CN109480324A - 一种膨化装置及膨化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种膨化装置及膨化方法，其中，膨化装置，包括壳体以及设置在壳体内的丝道，丝道包括依次连通的进丝段、走丝段、膨胀段以及出丝段，进丝段远离走丝段的一端形成丝道进口，出丝段远离膨胀段的一端形成丝道出口，走丝段与膨胀段的连接处的两侧具有与丝道连通的第一进气道和第二进气道，其特征在于，走丝段的直径为1.3mm至1.5mm，走丝段的长度为20mm至22mm。本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中的膨化器在以瓶片作为原料时产品膨化度低的问题。

Description

一种膨化装置及膨化方法

技术领域

本发明涉及化学纤维制造技术领域，具体而言，涉及一种膨化装置及膨化方法。

背景技术

目前，国内外利用石油切片生产膨化丝技术稳定，不论使用现有的国产或进口原装膨化器，都能正常生产，并且产品的指标稳定。然而，生产再生纤维膨化丝时使用的原料为聚酯瓶片。由于瓶片的熔点和软化点比切片低40℃，如果膨化温度仍然使用切片的膨化温度200℃，丝条在进入膨化器时已经软化或熔化，这就容易堵塞膨化器、产生僵丝、纱线强度大幅下降、后加捻和织造断纱、影响后道工序生产效率、织物不平整等问题。因此，为了避免上述问题的发生，必须要降低膨化温度，但是这种补偿降温会导致再生纤维膨化丝的热卷曲伸长率（即膨化度）较低，产品质量差，档次低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种膨化装置及膨化方法，以解决现有技术中的膨化器在以瓶片作为原料时产品膨化度低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种膨化装置，包括壳体以及设置在壳体内的丝道，丝道包括依次连通的进丝段、走丝段、膨胀段以及出丝段，进丝段远离走丝段的一端形成丝道进口，出丝段远离膨胀段的一端形成丝道出口，走丝段与膨胀段的连接处的两侧具有与丝道连通的第一进气道和第二进气道，其特征在于，走丝段的直径为1.3mm至1.5mm，走丝段的长度为20mm至22mm。

进一步地，第一进气道和第二进气道均倾斜设置，第一进气道的进气端高于第一进气道的出气端，第二进气道的进气端高于第二进气道的出气端，第一进气道与第二进气道之间的夹角为47°至49°。

进一步地，第一进气道的出气端低于第二进气道的出气端。

进一步地，走丝段的直径由进丝段至膨胀段的方向逐渐增大。

进一步地，膨胀段的直径大于走丝段的直径。

进一步地，进丝段的长度与丝道进口的直径的比值为12至15。

进一步地，出丝段的长度与丝道出口的直径的比值为8至12。

进一步地，进丝段的直径由丝道进口至走丝段的方向逐渐减小。

进一步地，出丝段的直径由膨胀段至丝道出口的方向逐渐增大。

根据本发明的另一方面，提供了一种膨化方法，膨化方法采用上述的膨化装置，包括以下步骤：

步骤S1：丝条以恒定的0.1CN/dtex的张力从膨化装置的丝道进口进入进丝段；

步骤S2：在第一进气道和第二进气道通入的气流的作用下，丝条在走丝段中移动，同时，第一进气道和第二进气道通入的气流将丝条加热到170℃至190℃；

步骤S3：第一进气道的出气端低于第二进气道的出气端以使二者通入的气流产生旋转力，从而使丝条均匀地变形；

步骤S3：变形后的丝条填满膨胀段。

应用本发明的技术方案，减小丝道的走丝段的直径，并增加该走丝段的长度。具体地，将走丝段的直径由现有的1.70mm减小到1.3mm~1.5mm，走丝段的长度由现有的11mm增加到20mm~22mm。在较低的膨化温度下，上述丝道的走丝段的尺寸设计能够减少进丝时被带入膨化装置中的外界冷空气，从而保证丝条在膨化装置中的温度不降低，促进丝条的卷曲变形，保证了产品的膨化度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的膨化装置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；20、丝道；21、进丝段；211、丝道进口；22、走丝段；23、膨胀段；24、出丝段；241、丝道出口；30、第一进气道；40、第二进气道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本实施例的膨化装置用于生产以瓶片作为原料的再生纤维膨化丝。上述膨化装置包括壳体10以及设置在壳体10内的丝道20。丝道20包括由上至下依次连通的进丝段21、走丝段22、膨胀段23以及出丝段24。进丝段21远离走丝段22的一端形成丝道进口211，出丝段24远离膨胀段23的一端形成丝道出口241。走丝段22与膨胀段23的连接处的两侧具有与丝道20连通的第一进气道30和第二进气道40。走丝段22的直径为1.3mm至1.5mm，走丝段22的长度为20mm至22mm。

应用本实施例的膨化装置，减小丝道20的走丝段22的直径，并增加该走丝段22的长度。具体地，将走丝段22的直径由现有的1.70mm减小到1.3mm~1.5mm，走丝段22的长度由现有的11mm增加到20mm~22mm。在较低的膨化温度下，上述丝道20的走丝段22的尺寸设计能够减少进丝时被带入膨化装置中的外界冷空气，从而保证丝条在膨化装置中的温度不降低，促进丝条的卷曲变形，保证了产品的膨化度。

如图1所示，在本实施例的膨化装置中，第一进气道30和第二进气道40对称设置在丝道20的两侧，并且第一进气道30和第二进气道40均倾斜设置。第一进气道30的进气端高于第一进气道30的出气端，第二进气道40的进气端高于第二进气道40的出气端。由于上述丝道20的走丝段22的直径减小了而长度增加了，这种改变带来的负面效果是丝条进入膨化装置的阻力增大，进丝张力下降，缠热辊断头明显增加。因此，为了解决该问题，需要减小第一进气道30与第二进气道40之间的夹角。具体地，第一进气道30与第二进气道40之间的夹角为47°至49°，这样可以减小第一进气道30和第二进气道40中气流的进气角度，从而增大上述气流产生的向下的压力，增大膨化装置吸力，使丝条更容易进入，减少断丝产生。

如图1所示，在本实施例的膨化装置中，第一进气道30的出气端（第一进气道30与丝道20连通位置）低于第二进气道40的出气端（第二进气道40与丝道20连通位置）。也就是说，第一进气道30的出气端与第二进气道40的出气端之间形成高度差，这样能够使第一进气道30、第二进气道40通入的两股气流产生旋转力，该旋转力施加到丝条上，能够让丝条的三维卷曲更充分均匀。上述改进后的膨化装置满卷率98%，能够保证生产正常。

如图1所示，在本实施例的膨化装置中，膨胀段23位于第一进气道30（第二进气道40）与丝道20连通位置的下方，走丝段22位于第一进气道30（第二进气道40）与丝道20连通位置的上方。膨胀段23的直径大于走丝段22的直径。因为聚酯瓶片的刚性大，不易变形，纱线的膨化度很难与尼龙相比。根据二力杆的原理，受压二力杆长度加大，弯曲变形更容易。因此，在本实施例中，将膨胀段23直径加大，在相同的压缩空压力下，纱线弯曲程度、弯曲弧度更大，解决了聚酯的刚性大，不易变形的问题，纱线的膨化度得以提高，实现了再生膨化丝的生产。

如图1所示，在本实施例的膨化装置中，走丝段22的直径由进丝段21至膨胀段23的方向逐渐增大。也就是说，走丝段22的轴向截面为楔形结构。该楔形结构的最细处（走丝段22靠近进丝段21的一端）能阻止冷空气进入，而楔形结构能保证丝条进入下一部分膨胀段23、在气流作用下产生旋转时与膨化装置的走丝段22产生最小的摩擦阻力，减少断纱。

如图1所示，在本实施例的膨化装置中，进丝段21的直径由丝道进口211至走丝段22的方向逐渐减小。也就是说，进丝段21为喇叭形结构，该喇叭形结构的大口端朝向壳体10的外部，这样能够增大进丝角度与进丝的稳定性。出丝段24的直径由膨胀段23至丝道出口241的方向逐渐增大，在丝条受到变形力后能逐渐松驰，减小丝条内应力，提高纱线力学性能。

在本实施例中，进丝段21的长度与丝道进口211的直径的比值为12至15。出丝段24的长度与丝道出口241的直径的比值为8至12。进丝段21的上述设置在保证进丝时带入最少的冷空气，同时对丝产生的阻力小，减少断纱。出丝段24的上述设置在能充分均化丝条温度与受热时间的同时，保持适度阻力，并让丝条逐渐松驰。

膨化装置的制造精度对纱线膨化度均匀性有直接影响，国内机加工在部件精度方面与国外有差距，只有加强检验，去除误差大的部件，确保加工件的误差在可控范围内。直接检测精度很难实现，用间接方法检测是可行的：

A、按常规工艺设定条件：膨化压力0.6 Mpa，膨化温度179-181℃，空载试验抽气口的温度，检测从丝道进丝段带入冷空气的差异，温度在162℃-164℃之间为标准。

B、带丝测试：在上述条件下丝条进入膨化装置喷咀时的张力，作为膨化装置喷咀综合性能指标，张力在20CN-25CN（产品规格为1000dtex）作为验收标准。

本申请还提供了一种膨化方法（该膨化方法采用上述膨化装置），根据本申请提供的膨化方法的实施例包括以下步骤：

步骤S1：丝条以恒定的0.1CN/dtex的张力从膨化装置的丝道进口211进入进丝段21；

步骤S2：在第一进气道30和第二进气道40通入的气流的作用下，丝条在走丝段22中移动，同时，第一进气道30和第二进气道40通入的气流将丝条加热到170℃至190℃；

步骤S3：第一进气道30的出气端低于第二进气道40的出气端以使二者通入的气流产生旋转力，从而使丝条均匀地变形；

步骤S3：变形后的丝条填满膨胀段23，能增加丝条与膨胀段23间摩擦力及气流通过阻力，压缩空气压力与丝条反向阻力在较大的数量上达到平衡，据二力杆受力原理，丝条受力弯曲更大，膨公效果好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膨化装置，其特征在于，包括壳体（10）以及设置在所述壳体（10）内的丝道（20），所述丝道（20）包括依次连通的进丝段（21）、走丝段（22）、膨胀段（23）以及出丝段（24），所述进丝段（21）远离所述走丝段（22）的一端形成丝道进口（211），所述出丝段（24）远离所述膨胀段（23）的一端形成丝道出口（241），所述走丝段（22）与所述膨胀段（23）的连接处的两侧具有与所述丝道（20）连通的第一进气道（30）和第二进气道（40），其特征在于，所述走丝段（22）的直径为1.3mm至1.5mm，所述走丝段（22）的长度为20mm至22mm。

2.根据权利要求1所述的膨化装置，其特征在于，所述第一进气道（30）和所述第二进气道（40）均倾斜设置，所述第一进气道（30）的进气端高于所述第一进气道（30）的出气端，所述第二进气道（40）的进气端高于所述第二进气道（40）的出气端，所述第一进气道（30）与所述第二进气道（40）之间的夹角为47°至49°。

3.根据权利要求2所述的膨化装置，其特征在于，所述第一进气道（30）的出气端低于所述第二进气道（40）的出气端。

4.根据权利要求1所述的膨化装置，其特征在于，所述走丝段（22）的直径由所述进丝段（21）至所述膨胀段（23）的方向逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的膨化装置，其特征在于，所述膨胀段（23）的直径大于所述走丝段（22）的直径。

6.根据权利要求1所述的膨化装置，其特征在于，所述进丝段（21）的长度与所述丝道进口（211）的直径的比值为12至15。

7.根据权利要求1所述的膨化装置，其特征在于，所述出丝段（24）的长度与所述丝道出口（241）的直径的比值为8至12。

8.根据权利要求1所述的膨化装置，其特征在于，所述进丝段（21）的直径由所述丝道进口（211）至所述走丝段（22）的方向逐渐减小。

9.根据权利要求1所述的膨化装置，其特征在于，所述出丝段（24）的直径由所述膨胀段（23）至所述丝道出口（241）的方向逐渐增大。

10.一种膨化方法，其特征在于，所述膨化方法采用权利要求1至9中任一项所述的膨化装置，包括以下步骤：

步骤S1：丝条以恒定的0.1CN/dtex的张力从所述膨化装置的所述丝道进口（211）进入所述进丝段（21）；

步骤S2：在所述第一进气道（30）和所述第二进气道（40）通入的气流的作用下，所述丝条在所述走丝段（22）中移动，同时，所述第一进气道（30）和所述第二进气道（40）通入的气流将所述丝条加热到170℃至190℃；

步骤S3：所述第一进气道（30）的出气端低于所述第二进气道（40）的出气端以使二者通入的气流产生旋转力，从而使所述丝条均匀地变形；

步骤S3：变形后的所述丝条填满膨胀段（23）。