CN220952221U - 超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，包括：水槽体，包括补水槽、水浴槽和排水槽，补水槽呈U型，水浴槽嵌套于补水槽的内部，且补水槽与水浴槽之间设有隔板，隔板上设有溢流口，水浴槽包括水浴腔和溢流腔，溢流腔的外端悬空设置，排水槽连接在水浴槽的端部，并位于溢流腔的正下方，溢流腔的底部设有排水孔；导丝辊，包括第一导丝辊、第二导丝辊和辊架，第一导丝辊安装于辊架的顶部，且第一导丝辊位于水浴腔内，第二导丝辊安装于溢流腔上。与现有技术相比，本实用新型大大降低了热交换，提高了水浴槽冷却效果，同时使得水浴槽中冷却水稳定更均匀，有利于凝胶丝的冷却、成型。

Description

超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽

技术领域

本实用新型涉及一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，属于超高分子量聚乙烯纤维生产设备技术领域。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）是当今世界三大高科技纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维）之一，是目前已工业化纤维材料中比强度和防弹性能最高的纤维，在同等重量的情况下，其强度相当于优质钢丝的14倍，普通化学纤维的10倍。

在超高分子量聚乙烯纤维生产过程中会用到冷却水槽。现有的冷却水槽一般主要包括槽体和导丝辊。槽体一般分为水浴槽和溢流槽两部分，其中水浴槽用于凝胶丝的冷却，溢流槽用于冷却液的循环利用。导丝辊一般至少有两个，一根位于槽体底部，另一根位于槽体顶部，凝胶丝通过两根导丝辊的牵伸进入冷却水槽进行水浴冷却并输送出水槽。然而，申请人在生产中发现该方案至少存在以下问题：1、传统的冷却水槽的结构设计虽然紧凑，但会使得不同槽体内，尤其是溢流槽和水浴槽间不同温度液体发生热交换，影响冷却效果；2、传统的冷却液溢流、循环设计虽然简单，但是进水不匀，容易造成水浴槽内液体温度不均（进水口附近液体温度较低，而其他区域特别是出水口附近液体温度偏高），影响凝胶丝的冷却效果，甚至引起水浴槽内部液体自然流动，对初生凝胶丝产生扰动，对其成型造成不利影响；3、导丝辊相对槽体位置固定，在使用过程中不够灵活，不方便清理维修；4、位于槽体底部的导丝辊工作环境为水下，不仅存在传动困难、锈蚀等问题，最终影响冷却效率及导丝辊的使用寿命，而且会带来材料升级、密封设置等问题，在增大冷却水槽结构复杂性的同时，增加了装置成本。

实用新型内容

基于上述，本实用新型提供一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，以克服现有技术的不足。

本实用新型的技术方案是：超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，包括：

水槽体，包括补水槽、水浴槽和排水槽，所述补水槽呈U型，所述水浴槽嵌套于所述补水槽的内部，且所述补水槽与所述水浴槽之间设有隔板，所述隔板上设有溢流口，所述水浴槽包括水浴腔和溢流腔，所述溢流腔的外端悬空设置，所述排水槽连接在所述水浴槽的端部，并位于所述溢流腔的正下方，所述溢流腔的底部设有排水孔；

导丝辊，包括第一导丝辊、第二导丝辊和辊架，所述辊架设置于所述水槽体的两侧，所述第一导丝辊安装于所述辊架的顶部，且所述第一导丝辊位于所述水浴腔内，所述第二导丝辊安装于所述溢流腔上。

在其中一个例子中，所述补水槽的底部设有进水口，所述隔板三面均开设有溢流孔，所述排水槽的底部设有排水口。

在其中一个例子中，所述溢流腔的底部设有倾斜底板，使得所述水浴槽内部呈倒置的直角梯形。

在其中一个例子中，所述排水槽的顶部与所述溢流腔的底部之间具有预定高度的空间。

在其中一个例子中，所述辊架包括升降机构和滑轨，所述滑轨安装于所述水槽体的两侧，所述升降机构可移动安装于所述滑轨上，所述第一导丝辊安装于所述升降机构的顶部。

在其中一个例子中，所述升降机构包括液压油缸，所述液压油缸的底座安装有滚轮，所述第一导丝辊安装在所述液压油缸的伸缩杆的自由端。

在其中一个例子中，所述液压油缸的两侧安装有辅助支架，所述辅助支架的底部安装有滚轮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、水浴槽与溢流槽不直接接触，两槽体之间存在较大空白，使得水槽体积明显缩小，既减小水槽重量，又减少了冷却水的使用总量，节约了水资源，同时两者空间位置相对分离，大大降低了热交换，提高了水浴槽冷却效果。

2、通过U型补水槽，实现多角度向水浴槽补水，不仅提高了补水效率，而且使得补水更加均匀，从而增加了水浴槽中冷却水温度的均匀性，有利于凝胶丝的冷却、成型。

3、排水槽位于溢流腔的正下方且二者具有预定距离，使溢流水以类似喷淋的方式进入排水槽，增大了冷却水与空气的接触，从而提高了热量交换，为后续冷却降温节约了能源。

4、导丝辊空间位置相对自由，在牵引凝胶丝时，可以根据水槽温度变化情况、实际生产需要等调节导丝辊的位置，从而改变凝胶丝在水槽中的位置和状态，优化生产。

5、导丝辊的工作环境转移至空气条件，避免了水下环境的诸多痛点，延长了导丝辊的使用寿命，同时降低了水槽结构复杂程度，从而降低了成本。

附图说明

图1为分离式冷却水槽的示意图；

图2为水槽体的示意图；

图3为第一导丝辊及升降机构的示意图；

附图标记说明：

1 补水槽，2水浴槽，21水浴腔，22溢流腔，23排水孔，3排水槽，4隔板，5溢流口，6第一导丝辊，7第二导丝辊，8辊架，81滑轨，82液压油缸，83滚轮，84辅助支架。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1至图3，本实施方式一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，包括水槽体和导丝辊。

水槽体包括补水槽1、水浴槽2和排水槽3，补水槽1整体呈U型，补水槽1的底部开设有进水口，水浴槽2嵌套在U型内部，在补水槽1与水浴槽2之间设有隔板4，在隔板4的顶部设有溢流口5，本实施例中，在隔板4三面均开设有溢流孔，溢流孔联通补水槽1和水浴槽2。工作时，新鲜冷却水由进水口进入到补水槽1后，待到液位达到一定高度后，再通过溢流孔进入水浴槽2，可降低水流的冲击力，提高水浴槽2内水流的平稳性，并且三面均设置的溢流孔能够缩小冷却水温差，提高水浴槽2内冷却水温度的均匀性。水浴槽2包括水浴腔21和溢流腔22，溢流腔22的外端悬空设置，排水槽3连接在水浴槽2的端部，并位于溢流腔22的正下方，在溢流腔22的底部开设有若干个排水孔23，且排水槽3的顶部与溢流腔22的底部之间具有预定高度的空间，增加了从溢流腔22排出的冷却水与空气的接触，从而提高了热量交换，为后续冷却降温节约了能源。在排水槽3的底部开有排水口，即冷却水由排水口排出水槽，实现冷却水的循环利用。

进一步的，溢流腔22的底部设有倾斜底板，即水浴槽2的一侧底部呈斜面设计，使得水浴槽2内部呈倒置的直角梯形，可以有效缩小槽体体积，减少冷却水用量，并且实现与排水槽3的分离，降低了介质间的热交换，提高了冷却效率。

导丝辊，包括第一导丝辊6、第二导丝辊7和辊架8，第一导丝辊6辊径较大，在工作时，能够将凝胶丝限制在固定水深，达到冷却、成型效果，辊架8安装在水槽体的两侧，第一导丝辊6安装在辊架8的顶部，且第一导丝辊6位于水浴腔21内，第二导丝辊7安装在溢流腔22的顶部。初生凝胶丝通过第一导丝辊6和第二导丝辊7完成水浴冷却，具体流程为：初生凝胶丝经过一段空气间隙后进入水浴槽2，然后经过第一导丝辊6改变方向，冷却定型后出水浴槽2，经过第二导丝辊7后进入下一工艺。

为了方便检修，辊架8包括升降机构和滑轨81，滑轨81安装在水槽体的两侧，升降机构可移动安装在滑轨81上，第一导丝辊6安装在升降机构的顶部，从而升降机构可驱动第一导丝辊6上下移动，在其处于顶部位置时，第一导丝辊6脱离水浴槽2的顶部，便于其横向移动脱离水槽体而进行清理维修。具体而言，升降机构包括液压油缸82，液压油缸82的底座安装有滚轮83，第一导丝辊6安装在液压油缸82的伸缩杆的自由端，在液压油缸82的两侧安装有辅助支架84，在辅助支架84的底部安装有滚轮83，通过辅助支架84可以保证液压油缸82的稳定支撑。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，其特征在于，包括：

水槽体，包括补水槽（1）、水浴槽（2）和排水槽（3），所述补水槽（1）呈U型，所述水浴槽（2）嵌套于所述补水槽（1）的内部，且所述补水槽（1）与所述水浴槽（2）之间设有隔板（4），所述隔板（4）上设有溢流口（5），所述水浴槽（2）包括水浴腔（21）和溢流腔（22），所述溢流腔（22）的外端悬空设置，所述排水槽（3）连接在所述水浴槽（2）的端部，并位于所述溢流腔（22）的正下方，所述溢流腔（22）的底部设有排水孔（23）；

导丝辊，包括第一导丝辊（6）、第二导丝辊（7）和辊架（8），所述辊架（8）设置于所述水槽体的两侧，所述第一导丝辊（6）安装于所述辊架（8）的顶部，且所述第一导丝辊（6）位于所述水浴腔（21）内，所述第二导丝辊（7）安装于所述溢流腔（22）上。

2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，其特征在于，所述补水槽（1）的底部设有进水口，所述隔板（4）三面均开设有溢流孔，所述排水槽（3）的底部设有排水口。

3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，其特征在于，所述溢流腔（22）的底部设有倾斜底板，使得所述水浴槽（2）内部呈倒置的直角梯形。

4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，其特征在于，所述排水槽（3）的顶部与所述溢流腔（22）的底部之间具有预定高度的空间。

5.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，其特征在于，所述辊架（8）包括升降机构和滑轨（81），所述滑轨（81）安装于所述水槽体的两侧，所述升降机构可移动安装于所述滑轨（81）上，所述第一导丝辊（6）安装于所述升降机构的顶部。

6.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，其特征在于，所述升降机构包括液压油缸（82），所述液压油缸（82）的底座安装有滚轮（83），所述第一导丝辊（6）安装在所述液压油缸（82）的伸缩杆的自由端。

7.根据权利要求6所述的超高分子量聚乙烯纤维纺丝生产用分离式冷却水槽，其特征在于，所述液压油缸（82）的两侧安装有辅助支架（84），所述辅助支架（84）的底部安装有滚轮（83）。