CN113718360B - 一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备及循环方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，涉及丙纶线生产领域，包括纺丝甬道，所述纺丝甬道包括由密封出丝机构分隔的固化甬道、出料甬道，所述固化甬道与溶剂供应筒连通，所述溶剂供应筒与热空气供应管连通，所述热空气供应管另一端与储气筒连通，储气筒与固化甬道通过排气机构连通，所述溶剂供应筒内设置有连通器，所述连通器直径较小的一端与热空气供应管连通，能够实现内部循环，避免挥发溶剂散溢，采用排气机构排出部分固化甬道内的气体，降低固化甬道内的压力，使溶剂更易于挥发，丙纶纤维在较低温环境下更易于固化。

Description

一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备及循环方法
技术领域
本发明涉及丙纶线生产领域，具体为一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备及循环方法。
背景技术
丙纶线是通过聚丙烯纤维纺制的，丙纶纤维是利用工业上用途很少的石油精炼中的丙烯废气为原料，聚丙烯通过熔融纺丝制成纤维，其纺丝方法分为干法纺丝与湿法纺丝，干法纺丝是使纺出的丙纶纤维丝丝在空气中固化，湿法纺丝是纺出的丙纶纤维丝在溶液中固化，干法纺丝需要使用纺丝溶剂，熔融聚丙烯喷出丙纶丝后在蒸发的溶剂中固化，纺丝质量较好，但溶剂易挥发污染环境，且成本高。
授权公告号为CN103757752B的申请文件公开了干法纺丝有机溶剂回收与空气循环使用工艺及其装置，在纺丝甬道上从上到下分别设有高温气体的进口；含有机溶剂气体的排放口；次高温气体的进气口；冷却空气的排气口，纺丝甬气体处理系统包括气体处理回路I与气体处理回路II，气体处理回路I回收从排放口排出的气体中的大部分溶剂，气体处理回路II进一步分离回收有机溶剂；通过管路的设计利用自身的能量完成转轮的冷却及再生处理，并将再生后的气体继续投入到气体处理系统作业中，不向系统外排放气体。本发明循环空气及回收的有机溶剂中水份含量低，后续处理过程中不存在有机溶剂水解现象，本发明在溶剂回收过程中不需要低温冷冻水，并实现化纤生产零排放。
但是现有技术中干法纺丝溶剂需要在一定的温度条件下蒸发以气态形式作用于丙纶纤维丝，但是温度过高影响丙纶纤维丝的固化速率，导致丙纶丝易于断裂，无法生产较长的丙纶纤维，温度过低溶剂无法气化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，包括纺丝甬道，所述纺丝甬道包括由密封出丝机构分隔的固化甬道、出料甬道，所述固化甬道与溶剂供应筒连通，所述溶剂供应筒与热空气供应管连通，所述热空气供应管另一端与储气筒连通，储气筒与固化甬道通过排气机构连通，所述溶剂供应筒内设置有连通器，所述连通器直径较小的一端与热空气供应管连通；
将纺丝甬道由密封出丝机构分隔为相对密封的固化甬道与纺丝甬道，固化甬道连接用于循环纺丝溶剂的排气机构、储气筒、热空气供应管、溶剂供应筒，降低固化甬道内的压力，使溶剂易于挥发，同时采用密封出丝机构密在相对密封的条件下出丝，避免溶剂散溢到环境中。
优选的，所述热空气供应管端部固定连接有垂直的导气管，所述导气管内滑动连接有吹气管，所述吹气管与浮球固定连接，吹气管上与浮球连接处设置有吹气孔。
优选的，所述连通器直径较小的一端通过压力阀与固化甬道内部连通，所述连通器包括分别固定于溶剂供应筒内的两个容腔，两个容腔底部通过细管连通，且其中一个容腔直径小于另一容腔直径；
采用连通器作为溶剂供应筒中溶剂的容器，在连通器中直径较小的一端连接热空气供应管，使热空气仅加热一小部分溶剂，使其易于挥发，且挥发速率与热空气供应速率成正比，在连通器中设置浮球与吹气管连接的方式，在溶剂挥发过程中，热空气与溶剂接触距离始终保持不变，保证挥发速率。
优选的，所述密封出丝机构包括固定于固化甬道与出丝甬道之间的密封套，所述密封套内转动连接有两个侧面贴合的出丝轮。
优选的，所述出丝轮包括与密封套转动连接的轮轴，轮轴上固定连接有支撑筒，支撑筒外侧套接有密封套筒。
优选的，所述密封套筒包括分别同轴固定于支撑筒两端的密封环，两个所述密封环之间通过密封圈连接，所述密封环上设置有通孔，位于密封环外端连接有与冷却水箱连通的输水环，所述输水环与支撑筒转动连接；
密封出丝机构设置为两个相对密封的出丝轮相向转动的方式，将固化后的纤维丝以一定速率排出，密封圈与支撑筒之间部分与输水环连通，输水环与水源连接，使密封环保持相对较低的温度，用于冷却纤维丝，避免纤维丝粘附于出丝轮上。
优选的，所述排气机构通过压力管与固化甬道连通，排气机构包括T型筒，T型筒包括与气缸连通的支筒，两端分别与压力管、储气筒连通的直筒，位于直筒内固定有与支筒中部对齐的固定板，所述固定板顶端两侧分别转动连接有第一转板、第二转板。
优选的，所述第一转板一端顶部通过复位铰链与固定板转动连接，第二转板一端底部通过复位铰链与固定板转动连接。
优选的，所述复位铰链包括两个通过轴杆转动连接的连接片，所述连接片上固定有弧杆，所述弧杆贯穿固定板并与固定板滑动连接，弧杆上套接有复位弹簧；
设置T形筒与气缸连接用于排气，仅单向排气的方式，避免储气管中的气体回流造成固化甬道内压力不稳定或其中溶剂含量不稳定而影响纺丝效果。
一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备的循环方法，纺丝溶剂由热空气供应管中排出的热气流蒸发进入到固化甬道内，与热气流一起作用于固化甬道内的丙纶纤维丝上，使其固定，固化甬道侧面固定连接的排气机构将固化甬道内的气体排出，使其内部的压力降低，使纺丝溶剂能够在较低的温度环境下气化作用于丙纶纤维，通过降低温度的方式提高纤维固化速率，纺丝甬道内部压力降低，使纺丝液更易于喷出，排出的气体进入储气筒内，经过热空气供应管加入后再次蒸发一定量的溶剂并携带进入到固化甬道内，循环使用，将纺丝甬道由密封出丝机构分隔为固化甬道与出丝甬道，使固化甬道内部相对封闭，避免挥发后的溶剂直接排出，减少挥发溶剂的排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、纺丝甬道由密封出丝机构分隔为固化甬道与出丝甬道，使出丝过程中固化甬道内相对密封，同时纺丝溶剂在固化甬道、排气机构、储气腔、热空气供应管内部循环，能够实现内部循环，避免挥发溶剂散溢，采用排气机构排出部分固化甬道内的气体，降低固化甬道内的压力，使溶剂更易于挥发，丙纶纤维在较低温环境下更易于固化；
2、溶剂供应筒内设置连通器，使热空气作用于体积较小的一部分溶剂，易于溶剂挥发，且能够根据热空气排量定量挥发，持续补充溶剂，以少量连续的供应溶剂方式提供，保证固化甬道内溶剂含量保持在一定数值范围，保证丙纶纤维品质同时避免溶剂浪费；
3、采用密封出丝机构中两个相对贴合的出丝轮相向转动，将限位丝排出，同时出丝轮设置为循环水冷却的方式，冷却加固限位丝，避免限位丝粘附在出丝轮上；
4、排气方式采用气缸与T型筒配合，T型筒内设置固定板连接第一转板、第二转板，实现单向泵气，避免储气筒内气体回流导致固化甬道内溶剂浓度改变，且能够稳定控制排气量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明溶剂供应筒的剖图视；
图3为本发明纺丝甬道的局部剖视图；
图4为本发明出密封丝机构的剖视图；
图5为本发明排气机构的结构示意图；
图6为本发明固定板的结构示意图。
图中：1、纺丝甬道；11、固化甬道；12、出丝甬道；2、纺丝液腔；3、排气机构；31、直筒；32、支筒；33、固定板；331、第一转板；332、第二转板；333、铰链；334、弧杆；335、复位弹簧；4、储气管；41、热空气供应管；5、溶剂供应筒；51、筒壁；511、大容筒；512、小容筒；513、细管；514、顶部连通管；515、导气管；516、吹气管；5161、吹气孔；517、浮球；6、进气阀；7、密封出丝机构；71、密封套；72、出丝轮；721、轮轴；722、支撑筒；723、密封环；724、密封圈；725、输水环；726、循环水管；8、压力阀；9、气缸。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，纺丝甬道1由密封出丝机构7分隔为固化甬道11与出丝甬道12，固化甬道11底部通过排气机构3与储气筒连通，储气筒通过热空气供应管41与溶剂供应筒5连通，溶剂供应筒5内设置连通器，即筒壁51内设置大容筒511与小容筒512底端通过细管513连通，且顶部通过顶部连通管514连通，将溶剂加入到大容筒511内，使小容筒512内溶剂液面与大容筒511内溶剂液面平齐，热空气供应管41内设置电热丝，小容筒512通过压力阀8与固化甬道11上部连通。
纺丝液由纺丝液腔2在压力作用下经过纺丝甬道1顶部的喷丝板形成丙纶纤维进入到固化甬道11内，在纺丝固化过程中，位于固化甬道11内的气体经排气机构3作用使其部分送入到储气筒内储存，降低固化甬道11内部压力，进入到储气筒内的气体以一定的速率经热空气供应管41排入到溶剂供应筒5内，热空气供应管41与小容筒512内的导气管515连通，导气管515底部滑动连接吹气管516，吹气管516底端连接的浮球517浮于溶剂表面，使吹气管516底部的吹气孔5161位于溶剂表面，热气流经吹气孔5161排出作用于溶剂表面，使少量的纺丝固化溶剂随热空气挥发，之后进入到固化甬道11内，作用于丙纶纤维，如此持续排气、供气能够使固化甬道11内的丙纶纤维固化环境稳定，纤维质量高，且采用密封出丝机构7，使出丝过程中固化甬道11内的挥发溶剂不会扩散，对环境有利。
实施例2
如图1-4所示，一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，其中密封套71密封固定连接于固化甬道11与出丝甬道12的连接处，密封套71内部转动连接有两个平行贴合的出丝轮72，出丝轮72包括与密封套71转动连接的轮轴721，轮轴721与支撑筒722固定连接，位于支撑筒722上固定连接有两个密封环723，两个密封环723侧面通过密封圈724连接，使密封圈724与支撑筒722之间留有水流通道，密封环723上设置有贯穿其两端的通孔，且通孔与支撑筒722上密封转动连接的输水环725连通，输水环725与循环水管726连通。
在出丝过程中，两个出丝轮72的轮轴721上应当分别固定连接齿轮，且两个轮轴721所连接的齿轮啮合，通过外置驱动使左侧出丝轮72顺时针转动，因此能够使另一出丝轮72逆时针转动，两个出丝轮72相向转动，固化后的丙纶纤维在两个出丝轮72带动下被送出固化甬道11而进入到出丝甬道12，密封圈724采用耐高温橡胶材料制成，具有一定的弹力，在丙纶位于两侧的密封圈724之间时，能够使密封圈724发生轻微变形且保持相对较为密封的状态，使纤维丝能够在不被压断的情况下顺利排出，同时避免固化甬道11内部溶剂排出，对环境友好，密封圈724通过密封环723与支撑筒722保持固定，密封环723侧面设置有与输水环725连通的通孔，输水环725又与循环水管726连通，将两端的循环水管726分别连通水源，利用水泵输送水流，使密封圈724内不断流动冷却水，保证密封圈724处于较低温度状态，延长密封圈724的使用寿命，同时避免固化后的丙纶纤维由于温度仍处于较高状态，以至于固化后仍存在粘附出丝轮72上的可能。
实施例3
如图1-6所示，一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，固化甬道11与T型筒通过压力管连通管，T形筒包括直筒31，直筒31中部连通支筒32，支筒32顶部与气缸9连通，气缸9内滑动连接活塞，位于直筒31与支筒32连接处设置有固定板33，固定板33两侧分别转动连接第一转板331，第二转板332，当第一转板331处于水平状态下，直筒31左端与支筒32相对密封，当第二转板332处于水平状态下，支筒32右侧与支筒32处于相对密封状态，第一转板331、第二转板332分别通过铰链333与固定板33转动连接，且第一转板331上部与铰链333连接，第二转板332底部与另一铰链333连接，铰链333上固定连接贯穿固定板33并与固定板33密封滑动连接的弧杆334，弧杆334上套接有复位弹簧335。
在排气时，气缸9首先向上运动，此时支筒32内部压力降低，由于第一转板331顶部与铰链333连接，在直筒31左侧部分与支筒32之间的压差作用下，使第一转板331转动，直筒31左侧的气流进入到支筒32内，同时直筒31右侧的压力大于支筒32内部压力，使第二转板332保持稳定，当活塞运动到极限位置后，气流停止流动，支筒32与直筒31左侧压力相同，此时第一转板331在复位弹簧335作用下转动复位，活塞在外部压力驱动下向下移动，此时支筒32内部的压力大于直筒31右侧的压力，而第一支板已转动至与直筒31左侧密封，因此能够使气流由直筒31右侧排出进入到储气筒内，能够定量排气，便于控制排气量，使固化通道内部压力保持稳定。

Claims (8)

1.一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，包括纺丝甬道(1)，其特征在于，所述纺丝甬道(1)包括由密封出丝机构(7)分隔的固化甬道(11)、出料甬道，所述固化甬道(11)与溶剂供应筒(5)连通，所述溶剂供应筒(5)与热空气供应管(41)连通，所述热空气供应管(41)另一端与储气筒连通，储气筒与固化甬道(11)通过排气机构(3)连通，所述溶剂供应筒(5)内设置有连通器，所述连通器直径较小的一端与热空气供应管(41)连通；
所述热空气供应管(41)端部固定连接有垂直的导气管(515)，所述导气管(515)内滑动连接有吹气管(516)，所述吹气管(516)与浮球(517)固定连接，吹气管(516)上与浮球(517)连接处设置有吹气孔(5161)；
所述连通器直径较小的一端通过压力阀(8)与固化甬道(11)内部连通，所述连通器包括分别固定于溶剂供应筒(5)内的两个容腔，两个容腔底部通过细管(513)连通，且其中一个容腔直径小于另一容腔直径。
2.根据权利要求1所述的一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，其特征在于：所述密封出丝机构(7)包括固定于固化甬道(11)与出丝甬道(12)之间的密封套(71)，所述密封套(71)内转动连接有两个侧面贴合的出丝轮(72)。
3.根据权利要求2所述的一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，其特征在于：所述出丝轮(72)包括与密封套(71)转动连接的轮轴(721)，轮轴(721)上固定连接有支撑筒(722)，支撑筒(722)外侧套接有密封套(71)筒。
4.根据权利要求3所述的一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，其特征在于：所述密封套(71)筒包括分别同轴固定于支撑筒(722)两端的密封环(723)，两个所述密封环(723)之间通过密封圈(724)连接，所述密封环(723)上设置有通孔，位于密封环(723)外端连接有与冷却水箱连通的输水环(725)，所述输水环(725)与支撑筒(722)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，其特征在于：所述排气机构(3)通过压力管与固化甬道(11)连通，排气机构(3)包括T型筒，T型筒包括与气缸(9)连通的支筒(32)，两端分别与压力管、储气筒连通的直筒(31)，位于直筒(31)内固定有与支筒(32)中部对齐的固定板(33)，所述固定板(33)顶端两侧分别转动连接有第一转板(331)、第二转板(332)。
6.根据权利要求5所述的一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，其特征在于：所述第一转板(331)一端顶部通过复位铰链(333)与固定板(33)转动连接，第二转板(332)一端底部通过复位铰链(333)与固定板(33)转动连接。
7.根据权利要求6所述的一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备，其特征在于：所述复位铰链(333)包括两个通过轴杆转动连接的连接片，所述连接片上固定有弧杆(334)，所述弧杆(334)贯穿固定板(33)并与固定板(33)滑动连接，弧杆(334)上套接有复位弹簧(335)。
8.权利要求1-7任一项所述的一种干法生产丙纶线的纺丝溶剂循环设备的循环方法，其特征在于：纺丝溶剂由热空气供应管(41)中排出的热气流蒸发进入到固化甬道(11)内，与热气流一起作用于固化甬道(11)内的丙纶纤维丝上，使其固定，固化甬道(11)侧面固定连接的排气机构(3)将固化甬道(11)内的气体排出，使其内部的压力降低，使纺丝溶剂能够在较低的温度环境下气化作用于丙纶纤维，通过降低温度的方式提高纤维固化速率，纺丝甬道(1)内部压力降低，使纺丝液更易于喷出，排出的气体进入储气筒内，经过热空气供应管(41)加入后再次蒸发一定量的溶剂并携带进入到固化甬道(11)内，循环使用，将纺丝甬道(1)由密封出丝机构(7)分隔为固化甬道(11)与出丝甬道(12)，使固化甬道(11)内部相对封闭，避免挥发后的溶剂直接排出，减少挥发溶剂的排放。
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