CN108166087B - 一种聚酯纤维纺丝系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纺丝技术领域，具体的说是一种聚酯纤维纺丝系统，包括进料模块、气压杆、纺丝模块、供热模块、余热循环模块和溶剂回收装置；气压杆用于配合进料模块工作；供热模块用于向纺丝模块中输送溶剂蒸气；余热循环模块设于纺丝模块的底部，余热循环单元用于对纤维丝进行降温；溶剂回收装置用于对纺丝模块中的溶剂进行回收并输送到加热装置中；供气箱用于向进料模块输送惰性气体；供气箱通过安装架固定安装在加热装置的上表面。本发明主要用于生产聚氨酯纤维，能够对纺丝原液进行混匀过滤，同时能够对溶剂蒸气进行热量回收利用；降低了能耗。

Description

一种聚酯纤维纺丝系统
技术领域
本发明属于干法纺丝设备技术领域，具体的说是一种聚酯纤维纺丝系统。
背景技术
聚氨酯主要是由二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚反应而成。它具有高弹性、耐磨性、耐低温性、耐溶剂性以及耐老化性等优良性能，因而广泛用于国民经济的各个领域。由于聚氨酯材料在N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中具有良好的溶解性，聚氨酯可以通过湿法纺丝的方法制备聚氨酯纤维，广泛的应用在皮革、沙发、鞋帽、汽车内饰、装饰、履带等领域。在聚氨酯纤维干法纺丝工艺中，纺丝原液是否均匀决定着纺丝的质量；同时，溶剂蒸气对聚氨酯纤维进行硬化处理后，溶剂蒸气中的热量也需要及时回收用于降低能耗。
现有技术中也出现了干法纺丝的的技术方案，如申请号为03156298.1的一项中国专利公开了干法纺丝热风循环装置，包括甬道、溶剂回收装置和换热器，所述甬道的上端与喷丝板之间设有换热器。该技术方案虽然能够实现溶剂回收和热量循环利用，但是该技术方案在热量循环利用时不能够对下端的丝线进行降温；同时，该技术方案不能对纺丝液进行均化，也不能够对溶剂蒸气进行均匀布道，使得该发明的使用受到限制。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种聚酯纤维纺丝系统，本发明主要用于生产聚氨酯纤维，能够对纺丝原液进行混匀过滤，同时，能够对溶剂蒸气进行热量回收利用，能够对丝线进行降温。本发明通过进料模块和纺丝模块相互配合实现了连续纺丝，本发明纺丝装置中的余热循环模块通过与溶剂回收装置配合实现了对余热的回收利用；降低了能耗。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种聚酯纤维纺丝系统，包括进料模块、气压杆、纺丝模块、供热模块、余热循环模块和溶剂回收装置；所述气压杆用于配合进料模块工作；气压杆带动进料模块向上运动时，工作人员便于将进料模块中的过滤网取出，以便于过滤网的清洗；所述供热模块用于向纺丝模块中输送溶剂蒸气；溶剂蒸气中含有保护气，高温的溶剂蒸气和保护气共同配合用于使纤维丝中的溶剂挥发，以达到硬化纤维丝的目的；所述余热循环模块设于纺丝模块的底部，余热循环单元用于对纤维丝进行降温；同时，余热循环单元将收集的热量用于对纺丝液进行初步加热；所述溶剂回收装置通过一号电磁阀与纺丝模块连接；溶剂回收装置用于对纺丝模块中的溶剂进行回收并输送到加热装置中；所述供气箱用于向进料模块输送惰性气体；所述供气箱中设有一号气压表，供气箱通过安装架固定安装在加热装置的上表面。工作时，进料模块通过与供气箱配合将纺丝液输送到纺丝模块中；纺丝模块通过与供热模块配合对纺丝液进行喷丝、假捻和卷丝；余热循环模块用于配合假捻装置对纤维丝冷却，纺丝模块中的余热通过余热循环模块用于对纺丝液进行初步加温；然后纺丝模块下端的溶剂通过溶剂回收装置来进行重新利用。
优选的，所述进料模块包括进料仓和过滤单元，过滤单元设于进料仓中，过滤单元用于对纺丝液进行过滤和搅拌；进料仓的左端通过二号电磁阀与供料管连接；进料仓的上端通过软管和三号电磁阀与供气箱连接；供气箱和三号电磁阀之间设有抽吸泵；当二号电磁阀打开时，一号进料口上的自动门闭合，通过打开打开三号电磁阀来使抽吸泵将供料管中的纺丝液输送至进料仓中；然后，二号电磁阀关闭、一号进料口上的自动门打开，抽吸泵通过将供气箱中的惰性气体输送到进料仓中，进料仓中的气压升高，纺丝液在气体压力的作用下输送到纺丝模块中。
优选的，所述过滤单元包括四层过滤网、滑动伸缩杆和弹性橡胶套；所述四层过滤网之间通过滑动伸缩杆连接，过滤网用于过纺丝液进行过滤；所述弹性橡胶套设于滑动伸缩杆的外层，弹性橡胶套通过与四层过滤网之间相互配合用于对纺丝液进行震荡，从而使纺丝液达到混匀的效果；所述四层过滤网中相邻两层过滤网之间的间距为十五到二十厘米，有利于提高过滤网对纺丝液的震动效果，从而达到混匀纺丝液的目的。
优选的，所述四层过滤网按从上往下的顺序孔径依次是220目、250目、300目、350目；四层过滤网的孔径从上往下依次减小用于对纺丝液进行分级过滤的作用；同时过滤网板对纺丝液能够起到分级震荡混匀的目的，进一步提高了纺丝液的混匀效果；工作结束后，工作人员手动将过滤网取出用于对过滤网清理和更换。
优选的,所述四层过滤网中的每层过滤网通过环形安装块固定安装在进料仓的内壁上；过滤网为双层过滤网，且所述过滤网包括一号过滤网和二号过滤网；所述一号过滤网、二号过滤网和安装块之间通过弹性橡胶密封布封闭，且一号过滤网位于二号过滤网的上方；所述一号过滤网的材料采用金属材料；所述二号过滤网的材料采用橡胶材料。一号过滤网为金属材料用于对一号过滤板上方的纺丝液进行过滤，二号过滤网的材料采用橡胶材料用于对一号过滤网和二号过滤网之间的纺丝液进行震荡，从而达到均化纺丝液的目的。
所述安装块的内侧表面设有滑槽，所述过滤网通过滑块来滑动安装在滑槽中；所述一号过滤网的截面形状为开口向下的弧形，所述二号过滤网为开口向上的弧形；一号过滤网的截面为开口向上的弧形能够起到增大过滤面积的作用，从而对一号过滤网上方的纺丝液起到加速过滤的作用；二号过滤网的截面形状为开口向下的弧形，二号过滤网在纺丝液的作用下发生弹性形变，从而能够对一号过滤网和二号过滤网之间的纺丝液进行震荡均化；一号过滤网通过和二号过滤网配合用于对纺丝液进行加速过滤和混合震荡的效果。
优选的，所述供热模块包括供热仓和双向螺纹隔板，供热仓用于将溶剂蒸气和惰性气体输送至密封仓中，用于对密封仓中的纤维丝进行烘干和硬化处理。所述供热仓的二号底板下表面设有贯穿二号底板的喷气孔；所述双向螺纹隔板与供热仓同轴安装在二号底板的上表面，双向螺纹板用于对溶剂蒸气和惰性气体起到导向作用；所述双向螺纹隔板的材料为钨钢和不锈钢中的一种，钨钢具有耐热耐腐蚀的优点，双向螺纹隔板采用钨钢能够使螺纹板表面不易氧化，从而不会污染限位丝，进一步提高了纺丝的品质；不锈钢耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质，双向螺纹板采用不锈钢作为材料能够起到防腐蚀的目的，同时，不锈钢具有造价低廉的特点。
优选的，所述纺丝模块包括密封仓、喷丝板、假捻装置和滚丝装置；所述密封仓包括一号上底板、一号侧板和一号下底板，一号上底板通过一号侧板固定安装在一号下底板的上表面，密封仓用于为纺丝创造密闭空间用于使溶剂蒸气和惰性气体对纤维丝进行烘干硬化；所述上底板设有贯穿至进料模块的一号进料口，一号进料口处设有自动门，自动门用于控制一号进料口的开合；所述喷丝板通过金属管与一号进料口固定连接；所述假捻装置设于下底板的上表面；所述滚丝装置用于配合假捻装置工作。
优选的，所述一号下底板为夹层结构，一号下底板的内部设有储液腔；所述一号下底板的下表面对称设有贯穿至储液腔的一号进液孔和二号进液孔；所述余热循环模块包括一号管、二号管、抽吸泵和加热盒；所述加热盒通过抽吸泵与一号管一端连接，一号管的另一端与一号进液孔连接；所述加热盒通过二号管与二号进液孔连接；所述加热盒用于对溶剂进行加热。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种聚酯纤维纺丝系统，本发明包括包括进料模块、纺丝模块、供热模块、余热循环模块等，进料模块通过与纺丝模块配合实现对纺丝液的喷丝处理；供热模块通过与纺丝模块配合实现对纺丝的硬化处理，余热循环模块通过与纺丝模块配合用于对硬化的丝线进行降温，同时对纺丝模块中的热量进行循环利用。
2.本发明所述的一种聚酯纤维纺丝系统，本发明所述进料模块中设有过滤单元，所述过滤单元通过与进料仓配合实现对纺丝原液的过滤和震荡均匀；所述过滤单元包括四层过滤网，每层多虑网均包括一号过滤网和二号过滤网、一号过滤网为金属网用于对一号过滤网上方的纺丝原液起到过滤的作用；二号过滤网为橡胶网用于对一号过滤网和二号过滤网之间的纺丝原液进行震荡混匀，四层过滤网之间通过弹性橡胶套连接用于使四层过滤网之间能够形成震荡，进一步提升了过滤单元对纺丝原液的过滤效率和均化效率。
3.本发明所述的一种聚酯纤维纺丝系统，本发明所述的供热模块包括供热仓和双向螺纹隔板，供热仓用于对溶剂蒸气和惰性气体输送至密封仓中；双向螺纹隔板用于对供热仓中的溶剂蒸气和惰性气体起到导向作用；供热仓通过和双向螺纹隔板配合实现了密封仓中溶剂蒸气和惰性气体的均匀性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明纺丝装置的剖视图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是图1中B-B剖视图；
图4是图1中C-C剖视图；
图中：进料模块1、气压杆2、纺丝模块3、供热模块4、余热循环模块5、溶剂回收装置6、加热装置45、供气箱15、过滤单元11、二号电磁阀12、供料管13、三号电磁阀14、一号进料口16、过滤网17、滑动伸缩杆18、弹性橡胶套19、供热仓41、双向螺纹隔板42、二号底板43、喷气孔44、密封仓31、喷丝板32、假捻装置33、滚丝装置34、一号下底板35、储液腔36、一号进液孔37、二号进液孔38、一号管51、二号管52、加热盒53、一号过滤网171、二号过滤网172、弹性橡胶密封布173。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种聚酯纤维纺丝系统，包括进料模块1、气压杆2、纺丝模块3、供热模块4、余热循环模块5和溶剂回收装置6；所述气压杆2用于配合进料模块1工作；气压杆2带动进料模块1向上运动时，工作人员便于将进料模块1中的过滤网17取出，以便于过滤网17的清洗；所述供热模块4用于向纺丝模块3中输送溶剂蒸气；溶剂蒸气中含有保护气，高温的溶剂蒸气和保护气共同配合用于使纤维丝中的溶剂挥发，以达到硬化纤维丝的目的；所述余热循环模块5设于纺丝模块3的底部，余热循环单元用于对纤维丝进行降温；同时，余热循环单元将收集的热量用于对纺丝液进行初步加热；所述溶剂回收装置6通过一号电磁阀与纺丝模块3连接；溶剂回收装置6用于对纺丝模块3中的溶剂进行回收并输送到加热装置45中；所述供气箱15用于向进料模块1输送惰性气体；所述供气箱15中设有一号气压表，供气箱15通过安装架固定安装在加热装置45的上表面。工作时，进料模块1通过与供气箱15配合将纺丝液输送到纺丝模块3中；纺丝模块3通过与供热模块4配合对纺丝液进行喷丝、假捻和卷丝；余热循环模块5用于配合假捻装置33对纤维丝冷却，纺丝模块3中的余热通过余热循环模块5用于对纺丝液进行初步加温；然后纺丝模块3下端的溶剂通过溶剂回收装置6来进行重新利用。
作为本发明的一种实施方式，所述进料模块1包括进料仓和过滤单元11，过滤单元11设于进料仓中，过滤单元11用于对纺丝液进行过滤和搅拌；进料仓的左端通过二号电磁阀12与供料管13连接；进料仓的上端通过软管和三号电磁阀14与供气箱15连接；供气箱15和三号电磁阀14之间设有抽吸泵；当二号电磁阀12打开时，一号进料口16上的自动门闭合，通过打开打开三号电磁阀14来使抽吸泵将供料管13中的纺丝液输送至进料仓中；然后，二号电磁阀12关闭、一号进料口16上的自动门打开，抽吸泵通过将供气箱15中的惰性气体输送到进料仓中，进料仓中的气压升高，纺丝液在气体压力的作用下输送到纺丝模块3中。
作为本发明的一种实施方式，所述过滤单元11包括四层过滤网17、滑动伸缩杆18和弹性橡胶套19；所述四层过滤网17之间通过滑动伸缩杆18连接，过滤网17用于过纺丝液进行过滤；所述弹性橡胶套19设于滑动伸缩杆18的外层，弹性橡胶套19通过与四层过滤网17之间相互配合用于对纺丝液进行震荡，从而使纺丝液达到混匀的效果；所述四层过滤网17中相邻两层过滤网17之间的间距为十五到二十厘米，有利于提高过滤网17对纺丝液的震动效果，从而达到混匀纺丝液的目的。
作为本发明的一种实施方式，所述四层过滤网17按从上往下的顺序孔径依次是220目、250目、300目、350目；四层过滤网17的孔径从上往下依次减小用于对纺丝液进行分级过滤的作用；同时过滤网17板对纺丝液能够起到分级震荡混匀的目的，进一步提高了纺丝液的混匀效果；工作结束后，工作人员手动将过滤网17取出用于对过滤网17清理和更换。
作为本发明的一种实施方式,所述四层过滤网17中的每层过滤网17通过环形安装块固定安装在进料仓的内壁上；过滤网17为双层过滤网，且所述过滤网17包括一号过滤网171和二号过滤网172；所述一号过滤网171、二号过滤网172和安装块之间通过弹性橡胶密封布173封闭，且一号过滤网171位于二号过滤网172的上方；所述一号过滤网171的材料采用金属材料；所述二号过滤网172的材料采用橡胶材料。一号过滤网171为金属材料用于对一号过滤板上方的纺丝液进行过滤，二号过滤网172的材料采用橡胶材料用于对一号过滤网171和二号过滤网172之间的纺丝液进行震荡，从而达到均化纺丝液的目的。
所述安装块的内侧表面设有滑槽，所述过滤网17通过滑块来滑动安装在滑槽中；所述一号过滤网171的截面形状为开口向下的弧形，所述二号过滤网172为开口向上的弧形；一号过滤网171的截面为开口向上的弧形能够起到增大过滤面积的作用，从而对一号过滤网上方的纺丝液起到加速过滤的作用；二号过滤网172的截面形状为开口向下的弧形，二号过滤网172在纺丝液的作用下发生弹性形变，从而能够对一号过滤网171和二号过滤网172之间的纺丝液进行震荡均化；一号过滤网171通过和二号过滤网172配合用于对纺丝液进行加速过滤和混合震荡的效果。
作为本发明的一种实施方式，所述供热模块4包括供热仓41和双向螺纹隔板42，供热仓41用于将溶剂蒸气和惰性气体输送至密封仓31中，用于对密封仓31中的纤维丝进行烘干和硬化处理。所述供热仓41的二号底板43下表面设有贯穿二号底板43的喷气孔44；所述双向螺纹隔板42与供热仓41同轴安装在二号底板43的上表面，双向螺纹板用于对溶剂蒸气和惰性气体起到导向作用；所述双向螺纹隔板42的材料为钨钢和不锈钢中的一种，钨钢具有耐热耐腐蚀的优点，双向螺纹隔板42采用钨钢能够使螺纹板表面不易氧化，从而不会污染限位丝，进一步提高了纺丝的品质；不锈钢耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质，双向螺纹板采用不锈钢作为材料能够起到防腐蚀的目的，同时，不锈钢具有造价低廉的特点。
作为本发明的一种实施方式，所述纺丝模块3包括密封仓31、喷丝板32、假捻装置33和滚丝装置34；所述密封仓31包括一号上底板、一号侧板和一号下底板35，一号上底板通过一号侧板固定安装在一号下底板35的上表面，密封仓31用于为纺丝创造密闭空间用于使溶剂蒸气和惰性气体对纤维丝进行烘干硬化；所述上底板设有贯穿至进料模块1的一号进料口16，一号进料口16处设有自动门，自动门用于控制一号进料口16的开合；所述喷丝板32通过金属管与一号进料口16固定连接；所述假捻装置33设于下底板的上表面；所述滚丝装置34用于配合假捻装置33工作。
作为本发明的一种实施方式，所述一号下底板35为夹层结构，一号下底板35的内部设有储液腔36；所述一号下底板35的下表面对称设有贯穿至储液腔36的一号进液孔37和二号进液孔38；所述余热循环模块5包括一号管51、二号管52、抽吸泵和加热盒53；所述加热盒53通过抽吸泵与一号管51一端连接，一号管51的另一端与一号进液孔37连接；所述加热盒53通过二号管52与二号进液孔38连接；所述加热盒53用于对溶剂进行加热。
工作时，控制器通过关闭一号进料口16上的自动门、打开二号电磁阀12和三号电磁阀14，抽吸泵对进料仓进行抽负压，供料管13中的纺丝液被抽吸到进料仓中；然后控制器通过关闭二号电磁阀12、打开三号电磁阀14和一号进料口16上的自动门；抽吸泵将供气箱15中的惰性气体输送至进料仓中，进料仓中的纺丝液通过一号进料口16流到喷丝板32中，同时四层过滤网17对进料仓中的纺丝液进行过滤和混匀；溶剂通过三号管流到加热装置45中，加热装置45对溶剂进行气化，气化后的溶剂蒸气和惰性气体通过管道输送至供热仓41中，供热仓41通过与双向螺旋隔板配合将溶剂蒸气和惰性气体输送至密封仓31中；喷丝板32通过与假捻装置33配合来对纤维丝进行假捻；溶剂蒸气和惰性气体用于对纤维丝进行烘干硬化，然后滚丝装置34对纺丝进行卷丝处理。
抽吸泵通过一号管51将加热盒53夹层中的水输送至储液腔36中，储液腔36用于配合假捻装置33对下端的丝线进行冷却，同时储液箱中的水温升高，储液箱中的水通过二号管52输送至加热盒53的夹层中用于对溶剂进行初步加热。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：包括进料模块(1)、气压杆(2)、纺丝模块(3)、供热模块(4)、余热循环模块(5)和溶剂回收装置(6)；所述进料模块(1)包括进料仓和过滤单元(11)，过滤单元(11)设于进料仓中，过滤单元(11)用于对纺丝液进行过滤和搅拌；进料仓的左端通过二号电磁阀(12)与供料管(13)连接；进料仓的上端通过软管和三号电磁阀(14)与供气箱(15)连接；所述气压杆(2)用于配合进料模块(1)工作；所述供热模块(4)用于向纺丝模块(3)中输送溶剂蒸气；所述余热循环模块(5)设于纺丝模块(3)的底部；所述溶剂回收装置(6)通过一号电磁阀与纺丝模块(3)连接；所述供气箱(15)用于向进料模块(1)输送惰性气体；所述供气箱(15)中设有一号气压表，供气箱(15)通过安装架固定安装在加热装置(45)的上表面；其中，
所述纺丝模块(3)包括密封仓(31)、喷丝板(32)、假捻装置(33)和滚丝装置(34)；所述密封仓(31)包括一号上底板、一号侧板和一号下底板(35)，一号上底板通过一号侧板固定安装在一号下底板(35)的上表面；所述上底板设有贯穿至进料模块(1)的一号进料口(16)；所述喷丝板(32)通过金属管与一号进料口(16)固定连接；所述假捻装置(33)设于下底板的上表面；所述滚丝装置(34)用于配合假捻装置(33)工作。
2.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：所述过滤单元(11)包括四层过滤网(17)、滑动伸缩杆(18)和弹性橡胶套(19)；所述四层过滤网(17)之间通过滑动伸缩杆(18)连接；所述弹性橡胶套(19)设于滑动伸缩杆(18)的外层。
3.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：所述供热模块(4)包括供热仓(41)和双向螺纹隔板(42)；所述供热仓(41)的二号底板(43)下表面设有贯穿二号底板(43)的喷气孔(44)；所述双向螺纹隔板(42)与供热仓(41)同轴安装在二号底板(43)的上表面。
4.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：所述一号下底板(35)为夹层结构，一号下底板(35)的内部设有储液腔(36)；所述一号下底板(35)的下表面对称设有贯穿至储液腔(36)的一号进液孔(37)和二号进液孔(38)；所述余热循环模块(5)包括一号管(51)、二号管(52)、抽吸泵和加热盒(53)；所述加热盒(53)通过抽吸泵与一号管(51)一端连接，一号管(51)的另一端与一号进液孔(37)连接；所述加热盒(53)通过二号管(52)与二号进液孔(38)连接；所述加热盒(53)用于对溶剂进行加热。
5.根据权利要求3所述的一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：所述双向螺纹隔板(42)的材料为钨钢和不锈钢中的一种。
6.根据权利要求2所述的一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：所述四层过滤网(17)按从上往下的顺序孔径依次是220目、250目、300目、350目；所述四层过滤网(17)中相邻两层过滤网(17)之间的间距为十五到二十厘米。
7.根据权利要求2所述的一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：所述四层过滤网(17)中的每层过滤网(17)通过环形安装块固定安装在进料仓的内壁上；过滤网(17)为双层过滤网，且所述过滤网(17)包括一号过滤网(171)和二号过滤网(172)；所述一号过滤网(171)、二号过滤网(172)和安装块之间通过弹性橡胶密封布(173)封闭，且一号过滤网(171)位于二号过滤网(172)的上方；所述一号过滤网(171)的材料采用金属材料；所述二号过滤网(172)的材料采用橡胶材料。
8.根据权利要求7所述的一种聚酯纤维纺丝系统，其特征在于：所述安装块的内侧表面设有滑槽，所述过滤网(17)通过滑块来滑动安装在滑槽中；所述一号过滤网(171)的截面形状为开口向下的弧形，所述二号过滤网(172)为开口向上的弧形。
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