[实用新型]冻胶纺超高分子量聚乙烯纤维的配料釜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种配料搅拌装置，特别是一种制备超高分子量聚乙烯纤维的配料釜。 

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维、芳纶纤维之后出现的第三代高性能纤维，是高度取向、高度结晶的伸直链结构的纤维。由于其密度特别小、高强、高模、优良的吸震性能，良好耐冲击性、耐腐蚀性等性能，使其在国防、航空航海、医疗等领域具有广泛应用的前景。 

超高分子量聚乙烯纤维是20世纪70年代由英国利兹大学的Capaccio和Ward首先研制成功，当时所用的聚乙烯分子量只有10万。此后荷兰DSM公司利用十氢奈做溶剂发明了凝胶纺丝法，制备出了UHMWPE纤维，并于1979年申请了专利，1990年实现了工业化生产。美国的AlliedSignal(后与Honeywell合并，称Honeywell公司)购买了荷兰专利，把溶剂换成了矿物油，申报了自己的专利，于1988年实现了商业化生产。 

目前采用矿物油为溶剂的工艺流程为：超高分子量聚乙烯与溶剂配制成均匀的纺丝溶液，将该溶液喂入双螺杆挤出机中进行溶解后经喷丝组件喷出，随即进入凝固浴中骤冷固化，形成含大量溶剂的初生冻胶纤维。再用萃取剂将溶剂萃取出来， 经干燥工序形成干冻胶纤维，最后经多级多段热拉伸获得成品纤维。在以上工艺流程中，如何配制均匀的纺丝溶液对最终产品品质的均匀性是至关重要的。在生产实践中，由于原料与溶剂的单元密度不同，具有一定的沉积现象，导致混合后的物料浓度均匀性较差，严重影响了产品质量的稳定。 

中国专利200620009478.1中公开了一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶液无粘附搅拌釜，提高了聚乙烯纤维纺丝溶液的搅拌质量。但该实用新型未能解决物料沉积所造成的浓度均匀性差的问题。 

中国专利201010124394.3中提出将解缠釜内物料经乳化泵进行第二道剪切后，一部分喂入螺杆挤出机，一部分循环回解缠釜。但该方法所采用的工艺流程明细过于复杂。 

发明内容

为了克服现有配料釜存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单合理、流程短、均匀性好、产品质量稳定的冻胶纺超高分子量聚乙烯纤维的配料釜。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案，它包括釜体、乳化机、电机，电机固定在釜体上，乳化机与电机输出轴连接，釜体的底部设有与螺杆挤出机连接的喂料管，所述的釜体上设有至少一根釜体外循环管，釜体外循环管一端连接在釜体的底部，另一端连接在釜体的上部，釜体外循环管上安装有管道泵。 

所述釜体的上部设有加料口。 

采用上述结构后，与现有技术比较有如下优点或效果：一 是物料在乳化机的作用下，使物料充分的分散、乳化、破碎、均质；二是物料在管道泵作用下进行釜外循环，有效地降低了因为物料沉积所造成的浓度不匀，从而保证了产品的均匀性。三是设备简单，设备投入小，工艺流程短，易于工艺控制。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

其中1为釜体，2为乳化机，3为釜体外循环管，4为管道泵，5为喂料管，6为螺杆挤出机，7为加料口，8为电机。 

具体实施方式

图1所示，为本实用新型一种冻胶纺超高分子量聚乙烯纤维的配料釜的具体实施方案，它包括釜体1、乳化机2、电机8，电机8固定在釜体1上，乳化机2与电机8输出轴连接，釜体1的底部设有与螺杆挤出机6连接的喂料管5，所述的釜体1上设有至少一根釜体外循环管3，釜体外循环管3一端连接在釜体1的底部，另一端连接在釜体1的上部，釜体外循环管3上安装有管道泵4。所述釜体1的上部设有加料口7。 

本实用新型工作过程如下：物料加入釜体1后，开启电机8，乳化机2在电机带动下高速旋转，乳化机2转子产生离心力，物料从工作头的上下进料区域同时从轴向吸入工作腔，强劲的离心力将物料从径向甩入乳化机2定、转子之间狭窄精密的间隙中，同时受到离心挤压、撞击等作用力，使物料初步分散乳化，在乳化机2高速旋转的转子外端形成强烈的机械及液力剪切、液层摩擦、撞击撕裂，使物料充分的分散、乳化、均质、破碎、 同时通过乳化机2的定子槽射出。物料不断高速地从径向射出，在物料本身和釜壁的阻力下改变流向，与此同时在乳化机2的转子区产生上下轴向抽吸力的作用下，又形成上下两股强烈的翻动湍流。物料经过不断循环，最终完成分散、乳化、均质过程。 

经充分乳化、均质的物料通过喂料管5喂入螺杆挤出机6，同时开启管道泵4，使釜底部分沉积的物料通过釜外循环管3再次回到釜体1上部。通过物料的釜外循环，可有效地降低因为物料沉积所造成的浓度不匀，从而提高了产品的均匀性。