CN208791824U - 熔喷喷嘴结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种熔喷喷嘴结构，包括：喷嘴中间块(3)，所述喷嘴中间块(3)上设置有喷丝孔(1)；设置于所述喷嘴中间块(3)外侧的喷嘴边块(4)，所述喷嘴边块(4)与所述喷嘴中间块(3)之间形成气流通道(2)，所述喷嘴边块(4)靠近气流出气端的下表面具有边块内凹部(5)。本实用新型提供的熔喷喷嘴结构，有效减小了喷丝孔的出口附近形成气体回流区的几率，使喷丝孔附近的气体流场更有利于熔体的拉伸，进而在不增加能耗的前提下，能够有效减小熔喷纤维的直径，以便于在不改变喷丝孔直径的基础上得到更细的纤维，有效节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及纤维制备设备技术领域，特别涉及一种熔喷喷嘴结构。
背景技术
在熔喷加工过程中，气流从气流通道喷出后，对从喷丝孔挤出的熔体进行拉伸。
但是，喷嘴边块的下表面为平面，受到喷嘴边块的下表面作用，气流在熔体与喷嘴之间会形成回流，即气流方向与熔体拉伸方向相反，从而不利于熔体拉伸。
目前，为了解决拉伸问题，以便于应用熔喷喷嘴结构制备更细的熔喷纤维，通常采用尖头喷嘴。尖头喷嘴大大减小了气体流场在喷丝孔出口附近的回流区(该区域明显存在于钝头喷嘴气体流场中，不利于熔体拉伸变细)，增大了气流对熔体的拉伸作用。但是，由于尖头喷嘴的加工精度要求较高，喷丝孔的加工难度大，生产成本较高。
减小喷丝孔的直径或增加喷丝孔长径比，同样可以减小纤维的直径。但是，上述设置均会导致喷丝孔的加工难度增加，导致生产成本的增加。并且，过小的喷丝孔直径也会使熔喷技术的原料适应性变差。
因此，如何减小熔喷纤维直径，节约生产成本，是本技术领域人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种熔喷喷嘴结构，以减小熔喷纤维直径，节约了生产成本。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种熔喷喷嘴结构，包括：
喷嘴中间块，所述喷嘴中间块上设置有喷丝孔；
设置于所述喷嘴中间块外侧的喷嘴边块，所述喷嘴边块与所述喷嘴中间块之间形成气流通道，所述喷嘴边块靠近气流出气端的下表面具有边块内凹部。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，气流通道外壁与边块内侧面相交；
所述气流通道外壁为所述喷嘴边块朝向所述喷嘴中间块且用于形成所述气流通道的侧壁；
所述边块内侧面为所述边块内凹部的内凹面。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，所述气流通道为沿气流方向向所述喷丝孔倾斜的倾斜通道。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，所述喷嘴边块的数量为两个且对称设置于所述喷嘴中间块的两侧。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，两个所述喷嘴边块上均设置有所述边块内凹部。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，所述喷嘴边块的横截面为环形结构，所述喷嘴中间块位于所述环形结构的中间孔内。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，所述边块内凹部为设置于所述喷嘴边块靠近气流出气端的下表面的环形槽。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，边块内侧面为曲面；
所述边块内侧面为所述边块内凹部的内凹面。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，所述边块内侧面为圆弧曲面；
所述边块内侧面的曲面圆心与所述气流通道之间的横向距离w的取值范围是5mm-20mm；
所述边块内侧面的曲面圆心与所述气流通道之间的纵向距离h的取值范围是10mm-30mm；
所述边块内侧面的半径r的取值范围是11.2mm-36.1mm。
优选地，上述熔喷喷嘴结构中，所述气流通道的气流夹角的取值范围是60°±15°；
所述气流通道的出口宽度e的取值范围是0.6mm±0.1mm；
所述喷丝孔的喷丝孔直径c的取值范围是0.3mm±0.1mm；
所述喷丝孔与所述气流通道之间的横向距离d为0.9mm±0.1mm。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的熔喷喷嘴结构，在熔喷加工过程中，气流从气流通道中喷出后，对由喷丝孔挤出的熔体进行拉伸。喷嘴边块靠近气流出气端的下表面设置的边块内凹部，使得喷嘴边块形成导流区，即，气流由气流通道喷出后在边块内凹部处导流，有效减小了喷丝孔的出口附近形成气体回流区的几率，使喷丝孔附近的气体流场更有利于熔体的拉伸，进而在不增加能耗的前提下，能够有效减小熔喷纤维的直径，以便于在不改变喷丝孔直径的基础上得到更细的纤维，有效节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的熔喷喷嘴结构的主视结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的熔喷喷嘴结构的尺寸标注示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种熔喷喷嘴结构，以减小熔喷纤维直径，节约生产成本。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，本实用新型实施例提供了一种熔喷喷嘴结构，包括喷嘴中间块3及喷嘴边块4，喷嘴中间块3上设置有喷丝孔1；喷嘴边块4设置于喷嘴中间块3外侧，喷嘴边块4与喷嘴中间块3之间形成气流通道2，喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面具有边块内凹部5。
本实用新型实施例提供的熔喷喷嘴结构，在熔喷加工过程中，气流从气流通道2中喷出后，对由喷丝孔1挤出的熔体进行拉伸。由于喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面设置的边块内凹部5，使得喷嘴边块4形成导流区，即，气流由气流通道2喷出后在边块内凹部5处导流，有效减小了喷丝孔1的出口附近形成气体回流区的几率，使喷丝孔1附近的气体流场更有利于熔体的拉伸，进而在不增加能耗的前提下，能够有效减小熔喷纤维的直径，以便于在不改变喷丝孔1直径的基础上得到更细的纤维，有效节约生产成本。
其中，喷丝孔1挤出的熔体可以为聚合物熔体，也可以为其他类型的熔体，在此不做具体限定。
进一步地，气流通道外壁7与边块内侧面6相交。其中，气流通道外壁7为喷嘴边块4朝向喷嘴中间块3且用于形成气流通道2的侧壁；边块内侧面6为边块内凹部5的内凹面。通过上述设置，使得气流通道2的出口到边块内侧面6之间仅存在气流通道外壁7与边块内侧面6形成的夹角。理论上来说，气流通道外壁7与边块内凹部5之间的最小距离为0。通过上述设置，有效提高了气流由气流通道2喷出后在边块内凹部5处导流的作用，进而有效提高了导流效果。
优选地，气流通道2为沿气流方向向喷丝孔1倾斜的倾斜通道。通过上述设置，使得沿气流通道2流出的气流以一定倾斜角度喷到熔体上，有效提高了拉伸效果。
也可以使气流通道2为沿气流方向向喷丝孔1平行的平行通道，在此不再详细介绍且均在保护范围之内。
在第一种实施例中，喷嘴边块4的数量为两个且对称设置于喷嘴中间块3的两侧。由此可知，气流通道2的数量也为两个，且对称设置于喷嘴中间块3的两侧。
在上述气流通道2为倾斜通道的实施例中，两个气流通道2沿气流方向向喷丝孔1靠近，形成狭槽形，以便于进一步提高拉伸效果。
在本实施例中，两个喷嘴边块4上均设置有边块内凹部5。通过上述设置，确保了导流均匀度，进而确保了对熔体的拉伸均匀程度，有效提高了产品质量。
在第二种实施例中，喷嘴边块4的横截面为环形结构，喷嘴中间块3位于环形结构的中间孔内。在本实施例中，喷嘴中间块3套设于喷嘴边块4中间，使得喷嘴中间块3与喷嘴边块4之间形成横截面为环形的气流通道2，由喷丝孔1喷出的熔体位于气流通道2中间，气流由气流通道2喷出后对熔体进行沿熔体周向均匀拉伸的拉伸力。
在本实施例中，边块内凹部5为设置于喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面的环形槽。通过上述设置，进一步确保了导流均匀度。
为了进一步确保导流效果，提高气体在边块内凹部5内导流的顺畅程度，边块内侧面6为曲面；边块内侧面6为边块内凹部5的内凹面。也可以将边块内侧面6设置为由多个平面组成的波折面或由平面及曲面组合形成的组合面。
如图2所示，为了便于设置，优选地，边块内侧面6为圆弧曲面。
其中，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的横向距离w的取值范围是5mm-20mm；边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的纵向距离h的取值范围是10mm-30mm；边块内侧面6的半径r的取值范围是11.2mm-36.1mm。
进一步地，气流通道2的气流夹角的取值范围是60°±15°；气流通道2的出口宽度e的取值范围是0.6mm±0.1mm；喷丝孔1的喷丝孔直径c的取值范围是0.3mm±0.1mm；喷丝孔1与气流通道2之间的横向距离d为0.9mm±0.1mm。
其中，气流夹角为相对设置于喷嘴中间块3两侧的气流通道部分喷出气流的夹角。在第一种实施例中，气流夹角为两个气流通道2的夹角。在第二种实施例中，气流夹角为气流通道2的锥度。
实施例1
熔体从喷丝孔1中挤出，高速高温的气体从气流通道2喷出，并对由喷丝孔1中挤出的熔体进行拉伸。
在本实施例中，气流通道2的气流夹角为60°，气流通道2的出口宽度e为0.6mm，喷丝孔直径c为0.3mm，喷丝孔1与气流通道2之间的横向距离d为0.9mm。
其中，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的横向距离w＝10mm，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的纵向距离h＝20mm，边块内侧面6的半径r＝22.4mm。
在本实施例中，熔体为聚丙烯，熔融流动速率为100g/10min，流量为0.008g/s，初始温度为290℃，气体压力为450kPa，气体初始温度为330℃。
上述条件下设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为757nm，而同等条件下不设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为1.74μm。由此可知，喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面设置边块内凹部5后纤维直径比原来减少了56.5％。
实施例2
熔体从喷丝孔1中挤出，高速高温的气体从气流通道2喷出，并对由喷丝孔1中挤出的熔体进行拉伸。
在本实施例中，气流通道2的气流夹角为60°，气流通道2的出口宽度e为0.6mm，喷丝孔直径c为0.3mm，喷丝孔1与气流通道2之间的横向距离d为0.9mm。
其中，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的横向距离w＝10mm，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的纵向距离h＝30mm，边块内侧面6的半径r＝31.6mm。
在本实施例中，熔体为聚丙烯，熔融流动速率为800g/10min，流量为0.031g/s，初始温度为280℃，气体压力为550kPa，气体初始温度为300℃。
上述条件下设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为529nm，而同等条件下不设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为1.18μm。由此可知，喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面设置边块内凹部5后纤维直径比原来减少了55.2％。
实施例3
熔体从喷丝孔1中挤出，高速高温的气体从气流通道2喷出，并对由喷丝孔1中挤出的熔体进行拉伸。
在本实施例中，气流通道2的气流夹角为60°，气流通道2的出口宽度e为0.6mm，喷丝孔直径c为0.3mm，喷丝孔1与气流通道2之间的横向距离d为0.9mm。
其中，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的横向距离w＝5mm，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的纵向距离h＝10mm，边块内侧面6的半径r＝11.2mm。
在本实施例中，熔体为聚丙烯，熔融流动速率为75g/10min，流量为0.006g/s，初始温度为310℃，气体压力为450kPa，气体初始温度为380℃。
上述条件下设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为915nm，而同等条件下不设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为1.91μm。由此可知，喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面设置边块内凹部5后纤维直径比原来减少了52.1％。
实施例4
熔体从喷丝孔1中挤出，高速高温的气体从气流通道2喷出，并对由喷丝孔1中挤出的熔体进行拉伸。
在本实施例中，气流通道2的气流夹角为60°，气流通道2的出口宽度e为0.6mm，喷丝孔直径c为0.3mm，喷丝孔1与气流通道2之间的横向距离d为0.9mm。
其中，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的横向距离w＝20mm，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的纵向距离h＝20mm，边块内侧面6的半径r＝28.3mm。
在本实施例中，熔体为聚丙烯，熔融流动速率为800g/10min，流量为0.057g/s，初始温度为280℃，气体压力为500kPa，气体初始温度为290℃。
上述条件下设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为635nm，而同等条件下不设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为1.62μm。由此可知，喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面设置边块内凹部5后纤维直径比原来减少了60.8％。
实施例5
熔体从喷丝孔1中挤出，高速高温的气体从气流通道2喷出，并对由喷丝孔1中挤出的熔体进行拉伸。
在本实施例中，气流通道2的气流夹角为60°，气流通道2的出口宽度e为0.6mm，喷丝孔直径c为0.3mm，喷丝孔1与气流通道2之间的横向距离d为0.9mm。
其中，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的横向距离w＝20mm，边块内侧面6的曲面圆心与气流通道2之间的纵向距离h＝30mm，边块内侧面6的半径r＝36.1mm。
在本实施例中，熔体为聚丙烯，熔融流动速率为1000g/10min，流量为0.022g/s，初始温度为290℃，气体压力为500kPa，气体初始温度为310℃。
上述条件下设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为451nm，而同等条件下不设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构制得的纤维的直径平均值为1.02μm。由此可知，喷嘴边块4靠近气流出气端的下表面设置边块内凹部5后纤维直径比原来减少了55.8％。
通过上述可知，本实用新型实施例提供的熔喷喷嘴结构，所制备纤维的直径比不设置边块内凹部5的熔喷喷嘴结构所制得的纤维的直径减少52％以上，达到纳米级尺度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种熔喷喷嘴结构，其特征在于，包括：
喷嘴中间块(3)，所述喷嘴中间块(3)上设置有喷丝孔(1)；
设置于所述喷嘴中间块(3)外侧的喷嘴边块(4)，所述喷嘴边块(4)与所述喷嘴中间块(3)之间形成气流通道(2)，所述喷嘴边块(4)靠近气流出气端的下表面具有边块内凹部(5)。
2.根据权利要求1所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，气流通道外壁(7)与边块内侧面(6)相交；
所述气流通道外壁(7)为所述喷嘴边块(4)朝向所述喷嘴中间块(3)且用于形成所述气流通道(2)的侧壁；
所述边块内侧面(6)为所述边块内凹部(5)的内凹面。
3.根据权利要求1所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，所述气流通道(2)为沿气流方向向所述喷丝孔(1)倾斜的倾斜通道。
4.根据权利要求1所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，所述喷嘴边块(4)的数量为两个且对称设置于所述喷嘴中间块(3)的两侧。
5.根据权利要求4所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，两个所述喷嘴边块(4)上均设置有所述边块内凹部(5)。
6.根据权利要求1所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，所述喷嘴边块(4)的横截面为环形结构，所述喷嘴中间块(3)位于所述环形结构的中间孔内。
7.根据权利要求6所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，所述边块内凹部(5)为设置于所述喷嘴边块(4)靠近气流出气端的下表面的环形槽。
8.根据权利要求1所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，边块内侧面(6)为曲面；
所述边块内侧面(6)为所述边块内凹部(5)的内凹面。
9.根据权利要求8所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，所述边块内侧面(6)为圆弧曲面；
所述边块内侧面(6)的曲面圆心与所述气流通道(2)之间的横向距离w的取值范围是5mm-20mm；
所述边块内侧面(6)的曲面圆心与所述气流通道(2)之间的纵向距离h的取值范围是10mm-30mm；
所述边块内侧面(6)的半径r的取值范围是11.2mm-36.1mm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的熔喷喷嘴结构，其特征在于，所述气流通道(2)的气流夹角的取值范围是60°±15°；
所述气流通道(2)的出口宽度e的取值范围是0.6mm±0.1mm；
所述喷丝孔(1)的喷丝孔直径c的取值范围是0.3mm±0.1mm；
所述喷丝孔(1)与所述气流通道(2)之间的横向距离d为0.9mm±0.1mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821236405.5U CN208791824U (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 熔喷喷嘴结构 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201821236405.5U CN208791824U (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 熔喷喷嘴结构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109056085A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | 熔喷喷嘴结构 |
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2018
- 2018-08-01 CN CN201821236405.5U patent/CN208791824U/zh active Active
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