实用新型内容
为克服现有技术的不足之处,本实用新型提供一种结构合理、生产周期短、萃取效果好、牵伸倍率高的高模高强聚乙烯纤维萃取牵伸生产线。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括导丝架、牵伸机、水洗机、萃取机、热风干燥箱、牵伸热箱和卷绕机;导丝架依次连接牵伸机、水洗槽、牵伸机、萃取机、热风干燥箱、牵伸机、牵伸热箱、牵伸机和卷绕机。
上述连接于导丝架与水洗槽之间的牵伸机为两台依次相连,第一台起喂入导丝作用,第二台起预牵伸作用。
上述萃取机可根据工艺需要,为1台,或2至3台依次相连。
上述牵伸热箱为3至5台,依次相连,在每两台之间接有牵伸机。
上述导丝架之后或最前一台牵伸热箱之后接有恒温机,使纤维丝束平衡。
上述牵伸机为热辊牵伸机,其包括机架、电机和热辊;数只热辊排列于机架上;电机与其中的一只热辊相连,该热辊与其它热辊辊相连依次传递动力。
在上述的处于出丝侧热辊的上方通过气缸装有压辊,以使得经过牵伸的纤维丝束有序、规则的输送至下一工序,同时进一步去除纤维丝束中的油脂等。
上述的热辊主要包含辊体、辊轴和电加热器,辊轴同心地置于辊体的内腔,其一端与辊体固定相连,其另一端通过轴承座置于机架上,在辊体的内端外侧与机架间设有挡圈;电加热器也置于辊体的内腔中,其一端与机架相固定。工作时,电机的动力通过与其相连的热辊依次传输至其它热辊,此时辊体随其辊轴转动,而电加热器不转。纤维丝束依次绕于各热辊上,进行加热、牵伸。
上述萃取机为多级萃取机,包括萃取槽、电机、导丝辊、压辊及气缸;萃取槽均匀地分隔成多个萃取室,每一萃取室内设有加热装置和超声波发生器,每一萃取室的下部、上部均设有进液口和出液口,后一萃取室的出液口与前一萃取室的进液口相通连;每一萃取室的上部两侧均设有导丝辊,导丝辊通过传动机构与电机相连;每一萃取室内设有压辊,压辊与萃取槽上方的气缸相连。工作时,首先将最后萃取室的进液口、最前萃取室的出液口通过管道分别与外置的萃取液储存器、萃取液回收器相连,这样,萃取液即由后向前流动;纤维丝束由最前一根进丝辊输入,经各萃取室上的导丝辊后输出,纤维丝束由前向后运行,与萃取液的流动方向相反,同时压丝辊由气缸的带动在萃取室中作上下运动,将纤维丝束在各萃取室中压入、反弹,从而实现多级的萃取。在萃取槽的后端外侧设有真空吸口装置,以便于纤维丝束从萃取机中输送出来,进入下一道工序。
上述萃取机也可为多层萃取机,包括机架、萃取槽、集液槽、电机和导丝辊;机架内由上至下依次置有多层萃取槽,各萃取槽内均设有加热器和超声波发生器;顶层萃取槽的一端设贯穿其底板、并伸入至下一层萃取槽内的溢液管,以下各萃取槽在其另一端交递地设有溢液管,使萃取液从上至下在各萃取槽中呈“之”字形流动,底层萃取槽的溢液管与置于集液槽相通连;集液槽经水泵和管道与顶层萃取槽相通连;在每层萃取槽的一端机架上交递地设有导丝辊,电机通过传动带依次将动力传递到各导丝辊,使纤维线束的运行方向与萃取液的流动方向呈反向。
在上述萃取槽内的上部设有数根压丝辊,将纤维丝束控制在压丝辊下方,始终浸在萃取液中,从而使萃取更为充分、效果更好。
上述热风干燥箱包括箱体、箱门、风机、加热器、热风交换器和导丝辊;在箱体两侧壁分别开设有进丝口和出丝口,风机、热风交换器和加热器依次相连后与箱体的底部相通连,箱体内上部设有回风口,该回风口通过回风管与热风交换器相通连;两组导丝辊呈上下分布安置在箱体内,每组导丝辊呈上下两排,两台电机分别与每组导丝辊中的一根导丝辊相连,该导丝辊与组内其它的导丝辊依次相连以传递动力。
所述的热风交换器为列管式交换器,其进风口和出风口的面积均大于风机的出口面积。
所述的列管式交换器的列管总截面的面积和空隙面积也均大于风机的出口面积。
上述牵伸热箱为双风道牵伸热箱,其箱体内设有一端设有丝束进口、另一端设有丝束出口的工作通道,在工作通道的上、下方对称地设有风道,上、下风道两端的进风口和出风口分别与工作通道的上、下出风口和上、下进风口相通连,在上、下风道中均设有风机、均压器和加热器。
在工作通道的上、下进风口处均设有风向调节板,以便于调节进入工作通道内的热风的风向,以及热风在工作通道内的折射角度,使纤维丝束的加热更为均匀。
在上、风道的出风口处弧形弯道内设有数块与其相应的弧形导流板,以克服热风直接撞壁产生折射而使风向不定、造成工作通道内加热不均的问题。
在上述加热器内设有交错排列的导风板,使热风在加热器内充分加热,减小热风的温差,提高热效率,同时起到均压作用。
本实用新型的有益效果是:工艺路线设计合理、生产周期短、萃取效果好、牵伸倍率高,降低了生产成本,提高了工作效率。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
本实用新型实施例所述的生产线,如图1所示,包括:导丝架1、恒温平衡机2、牵伸机3、水洗槽4、萃取机5、热风干燥箱6、牵伸热箱7和卷绕机8;导丝架依次连接牵伸机3、水洗槽4、牵伸机3、萃取机5、热风干燥箱6、牵伸机3、牵伸热箱7、卷绕机8。导丝架1后依次接有恒温机2、两台牵伸机3、水洗槽4、萃取机5、热风干燥箱6、牵伸机3牵伸热箱7、牵伸机3和卷绕机8;上述牵伸热箱7为四台依次相连,在每两台之间还接有牵伸机3。
工作时,经前序加工而成的凝胶纤维经导丝架1后,进入恒温机2中进行恒温平衡处理(恒温机2也可接于第一台牵伸热箱7之后),再输入其后的四辊热辊牵伸机3中,该牵伸机3将纤维丝束喂入下一四辊热辊牵伸机3中对凝胶纤维进行预牵伸处理,经预牵伸后的凝胶纤维进入水洗槽4内进行高温水洗,再进入其后的七辊热辊牵伸机3中进行初牵伸。经初牵伸后的凝胶纤维(也可再进行二次的水洗、牵伸,三次水洗、牵伸),进入由萃取机5(或由二至三台萃取机组成的萃取机组)中进行萃取处理,以第二溶剂萃取出凝胶纤维中的第一溶剂,凝胶纤维即成较粗的高模高强聚乙烯纤维。较粗的高模高强聚乙烯纤维,进入热风干燥箱6中进入干燥处理,再由七辊热辊牵伸机3进行牵伸处理,然后依次进入四台牵伸热箱7内进行牵伸、加热,并由每台牵伸热箱7之后的七辊热辊牵伸机3进行超倍牵伸,即成达标的高模高强聚乙烯纤维,最后由卷绕机8卷绕成型,制得成品的高模高强聚乙烯纤维。
如图2和图3所示,本实用新型实施例所采用的七辊热辊牵伸机3,其包括机架308、电机312和七只热辊301~307;七只热辊301~307为上四、下三呈两排排列于机架308上,即热辊301~304在上排、305~307在下排从右向左依次排列;电机312置于机架308的后部,其输出轴通过联轴器313与下排中间的热辊306的辊轴321相连,该热辊306通过其辊轴321上的齿轮3061与上排中间的两热辊302、303辊轴321上的齿轮3021、3031相啮合;齿轮3021和3031再分别与下排的热辊305、307辊轴321上的齿轮3051、3071相啮合;齿轮3051、3071则分别与上排的热辊301、304辊轴321上的齿轮3011、3041相啮合。这样,由电机312所提供的动力依次传递至各热辊301~307。在热辊301的上方通过气缸311装有橡胶材质的压辊310,该压辊310可随气缸311的升降而与热辊301分离、压合。工作时,纤维丝束由热辊304导入,依次经热辊307、303、306、302、3055后,从热辊301和压辊310之间输出。
如图4所示,上述的热辊包含辊体325、辊轴321和加热器324,辊轴321同心地置于辊体325的内腔,其右端通过压盖323和螺栓322与辊体325固定相连,其左端通过Z形轴承座329和轴承327置于机架308上,并在辊轴321处于机架处用锁紧螺母328进行固定;在辊体325的左端外侧与机架308间设有挡圈330;铸铝电加热器324也置于辊体325的内腔中,且套置于辊轴321上,加热器324左端与机架308相固定,且置有绝缘垫326。工作时,辊体325随其辊轴321转动,而加热器324不转。该七辊热辊牵伸机3,克服了现有的冷辊式牵伸机在牵伸的同时不能加热、需经多道和多面牵伸、牵伸效果差、生产周期长的问题,同时也解决了现有的热辊式牵伸机依靠导热油或联苯、蒸汽加热,加工精度高、密封难、易泄露、价格昂贵的难题。
本实用新型实施例所采用的萃取机5为多级萃取机,如图5所示,包括萃取槽51、电机58、导丝辊59、压辊53及气缸510;萃取槽51均匀地分隔成多个萃取室52,每一萃取室52内设有加热装置55和超声波发生器516,所述的加热装置55为环置于萃取室52内的热冷水管,在热冷水管中通入热水(汽)或冷水,即达到将萃取液加热或冷却的目的。在每一萃取室52的下部、上部均设有两个进液口54和两个出液口512,后一萃取室52的出液口512与前一萃取室52的进液口54相通连;每一萃取室52的上部两侧均设有导丝辊59,导丝辊59通过蜗轮蜗杆机构57与电机58相连;每一萃取室52内设有压辊53,压辊53与萃取槽51上方的气缸510相连。萃取槽51的前、后分设有可随纤维丝束的摩擦而自由转动的进丝辊515和出丝辊514。在萃取槽51的后端外侧设有真空吸口装置513,以便于纤维丝束从萃取机5中输送出来,进入下一道工序。每一萃取室52的侧壁上部均设有溢流口511,以便于萃取液过多时溢出、回收。每一萃取室52的下部均设有出污口,以便萃取污物的排出、回收、处理。工作时,首先将最后萃取室52的进液口54、最前萃取室52的出液口512通过管道分别与外置的萃取液储存器、萃取液回收器相连,这样,萃取液即由右向左流动;各萃取室52的溢流口511、出污口56分别与外设的萃取液回收器、集污槽相连,在热冷水管55中通入热水,以加热萃取液,并控制在适合的温度。纤维丝束由进丝辊515输入,经各萃取室52上的导丝辊59后,由出丝辊514输出,纤维丝束由左向右运行,与萃取液的流动方向相反,同时压丝辊53由气缸510的带动在萃取室52中作上下运动,将纤维丝束在各萃取室52中压入、反弹,从而实现多级的萃取,当纤维丝束经最后一萃取室52后,受真空吸口装置513的作用,从而顺利地从出丝辊514输出。本多级萃取机,克服了现有的萃取机所存在的加工精度要求高、易损坏、使用寿命短、运行噪音大、易卡丝、需经常维修和更换、工作效率低、生产成本高、萃取效果差、生产周期长的不足之处,其结构合理、易于加工、生产成本低、工作可靠性强,且工作效率高、萃取效果好。
如图6所示,本实用新型所采用的萃取机5也可为多层萃取机,包括机架501、萃取槽5011、集液槽506、电机502、分丝叉509和导丝辊5010;机架501内由上至下依次置有五层萃取槽5011,各萃取槽5011内均设有加热器512和超声波发生器5013;所述的加热器512为热冷水管,在热冷水管中通入热水(汽)或冷水,即达到将萃取液加热或冷却的目的。顶层萃取槽5011的一端(右端)设有贯穿其底板、并伸入第二层萃取槽5011内的溢液管508。在以下各萃取槽5011的另一端交递地设有溢液管508,即在第二层萃取槽5011的另一端(左端)设有溢液管508,并伸入第三层萃取槽5011内;第三层萃取槽5011与顶层萃取槽5011的同一端(右端)设有溢液管508,依此类推,使萃取液从上至下在各萃取槽5011中呈“之”字形流动。底层萃取槽5011的溢液管508与置于机架501下方的集液槽66相通连;集液槽506通过水泵504和管道503与顶层萃取槽5011相通连,从而以使萃取液能反复使用。集液槽506的底部设有出污口505,定期排出污物,污物净化处理达标后排放。各层萃取槽5011的设有溢液管端的机架501上设有导丝辊5010,即导丝辊5010由上向下交递地设置于萃取槽5011的右、左端,但顶层萃取槽5011的两端均设有导丝辊5010。电机502通过传动带依次将动力传递到各导丝辊5010,这样使得纤维线束的运行方向与萃取液的流动方向呈反向,从而使纤维丝束在萃取槽5011中的萃取更充分、萃取效果更好。为保证纤维丝束正常运行,在导丝辊5010的一侧机架501上装有可随纤维丝束的摩擦而转动的分丝叉509。在各萃取槽5011内的上部两端公设有可随纤维丝束的摩擦自由转动的压丝辊5014,将纤维丝束控制在压丝辊5014的下方,始终浸在萃取液中,从而使萃取更为充分、效果更好。各萃取槽5011的两侧均设有可启闭的透明侧门507,以减少萃取液的外泄,改善工作环境。工作时,纤维丝束从机架501下部一侧的导丝辊5010输入后,再分别绕于其它导丝辊5010,且在压丝辊5014的压制下,纤维丝束浸入萃取槽5011中的萃取液中,最后从机架501另一侧上部的导丝辊5011输出,纤维丝束呈“之”字形通过各层萃取槽间,并由超声波的作用进行萃取处理。而萃取液也由上至下呈“之”字形流动,但是其流动方向与纤维丝丝束的运行方向相反。本多层萃取机克服了现有萃取机所存在的占地多、投资高、萃取液用量多、污染大、效果差的问题,其结构合理、占地少、投资省,萃取液用量省、污染小,且萃取效果好,生产周期短、成本低、经济效益高。
本实用新型实施例所采用的热风干燥箱6,如图7和图8所示,其包括箱体61、风机64、加热器63、导丝辊612和热风交换器65;风机64经热风交换器65、加热器63和均压箱62后与箱体61的底部相通连2。箱体61的正面设有带有透明视窗6111的箱门611,箱门611的两侧设有链齿613,并通过链条710与电机68输出轴上的链齿69相连。在风机64与加热器63之间接有热风交换器65,箱体61的顶部设有两回风口614,该回风口614通过回风管66与热风交换器65相通连。上述热风交换器65为列管式交换器,其进风口654和出风口652的面积均大于风机64的出风口642面积,热风交换器65的列管651总截面的面积和空隙面积也均大于风机64的出风口642面积,以充分提高热效率。两组导丝辊612呈上下分布安置在箱体61内,每组导丝辊612由数只构成呈上下两排排列,两台同步电机67的输出轴分别通过齿轮与每组导丝辊612中的一根导丝辊612的辊轴上的齿轮相啮合,该根导丝辊612辊轴上的齿轮与组内其它导丝辊612辊轴上的齿轮依次啮合以传递动力;在下组导丝辊612的外侧分别设有可随纤维丝束摩擦而自由转动的进丝辊615、出丝辊616,箱体61的两侧壁分别对应于上述进丝辊615、出丝辊616处开设有进丝口和出丝口。工作时,纤维丝束进丝口进入箱体61内,丝束经进丝辊615后,一上、一下地绕置于上、下两组的导丝辊612上,并经出丝辊616后,从进丝口输出7。空气由风机64的进风口641、出风口642后进入热风交换器65内,再进入加热器63进行加热,热气经均压箱62、从箱体61的底部进入箱体61内,对随导丝辊612前行的丝束进行加热、烘干。随着热风不断地进入箱体61,变冷的热风从箱体61上部回风口614、由回风管76导入热风交换器65的列管651内,利用其余热对进入热风交换器65中的空气进行预热,再从热风交换器65的出气口653进入外接的净化器中,净化处理达标后排入大气。本热风干燥箱6结构合理、操作方便,可靠性强、热效率高、干燥效果好,有效地提高了工作效率、保证了产品质量、降低了生产成本。
本实用新型实施例所采用的牵伸热箱7为双风道牵伸热箱,如图9所示,其包含箱体71、工作通道72、上风道73和下风道74、风机77、均压器78和加热器79。箱体71内设有一端设有纤维丝束进口721、上进风口723和下进风口724、另一端设有纤维丝束出口722、上出风口725和下出风口726的工作通道72,在工作通道72的下方设有两端分设进风口742和出风口741的下风道74,下风道74的进风口742和出风口741分别与工作通道72的下出风口726和下进风口724相通连。在工作通道72的上方也设有两端分设进风口732和出风口731的上风道73,上风道73的进风口732和出风口731分别与工作通道72的上出风口725和上进风口723相通连。在上、下风道73、74中均设有风机77、均压器78和加热器79。在上述加热器79内设有交错排列的导风板791,使热风在加热器79内充分加热,减小热风的温差,提高热效率,同时起到均压作用。在工作通道72的上、下进风口723、724处均设有风向调节板75,以便于调节进入工作通道72内的热风的风向,以及热风在工作通道72内的折射角度,使纤维丝束的加热更为均匀。在上、风道73、74的出风口731和741处的弧形弯道内设有数块与其相应的弧形导流板76,以克服热风直接撞壁产生折射而使风向不定、造成工作通道72内加热不均的问题。