基于溶液纺丝技术的纺丝系统及纺丝设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于溶液纺丝技术的纺丝系统，包括一圆筒形壳体，圆筒形壳体具有一用于安装分流板、过滤板的圆筒形空心腔体，沿圆筒形壳体的轴线方向，在圆筒形壳体的底部设置有与出液压力腔连通的用于将纺丝液喷出的喷丝板，所述圆筒形壳体上，沿圆筒形壳体的轴线方向连续包覆有用于恒定纺丝液最佳纺丝温度的热平衡机构，以及纺丝设备。本实用新型专利技术结构简单、密封可靠，在有效提高纺丝效率的同时，能够确保纺丝液温度恒定，获得最佳纺丝温度，大大提高成品丝物理机械性能。

【技术实现步骤摘要】
基于溶液纺丝技术的纺丝系统及纺丝设备
本技术涉及纺丝设备领域，尤其涉及一种基于溶液纺丝技术的纺丝系统及纺丝设备。
技术介绍
如今，纺丝技术的发展带动了纺织行业的快速发展，溶液纺丝法是指将高聚物浓溶液定量从喷丝孔挤出，溶液细流经凝固浴或热空气或热惰性气体固化成纤维的方法，目前，溶液纺丝又分为湿法纺丝、干法纺丝和干-湿法纺丝。目前，干喷湿纺法是将干法纺丝与湿法纺丝的特点结合起来的化学纤维加工方法，纺丝时纺丝液经喷丝孔喷出后，纺丝液细流先经过一小段空气层(干段)，空气层长度一般小于20～30mm，再进入凝固浴，干段很短，但对凝固相分离和成纤结构有着重大影响。在空气层挤出的纺丝液细流中的溶剂急速蒸发，表面形成了薄薄致密层，细流进入凝固浴后可抑制双扩散速度；由于在喷丝板出口处产生膨胀效应，靠细流自身的重力以及牵伸力向下流动，然后经干喷湿纺的正牵伸可使胀大部分被牵伸变细后进入凝固浴；凝固浴采用低溶剂质量分数配比和低温凝固，低溶剂质量分数配比可加大溶剂与细流之间的质量分数差，加速扩散；低温可抑制扩散速度，利于沉淀结构致密化、均质化，最终这样纺出的纤维丝束表面较平滑且无沟槽。与纯湿纺相比，干喷湿纺可纺出较高密度且无明显皮芯结构的原丝，大幅提高了纤维的抗拉强度，可生产细特化和均质化的高性能纤维。这种纺丝方法已在聚丙烯腈纤维、芳香族聚酰胺纤维等生产中得到应用。溶液纺丝技术中影响最终纤维成型质量的因素诸多，在干-湿法纺丝工序中，纺丝液的温度及空气层工序是影响纤维物理机械性能的其中两个关键因素。因纺丝液温度的变动对成品丝的染色均匀性有影响，因此要求纺丝液温度在进入纺丝组件至喷丝孔喷出的过程中，在纺丝组件内保持温度均匀、稳定。并且纺丝组件的整体结构过于复杂，也会导致纺丝液在纺丝组件内的经过时间较长，不利于纺丝液的恒温保持，纺丝效率受到影响。同时，由于纺丝组件结构复杂，导致整体尺寸及重量偏大，密封成为了一个较为棘手的问题。并且，由于喷丝板与凝固浴液面之间的距离非常短，液面发生的微小波动、气流扰动等都会对纺丝原液细流造成影响，从而进一步影响丝的性能。同时，由于高温的原液细流从喷丝板喷出后，经过常温空气层，纺丝原液细流中的溶剂急速挥发(蒸发)会使纤维表面形成孔洞。CN110079874A公开了一种新型喷丝头，包括喷丝头主体，所述喷丝头主体上固设有入料管，所述喷丝头主体上装配有喷丝头防堵塞装置，所述喷丝头防堵塞装置包括与所述入料管和所述喷丝头主体配对的壳体，所述壳体内固设有环形储水腔，所述壳体上端固设有环形加水块，所述环形加水块内固设有与所述环形储水腔连通的环形加水腔。CN106801260A涉及一种制备高性能纤维的喷丝组件，包括：进料区、分配区、喷丝区，所述进料区和分配区之间设置泄压区，所述泄压区通过连接区与所述进料区连接。所述进料区和泄压区为具有空腔的筒体，所述泄压区空腔直径大于所述进料区的空腔直径。泄压区能够使经过计量泵剪切增压的物料进行压力释放，增加物料流动性和均匀性。CN205115683U公开了一种干喷湿纺喷丝装置，包括整流罩和喷丝板，喷丝板安装在整流罩的内部，整流罩的上端设置有多个进气口，多个进气口相对于喷丝板的对称轴对称分布，进气口与供气装置连接；整流罩的下部浸入凝固浴密封，整流罩位于液面以上且靠近液面的位置设置多个出气口。CN106521648A公开了一种粘胶纤维纺丝机，属于化纤机械
，圆盘干湿法纺丝机包括减速电机、纺丝计量泵、原液入口、冷却空气入口、排气出口、上部导丝轮、丝束张力检测装置、喷丝头组件、纺丝浴槽、底部导丝轮、浴槽升降装置、浴液阀门和主框架，减速电机与纺丝计量泵用联轴器相连，安装在主框架的顶部，采用环形喷丝头，在360度的圆环上均匀喷丝，风冷也是在360度上吹风，排风也是在360度的圆周上来实现。上述专利文献解决了目前纺丝效率低、组件结构复杂、容易漏料以及喷丝头堵塞的问题，但是在湿法纺丝与干喷湿法纺丝技术上仍然有一些不足，例如纺丝组件多为圆盘式结构或者长方体式结构，尺寸大、自重大，安装复杂、费时费力；组件基本包括喷丝板基板与盖板，二者之间需要密封，密封面积较大，且密封难度大，容易出现漏液的缺陷；在纺丝组件内，由于纺丝组件的尺寸及厚度大，因而纺丝液自身的保温问题难以做到温度均匀，热稳定性及热交换效率较低，导致纺丝液最佳纺丝温度难以保证；并且由于目前大多数吹风方式都是沿纺丝液喷出的方向从上向下，直接喷向凝固浴液面，不但丝束受风不能完全均等，而且凝固浴液面不可避免会受到气流扰动出现微小波动，同时，由于高温的原液细流从喷丝板喷出后，经过空气层，纺丝原液细流中的溶剂急速挥发(蒸发)会使纤维表面形成孔洞。以至于最终成品丝的物理机械性能受到影响，上述问题成为了制约溶液纺丝领域发展的一个亟待解决的难题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、密封可靠，在有效提高纺丝效率的同时，能够确保纺丝液温度恒定，获得最佳纺丝温度，同时有效减小外界扰动对原液细流的影响，大大提高成品丝物理机械性能的基于溶液纺丝技术的纺丝系统及纺丝设备。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种基于溶液纺丝技术的纺丝系统，包括一用于容纳纺丝液的圆筒形壳体，所述圆筒形壳体具有一用于安装分流板、过滤板的圆筒形空心腔体，所述分流板及过滤板均沿圆筒形空心腔体的轴线方向连续设置并固定，分流板及过滤板将圆筒形空心腔体分隔为进液压力腔及出液压力腔，所述进液压力腔经分流板、过滤板与出液压力腔相连通，在圆筒形壳体上设置有与所述进液压力腔相连的用于将纺丝液注入进液压力腔的纺丝液入口，沿圆筒形壳体的轴线方向，在圆筒形壳体的底部设置有与出液压力腔连通的用于将纺丝液喷出的喷丝板，所述圆筒形壳体上，沿圆筒形壳体的轴线方向连续包覆有用于恒定纺丝液最佳纺丝温度的热平衡机构。上述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，沿圆筒形壳体的轴线方向在圆筒形壳体两侧分别延伸设置有用于向形成的丝束提供均匀吹风的供风装置。上述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，所述热平衡机构包括沿圆筒形壳体的轴线方向包覆于圆筒形壳体表面的热平衡筒体，在热平衡筒体与圆筒形壳体之间形成一用于恒定纺丝液温度的环形热平衡腔，以及与环形热平衡腔的两端相连通的用于向环形热平衡腔内注入热循环介质的注液口及出液口。上述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，所述圆筒形空心腔体内沿其轴线方向连续设置有用于固定分流板及过滤板的定位件，定位件包括设于出液压力腔内的下定位件及设于进液压力腔内的上定位件。上述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，所述圆筒形空心腔体内沿其轴线方向连续设置有用于安装分流板及过滤板的支撑板，分流板通过过滤板置于支撑板上。上述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，所述圆筒形壳体与热平衡筒体的两端分别设置有用于密封圆筒形空心腔体及环形热平衡腔的端盖，上定位件及下定位件的两端分别与圆筒形空心腔体两端的端盖固定连接。上述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，所述供风装置包括在圆筒形壳体的两侧沿丝束形成的方向向下延伸设置的挡风板，两挡风板之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于溶液纺丝技术的纺丝系统，包括一用于容纳纺丝液的圆筒形壳体，所述圆筒形壳体具有一用于安装分流板、过滤板的圆筒形空心腔体，其特征在于：所述分流板及过滤板均沿圆筒形空心腔体的轴线方向连续设置并固定，分流板及过滤板将圆筒形空心腔体分隔为进液压力腔及出液压力腔，所述进液压力腔经分流板、过滤板与出液压力腔相连通，在圆筒形壳体上设置有与所述进液压力腔相连的用于将纺丝液注入进液压力腔的纺丝液入口，沿圆筒形壳体的轴线方向，在圆筒形壳体的底部设置有与出液压力腔连通的用于将纺丝液喷出的喷丝板，所述圆筒形壳体上，沿圆筒形壳体的轴线方向连续包覆有用于恒定纺丝液最佳纺丝温度的热平衡机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于溶液纺丝技术的纺丝系统，包括一用于容纳纺丝液的圆筒形壳体，所述圆筒形壳体具有一用于安装分流板、过滤板的圆筒形空心腔体，其特征在于：所述分流板及过滤板均沿圆筒形空心腔体的轴线方向连续设置并固定，分流板及过滤板将圆筒形空心腔体分隔为进液压力腔及出液压力腔，所述进液压力腔经分流板、过滤板与出液压力腔相连通，在圆筒形壳体上设置有与所述进液压力腔相连的用于将纺丝液注入进液压力腔的纺丝液入口，沿圆筒形壳体的轴线方向，在圆筒形壳体的底部设置有与出液压力腔连通的用于将纺丝液喷出的喷丝板，所述圆筒形壳体上，沿圆筒形壳体的轴线方向连续包覆有用于恒定纺丝液最佳纺丝温度的热平衡机构。


2.根据权利要求1所述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，其特征是：沿圆筒形壳体的轴线方向在圆筒形壳体两侧分别延伸设置有用于向形成的丝束提供均匀吹风的供风装置。


3.根据权利要求1所述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，其特征是：所述热平衡机构包括沿圆筒形壳体的轴线方向包覆于圆筒形壳体表面的热平衡筒体，在热平衡筒体与圆筒形壳体之间形成一用于恒定纺丝液温度的环形热平衡腔，以及与环形热平衡腔的两端相连通的用于向环形热平衡腔内注入热循环介质的注液口及出液口。


4.根据权利要求3所述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，其特征是：所述圆筒形空心腔体内沿其轴线方向连续设置有用于固定分流板及过滤板的定位件，定位件包括设于出液压力腔内的下定位件及设于进液压力腔内的上定位件。


5.根据权利要求3所述的基于溶液纺丝技术的纺丝系统，其特征是：所述圆筒形空心腔体内沿其轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建伟，李纪伟，崔聪晶，刘庆冠，刘平飞，周威，陈建军，
申请(专利权)人：青岛大学，宁波斯宾拿精密机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37