CN1077505A - 自封式纺丝组件 - Google Patents

Abstract

纺丝组件包括一只喷丝板座，一块喷丝板，一套 过滤组件，一只可以轴向移动的有中心通道的推力件 以及密封。本发明所用密封为2只径向管形密封零 件(密封或密封部件)。

Description

本发明是有关一套自封式纺丝组件，用于高压力纺丝粘液纺长丝的纺丝机喷丝头。包括一只喷丝板座，里面装入一只喷丝板，一套过滤组件，一只像活塞似的可以在喷丝板座里面轴向移动的推力件，这推力件有一中心通道，推力件顶面与分配板底面紧贴，分配板至少有一通道，位于推力件与分配板之间有一顶部密封，中部密封封住过滤组件与喷丝板座之间的空隙，还有一只底部平面密封圈在底部封住喷丝板座。

此种自封式纺丝组件及其作用方式已在EP-A2-0300120及EP-B1-0-163248中公开。这已知的纺丝组件还可进一步装设一块分配板（穿孔板）位于喷丝板与过滤组件之间，该分配板有一盆子形顶部以容纳过滤组件（EP-B1-0163248位置27）。

众所周知的纺丝组件结构复杂而价格高，给使用厂带来问题和麻烦。其顶部密封后果之一是推力件和分配板底部之间形成一处空隙。密封材料流进此空隙中在高熔解压力、高挤压力及高熔解温度下，致使密封渐渐产生变形或损坏。这样就形成一个死空隙，因为熔解物在这里停滞长时间，其后果是聚合物产生降解。更有甚者，即在此处产生泄漏，密封变形或损坏，造成死空隙（停滞区）、聚合物降解以及泄漏，特别采用金属薄膜密封（制造更为昂贵）也照样发生这些同样的问题，在底部密封也发生。至此已知的纺丝组件共三处密封，其中两处是不妥当的，一处金属薄膜密封相对地太贵。还有一个缺点是金属薄膜密封引起的，即在下面形成相对较大的空隙，导致纺丝液在此空隙中停滞不必要长时间，特别在纺制低特长丝的情况下，同样引起不符要求的变化，以及聚合物降解等等。

因此现在本发明的目的是制造一套合用的普通型式的自封式纺丝组件，它没有上述缺点。特别是自身密封可靠，故运转可靠，结构简单价廉，过滤组件上方空间较小使得纺丝液在该处停滞的时间减少。另一部分的目的是即使采用穿孔分配板仍可以达到过滤组件加大过滤表面积。

根据本发明自封式纺丝组件可以达到本发明目的，顶部管形密封内径相当于推力件中心通道内径和分配板通道内径，该顶部密封伸入两者的通道中，运转时推力件的顶面与分配板的底面紧贴，推力件底部为盆子形容纳过滤组件，也可以装穿孔分配板。这里装设的中部密封也是管形密封，覆盖并封住位于喷丝板座和推力件盆子形边缘之间的环形空隙。

本发明的基础是以解决的方法为原则，包括设计喷丝板座里面可移动的推力件，此方法是在顶部，推力件与分配板紧贴面之间形成的环形空隙，在底部，推力件与喷丝板座或者穿孔分配板之间的环形空隙从里向外延伸，环形空隙的宽度（空隙宽度）在运转中可能变化，这些环形空隙每一处都要用管形密封，以便有压力的纺丝液使密封径向朝外压住环形空隙达到液体紧密密封。还必须考虑一些意外情况，即当活塞似的推力件在喷丝板座中轴向移动致使环形空隙增大或减小，纺丝液压力增加一段时间后又减小，引起推力件轴向来回移动，一般是上下移动，即使在这些情况下也不能发生泄漏。

特别优选设计的中部管形密封朝上侧与/或朝下侧的密封为L形断面（角密封）。更为优选设计的中部管形密封也是角密封。装在喷丝板上面，密封的顶部或角密封朝上侧延伸到推力件的盆子并插入推力件盆子里。

本发明的本质方面在于这样的事实，即顶部和中部管形密封的作用是由高压纺丝液径向朝外压力获得（例如50至80巴），因而压力是非常轻微扩展的，顶部和中部管形密封就是角密封朝上侧与/或朝下侧。除此之外的重要方面是不再需要薄膜密封，如果采用角密封，则只需二只密封代替以前的三只密封，因为角密封的朝上侧与/或朝下侧实现了薄膜密封的功效。另外还能引起的事实是过滤组件上面的空间可以考虑尺寸小些，其优点是纺丝液在此空间中停滞时间短些，已如前述。

至于其他，按本发明纺丝组件中的自封作用用与众所熟知的纺丝组件采用相同方法。也有这样的情况，即喷丝板套里面的推力件朝上稍微移动仅十分之几毫米直至推力件顶面与分配板底面紧贴为止，于是过滤组件上面压力增大。压力朝下作用，使过滤组件、分配板（穿孔板）或喷丝板都压向底部平面密封圈，如果这里采用角密封，应是径向朝内侧的角密封。

在本发明的一个实施例中，任选的穿孔分配板顶部不是盆子形而是平顶。这会导致过滤组件的过滤表面积增大，例如可增大约25%，因为在这种情况下，底部范围内过滤组件的外径符合喷丝板座的内径。

过滤组件安装可用传统方法按技术状况而定，如不同目数大小的筛网，过滤颗粒例如不同粒度的砂子、烧结材料制造的圆盘等。采用松散过滤颗粒时，穿孔分配板顶部适宜做成窄边，窄边的高度应符合盛装过滤颗粒床的高度。有关结构设计、高度、过滤介质的选用等，均取决于纺丝粘液的型式，可以是热塑性熔融聚合物如聚酯、聚酰胺等，溶液如聚丙烯腈在二甲基甲酰胺（DMF）中的溶液及其他。

密封材料特别是软铝已证实为最佳，但软铁及其他容易柔变的材料都适用。能适用的材料应能忍受纺丝液的长时间高温，例如熔融聚合物时在450℃以上。

推力件的中央通道可以是等直径，或等断面贯穿全长，但也可按流体方向增大减小直径或断面，即成为锥形状。特别是一只混合元件，优先选用所谓静态混合器要安装在这个推力件的通道中。

喷丝板座与分配板的连接采取通常办法，即螺丝连接或其他方法。熟知的螺丝连接本身采用多头螺纹已被证实特别有利，分配板底部的外圆周和喷丝板座顶部的内圆周都制成相互作用的螺纹。这样就有可能使喷丝板座仅转动180°或最多360°就能得到一个足够耐久的连接。在此情况重要的是螺纹的螺距要小到螺丝有自锁作用，使连接处不会自行脱开。另一方面也可装其他防止螺丝脱开的安全保障，例如固定扣销。

纺丝组件及其零件的外形和尺寸都不受任何限制，是与其特定的要求相匹配的。

按照本发明的纺丝组件还有一个优点，就是在任何时候自封的作用都是稳定可靠的，即使在一个反复的-预期的或意外的-压力完全消失或压力降低情况下都是可靠的。

下面按照附图将本发明作较详细说明，附图简单说明如下：

图1为喷丝板组件具体设备纵剖面图;

图2为推力件纵剖面图;

图3至图7为进一步具体化的喷丝板组件纵剖面图;

图8为双角密封纵剖面图。

各图中数字表示下列部件：

1    喷丝板座

2    喷丝板

3    过滤组件

4    推力件

5    推力件顶面

6    推力件盆子形部份

7    过滤组件上面空间

8    分配板

9    分配板底面

10    顶部密封

11    分配板;穿孔板

12    推力件中心通道

13    角密封

14    角密封轴向朝上侧与/或朝下侧密封;中部密封

15    径向朝里侧的角密封;底部密封

16    环形空隙

17    多头螺纹

18    喷丝孔

19    分配板通道

20    推力件盆子形边缘

21    安装孔

22    通道12放大图

在图1中将下述各部件组装，其排列、功能和作用方式已作详细说明。喷丝板座1，藉2头3头或4头螺纹17装在分配板8的底部，里面装有具有喷丝孔18的喷丝板2，分配板11设计成穿孔板，角密封13有轴向朝上的密封14和径向朝里的密封15，过滤组件3及过滤组件3上面的空间7，推力件4有一个中心通道12，推力件4的下部为盆子形部分6，用以容纳过滤组件3及穿孔分配板11，穿孔分配板11突出推力件盆子形部分6的边缘20，位于边缘20和喷丝板套1之间的这个地方为环形空隙16，在这个地方环形空隙16被角密封13的侧面14覆盖封住，推力件4的顶面5与分配板8的底面9紧贴，不留空隙，顶部密封圈10覆盖密封紧贴面5和9伸入推力件4的通道12和分配板8的通道19。顶部密封10的内径等于通道孔12和19的内径，以便在这种方式下纺丝液平稳供给不会射出。角密封13的侧面14封住过滤组件13上的空间7，对着推力件4和喷丝板套1的空隙，以便阻止纺丝液渗漏入空隙中。这种情况的习惯做法主要是简单可靠，与早先所述的价贵的薄膜密封有同样效果。角密封13的14侧单独细看为管形，15侧单独细看为平面型（平垫）。侧密封14是在压力下作径向密封的（径向分压力）。图1中穿孔分配板11位置可以换装喷丝板2，喷丝板座1内孔留有相应的突缘面，用以支撑喷丝板2。

按简单方法和经验，纺丝组件的一个合适的实施例也可以是角密封13用其他方式安装即用轴侧密封14轴向朝下。

图2表示推力件4的实施例，5、6、7、10、12及20部分已在图1中说明，在此不再重复。21为三个孔的一个，当过滤组件3装入后，这三个孔用于推力件4的固定安装，穿孔分配板可以用相应数量销子装在一个支承上。为此目的安装时先把推力件4倒置，推力件顶面5在底下。通道孔12在其顶端具有放大截面22，容纳密封10的底部。

图3与图1的不同之处，仅仅是中部管形密封14和底部平密封15都不是角密封的一部分。此图底部平密封15安置在靠住喷丝板2。其余部份都和图1说明相同。

图4至图7主要只说明推力件4的不同设计，没有穿孔分配板11和有穿孔分配板11以及密封14、15的安排。因此其余部份只标注与下面说明有关的号码。图5至图7顶部零件和过滤组件3省略，按图1至图3再继续说明下去是多余的。

图4中没有使用穿孔分配板11，过滤组件3直接搁在喷丝板2上面。中部管形密封14和底部平密封15仍旧形成一只角密封13，在该实施例中，角密封靠住喷丝板2。

图5的中部管形密封14安置在穿孔分配板11的上面，底部平密封则放在穿孔分配板11和喷丝板2之间。分配板11的顶部不是平面而是设计成盆子形-例如可容纳过滤的颗粒如砂子或类似物。中部管形密封14高出穿孔分配板11的盆子形部分进入推力件4里面且紧贴“盆子边缘”的内表面。可以清楚地看出环形空隙16是位于推力件4的盆子形底部边缘和穿孔分配板11的盆子形顶部边缘，凹口被中部管形密封14覆盖密封，即使推力件4往上移动例如环形空隙宽度增大一倍也能封住。

图6相应的说明主要如图5，但其中部管形密封14安排装在环形槽中，这个环形槽安放在推力件4的盆子形底部边缘和穿孔分配板11的盆子形顶部边缘。

图7相应的说明主要如图5，但其径向朝外的环形空隙16被中部管形密封14覆盖密封时，不是如前面图示那样水平走向，而是朝上倾斜的，朝下倾斜也一样，密封作用不会减少。

图8所示为双角密封的纵剖面，这样的中部管形密封14构成朝上朝下两侧的14a和14b。底部平密封15在这里也构成朝内侧的简单角密封。由简单的方法和经验可以设计纺丝组件适宜的实施例，其中此种双角密封能成功地得到应用。

Claims (4)

1、一种自封式纺丝组件，用于高压力下纺丝粘液纺长丝的纺丝机喷丝头，包括一只喷丝板座，里面装入一块喷丝板，一套过滤组件，一只活塞似的可以在喷丝板座里面轴向移动的推力件，该推力件有一中心通道，其顶面与分配板底面紧贴，分配板至少有一通道，位于推力件与分配板之间有一顶部密封，中部密封封住过滤组件与喷丝板座之间的空隙，还有一只底部平面密封圈在底部封住喷丝板座，其特征在于，顶部为管形密封，管内径相当于推力件中心通道和分配板通道的内径，管形密封伸入两者的通道中，推力件的顶面与分配板的底面紧贴，推力件底部为盆子形以容纳过滤组件，可以有穿孔分配板，中部同样是管形密封，覆盖封住位于喷丝板座和推力件盆子形边缘之间的环形空隙。

2、根据权利要求1中所述的纺丝组件，其特征在于，中部管形密封是一只朝上与/或朝下侧的密封，断面为L形（角密封）。

3、根据权利要求1或2中所述的纺丝组件，其特征在于，穿孔分配板的顶部为平面，装在喷丝板之上，过滤组件之下。

4、根据权利要求1-3中至少一项中所述的纺丝组件，其特征在于，在推力件通道中安装一只（静态）混合元件。

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