CN111636102B - 一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，解决现有的锦纶纺丝熔体熔融装置后端输出的熔体存在流动时间差异，影响锦纶纺丝产品质量问题。本装置熔融装置本体的前段为圆柱型熔融段，后段为输出段，输出段的内径大于熔融段的内径，输出段的侧面连接有熔体输送管，所述输出段后端封闭，输出段内侧设有圆筒状的过滤环，过滤环上开设有出料孔，过滤环与输出段的内壁之间形成输送夹室，以靠近熔体输送管一侧为近侧，过滤环从近侧到远侧出料孔孔径逐步增大，所述输送夹室从远侧到近侧宽度逐步增大。本发明通过输出段的不对称设计，使得过滤环远侧和近侧的流出熔体进入熔体输送管的时间基本一致，解决锦纶纺丝熔体在熔融装置输出过程的粘度差异。

Description

一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置
技术领域
本发明属于锦纶生产设备领域，涉及一种锦纶生产的原料熔融装置，特别涉及一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置。
背景技术
锦纶纤维，以聚酰胺为原料生产的纤维，俗称尼龙（Nylon），英文名称polyamide（简称PA），其染色性能优良、穿着轻便，强度高、耐磨性好，有良好的防水防风性能，是当今民用服装的主要纱线原料之一。但是由于锦纶纤维的大分子中含有易于发生缩聚和开链反应的两个基团－COOH、－NH2，使得锦纶在高温纺丝生产过程中极易发生粘度变化，从而引起生产的不稳定。为了克服生产的不稳定，产业生产装置设计中，舍弃了大容积的管道过滤装置，而以熔融装置螺杆后端的环形过滤来取代。化纤生产中用来熔化切片原料的熔融装置具有卧式的圆柱型熔融腔，熔融腔内设置螺杆作为输送部件，螺杆表面设有螺旋叶片用于输送原料。螺杆水平安装，螺杆尾端后侧的熔融腔有环状设计的过滤环，过滤环外侧设有夹室，过滤环环周开设排料孔，熔融状态的纺丝熔体由内向外径向周圈360度方向排料并过滤，然后在环形的夹室中汇流，通过夹室侧面连接的熔体输送管送出到下一道工序。由于锦纶熔融装置后端是由内向外径向周圈360度方向排料并过滤，然后在夹层腔中向一侧偏心汇流送入熔体输送管，而锦纶纤维生产过程，通过高温熔融得到的纺丝熔体流动粘度较大，属于非牛顿流体类型，就使得靠近熔体输送管一侧的熔体更容易进入熔体输送管，而背离熔体输送管一侧的熔体较不容易进入熔体输送管，从而造成了在这个部位的熔体流动过程，背离熔体输送管一侧的位置的熔体相对于靠近熔体输送管一侧的熔体产生了更长的流动时间，而这一差异化的流动时间对于大分子中含有易于发生缩聚和开链反应的两个－COOH、－NH2基团的锦纶分子来说，就带来了与靠近熔体输送管一侧的熔体的粘度上的差异。这个差异在工厂的生产过程中就以断丝、毛丝、圈丝等的异常形式表现出来，由于这些生产异常发生的根本原因是设备的基本设计上的缺陷引发的，所以从常规的生产控制过程就难以彻底的有效改善。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的锦纶纺丝熔体熔融装置后端输出的熔体存在流动时间差异，导致熔体粘度差异，在生产过程中体现为断丝、毛丝、圈丝等异常，影响锦纶纺丝产品质量问题，提供一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，通过结构改进让熔融装置后端的各个方向流出的纺丝熔体流动时间趋于平衡，使输出熔体更加均匀，改善锦纶纺丝产品的质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，包括熔融装置本体，熔融装置本体的前段为圆柱型熔融段，熔融段内设置有螺杆，其特征在于：所述熔融装置本体在螺杆之后的后段为输出段，所述输出段的内径大于熔融段的内径，输出段的侧面连接有熔体输送管，所述输出段后端封闭，输出段内侧设有圆筒状的过滤环，过滤环上开设有连通过滤环内外侧的出料孔，过滤环的外侧与输出段的内壁之间形成输送夹室，以靠近熔体输送管一侧为近侧，过滤环从近侧到远侧出料孔孔径逐步增大，所述输送夹室从远侧到近侧宽度逐步增大。本方案充分探究非牛顿流体流动性差的特点，通过不对称设计，增加远离熔体输送管一侧的熔体的流出量，减少靠近熔体输送管一侧的熔体的流出量，并减少远离熔体输送管一侧的输送夹室的宽度，以提升熔体流速。根据螺杆的不同规格、输送夹层不同大小、靠近熔体输送管一侧和背离熔体输送管一侧距离差，设计出料孔孔径梯度以及输出夹室的宽度梯度，从而控制过滤环近侧和远侧的熔体流出量和流速比，使得过滤环远侧和近侧的流出熔体进入熔体输送管的时间基本一致，从而解决锦纶纺丝熔体在熔融装置末端输出过程近、远侧的流动时间差异造成的粘度差异，大大降低工厂生产中的断丝、毛丝、圈丝的发生率，提高产品的品质均匀性，降低消耗，经实际使用证明，结构改进后，锦纶纺丝成品的断丝、毛丝、毛圈等疵品率相比改动设计前可以降低80%左右。
作为优选，输出段的后端设有用于封闭的端盖，端盖的前表面伸出圆筒状的过滤环。端盖可以定期打开清理，清除掉一些被出料孔的孔径限制过滤的大颗粒团聚物料。
作为优选，所述过滤环的内径与熔融段内径一致且相互对齐。过滤环与熔融段轴线对齐并保持平滑输出，避免原料轴向输送存在流动死角。
作为优选，所述输出段的内壁偏心设置，输出段近侧内壁与螺杆轴线的径向距离大于输出段远侧内壁与螺杆轴线的径向距离。输出段的通过内壁的偏心设置体现为输送夹室的宽度变化。
作为优选，所述过滤环远侧出料孔的孔径为近侧出料孔的孔径1.3-2倍。
作为优选，所述过滤环从近侧到远侧设置多级出料孔，各级出料孔的孔径呈等差数列或等比数列。
作为优选，所述输送夹室近侧的宽度为远侧宽度的1.3-3倍。
本发明通过熔融装置输出段两侧的不对称设计，增加远离熔体输送管一侧的熔体的流出量，减少靠近熔体输送管一侧的熔体的流出量，减少远离熔体输送管一侧的输送夹室宽度来加快熔体流速，使得过滤环远侧和近侧的流出熔体进入熔体输送管的时间基本一致，从而解决锦纶纺丝熔体在熔融装置输出过程产生的粘度差异，大大降低工厂生产中的断丝、毛丝、圈丝的发生率，提高产品的品质均匀性。
附图说明
图1是本发明一种结构示意图。
图2是本发明图1中过滤环的展开结果示意图。
图中：1、熔融装置本体，2、熔融段，3、螺杆，4、输出段，5、端盖，6、过滤环，7、一级出料孔，8、二级出料孔，9、三级出料孔，10、四级出料孔，11、输送夹室，12、熔体输送管。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例：一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，如图1所示。包括熔融装置本体1，熔融装置本体1的前段为圆柱型熔融段2，熔融段2内设置有螺杆3。熔融装置本体1在螺杆3之后的后段为输出段4，熔融装置本体1输出段4的内径大于熔融段2的内径，输出段4的侧面连接有熔体输送管12。输出段后端通过端盖5封闭，端盖5的前表面伸出圆筒状的过滤环6，过滤环6的内径与熔融段2内径一致且相互对齐。过滤环6上均匀开设有连通过滤环内外侧的出料孔，过滤环6的外侧与输出段4的内壁之间形成输送夹室11，以靠近熔体输送管12一侧为近侧，过滤环从近侧到远侧出料孔孔径逐步增大，所述输送夹室11从远侧到近侧宽度逐步增大。输送夹室11的宽度变化通过输送段4近侧和远侧的壁厚来控制，输出段的内壁偏心设置，输出段近侧内壁与螺杆轴线的径向距离大于输出段远侧内壁与螺杆轴线的径向距离。
如图2所示，过滤环的出料孔从近侧到远侧依次设置四级，分别为孔径逐步增大的一级出料孔7、二级出料孔8、三级出料孔9、四级出料孔10。一级出料孔孔径为3mm，二级出料孔孔径为3.5mm，三级出料孔孔径为4mm，四级出料孔孔径为4.5mm，各级出料孔的圆心间距保持均匀，出料孔的密度可以根据过滤环的面积在保证强度的情况下进行布置，本实施例的图2仅为一种参考布置方式。熔融段过滤环的内径为12cm。输送夹室11近侧的宽度为2cm，远侧的宽度为1.2cm。
本方案通过不对称设计，增加远离熔体输送管一侧的熔体的流出量，减少远离熔体输送管一侧的输送夹室宽度，以提高远离熔体输送管一侧的熔体流速，使得过滤环远侧和近侧的流出熔体进入熔体输送管的时间基本一致，从而解决锦纶纺丝熔体在熔融装置末端输出过程近、远侧的流动时间差异造成的粘度差异，大大降低工厂生产中的断丝、毛丝、圈丝的发生率，提高产品的品质均匀性，降低消耗，经实际使用证明，经过本实施例方案进行结构改进后，锦纶纺丝成品的断丝、毛丝、毛圈等疵品率从改动设计前的2.8%降低到低于0.5%。

Claims (7)

1.一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，包括熔融装置本体，熔融装置本体的前段为圆柱型熔融段，熔融段内设置有螺杆，其特征在于：所述熔融装置本体在螺杆之后的后段为输出段，所述输出段的内径大于熔融段的内径，输出段的侧面连接有熔体输送管，所述输出段后端封闭，输出段内侧设有圆筒状的过滤环，过滤环上开设有连通过滤环内外侧的出料孔，过滤环的外侧与输出段的内壁之间形成输送夹室，以靠近熔体输送管一侧为近侧，过滤环从近侧到远侧出料孔孔径逐步增大，所述输送夹室从远侧到近侧宽度逐步增大。
2.根据权利要求1所述的一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，其特征在于：输出段的后端设有用于封闭的端盖，端盖的前表面伸出圆筒状的过滤环。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，其特征在于：所述过滤环的内径与熔融段内径一致且相互对齐。
4.根据权利要求3所述的一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，其特征在于：所述输出段的内壁偏心设置，输出段近侧内壁与螺杆轴线的径向距离大于输出段远侧内壁与螺杆轴线的径向距离。
5.根据权利要求1或2所述的一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，其特征在于：所述过滤环远侧出料孔的孔径为近侧出料孔的孔径1.3-2倍。
6.根据权利要求1或2所述的一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，其特征在于：所述过滤环从近侧到远侧设置多级出料孔，各级出料孔的孔径呈等差数列或等比数列。
7.根据权利要求1或2所述的一种改善熔体输出均匀性的锦纶纺丝熔融装置，其特征在于：所述输送夹室近侧的宽度为远侧宽度的1.3-3倍。
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