CN108642579A - 一种纺丝上油装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于纺丝领域，公开了一种纺丝上油装置及控制方法，纺丝上油装置包括本体，所述的本体具有空腔，空腔内充有油雾，纺丝的纤维通过空腔时，空腔内的油雾对经过的纤维进行上油。所述的空腔分隔成充有油雾的油雾集中区和供纤维通过的纤维上油区，所述的油雾集中区与纤维上油区相连通，油雾集中区内的油雾进入到纤维上油区，对通过纤维上油区的纤维进行上油。本发明提供了全新的纺丝上油理念，通过非接触式油雾上油的方式，有效减少一束丝中单根丝上油时间上油量的差异，改善纺丝过程中的纺程张力，提高纤维品质。

Description

一种纺丝上油装置及控制方法

技术领域

本发明涉及纺丝制造领域，涉及一种纺丝上油装置及控制方法。

背景技术

熔融纺丝过程，是将成纤高聚物经过熔融制成纺丝熔体，然后进计量泵计量后，通过纺丝组件的喷丝板密布的喷丝孔细化形成化学纤维。

化学纤维的制备流程如下，成纤高聚物经过熔融制成均匀的纺丝熔体，然后经计量泵定量计量后输入到纺丝组件，在纺丝组件中经过滤和分配，然后从喷丝板的小孔中流出形成纤维细流，纤维细流经拉伸细化、凝固后形成纤维，纤维丝束经过上油、牵伸、卷绕等工序后形成纤维产品。

在纺丝中，上油工序是为了避免纺丝中的静电、赋予纤维丝束良好集束性、平滑性及抗静电性，减少毛丝和断头产生，提高的可纺性能及后加工性能，是纤维制备的必不可少的关键环节。传统的纺丝上油分为油嘴式、油唇式和油轮式三种方式。

专利CN201386151中描述了一种连续式油唇上油装置，通过设置多层结构的狭缝，采用中心给油，360°接触丝束上油的方式，改进上油的均匀性；但专利仍属于接触式上油，上油时丝束接触油唇完成上油，且丝条接触油唇一面油剂较多，不接触的面是靠油剂浸润的方式扩散完成上油，这一过程仍属于接触式上油，丝束的张力仍然会收上油接触过程的影响，且丝束呈圆环形分布于上油器的圆周，丝条之间容易干扰，从而降低纤维的品质。

专利CN204491058U公开了一种双油轮上油的装置，该装置通过两个油轮相对错位布置的方式，丝束从上至下分别经过两个油轮，完成丝束的上油，这种设计使得丝束可以两面得到上油。

专利CN201857449U公开了一种双油嘴的设计，通过增加对装的油嘴，使纤维丝束的两面都可以上油，从而提高丝束上油的均匀性。但无论是对装油轮还是油嘴，上油时纤维的两面都不可能同时上油，丝束或丝的两面存在上油的时间差，这会造成丝条件两面的受热差异，纤维内部大分子结构有微细的差别，另外这种接触式上油会造成丝束纺程张力的波动，增加接触点，反而使这种波动增加，由于纤维在纺程上处于成型敏感期，其与上油部件的接触不可避免存在摩擦力，而干扰纤维的成型稳定性，再加上工业化的纤维生产均为几十甚至上千根丝条组成一束，这就在接触上油时造成有的丝条直接接触油剂，而有的丝条只能靠油剂的渗透、浸润进行上油，不可避免造成丝束在成型的关键时期经历的过程产生差异，从而使得同一丝束的丝条间产生纺程张力、内部结构等差异，最终影响纤维的品质；特别是对于均匀性要求较高的高性能纤维、异形纤维等，这一差异性带来影响更大，严重者可造成无法正常生产，限制了高性能纤维制造。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种纺丝上油装置，本申请通过非接触式油雾上油的方式，有效减少一束丝中单根丝上油时间上油量的差异，改善纺丝过程中的纺程张力，提高纤维品质。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明的第一目的是提供一种纺丝上油装置，包括本体，所述的本体具有空腔，空腔内充有油雾，纺丝的纤维通过空腔时，空腔内的油雾对经过的纤维进行上油。

进一步的方案，所述的空腔分隔成充有油雾的油雾集中区和供纤维通过的纤维上油区，所述的油雾集中区与纤维上油区相连通，油雾集中区内的油雾进入到纤维上油区，对通过纤维上油区的纤维进行上油。

进一步的方案，所述的空腔为环形中空腔室，环形中空腔室内部形成油雾集中区，环形中空腔室的内周外壁之间形成纤维上油区；

优选的，所述的环形中空腔室的内周壁上分布有用于油雾溢出的溢出孔；

优选的，所述溢出孔的孔径顺着纤维通过的方向逐渐增大；

优选的，所述溢出孔呈圆环型层状排列分布。

进一步的方案，纤维由环形中空腔室的一端进入纤维上油区，由另一端导出；所述的纤维上油区的直径由纤维进入一侧向纤维导出一侧逐渐增大，

优选的，纤维上油区占纺丝上油装置总体积的30-70％，

优选的，纤维上油区占纺丝上油装置总体积的40-60％。

进一步的方案，所述的环形中空腔室的径向截面的面积由纤维进入一侧向纤维导出一侧逐渐减小；

优选的，多个溢出孔设置在径向截面的面积较小一侧的环形中空腔室的内周侧壁上。

进一步的方案，所述的环形中空腔室中设置有油雾发生器，油雾发生器将油剂转变为油雾，喷射至油雾集中区内；

优选的，所述的油雾发生器设置在径向截面的面积较大一侧的环形中空腔室的内壁上；

更优选的，所述的油雾发生器包括多个，并以环形中空腔室的中心轴为中心，对称分布。

进一步的方案，还包括油雾回收装置，所述的油雾回收装置包括抽吸装置，所述的抽吸装置设置在环形中空腔室的底部，将环形中空腔室内和/或纤维上油区中多余的油雾吸出；

优选的，抽吸装置包括设置在环形中空腔室底部的环形的抽吸腔室，抽吸腔室与油雾集中区和/或纤维上油区相连通；

更优选的，所述的环形的抽吸腔室具有环形的向上的开口，开口的外周边缘位于环形中空腔室的底部，开口的内周边缘位于纤维上油区的底部。

进一步的方案，所述的油雾回收装置还包括用于液态油剂回流的回油孔，所述的回油孔设置在环形中空腔室的底部，油雾集中区内多余的液体油剂通过回油孔和/或抽吸装置回收；

优选的，所述的回油孔包括多个，且以环形中空腔室的中心对称分布。

进一步的方案，所述的本体包括可打开/合并的第一上油部件和第二上油部件，第一上油部件和第二上油部件分别具有独立的半环形的中空腔室，且两者配合设置；

纤维通过纺丝上油装置时，第一上油部件和第二上油部件打开，两者之间形成供纤维通过上油的纤维上油区；纤维通过后，第一上油部件和第二上油部件合并，形成环形结构。

本发明的第二目的是提供一种如上所述的纺丝上油装置的控制方法，纺丝过程中，油雾集中区中的油雾达到一定浓度时，溢出到纤维上油区；随着纤维的高速通过油雾，纤维完成纺丝上油；

优选的，纺丝油剂通过油雾发生器被雾化，然后在油雾集中区储存集中，当达到一定浓度时通过溢出孔溢出到纤维上油区，纤维完成上油；剩余油雾及在纤维上油区凝结的液体被油雾抽吸装置收集，进行回用。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的纺丝上油装置可将纺丝油剂雾化，并且浓度、范围可控的输出形成油剂雾化区，在纤维丝束经过此区域时完成纤维丝束上油，形成一种非接触式上油，替代常规的油嘴、油轮上油纺丝，克服了采用现有技术中纺丝上油均匀性及纺丝张力波动的问题。所有的纤维丝束均通过油雾上油，不与油剂直接接触，因此保证了丝束中单根丝条上油的均匀性，以及丝束纺程张力的均匀性，进而进一步提高纤维的性能。

2、本发明的纺丝上油装置还设置有油雾回收装置，能够将油雾集中区和纤维上油区中多余的油雾进行回收利用，节约成本，有利于多次使用。

3、采用本发明的纺丝上油装置的进行高性能纤维开发，纤维的纤度不匀率同条件可提高10％，纤维断裂强度可提高2％，断裂强度不匀率提高20％。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明的纺丝上油装置的剖面结构示意图。

图2是本发明的纺丝上油装置的仰视图；

图中：1本体，2油雾集中区，3纤维上油区，4第一上油部件，5第二上油部件，6环形中空腔室，7溢出孔，8油雾发生器，9抽吸装置，10抽吸腔室，11开口，12回油孔。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种纺丝上油装置，包括本体，所述的本体具有空腔，空腔内充有油雾，纺丝的纤维丝束通过空腔时，空腔内的油雾对经过的纤维进行上油。

本实施例中的纺丝上油装置安装在测吹风或环吹风下方、纺丝甬道上方。纺丝油剂雾化后，油雾浓度、范围可控的输出至空腔内，在丝束经过此区域时完成丝束上油，形成一种非接触式上油，替代常规的油嘴、油轮上油纺丝，克服了采用现有技术中纺丝上油均匀性及纺丝张力波动的问题。如此，所有的纤维丝束均通过油雾均匀上油，而不与油剂直接接触，保证了丝束中单根丝条上油的均匀性，及丝束纺程张力的均匀性，可以提高纤维的性能。

本实施例的纺丝上油装置的具体设置方式可以包括多种，能够实现利用油雾对经过的纤维丝束进行上油即可。

纺丝上油装置的本体具有的空腔可以包括一个，其内充满油雾，在纤维丝束通过时，油雾对其进行均匀上油；本体的空腔也可以包括多个，其中，纤维丝束可以通过多个空腔上油，或者，多个空腔起到不同的作用，部分空腔内产生油雾，供油雾储存集中；部分空腔内供纤维通过，油雾被输送至纤维通过的空腔，对纤维进行均匀上油。

实施例二

如图1和图2所示，本实施例为实施例一的进一步的限定，本实施例的纺丝上油装置包括本体，本体具有空腔，所述的空腔至少分隔成充有油雾的油雾集中区和供纤维通过的纤维上油区，所述的油雾集中区与纤维上油区相连通，油雾集中区内的油雾进入到纤维上油区，对通过纤维上油区的纤维进行上油。

本实施例的空腔被分隔成油雾集中区和纤维上油区，油雾集中区内集中储存油雾，纤维上油区供纤维通过，分隔方式可以有多种，例如，油雾集中区至少位于纤维上油区的两侧，或者，油雾集中区可以位于纤维上油区的四周，环绕纤维上油区设置。如此，油雾集中区内的油雾能够经多个方向进入到纤维上油区，能够从多方位、多角度对纤维丝束中的每一根丝条进行上油，能够达到更均匀的效果，可以提高纤维的性能。

进一步的方案，所述的空腔为环形中空腔室，环形中空腔室内部形成油雾集中区，环形中空腔室的内周外壁之间形成纤维上油区。

本方案中，本体的空腔为环形的中空腔室，且具有一定的高度。环形中空腔室内部为油雾集中区，环形中空腔室的内周外壁之间为空心结构，也就形成纤维上油区，纤维通过时对纤维进行上油。如此，油雾集中区环绕在纤维上油区周围，油雾能够从纤维上油区的周向的各个方向进入，对经过的丝束上油，达到上油更均匀的效果。

为了实现油雾集中区与纤维上油区之间的连通，作为优选的方案，所述的环形中空腔室的内周壁上分布有用于油雾溢出的溢出孔。也就是说，这些溢出孔分布在纤维上油区的侧面上。如此，油雾集中区的油雾在其浓度达到一定程度时，能够通过溢出孔从各个侧面进入到纤维上油区内，对纤维进行均匀上油。

优选的方案，所述溢出孔包括多个，溢出孔的孔径顺着纤维通过的方向逐渐增大。如图1所示，当纤维上油装置如图所示的方位进行安装时，溢出孔的孔径从下向上呈增大趋势，也就是随着纤维丝束分散程度的增大，溢到纤维上油区内的油雾越来越多，能够更好的附着到分散的每一根丝条上，优选的方案，溢出孔孔径在0.3-2mm。

优选的方案，所述溢出孔呈圆环型层状排列分布。如图1所示，当纤维上油装置如图所示的方位进行安装时，溢出孔从下向上呈圆环型层状排列，使进入的油雾更加均匀、分散、容易控制，从而有效的控制纤维上油的均匀度。

进一步的方案，纤维由环形中空腔室的一端进入纤维上油区，由另一端导出；所述的纤维上油区的直径由纤维进入一侧向纤维导出一侧逐渐增大。

如图1所示，当纤维上油装置如图所示的方位进行安装时，纤维上油区呈上大下小的倒锥形。随着丝束的进入，有利于丝束的均匀分散，也有利于油雾均匀地对每一条丝条进行上油。优选的，纺丝上油装置中心的纤维上油区的倒锥形底部截面直径在2-50mm，优选直径为5-20mm；顶面直径在20-500mm之间，优选直径在30-300mm之间。

优选的方案，纤维上油区占纺丝上油装置总体积的30-70％，能够保证丝束中单根丝条上油的均匀性，以及丝束纺程张力的均匀性。

更优选的方案，纤维上油区占纺丝上油装置总体积的40-60％。

进一步的，为了增强油雾的溢出效果，所述的环形中空腔室的径向截面的面积由纤维进入一侧向纤维导出一侧逐渐减小。

如图1所示，当纤维上油装置如图所示的方位进行安装时，环形中空腔室的截面呈下面宽上面窄的样式，油雾集中在环形中空腔室上部时更容易溢出。

为了便于油雾的溢出，优选的，多个溢出孔设置在径向截面的面积较小一侧的环形中空腔室的内周侧壁上。如图1所示，多个溢出孔设置在环形中空腔室上部的内周侧壁上，也就是设置在纤维上油区较大一端的侧面。

环形中空腔室的内周侧壁可以为油雾溢出多孔板，与环形中空腔室的其它侧壁密封连接或者一体成型设置，油雾溢出多孔板可以设置为环形或者半环形或者其它有利于均匀上油的的结构。如此即实现了两个功能区域的分隔，又能够实现油雾的溢出。

进一步的方案，所述的环形中空腔室中设置有油雾发生器，油雾发生器将油剂转变为油雾，喷射至油雾集中区内。油雾发生器实现油剂的雾化，因此可以通过启用油雾发生器的数量来调整油雾的浓度，以及调整纤维丝束的上油量。油雾发生器的数量可以根据需要设置，优选的，油雾发生器的数量在2-20个之间，优选4-15个。

优选的方案，所述的油雾发生器设置在径向截面的面积较大一侧的环形中空腔室的内壁上，也就是设置在靠近纤维进口一侧。如图1所示，油雾发生器置于油雾集中区的底部，包括多个，并以环形中空腔室的中心轴为中心，对称分布，从而达到喷射油雾均匀的效果，油雾集中区内的油雾也更加均匀。

进一步的，当纤维丝束通过后，剩余的油雾仍会留存在油雾集中区和纤维上油区，或者凝成液滴流下。为了实现残留油雾的回收利用，本实施例的纺丝上油装置还包括油雾回收装置，所述的油雾回收装置包括抽吸装置，所述的抽吸装置设置在环形中空腔室的底部，将环形中空腔室内和/或纤维上油区中多余的油雾吸出。

优选的方案，抽吸装置包括设置在环形中空腔室底部的环形的抽吸腔室，抽吸腔室与油雾集中区和/或纤维上油区相连通；

抽吸腔室配合环形中空腔室的形状，设置成环形，且与油雾集中区的最底面相接，与油雾集中区和/或纤维上油区相连通。如此能够增大抽吸面积，提高抽吸回收的效率，将油雾集中区和/或纤维上油区的油雾和油滴都回收，避免堵塞溢出孔，有利于延长装置的使用寿命。

更优选的，所述的环形的抽吸腔室具有环形的向上的开口，开口的外周边缘位于环形中空腔室的底部，开口的内周边缘位于纤维上油区的底部。

抽吸腔室的向上的开口与油雾集中区连通，抽吸腔室的内侧壁位于环形中空腔室内侧壁的内侧，且两者之间留有缝隙，也就使抽吸腔室既与油雾集中区连通，又与纤维上油区连通，能够同时抽吸回收这两个区域内的油雾。优选的，缝隙高度为1-5mm，优选1-3mm；

进一步的方案，所述的油雾回收装置还包括用于液态油剂回流的回油孔，所述的回油孔设置在环形中空腔室的底部，油雾集中区内多余的液体油剂通过回油孔和/或抽吸装置回收；

优选的，所述的回油孔包括多个，且以环形中空腔室的中心对称分布。

进一步的方案，所述的本体包括可打开/合并的半环形的第一上油部件和第二上油部件，第一上油部件和第二上油部件分别具有独立的半环形的中空腔室，且两者配合设置；

纤维通过纺丝上油装置时，第一上油部件和第二上油部件打开，两者之间形成供纤维通过上油的纤维上油区；纤维通过后，第一上油部件和第二上油部件合并，形成环形结构。

另外，本实施例还提供上述的纺丝上油装置的控制方法，步骤如下：

纺丝过程中，油雾集中区中的油雾达到一定浓度时，溢出到纤维上油区；随着纤维的高速通过油雾，纤维完成纺丝上油。

具体的：

纺丝过程中，纺丝油剂通过油雾发生器被雾化，然后在油雾集中区储存集中，当达到一定浓度时通过溢出孔溢出到纤维上油区，随着纤维的高速通过油雾，纤维完成纺丝上油；纤维通过油雾区域完成上油后，油雾集中区内的剩余油雾及在纤维上油区域凝结的液体被油雾抽吸系统收集，进入抽吸腔室或者回油孔，进行回用。

采用本实施例的上油装置进行高性能纤维开发，纤维的纤度不匀率同条件可提高10％，纤维断裂强度可提高2％，断裂强度不匀率提高20％。

实施例三

本实施例为实施例一的进一步的限定，本实施例与实施例二的区别在于，本实施例的第一上油部件和第二上油部件一体化设置，不可相对活动，内部共同形成环形中空腔室，环形中空腔室的径向截面积由下向上逐渐增大。环形中空腔室中心的空心部分形成纤维上油区，纤维经过时，油雾对纤维进行上油。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种纺丝上油装置，其特征在于，包括本体，所述的本体具有空腔，空腔内充有油雾，纺丝的纤维通过空腔时，空腔内的油雾对经过的纤维进行上油。

2.根据权利要求1所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，所述的空腔至少分隔成充有油雾的油雾集中区和供纤维通过的纤维上油区，所述的油雾集中区与纤维上油区相连通，油雾集中区内的油雾进入到纤维上油区，对通过纤维上油区的纤维进行上油。

3.根据权利要求2所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，所述的空腔为环形中空腔室，环形中空腔室内部形成油雾集中区，环形中空腔室的内周外壁之间形成纤维上油区；

优选的，所述的环形中空腔室的内周壁上分布有用于油雾溢出的溢出孔；

优选的，所述溢出孔的孔径顺着纤维通过的方向逐渐增大；

优选的，所述溢出孔呈圆环型层状排列分布。

4.根据权利要求3所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，纤维由环形中空腔室的一端进入纤维上油区，由另一端导出；所述的纤维上油区的直径由纤维进入一侧向纤维导出一侧逐渐增大，

优选的，纤维上油区占纺丝上油装置总体积的30-70％，

优选的，纤维上油区占纺丝上油装置总体积的40-60％。

5.根据权利要求3或4所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，所述的环形中空腔室的径向截面的面积由纤维进入一侧向纤维导出一侧逐渐减小；

优选的，多个溢出孔设置在径向截面的面积较小一侧的环形中空腔室的内周侧壁上。

6.根据权利要求3-5任一所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，所述的环形中空腔室中设置有油雾发生器，油雾发生器将油剂转变为油雾，喷射至油雾集中区内；

优选的，所述的油雾发生器设置在径向截面的面积较大一侧的环形中空腔室的内壁上；

更优选的，所述的油雾发生器包括多个，并以环形中空腔室的中心轴为中心，对称分布。

7.根据权利要求3-6任一所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，还包括油雾回收装置，所述的油雾回收装置包括抽吸装置，所述的抽吸装置设置在环形中空腔室的底部，将环形中空腔室内和/或纤维上油区中多余的油雾吸出；

优选的，抽吸装置包括设置在环形中空腔室底部的环形的抽吸腔室，抽吸腔室与油雾集中区和/或纤维上油区相连通；

更优选的，所述的环形的抽吸腔室具有环形的向上的开口，开口的外周边缘位于环形中空腔室的底部，开口的内周边缘位于纤维上油区的底部。

8.根据权利要求7所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，所述的油雾回收装置还包括用于液态油剂回流的回油孔，所述的回油孔设置在环形中空腔室的底部，油雾集中区内多余的液体油剂通过回油孔和/或抽吸装置回收；

优选的，所述的回油孔包括多个，且以环形中空腔室的中心对称分布。

9.根据权利要求3-8任一所述的一种纺丝上油装置，其特征在于，所述的本体包括可打开/合并的第一上油部件和第二上油部件，第一上油部件和第二上油部件分别具有独立的半环形的中空腔室，且两者配合设置；

纤维通过纺丝上油装置时，第一上油部件和第二上油部件打开，两者之间形成供纤维通过上油的纤维上油区；纤维通过后，第一上油部件和第二上油部件合并，形成环形结构。

10.一种如权利要求2-9任一所述的纺丝上油装置的控制方法，其特征在于，纺丝过程中，油雾集中区中的油雾达到一定浓度时，溢出到纤维上油区；随着纤维的高速通过油雾，纤维完成纺丝上油；

优选的，纺丝油剂通过油雾发生器被雾化，然后在油雾集中区储存集中，当达到一定浓度时通过溢出孔溢出到纤维上油区，纤维完成上油；剩余油雾及在纤维上油区凝结的液体被油雾抽吸装置收集，进行回用。