挡板将圆筒体内部分隔为进料腔和出料腔，压盖上设有位于进料腔一侧的色粉进口，压盖上设有位于出料腔一侧的第一干压缩空气进口，计量转盘上沿回转中心均匀设有一圈储料孔，圆筒体底部一侧设有位于出料腔一侧的色粉出口，色粉出口与储料孔上下对应，色粉出口连接有下料管，下料管的出口连接有喷料管，喷料管的一端设有喷头，喷料管的另一端为第二干压缩空气进口，下料管的下料方向与喷料管中压缩空气的喷向之间的夹角为锐角；

所述色粉料仓的出口与色粉进口之间通过出料管连接，出料管上设有电磁阀；

所述聚乳酸干切片输送管道的中心线垂直于水平面，喷料管上的喷头伸入到聚乳酸干切片输送管道内，聚乳酸干切片在聚乳酸干切片输送管道内自上而下输送，喷头喷洒色粉的方向朝下及四周，喷头外边沿与聚乳酸干切片输送管道内壁之间具有供聚乳酸干切片通过的环形通道；

所述纺丝螺杆挤压机水平设置，聚乳酸干切片输送管道下端与纺丝螺杆挤压机的进料端连接，纺丝螺杆挤压机的出口通过熔体管道与计量泵的进口连接，熔体管道内设有静态混料器，计量泵的出口与纺丝组件的进口连接，纺丝组件的出口与喷丝板的进口连接。

2.根据权利要求1所述的单螺杆挤压式色粉纺丝系统，其特征在于：所述静态混料器包括熔体管道本体，熔体管道本体内设有混料单元；混料单元包括第一螺旋隔板和第二螺旋隔板，第一螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第一半圆管螺旋通道和第二半圆管螺旋通道，第二螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第三半圆管螺旋通道和第四半圆管螺旋通道，第一螺旋隔板的一边与第二螺旋隔板的一边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直连接。

3.根据权利要求2所述的单螺杆挤压式色粉纺丝系统，其特征在于：所述第一螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直，第二螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直。

4.根据权利要求3所述的单螺杆挤压式色粉纺丝系统，其特征在于：所述混料单元的数量大于等于两组，一组混料单元的螺旋隔板的一边与相邻的一组混料单元的螺旋隔板一边相互垂直连接。