[实用新型]用于化纤长丝生产的中心吹风冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及化纤制造装置领域，包括冷却吹风筒及冷却风供给单元、喷丝板和冷却空气隔离单元，特别是涉及到生产化纤长丝的纺丝冷却装置，这种装置对于化纤长丝的条干、断裂伸长和强度都有明显的有益改进；根本性改变了化纤长丝生产通常采用侧吹风冷却不均匀和不受控的缺陷。

背景技术

一般来说，化纤生产过程包括聚合物熔体经过组件喷丝板从喷丝孔喷出进行纺丝，将长丝丝条通过冷却吹风后固化、集束后卷绕成丝饼。

该喷丝板安装在纺丝组件内下部底层面上，熔体经过分配板到喷丝板，从喷丝孔喷出。熔体从喷丝孔喷出后发生膨胀。膨胀是由于熔体从喷丝孔喷出前后的压力差造成。这种膨胀对生产长丝的圆整度即条干U值有影响，而通常膨胀小有利于改善圆整度。因此，就要求减少膨胀以改善所生产长丝的质量。另外，熔体通过喷丝孔过程中带来的可压力损失越大，则这种膨胀就越小。压损是由于熔体通过喷丝孔时熔体与孔表面的摩擦而产生的。因此，长径比越大则膨胀越小。不过，若长径比过大，则会导致纺丝速度降低。

喷丝板上喷丝孔的分配是预先就由喷丝板板面间距决定了的。因此，流出各喷丝孔的熔体在组件里的停留时间是有差别的。接近分配板的喷丝孔流出的熔体其停留时间长，而远离分配板的喷丝孔流出的熔体其停留时间短。还有一个问题就是，施加与每个喷丝孔的压力亦不相同。因为在同一喷丝孔中，靠近流动路线与远离流动路线其熔体流动速率也是不同的。并且，溶体与喷丝孔壁之间有一摩擦力。由于这个问题，不同喷丝孔出来的长丝就存在质量上的差异。

同时，用冷却空气冷却丝条的冷却工艺也对丝条的条干、断裂伸长和强度影响很大。就是说，吹出空气的速度和量有很大影响。

提供冷却风的方法有两种，一是侧吹风，一是中心吹风。

侧吹风就是冷却装置用冷却风从丝条外部的侧面对纺出的丝条进行吹风冷却。这种方法有个问题，就是靠近吹风的丝条冷却得快，而远离吹风的丝条冷却得慢。为解决该问题，建议用中心吹风。中心吹风冷却就是在组件喷丝板下方装一个冷却吹风筒，并向周围的丝条等距吹风。

为了用中心吹风生产出高质量长丝，丝条应迅速冷却。不过，若吹风速度过快，而不考虑冷却吹风筒的位置，则丝条容易黏附到一起，并在丝条上产生细灰尘。因此要求优化吹风量和由冷却吹风筒位置决定的冷却速度。并且要求设计合理的冷却吹风筒结构，以便能吹出理想的冷却风量和速度。

从冷却吹风筒吹出的冷却风，其温度约为16-22℃，明显低于220--360℃的熔体温度。因此，若冷却风接触纺丝组件的低位，则纺丝组件的低位的温度尤其是喷丝板的板面温度将会被冷却。如果发生这种情况，纺丝熔体的流变特性将被改变，那就别提什么高质量的长丝了。

另外，如果冷却吹风筒表面到靠冷却吹风筒最近的喷丝孔的距离太小，丝条也可能会黏附到冷却过滤器表面。因此，要求优化确定这个距离。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述问题，因此本实用新型的目标就是要提供一种化纤生产冷却装置，它能提供中心吹风、圆周均匀冷却并通过优化冷却风量和风速，以改进丝条质量，其中关键就是冷却吹风筒。

本实用新型的另一个目标，就是提供一个适应上述中心吹风冷却特点，能使挤出胀大最小化并能改进长丝圆整度的小装置，这就是喷丝板。

本实用新型还有一个目标，就是提供了一个化纤生产小装置，它能阻止冷却风扩散到喷丝板板面，并有选择地加热靠近喷丝板下方的空气。这就是冷却空气隔离单元。

为了完成上述目标，本发明提供了一个化纤长丝生产新型中心吹风冷却装置，由冷却吹风筒及冷却风供给单元、喷丝板和冷却空气隔离单元主要构成，所述的冷却吹风筒安装在喷丝板的底部，所述的冷却空气隔离单元安装在靠近喷丝板下方的位置，所述的冷却风供给单元安装在所述的冷却吹风筒的底部。

这种化纤长丝生产新型中心吹风冷却装置包含了一个具有冷却区域的冷却吹风筒，从中吹出冷却空气以冷却周围的丝条，在冷却区域有一个厚的底部断面和一个相对薄的上部断面。并且冷却区的上下断面厚度呈线性变化。

这种化纤生产装置最好还能含有一个适应上述中心吹风冷却特点的专用喷丝板。该喷丝板有一个以预先确定的角度从板背面中央开始到靠近喷丝板边缘形成的向下倾斜面；有一个从靠近喷丝板底表面侧部形成的垂直导孔；以及一个与导孔末尾相通的喷丝孔。