[实用新型]熔融纺丝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业生产高分子聚合物的纺丝装置，尤其是用于高压纺制细旦丝的纺丝装置。

背景技术

化学纤维作为日常服用和工业用途的应用越来越广泛，同时化学纤维的作用也越来越显得重要。生产加工特殊高分子结构的化学纤维或加工直径更加细小的具有特殊性能的细旦纤维的要求越来越强烈。为进行合成纤维的熔融纺丝，熔融的聚合物材料通过纺丝装置被挤出，冷却后形成多股条状单丝，为此，须要使聚合物熔体通过纺丝孔，挤出过程称为纺丝。

由于高分子聚合物在熔融成熔体后仍然粘度高，流动性能差，属于非牛顿流体，因此具有非牛顿流体的表观特性。高分子聚合物熔体在高速通过小孔后因为长分子链的收缩而变现出Barus离体效应，该效应的表观表现就是当熔体流出小孔时熔体迅速膨胀，越小的孔该膨胀现象越明显。针对该现象学术界给了个衡量标准—膨胀率，即熔体膨胀后的直径与小孔名义直径之间的比值。而且在膨胀过程膨胀率超过一定的比值时，高分子收缩产生的弹性力超过熔体表面张力，这个时候熔体就会破裂，导致压力不稳，熔体流动速度和方向会产生不确定性。化学纤维的纺丝过程就是让熔体一定的速度通过一定大小的形状截面形成熔体流，该熔体流在空气中迅速被冷却形成固体细丝的过程。所以在纺丝过程中控制熔体膨胀率是非常必要的事情。如果熔体破裂，熔体就会积聚在小孔口不能形成熔体流而使纺丝过程中断。要想顺利加工化学纤维，必须控制膨胀率，使弹性力小于熔体表面张力。为实现这个目的两种途径：一是提高熔体温度使聚合物粘度降低，流动性提高。二是给熔体很高的压力，并使熔体以很高的流速通过小孔，因为高聚物的分子链还来不及收缩就被冷却，此时弹性力小于熔体表面张力。但是高分子聚合物因为分子之间形成分子链的范德华力很弱，在高温下分子高速震荡使分子链并不稳定容易断裂，导致高分子结构发生变化影响最终纤维材料的性能；使用更高的压力，使高分子聚合物以高速度通过纺丝小孔，由于高分子之间的摩擦使熔体瞬间获得很高热能，使熔体流动性明显提高，Barus离体效应引起的膨胀明显降低，使可纺性大大提高。第二种解决方案是理论上可以推行的方法，对于孔径越小的喷丝孔，该效果越明显，是加工直径很小的细旦纤维的最好选择。

而目前市场所使用的一些纺丝组件在高温高压情形下容易变形导致密封装置失效，或者在工作中因为组件压力的升高不能产生随之改变的密封力导致熔体泄露，甚至熔体突然喷出伤及操作人员，有很大的安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可实现自紧密封的熔融纺丝装置，在装置内熔体压力增高的同时产生更高的密封力。

为了实现上述实用新型目的，本发明采用如下技术方案：

一种熔融纺丝装置，包括具有中空结构的壳体，所述的壳体内依次设置有压紧件、用于分流熔体的分流头、过滤分配元件、压力密封连接在所述的壳体上并具有至少一个纺丝喷嘴的纺丝头，所述的分流头具有熔体入口和熔体出口，所述的分流头上靠近所述的过滤分配元件的一端开设有熔腔，所述的熔体入口位于靠近所述的压紧件一侧，所述的熔体出口位于靠近所述的熔腔的一侧，所述的分流头与压紧件之间活动连接，所述的分流头的外壁与壳体的内壁之间滑动密封连接，所述的压紧件和分流头之间还设置有受到所述的压紧件的预压紧力而处于变形状态的弹性变形圈，所述的分流头或所述的压紧件与所述的变形圈相接触的一侧端面上具有一段导向斜面，所述的变形圈位于所述的导向斜面和所述的分流头或压紧件的一侧端面之间。

该变形圈具有弹性是指：当该变形圈受到外力时，能够发生弹性形变，并储存该弹性形变直到外力小于其回复力时，在反作用于施压部件。所述的变形圈沿周向绕所述壳体的内壁一周，优选地，该变形圈的横截面为空心环。

进一步地说，所述的预压紧力大于等于所述熔腔的工作压力，所述的分流头始终被所述的变形圈压紧而使其端部的熔腔处于密封状态。熔腔的工作压力是设定给予分流头的密封压力，也是熔腔能够承受的安全工作压力，在分流头内的熔体压力小于工作压力时，熔腔为可靠密封；当分流头内的熔体压力超过该工作压力并继续增大时，分流头向上挤压变形圈使其变形，当变形圈的回复力大于由于熔腔压力增大所产生的作用力时，变形圈的回复力用于密封压紧分流头，从而实现纺丝装置的自紧密封。

为使压紧件能够更好地与壳体连接，并在轴向压力增大的情况下起到较好的防脱的作用，所述的压紧件选用压紧螺母，所述的压紧件螺纹连接在所述的壳体上。