CN110528091A - 聚合物熔融纺丝加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于聚合物化纤技术领域。一种聚合物熔融纺丝加工装置，包括下壳体、副箱体、主箱体和上壳体，副箱体上设置有第一加热介质入口和第一加热介质出口，在副箱体的底部并排设置有多个通孔，副箱体侧部设置有通槽；所述主箱体上设置有第二加热介质入口和第二加热介质出口，在所述主箱体的顶部还设置有进料管，在主箱体的底部设置有熔体过滤器，在主箱体侧部设置有计量泵组件，所述进料管与各所述计量泵组件的进料口之间设置有第一输料管，所述计量泵组件的出料口与对应的熔体过滤器之间设置有第二输料管。本申请整体结构简单，运行安全，温度控制均匀，整体能够自动形成多重保温结构，大大提高了整个产品的保温性能和热利用效率。

Description

聚合物熔融纺丝加工装置

技术领域

本发明属于聚合物化纤技术领域，具体涉及一种聚合物熔融纺丝加工装置。

背景技术

纺丝箱体作为聚合物熔融纺丝的重要设备，按功能可分为三个部分：（1）由泵前熔体分配管路、纺丝泵、纺丝泵结合件、泵后熔体分配管路、纺丝组件结合件、纺丝组件等构成纺丝箱体的物料输送、计量、分配和过滤、成纤系统；（2）为提供热能的联苯蒸汽热媒室；（3）是纺丝箱体的保温结构。

由于传统的纺丝箱体为一种整体结构，联苯蒸汽热媒室与外接热媒供汽管路采用倾斜式管接头焊接，纺丝箱体的保温采用整体包覆式设计结构。因此，在对纺丝箱体内进行清理时，需要先拆除箱体的保温层，切断联苯管路，将整个箱体进行整体拆卸，再者纺丝箱体的保温常采用保温棉包袱，容易引发火灾事故。

中国专利CN03220585.6《熔纺氨纶拆卸式纺丝箱》公开了一种上下拆卸式的纺丝箱 体，但由于上、下箱体体积相同，保温材料均匀覆盖其上，且共用一个联苯管路，造成在拆卸时工作量并未减少太多。另外，由于上、下箱体采用扣盖式结构，容易造成安装时上、下箱体之间无法准确定位。

中国专利CN96238259.0《整体易拆卸式纺丝箱》公开了一种模块式的纺丝箱体，熔体在模块内的孔道中流动。由于此种方法将熔体分配系统做成了数个金属块的组装结构，造成在拆卸及安装过程中操作复杂、技术要求高。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种聚合物熔融纺丝加工装置，其结构简单，运行安全，温度控制均匀，整体能够自动形成多重保温结构，大大提高了整个产品的保温性能和热利用效率。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种聚合物熔融纺丝加工装置，包括：下壳体；副箱体，其设置在所述下壳体内，所述副箱体上设置有第一加热介质入口和第一加热介质出口，所述副箱体呈L型，在所述副箱体的底部并排设置有多个通孔，所述副箱体的侧部设置有多个通槽；主箱体，其匹配设置在所述副箱体上部，所述主箱体上设置有第二加热介质入口和第二加热介质出口，在所述主箱体的顶部还设置有进料管，在所述主箱体的底部设置有与所述通孔对应的熔体过滤器，在所述主箱体的侧部设置有与通槽对应的计量泵组件；以及上壳体，其设置在所述主箱体上部，并与所述下壳体匹配扣合密封；所述进料管与各所述计量泵组件的进料口之间设置有第一输料管，所述计量泵组件的出料口与对应的熔体过滤器之间设置有第二输料管，所述第一输料管和所述第二输料管均布设在所述主箱体内部。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述进料管外侧套设有外套管，所述外套管上部开设有第三加热介质出口，所述外套管下部设置有与第三加热介质入口，所述第二加热介质出口与所述第三加热介质入口连通。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述进料管上设置有第一吸能单元，所述第一吸能单元包括：第一导热套管，其匹配贴合套设在所述进料管上；第一翅片，其布设在所述第一导热套管上；所述第一翅片为螺旋翅片，多道所述螺旋翅片布设在所述第一导热套管的外壁上，相邻两所述螺旋翅片之间形成介质通道。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述第一输料管和所述第二输料管上均设置有第二吸能单元，所述第二吸能单元包括：第二导热套管，其匹配贴合套设在相应的输料管上；第二翅片，其布设在所述第二导热套管上；以及吸能套管，所述吸能套管匹配套设在第二翅片外侧，吸能套管的第一端部固定设置在相应的输料管上，且所述吸能套管的第一端部与第二加热介质入口连通，吸能套管的第二端部敞口，相邻两所述第二翅片之间形成介质通道。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述第一输料管和所述第二输料管均为分段式结构，所述第一输料管和所述第二输料管均至少包括一段直线段，所述第二吸能单元设置在所述直线段上，在所述直线段的两端连接设置有弯管段。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述进料管的底部设置有集料腔，所述第一输料管连通设置在所述集料腔上，且所述第一输料管上的吸能套管的第二端部朝向所述集料腔。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述计量泵组件包括基座和固定在所述基座上的计量泵本体，所述基座上设置有第一料口和第二料口，所述计量泵本体的进料口与所述第一料口对应，并与所述第一输料管连通；所述计量泵本体的出料口与所述第二料口对应，并与所述第二输料管连通。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述第一输料管为两条，两条所述第一输料管呈人字形设置，所述第二输料管为四条，在所述主箱体底部对应设置有四个安装座，四个所述熔体过滤器分别安装在所述安装座上，并分别与所述第二输料管连通。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述熔体过滤器内的过滤料为金属砂、或为金属砂和海砂的混合物。

根据本发明聚合物熔融纺丝加工装置，优选地，所述上壳体和所述下壳体均包括架体和设置在所述架体上的保温层，所述保温层为保温棉，或所述保温层为双层中空陶瓷。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本发明整体结构设计合理，其强化了局部换热，提高加热效率，并实现多层级的保温，使得加热后的聚合物能够保持稳定，在有限的空间内、有限的路径中，实现高效的加热、聚合物温度的均衡、聚合物的输送；从而满足聚合物化纤工艺的有效实施。

本申请针对进料区段和输料区段进行了结构设计，使得加热结构更为精细化，能够更为高效的实现定区段加热，便于对聚合物温度的控制，同时能够降低加热系统的能耗，优化加热系统的加热效率和效果。

本申请第一吸能单元和第二吸能单元的设置，能够使得主箱体内形成一定的正压，在主箱体内提高换热的效果；在进料管段，提高气体流速，从而能够更为高效的利用余热。本申请的主箱体、副箱体的结构能够实现模块拼装，并保障计量泵组件和熔体过滤器的保温效果，避免相应的凸出结构影响聚合物的温度，保障整体的温度的均衡一致。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的聚合物熔融纺丝加工装置的结构示意图。

图2为图1中A-A向结构示意图。

图3为图1的俯视结构示意图。

图4为图1的仰视结构示意图。

图5为下壳体和副箱体的结构示意图。

图6为图5的俯视结构示意图。

图7为主箱体的结构示意图。

图8为图7的俯视结构示意图。

图9为图7的侧视结构示意图。

图10为图9中B-B向结构示意图。

图11为第一输料管的结构示意图。

图12为第二吸能单元的结构示意图。

图中序号：

110为下壳体、120为上壳体；

210为副箱体、211为第一加热介质入口、212为第一加热介质出口、213为通孔、214为通槽、220为主箱体、221为第二加热介质入口、222为第二加热介质出口、223为进料管、224为熔体过滤器、225为计量泵本体、226为第一输料管、227为第二输料管、228为基座、2281为第一料口、2282为第二料口、229为安装座、230为集料腔；

301为外套管、302为第三加热介质出口、303为第三加热介质入口、304为第一导热套管、305为第一翅片；

401为第二导热套管、402为第二翅片、403为吸能套管。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。

参见图1-图12，本发明一种聚合物熔融纺丝加工装置，包括下壳体110、副箱体210、主箱体220和上壳体120，副箱体210设置在下壳体110内，副箱体210上设置有第一加热介质入口211和第一加热介质出口212，副箱体210呈L型，在副箱体210的底部并排设置有多个通孔213，副箱体210的侧部设置有多个通槽214，通孔和通槽的设置，使得放置在该位置的部件能够更好的保温，从而使得聚合物的流转过程中的温度均衡，副箱体具体结构液位中空箱体结构，通孔和通槽的侧壁可以采用热导性更好的铜等金属材质，同时可以在通孔和通槽的侧壁内侧设置导热翅片，进一步的提高对通孔和通槽内的部件的保温性能；主箱体220匹配设置在副箱体210上部，主箱体220上设置有第二加热介质入口221和第二加热介质出口222，在主箱体220的顶部还设置有进料管223，在主箱体220的底部设置有与通孔213对应的熔体过滤器224，在主箱体220的侧部设置有与通槽214对应的计量泵组件，本实施例中的计量泵组件包括基座228和固定在基座228上的计量泵本体225，基座与主箱体为一体结构，基座228上设置有第一料口2281和第二料口2282，上壳体120设置在主箱体220上部，并与下壳体110匹配扣合密封；进料管223与各计量泵组件的进料口之间设置有第一输料管226，即第一输料管226与基座固定，并与对应的第一料口连通，计量泵组件的出料口与对应的熔体过滤器224之间设置有第二输料管227，第一输料管226和第二输料管227均布设在主箱体220内部。计量泵本体225固定在基座上，且计量泵本体的进料口与第一料口2281对应连通，进而与第一输料管226连通；计量泵本体225的出料口与第二料口2282对应，并与第二输料管227连通。

本实施例及附图中所示的结构具体为：第一输料管226为两条，两条第一输料管226呈人字形设置，第二输料管226为四条，在主箱体220底部对应一体设置有四个安装座229，四个熔体过滤器224分别安装在安装座229上，并分别与第二输料管226连通；本实施例中的熔体过滤器224内的过滤料为金属砂、或为金属砂和海砂的混合物。

上述第一输料管和第二输料管的设置，不仅完成了聚合物的给料，同时使得聚合物实现分流，最终实现聚合物化纤工艺，满足后续的生产需要，其上壳体、下壳体、主箱体和副箱体结构的设计，使得整个设备呈现模块化结构，更便于进行拆卸组装；基于保温的性能的考虑，通孔和通槽的设置，能够分别满足计量泵组件和熔体过滤器的保温，使得聚合物在输送过程中始终保持温度的均衡一致。

本实施例的副箱体侧部设置第一加热介质入口，可以设置两个，从而保障气流在腔体内的流动性和温度的均衡性，第一加热介质的出口设置在L型结构的侧壁中部，由于副箱体更重要的作用是用于对熔体过滤器和计量泵组件的保温，因此该结构的设计能够充分保障流体的流动过程中对各部件的加热，而无需更为复杂的内部导流结构。

本实施例中的主箱体的侧部设置有第二加热介质入口，其与副箱体在同侧设置，便于进行配气，主箱体上也设置为两个，由于主箱体的作用是对聚合物的加热，需要保障热利用率和对管道内的聚合物的加热效果，因此需要对其结构进行进一步的设计，从而实现更好的效率。

本实施例分为三个阶段，第一阶段是进料区段；第二阶段是进料管与计量泵组件之间区段；第三阶段是计量泵组件与熔体过滤器之间区段，最终实现聚合物的温度均衡稳定的控制。

具体的，针对第一阶段，在进料管223外侧套设有外套管301，外套管301上部开设有第三加热介质出口302，外套管301下部设置有与第三加热介质入口303，第二加热介质出口222与第三加热介质入口303连通。此时可以将主箱体内流出的热介质引入外套管中，对进料管内的聚合物进行加热，为了进一步的提高第一阶段的加热效果，还在进料管223上设置有第一吸能单元，第一吸能单元包括第一导热套管304和第一翅片305，第一导热套管304匹配贴合套设在进料管223上；第一翅片305布设在第一导热套管304上；第一翅片305为螺旋翅片，多道螺旋翅片布设在第一导热套管304的外壁上，相邻两螺旋翅片之间形成介质通道，此时加热介质进入外套管与进料管之间后，被分散为数道或数十道气流，流经介质通道，进而实现高效换热。其还能够通过螺旋翅片的设置实现阻流，保障主箱体内的气压，并提高外套管内的气流速度，提高该区段的热利用率，同时有助于促进主箱体内加热效果，在主箱体上还可以设置压力检测口，并放置压力检测装置和泄压阀，用于保障主箱体的内部压力的安全稳定。

针对第二阶段和第三阶段，在第一输料管226和第二输料管227上均设置有第二吸能单元，第二吸能单元包括第二导热套管401、第二翅片402和吸能套管403，第二导热套管401匹配贴合套设在相应的输料管上；第二翅片402布设在第二导热套管401上；吸能套管403匹配套设在第二翅片402外侧，吸能套管403第一端部固定设置在相应的输料管上，且吸能套管403的第一端部与第二加热介质入口221连通，吸能套管403的第二端部敞口，相邻两第二翅片402之间形成介质通道，第二翅片可以为螺旋翅片、直板状翅片、锯齿形翅片或针状翅片管。通过第二加热介质入口的气体直接与第二翅片的换热吸能，能够更高效率的实现聚合物的加热，因此本申请的吸能套管使得主箱体内的空间进一步得到划分，即吸能套管内为高效的加热区域，吸能套管外的腔体提供保温作用。

本实施例中的上壳体120和下壳体110均包括架体和设置在架体上的保温层，保温层为保温棉，或保温层为双层中空陶瓷，其形成了外部防护和保温结构。

因此本申请的保温，能够综合划分为主箱体内部的保温、副箱体的保温、上下壳体的保温，三重保温结构，结合各结构的侧壁的阻热隔热效果，形成了更多重、多层级的保温结构，整体稳定性更好；即使外界温度发生了相对较大的变化，也不会引起内部输料管的加热效果的变化，多重结构的设计，能够有效的抵消外界干扰，保障加热效果。

由于第一输料管和第二输料管需要一定的变向，因此本实施例中的第一输料管226和第二输料管227均为分段式结构，第一输料管226和第二输料管227均至少包括一段直线段，第二吸能单元设置在直线段上，在直线段的两端连接设置有弯管段，其可以采用接头连接，也可以在装配完成后进行焊接，或者弯曲变形成型，实现进料管、计量泵组件、熔体过滤器的连通。上述结构中，通过在直线段上设置外螺纹段，在吸能套管上设置有内螺纹端，进而实现啮合固定，具体结构如图12所示。

进一步的，在进料管的底部设置有集料腔230，第一输料管226连通设置在集料腔230上，且第一输料管226上的吸能套管403的第二端部朝向集料腔230，该结构的设置，能够使得进料管内的聚合物在集料腔中进行二次混合，实现温度的阶段性均衡，再由第一输料管的输送实现第二阶段的加热，由计量泵的动作实现了温度的阶段性均衡，从而保障进入各个熔体过滤器的聚合物温度均衡一直。

本申请的上述结构，不仅在加热中充分保障了热利用率，而且对管道内同一截面中物料温度的不均衡情况也进行了进一步的消除，从而实现了高效、稳定的加热。

在整个结构中，本申请更注重于强化局部换热，提高加热效率，并实现多层级的保温，使得加热后的聚合物能够保持稳定，在有限的空间内、有限的路径中，实现高效的加热、聚合物温度的均衡、聚合物的输送；从而满足聚合物化纤工艺的有效实施。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，包括：

下壳体；

副箱体，其设置在所述下壳体内，所述副箱体上设置有第一加热介质入口和第一加热介质出口，所述副箱体呈L型，在所述副箱体的底部并排设置有多个通孔，所述副箱体的侧部设置有多个通槽；

主箱体，其匹配设置在所述副箱体上部，所述主箱体上设置有第二加热介质入口和第二加热介质出口，在所述主箱体的顶部还设置有进料管，在所述主箱体的底部设置有与所述通孔对应的熔体过滤器，在所述主箱体的侧部设置有与通槽对应的计量泵组件；以及

上壳体，其设置在所述主箱体上部，并与所述下壳体匹配扣合密封；

所述进料管与各所述计量泵组件的进料口之间设置有第一输料管，所述计量泵组件的出料口与对应的熔体过滤器之间设置有第二输料管，所述第一输料管和所述第二输料管均布设在所述主箱体内部。

2.根据权利要求1所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，所述进料管外侧套设有外套管，所述外套管上部开设有第三加热介质出口，所述外套管下部设置有与第三加热介质入口，所述第二加热介质出口与所述第三加热介质入口连通。

3.根据权利要求2所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，所述进料管上设置有第一吸能单元，所述第一吸能单元包括：

第一导热套管，其匹配贴合套设在所述进料管上；以及

第一翅片，其布设在所述第一导热套管上；

所述第一翅片为螺旋翅片，多道所述螺旋翅片布设在所述第一导热套管的外壁上，相邻两所述螺旋翅片之间形成介质通道。

4.根据权利要求1所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，所述第一输料管和所述第二输料管上均设置有第二吸能单元，所述第二吸能单元包括：

第二导热套管，其匹配贴合套设在相应的输料管上；

第二翅片，其布设在所述第二导热套管上；以及

吸能套管，所述吸能套管匹配套设在第二翅片外侧，所述吸能套管的第一端部固定设置在相应的输料管上，且所述吸能套管的第一端部与第二加热介质入口连通，吸能套管的第二端部敞口，相邻两所述第二翅片之间形成介质通道。

5.根据权利要求4所述的聚合物熔融纺丝加工装置，其特征在于，所述第一输料管和所述第二输料管均为分段式结构，所述第一输料管和所述第二输料管均至少包括一段直线段，所述第二吸能单元设置在所述直线段上，在所述直线段的两端连接设置有弯管段。

6.根据权利要求4所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，所述进料管的底部设置有集料腔，所述第一输料管连通设置在所述集料腔上，且所述第一输料管上的吸能套管的第二端部朝向所述集料腔。

7.根据权利要求1所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，所述计量泵组件包括基座和固定在所述基座上的计量泵本体，所述基座上设置有第一料口和第二料口，所述计量泵本体的进料口与所述第一料口对应，并与所述第一输料管连通；所述计量泵本体的出料口与所述第二料口对应，并与所述第二输料管连通。

8.根据权利要求1所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于， 所述第一输料管为两条，两条所述第一输料管呈人字形设置，所述第二输料管为四条，在所述主箱体底部对应设置有四个安装座，四个所述熔体过滤器分别安装在所述安装座上，并分别与所述第二输料管连通。

9.根据权利要求1所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，所述熔体过滤器内的过滤料为金属砂、或为金属砂和海砂的混合物。

10.根据权利要求1所述的聚合物熔融纺丝加工装置,其特征在于，所述上壳体和所述下壳体均包括架体和设置在所述架体上的保温层，所述保温层为保温棉，或所述保温层为双层中空陶瓷。