CN111549384A - 一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，属于单丝生产线的设备技术领域，包括端盖、盒体、储热室、蒸汽发生器和除水装置；所述盒体上方设有端盖，所述端盖内部设有储热室，所述储热室内部设有空气加热管，所述蒸汽发生器位于盒体内左下方，所述除水装置位于盒体中间。本发明科学合理，使用安全方便，将使用过后的蒸汽收集在储热室中，并对空气加热管内空气进行加热，用于聚丙烯单丝的烘干，充分利用了能源，节能环保。除水装置可减少烘干的时间和所耗能源。对于去除的水分循环使用，节约水资源。除水装置还可调节单丝张力，以适应不同产品的性能需求。

Description

一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置

技术领域

本发明涉及单丝生产线的设备技术领域，具体是一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置。

背景技术

目前，聚丙烯单丝广泛用于我们生活当中，被制成网状物、绳子、渔网等等，主要生产工艺为：先购买单丝切片，将其吸入纺丝箱内加热融化，加热温度控制在220度左右；再通过喷丝板挤出细丝，在长1.5米、深0.6米、宽0.4米水槽中冷却凝固成单丝，水温保持在40度左右；随后聚丙烯单丝进行牵伸，牵伸完毕后其分子结构已基本形成。此时，有些分子链段处于松弛状态，有些分子链段处于紧张状态，使得聚丙烯单丝内部存在着不均匀的内应力，单丝内的结晶结构也有很多缺陷。为了消除内应力和提高纤维结构的稳定性，还需对聚丙烯单丝进行后续的热处理工序，即热定型。热定型消除内应力，提高单丝尺寸稳定性；改善纤维的物理—机械性能，提高单丝的弹性、打结硬度和耐磨性；最终形成高弹耐磨的聚丙烯单丝。现有的热定型方式主要分为两种，分别是湿热定型和干热定型；湿热定型中，单丝以湿热状态进行，分为水浴、油浴和蒸汽定型；干热定型中，单丝以干燥状态进行，分为热风、红外辐射和热金属辊筒定型。

现有热定型装置分类中，若采用高温导热油热定型则油管容易产生油垢，导致热交换差，若采用热金属辊筒则定型效率较低。现有的蒸汽热定型装置，蒸汽往往在完成一次热定型后便流入空气中，蒸汽中热能未得到充分利用。本装置将使用过后的蒸汽收集在储热室中，且储热室中设有空气加热管，空气加热管不停的有新鲜空气进去，从而利用蒸汽余热对空气进行加热，并将加热后产生的热风用于聚丙烯单丝的烘干，既充分利用了能源，又节约了后续烘干所花费的能源，节能环保。其次，现有的蒸汽热定型装置缺少除水装置，在后续的烘干过程中花费时间长，所耗能源也多。本装置设置单丝除水装置，在单丝进行热定型后，先除去一部分水分，减少后续烘干的时间。对于去除的水进行净化、收集，最终流入蒸汽发生器内的储水槽，循环使用，节约水资源。同时，本装置的除水装置，还可以起到调节入料辊和出料辊之间单丝束的张力，通过单丝束与挤水块之间接触面积不同，使得其与挤水块间摩擦力大小不同，如此出料辊转动所受阻力不同，摩擦力越大阻力越大，阻力越大单丝束间得张力便越大，最终达到可以调节单丝张力的目的，以适应不同产品的性能需求。所以，人们需要一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括入料辊、盒体、聚丙烯单丝、出料辊、蒸汽发生器和除水装置；所述盒体左侧设有入料辊，所述盒体右侧设有出料辊，所述聚丙烯单丝位于入料辊和出料辊上方，所述蒸汽发生器位于盒体内左下方，所述除水装置位于盒体中间，所述盒体下方左右两端设有支架，所述支架中间设有伸缩撑板。

入料辊和出料辊用于放置聚丙烯单丝，出料辊转动带动聚丙烯单丝向右移动。蒸汽发生器可源源不断产生高温高压蒸汽，从而达到单丝热定型目的。盒体用来容纳除水装置等部件，除水装置可去除聚丙烯单丝上部分水分，有利于减少聚丙烯单丝烘干所花费的时间、能源。支架起到支持热定型装置的作用，且支架可伸缩，有利于调节热定型装置的高度。当打开端盖时，抽出伸缩撑板，供以放置较重的端盖，防止重心不稳、热定型装置倾倒。

优选的，所述入料辊下方转动连接有升降底座一，所述出料辊下方转动连接有升降底座二，所述升降底座二右侧设有撑板，所述撑板上方设有电机，所述盒体上方设有端盖，所述端盖上方设有吸气口，所述端盖右侧设有净化气体排出口，所述端盖内部上方设有储热室，所述储热室左侧设有空气加热管，所述空气加热管下方设有蒸汽出口，所述空气加热管一端与吸气口连接，所述空气加热管另一端与热风分流板连接，所述热风分流板下方连接有热风喷嘴，所述储热室右侧设有温度仪一，所述温度仪一右侧设有压力表一，所述压力表一右侧设有蒸汽净化盒，所述盒体内部左侧设有温度仪二和压力表二，所述盒体左下方设有蒸汽喷嘴，所述蒸汽喷嘴下方连接有蒸汽分流板，所述蒸汽分流板下方连接有控制阀，所述控制阀下方设有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器内部设有储水槽，所述储水槽右侧设有注水口，所述注水口连接注水管，所述注水管另一端连接有蓄水罐，所述盒体内部右侧设有热风出口。

升降底座一可上下升降，从而改变入料辊的高度，以适应聚丙烯单丝输入端的高度。升降底座二可上下升降，从而改变出料辊的高度，以适应聚丙烯单丝输出端的高度。撑板用以放置电机，电机带动出料辊旋转，使得聚丙烯单丝从左向右输出。在热定型过程中，闭合端盖，提高热定型效率，防止蒸汽中热能流失。吸气口有利于将新鲜空气吸入空气加热管；净化气体排出口有利于将储热室内蒸汽排出，较热的蒸汽不断进入储热室左侧，推动之前进入的蒸汽右移并排出储热室，利于维持蒸汽的温度，以达到加热空气加热管的效率；同时允许气体排出，利于平衡储热室内气压，保证工作的安全性。储热室用来储存已对聚丙烯单丝进行热定型的蒸汽，空气加热管利于吸收蒸汽中的热量，并加热管内的空气。蒸汽出口是蒸汽从盒体中进入储热室的唯一通道。吸气口利于将新鲜的口气吸入空气加热管，热风分流板有利于将空气加热后形成的热风分成数个气流，并通过热风喷嘴嘴排出，热风喷嘴有利于对聚丙烯单丝烘干。温度仪一和压力表一对储热室内的温度和气压进行监控，保证作业安全性。蒸汽净化盒对储热室内的蒸汽过滤净化，从而达到废弃无害排放，有利于环保。蒸汽净化盒上方还设有提带，便于更换，更换时直接手提提带将盒体拎出。若储存室内温度和压力超出安全情况下的最大限值时，可将蒸汽净化盒暂时取出，待温度和压力位于安全值以内时再放回。温度仪二和压力表二对盒体内的温度和气压进行监控，使之温度和压力最适合聚丙烯单丝热定型的温度和压力，有利于形成高弹耐磨的聚丙烯单丝。蒸汽发生器有利于蒸汽的产生，控制阀可对蒸汽的大小、开关等进行调节，蒸汽分流板利于将蒸汽分为数个蒸汽流，蒸汽喷嘴利于将蒸汽喷出，从而对聚丙烯单丝进行热定型。储水槽用来储存蒸汽发生器产生蒸汽所需要的水，当储水槽内部的水用尽后，注水口利于往储水槽内加水。蓄水罐用于贮存除水装置所产生的已经过净化的水。注水管起到连接蓄水罐和注水口的功能，利于将蓄水罐中的水倒入储水槽内。热风出口利于排出盒体内已经烘干过聚丙烯单丝的热风，使得盒体内都是刚刚排出的热风，能较好地起到烘干的作用，提高烘干效率。

优选的，所述除水装置包括外壳、挤水块、单丝通道和净水层；所述挤水块对称固定在外壳内侧，所述相对称的挤水块之间设有单丝通道，所述净水层位于挤水块下方。

除水装置有利于有效清除聚丙烯单丝上的部分水分，外壳用来固定挤水块，单丝通道供聚丙烯单丝通过，且聚丙烯单丝两侧受到挤水块挤压，排出其中部分水分。净水层利于对排出的水分净化，使之可用于蒸汽发生器。

优选的，所述挤水块上表面两边高中间低，所述挤水块固定在外壳那一面的面积递增。

两边高中间低，有利于将水汇聚到中间，防止水滴留在中间的挤水块上方，最终使得水滴从单丝通道中流入净水层。挤水块固定在外壳那一面的面积递增，即每层挤水块大小不一样，从而聚丙烯单丝束与挤水块之间接触面积不同，其与挤水块间摩擦力大小也不同，如此出料辊转动所受阻力不同，摩擦力越大阻力越大，阻力越大聚丙烯单丝束间得张力便越大，最终达到可以调节聚丙烯单丝张力的目的。

优选的，所述外壳与储热室底面、端盖前面、端盖后面之间设有隔板，所述隔板四周设有密封圈。

隔板阻隔了左侧蒸汽热定型部分和右侧热气烘干部分，利于聚丙烯单丝的热定型，也利于聚丙烯单丝的烘干。密封圈加强阻隔力度，使得隔板四周更加密封，防止蒸汽和热气相互流窜。

优选的，所述盒体左侧面设有活动挡片，所述活动挡片右侧设有降压降温窗，所述降压降温窗右侧设有单丝入口。

活动挡片起到遮挡和暴露降压降温窗。降温降压窗用于降低盒体内温度和气压，当温度和气压超出聚丙烯单丝的热定型范围或不利于安全作业时，暴露降压降温窗，使内部蒸汽外流，降低盒体内温度和压力。待数值合适后，向右移动活动挡片，封闭降压降温窗。单丝入口使得聚丙烯单丝进去盒体。

优选的，所述降压降温窗上设有小孔若干，所述降压降温窗四周设有密封条。小孔若干利于蒸汽的流通，密封条利于锁住盒体内的蒸汽，防止从降温降压窗与活动挡板之间的空隙流出。

优选的，所述出料辊通过皮带与电机的动力输出轴连接。皮带起到传动作用，使得电机转动带动出料辊转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本装置将使用过后的蒸汽收集在储热室中，且储热室中设有空气加热管，空气加热管不停的有新鲜空气进去，从而利用蒸汽余热对空气进行加热，并将加热后产生的热风用于聚丙烯单丝的烘干，既充分利用了能源，又节约了后续烘干所花费的能源，节能环保。

2、本装置设置除水装置，在聚丙烯单丝进行热定型后，先除去一部分水分，减少后续烘干的时间，也减少所耗能源。对于去除的水进行净化、收集，最终流入蒸汽发生器内的储水槽，循环使用，节约水资源。

3、本装置的除水装置，还可以起到调节入料辊和出料辊之间单丝束的张力，通过单丝束与挤水块之间接触面积不同，使得其与挤水块间摩擦力大小不同，如此出料辊转动所受阻力不同，摩擦力越大阻力越大，阻力越大单丝束间得张力便越大，最终达到可以调节单丝张力的目的，以适应不同产品的性能需求。

附图说明

图1为本发明一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置的正面结构示意图；

图2为本发明一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置的剖面结构示意图；

图3为本发明一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置的左侧面端盖闭合结构示意图；

图4为本发明一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置的左侧面端盖敞开结构示意图；

图5为本发明一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置的除水装置侧面剖面结构示意图；

图6为本发明一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置的正面剖面结构示意图。

图中标号：1、入料辊；2、升降底座一；3、端盖；4、吸气口；5、净化气体排出口；6、盒体；7、聚丙烯单丝；8、伸缩撑板；9、支架；10、出料辊；11、皮带；12、电机；13、撑板；14、升降底座二；15、空气加热管；16、温度仪一；17、压力表一；18、蒸汽净化盒；19、热风分流板；20、热风喷嘴；21、蒸汽出口；22、温度仪二；23、压力表二；24、活动挡片；25、降温降压窗；26、单丝入口；27、蒸汽喷嘴；28、蒸汽分流板；29、控制阀；30、蒸汽发生器；31、储水槽；32、注水口；33、注水管；34、蓄水罐；35、除水装置；35-1、外壳；35-2、挤水块；35-3、单丝通道；35-4、净水层；36、热风出口；37、隔板；38、储热室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：如图1-6所示，包括入料辊1、盒体6、聚丙烯单丝7、出料辊10、蒸汽发生器30和除水装置35；盒体6左侧设有入料辊1，盒体6右侧设有出料辊10，聚丙烯单丝7位于入料辊1和出料辊10上方，出料辊10转动带动聚丙烯单丝7向右移动。蒸汽发生器30位于盒体6内左下方，可源源不断产生高温高压蒸汽，从而达到单丝热定型目的。除水装置35位于盒体6中间，可去除聚丙烯单丝7上部分水分。盒体6下方左右两端设有支架9，用以支撑热定型装置。支架9中间设有伸缩撑板8，用以放置打开的端盖3，防止重心不稳、热定型装置倾倒。

入料辊1下方转动连接有升降底座一2，出料辊10下方转动连接有升降底座二14，升降底座一2和升降底座二14可调节入料辊1和出料辊10的高度，以适应聚丙烯单丝7和热定型装置的高度。升降底座二14右侧设有撑板13，撑板13上方设有电机12，电机12是带动出料辊10转动的动力来源。出料辊10通过皮带11与电机12的动力输出轴连接，皮带起到传动作用。盒体6上方设有端盖3，端盖3上方设有吸气口4，利于将新鲜空气吸入空气加热管15；端盖3右侧设有净化气体排出口5，利于将储热室38内蒸汽排出，较热的蒸汽不断进入储热室38左侧，推动之前进入的蒸汽右移并排出，利于维持蒸汽温度以达到加热空气加热管15的效率，同时利于平衡储热室38内气压，保证工作的安全性。端盖3内部上方设有储热室38，用来储存已对聚丙烯单丝7进行热定型的蒸汽。储热室38左侧设有空气加热管15，利于吸收蒸汽中的热量，并加热管内的空气。空气加热管15下方设有蒸汽出口21，是蒸汽从盒体6中进入储热室38的唯一通道。空气加热管15一端与吸气口4连接，空气加热管15另一端与热风分流板19连接，热风分流板19有利于将空气加热后形成的热风分成数个气流，热风分流板19下方连接有热风喷嘴20，数个气流从热风喷嘴20喷出。储热室38右侧设有温度仪一16，温度仪一16右侧设有压力表一17，用以监测储热室38内温度和压力，保证作业安全性。压力表一17右侧设有蒸汽净化盒18，对储热室38内的蒸汽过滤净化；蒸汽净化盒18上方还设有提带，便于更换。若储存室38内温度和压力超出安全情况下的最大限值时，可将蒸汽净化盒18暂时取出，待温度和压力位于安全值以内时再放回。盒体6内部左侧设有温度仪二22和压力表二23，对盒体6内的温度和气压进行监控，使之温度和压力最适合聚丙烯单丝7热定型的温度和压力。盒体6左下方设有蒸汽喷嘴27，利于将蒸汽喷出。蒸汽喷嘴27下方连接有蒸汽分流板28，利于将蒸汽分为数个蒸汽流。蒸汽分流板28下方连接有控制阀29，对蒸汽的大小、开关等进行调节。控制阀29下方设有蒸汽发生器30，以产生蒸汽。蒸汽发生器30内部设有储水槽31，为蒸汽的产生提供水源。储水槽31右侧设有注水口32，注水口32连接注水管33，注水管33另一端连接有蓄水罐34，便于将蓄水罐34内的水灌入储水槽31内。盒体6内部右侧设有热风出口36，利于排出盒体内已经烘干过聚丙烯单丝7的热风，提高烘干效率。

除水装置35包括外壳35-1、挤水块35-2、单丝通道35-3和净水层35-4；挤水块35-2对称固定在外壳35-1内侧，相对称的挤水块35-2之间设有单丝通道35-3，单丝通道35-3供聚丙烯单丝通过，且聚丙烯单丝两侧受到挤水块35-2挤压，排出其中部分水分。挤水块35-2上表面两边高中间低，利于将水汇聚到中间，防止水滴无法全部流入净水层35-4。挤水块35-2固定在外壳35-1那一面的面积递增，即每层挤水块35-2大小不一，从而聚丙烯单丝束与挤水块35-2之间接触面积不同，其与挤水块35-2间摩擦力大小也不同，如此出料辊10转动所受阻力不同，摩擦力越大阻力越大，阻力越大聚丙烯单丝束间得张力便越大，最终达到可以调节聚丙烯单丝7张力的目的。净水层35-4位于挤水块35-2下方，对排出的水分净化，使之可用于蒸汽发生器。外壳35-1与储热室38底面、端盖3前面、端盖3后面之间设有隔板37，隔板37四周设有密封圈，防止蒸汽和热气相互流窜，密封圈使得隔板四周更加密封。

盒体6左侧面设有活动挡片24，遮挡和暴露降压降温窗25；活动挡片24右侧设有降压降温窗25，降温降压窗25用于降低盒体内温度和气压。降压降温窗25右侧设有单丝入口26。降压降温窗25上设有小孔若干，利于蒸汽流通；降压降温窗25四周设有密封条，利于锁住盒体6内的蒸汽，防止从降温降压窗25与活动挡板24之间的空隙流出。

工作原理：使用时，逐个调节升降底座一2、支架9和升降底座二14，使得入料辊1、盒体6和出料辊10符合聚丙烯单丝7的高度。抽出伸缩撑板8，打开端盖3放置于伸缩撑板8之上。将聚丙烯单丝7从单丝入口26穿入盒体6，再从单丝通道35-3穿过除水装置35，最后穿出盒体6绕于出料辊10上。闭合端盖3。启动蒸汽发生器30，蒸汽从蒸汽喷嘴27喷出，对聚丙烯单丝7进行热定型，随后蒸汽由蒸汽出口31进入储热室38，对空气加热管15进行加热。吸气口4将新鲜口气吸入空气加热管15，在受热后新鲜空气变为热风，并经由热风喷嘴20喷出，对聚丙烯单丝7进行烘干。在聚丙烯单丝7进入烘干步骤前，还将通过除水装置35，挤水块35-2挤压聚丙烯单丝7，去除部分水。去除的水滴经过净水层35-4流入蓄水罐34，待积累一定量后流入蒸汽发生器30内的储水槽31中，供以循环使用。启动电机12，电机12通过皮带11带动出料辊10转动，从而带动聚丙烯单丝7从左向右运动，依次完成热定型、除水和烘干的流程。在工作过程中，储热室38内的蒸汽通过蒸汽净化盒18净化后排放，盒体6内热风则通过热风出口36排出。同时，需注意温度仪一16、压力表一17的数值，当数值过高时，可暂时提出蒸汽净化盒18，以降低储热室内温度和压力；注意温度仪二22、压力表二23的数值，当数值过高时，移开活动挡片24，通过降温降压窗25降低盒体6内温度和压力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：包括入料辊(1)、盒体(6)、聚丙烯单丝(7)、出料辊(10)、蒸汽发生器(30)和除水装置(35)；所述盒体(6)左侧设有入料辊(1)，所述盒体(6)右侧设有出料辊(10)，所述聚丙烯单丝(7)位于入料辊(1)和出料辊(10)上方，所述蒸汽发生器(30)位于盒体(6)内左下方，所述除水装置(35)位于盒体(6)中间，所述盒体(6)下方左右两端设有支架(9)，所述支架(9)中间设有伸缩撑板(8)。

2.根据权利要求1所述的一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：所述入料辊(1)下方转动连接有升降底座一(2)，所述出料辊(10)下方转动连接有升降底座二(14)，所述升降底座二(14)右侧设有撑板(13)，所述撑板(13)上方设有电机(12)，所述盒体(6)上方设有端盖(3)，所述端盖(3)上方设有吸气口(4)，所述端盖(3)右侧设有净化气体排出口(5)，所述端盖(3)内部上方设有储热室(38)，所述储热室(38)左侧设有空气加热管(15)，所述空气加热管(15)下方设有蒸汽出口(21)，所述空气加热管(15)一端与吸气口(4)连接，所述空气加热管(15)另一端与热风分流板(19)连接，所述热风分流板(19)下方连接有热风喷嘴(20)，所述储热室(38)右侧设有温度仪一(16)，所述温度仪一(16)右侧设有压力表一(17)，所述压力表一(17)右侧设有蒸汽净化盒(18)，所述盒体(6)内部左侧设有温度仪二(22)和压力表二(23)，所述盒体(6)左下方设有蒸汽喷嘴(27)，所述蒸汽喷嘴(27)下方连接有蒸汽分流板(28)，所述蒸汽分流板(28)下方连接有控制阀(29)，所述控制阀(29)下方设有蒸汽发生器(30)，所述蒸汽发生器(30)内部设有储水槽(31)，所述储水槽(31)右侧设有注水口(32)，所述注水口(32)连接注水管(33)，所述注水管(33)另一端连接有蓄水罐(34)，所述盒体(6)内部右侧设有热风出口(36)。

3.根据权利要求1所述的一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：所述除水装置(35)包括外壳(35-1)、挤水块(35-2)、单丝通道(35-3)和净水层(35-4)；所述挤水块(35-2)对称固定在外壳(35-1)内侧，所述相对称的挤水块(35-2)之间设有单丝通道(35-3)，所述净水层(35-4)位于挤水块(35-2)下方。

4.根据权利要求3所述的一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：所述挤水块(35-2)上表面两边高中间低，所述挤水块(35-2)固定在外壳(35-1)那一面的面积递增。

5.根据权利要求4所述的一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：所述外壳(35-1)与储热室(38)底面、端盖(3)前面、端盖(3)后面之间设有隔板(37)，所述隔板(37)四周设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：所述盒体(6)左侧面设有活动挡片(24)，所述活动挡片(24)右侧设有降压降温窗(25)，所述降压降温窗(25)右侧设有单丝入口(26)。

7.根据权利要求5所述的一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：所述降压降温窗(25)上设有小孔若干，所述降压降温窗(25)四周设有密封条。

8.根据权利要求2所述的一种高弹耐磨聚丙烯单丝生产用热定型装置，其特征在于：所述出料辊(10)通过皮带(11)与电机(12)的动力输出轴连接。

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