CN106757430A - 熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，包括吹气室，其下部具有吹气室进气口，吹气室朝向熔体丝条途经的熔体丝条通道的一侧有透气壁，吹气室通过开设在透气壁上的透气孔与熔体丝条通道相通；空调风引入总管，其对应于吹气室的下方设置，吹气室进气口与该空调风引入总管相通，特点：吹气室内隔设有自然风冷却风仓和冷却风调节风仓，自然风冷却风仓出风口与透气壁的高度方向的上部接合，冷却风调节风仓出风口对应于自然风冷却出风口的下方且与透气壁接合，吹气室进气口的数量为自然风冷却风仓与冷却风调节风仓的数量之和。体现对熔体丝条的梯度冷却，既可避免产生皮芯纤维而影响纤维强力又能避免单纤之间相互粘连而影响后续工序的纺丝卷绕效果。

Description

熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置

技术领域

本发明属于熔融纺丝设备技术领域，具体涉及一种熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置。

背景技术

前述的熔纺聚乳酸丝即为“熔融纺丝法纺制聚乳酸丝”，聚乳酸丝即为“聚乳酸纤维”。聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经葡萄糖发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成。聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植并且废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维，其具有织物面料手感及悬垂性好、抗紫外线和优良的加工性能等长处,适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。

如业界所知，高温下的纺丝熔体从喷丝板上的喷丝孔挤出后，丝条由卷绕拉伸辊向下牵拉，将喷丝孔挤出的熔体牵拉成纤。在前述过程中，需要使用风冷装置将由喷丝板的喷丝孔中挤出的流体状丝条迅速冷却凝固成纤维。

进而如业界所知，侧吹风冷却装置对流体状丝条的冷却效果的优劣对纤维成品的物理性能、成品纤维的加工性能以及纤维的相关技术指标均会产生直接影响。具体而言，如果侧吹风冷却装置温度过低，即侧吹风的温度过低，因纤维骤冷而出现纤维外层迅速凝固但纤维内芯依然处于熔体状态的情形，使纤维形成皮芯纤维，皮芯纤维因发僵、发硬，后道牵伸倍数会显著降低并且强力下降；反之，如果侧吹风冷却装置温度过高，因纤维冷却不彻底，在生产过程中毛丝增多，甚至在纺丝卷绕过程中易发生单根纤维之间相互粘连现象。

更而如业界所知，由于聚乳酸纤维熔体的粘度大，因而相对于普通的化学纤维而言纺丝的工艺要求较为苛刻，若前述的侧吹风冷却不理想（如侧吹风的温度过高或过低），则对其物理指标如强力会产生较大的影响。

在公开的中国专利文献中不乏关于对前述熔体状丝条实施侧吹风冷却的技术信息，典型的如发明专利授权公告号CN10313090B推荐的“用于熔纺和冷却复丝的方法和设备”，通过对该专利说明书第0043至0045段的说明可知，由侧吹风冷却装置的结构体系的鼓风机将外界空气引入吹气腔（习惯称“吹气室”，以下同），进入吹气腔内的空气经可透气的吹气壁侧向吹向出自纺丝喷嘴的熔体状丝条（专利称单丝），熔体状丝条冷却后形成单丝条并经导丝器导出，得到长丝。该专利方案虽然具有说明书记载的技术效果，但是由于不能实现梯度冷却，也就是说由于吹气腔的上部、中部和下部的空气温度是完全相同的，因而无法对熔体状丝条在对应于吹气壁的不同高度方向以不同的温度实施冷却，于是当温度过高或过低时，易出现申请人在上面提及的影响纤维质量的问题，并且对于聚乳酸纤维更为突出。又，授权公告号CN102869819B提供的“用于熔纺和冷却许多合成丝线的方法和装置”，相对于前一专利，该专利采用了冷却管冷却，具体是：出自纺丝箱体的熔体状丝条依次经压力室、冷却管形成丝线，再经导丝器导出。由于该专利是针对丝线而言的，因而对于制备纤细的纤维并不具有可借鉴的意义。尤其，按其说明书的教导，由冷却空气源提供的冷却空气依次经管路（专利称“主管路”）、供应管路即分支管、调节装置（包括节流阀和调节手轮）进入冷却管对途经冷却管的熔体状丝条冷却，因而由于进入所有冷却管的空气温度是完全相同的，即使同一根冷却管，其上部、中部和下部的空气温度并无差异，于是同样存在本申请人在上面提及的影响纤维（即影响丝线）质量的问题，并且对于聚乳酸纤维更为突出。

针对上述已有技术并且为了保障聚乳酸纤维的质量，本申请人作了持久而有益的探索，下面将要介绍的技术方案是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于对出自喷丝板的喷丝孔的熔状丝条实施梯度冷却而藉以避免产生皮芯纤维影响纤维强力并且避免单纤之间相互粘连影响纺丝卷绕效果的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置。

本发明的任务是这样来完成的，一种熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，包括一吹气室，该吹气室的下部具有吹气室进气口，而该吹气室在使用状态下朝向熔体丝条途经的熔体丝条通道的一侧形成有一竖直的透气壁，吹气室通过开设在透气壁上的透气孔与所述的熔体丝条通道相通；一空调风引入总管，该空调风引入总管对应于所述吹气室的下方设置，所述的吹气室进气口与该空调风引入总管相通，特征在于在所述的吹气室内隔设有自然风冷却风仓和冷却风调节风仓，自然风冷却风仓的自然风冷却风仓出风口与所述透气壁的高度方向的上部接合，而冷却风调节风仓的冷却风调节风仓出风口对应于自然风冷却出风口的下方并且同样与透气壁接合，所述吹气室进气口的数量为自然风冷却风仓与冷却风调节风仓的数量之和。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述的自然风冷却风仓内并且在对应于所述吹气室进气口的位置设置有自然风冷却风仓调节风门，而在所述的冷却风调节风仓内并且同样在对应于所述吹气室进气口的位置设置有冷却风调节风仓调节风门。

在本发明的另一个具体的实施例中，在对应于所述自然风冷却风仓的所述自然风冷却风仓出风口的位置间隔设置有一组冷却风仓出风口挡风板，而在对应于所述冷却风调节风仓的所述冷却风调节风仓出风口的位置间隔设置有一组调节风仓出风口挡风板，藉由一组冷却风仓出风口挡风板将所述自然风冷却风仓出风口分隔为复数个自然风冷却风仓出风口单元，同样由一组调节风仓出风口挡风板将所述冷却风调节风仓出风口分隔为复数个调节风仓出风口单元。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述自然风冷却风仓内设置有一冷却风仓温度传感器，在所述的冷却风调节风仓内设置有一调节风仓温度传感器。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述自然风冷却风仓内的冷却风的温度与所述冷却风调节风仓内的冷却风的温度彼此形成由高至低的梯度关系。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述自然风冷却风仓内的冷却风的温度为22-24℃，而所述冷却风调节风仓内的冷却风的温度为20-22℃。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述自然风冷却风仓内的冷却风的风速与所述冷却风调节风仓内的冷却风的风速彼此形成由慢至快的梯度关系。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述自然风冷却风仓内的冷却风的速度为0.3m/s，所述冷却风调节风仓内的冷却风的速度为0.56m/s。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，当所述的冷却风调节风仓的数量有复数个时，该复数个冷却风调节风仓内的冷却风的温度彼此形成由高到低的梯度关系并且风速形成由快至慢的梯度关系。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，在所述冷却风调节风仓内并且在对应于所述冷却风调节风仓调节风门的上方的位置设置有表冷器。

本发明提供的技术方案由于在吹气室内隔设有自然风冷却风仓和冷却风调节风仓，由自然风冷却风仓内的冷却风对刚出自纺丝组件的喷丝板的熔体丝条冷却，继而由冷却风调节风仓内的冷却风对熔体丝条冷却，因而得以体现对熔体丝条的梯度冷却，既可避免产生皮芯纤维而影响纤维强力又能避免单纤之间相互粘连而影响后续工序的纺丝卷绕效果。

附图说明

图1为本发明的实施例暨应用例示意图。

具体实施方式

实施例1：

请参见图1，在图1中示出了属于纺丝机的结构体系的用于纺制聚乳酸丝即用于熔纺聚乳酸丝的纺丝机构5，由于该纺丝机构5属于现有技术，因而申请人仅对其原理作如下简要说明：由螺杆挤出机构挤出的聚乳酸熔体经熔体进口管道51进入设置于计量泵底座521上的计量泵52，在计量泵电机53的工作下由计量泵52将聚乳酸熔体在计量状态下引入纺丝组件54，由纺丝组件54的喷丝板将聚乳酸熔体挤出并形成熔体丝条6，熔体丝条6经本发明的在下面即将详细说明的侧吹风冷却装置侧吹风冷却后形成聚乳酸丝条，再经上油装置7上油，而后经预网络器8预网络并引至下一工序如纺丝卷绕工序。

示出了本发明的侧吹风冷却装置的结构体系的一吹气室1，该吹气室1的下部具有吹气室进气口11，而该吹气室1在使用状态下朝向前述熔体丝条6途经的熔体丝条通道2的一侧形成有一竖直的透气壁12，吹气室1通过开设在透气壁12上的透气孔121与前述的熔体丝条通道2相通即与外界相通；示出了一空调风引入总管3，该空调风引入总管3对应于前述吹气室1的下方设置，前述的吹气室进气口11与该空调风引入总管3相通。

作为本发明提供的技术方案的技术要点：在前述的吹气室1内隔设有自然风冷却风仓13和冷却风调节风仓14，自然风冷却风仓13的自然风冷却风仓出风口与前述透气壁12的高度方向的上部接合，而冷却风调节风仓14的冷却风调节风仓出风口对应于自然风冷却出风口的下方并且同样与透气壁12接合，前述吹气室进气口11的数量为自然风冷却风仓13与冷却风调节风仓14的数量之和。

在前述的自然风冷却风仓13内并且在对应于前述吹气室进气口11的位置设置有自然风冷却风仓调节风门131，而在前述的冷却风调节风仓14内并且同样在对应于前述吹气室进气口11的位置设置有冷却风调节风仓调节风门141。

前述的自然风冷却风仓13内的冷却风由相对应的吹气室进气口11引入并且该冷却风为自然冷却风，该自然冷却风为空调装置的送风温度，自然风冷却风仓13内的风压由前述的自然风冷却风仓调节风门131来调节，而前述的冷却风调节风仓14内的冷却风为空调风经过下面将要介绍的表冷器4冷却后的温度，冷却风调节风仓14内的风压由前述的冷却风调节风仓调节风门141来调节。

继续见图1，在对应于前述自然风冷却风仓13的前述自然风冷却风仓出风口的位置间隔设置有一组冷却风仓出风口挡风板132，而在对应于前述冷却风调节风仓14的前述冷却风调节风仓出风口的位置间隔设置有一组调节风仓出风口挡风板142，藉由一组冷却风仓出风口挡风板132将前述自然风冷却风仓出风口分隔为复数个自然风冷却风仓出风口单元1321，同样由一组调节风仓出风口挡风板142将前述冷却风调节风仓出风口分隔为复数个调节风仓出风口单元1421。前述的一组冷却风仓出风口挡风板132以及一组调节风仓出风口挡风板142均可称为“导流板”，由于一组冷却风仓出风口挡风板132之间的间距相等，因而前述的复数个自然风冷却风仓出风口单元1321的出风风量的大小相同，一组调节风仓出风口挡风板142同例。

在前述自然风冷却风仓13内设置有一冷却风仓温度传感器133，在前述的冷却风调节风仓14内设置有一调节风仓温度传感器143。由此可知：由于自然风仓温度传感器133由线路与温度仪表显示器电气连接，因而自然风冷却风仓13内的风温由自然风仓温度传感器133反馈到温度仪表显示器上，这里所讲的风温为来自于中央空调（即前述的空调装置）的送风温度，用于对熔体丝条6的上段即对刚出自纺丝组件54的喷丝板的熔体丝条6的上段冷却。由于冷却风仓温度传感器143由线路与温度仪表显示器电气连接，因而冷却风调节风仓14内的风温由冷却风温度传感器143反馈到温度仪表显示器上，这里所讲的风温为来自于中央空调（即前述的空调装置）的送风温度再经上面已经提及并且在下面还要提及的表冷器4进一步冷却后或称进一步降温后的送风温度，用于对熔体丝条6的下段冷却，即对由自然风冷却风仓13的自然风冷却风仓出风口冷却后的熔体丝条6再度冷却。

在本实施例中，前述自然风冷却风仓13内的冷却风的温度与前述冷却风调节风仓14内的冷却风的温度彼此形成由高至低的梯度关系，即自然风冷却风仓13内的冷却风的温度（风温）高于冷却风调节风仓14内的冷却风的温度（风温）。

在本实施例中，由于前述自然风冷却风仓13内的冷却风的温度选择为22-24℃，而前述冷却风调节风仓14内的冷却风的温度选择为20-22℃，因而印证了前述“梯度关系”的说法。

在本实施例中，前述自然风冷却风仓13内的冷却风的风速与前述冷却风调节风仓14内的冷却风的风速彼此形成由慢至快的梯度关系，具体而言，由于自然风冷却风仓13内的冷却风的速度选择为0.3m/s，冷却风调节风仓14内的冷却风的速度选择为0.56m/s，因而同样印证了前述“由慢至快的梯度关系”的说法。

仍见图1， 在前述冷却风调节风仓14内并且在对应于前述冷却风调节风仓调节风门141的上方的位置设置有上面已提及的表冷器4，由于表冷器4的具体结构及功用属于现有技术例如可参见中国发明专利公布号CN106192029A（聚乳酸短纤维超高速纺丝用的梯度式环吹风冷却装置）中提及的表冷器，因而申请人不再赘述。由中央空调经吹气室进气口11引入至冷却风调节风仓14内的空调风经表冷器4降温至前述的20-22℃并从冷却风调节风仓14的冷却风调节风仓出风口经透气壁12上的透气孔121吹至熔体丝条6。在本实施例中，流经表冷器4内的介质为冷冻水，冷冻水从表冷器4的进水口41进入，再经表冷器4的出水口42引出而形成循环回路。

通过申请人在上面的说明可知，由于例举的自然风冷却风仓13与冷却风调节风仓14各为一个，因而前述的吹气室进气口11的数量为两个，分别对应于自然风冷却风仓13以及冷却风调节风仓14的下部并且均与空调风引入总管3相通。

实施例2：

请继续见图1，在本实施例中，将前述的冷却风调节风仓14的数量增加至两个，也就是说冷却风调节风仓14的数量有复数个，以图1所示的位置状态为例，在两个冷却风调节风仓14中位于左侧的也即与自然风冷却风仓13相邻的那一个冷却风调节风仓14与位于右侧的冷却风调节风仓14内的冷却风的温度也彼此形成由高到低的梯度关系并且风速形成由快至慢的梯度关系。具体而言，位于左侧的一个冷却风调节风仓14内的冷却风的温度为20-22℃，风速为0.56m/s，而位于右侧的一个冷却风调节风仓14内的冷却风的温度为18-20℃，而风速为0.5m/s。

申请人需要说明的是：前述的冷却风调节风仓14的数量并非受到一个或两个的限制，例如可以有三个乃至更多，以设置三个为例，那么该第三个冷却风调节风仓14内的冷却风的温度优选为16-18℃，风速优选为0.44m/s。又如果为四个，那么该第四冷却风调节风仓14内的冷却风的温度优选为14-16℃，风速优选为0.38m/s。此外，如果出于规避本发明的目的而将前述的自然风冷却风仓13增加至两个或以上，那么应当视为本发明公开的技术内涵范畴。

申请人采用本发明在保密措施下作了聚乳酸纺丝试验，即对原料为聚乳酸的熔体丝条6进行了测吹风试验，结果完全印证了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

Claims (10)

1.一种熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，包括一吹气室(1)，该吹气室(1)的下部具有吹气室进气口(11)，而该吹气室(1)在使用状态下朝向熔体丝条途经的熔体丝条通道(2)的一侧形成有一竖直的透气壁(12)，吹气室(1)通过开设在透气壁(12)上的透气孔(121)与所述的熔体丝条通道(2)相通；一空调风引入总管(3)，该空调风引入总管(3)对应于所述吹气室(1)的下方设置，所述的吹气室进气口(11)与该空调风引入总管(3)相通，其特征在于在所述的吹气室(1)内隔设有自然风冷却风仓(13)和冷却风调节风仓(14)，自然风冷却风仓(13)的自然风冷却风仓出风口与所述透气壁(12)的高度方向的上部接合，而冷却风调节风仓(14)的冷却风调节风仓出风口对应于自然风冷却出风口的下方并且同样与透气壁(12)接合，所述吹气室进气口(11)的数量为自然风冷却风仓(13)与冷却风调节风仓(14)的数量之和。

2.根据权利要求1所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于在所述的自然风冷却风仓(13)内并且在对应于所述吹气室进气口(11)的位置设置有自然风冷却风仓调节风门(131)，而在所述的冷却风调节风仓(14)内并且同样在对应于所述吹气室进气口(11)的位置设置有冷却风调节风仓调节风门(141)。

3.根据权利要求1所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于在对应于所述自然风冷却风仓(13)的所述自然风冷却风仓出风口的位置间隔设置有一组冷却风仓出风口挡风板(132)，而在对应于所述冷却风调节风仓(14)的所述冷却风调节风仓出风口的位置间隔设置有一组调节风仓出风口挡风板(142)，藉由一组冷却风仓出风口挡风板(132)将所述自然风冷却风仓出风口分隔为复数个自然风冷却风仓出风口单元(1321)，同样由一组调节风仓出风口挡风板(142)将所述冷却风调节风仓出风口分隔为复数个调节风仓出风口单元(1421)。

4.根据权利要求1所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于在所述自然风冷却风仓(13)内设置有一冷却风仓温度传感器(133)，在所述的冷却风调节风仓(14)内设置有一调节风仓温度传感器(143)。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于所述自然风冷却风仓(13)内的冷却风的温度与所述冷却风调节风仓(14)内的冷却风的温度彼此形成由高至低的梯度关系。

6.根据权利要求5所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于所述自然风冷却风仓(13)内的冷却风的温度为22-24℃，而所述冷却风调节风仓(14)内的冷却风的温度为20-22℃。

7.根据权利要求5所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于所述自然风冷却风仓(13)内的冷却风的风速与所述冷却风调节风仓(14)内的冷却风的风速彼此形成由慢至快的梯度关系。

8.根据权利要求7所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于所述自然风冷却风仓(13)内的冷却风的速度为0.3m/s，所述冷却风调节风仓(14)内的冷却风的速度为0.56m/s。

9.根据权利要求5所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于当所述的冷却风调节风仓(14)的数量有复数个时，该复数个冷却风调节风仓(14)内的冷却风的温度彼此形成由高到低的梯度关系并且风速形成由快至慢的梯度关系。

10.根据权利要求2所述的熔纺聚乳酸丝用的侧吹风冷却装置，其特征在于在所述冷却风调节风仓(14)内并且在对应于所述冷却风调节风仓调节风门(141)的上方的位置设置有表冷器(4)。