CN113755954A - 一种湿法长丝纺丝设备及纺丝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺丝领域，尤其涉及一种湿法长丝纺丝设备及纺丝方法。所述湿法长丝纺丝设备蓄水箱、第一导丝管、第二导丝管、转接器、导浆器和回旋管，所述蓄水箱顶部安装有水泵，水泵的进液口与蓄水箱连接，所述第一导丝管设置在蓄水箱上方，水泵排液端与第一导丝管底端连接，所述第一导丝管采用若干螺旋状管道组合成，所述第一导丝管的底端内部固定有喷丝头，且喷丝头连接有导浆器，采用螺旋状的第一导丝管套设螺旋状的第二导丝管对纺丝浆液传导，不仅保障较长的传导路径，而且相对于传统的凝固浴极大节省空间，也降低了生产成本。

Description

一种湿法长丝纺丝设备及纺丝方法
技术领域
本发明涉及纺丝领域，尤其涉及一种湿法长丝纺丝设备及纺丝方法。
背景技术
湿法纺丝是化学纤维主要纺丝方法之一，简称湿纺。将成纤高聚物溶解在适当的溶剂中，得到一定组成、一定粘度并具有良好可纺性的溶液，称纺丝原液。也可由均相溶液聚合直接得到纺丝原液。高聚物在溶解前先发生溶胀，即溶剂先向高聚物内部渗入，使大分子之间的距离不断增大，然后溶解形成均匀的溶液。整个过程所需时间很长，溶胀过程的速度对溶解速度有重要影响。高聚物溶液在纺丝之前，须经混和、过滤和脱泡等纺前准备工序，以使纺丝原液的性质均匀一致，除去其中所夹带的凝胶块和杂质并脱除液中的气泡。在粘胶纤维生产中，纺前准备还包括熟成工序，使粘胶具有必要的可纺性。
传统的湿法纺丝需要采用一定长度的凝固浴对纺丝凝固，纺丝液进入喷丝头，从喷丝头毛细孔中挤出的溶液细流进入凝固浴，溶液细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的凝固剂向细流内部扩散(双扩散)。于是聚合物在凝固浴中析出而形成初生纤维，这是重要的一步，由于“双扩散”的作用使得凝固浴长度与宽度不能随意更改，因此凝固浴也是湿法纺丝中较为占用空间的一个环节，使整个湿法纺丝工艺占据空间庞大，建筑、设备投资都大，成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种湿法长丝纺丝设备及纺丝方法。
本发明提供的湿法长丝纺丝设备包括：蓄水箱、第一导丝管、第二导丝管、转接器、导浆器和回旋管，所述蓄水箱顶部安装有水泵，水泵的进液口与蓄水箱连接，所述第一导丝管设置在蓄水箱上方，水泵排液端与第一导丝管底端连接，所述第一导丝管采用若干螺旋状管道组合成，所述第一导丝管的底端内部固定有喷丝头，且喷丝头连接有导浆器。
优选的，所述第一导丝管内侧设置有第二导丝管，第二导丝管采用若干螺旋状管道组合成，所述第一导丝管顶端连接有转接器，第二导丝管的顶端与转接器连接。
优选的，所述第一导丝管和第二导丝管的旋向相反。
优选的，所述转接器包括转接盒，所述转接盒与第一导丝管顶端连接，转接盒表面连接有衔接管，且衔接管与第二导丝管连接，转接盒内部位于衔接管对应位置转动设置有导辊，所述水泵的排水端连接有补液管，补液管的顶端与衔接管倾斜连接。
优选的，所述第一导丝管内部设置有回旋管，回旋管的顶端与第一导丝管的顶端连通，且回旋管的底端与蓄水箱连通，所述转接盒表面连接有回流管，回流管底端与蓄水箱连接。
优选的，所述第二导丝管的底部端口呈向上弯折状，且第二导丝管的弯折端口高于第二导丝管与转接器连接的端口。
优选的，所述导浆器包括筒壳，所述筒壳内部固定有隔板，隔板表面均匀开设有通孔，且隔板一侧粘接有隔膜，所述喷丝头与筒壳连接，所述筒壳侧边连接注浆管，注浆管的中部安装有单向阀，所述筒壳内部均匀滑动有阀芯块，阀芯块通过复位弹簧与隔板连接，所述筒壳中心处安装有马达，马达输出轴固定有转板，转板靠近阀芯块一侧固定有动球块，阀芯块两端均固定有定球块。
优选的，所述定球块与通孔位置一一对齐，所述阀芯块一端定球块的数目是动球块数目的整数倍。
一种湿法长丝的纺丝方法，具体步骤如下：
1)纺丝原液的驱动设备与导浆器连接实现供液，通过导浆器二次施压将纺丝浆液通过喷丝头喷入第一导丝管内部；
2)开启水泵将蓄水箱内的凝固剂由下往上导入第一导丝管内部；
3)凝固剂带动纺丝浆液导入转接器内，浆液形成的纤维丝导入第二导丝管内，第一导丝管内的凝固剂大部分回流蓄水箱内，剩余凝固剂经过回流管回流蓄水箱内；
4)通过水泵将蓄水箱内的凝固剂导入第二导丝管内，初步成型的纤维丝被凝固剂冲刷导动；
5)成型纤维丝通过第二导丝管的弯折端排出被收卷。
与相关技术相比较，本发明提供的湿法长丝纺丝设备及纺丝方法具有如下有益效果：
1、本发明采用螺旋状的第一导丝管套设螺旋状的第二导丝管对纺丝浆液传导，不仅保障较长的传导路径，而且相对于传统的凝固浴极大节省空间，也降低了生产成本；
2、本发明的第一导丝管和第二导丝管均采用多个螺旋管组合，使纤维丝分成对个独立路径进行传导，增加纤维丝与凝固剂的接触面积，配合转接器对第二导丝管内凝固剂的更新，使纤维丝内的溶剂得到充分扩散，而凝固剂也充分作用于纤维丝，成丝效率高；
3、本发明采用的第一导丝管和第二导丝管旋向相反，有效缓解成型纤维丝因螺旋传导发生的微扭转，使第二导丝管端部排出的纤维丝较为顺滑；
4、本发明的第一导丝管内凝固剂由下往上传导，第二导丝管的排出位置高于进入位置，也形成由低势往高势传导凝固剂，两个阶段的凝固剂传导都避免了重力对凝固的加速影响，形成溢流式传导，更加稳定把控凝固剂传导速度，提高纤维丝的成型质量；
5、本发明将喷丝头与导浆器连接，采用导浆器间歇挤压功能，实现对浆液辅助施压排出，有效解决远距离对浆液的增压导动带来的排液不稳的情况发生，提高浆液喷射均匀性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图之一；
图2为本发明的整体结构示意图之二；
图3为本发明的第一导丝管结构示意图；
图4为本发明的第二导丝管结构示意图；
图5为本发明的转接器结构示意图；
图6为本发明的回旋管底部结构示意图；
图7为本发明的第一导丝管底部连接结构示意图；
图8为本发明的喷丝头与导浆器连接结构示意图；
图9为本发明的导浆器结构示意图之一；
图10为本发明的导浆器结构示意图之二；
图11为本发明的导浆器结构示意图之三。
图中标号：1、蓄水箱；2、第一导丝管；3、第二导丝管；4、转接器；41、转接盒；42、回流管；43、衔接管；44、补液管；45、导辊；5、导浆器；50、隔板；51、筒壳；52、注浆管；53、单向阀；54、阀芯块；55、定球块；56、马达；57、转板；58、动球块；59、复位弹簧；510、隔膜；511、通孔；6、回旋管；7、水泵；8、喷丝头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
请参阅图1至图11，本发明实施例提供的一种湿法长丝纺丝设备，所述湿法长丝纺丝设备包括：
蓄水箱1、第一导丝管2、第二导丝管3、转接器4、导浆器5和回旋管6，所述蓄水箱1顶部安装有水泵7，水泵7的进液口与蓄水箱1连接，所述第一导丝管2设置在蓄水箱1上方，水泵7排液端与第一导丝管2底端连接，所述第一导丝管2内侧设置有第二导丝管3，所述第一导丝管2顶端连接有转接器4，第二导丝管3的顶端与转接器4连接，所述第一导丝管2内部设置有回旋管6，回旋管6的顶端与第一导丝管2的顶端连通，且回旋管6的底端与蓄水箱1连通，所述第一导丝管2的底端内部固定有喷丝头8，且喷丝头8连接有导浆器5。
通过水泵7将凝固剂导入第一导丝管2内，通过导浆器5和喷丝头8将纺丝浆液导入第一导丝管2内，凝固剂带动纺丝浆液螺旋上移，通过转接器4的换向将纤维丝导入第二导丝管3内，同时第一导丝管2内的凝固剂排出，通过转接器4将新的凝固剂导入第二导丝管3内对纤维丝进行二次凝固与传导；
第一导丝管2和第二导丝管3构成两个导丝路径，第一导丝管2和第二导丝管3的套设极大节省空间占用，转接器4用于纤维丝在第一导丝管2和第二导丝管3之间的传导，不仅在这个部位实现凝固剂的更换，而且转接器4的部位方便调整纤维丝的传导。
其中，所述第一导丝管2和第二导丝管3均采用若干螺旋状管道组合成，螺旋状的第一导丝管2和第二导丝管3在一定空间能具有较长的传导路径，使纺丝浆液有足够的凝固时间，而且多个螺旋管组成的第一导丝管2和第二导丝管3使纺丝浆液多个独立路线传导，增加纺丝浆液与凝固剂的接触面积，配合第一导丝管2和第二导丝管3衔接部位凝固剂的更换，使纺丝浆液成型纤维中的溶剂得到充分扩散，纤维丝成型效率高，第一导丝管2和第二导丝管3的旋向相反，有效缓解成型纤维丝因螺旋传导发生的微扭转，使第二导丝管3端部排出的纤维丝较为顺滑。
请参阅图4，所述第二导丝管3的底部端口呈向上弯折状，且第二导丝管3的弯折端口高于第二导丝管3与转接器4连接的端口，第二导丝管3设置最高位置的排出端，使第二导丝管3内的凝固剂始终处于向上流动的趋势，凝固剂呈溢出形式导动，避免重力对凝固剂的传导产生加速影响，便于把控凝固剂的流速，同样第一导丝管2内的凝固剂由下往上导动起到同样的效果。
请参阅图5，所述转接器4包括转接盒41、衔接管43、补液管44和导辊45，所述转接盒41与第一导丝管2顶端连接，转接盒41表面连接有衔接管43，且衔接管43与第二导丝管3连接，转接盒41内部位于衔接管43对应位置转动设置有导辊45，所述水泵7的排水端连接有补液管44，补液管44的顶端与衔接管43连接，所述转接盒41表面连接有回流管42，回流管42底端与蓄水箱1连接。
第一导丝管2内初步成型的限位丝导入转接盒41内，经过导辊45换向使纤维丝通过衔接管43导入第二导丝管3内，而第一导丝管2内的凝固剂在顶部导入回旋管6内排出，剩余部分导入转接盒41内经过回流管42排出，使第一阶段的凝固剂被回收，通过水泵7将新的凝固剂通过补液管44导入衔接管43和第二导丝管3内，对纤维丝进行第二阶段的传导、凝固。
其中，所述补液管44的顶端与衔接管43倾斜连接，倾斜设置的补液管44，使第二阶段导入的凝固剂朝着第二导丝管3的方向进入，与纤维丝走向顺势，实现对纤维丝冲刷传导，而且避免凝固剂反流至转接盒41内。
传统的纺丝浆液依靠计量泵施压导动，从计量泵到喷丝头8的位置有较长距离，因此喷丝头8位置对纺丝浆液的压力不够稳定，压力均匀性不高，从而会影响纺丝浆液的喷出质量，本申请采用导浆器5克服这一技术问题，具体操作如下：
请参阅图7至图11，所述导浆器5包括隔板50、筒壳51、注浆管52、单向阀53、阀芯块54、定球块55、马达56、转板57、动球块58、复位弹簧59、隔膜510和通孔511，所述筒壳51内部固定有隔板50，隔板50表面均匀开设有通孔511，且隔板50一侧粘接有隔膜510，所述喷丝头8与筒壳51连接，所述筒壳51侧边连接注浆管52，注浆管52的中部安装有单向阀53，所述筒壳51内部均匀滑动有阀芯块54，阀芯块54通过复位弹簧59与隔板50连接，所述筒壳51中心处安装有马达56，马达56输出轴固定有转板57，转板57靠近阀芯块54一侧固定有动球块58，阀芯块54两端均固定有定球块55；
一定压力的浆液经过注浆管52导入筒壳51内，浆液充满隔膜510和筒壳51之间空间，开启马达56带动转板57匀速转动，通过动球块58与定球块55的挤压使阀芯块54克服复位弹簧59的弹力向前移动，前部定球块55穿过通孔511挤压隔膜510，使隔膜510与筒壳51之间空间减小，配合单向阀53的防逆效果，将浆液施压导入喷丝头8内喷出，而马达56驱动转板57高速旋转，使动球块58与定球块55高频接触，使隔膜510被高频挤压，对浆液辅助施加稳定的挤出力，使浆液挤出较为稳定。
隔膜510采用的是RF3230耐高温离型膜。
另外，所述定球块55与通孔511位置一一对齐，所述阀芯块54一端定球块55的数目是动球块58数目的整数倍，使动球块58能同步对定球块55施压和释压，使隔膜510有较为明显的变形，起到辅助排出浆液的目的。
一种湿法长丝的纺丝方法，具体步骤如下：
1)纺丝原液的驱动设备与导浆器5连接实现供液，通过导浆器5二次施压将纺丝浆液通过喷丝头8喷入第一导丝管2内部；
2)开启水泵7将蓄水箱1内的凝固剂由下往上导入第一导丝管2内部；
3)凝固剂带动纺丝浆液导入转接器4内，浆液形成的纤维丝导入第二导丝管3内，第一导丝管2内的凝固剂大部分经过回旋管6回流蓄水箱1内，剩余凝固剂回流蓄水箱1内；
4)通过水泵7将蓄水箱1内的凝固剂导入第二导丝管3内，初步成型的纤维丝被凝固剂冲刷导动；
5)成型纤维丝通过第二导丝管3的弯折端排出被收卷。

Claims (9)

1.一种湿法长丝纺丝设备，其特征在于，包括：蓄水箱(1)、第一导丝管(2)、第二导丝管(3)、转接器(4)、导浆器(5)和回旋管(6)，所述蓄水箱(1)顶部安装有水泵(7)，水泵(7)的进液口与蓄水箱(1)连接，所述第一导丝管(2)设置在蓄水箱(1)上方，水泵(7)排液端与第一导丝管(2)底端连接，所述第一导丝管(2)采用若干螺旋状管道组合成，所述第一导丝管(2)的底端内部固定有喷丝头(8)，且喷丝头(8)连接有导浆器(5)。
2.根据权利要求1所述的湿法长丝纺丝设备，其特征在于，所述第一导丝管(2)内侧设置有第二导丝管(3)，第二导丝管(3)采用若干螺旋状管道组合成，所述第一导丝管(2)顶端连接有转接器(4)，第二导丝管(3)的顶端与转接器(4)连接。
3.根据权利要求2所述的湿法长丝纺丝设备，其特征在于，所述第一导丝管(2)和第二导丝管(3)的旋向相反。
4.根据权利要求1所述的湿法长丝纺丝设备，其特征在于，所述转接器(4)包括转接盒(41)，所述转接盒(41)与第一导丝管(2)顶端连接，转接盒(41)表面连接有衔接管(43)，且衔接管(43)与第二导丝管(3)连接，转接盒(41)内部位于衔接管(43)对应位置转动设置有导辊(45)，所述水泵(7)的排水端连接有补液管(44)，补液管(44)的顶端与衔接管(43)倾斜连接。
5.根据权利要求4所述的湿法长丝纺丝设备，其特征在于，所述第一导丝管(2)内部设置有回旋管(6)，回旋管(6)的顶端与第一导丝管(2)的顶端连通，且回旋管(6)的底端与蓄水箱(1)连通，所述转接盒(41)表面连接有回流管(42)，回流管(42)底端与蓄水箱(1)连接。
6.根据权利要求2所述的湿法长丝纺丝设备，其特征在于，所述第二导丝管(3)的底部端口呈向上弯折状，且第二导丝管(3)的弯折端口高于第二导丝管(3)与转接器(4)连接的端口。
7.根据权利要求1所述的湿法长丝纺丝设备，其特征在于，所述导浆器(5)包括筒壳(51)，所述筒壳(51)内部固定有隔板(50)，隔板(50)表面均匀开设有通孔(511)，且隔板(50)一侧粘接有隔膜(510)，所述喷丝头(8)与筒壳(51)连接，所述筒壳(51)侧边连接注浆管(52)，注浆管(52)的中部安装有单向阀(53)，所述筒壳(51)内部均匀滑动有阀芯块(54)，阀芯块(54)通过复位弹簧(59)与隔板(50)连接，所述筒壳(51)中心处安装有马达(56)，马达(56)输出轴固定有转板(57)，转板(57)靠近阀芯块(54)一侧固定有动球块(58)，阀芯块(54)两端均固定有定球块(55)。
8.根据权利要求7所述的湿法长丝纺丝设备，其特征在于，所述定球块(55)与通孔(511)位置一一对齐，所述阀芯块(54)一端定球块(55)的数目是动球块(58)数目的整数倍。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的湿法长丝的纺丝方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)纺丝原液的驱动设备与导浆器(5)连接实现供液，通过导浆器(5)二次施压将纺丝浆液通过喷丝头(8)喷入第一导丝管(2)内部；
2)开启水泵(7)将蓄水箱(1)内的凝固剂由下往上导入第一导丝管(2)内部；
3)凝固剂带动纺丝浆液导入转接器(4)内，浆液形成的纤维丝导入第二导丝管(3)内，第一导丝管(2)内的凝固剂部分经过回旋管(6)回流蓄水箱(1)内，剩余凝固剂回流蓄水箱(1)内；
4)通过水泵(7)将蓄水箱(1)内的凝固剂导入第二导丝管(3)内，初步成型的纤维丝被凝固剂冲刷导动；
5)成型纤维丝通过第二导丝管(3)的弯折端排出被收卷。
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