[实用新型]一种高性能聚乙烯纤维干法纺丝用喷丝板

说明书

技术领域：本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及超高分子量高性能聚乙烯纤维干法纺丝生产中纺丝装置上的关键部件-喷丝板。 

背景技术：喷丝板是纺丝装置的关键组件，在高性能聚乙烯纤维生产装置中，喷丝板决定着纤维成型的关键，由于高性能聚乙烯纤维的生产存在着干法与湿法两种不同的工艺路线，其工艺路线对喷丝板的要求也不一样。在干法纺丝生产高性能聚乙烯纤维过程中，由于工艺路线采用的是高温熔融纺，在经过喷丝板的过程后，丝条中的溶剂瞬间蒸发成丝，因此干法路线对喷丝板的设计要求至关重要。传统的喷丝板在干法工艺中，会增加增压泵的出口的压力，同时成型的纤维结晶取向度差、强度低，也不利于后纺的二次牵伸。 

发明内容：本实用新型的目的就是为了解决上述问题，降低机头压力，提高纤维在喷丝板过程中的结晶取向度，提高纤维强度，特别设计了新型的喷丝板。 

本实用新型喷丝板经过实验装置验证，具有熔融纺压力低，纤维强度高的特点，特别适应于高性能聚乙烯纤维干法纺丝领域。 

本实用新型的技术解决方案：喷丝板的喷丝区域为圆环形式，喷丝板中心为实心，喷丝板上排布有若干相同的喷丝孔，每个喷丝孔均由泄压区、收缩区、恒流区三段区域组成；喷丝孔排布形式为正三角或倒三角形排布，喷丝孔间距大于泄压区喷丝孔进口孔径D₀。 

一般地，本实用新型为确保喷丝板的减压效果，喷丝孔进出口孔径比例 D₀/D_i控制在4∶1～15∶1，优选6∶1～10∶1。 

本实用新型泄压区所在区域呈圆弧形，截面呈V型，减少纺丝原液进入喷丝板的阻力；V形截面夹角在30～150°，优选60°～120°，再优选60～120°，更优选80°～100°，最优选90°。 

本实用新型收缩区所在区域呈梯形状，梯形形成的截面夹角在6°～15°，优选8°～12°，最优选9°。主要目的是提高纤维的结晶取向度，增加纤维原丝的强度，提高纤维的品质，同时收缩区结构也有利于降低纺丝原液进入喷丝孔的阻力。泄压区与收缩区的连接面呈圆弧形，避免原料在此处的积压，提高纤维的结晶取向度。 

本实用新型的恒流区所在区域的截面为一矩形，为确保纤维的成型稳定，其长宽比例在2∶1～15∶1，优选4∶1～12∶1，更优选6∶1～10∶1，最优选8∶1；恒流区段长度为2～15倍D_i，优选长度为8倍D_i。 

本实用新型喷丝孔数目60～400个，优选喷丝孔数目230个。 

喷丝板材料为不锈钢材料，试验用材料为316L；喷丝板的中心为一实心，实心直径保持在5～16mm，该设计主要是根据工艺要求进行的优化设计，有效确保喷丝孔形成的原丝中溶剂的均匀蒸发。 

本实用新型喷丝板与传统喷丝板相比较，具有设备结构合理，能有效降低熔融纺的压力，提高原丝结晶取向度高，增强纤维强度等特点。 

附图说明：图1为本实用新型实施例的俯视示意图；图2本实施例单个喷丝孔的竖截面坡面结构示意图。 

附图中，1-喷丝板；2-喷丝孔；3-泄压区；4-收缩区；5-恒流区；D₀-喷丝空进口孔径；D_i-喷丝孔出口孔径。 

具体实施方式：下面结合附图和实施例对本实用新型加以详细描述。 

实施例： 

1、喷丝板形式为圆型，D₀/D_i＝3.6mm/0.6mm喷丝板孔数317个，泄压区V型截面角90°，收缩区梯形截面角9°，恒流区长度6mm；