CN221235692U - 一种纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纺丝装置，属于纺丝设备技术领域。釜体包括外筒体以及用于盛放液态纺丝液的内筒体，进料机构包括粒料仓和进料管，粒料仓和进料管之间设置有螺杆挤压机，进料管外部设置有原料加热套，外筒体和内筒体的上部分别设置活塞，第一出料管的下方设置有罗拉机构和纺丝架，纺丝架以及第二出料管的下部设置有分丝加捻机构；甬道上下两端分别设置有用于为溶剂挥发提供气流的进气口和出气口，甬道下部对应分丝加捻机构设置有纺丝卷绕机构。本实用新型所提供的装置使得溶胶‑凝胶纺丝出来的陶瓷纤维原丝，直接用熔融纺丝出来的加捻包覆纱线进行加捻包覆，整个过程是连续一步而成的，减少了工序，提高了工作效率，降低了生产成本。

Description

一种纺丝装置

技术领域

本实用新型涉及一种纺丝装置，尤其涉及一种溶胶-凝胶及熔融纺丝装置，属于纺丝设备技术领域。

背景技术

溶胶-凝胶法是制备陶瓷纤维的常用方法，是以无机盐或金属醇盐为主要原料，在液相下混合并发生水解或者醇解反应，同时进行缩聚反应，生产均匀统一的溶胶体系。配置好相应的粘度，纺丝成形得到浸胶纤维（原丝）。然后经干燥，烧结等热处理过程，得到陶瓷纤维的过程。到目前为止，溶胶-凝胶法可以制备大多数陶瓷纤维，包括氧化硅、氧化锆、氧化铝、氧化钛等氧化物纤维，SiC、TiC等碳化物纤维，同时还能制备莫来石、石榴石等多晶纤维。

熔融纺丝是最简单和最经济的纤维成型方法。不过它只能应用于熔融纺丝时不分解和到达高流动性温度时属于热稳定性的聚合物，如聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、PCS等。熔融的聚合物通过喷丝头挤出，进入气态或者不常用的液体的介质中，物料在其中冷却和发生固化。陶瓷纤维是具有耐热性、强度强、且电绝缘性优良等多种优良特性的纤维，作为高温耐热材料被广泛应用于各领域。氧化铝纤维或二氧化硅纤维可以加工成织物。由氧化铝纤维和二氧化硅纤维编织而成的织物是兼具柔软性和耐热性的优良材料，用途正在向不同于长纤维形态的新领域扩展。对陶瓷纤维进行热处理制造耐热性良好的高强力氧化铝长纤维时，为防止绒毛、断丝，使该纤维具有拥抱性而显著改善工序通过性为目的，可以通过在原丝的状态下加捻包覆加工后，再进行热处理；但在现有的技术中，将溶胶-凝胶纺丝和熔融纺丝在统一的集成系统中来实现的技术方案，还未有报道。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提出一种新型的溶胶-凝胶及熔融纺丝装置。

为了达到上述目的，本实用新型是采用下述的技术方案实现的：

一种纺丝装置，包括装置本体，所述装置本体包括进料机构、釜体及纺丝甬道，所述釜体包括外筒体以及用于盛放液态纺丝液的内筒体，进料机构包括粒料仓和进料管，粒料仓和进料管之间设置有螺杆挤压机，进料管外部设置有原料加热套，进料管末端与外筒体连通；外筒体和内筒体的上部分别对应设置有动力出料活塞，外筒体下部设置有第一出料口，内筒体下部设置有第二出料口，所述纺丝甬道内设置有第一出料管和第二出料管，第一出料口连通第一出料管，第二出料口连通第二出料管，第一出料管和第二出料管上均设置有计量泵，第一出料管和第二出料管的末端均设置有喷丝板；所述第一出料管的下方设置有罗拉机构和纺丝架，纺丝架以及第二出料管的下部设置有分丝加捻机构；所述甬道上下两端分别设置有用于为溶剂挥发提供气流的进气口和出气口，甬道下部对应分丝加捻机构设置有纺丝卷绕机构。

作为优选，所述第一出料管的下方设置有第一罗拉机构，第一罗拉机构内侧设置有第二罗拉机构，第一罗拉机构与第二罗拉机构高度相同，纺丝架设置于第二罗拉机构下部，所述纺丝架和分丝加捻机构之间设置有断纱检测器。

作为优选，甬道内部设置有套筒，所述甬道内部设置有套筒，套筒为多孔式的结构，进气口和出气口之间设置有旋转向上延伸的螺旋形气管，气管位于套筒外部，螺旋形气管的管壁上开设有多个气孔。

作为优选，所述甬道外侧设置有甬道加热套。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型所提供的装置使得溶胶-凝胶纺丝出来的陶瓷纤维原丝，直接用熔融纺丝出来的加捻包覆纱线进行加捻包覆，整个过程是连续一步而成的，不需要将陶纤原丝收卷后再进行加捻包覆处理，实现了溶胶-凝胶纺丝和熔融纺丝的集成，减少了工序，提高了工作效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

各附图标记为：1进料机构,2釜体,3纺丝甬道,21外筒体，22内筒体，4粒料仓，5进料管，6活塞，71第一出料管，72第二出料管，81第一罗拉机构，82第二罗拉机构，83纺丝架，9分丝加捻机构，10断纱检测器，11进气口，12出气口，13收卷机构。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1

附图为本实用新型的一种具体的实施例，如图1所示，整套装置主要包括三部分，分别是进料机构1、釜体2以及纺丝甬道3，图1所示外侧部分为装置的架体，用于固定各部件，架体上还设置有控制器。釜体2内部分为两部分，分别是内筒体22和外筒体21，内筒体22用来盛放液体的纺丝液，外筒体21用来转运来自粒料仓4的另一种熔融状态下的纺丝液。外筒体21与进料机构1的进料管5相连通，进料机构1包括粒料仓4，粒料仓4出口通过法兰连接螺杆挤压机，螺杆挤压机另一端法兰连接进料管5，螺杆挤压机用于将粒料升温加压并输送进入进料管5，进料管5外部设置原料加热套，进料管5内部设置温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器与控制器信号输入端连接，控制器的信号输出端连接螺杆挤压机以及原料加热套的开关，从而调节粒料原料的温度和流动状态，保证粒料的出料顺畅。釜体2内筒体22内部预先装填液体纺丝液，而来自于粒料仓4的另一种熔融状态下的纺丝液进入釜体外筒体21后，两种纺丝液在釜体2上部的动力活塞作用下往下流出进入各自的出料口，通过计量泵后分别进入相应的喷丝板，喷丝板为多孔圆板状结构，喷丝板上的孔呈环形分布，孔径在15μm左右。内筒体22和外筒体21分别对应一动力活塞6，内筒体对应的活塞横截面为圆形，外筒体对应的活塞横截面为圆环形；活塞6的动力来源可以是气缸或者电机，计量泵的信号输出端连接控制器，控制器信号输出端连接气缸或者电机的开关，用以控制两种物料的挤出速率。由于活塞动力机构是常见的机械结构，本装置此处活塞系统为市售定制，只要满足两种物料的出料流量能够控制即可，本实施例对其具体机械结构不再赘述。活塞动力机构对反应釜内的纺丝液施加向下的压力，从而将纺丝液挤入喷丝板的通孔，形成线状的喷丝液，线状的喷丝液进入纺丝甬道3，在加热通风装置的作用下转变为固态线束。

具体来讲，在外筒体21下部设置有第一出料口，内筒体22下部设置有第二出料口，第一出料口正下方连通第一出料管71，第二出料口正下方连通第二出料管72，第一出料管71和第二出料管72内部均设置有计量泵，第一出料管71和第二出料管72的末端均设置有喷丝板。外筒体21所对应的第一出料管71的下方设置有两个罗拉机构，其中，第一罗拉机构81在出料管正下方，第二罗拉机构82与第一罗拉机构81平行，第二罗拉机构82下部设置纺丝架83，熔融的粒料纺丝液挤出进入纺丝甬道3后，在纺丝甬道3内逐渐变硬，绕过第一罗拉机构81下部后延伸至第二罗拉机构82上端，然后继续延伸至纺丝架83。罗拉机构和纺丝架都是对熔融的粒料纺丝液进行牵引和限位的部件，在纺丝架下方设置有分丝加捻机构，罗拉机构和纺丝架的个数及排布也可以根据实际加工要求以及纺丝液的性质进行调整。本实施例中，釜体2的内筒体22为液态纺丝液，经过第二出料口对应的喷丝板后，直接进入分丝加捻机构9，在此部件中，两种纺丝原料进行加捻合股处理。分丝加捻机构9与两股纤维原丝束末端的中心线之间可以设计一定夹角，此角度优选7°，可以使分丝加捻机构9在工作时与两股纤维之间具有一定张力，从而产品质量更稳定。在靠近分丝加捻机构9的上方，可以放置断丝检测器10，用于对两种纺丝原料的状态进行实时监控。加捻包覆的陶瓷纤维，通过其下方的收卷机构将固态的丝束卷绕收集，后续加工再处理。收卷机构的电机与断纱检测器10联动控制，控制器输入端若检测到断纱检测器10的信号，控制器输出端则控制收卷机构13停止收卷。

为了促进溶剂挥发，纺丝甬道3设置通风结构，在纺丝甬道3下端设置气体的进气口11，纺丝甬道3上端设置出气口12，纺丝甬道3外壁设置甬道加热套，用于对通风气体加热，促进溶剂挥发的速度。纺丝甬道3内的温度可通过设置温度传感器实现，温度传感器连接控制器输入端，控制器输出端连接甬道加热套开关。纺丝甬道3壁面内设置套筒，套筒为多孔式的结构，或者网状、格栅式结构，具有一定强度，比如不锈钢材料，起到一定的支撑作用，套筒上端和下端可设置相应的连接板，与纺丝甬道3焊接固定或者螺栓固定，进气管路自进气口延伸至套筒外部，并螺旋向上排布直至出气口附近，并且在管路上设置多个气孔，气孔出气角度朝上，出风口的中心轴线与水平面的夹角为30-60°，保证吹出的气体走向为中心朝上，与下来的纺丝液丝束呈对流。出气口12设置于纺丝甬道3上方，出气口12外部连接出气管路，用于收集带有溶剂的废气。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种纺丝装置，包括装置本体，其特征在于，所述装置本体包括进料机构、釜体及纺丝甬道，所述釜体包括外筒体以及用于盛放液态纺丝液的内筒体，进料机构包括粒料仓和进料管，粒料仓和进料管之间设置有螺杆挤压机，进料管外部设置有原料加热套，进料管末端与外筒体连通；外筒体和内筒体的上部分别对应设置有动力出料活塞，外筒体下部设置有第一出料口，内筒体下部设置有第二出料口，所述纺丝甬道内设置有第一出料管和第二出料管，第一出料口连通第一出料管，第二出料口连通第二出料管，第一出料管和第二出料管上均设置有计量泵，第一出料管和第二出料管的末端均设置有喷丝板；所述第一出料管的下方设置有罗拉机构和纺丝架，纺丝架以及第二出料管的下部设置有分丝加捻机构；所述甬道上下两端分别设置有用于为溶剂挥发提供气流的进气口和出气口，甬道下部对应分丝加捻机构设置有纺丝卷绕机构。

2.根据权利要求1所述纺丝装置，其特征在于，所述第一出料管的下方设置有第一罗拉机构，第一罗拉机构内侧设置有第二罗拉机构，第一罗拉机构与第二罗拉机构高度相同，纺丝架设置于第二罗拉机构下部，所述纺丝架和分丝加捻机构之间设置有断纱检测器。

3.根据权利要求1所述纺丝装置，其特征在于，纺丝甬道内部设有多孔套筒，进气口和出气口之间设置有旋转向上延伸的螺旋形气管，气管位于套筒外部，螺旋形气管的管壁上开设有多个气孔。

4.根据权利要求2或3所述纺丝装置，其特征在于，所述甬道外侧设置有甬道加热套。