一种纺丝设备及其缓冷装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种纺丝设备及其缓冷装置，缓冷装置包括具有中空腔室的出气窗，所述出气窗的外部套设有出气窗外套，所述出气窗外套与所述出气窗之间具有用于气体通过的气体通道，所述出气窗的侧壁上沿轴向设有若干出气层，任一出气层均设置有出气狭缝，各出气层的出气狭缝沿气流流动方向的宽度沿气流流动方向逐渐变小；还包括进气单元，所述进气单元与所述气体通道连通，所述进气单元与所述气体通道之间设有气体整流器。本发明专利技术使沿着初生纤维经过的方向，气体供入中空腔室内的量逐渐增大，可平衡由于冷空气被动补充至中空腔室中造成的气体的压力场和温度场的不稳定性，从而有助于提高可纺性和纤维的品质。

【技术实现步骤摘要】
一种纺丝设备及其缓冷装置
本专利技术属于纤维加工装置结构设计和应用
，具体地说，涉及一种纺丝设备及其缓冷装置。
技术介绍
熔融纺丝是化学纤维的主要制备方法之一，熔纺纺丝大致包括以下步骤：纺丝原料熔融、熔融纺丝液计量、纺丝液挤出、纺丝液冷却形成初生纤维、拉伸、上油以及卷绕。对于工业丝，无论是高强高模或高模低缩工业丝，由于其特殊的用途，决定了要有较高的力学性能。在微观聚集态结构上，实现较高的力学性能的必须前提就是工业丝要达到最大程度的取向。熔融纺丝过程中对初生纤维的品质影响最大的因素就是从喷丝板喷出的纺丝熔体细流冷却成初生纤维的过程，熔体细流冷却过程的好坏直接影响了长丝的质量，在熔体的冷却过程中还伴随着聚合物的重结晶以及晶格的重分布过程，因此，冷却质量直接决定了长丝的成品质量。由于熔体从喷丝板从喷出时通常具有几百摄氏度的高温，如果直接对其进行急速冷却会影响长丝中聚合物的结晶性质，因此，在部分熔纺化纤的纺丝过程中，比如在高强高模工业丝的纺丝过程中，为了使初生纤维缓慢冷却，需要在喷丝板和侧吹风窗之间加装缓冷器。缓冷器一般是两端开放的空腔圆套，具有加热和温控功能，可以将空腔中的气氛加热并控制在工艺温度，初生纤维从其空腔中的热气氛中经过，可以得到缓慢冷却。缓慢冷却可以降低初生纤维的取向程度，减小皮芯结构的影响，提高初生纤维的牵伸倍数，从而提高终端纤维的力学性能。现有技术中的缓冷器只是单一具有加热控制功能的空腔圆套，纤维从其空腔热气氛中经过会带走部分气体和热量，然后有新的外部冷空气被动向空腔内补充，因此在缓冷器空腔中产生不稳定的气压场和气温场。不稳定的气压场会产生紊乱气流，对熔体喷头拉伸过程中的纤维产生扰动，降低纺丝稳定性，增大纤维的不匀率；不稳定的气温场会使纺程上纤维的冷却工况波动，也会增大纤维的不匀率；并且，被动补充进入的冷空气是环境空气，条件不恒定，造成纺丝工况不可控、不稳定。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于纺丝设备的缓冷装置，旨在提高缓冷装置中气体压力场和温度场的稳定性。本专利技术的另外一个目的是提供一种纺丝设备，包括上述的一种用于纺丝设备的缓冷装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种用于纺丝设备的缓冷装置，包括具有中空腔室的出气窗，所述出气窗的外部套设有出气窗外套，所述出气窗外套与所述出气窗之间具有用于气体通过的气体通道，所述出气窗的侧壁上沿轴向设有若干出气层，任一出气层均设置有出气狭缝，各出气层的出气狭缝沿轴向的宽度沿气流流动方向逐渐变小。上述方案中，通过设置出气狭缝沿气流流动方向的宽度沿气流流动方向逐渐变小，增加了出气窗向中空腔室内主动供气功能，极大的改善熔体喷头拉伸过程中产生的气流扰动和温度波动的情况，提高初生纤维力学性能的均一性。进一步的，还包括进气单元，所述进气单元与所述气体通道连通，所述进气单元与所述气体通道之间设有气体整流器；优选的，所述进气单元包括两进气管，两进气管关于所述出气窗的中心对称设置。上述方案中，两进气管关于所述出气窗的中心对称设置，可进一步缓解气流的螺旋状流动状态，提高气流的均匀程度。进一步的，所述气体整流器包括至少两叠设的环形整流板，环形整流板上设有整流狭缝，相邻两环形整流板上的整流狭缝错位设置；优选的，整流狭缝的形状选自圆形狭缝、条形狭缝、方形狭缝或不规则形狭缝中的其一或其任意组合。进一步的，整流狭缝在环形整流板上呈辐射状分布；优选的，整流狭缝沿周向的宽度的当量尺寸的范围为0.5mm-5mm；优选的，沿周向两相邻的整流狭缝的间距的范围为4mm-6mm。上述方案中，两叠设的环形整流板之间具有供气体通过的空间，环形整流板的主体上设有供气体通过的整流狭缝，气体经进气单元进入气体通道前先经过由多层环形整流板错位叠拼组成的气体整流器。上述方案中的气体整流器结构简单，易于实现，方便制造，而简洁有效的气体整流器可进一步提高进气流量的均匀程度。进一步的，任一出气层均设置有偶数个出气狭缝，相对设置的出气狭缝关于出气窗的中心对称。进一步的，出气狭缝的形状选自圆形狭缝、条形狭缝、方形狭缝或不规则形狭缝中的其一或其任意组合；优选的，各出气层的出气狭缝沿气流流动方向的宽度沿气流流动方向的当量尺寸的范围为0.5mm-20mm。上述方案中，在出气窗的每一层出气层都设置偶数个出气狭缝，使气体经偶数个出气狭缝进入中空腔室时，可保持气体流量的均匀性，提高中空腔室中气体气场的稳定性，包括压力场和温度场。将出气狭缝设置为关于出气窗的中心对称，可进一步提高气体流量的均匀性。进一步的，所述出气窗外套的外部设置有用于调节控制所述中空腔室内气体温度的温控单元；优选的，所述温控单元调节控制所述中空腔室内气体温度的变化范围为320℃-400℃。进一步的，还包括气体加热单元，所述气体加热单元与所述进气单元连接；优选的，所述气体加热单元包括电加热或热媒加热。进一步的，还包括用于供给气体的气源单元，所述气源单元与所述气体加热单元连接；优选的，所述气源单元与所述气体加热单元之间设有流量控制单元。上述方案中，通过设置气源、流量控制单元、气体加热单元以及温控单元，对气体温度设定和流量调节，实现定量的供给可调温度的气体。一种纺丝设备，包括如上所述的一种用于纺丝设备的缓冷装置。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。1、本专利技术设置沿着气体在气体通道内的气流流动方向，向中空腔室内供入的气体的量逐渐减小，即沿着初生纤维经过的方向，气体供入中空腔室内的量逐渐增大，这样就平衡了由于冷空气被动补充至中空腔室中造成的气体的压力场和温度场的不稳定性，从而有助于提高可纺性和纤维的品质。2、本专利技术的一两进气管关于所述出气窗的中心对称设置，可进一步缓解气流的螺旋状流动状态，提高气流的均匀程度。3、本专利技术两叠设的环形整流板之间具有供气体通过的空间，环形整流板的主体上设有供气体通过的整流狭缝，气体经进气单元进入气体通道前先经过由多层环形整流板叠拼组成的气体整流器，使气体整流器，结构简单，易于实现，方便制造，简洁有效的气体整流器可进一步提高进气流量的均匀程度。4、本专利技术通过设置气源、流量控制单元、气体加热单元以及温控单元，对气体温度设定和流量调节，实现定量的供给可调温度的气体，有助于纺丝工况的稳定。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：图1是本专利技术缓冷装置的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于纺丝设备的缓冷装置，包括具有中空腔室的出气窗，所述出气窗的外部套设有出气窗外套，所述出气窗外套与所述出气窗之间具有用于气体通过的气体通道，其特征在于：/n所述出气窗的侧壁上沿轴向设有若干出气层，任一出气层均设置有出气狭缝，各出气层的出气狭缝沿轴向的宽度沿气流流动方向逐渐变小。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于纺丝设备的缓冷装置，包括具有中空腔室的出气窗，所述出气窗的外部套设有出气窗外套，所述出气窗外套与所述出气窗之间具有用于气体通过的气体通道，其特征在于：
所述出气窗的侧壁上沿轴向设有若干出气层，任一出气层均设置有出气狭缝，各出气层的出气狭缝沿轴向的宽度沿气流流动方向逐渐变小。


2.根据权利要求1所述的一种用于纺丝设备的缓冷装置，其特征在于：还包括进气单元，所述进气单元与所述气体通道连通，所述进气单元与所述气体通道之间设有气体整流器；
优选的，所述进气单元包括两进气管，两进气管关于所述出气窗的中心对称设置。


3.根据权利要求2所述的一种用于纺丝设备的缓冷装置，其特征在于：
所述气体整流器包括至少两叠设的环形整流板，环形整流板上设有整流狭缝，相邻两环形整流板上的整流狭缝错位设置；
优选的，整流狭缝的形状选自圆形狭缝、条形狭缝、方形狭缝或不规则形狭缝中的其一或其任意组合。


4.根据权利要求3所述的一种用于纺丝设备的缓冷装置，其特征在于：
整流狭缝在环形整流板上呈辐射状分布；
优选的，整流狭缝沿周向的宽度的当量尺寸的范围为0.5mm-5mm；
优选的，沿周向两相邻的整流狭缝的间距的范围为4mm-6mm。


5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于纺丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：史贤宁，崔华帅，吴鹏飞，崔宁，李杰，黄庆，
申请(专利权)人：中国纺织科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11