專利名稱：聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，更具體地涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其屬于特種高性能纖維生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酰對苯二胺具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑腐蝕、密度低等特性和特點(diǎn)，且具有適當(dāng)?shù)捻g性可進(jìn)行紡織加工。因聚對苯二甲酰對苯二胺具有極高的強(qiáng)度，是優(yōu)質(zhì)鋼材的5 6倍，模量是鋼材、玻璃纖維的2 3倍，韌性是鋼材的2倍，而重量僅為鋼材的1/5，用其紡出的絲擁有“人造鋼絲”的美譽(yù)?！叭嗽熹摻z”在航空航天、國防軍工、防護(hù)裝甲、高級輪胎、交通橋梁、結(jié)構(gòu)工程、通訊光纖、海底輸油管道、土木結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域有重要的運(yùn)用價(jià)值。 目前，國際上只有四家公司，擁有能夠工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)聚對苯二甲酰對苯二胺長纖維的技術(shù)，產(chǎn)能大的兩家是美國杜邦公司和日本帝人公司，杜邦產(chǎn)能為3. 3萬噸/年，帝人產(chǎn)能為2. 65萬噸/年，這兩家為全世界需求高性能纖維的客戶提供著各種型號的產(chǎn)品，他們掌握的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)對外界沒有文字記載，對全球各國更沒有技術(shù)出口與許可；產(chǎn)能小的兩家是韓國科隆1000噸/年，和俄羅斯的1000噸/年，他們的生產(chǎn)技術(shù)對外也沒有文字介紹，同樣也沒有技術(shù)出口與許可。因芳綸長纖維在軍事、國防等領(lǐng)域有著不可替代的重要運(yùn)用價(jià)值，技術(shù)非擁有國都在努力研制尋找可大規(guī)模工業(yè)化再現(xiàn)的生產(chǎn)技術(shù)。現(xiàn)在，大家知道的聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)紡絲系統(tǒng)是反應(yīng)釜、脫泡裝置、紡絲機(jī)，將一定比例的聚對苯二甲酰對苯二胺粉料和硫酸一次性加入反應(yīng)釜，在一定溫度下攪拌溶解成液晶態(tài)，然后送至帶攪拌的脫泡裝置內(nèi)進(jìn)行脫泡處理，之后通過紡絲機(jī)紡出長纖維絲來，紡成的長絲經(jīng)水洗、烘干等后處理工序而成為最終產(chǎn)品。這類已知的紡絲系統(tǒng)技術(shù)存在著如下問題I.由于反應(yīng)釜溶解，物料脫泡為間歇過程，影響連續(xù)紡絲順利進(jìn)行；2.由于反應(yīng)釜攪拌效率低，物料混合、溶解耗時長且難以控制，剪切效率低，混合效率差，導(dǎo)致物料溶解難于達(dá)到理想效果；3.由于脫泡設(shè)備攪拌效率低，耗時長且物料脫泡效率差，嚴(yán)重影響后續(xù)紡絲；4.由于溶解、脫泡耗時過長，物料降解嚴(yán)重，影響產(chǎn)品質(zhì)量；5.溶解和脫泡分別在兩個不同裝置內(nèi)進(jìn)行，存在設(shè)備之間的物料輸送問題和相同設(shè)備的切換問題等；6.在不同設(shè)備內(nèi)進(jìn)行溶解和脫泡后而成的液晶態(tài)物料，從脫泡裝置直接送入紡絲機(jī)，影響成絲品質(zhì)，斷絲率高，影響PPTA的工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)；7.紡成的長纖維絲束在后處理設(shè)備之間的轉(zhuǎn)移過程中存在較高的斷絲率，從而最終影響成品合格率。
由于已經(jīng)知道的芳綸紡絲系統(tǒng)存在上述問題，使得芳綸長纖維圍產(chǎn)化工業(yè)進(jìn)程緩慢。面對現(xiàn)狀，迫切需要盡快自主研制成功一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)技術(shù)，促進(jìn)芳綸長 纖維國產(chǎn)化進(jìn)程，早日扭轉(zhuǎn)我國長期依賴進(jìn)口的局面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其具有生產(chǎn)連續(xù)順暢，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，成品絲品質(zhì)高，斷絲率低，且物料溶解脫泡在系統(tǒng)的一個設(shè)備內(nèi)完成，效果好的特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，該紡絲系統(tǒng)包括紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)、紡絲機(jī)、后處理設(shè)備和卷繞機(jī)，紡絲原液在螺桿混合溶解機(jī)中分別經(jīng)過混合與混溶步驟充分混合溶解，然后由紡絲機(jī)紡成絲束，紡成的絲束經(jīng)過后處理設(shè)備處理后由卷繞機(jī)卷繞形成最終的成品；所述混合步驟通過預(yù)混合螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)，混溶步驟通過混溶螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)和混溶擠出機(jī)之間設(shè)置連接件，并且在混溶螺桿擠出機(jī)和紡絲機(jī)之間增設(shè)過濾機(jī)；預(yù)混合螺桿擠出機(jī)具有預(yù)混螺桿，混溶螺桿擠出機(jī)具有混溶螺桿，預(yù)混螺桿和混溶螺桿分別連接動力源，并且兩個動力源這樣設(shè)置以使單位時間內(nèi)預(yù)混螺桿的輸送量大于混溶螺桿的輸送量；預(yù)混合螺桿擠出機(jī)除了具有執(zhí)行混合步驟的混合段之外還具有加料段，并且加料段與混合段之間的長度比為I : I I : 30;混溶擠出機(jī)除了具有執(zhí)行混溶步驟的混溶段之外還可具有脫氣段和/或調(diào)壓段，并且其中混溶段與脫氣段的長度比為I : I 3 : 1，混溶段與調(diào)壓段的長度比為I : I 5:1;紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)上的殼體外部包有加熱片，并且加熱片上裝有溫控裝置；紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)上的螺桿由單頭螺紋塊、雙頭螺紋塊、捏合螺紋塊、反向單頭螺紋塊、反向雙頭螺紋塊單獨(dú)或組合組成；紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)上開有一個或兩個或三個或多個排氣室，排氣室密封連接真空機(jī)；后處理設(shè)備包括牽引機(jī)、水洗設(shè)備、烘干設(shè)備和上油機(jī)，并且所述后處理設(shè)備之間錯位排布；水洗設(shè)備包括一臺或多臺錯位排布的水洗機(jī)，并且水洗機(jī)中每組水洗輥采用上下形式排列；烘干設(shè)備包括一臺或多臺錯位排布的烘干機(jī)，并且烘干機(jī)中每組烘干輥呈左右形式排列。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于本發(fā)明所述的芳綸連續(xù)紡絲系統(tǒng)中采用了特殊結(jié)構(gòu)的紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)，解決了我們能夠知道的芳綸紡絲系統(tǒng)的不足，其紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)優(yōu)選結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)方案出現(xiàn)將PPTA紡絲物料的混合、溶解和脫泡三個步驟完美的融合在一起，提高了生產(chǎn)效率和成品絲品質(zhì)，節(jié)省成本，其具有的如下一系列優(yōu)點(diǎn)為我國芳綸紡絲系統(tǒng)大規(guī)模工業(yè)化提供了基礎(chǔ)；由于本發(fā)明所述的芳綸連續(xù)紡絲系統(tǒng)中采用了過濾機(jī)，在芳綸紡絲原液進(jìn)入紡絲機(jī)前，進(jìn)一步提高了原液品質(zhì)，進(jìn)一步確保了后續(xù)生產(chǎn)連續(xù)順暢，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加合理，進(jìn)一步提高了成品絲的品質(zhì)；并且由于在后處理步驟中將后處理設(shè)備錯位排列，使得絲束從前一臺設(shè)備的出絲口出來后，在不改變絲束走向的情況下直接進(jìn)入下一臺設(shè)備的進(jìn)口，有效降低了絲束局部受力不均的問題，進(jìn)一步降低斷絲率，成品絲質(zhì)量更高；而本發(fā)明所述系統(tǒng)中的紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)具有優(yōu)點(diǎn)如下兩級螺桿擠出機(jī)的采用，使得大規(guī)模工業(yè)化再現(xiàn)容易，實(shí)現(xiàn)了混合、溶解、脫泡同時進(jìn)行，物料推進(jìn)容易順暢，大大提高了后續(xù)紡絲原液的品質(zhì)，確保后續(xù)生產(chǎn)流暢，斷絲率低，解決了已知芳綸紡絲系統(tǒng)原液混合溶解設(shè)備的不足； 通過合理分配預(yù)混合螺桿擠出機(jī)加料段、混合段的長度比例分布，可以實(shí)現(xiàn)原料更充分的混合；并且通過合理分配混溶螺桿擠出機(jī)中混溶段、脫氣段、調(diào)壓段各自的長度比例分布，可以實(shí)現(xiàn)混合物料的更充分混溶，并能實(shí)現(xiàn)脫氣和噴絲前調(diào)壓的目的，此外在噴絲前設(shè)置過濾設(shè)備，進(jìn)一步提高了后續(xù)生產(chǎn)的流暢，降低了斷絲率。由于紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)采用的是在雙螺桿，或是三螺桿、四螺桿、五螺桿、多螺桿上，根據(jù)需求串套單頭螺紋塊結(jié)構(gòu)、雙頭螺紋塊結(jié)構(gòu)、捏合螺紋塊結(jié)構(gòu)、反向單頭螺紋塊結(jié)構(gòu)、反向雙頭螺紋塊結(jié)構(gòu)單獨(dú)或組合結(jié)構(gòu)，不同數(shù)量、不同長度、不同結(jié)構(gòu)的采用，使得物料可以受到推進(jìn)、剪切、分散、混合及捏合等多種作用力，能夠?qū)崿F(xiàn)對物料在螺桿擠出機(jī)中所受到的剪切力和停留時間長短的控制，達(dá)到好的混合溶解狀態(tài)，在增大產(chǎn)能的同時方便實(shí)現(xiàn)并滿足液晶態(tài)紡絲原液制備過程中不同的要求條件；在分別設(shè)置預(yù)混合螺桿擠出機(jī)和混溶螺桿擠出機(jī)的基礎(chǔ)上，對兩個螺桿擠出機(jī)的驅(qū)動螺桿分別配置獨(dú)立的動力源，通過這樣設(shè)置兩個動力源，使得預(yù)混合螺桿擠出機(jī)中預(yù)混合螺桿在單位時間內(nèi)的物料輸送量大于混溶螺桿擠出機(jī)中混溶螺桿同樣在單位時間內(nèi)的物料輸送量，即可以保證混溶螺桿擠出機(jī)中一定的壓力，通過這樣設(shè)置的壓力條件，可以使得混溶螺桿擠出機(jī)中紡絲原料更充分地溶解，也能使得后續(xù)的脫氣和調(diào)壓相對更高效，從而進(jìn)一步提聞紡絲成品率；由于紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)脫泡裝置結(jié)構(gòu)的合理選用以及不同功能螺紋元件的優(yōu)選組合，極大地提高了脫泡效率，解決了 PPTA原液生產(chǎn)過程中物料脫泡長期解決不了的問題，大大提高了成品絲品質(zhì)；由于紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)沿軸向可以設(shè)置I個或2個或多個排氣室(2個以上)，通過排氣室與真空系統(tǒng)相連，將物料中的氣體抽離系統(tǒng)；加之通過螺桿高效的剪切、分散作用，不斷更新物料表面，確保物料內(nèi)部的微少氣泡被推向表面，極大地提高了脫泡效果，使得擠出的物料中無氣泡品質(zhì)高，大大降低了紡絲斷絲率；由于紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)結(jié)構(gòu)采用了在螺桿外殼體處加裹加熱片，通過加熱片給物料進(jìn)行加熱，按PPTA的溶解需求提供了所需的熱量，同時加熱片上裝有溫感裝置，能夠?qū)w系的溫度進(jìn)行有效控制和局部調(diào)整；解決了已有無加熱控溫螺桿擠出機(jī)存在的沿程物料溫度不均，嚴(yán)重影響PPTA的溶解質(zhì)量和效率的問題；由于紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，加之不同的優(yōu)選區(qū)段不同的組合，確保了紡絲原液用物料混合效率高，溶解快、脫泡效率高、脫泡效果好，物料降解率低，物料推進(jìn)容易；多級雙螺桿紡絲原液擠出機(jī)使得整個芳綸紡絲生產(chǎn)系統(tǒng)可控性大大增強(qiáng)，方便根據(jù)不同工序的工藝特點(diǎn)進(jìn)行分別調(diào)控；由于紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)的合理結(jié)構(gòu)選擇，也解決了已知的反應(yīng)釜溶解，系統(tǒng)中必須要配備專門的物料脫泡裝置，解決了由于脫泡在另一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)致兩設(shè)備之間的工序間歇時間長、物料降解嚴(yán)重、并影響后續(xù)紡絲連續(xù)順利進(jìn)行的問題；也解決了反應(yīng)釜與脫泡裝置之間的物料輸送問題和相同設(shè)備之間的切換問題等。


圖I是本發(fā)明所述連續(xù)紡絲系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明所述連續(xù)紡絲系統(tǒng)中紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述連續(xù)紡絲系統(tǒng)中紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述連續(xù)紡絲系統(tǒng)中紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)實(shí)施例三結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明所述連續(xù)紡絲系統(tǒng)中紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)實(shí)施例四結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明所述連續(xù)紡絲系統(tǒng)中紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明所述連續(xù)紡絲系統(tǒng)中紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)脫泡裝置斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明所述單頭螺紋塊俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明所述雙頭螺紋塊俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明所述雙頭螺紋塊主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明所述捏合螺紋塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明所述后處理設(shè)備的錯位排布示意圖，在該圖示出的實(shí)施例中包含四臺水洗機(jī)和兩臺烘干機(jī)；圖中，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I、混溶螺桿擠出機(jī)2、連接件3、加料段4、混溶段5、混合段6、脫氣段7、調(diào)壓段8、螺桿9、殼體10、加熱片11、保溫層12、外殼13、雙頭螺紋塊14、單頭螺紋塊15、捏合螺紋塊16、排氣室17、真空機(jī)18、溫控裝置19、動力源20、軸21、芳綸紡絲物料混合腔22、觀察窗23、紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24、過濾機(jī)25、紡絲機(jī)26、牽伸機(jī)27、水洗機(jī)28、烘干機(jī)29、上油機(jī)30、卷繞機(jī)31下面通過附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I如圖I所示，一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它有紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24、過濾機(jī)25、紡絲機(jī)26 ;紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24的物料輸出口接過濾機(jī)25的物料輸入口，過濾機(jī)25的物料輸出口接紡絲機(jī)26的物料輸入口 ；紡絲機(jī)26紡出的芳綸長絲經(jīng)過牽引機(jī)27送至水洗機(jī)28，經(jīng)過水洗處理后再經(jīng)過烘干機(jī)29烘干，經(jīng)上油機(jī)30上油后卷繞機(jī)31卷繞成最終的產(chǎn)品。系統(tǒng)裝置中，紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24的結(jié)構(gòu)如圖5-11所示；如圖2所示，它有預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I和混溶螺桿擠出機(jī)2 ;連接件3的兩端分別與預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I和混溶螺桿擠出機(jī)2密封連接，確保物料從預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I通過連接件3進(jìn)入混溶螺桿擠出機(jī)2 ；預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I內(nèi)固定有螺桿9，螺桿9的一端接動力源20，動力源20可以是電機(jī)，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I的另一端通過連接件3與混溶螺桿擠出機(jī)2連通固定連接；混溶螺桿擠出機(jī)2也有螺桿9，螺桿9的一端接動力 源20，動力源20可以是電機(jī)，混溶螺桿擠出機(jī)2的另一端是紡絲原液出料口 ；其中加料段4上有加料口，PPTA粉料和硫酸通過加料口加入預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I中，物料被往前輸送，通過單頭螺紋塊15或雙頭螺紋塊14單獨(dú)或組合實(shí)現(xiàn)；混溶段5將前段送來的經(jīng)過預(yù)混后的PPTA粉料和硫酸混合物料進(jìn)行進(jìn)一步的分散、混合、反混、溶解；通過單頭螺紋塊15或雙頭螺紋塊14或反向單頭螺紋塊或反向雙頭螺紋塊或捏合螺紋塊16等組合實(shí)現(xiàn)；其中，如圖6所示，軸21上安裝固定的各種不同的螺紋塊組合構(gòu)成螺桿9，螺桿9是雙螺桿；當(dāng)然，也可以是三螺桿、四螺桿、或五螺桿、或多螺桿；殼體10與螺桿9緊密匹配，殼體10外部包有加熱片11，加熱片11可以是電加熱片、水加熱片、蒸汽加熱片、或油加熱片等，加熱片11上裝有溫控裝置19，溫控裝置19可以是傳感溫度器，可以隨時將檢測到的混合物料溫度變化傳遞出來，實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制；加熱片11外固定有保溫層12，進(jìn)一步確保了螺桿中的物料溫度按需恒定，保溫層12外部固定著外殼13 ；螺桿9上按需要固定有單頭螺紋塊15(如圖8所示)，雙頭螺紋塊14(如圖9、10所示)，捏合螺紋塊16(如圖11所示)，或反向單頭螺紋塊，或反向雙頭螺紋塊單獨(dú)或組合組成；如圖2所示，在混溶螺桿擠出機(jī)2的混溶段5靠近噴絲口的一側(cè)上，開有排氣室17，如圖7所示，排氣室17的一端與芳綸紡絲物料混合腔22封閉連接，排氣室17的另一端與真空機(jī)18封閉連接；排氣室17也可以是開在混溶螺桿擠出機(jī)2的其他位置上，如圖3-5所示；排氣室17可以是一個、兩個、三個、四個、五個、六個、或多個，每個排氣室17都是穿過殼體10、保溫層12、外殼13開在混溶螺桿擠出機(jī)2，與芳綸紡絲物料混合腔22密封連通；排氣室17具體開幾個是根據(jù)混溶螺桿擠出機(jī)2長度和芳綸原液所需指標(biāo)要求而定的，真空機(jī)18可以是一臺、兩臺、三臺、或多臺，一臺真空機(jī)18可以接一個、兩個、三個、四個、五個、六個、或多個排氣室17 ;也可以不同數(shù)量的真空機(jī)18，配不同數(shù)量的排氣室17 ;不同數(shù)量的不同配合能更優(yōu)地實(shí)現(xiàn)物料的脫泡效果，提高成品絲品質(zhì)，大大降低斷絲現(xiàn)象；為了方便觀察物料原液變化，掌握脫泡效果，排氣室17上可以密封安裝有觀察窗23 ；排氣室17可以是圓形管道，橢圓形管道，或其它結(jié)構(gòu)類型的管道；流暢的圓形、或橢圓形管道能摩擦阻力小，脫泡效果好；
過濾機(jī)25、紡絲機(jī)26可以是市場上的常規(guī)紡絲設(shè)備，設(shè)備與設(shè)備之間的連接方式是常規(guī)連接方式。本發(fā)明所述系統(tǒng)裝置工作過程如下開啟體系總開關(guān)，將配備好的PPTA粉料和硫酸液體通過預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I進(jìn)料口同時加入到預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I中，控制反應(yīng)溫度70 95°C，預(yù)混均勻后通過連接件
3擠入混溶螺桿擠出機(jī)2中，控制混溶螺桿擠出機(jī)2的溫度為70 95°C，溶解脫泡時間控制在45 60分鐘，亮黃色半透明的高品質(zhì)紡絲原液由混溶螺桿擠出機(jī)2的出料口擠入到過濾機(jī)25的物料輸入口，芳綸紡絲原液被過濾后，由過濾機(jī)25的物料輸出口送入紡絲機(jī)26的物料輸入口，從紡絲機(jī)26輸出口甩出芳綸長絲。離開紡絲機(jī)26輸出口的芳綸長絲經(jīng)過后處理設(shè)備處理，本實(shí)施例中的后處理設(shè)·備如圖12所示，包括牽伸機(jī)27、水洗機(jī)28、烘干機(jī)29、上油機(jī)30，經(jīng)過后處理設(shè)備處理后的芳綸長絲再由卷繞機(jī)31卷繞形成最終的成品；其中，牽伸機(jī)27、水洗機(jī)28、烘干機(jī)29和上油機(jī)30之間均采用錯位排布的方式設(shè)置，即如圖所示，這些設(shè)備并非分布在同一中心線上，而是有一定的錯位，目的是使得絲束從前一臺設(shè)備的出絲口出來后，在不改變絲束走向的情況下，直接進(jìn)入下一臺設(shè)備的進(jìn)絲口，這樣能有效降低絲束與設(shè)備之間的摩擦，解決了絲束局部牽引受力較大、受力不均的問題，由此消除了現(xiàn)有技術(shù)中容易斷絲的問題。在圖12中示出的實(shí)施例中，包括4臺水洗機(jī)和2臺烘干機(jī)，實(shí)際上水洗機(jī)和烘干機(jī)的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要作適應(yīng)性調(diào)整，以確保最終產(chǎn)品的生產(chǎn)。同時，水洗機(jī)中卷繞絲束的輥對采用上下輥的方式排布，這樣可以實(shí)現(xiàn)更好的水洗效果，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠清楚上下排布的方式是最優(yōu)選的，但除此之外的其他方式，例如傾斜設(shè)置等也是可行的；另外，烘干機(jī)中卷繞絲束的輥對則采用左右輥的方式排布，這樣可以更好地實(shí)現(xiàn)絲束的烘干，提高熱能利用率，同樣地，本領(lǐng)域技術(shù)人員也都應(yīng)該清楚對于烘干機(jī)來說水平排布的方式是最優(yōu)選的，但除此之外的其他方式，例如傾斜設(shè)置等也是可行的。實(shí)施例2 一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)基本與實(shí)施例I相同，不同的僅是在紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24上，如圖3所示，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I上除了有加料段4以外還有混合段6，加料段4和混合段6的螺桿9可以具有不同的形式，從而實(shí)現(xiàn)加料段4能快速將紡絲原液送入預(yù)混合螺桿擠出機(jī)中，而混合段6則可以實(shí)現(xiàn)紡絲原液的高效混合；根據(jù)加料段4和混合段6的作用不同，兩者之間的長度比可以為I : I I : 30;混溶螺桿擠出機(jī)2只有混溶段5，排氣室17開在混溶段5上?；旌隙?將PPTA粉料和硫酸進(jìn)行分散、混合，并且往前輸送；通過單頭螺紋塊15或雙頭螺紋塊14或反向單頭螺紋塊或反向雙頭螺紋塊或捏合螺紋塊16組合實(shí)現(xiàn)；實(shí)施例3 一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)基本與實(shí)施例I相同，不同的僅是在紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24上，如圖4所示，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I上具有加料段4和混合段6，混溶螺桿擠出機(jī)2上只有脫氣段7和調(diào)壓段8。調(diào)壓段9對從前段過來的紡絲原液進(jìn)行調(diào)壓，使螺桿出口物料壓力能更好地滿足工藝要求，能調(diào)節(jié)紡絲液在進(jìn)入噴絲環(huán)節(jié)時的壓力，確保噴出芳綸長絲的均勻度；通過單頭螺紋塊15或雙頭螺紋塊14等單獨(dú)或組合實(shí)現(xiàn)；實(shí)施例4:一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)基本與實(shí)施例I相同，不同的僅是在紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24上，如圖4所示，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I上有加料段4和混合段6 ;混溶螺桿擠出機(jī)2有混溶段5、脫氣段7和調(diào)壓段8 ；混合段6將PPTA粉料和硫酸進(jìn)行分散、混合，并且往前輸送；通過單頭螺紋塊15或雙頭螺紋塊14或反向單頭螺紋塊或反向雙頭螺紋塊或捏合螺紋塊16組合實(shí)現(xiàn)；脫氣段7上有脫泡裝置，將前段送來的溶解完全的紡絲原液進(jìn)行脫泡并往前輸送；通過單頭螺紋塊15或雙頭螺紋塊14或反向單頭螺紋塊或反向雙頭螺紋塊或捏合螺紋塊16單獨(dú)或組合實(shí)現(xiàn)；
調(diào)壓段9對從前段過來的紡絲原液進(jìn)行調(diào)壓，使螺桿出口物料壓力能更好地滿足工藝要求；通過單頭螺紋塊15或雙頭螺紋塊14等單獨(dú)或組合實(shí)現(xiàn)；其中，混溶段5與脫氣段7的長度比可以為I : I 3 : 1，混溶段5與調(diào)壓段8的長度比可以為I : I 5 : I;如圖5所示，在混溶螺桿擠出機(jī)2的脫氣段7上，開有排氣室17，如圖4所示，排氣室17的一端與芳綸紡絲物料混合腔22封閉連接，排氣室17的另一端與真空機(jī)18封閉連接；同樣地，排氣室17可以是一個、兩個、三個、四個、五個、六個、或多個，每個排氣室
17都是穿過殼體10、保溫層12、外殼13開在混溶螺桿擠出機(jī)2，與芳綸紡絲物料混合腔22密封連通；排氣室17具體開幾個是根據(jù)混溶螺桿擠出機(jī)2長度和芳綸原液所需指標(biāo)要求而定的，真空機(jī)18可以是一臺、兩臺、三臺、或多臺，一臺真空機(jī)18可以接一個、兩個、三個、四個、五個、六個、或多個排氣室17 ;也可以不同數(shù)量的真空機(jī)18，配不同數(shù)量的排氣室17 ;不同數(shù)量的不同配合能更優(yōu)地實(shí)現(xiàn)物料的脫泡效果，提高成品絲品質(zhì)，大大降低斷絲現(xiàn)象；為了方便觀察物料原液變化，掌握脫泡效果，排氣室17上可以密封安裝有觀察窗23 ；排氣室17可以是圓形管道，橢圓形管道，或其它結(jié)構(gòu)類型的管道；流暢的圓形、或橢圓形管道能摩擦阻力小，脫泡效果好；實(shí)施例5:一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，不同的僅是在紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24和紡絲機(jī)26之間沒有過濾機(jī)25 ；紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24的物料輸出口接紡絲機(jī)26的物料輸入口。實(shí)施例6 一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同，不同的僅是在紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24和紡絲機(jī)26之間沒有過濾機(jī)25 ；紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24的物料輸出口接紡絲機(jī)26的物料輸入口。實(shí)施例7 一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同，不同的僅是在紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24和紡絲機(jī)26之間沒有過濾機(jī)25 ；紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24的物料輸出口接紡絲機(jī)26的物料輸入口。
實(shí)施例8 一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4相同，不同的僅是在紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24和紡絲機(jī)26之間沒有過濾機(jī)25 ；紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24的物料輸出口接紡絲機(jī)26的物料輸入口。另外，雖然實(shí)施例1-8中對于紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24均采用了預(yù)混合螺桿擠出機(jī)I加上混溶螺桿擠出機(jī)2的方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解該紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)24也可以采用單獨(dú)一臺的復(fù)合螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)，即通過特殊設(shè)計(jì)的復(fù)合螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)兩臺螺桿擠出機(jī)的功能，這樣的復(fù)合螺桿擠出機(jī)具有較長的主軸，并需要在該復(fù)合螺桿擠出機(jī)上設(shè)置不同的螺桿段并與外殼進(jìn)行不同的配合，以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)段的功能要求； 以上對本發(fā)明所提供的聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對木發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于該紡絲系統(tǒng)包括紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)(24)、紡絲機(jī)(26)、后處理設(shè)備和卷繞機(jī)(31)，紡絲原液在螺桿混合溶解機(jī)中分別經(jīng)過混合與混溶步驟充分混合溶解，然后由紡絲機(jī)紡成絲束，紡成的絲束經(jīng)過后處理設(shè)備處理后由卷繞機(jī)卷繞形成最終的成品。
2.如權(quán)利要求I所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于所述混合步驟通過預(yù)混合螺桿擠出機(jī)(I)實(shí)現(xiàn)，混溶步驟通過混溶螺桿擠出機(jī)(2)實(shí)現(xiàn)，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)(I)和混溶螺桿擠出機(jī)(2)之間設(shè)置連接件(3)，并且在混溶螺桿擠出機(jī)和紡絲機(jī)之間增設(shè)過濾機(jī)(25)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于預(yù)混合螺桿擠出機(jī)(I)具有預(yù)混螺桿，混溶螺桿擠出機(jī)(2)具有混溶螺桿，預(yù)混螺桿和混溶螺桿分別連接動力源，并且兩個動力源這樣設(shè)置以使單位時間內(nèi)預(yù)混螺桿的輸送量大于混溶螺桿的輸送量。
4.如權(quán)利要求2所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于預(yù)混合螺桿擠出機(jī)除了具有執(zhí)行混合步驟的混合段之外還具有加料段，并且加料段與混合段之間的長度比為I : I I : 30。
5.如權(quán)利要求2所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于混溶擠出機(jī)除了具有執(zhí)行混溶步驟的混溶段之外還可具有脫氣段和/或調(diào)壓段，并且其中混溶段與脫氣段的長度比為I : I 3 : 1，混溶段與調(diào)壓段的長度比為I : I 5 : I。
6.如權(quán)利要求I所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于:紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)(24)上的殼體(10)外部包有加熱片(11)，并且加熱片(11)上裝有溫控裝置(19)。
7.如權(quán)利要求I所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于:紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)(24)上的螺桿由單頭螺紋塊(15)、雙頭螺紋塊(14)、捏合螺紋塊(16)、反向單頭螺紋塊、反向雙頭螺紋塊單獨(dú)或組合組成。
8.如權(quán)利要求I所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于:紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)(24)上開有一個或兩個或三個或多個排氣室(17)，排氣室(17)密封連接真空機(jī)(18)。
9.如權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于所述后處理設(shè)備包括牽引機(jī)、水洗設(shè)備、烘干設(shè)備和上油機(jī)。
10.如權(quán)利要求9所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于所述后處理設(shè)備之間錯位排布。
11.如權(quán)利要求10所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于水洗設(shè)備包括一臺或多臺錯位排布的水洗機(jī)，并且水洗機(jī)中每組水洗輥采用上下形式排列。
12.如權(quán)利要求11所述的一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，其特征在于所述烘干設(shè)備包括一臺或多臺錯位排布的烘干機(jī)，并且烘干機(jī)中每組烘干輥呈左右形式排列。
全文摘要
一種聚對苯二甲酰對苯二胺的連續(xù)紡絲系統(tǒng)，包括紡絲原液螺桿混合溶解機(jī)、紡絲機(jī)、后處理設(shè)備和卷繞機(jī)，紡絲原液在螺桿混合溶解機(jī)中充分混合與混溶，混合經(jīng)預(yù)混合螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)，混溶經(jīng)混溶螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)，預(yù)混合螺桿擠出機(jī)和混溶擠出機(jī)之間有連接件，并在混溶螺桿擠出機(jī)和紡絲機(jī)之間增設(shè)過濾器，由紡絲機(jī)紡成絲束，經(jīng)后處理設(shè)備由卷繞機(jī)卷繞形成最終成品，后處理設(shè)備包括牽引機(jī)、水洗設(shè)備、烘干設(shè)備和上油機(jī)，設(shè)備之間形成錯位排布。本發(fā)明解決了已有技術(shù)不足，其優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案將混合、溶解和脫泡三步完美融合在一起，合理的后處理工藝及設(shè)備之間錯位排列，生產(chǎn)效率高，成品品質(zhì)好，成本低，為我國芳綸紡絲系統(tǒng)大規(guī)模工業(yè)化提供了基礎(chǔ)。
文檔編號D01D1/02GK102953128SQ20121010955
公開日2013年3月6日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者張楠, 張永林, 張濤, 許平, 王澤 申請人:國能飛騰科技有限公司