CN115418731A - 一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置及其使用方法，本发明的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置，设于干喷湿纺纺丝机的出料口，用于将出料口的纺丝液排出呈纤维状，该排料装置包括传输部和排料部，传输部与出料口连通，用于承接并传输纺丝液；排料部，与传输部的出料端连通。排料部包括排料组件以及排料板；排料组件连通在传输部的出料端，排料组件具有容纳纺丝液的容纳腔，纺丝液自传输部流入容纳腔内，排料组件用于均布及过滤纺丝液；排料板设于排料组件下方，均布后的纺丝液通过排料板流入外部凝固浴槽内形成纤维状。本发明通过纺丝机的出料口处设置排料装置，避免形成固体或条状的危险废物，使纺丝溶剂可回收利用，且能够高效排料。

Description

一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及干喷湿纺纺丝机排料设备技术领域，特别涉及一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置及其使用方法。

背景技术

在碳纤维原丝工业化生产的过程中，纺丝机开机时供纺管道及系统内存在杂质和气泡，这些杂质和气泡将导致纺丝机纺出的丝无法使用，以至于开机初期纺丝机无法正常升头生产，需要排出部分纺丝液以对供纺管道及系统内的杂质和气泡进行清除。

目前，大多数干喷湿纺工艺的碳纤维生产厂家采用在排料口放置托盘，使带有杂质和气泡的纺丝液直接排料至托盘，然后在托盘中加水使排出的料凝固为块状或条状废料，由于高强度碳纤维纺丝液的主要原料是聚丙烯腈，对于胶块或条形废料需装袋作为危废物进行处理。

现有排料方式下因排出的液体料是液体状态无法处理，需在排出的料中加水凝固为块状或条状废料方便转运。采用上述的加水固化的排料方法，使得所有纺位排料至开车稳定需5-7天，产生固体和丝条危废13-20t，这样处理浪费人力，产生大量危险废弃物，废弃物中溶剂不能完全回收，废弃物处理成本高且有污染隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置，该排料装置能够使纺丝溶剂可回收利用，无固体和条状危废产生，且能够高效排料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置，设于干喷湿纺纺丝机的出料口，用于将所述出料口的纺丝液排出呈纤维状，所述排料装置包括

传输部，所述传输部与所述出料口连通，用于承接并传输所述纺丝液；

排料部，与所述传输部的出料端连通；

所述排料部包括排料组件以及排料板；

所述排料组件连通在所述传输部的出料端，所述排料组件具有容纳所述纺丝液的容纳腔，所述纺丝液自所述传输部流入所述容纳腔内，所述排料组件用于均布及过滤所述纺丝液；

所述排料板设于所述排料组件下方，均布后的所述纺丝液通过所述排料板流入外部凝固浴槽内形成纤维状。

进一步的，所述排料组件包括依次排列的组件本体、过滤部以及分配部；

所述容纳腔贯穿成型于所述组件本体内；

所述组件本体一端连接在所述传输部的出料端，另一端连接所述过滤部；

所述分配部抵接在所述过滤部下方，

所述纺丝液自所述分配部的分配，均匀下落在所述排料板上。

进一步的，所述分配部具有均布设置的多个分配孔，所述分配孔使所述纺丝液自所述分配部均匀下落在所述排料板上。

进一步的，所述分配孔直径为3～6mm。

进一步的，所述过滤部采用过滤网，所述过滤网的过滤精度为200～400目。

进一步的，所述排料板具有多个均匀分布的排料孔，所述排料孔的直径为0.2～0.4mm，所述排料孔的数量与所述排料板的表面积的比例为1/3～1/4。

进一步的，所述容纳腔为倒漏斗形设置，所述容纳腔的开口大端与所述过滤网和所述分配部连接。

进一步的，所述传输部为“T”形结构，所述传输部上设有用于传输所述纺丝液的传输管路，所述传输管路下端与所述容纳腔连通。

进一步的，所述排料装置还包括第一密封部和第二密封部，

所述第一密封部设于所述传输部一端，用于将所述传输部与所述干喷湿纺纺丝机的出料口之间的缝隙密封；

所述第二密封部设于所述传输部另一端，用于将所述传输部与所述排料组件之间的缝隙密封。

本发明的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置的使用方法，其具体步骤如下：

步骤一：将所述排料装置安装在所述干喷湿纺纺丝机机头上，所述传输部与所述干喷湿纺纺丝机的出料口连通；

步骤二：开启纺位计量泵，所述纺丝液经过传输部传送到排料组件内；

步骤三：纺丝液自所述排料组件流入所述排料板上，并自所述排料板排出至外部凝固浴槽内形成纤维；

步骤四：凝固与槽内的纤维经过水洗工序进行冲洗；

步骤五：步骤四的纤维送至烘干工序变为干落地丝。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置，通过在纺丝机的出料口处设置排料装置，使纺丝机在开机时排出的纺丝液经由传输部的传输输送至排料部，通过排料组件对纺丝液进行过滤和均布，均布后的纺丝液通过排料板流入外部凝固浴槽内，形成纤维丝。从而可避免现有技术中形成纺丝液的固体或条状的危险废物，从而使纺丝溶剂可回收利用，且能够高效排料。

(2)本发明的排料组件通过设置依次排列的组件本体、过滤部以及分配部，能够使通过传输部传输到排料组件内的纺丝液内的杂质被过滤部过滤，并经过分配部的分配对纺丝液进行分流，以便于纤维的形成。

(3)通过在分配部上设置多个均布的分配孔，用以使纺丝液能够均布地使纺丝液通过分配孔分流。

(4)本发明的分配孔的直径设置为3～6mm，能够有效使纺丝液通过分配板，从而可提高带有杂质和气泡的纺丝液的排出效率，节省处理时间。

(5)通过设置过滤网，且过滤网的过滤精度为200～400目以过滤纺丝液中大颗粒的杂质。

(6)为了使纺丝液易于成型为纤维，本发明的排料板上设置直径为0.2～0.4mm，且排料孔的数量与排料板的表面积的比例为1/3～1/4。

(7)通过将容纳腔设置为漏斗形，容纳腔的开口大端与所述过滤网和所述分配部连接，以使纺丝液能够顺利流入分配部，而无死角。

(8)将传输部为“T”形结构，便于本发明用于干喷湿纺纺丝机的排料装置的设置。

(9)本发明设置第一密封部和第二密封部，可保证用于干喷湿纺纺丝机的排料装置内的纺丝液无泄漏。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置的结构示意图；

图2为图1局部放大的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的第一密封部的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的第二密封部的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置的使用方法的流程图。

附图标记说明：

1、纺丝液；2、纺位计量泵；3、排料装置；4、凝固浴槽；5、水洗工序；6、烘干工序；7、落地丝车；

301、传输部；302、排料组件；303、排料板；304、第一密封部；305、第二密封部；306、上连接体；307、下连接体；308、第三密封部；

3011、传输管路；3021、组件本体；3022、过滤网；3023、分配部；

3041、O型密封部；3042、环形密封部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3及其使用方法，其中，本实施例的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3，设于干喷湿纺纺丝机的出料口，用于将出料口的纺丝液1排出呈纤维状，该排料装置3包括传输部301和排料部，传输部301与出料口连通，用于承接并传输纺丝液1；排料部，与传输部301的出料端连通。

此外，排料部包括排料组件302以及排料板303；排料组件302连通在传输部301的出料端，排料组件302具有容纳纺丝液1的容纳腔，纺丝液1自传输部301流入容纳腔内，排料组件302用于均布及过滤纺丝液1；排料板303设于排料组件302下方，均布后的纺丝液1通过排料板303流入外部凝固浴槽4内形成纤维状。

本实施例的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3，通过在纺丝机的出料口处设置排料装置3，使纺丝机在开机时排出的纺丝液1经由传输部301的传输输送至排料部，通过排料组件302对纺丝液1进行过滤和均布，均布后的纺丝液1通过排料板303流入外部凝固浴槽4内，形成纤维丝。从而可避免现有技术中形成纺丝液1的固体或条状的危险废物，从而使纺丝溶剂可回收利用，且能够高效排料。

基于上述整体介绍，本实施例的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3的一种示例性结构，如图1所示，本实施例的传输部301与干喷湿纺纺丝机的机头连接，为了便于与机头安装，本实施例的传输部301构造为“T”形结构，由内径为15-25mm、耐压≥4.0MPA的不锈钢抛光管构成；其中传输部301的横管的一端连接在干喷湿纺纺丝机的机头，传输部301的竖管与排料组件302连接。

为了便于纺丝液1的传输，在传输部301上设有用于传输纺丝液1的传输管路3011，该传输管路3011被构造为成型于传输部301上的“7”字形，传输管路3011的横端连通干喷湿纺纺丝机的出料口，传输管路3011的竖端与排料组件302连通。

具体地，排料组件302包括依次排列的组件本体3021、过滤部以及分配部3023；容纳腔贯穿成型于组件本体3021内；组件本体3021一端连接在传输部301的出料端，另一端连接过滤部；分配部3023抵接在过滤部下方，纺丝液1自分配3023的分配，均匀下落在排料板303上。

仍如图1所示，为了便于安装，本实施例的排料组件302与上述的传输部301的竖管螺纹连接，即在竖管上成型有外螺纹，在组件本体3021上端成型有与竖管上的外螺纹相适配的内螺纹孔，以将排料组件302连接在传输部301上，进而固定连接在纺丝机上。当然，在其他实施例中也采用插接、卡接以及在组件本体3021与竖管的外周贯穿螺栓紧固等连接方式。

此外，本实施例的容纳腔为倒漏斗形设置，容纳腔的开口大端与过滤网3022和分配部3023连接。如图2所示，本实施例的组件本体3021构造为竖直向下开口的喇叭状圆台体，该圆台体成型有上述的容纳腔，该容纳腔自内螺纹孔逐渐向下扩大开口。

本实施例的组件本体3021的开口大的一端抵接有过滤部，并于过滤部下方抵接有分配部3023。如此设置，以使自上述的竖管的传输管路3011流出的纺丝液1流入容纳腔内，并经由过滤部和分配部3023承接以使纺丝液1形成平面。漏斗形的容纳腔能够使携带有杂质和气泡的纺丝液1在容纳腔内形成缓冲，便于杂质被下述的过滤网3022过滤，使纺丝液1排料无死角。

并且，仍如图2所示，为了便于组件本体3021与过滤部、分配部3023的安装，本实施例的组件本体3021开口大的一端具有远离中心向外翻折的翻边，该翻边为凸出于组件本体3021的圆环形，与组件本体3021一体成型。

为了过滤供纺管道及系统内存在的杂质，本实施例的过滤部采用过滤网3022制成，该过滤网3022的过滤精度为200～400目。作为本实施例的一种具体的实施方式，如图2所示，本实施例的过滤网3022直径以及分配板直径与上述的翻边外径相同，均可设置为100-200mm之间，本实施例的过滤网3022直径设为200mm。

此外，本实施例的分配部3023具有均布设置的多个分配孔，该分配孔使纺丝液1自分配部3023均匀下落在排料板303上。具体地，仍如图2所示，本实施例的分配部3023构造为圆形片状，其直径可设置为100-200mm之间，并均布设置有400～600个分配孔，该分配孔的直径为3～6mm。当然，在其它实施例中，分配孔直径以及数量的设置可根据该纺丝机管道系统内的杂质和气泡而进行适应性调整。本实施例的分配部3023采用直径为200mm，均布设置有500个分配孔，该分配孔直径为4mm。如此设置分配孔的孔径能够使纺丝液1均匀布置，分配孔的直径太小会提高对纺丝液1下流的阻力，分配孔过大无法起到均匀的作用。

抵接在上述的分配部3023下方的排料板303，具有多个均匀分布的排料孔，该排料孔的直径为0.2～0.4mm，排料孔的数量与排料板303的表面积的比例为1/3～1/4。具体结构上，如图1和图2所示，为了将排料板303固定连接在排料组件302上以形成可排料的排料头，本实施例的排料板303具体构造为朝向分配部3023开口的圆形盒体结构，并在圆形盒体的开口端具有向外翻折的搭边。

仍如图2所示，为了便于排料板303的安装，本实施例的排料组件302上设置有上连接体306和下连接体307。其中，下连接体307具体构造为圆环形，且下连接体307的内孔为台阶孔，以供排料板303上的搭边搭接到下连接体307的内孔内而不脱出。并且，排料板303上方的分配部3023、滤网以及部分组件本体3021均设在下连接体307的内孔内。

仍如图2所示，上连接体306构造为圆环结构，且上连接体306与下连接体307通过螺纹紧固连接。另外，上连接体306的下端抵接在组件本体3021的翻边上，将组件本体3021、滤网、分配部3023以及排料板303依次压接到一起，以形成上述的排料头。

本实施例的排料板303采用厚度为5mm、直径为200mm的金属圆盘制成，为了进一步保证排出的纺丝液1能够形成纤维，在排料板303上均匀分布600个直径相同的排料孔，且排料孔直径为0.4mm。本实施例的排料孔的直径小于上述的分配孔的直径但大于正常生产原丝时的排料板303的直径，可以在形成纤维的前提下提高排料效率。

本实施例的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3，采用互相匹配的排料部件以及排料板303能够实现高效排料，并且无固体和丝条危废产生，从而不仅降低了生产成本还保证环境无污染。

此外，为了保证排料装置3的密封效果，本实施例的排料装置33还包括第一密封部304和第二密封部305，第一密封部304设于传输部301一端，用于将传输部301与干喷湿纺纺丝机的出料口之间的缝隙密封；第二密封部305设于传输部301另一端，用于将传输部301与排料组件302之间的缝隙密封。

作为本实施例的一种具体的实施方式，结合图1和图3所示，本实施例的第一密封部304和第二密封部305具体为聚四氟乙烯材质的密封圈。其中，如图3所示，第一密封部304具有O型密封部3041和连接在O型密封部3041一侧的环形密封部3042，该O型密封部3041和环形密封部3042一体成型。

如图1所示，本实施例的第一密封部304设置在干喷湿纺纺丝机传输部301的横管之间进行密封，具体地，第一密封部304通过圆环形密封部3042卡设在传输管路3011内，其O型密封部3041用于对干喷湿纺纺丝机的机头的出料口外径进行密封，从而有效避免纺丝液1在此处的泄漏。

此外，如图3所示，本实施例的第二密封部305被构造为圆环形扁状的密封圈，其具体地，如图2所示，第二密封部305被压接在组件本体与传输部的竖管之间，避免纺丝液从容纳腔内返流到外部。

另外，本实施例还包括第三密封部308。如图2所示，第三密封部308的结构与第二密封部305相同，直径为200mm。第三密封部308被压接在组件本体3021的翻边与过滤网3022之间，以形成对流入容纳腔内的纺丝液1的密封，以避免纺丝液1从上连接体306和下连接体307的连接处泄露。当然，第二密封部305和第三密封部308的尺寸不做限定，应随其密封位置的尺寸做相应调整。

本实施例的纺丝液1经过漏斗状的容纳腔后可使纺丝液1平铺在滤网上，以使纺丝液1通过滤网3022的过滤，将部分杂质过滤，被过滤的纺丝液1通过排料板303上的多个均布的排料孔排出，以便于纺丝液1在排料板303的压力下形成纤维。

本实施例的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3的使用方法包括：

步骤一：将排料装置3安装在干喷湿纺纺丝机头上，传输部301与干喷湿纺纺丝机的出料口连通；

步骤二：开启纺位计量泵2，纺丝液1经过传输部301传送到排料组件302302内；

步骤三：纺丝液1自排料组件302流入排料板303上，凝固浴槽4为去离子水和化工溶剂的混合液体，纺丝液1自排料板303排出至外部凝固浴槽4内形成纤维，；

步骤四：凝固与槽内的纤维经过水洗工序5进行冲洗；

步骤五：步骤四的纤维送至烘干工序6变为干落地丝，回收至落地丝车7内。

本实施例的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3的使用方法，通过承接干喷湿纺纺丝机的出料口流出的纺丝液1，纺丝液1通过传输部301传输到排料组件302，通过排料组件302的过滤和均布，使纺丝液1均布在排料板303上，并通过排料孔流入外部凝固浴槽4内，从而形成纤维。

获得的纤维通过疏导自凝固浴槽4输送至水洗工序5，通过用去离子水洗去纤维上的溶剂，从而使纤维上的溶剂被收集，即避免化工溶剂对环境的污染，还保证纤维上的溶剂被全部回收，从而避免现有技术中纺丝液1溶剂的危废处理造成的成本增加。

经过水洗工序5的纤维为湿丝，为了使纤维丝能够使用，需经过烘干设备，即通过蒸汽加热去除纤维上的水分，使纤维结构更加致密，从而形成落地丝，该落地丝不是成品丝的纤维，为未卷成成品丝的碳纤维原丝，也就是废原丝，该丝装袋可外售，可用作建筑补强、织物、隔热材料等。

本实施例的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3的使用方法，可利用干喷湿纺纺丝生产线的部分设备对落地丝进行回收。不需另外设置落地丝的生产设备，能够节约成本。

本实施例的用于干喷湿纺纺丝机的排料装置3，通过设置排料组件302和排料板303，能够高效收集具有杂质和气泡的纺丝液1，使其成为纤维，通过上述的水洗、烘干，即对纤维上的溶剂进行了有效收集，还避免生成固体或条状危废，不仅降低了使用成本，还因高效排料使干喷湿纺纺丝机的排料效率提高，为企业节省生产时间，节约消耗成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，设于干喷湿纺纺丝机的出料口，用于将所述出料口的纺丝液(1)排出呈纤维状，其特征在于：所述排料装置(3)包括

传输部(301)，所述传输部(301)与所述出料口连通，用于承接并传输所述纺丝液(1)；

排料部，与所述传输部(301)的出料端连通；

所述排料部包括排料组件(302)以及排料板(303)；

所述排料组件(302)连通在所述传输部(301)的出料端，所述排料组件(302)具有容纳所述纺丝液(1)的容纳腔，所述纺丝液(1)自所述传输部(301)流入所述容纳腔内，所述排料组件(302)用于均布及过滤所述纺丝液(1)；

所述排料板(303)设于所述排料组件(302)下方，均布后的所述纺丝液(1)通过所述排料板(303)流入外部凝固浴槽(4)内形成纤维状。

2.根据权利要求1所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述排料组件(302)包括依次排列的组件本体(3021)、过滤部以及分配部(3023)；

所述容纳腔贯穿成型于所述组件本体(3021)内；

所述组件本体(3021)一端连接在所述传输部(301)的出料端，另一端连接所述过滤部；

所述分配部(3023)抵接在所述过滤部下方，

所述纺丝液(1)自所述分配部(3023)的分配，均匀下落在所述排料板(303)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述分配部(3023)具有均布设置的多个分配孔，所述分配孔使所述纺丝液(1)自所述分配部(3023)均匀下落在所述排料板(303)上。

4.根据权利要求3所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述分配孔直径为3～6mm。

5.根据权利要求2所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述过滤部采用过滤网(3022)，所述过滤网(3022)的过滤精度为200～400目。

6.根据权利要求1所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述排料板(303)具有多个均匀分布的排料孔，所述排料孔的直径为0.2～0.4mm，所述排料孔的数量与所述排料板(303)的表面积的比例为1/3～1/4。

7.根据权利要求2所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述容纳腔为倒漏斗形设置，所述容纳腔的开口大端与所述过滤网(3022)和所述分配部(3023)连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述传输部(301)为“T”形结构，所述传输部(301)上设有用于传输所述纺丝液(1)的传输管路，所述传输管路下端与所述容纳腔连通。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)，其特征在于：

所述排料装置(3)还包括第一密封部(304)和第二密封部(305)，

所述第一密封部(304)设于所述传输部(301)一端，用于将所述传输部(301)与所述干喷湿纺纺丝机的出料口之间的缝隙密封；

所述第二密封部(305)设于所述传输部(301)另一端，用于将所述传输部(301)与所述排料组件(302)之间的缝隙密封。

10.根据权利要求1所述的一种用于干喷湿纺纺丝机的排料装置(3)的使用方法，其特征在于：

步骤一：将所述排料装置(3)安装在所述干喷湿纺纺丝机机头上，所述传输部(301)与所述干喷湿纺纺丝机的出料口连通；

步骤二：开启纺位计量泵(2)，所述纺丝液(1)经过传输部(301)传送到排料组件(302)内；

步骤三：纺丝液(1)自所述排料组件(302)流入所述排料板(303)上，并自所述排料板(303)排出至外部凝固浴槽(4)内形成纤维；

步骤四：凝固与槽内的纤维经过水洗工序(5)进行冲洗；

步骤五：步骤四的纤维送至烘干工序(6)变为干落地丝。

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