CN113622035A - 一种湿法纺丝凝固设备及凝固方法 - Google Patents

一种湿法纺丝凝固设备及凝固方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种湿法纺丝凝固设备及凝固方法，涉及湿法纺丝凝固领域，本发明包括凝固浴池；所述凝固浴池内设有纺丝液导管，纺丝液导管旁侧于凝固浴池内布置流通调节机构，流通调节机构同凝固浴池相接；所述流通调节机构包括进出液组件，进出液组件内套设有控制组件，控制组件同进出液组件相转动连接，转动期间控制组件较进出液组件做挤压或远离动作，用于匹配纺丝液导管和进出液组件的输液量；所述控制组件较进出液组件向外延伸，转动势必产生离心力，而控制组件则依托离心力，对进出液组件内管道做挤压或远离动作，以控制进出液组件的流量，对纺丝液流量与进出液组件进行适配，保持凝固浴池内凝固浴液呈动态稳定数值。

Description

一种湿法纺丝凝固设备及凝固方法
技术领域
本发明涉及湿法纺丝凝固领域，尤其涉及一种湿法纺丝凝固设备及凝固方法。
背景技术
湿法纺丝是将聚合物溶于溶剂中，通过喷丝孔喷出细流，进入凝固浴形成纤维的化学纤维纺丝方法，适用于湿法纺丝的成纤聚合物，其分解温度低于熔点或加热时易变色，且能溶解在适当溶剂中。
湿法纺丝中，从喷丝孔压出的原液细流进入凝固浴，原液细流中的溶剂向凝固浴液扩散，浴液中的沉淀剂向细流扩散，这种扩散称为双扩散，通过扩散使原液细流达到临界浓度，聚合物于凝固浴液中析出而形成纤维。
基于上述所述的纤维制成方法，凝固浴内凝固浴液的浓度需保持在恒定范围内，因而，在喷丝期间需将喷丝量与凝固浴液的进液量进行匹配，以动态调节凝固这一物理化学过程，现如今，各式各样的传感器应用至工业生产，其中流量传感器为监控流量所用，但应用至凝固中，首先，湿法纺丝中纺丝原液的温度高，而流量传感所用的磁性转子受温度波动影响大，导致监测数据差问题。
基于此问题，需求一种能够将喷丝量与凝固浴液的进液量进行动态关联的纺丝凝固设备，以确保纺丝中，凝固浴液在最佳浓度范围内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湿法纺丝凝固设备及凝固方法，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：包括凝固浴池；
所述凝固浴池内设有纺丝液导管，纺丝液导管旁侧于凝固浴池内布置流通调节机构，流通调节机构同凝固浴池相接；
所述流通调节机构包括进出液组件，进出液组件内套设有控制组件，控制组件同进出液组件相转动连接，转动期间控制组件较进出液组件做挤压或远离动作，用于匹配纺丝液导管和进出液组件的输液量；
所述控制组件较进出液组件向外延伸，控制组件向外延伸部分插入纺丝液导管内，用于获取动能。
优选的，所述进出液组件包括锥管，锥管一侧端部设有管座，管座内套设有入液管，入液管较管座向外延伸，所述入液管外围以环形布置设有多个分管，多个分管的一端与入液管相接，多个分管的另一端贯穿伸入锥管内；
所述锥管背向管座一端连接有汇流管，汇流管内设有腔体，汇流管旁侧设有排液管，排液管一端贯穿伸入腔体内；
所述锥管内等分布置有与多个分管一一对接的软管，软管一端与分管相接，软管另一端贯穿伸入腔体内。
优选的，所述进出液组件还包括安装座，安装座背向锥管至汇流管另一端部相接，所述安装座内设有密封轴承，所述控制组件插入密封轴承内，且控制组件较密封轴承为十字穿插布置。
优选的，所述控制组件包括锥杆，锥杆两端分设有主轴，其中一个主轴插入锥管端部同锥管相转动连接，另一个主轴穿插安装座同安装座相转动连接，且另一个主轴较安装座向外延伸，另一个主轴的向外延伸端固定有叶轮；
所述锥管外壁等分布置有多个条形槽，多个条形槽内均设有弹簧，弹簧一端至条形槽的一侧端部固定，所述锥杆外围设有多个与条形槽数量相适配的触块，触块同条形槽相滑动适配，所述弹簧另一端同触块相接。
优选的，所述锥杆至锥管之间设有间距逐渐增大的间隙，所述触块置于间隙内较软管做挤压或远离动作。
优选的，所述流通调节机构还包括缓流件，缓流件背向汇流管至排液管的另一端固定。
优选的，所述缓流件包括套筒和纱网，套筒与排液管相接，套筒内充填有纱网，用于缓冲液体排出压力。
优选的，所述纺丝液导管一端较凝固浴池向外延伸，纺丝液导管另一端连接有喷丝头，用于喷出纺丝液。
优选的，所述凝固浴池侧壁设有溢流口。
一种湿法纺丝凝固设备及凝固方法，包括，其特征在于，包括如下凝固步骤：
1)纺丝液由纺丝液导管以及喷丝头注入凝固浴池内，在此期间，纺丝液会稀释凝固浴池内凝固浴液的浓度，因而，控制组件基于纺丝液导管内流动纺丝液，所产生的动能，至进出液组件内转动；
2)转动中，控制组件产生的离心力，使得控制组件较进出液组件发生动态形状变化，而该变化过程，为控制组件较进出液组件内管道做挤压或远离动作；
3)挤压时，进出液组件内管道凝固浴液的流量下降，相应的，挤压力度减小直至远离时，进出液组件内管道内凝固浴液的流量逐渐增大直至设定上限；
4)挤压或远离动作同纺丝液流量相动态适应，从而，由进出液组件输入与纺丝液流量相适应的凝固浴液，以保证凝固浴池内凝固浴液在动态稳定数值范围内。
本发明的有益效果是：
本发明中，控制组件通过插入纺丝液导管内，获取纺丝液流动时产生的动能，以在动能的作用下，驱动控制组件较进出液组件转动，转动势必产生离心力，而控制组件则依托离心力，对进出液组件内管道做挤压或远离动作，以控制进出液组件的流量，对纺丝液流量与进出液组件进行适配，保持凝固浴池内凝固浴液呈动态稳定数值。
附图说明
图1为本发明一种湿法纺丝凝固设备的结构示意图；
图2为本发明中流量调节机构的结构示意图；
图3为本发明中进出液组件同控制组件的组合结构示意图；
图4为本发明中进出液组件同控制组件组合后的部分剖面示意图；
图5为本发明中控制组件结构示意图；
附图标记：1、溢流口；2、纺丝液导管；3、凝固浴池；4、流通调节机构；5、喷丝头；41、缓流件；42、进出液组件；43、控制组件；421、入液管；422、分管；423、管座；424、锥管；425、汇流管；426、安装座；427、排液管；428、软管；431、叶轮；432、主轴；433、触块；434、锥杆；435、条形槽；436、弹簧。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
在具体实施时，包括凝固浴池3，凝固浴池3内设有纺丝液导管2，纺丝液导管2旁侧于凝固浴池3内布置流通调节机构4，流通调节机构4同凝固浴池3相接。
流通调节机构4包括进出液组件42，进出液组件42内套设有控制组件43，控制组件43同进出液组件42相转动连接，控制组件43较进出液组件42向外延伸，控制组件43向外延伸部分插入纺丝液导管2内，用于获取转动动能，转动期间，控制组件43较进出液组件42做挤压或远离动作，用于匹配纺丝液导管2和进出液组件42的输液量。
如图1-2所示，控制组件43同进出液组件42相组合，组合期间，控制组件43通过插入纺丝液导管2内，获取纺丝液流动时产生的动能，以在动能的作用下，驱动控制组件43较进出液组件42转动，转动势必产生离心力，而控制组件43则依托离心力，对进出液组件42内管道做挤压或远离动作，以控制进出液组件42的流量，将纺丝液流量与进出液组件42相适配，保持凝固浴池3内凝固浴液呈动态稳定数值。
在具体实施时，进出液组件42包括锥管424，锥管424一侧端部设有管座423，管座423内套设有入液管421，入液管421较管座423向外延伸，入液管421外围以环形布置设有多个分管422，多个分管422的一端与入液管421相接，多个分管422的另一端贯穿伸入锥管424内。
锥管424背向管座423一端连接有汇流管425，汇流管425内设有腔体，汇流管425旁侧设有排液管427，排液管427一端贯穿伸入腔体内。
锥管424内等分布置有与多个分管422一一对接的软管428，软管428一端与分管422相接，软管428另一端贯穿伸入腔体内。
如图2-4所示，进出液组件42为凝固浴液的输送结构，即，入液管421通过连接存放凝固浴液的容器，以在泵组的支持下，将凝固浴液自入液管421、分管422和软管428所组成的管道系统导入汇流管425，此后，在管压的持续作用下，由排液管427向外排出。
在具体实施时，进出液组件42还包括安装座426，安装座426背向锥管424至汇流管425另一端部相接，安装座426内设有密封轴承，控制组件43插入密封轴承内，且控制组件43较密封轴承为十字穿插布置。
如图2-3所示，安装座426为适配纺丝液导管2的固定结构，即，通过安装座426与纺丝液导管2相组合连接，对控制组件43同进出液组件42的组合体进行定位，此外，通过设置密封轴承，首先，避免纺丝液导管2内纺丝液溢流，其次，利于控制组件43在纺丝液的驱动下，至进出液组件42内转动。
在具体实施时，控制组件43包括锥杆434，锥杆434两端分设有主轴432，其中一个主轴432插入锥管424端部同锥管424相转动连接，另一个主轴432穿插安装座426同安装座426相转动连接，且另一个主轴432较安装座426向外延伸，另一个主轴432的向外延伸端固定有叶轮431。
锥管424外壁等分布置有多个条形槽435，多个条形槽435内均设有弹簧436，弹簧436一端至条形槽435的一侧端部固定，锥杆434外围设有多个与条形槽435数量相适配的触块433，触块433同条形槽435相滑动适配，弹簧436另一端同触块433相接。
如图2-5所示，控制组件43为控制进出液组件42输送凝固浴液的控制结构，其控制原理在于自身转动时所产生的离心力，即，锥杆434转动期间，触块433受离心力作用下，较条形槽435滑动，滑动中较软管428挤压或远离动作，其中挤压时，软管428内凝固浴液的流量下降，相应的，挤压力度减小直至远离时，软管428内凝固浴液的流量逐渐增大直至设定上限，而离心力的产生根源，源自纺丝液流动时作用至叶轮431处产生的动能，即，通过将纺丝液流速与凝固浴液流速相适配，可有效调节凝固浴液至凝固浴池3内的动态数值。
在具体实施时，锥杆434至锥管424之间设有间距逐渐增大的间隙，触块433置于间隙内较软管428做挤压或远离动作。
如图4-5所示，间隙的设置，首先，利于触块433至间隙内滑动，其次，基于间隙逐渐增大这一设定，在离心力的作用下，调节触块433至软管428处的挤压力度，从而便于控制凝固浴液的流量。
在具体实施时，流通调节机构4还包括缓流件41，缓流件41背向汇流管425至排液管427的另一端固定，其中，缓流件41包括套筒和纱网，套筒与排液管427相接，套筒内充填有纱网，用于缓冲液体排出压力。
如图1-2所示，缓流件41旨在凝固浴液排出时，对凝固浴液的排出动能进行缓冲，从而避免凝固浴液排出时，因压力大，所导致的凝固浴池3内凝固浴液大幅度波动问题。
在具体实施时，纺丝液导管2一端较凝固浴池3向外延伸，纺丝液导管2另一端连接有喷丝头5，用于喷出纺丝液，并且，凝固浴池3侧壁设有溢流口1。
如图1所示，喷丝头5为适配纺丝液导管2的执行结构，即纺丝液自纺丝液导管2排出后，依托喷丝头5处设置的多个喷孔，对纺丝液实施细分排出处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：包括凝固浴池(3)；
所述凝固浴池(3)内设有纺丝液导管(2)，纺丝液导管(2)旁侧于凝固浴池(3)内布置流通调节机构(4)，流通调节机构(4)同凝固浴池(3)相接；
所述流通调节机构(4)包括进出液组件(42)，进出液组件(42)内套设有控制组件(43)，控制组件(43)同进出液组件(42)相转动连接，转动期间控制组件(43)较进出液组件(42)做挤压或远离动作，用于匹配纺丝液导管(2)和进出液组件(42)的输液量；
所述控制组件(43)较进出液组件(42)向外延伸，控制组件(43)向外延伸部分插入纺丝液导管(2)内，用于获取动能。
2.根据权利要求1所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述进出液组件(42)包括锥管(424)，锥管(424)一侧端部设有管座(423)，管座(423)内套设有入液管(421)，入液管(421)较管座(423)向外延伸，所述入液管(421)外围以环形布置设有多个分管(422)，多个分管(422)的一端与入液管(421)相接，多个分管(422)的另一端贯穿伸入锥管(424)内；
所述锥管(424)背向管座(423)一端连接有汇流管(425)，汇流管(425)内设有腔体，汇流管(425)旁侧设有排液管(427)，排液管(427)一端贯穿伸入腔体内；
所述锥管(424)内等分布置有与多个分管(422)一一对接的软管(428)，软管(428)一端与分管(422)相接，软管(428)另一端贯穿伸入腔体内。
3.根据权利要求1或2所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述进出液组件(42)还包括安装座(426)，安装座(426)背向锥管(424)至汇流管(425)另一端部相接，所述安装座(426)内设有密封轴承，所述控制组件(43)插入密封轴承内，且控制组件(43)较密封轴承为十字穿插布置。
4.根据权利要求1所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述控制组件(43)包括锥杆(434)，锥杆(434)两端分设有主轴(432)，其中一个主轴(432)插入锥管(424)端部同锥管(424)相转动连接，另一个主轴(432)穿插安装座(426)同安装座(426)相转动连接，且另一个主轴(432)较安装座(426)向外延伸，另一个主轴(432)的向外延伸端固定有叶轮(431)；
所述锥管(424)外壁等分布置有多个条形槽(435)，多个条形槽(435)内均设有弹簧(436)，弹簧(436)一端至条形槽(435)的一侧端部固定，所述锥杆(434)外围设有多个与条形槽(435)数量相适配的触块(433)，触块(433)同条形槽(435)相滑动适配，所述弹簧(436)另一端同触块(433)相接。
5.根据权利要求4所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述锥杆(434)至锥管(424)之间设有间距逐渐增大的间隙，所述触块(433)置于间隙内较软管(428)做挤压或远离动作。
6.根据权利要求1所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述流通调节机构(4)还包括缓流件(41)，缓流件(41)背向汇流管(425)至排液管(427)的另一端固定。
7.根据权利要求6所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述缓流件(41)包括套筒和纱网，套筒与排液管(427)相接，套筒内充填有纱网，用于缓冲液体排出压力。
8.根据权利要求1所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述纺丝液导管(2)一端较凝固浴池(3)向外延伸，纺丝液导管(2)另一端连接有喷丝头(5)，用于喷出纺丝液。
9.根据权利要求8所述的一种湿法纺丝凝固设备，其特征在于：所述凝固浴池(3)侧壁设有溢流口(1)。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种湿法纺丝凝固设备的凝固方法，其特征在于，包括如下凝固步骤：
1)纺丝液由纺丝液导管以及喷丝头注入凝固浴池内，在此期间，纺丝液会稀释凝固浴池内凝固浴液的浓度，因而，控制组件基于纺丝液导管内流动纺丝液，所产生的动能，至进出液组件内转动；
2)转动中，控制组件产生的离心力，使得控制组件较进出液组件发生动态形状变化，而该变化过程，为控制组件较进出液组件内管道做挤压或远离动作；
3)挤压时，进出液组件内管道凝固浴液的流量下降，相应的，挤压力度减小直至远离时，进出液组件内管道内凝固浴液的流量逐渐增大直至设定上限；
4)挤压或远离动作同纺丝液流量相动态适应，从而，由进出液组件输入与纺丝液流量相适应的凝固浴液，以保证凝固浴池内凝固浴液在动态稳定数值范围内。
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