[发明专利]高速离心纺丝喷头组件

说明书

本发明公开了一种高速离心纺丝喷头组件，包括法兰、转动安装在法兰内的中心轴以及安装在中心轴下端的离心喷头。法兰的第二空心柱体的外圆周面上设置有若干个周向凹槽，若干个凹槽在轴向上具有一定间距，且上、下相邻的凹槽之间设置有使凹槽相通的缺口，且每层的缺口错开布置，法兰的外圆周面上与凹槽对应区域套设有将凹槽圆周封闭的密封衬套。如此设置，使得冷风可以从顶层凹槽进入，从底层凹槽排出，以实现对高速轴承及中心轴进行降温，克服现有技术中存在的由于过高的温度变化导致影响纺丝溶液的粘稠度，影响纺丝纤维的均匀性以及出现堵住喷丝器的技术问题，并使得中心轴的转速能够达到12000转/min，实现更加稳定的纳米级纤维的生产。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种高速离心纺丝喷头组件。

背景技术

离心纺丝是指以高速旋转的纺丝喷头，在离心力的作用下将成纤聚合物的溶液或熔体通过纺丝喷头的喷丝孔成纤的方法，既可以制备长丝，也可制备短纤维，既可以纺制各种同性的普通聚合物溶液或熔体，也可纺制各种异性的聚合物液晶溶液或熔体；其可制备的材料包括无机材料与高聚物材料，以及二者的混合体，结合离心纺产量高、原材料适应性广泛的特点，及其可有效赋予纤维制品功能特性的优势，其制备的纤维产品可广泛应用于生物医药、卫生防护用品、空气和液体过滤材料、畜牧养殖业、新能源、工业工程等领域。

目前对于离心纺丝来说，其收集方式有环形收集方式及静电收集方式，如申请号为CN201810704471.9的专利文件提出的一种离心纺丝多孔微/纳米纤维膜及其制备方法，其纺丝装置包括电机、纺丝头和收集棒，纺丝头安装在电机的转轴顶部并由电机带动转动，纺丝头内具有容纳纺丝液的空腔，纺丝头顶部设有注液口，纺丝头侧壁设有与所述空腔连通的喷丝孔，收集棒围绕纺丝头一圈设置，这种收集方式只能生产一张纤维制品，不能实现批量生产；对于静电收集方式，其耗能过高，并且由于生产装置带了高压静电，安全系数低。

为了实现安全的连续化生产，有技术提出了一种离心纺丝平面收集方式，在纺丝喷头的下方设置连续移动的水平输送带，将纺丝喷在水平输送带上，以生产出连续的、均匀的离心纺丝纤维网；如申请号为CN201910431025.X的专利文件提出的一种平面接收式离心纺自动生产设备及方法，其将纺丝喷头置于输送带上方以实现生产连续的纺丝纤维网；对于纺丝的质量则主要取决于纺丝喷头的结构。

上述专利中提出的喷丝装置包括缓存罐、导料管、空心轴和喷丝器；所述缓存罐内的纺丝溶液通过导料管进入喷丝器内，所述喷丝器上加工有至少一个通孔，所述纺丝溶液在喷丝器高速旋转时可从所述通孔内射出，其结构较为简单，结构上并未考虑缓存罐在长时间连续高速旋转情况下轴承会因发热而烧死，因此缓存罐转速只能达到6000转/min，而此转速下喷出的纤维很难保证稳定的纺出完全是纳米级纤维；另外，过高的温度变化会影响纺丝溶液的粘稠度，使纺丝纤维的直径发生变化，进而影响纺丝纤维的均匀性；其次，上述专利文件内的喷丝装置内的纺丝溶液在不加压的情况下喷丝，纺丝溶液有可能为非常粘稠的高聚物溶液，极易堵住喷丝器上的通孔，造成纺丝失败；另外，喷丝器上的若干喷孔设置在同一水平高度，不仅极易造成喷出的纺丝相互缠绕，也会使得喷丝器下方的纤维分布较薄，造成纺丝纤维分布不均匀；最后，因喷丝器喷头喷嘴为单层水平设置，有限的喷嘴数量造成喷丝产能较低，难以提高生产效能。

因此，有必要设计一种高速离心纺丝喷头组件来解决现有的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高速离心纺丝喷头组件，通过采用对轴承及中心轴的降温、外接高压气泵及将喷头喷嘴分多层设计的技术手段，以实现中心轴更高速的转动、避免喷头堵塞、保证纳米级纺丝纤维细度、纺丝分布更加均匀、提高纺丝产能的目的。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。