CN113718353B - 一种用于纺丝的喷丝装置及喷丝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纺丝的喷丝装置，涉及纺丝领域，包括纺丝液箱，所述纺丝液箱与喷丝盘连通，所述喷丝盘上设置有若干喷丝孔，每个所述喷丝孔外侧环绕有喷气孔，所述喷丝孔贯穿喷丝盘，喷气孔与喷丝盘内部的气流通道连通，气流通道与供气机构连通，纺丝液箱与加压机构连接，所述供气机构与加压机构通过调节机构连接，所述喷丝盘位于喷丝通道顶部，本发明中，在将供气机构与加压机构通过调节结构连接，能够调节供气量与加压量之间的比值，将由喷丝盘底部喷出的熔融纺丝液及时吹散形成纤维丝，避免由于供气量与喷丝量不匹配导致的供气量不足影响成丝效果或供气量过多导致纤维丝易断裂。

Description

一种用于纺丝的喷丝装置及喷丝方法

技术领域

本发明涉及纺丝领域，具体为一种用于纺丝的喷丝装置及喷丝方法。

背景技术

纺丝包括采用天然纤维纺丝与人造纤维纺丝，其中人造纤维的纺丝方式是将原料经熔融后，使熔融的纺丝液经过喷丝盘喷出，在高温气流冲击下形成纤维丝，再将纤维丝收集纺制。

申请号为CN201410605077.1的申请文件公开了一种应用于制备纳米纤维的气流转盘纺丝装置，包括喂料系统、供气系统以及喷丝系统，所述喂料系统包括螺杆挤出机或纺丝液供给器、计量泵以及纺丝熔体或溶液分配流道；所述供气系统包括空气压缩机、储气罐、供气管道以及气体集流腔；所述喷丝系统包括喷丝转盘、电机和收集器；所述喷丝转盘的中轴为双层中空结构，最内层为芯轴，在电机作用下带动喷丝转盘旋转；所述喷丝转盘沿圆周方向均匀排列多个喷丝孔，每个喷丝孔外周均被环形气流喷嘴所包围。本发明的气流转盘纺丝装置能够制备纳米纤维，且产量显著高于静电纺丝。

但是由于现有的吹风方式均采用直吹的方式，气流流向相对于喷丝孔平行，导致气流仅能作用于喷孔边缘，喷孔中心部分的纺丝液无法被吹到，以至于纺丝液纤维化程度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于纺丝的喷丝装置及喷丝方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于纺丝的喷丝装置，包括纺丝液箱，所述纺丝液箱与喷丝盘连通，所述喷丝盘上设置有若干喷丝孔，每个所述喷丝孔外侧环绕有喷气孔，所述喷丝孔贯穿喷丝盘，喷气孔与喷丝盘内部的气流通道连通，气流通道与供气机构连通，纺丝液箱与加压机构连接，所述供气机构与加压机构通过调节机构连接，所述喷丝盘位于喷丝通道顶部，所述喷丝孔有多组，每组喷丝孔以喷丝盘轴线为中心呈环形阵列，多组喷丝孔呈同心圆分布，位于每个喷丝孔周围环形阵列有多个喷气孔，所述喷气孔轴线与喷丝孔轴线相倾斜。

优选的，所述喷气孔位于喷丝孔外侧转动连接的喷气环上，喷气环与喷丝孔侧面的喷丝管同轴转动连接。

优选的，所述纺丝液箱包括之间间隔固定连接的液箱内壁、液箱外壁，液箱内壁通过内管与喷丝盘连接，液箱外壁通过外管与喷丝盘连接。

优选的，所述加压机构包括与液箱内壁内部连通的加压内筒，所述加压内筒位于与液箱外壁内部连通的加压外筒同轴套接，所述加压内筒与液箱内壁连接处设置有单向阀，位于加压内筒内滑动连接有活塞，所述活塞与单向阀之间设置有复位弹簧，活塞顶端与加压内筒顶部转动连接的加压轴抵触。

优选的，所述活塞顶端为斜切面，加压轴底端通过顶板与活塞顶部抵触，所述活塞侧面固定连接有滑块，所述滑块贯穿加压内筒上的滑槽且滑动连接于滑槽内，加压轴与加压内筒轴向固定。

优选的，所述供气机构包括固定连接于加压轴外侧的扇叶，所述扇叶位于加压外筒内。

优选的，所述调节机构包括贯穿加压杆且与加压杆螺纹连接的调节螺栓，所述调节螺栓底端与顶板固定连接，调节螺栓通过锁定螺栓与加压杆连接。

一种用于纺丝的喷丝装置的喷丝方法，熔融纺丝液经输送设备送入到纺丝液箱中，纺丝液箱内的纺丝液在加压机构的作用下由喷丝盘上的喷丝孔喷出，喷丝孔周围设置喷气孔，通过气流通道使供气机构与喷气孔连通，喷气孔中喷出的热空气直接作用于纺丝纤维上，气体作用距离更短，能够降低热空气流动过程中的能量损失，且供气机构与加压机构通过调节机构连接，能够根据需求，针对纺丝液由纺丝液箱喷出所需压力与纺丝液喷出后所受气流冲击力进行调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在将供气机构与加压机构通过调节结构连接，能够调节供气量与加压量之间的比值，将由喷丝盘底部喷出的熔融纺丝液及时吹散形成纤维丝，避免由于供气量与喷丝量不匹配导致的供气量不足影响成丝效果或供气量过多导致纤维丝易断裂；

2、喷丝盘的喷气环上设置与水平面倾斜的喷气孔作用于喷丝孔圆周，且喷丝盘内部与气源连通，喷气中能够利用气流反作用力使喷气环转动，气流环绕作用于喷丝孔喷出的熔融纺丝液，气流作用更加均匀；

3、纺丝液箱设置为内、外双层结构，气流由纺丝液箱通入，能够利用纺丝液散发的热量加热气流，充分利用热量；

4、纺丝液箱的液箱内壁内部连通加压内筒、液箱外部与加压外筒连通，在加压内筒内部设置加压机构，供气过程中实现加压，实现加压量与供气量比值稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明喷死盘的剖视；

图4为本发明喷气环的局部剖视图；

图5为本发明加压内筒、加压外筒的剖视图；

图6为本发明加压机构、供气机构的结构示意图。

图中：1、纺丝液箱；11、加液管；12、液箱外壁；13、液箱内壁；14、连接块；2、纺丝通道；3、供气通道；4、供气机构；41、扇叶；42、上半段；5、调节机构；51、调节螺栓；52、锁定螺栓；53、伸缩杆；6、加压机构；61、下半段；62、顶杆；63、活塞；64、滑块；65、复位弹簧；7、喷丝盘；71、喷丝孔；72、气流通道；73、喷气环；731、喷气孔；8、供气管；81、供液管；9、单向阀；91、固定环；92、密封盘；93、拉力弹簧；94、支架。

具体实施方式

实施例1

如图1-6所示，一种用于纺丝的喷丝装置，包括用于暂存熔融纺丝液的纺丝液箱1，纺丝液箱1包括之间通过连接块14固定连接的液箱内壁13与液箱外壁12，液箱内壁13底部通过供液管81与供液管81底端固定连接的喷丝盘7连通，喷丝盘7侧面底部通过供气管8与液箱外壁12连通，液箱内壁13顶部与加压内筒连通，位于加压内筒外侧套接有与液箱外壁12连通的加压外筒，在加压内筒顶部设置供气机构4，供气机构4通过调节机构5与加压机构6连接，喷丝盘7侧面设置气流通道72，气流通道72延伸至喷丝盘7内部并与喷丝环所在的圆台形通道内连通，喷丝环外侧与通道侧面贴合，喷丝环内设置呈环形阵列的喷气孔731，且喷气孔731与水平面倾斜。

在喷丝时，将熔融纺丝液经加液管11输送进入纺丝液箱1中，之后供气机构4供气，供气机构4采用扇叶41转动供气，供气机构4位于加压外筒内，同时加压机构6随之运动，向纺丝液箱1内部施加一定的压力，使纺丝液箱1内部的熔融纺丝液在一定压力下由喷丝盘7中的喷丝孔71底部喷出，进入到纺丝通道2中，供气机构4与纺丝机构在同一外置驱动电机下运行，通过调节机构5连接的供气机构4与纺丝机构能够根据纺丝液的特性确定加压量与供气量之间的比值，即能够使喷丝盘7底部喷出一定量的熔融纺丝液后，气流能够及时作用在纺丝液上，使其完全纤维化，如此连续工作下，能够得到质量较高的纤维丝；

纺丝盘侧面的气流通道72与供气管8连通管，气流经供气管8进入到喷气环73上的喷气孔731中，由于气孔倾斜设置，气流喷出时对喷气环73产生反向作用力，使喷气环73以喷丝孔71的轴线为中心转动，能够使气流均匀作用于喷丝孔71喷出的纺丝液圆周侧；

将纺丝液箱1设置为液箱内壁13与液箱外壁12连接的方式，气流由加压外筒进入到液筒内壁与液筒外壁之间，在纺丝液散溢的热量下加热升温，之后经由供气管8与供液管81之间进入到喷丝盘7中，由喷气孔731喷出作用于熔融纺丝液，高速旋转的气流能够使纺丝液纤维化程度更高，若气流速度过快，以至于纺丝液箱1散溢的热量不足以充分加热时，需要电辅助加热，能够降低能耗。

实施例2

如图1-6所示，一种用于纺丝的喷丝装置，其中供气机构4包括扇叶41，扇叶41与加压内筒内部轴线固定、径向转动连接的加压轴固定连接，且加压轴与加压内筒相对密封连接，扇叶41位于加压外筒内部，加压轴底端固定连接顶杆62，顶杆62与活塞63相抵触，活塞63密封滑动连接与加压内筒内部，活塞63顶部为斜面，活塞63侧面固定连接滑块64，滑块64贯穿加压内筒侧面的滑槽，活塞63底部通过复位弹簧65与加压内筒内部固定的支架94连接，支架94底部通过拉力弹簧93与单向阀9中的密封板连接，密封板上侧与加压内筒底部固定的固定环91底面抵触。

供气机构4在外置驱动电机带动下转动时，扇叶41转动，加压轴相对于加压内筒转动，扇叶41转动产生向下的压力，使气流进入加压外筒，实现供气，加压筒转动过程中，加压轴底端固定连接顶板与活塞63抵触，活塞63为倾斜面，顶板与活塞63较低面抵触时，活塞63位于最高点，此时活塞63底部的加压筒部分通过滑槽与外部连通，顶板与活塞63最高点抵触时，活塞63位于加压内筒的最低点，且使滑槽封闭，活塞63压缩位于活塞63与单向阀9之间的空气，使单向阀9打开，将气体送入到纺丝液箱1内部，实现加压，使纺丝液在一定压力下由喷丝孔71喷出，底部连接的复位弹簧65为压缩弹簧，顶板向上移动依靠复位弹簧65的弹力，复位弹簧65底端与加压内筒内部固定连接的支架94固定；

单向阀9为固定环91与密封盘92贴合的方式，活塞63移动到最低点时，加压内筒内部压力大于纺丝液箱1内部压力，使气流进入纺丝液箱1，之后压力平衡后，密封盘92在拉力弹簧93拉力作用下与固定环91贴合实现密封；

加压轴包括与扇叶41固定连接的上半段42、与顶板固定连接的下半段61，上半段42与下半段61之间通过伸缩杆53连接，调节机构5包括与加压轴上半段42转动连接、与下半段61螺纹连接的调节螺栓51，通过转动调节螺栓51的方式能够改变上半段42与下半段61之间的间距，即改变加压轴的长度，加压轴长度改变后，加压轴转动后使活塞63在加压内筒内的行程改变，当加压轴缩短时，活塞63行程距离不变的情况下，其形成范围向上移动，即活塞63底部与滑槽之间的距离改变，活塞63位移相同的情况下，其压缩空气量减小，相反，加压轴伸长的情况下，扇叶41转动速率不变，压缩量增大，能够改变供气量与压缩量之比，锁定螺栓52螺纹连接于调节螺栓51上，锁定螺栓52锁定时，其底端与加压轴顶端抵触，使调节螺栓51与加压轴相对固定。

Claims (4)

1.一种用于纺丝的喷丝装置，包括纺丝液箱(1)，其特征在于：所述纺丝液箱(1)与喷丝盘(7)连通，所述喷丝盘(7)上设置有若干喷丝孔(71)，每个所述喷丝孔(71)外侧环绕有喷气孔(731)，所述喷丝孔(71)贯穿喷丝盘(7)，喷气孔(731)与喷丝盘(7)内部的气流通道(72)连通，气流通道(72)与供气机构(4)连通，纺丝液箱(1)与加压机构(6)连接，所述供气机构(4)与加压机构(6)通过调节机构(5)连接，所述喷丝盘(7)位于喷丝通道顶部，所述喷丝孔(71)有多组，每组喷丝孔(71)以喷丝盘(7)轴线为中心呈环形阵列，多组喷丝孔(71)呈同心圆分布，位于每个喷丝孔(71)周围环形阵列有多个喷气孔(731)，所述喷气孔(731)轴线与喷丝孔(71)轴线相倾斜；

所述喷气孔(731)位于喷丝孔(71)外侧转动连接的喷气环(73)上，喷气环(73)与喷丝孔(71)侧面的喷丝管同轴转动连接；

所述纺丝液箱(1)包括之间间隔固定连接的液箱内壁(13)、液箱外壁(12)，液箱内壁(13)通过内管与喷丝盘(7)连接，液箱外壁(12)通过外管与喷丝盘(7)连接；

所述加压机构(6)包括与液箱内壁(13)内部连通的加压内筒，所述加压内筒位于与液箱外壁(12)内部连通的加压外筒同轴套接，所述加压内筒与液箱内壁(13)连接处设置有单向阀(9)，位于加压内筒内滑动连接有活塞(63)，所述活塞(63)与单向阀(9)之间设置有复位弹簧(65)，活塞(63)顶端与加压内筒顶部转动连接的加压轴抵触；

所述供气机构(4)包括固定连接于加压轴外侧的扇叶(41)，所述扇叶(41)位于加压外筒内。

2.根据权利要求1所述的一种用于纺丝的喷丝装置，其特征在于，所述活塞(63)顶端为斜切面，加压轴底端通过顶板与活塞(63)顶部抵触，所述活塞(63)侧面固定连接有滑块(64)，所述滑块(64)贯穿加压内筒上的滑槽且滑动连接于滑槽内，加压轴与加压内筒轴向固定。

3.根据权利要求2所述的一种用于纺丝的喷丝装置，其特征在于，所述调节机构(5)包括贯穿加压杆且与加压杆螺纹连接的调节螺栓(51)，所述调节螺栓(51)底端与顶板固定连接，调节螺栓(51)通过锁定螺栓(52)与加压杆连接。

4.权利要求1-3任一项所述的一种用于纺丝的喷丝装置的喷丝方法，其特征在于，熔融纺丝液经输送设备送入到纺丝液箱(1)中，纺丝液箱(1)内的纺丝液在加压机构(6)的作用下由喷丝盘(7)上的喷丝孔(71)喷出，喷丝孔(71)周围设置喷气孔(731)，通过气流通道(72)使供气机构(4)与喷气孔(731)连通，喷气孔(731)中喷出的热空气直接作用于纺丝纤维上，气体作用距离更短，能够降低热空气流动过程中的能量损失，且供气机构(4)与加压机构(6)通过调节机构(5)连接，能够根据需求，针对纺丝液由纺丝液箱(1)喷出所需压力与纺丝液喷出后所受气流冲击力进行调节。

Images