一种纤维素溶液的脱泡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种纤维素溶液的脱泡装置，包括外筒，配置为脱泡装置的主体，所述外筒底部设置有出液口；物料筒，配置于外筒的内部，所述物料筒筒体上设置有通孔；调速装置，配置为带动物料筒做离心运动；进液管，穿过外筒，将溶液送入物料筒内；物料储存装置，与外筒底部的出液口连通，并配置于低于外筒的位置；所述物料储存装置底部连接有出料装置。本实用新型专利技术一种结构简单、易于操作，其具有脱泡效率高、连续脱泡、可确保后续纺丝连续进行的特点，且脱泡过程不影响物料输送，实现了高效脱泡与连续生产可同时进行，并且脱泡方法效果好，具有制得纺丝液稳定性高，均匀性好，不易产生凝胶的纤维素溶液脱泡装置。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维素溶液的脱泡装置
本技术涉及一种纤维素溶液的脱泡装置。
技术介绍
纤维素不溶于普通溶剂，基于传统的粘胶法和铜氨法制备再生纤维素纤维的生产工艺，由于工序复杂、污染大、能耗高，已逐渐被新兴的溶剂纺丝技术所取代。其中，比较具有前景的有NMMO(N-甲基吗啉氧化物)溶剂法，离子液体法和低温碱/尿素法。NMMO溶剂法制备纤维素纤维已实现工业化生产，但由于成本因素和纤维本身的部分原因，NMMO溶剂法生产规模的扩展受到一定的制约。离子液体虽然是纤维素的良溶剂，但它具有溶液粘度大以及溶解温度高的缺点，且目前人们对离子液体毒性、离子液体纺丝过程以及再生纤维素纤维的性能还缺乏全面了解，因此并不利于大规模工业化推广。低温碱/尿素法已进行了大量的中试研究，该体系可用于生产纤维素纤维，具有原料成本低、制备过程简单、不污染环境等诸多优点，是一种绿色清洁化生产工艺，但离工业化生产还有一定的距离。低温碱/尿素法制备纤维素溶液存在的主要问题是纺丝液不稳定，容易凝胶化。特别对于高粘度的纺丝液，在高速搅拌或输送过程中会产生大量气泡，并且这些气泡难以用一般方法进行快速脱除。采用静置脱泡或抽真空搅拌脱泡不仅时间长、效率低，且脱泡过程中极易产生凝胶化，导致纺丝液粘度增大甚至失去流动性，由于这种凝胶化具有不可逆性，因此对后续纺丝极为不利。为了提高此类高粘度纺丝液的脱泡效果，许多生产企业对脱泡设备的构造进行了改造研究。如专利CN202876464U公布了一种微型纺丝过滤脱泡装置。纺丝液在输送过程中，通过分别调控该装置外压及真空度以控制脱泡时的真空压力，从而完成动态脱除气泡和过滤。虽然该装置在一定程度上能脱除纺丝液中的部分气泡，但该装置由于成本过高、真空系统复杂、脱泡效果不理想，且存在装拆和洗滤布的劳动强度大等问题，并不利于工业化推广。专利CN106222761A公布了一种高浓度高粘度纺丝液溶解脱泡设备。该设备是一种不带搅拌装置的溶解脱泡设备，通过对设备真空度的控制，可使溶解与脱泡在一个设备中完成。同时，该装置不采用传统的搅拌桨搅拌脱泡方式，避免了在搅拌过程中带入气泡以及高速搅拌造成的原料降解及结构破坏。但是该种脱泡方式需在较高真空度下进行，对设备要求较高，且脱泡耗时长，效率低，无法达到预期的脱泡效果。专利CN206121234U以薄膜脱泡为基础，公布了一种高粘度液体脱泡装置。该装置通过控制电机转速来控制不同粘度液体在装置内形成的液膜厚度，并在一定真空度下脱除液膜中的气泡。虽然该装置能够适应液体粘度变化并保证脱泡效率，但当装置内液体较多时，难以脱去深层的气泡，且该装置能耗较高，无法满足连续生产要求。目前低温碱/尿素法纺丝液大多采用间歇式减压抽真空脱泡装置，这种脱泡方式效率很低，通常需要120～300min，且需要用到多个脱泡装置，存在生产能力不高，占地面积大等问题。同时，高负压条件下还会将溶剂一起从溶液中脱离出来使表层溶液浓度过高而结皮，造成纤维素溶液均匀性差。由于低温碱/尿素法纺丝液稳定性差，随着时间及温度的变化，纺丝液中的纤维素会从溶剂中析出，形成交联网状结构的凝胶。现有的脱泡方法不仅耗时长，且装置内温度变化较大，极易造成凝胶化现象，致使得到的纺丝液均匀性不一，脱泡效果亦不明显，同时不能保证气泡脱除效率及纺丝液品质，极不利于连续及规模化生产。以上因素极大限制了低温碱/尿素法纤维素纤维的工业化发展。因此，有必要对现有技术的不足和缺陷进行改进，提供一种结构简单、易于操作的低温碱/尿素法纺丝液，其具有脱泡效率高、连续脱泡、可确保后续纺丝连续进行的特点，可大大提高纺丝液的品质，减少断丝现象；且脱泡过程不影响物料输送，实现了高效脱泡与连续生产可同时进行，并且脱泡方法效果好，具有制得纺丝液稳定性高，均匀性好，不易产生凝胶的纤维素溶液脱泡装置。有鉴于此特提出本技术。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的纤维素溶液脱泡装置。为解决上述技术问题，本技术采用技术方案的基本构思是：一种纤维素溶液的脱泡装置，包括外筒，配置为脱泡装置的主体，所述外筒底部设置有出液口；物料筒，配置于外筒的内部，所述物料筒筒体上设置有通孔；调速装置，配置为带动物料筒做离心运动；进液管，穿过外筒，将溶液送入物料筒内；物料储存装置，与外筒底部的出液口连通，并配置于低于外筒的位置；所述物料储存装置底部连接有出料装置。其中，所述外筒的底部被配置为有一定向出液口倾斜的角度，有利于溶液流出。此外，所述物料筒上半部分呈圆柱形，下半部分呈锥形；所述通孔设置于锥形部分筒体上。进一步地，所述圆柱形筒内设有两端分别与圆柱形筒体内壁相连接的物料置放板，所述物料置放板盛放进液管送入的溶液。更进一步地，所述外筒的内壁设有对溶液有导流作用的部件，优选地，所述导流作用的部件为导流板或导流槽或光滑的内壁。同时，包括与外筒和物料储存装置连接的压力控制装置，以及环绕外筒和物料储存装置设置的低温冷却循环温控装置。进一步地，所述压力控制装置使脱泡装置内真空度保持在绝对压力5～50KPa。更进一步地，所述低温冷却循环温控装置的温度为-10～20℃，优选地，温度为-10～10℃，更优选地，温度为0～10℃。一种纤维素溶液的脱泡方法，包括上述所述的一种纤维素溶液的脱泡装置，该脱泡方法包括如下步骤：S1.将得到的碱/尿素法纤维素溶液进行低温保存，低温保存温度为-10～20℃，所述保存时间为0～10h；S2.将上述纤维素溶液经进液管道输送至离心脱泡装置的物料筒置放板内；S3.启动离心脱泡装置的低温冷却循环温控装置，设置温度为-10～20℃；启动压力控制装置，使脱泡装置内真空度保持在绝对压力5～50KPa；启动离心设备的调速装置，设置转速为200～2000r/min，脱泡时间设置为1～20min；S4.脱泡完成后，通过离心设备外圆筒出料口输送至物料储存装置，然后经由出料装置输送至下段纺丝工序即可实现连续脱泡。在一个实施例中，步骤S1所述低温保存温度为-5～10℃，所述保存时间为0～1h。在一个实施例中，步骤S3所述低温冷却循环温控装置的温度为-10～10℃。在一个实施例中，步骤S3所述低温冷却循环温控装置的温度为0～10℃。在一个实施例中，步骤S3所述脱泡装置抽真空至绝对压力为5～20Kpa。在一个实施例中，步骤S3所述离心设备的调速装置转速为500～2000r/min，脱泡时间为1～10min。采用上述技术方案后，本技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、根据本技术所述的纤维素溶液的脱泡装置及方法，启动离心装置后，由于纤维素溶液与气泡的密度不同，使其所受到的离心力不同，因此溶液和气泡得以分离。2、在本技术所述的脱泡装置的真空负压作用下，物料置放板中的纤维素溶液内部的小气泡被置换至其表面，进一步膨化、扩散并迅速脱除，极大提高了脱泡效率；与传统的真空搅拌脱泡方式相比，避免了长时间高速搅拌对纤维素原料的结构造成的破坏，以及高负压条件下表层溶液浓度过高而导致的结皮。3、通过电机带动物料筒及物料置放板在外筒内作离心圆周运动，纤维素溶液无定向甩至物料筒内壁，并在离心力作用下通过锥形筒体上均匀分布的小孔被分散甩至所述外筒内壁，在真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维素溶液的脱泡装置，其特征在于：包括外筒(1)，配置为脱泡装置的主体，所述外筒(1)底部设置有出液口；物料筒(2)，配置于外筒(1)的内部，所述物料筒(2)筒体上设置有通孔；调速装置(4)，配置为带动物料筒(2)做离心运动；进液管(3)，穿过外筒(1)，将溶液送入物料筒(2)内；物料储存装置(5)，与外筒(1)底部的出液口连通，并配置于低于外筒(1)的位置；所述物料储存装置(5)底部连接有出料装置(6)。

【技术特征摘要】
1.一种纤维素溶液的脱泡装置，其特征在于：包括外筒(1)，配置为脱泡装置的主体，所述外筒(1)底部设置有出液口；物料筒(2)，配置于外筒(1)的内部，所述物料筒(2)筒体上设置有通孔；调速装置(4)，配置为带动物料筒(2)做离心运动；进液管(3)，穿过外筒(1)，将溶液送入物料筒(2)内；物料储存装置(5)，与外筒(1)底部的出液口连通，并配置于低于外筒(1)的位置；所述物料储存装置(5)底部连接有出料装置(6)。2.根据权利要求1所述的一种纤维素溶液的脱泡装置，其特征在于：包括与外筒(1)和物料储存装置(5)连接的压力控制装置(9)，以及环绕外筒(1)和物料储存装置(5)设置的低温冷却循环温控装置(10)。3.根据权利要求2所述的一种纤维素溶液的脱泡装置，其特征在于：所述压力控制装置(9)使脱泡装置内真空度保持在绝对压力5～50KPa。4.根据权利要求1所述的一种纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉山，高敏，张东，吴振兴，迟克栋，张万勇，
申请(专利权)人：中国纺织科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11