濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于高分子材料生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，包括依序連接的制絲裝置、洗滌裝置、收集裝置和處理裝置，制絲裝置和洗滌裝置之間通過第一輸送管相連通，洗滌裝置設(shè)置有延伸至收集裝置處的第二輸送管，制絲裝置包括第一容器和設(shè)置于第一容器內(nèi)的噴絲器，于第一容器的底板設(shè)置有驅(qū)動噴絲器轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，第一容器的頂部設(shè)置有噴淋裝置和用于輸送聚酰胺酸紡絲膠液的輸入管，噴淋裝置連接有凝固浴輸入管。本發(fā)明提供的一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，操作簡單、制取短纖維高效、節(jié)能，極大地提高了生產(chǎn)效率，解決了傳統(tǒng)濕法紡絲生產(chǎn)聚酰亞胺短纖維設(shè)備投入大，生產(chǎn)效率低的缺點，提高了聚酰亞胺纖維的市場競爭力。
【專利說明】濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，主要用于聚酰亞胺短纖維的生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]濕法紡絲簡稱濕紡，其原理為將聚合物溶解于溶劑中，通過噴絲頭噴出細絲，經(jīng)過凝固浴形成纖維的化學纖維紡織方法。其過程是將成纖高聚物溶解在適當?shù)娜軇┲校玫揭欢ńM成、一定粘度并具有良好可紡性的溶液，稱紡絲原液。紡絲原液被循環(huán)管道送至紡絲機，通過計量泵計量，然后經(jīng)燭形濾器、連接管而進入噴絲頭(帽)。從噴絲頭上有規(guī)律地分布的孔徑為0.05?0.08毫米若干孔眼中壓出的原液細流進入凝固浴，原液細流中的溶劑向凝固浴擴散，凝固劑向細流滲透，從而使原液細流達到臨界濃度，在凝固浴中析出，而形成纖維。聚酰亞胺纖維常用的生產(chǎn)方式即是:先采用濕紡紡絲得到聚酰胺酸纖維原絲，之后通過亞胺化得到聚酰亞胺纖維，這種纖維生產(chǎn)方式通常稱為兩步法。
[0003]目前隨著經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展以及人們環(huán)保意識的不斷增強，以往被忽視的環(huán)境污染問題越來越引起人們的關(guān)注，以聚酰亞胺為代表的高性能過濾材料近年來得到廣泛的市場需求，聚酰亞胺纖維在過濾材料領(lǐng)域通常是以短纖維形式紡織形成氈狀濾布，以往常采用的方法是生產(chǎn)長纖維之后切斷得到，其生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，相對于以玻纖為代表的無機纖維及以聚醚醚酮纖維和聚苯硫醚纖維為代表的特種熱塑性纖維，盡管性能上優(yōu)勢明顯，但性價比較低，與上述產(chǎn)品競爭優(yōu)勢較小，同時設(shè)備投入較大，生產(chǎn)規(guī)模難以擴大，市場推廣受到很大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其極大地提高了生產(chǎn)效率，并減少了設(shè)備的投入及生產(chǎn)的能耗，很好的解決了以往濕法紡絲設(shè)備投入高、生產(chǎn)成本高進而降低產(chǎn)品競爭力的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，主要用于聚酰亞胺短纖維的生產(chǎn)，包括依序連接的制絲裝置、洗滌裝置、收集裝置和處理裝置，所述制絲裝置和所述洗滌裝置之間通過第一輸送管相連通，所述洗滌裝置設(shè)置有延伸至所述收集裝置處的第二輸送管，所述制絲裝置包括第一容器和設(shè)置于所述第一容器內(nèi)的噴絲器，于所述第一容器的底部設(shè)置有驅(qū)動所述噴絲器轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述第一容器的頂部設(shè)置有噴淋裝置和用于輸送聚酰胺酸紡絲膠液的輸入管，所述噴淋裝置連接有凝固浴輸入管。
[0006]優(yōu)選地，所述噴絲器呈“圓筒”狀或“圓臺”狀，包括底板、側(cè)壁和頂板，所述側(cè)壁設(shè)置有金屬濾網(wǎng)或均布有噴絲孔。
[0007]優(yōu)選地，所述濾網(wǎng)的目數(shù)為400?2000目或所述噴絲孔的孔徑為0.05mm?0.12mm0
[0008]具體地，所述噴絲器內(nèi)均布有隔板，所述隔板與所述噴絲器的底板、側(cè)壁和頂板相連接。
[0009]優(yōu)選地，所述隔板設(shè)置4?20個，各所述隔板組合形成有圍繞對稱中心軸線的空腔，所述輸入管設(shè)置于所述空腔處。
[0010]優(yōu)選地，所述隔板為平面板或弧面板。
[0011]具體地，所述噴淋裝置為中空的圓環(huán)，且與所述第一容器同軸設(shè)置，其底部設(shè)置有數(shù)個噴淋孔。
[0012]具體地，所述洗滌裝置包括第二容器和攪拌組件，所述攪拌組件包括驅(qū)動部件和與所述驅(qū)動部件連接的攪拌件，所述攪拌件設(shè)置于所述第二容器內(nèi)，所述驅(qū)動部件設(shè)置于所述第二容器的底部，所述第二容器連接有洗滌劑輸入管。
[0013]具體地，所述收集裝置包括過濾式傳送帶和設(shè)置在所述過濾式傳送帶下方的濾液收集槽，還包括通過凝固浴回流管與所述第二容器連接的凝固浴槽。
[0014]具體地，所述濾液收集槽設(shè)置有洗滌劑回流管和與所述凝固浴回流管相通的連通管，所述洗滌劑回流管上設(shè)置有第一閥門，所述連通管上設(shè)置有第二閥門；所述凝固浴槽設(shè)置有凝固浴排放管，所述凝固浴排放管上設(shè)置有第三閥門。
[0015]本發(fā)明提供的一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動制絲裝置中的噴絲器旋轉(zhuǎn)，可將輸入管輸入至噴絲器內(nèi)的聚酰胺酸紡絲膠液在離心力的作用下甩出，完成纖維拉伸，并通過設(shè)置在第一容器上的噴淋裝置完成纖維絲的切斷，然后經(jīng)由第一輸送管將纖維絲輸送至洗滌裝置進行逆洗，并經(jīng)由第二輸送管輸送至收集裝置進行過濾、收集；最后通過收集裝置輸送至處理裝置進入亞胺化處理，得到聚酰亞胺短纖維。通過收集裝置的收集，能夠回收洗滌裝置內(nèi)的液體進行循環(huán)利用。此種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，在設(shè)備種類和數(shù)量上大為減少，提高了生產(chǎn)效率，解決了傳統(tǒng)濕法紡絲生產(chǎn)聚酰亞胺短纖維設(shè)備投入大，生產(chǎn)效率低的缺點，極大的提高了聚酰亞胺纖維的市場競爭力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實施例提供的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實施例提供的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備中噴絲器的立體示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實施例提供的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備中噴絲器的俯視圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實施例提供的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備中噴絲器另一結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0020]圖5是本發(fā)明實施例提供的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備中噴淋裝置的俯視圖。【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備1，主要用于聚酰亞胺短纖維的生產(chǎn)，包括依序連接的制絲裝置11、洗滌裝置、收集裝置和處理裝置(圖中未示出)，制絲裝置11和洗滌裝置之間通過第一輸送管14相連通，洗滌裝置設(shè)置有延伸至收集裝置處的第二輸送管15。這樣，在制絲裝置11制取符合要求的短纖維后，通過第一輸送管14輸送至洗滌裝置內(nèi)進行除溶劑及洗滌，最后經(jīng)由第二輸送管15將洗滌后的短纖維收集，并傳送至處理裝置進行亞胺化處理，以獲得的聚酰亞胺短切纖維。收集裝置在將短纖維輸送至處理裝置進行亞胺處理的過程中，可以是連續(xù)式輸送或間歇式輸送，在實際工作中可按照具體的要求來操作控制。
[0023]具體地，如圖1和圖2所示，制絲裝置11包括第一容器111和設(shè)置于第一容器111內(nèi)的噴絲器112，于第一容器111的底部設(shè)置有驅(qū)動噴絲器112轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置113，第一容器111的頂部設(shè)置有噴淋裝置16和用于輸送聚酰胺酸紡絲膠液的輸入管17，噴淋裝置16連接有凝固浴輸入管18。通過這樣的設(shè)置，驅(qū)動裝置113驅(qū)動噴絲器112高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速每分鐘一萬至十萬轉(zhuǎn)，確保聚酰胺酸紡絲膠液能在高速離心旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下被孔擠出，而凝固浴輸入管18向噴淋裝置16內(nèi)輸入凝固浴，使設(shè)置在第一容器111頂部的噴淋裝置16能夠垂直向下噴淋凝固浴，在第一容器111的內(nèi)壁形成等距離連續(xù)的凝固浴幕，其沿著第一容器111的內(nèi)壁往下流，聚酰胺酸紡絲膠在高速離心力作用下垂直射入凝固浴幕，接觸到凝固浴幕后阻力劇增，在阻力作用下發(fā)生斷裂，形成短纖維原液絲。而制好的短纖維原液隨凝固浴液幕絲經(jīng)由第一輸送管14流入洗滌裝置內(nèi)進行洗滌，洗滌完成后的短纖維通過第二輸送管15輸送至收集裝置進行過濾和收集，使制好的短纖維和洗滌劑分離，并能將分離的短纖維輸送至處理裝置進行亞胺化熱處理，以得到聚酰亞胺纖維，第二輸送管15上設(shè)置有可自動或手動控制的閥門151，使收集裝置在進行過濾和收集短纖維可以是連續(xù)式，也可以是間歇式；而驅(qū)動裝置113可為電機，凝固浴液體為聚酰氨酸反應(yīng)溶劑一定濃度的水溶液，聚酰氨酸反應(yīng)溶劑可為N -甲基吡咯烷酮、N - N -二甲基甲酰胺或N - N - 二甲基乙酰胺，可根據(jù)具體的要求來選擇。
[0024]本發(fā)明提供的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備1，噴絲器112在驅(qū)動裝置113的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，使聚酰胺酸紡絲膠液依靠離心力從噴絲器112內(nèi)擠出，而擠出的膠絲原液在凝固浴及離心力雙重作用下完成膠液原絲的切斷，直接得到短纖原液絲，短纖原液絲在經(jīng)過洗滌裝置洗滌后，通過收集裝置的過濾、收集，及輸送至處理裝置進行亞胺化熱處理，以得到聚酰亞胺纖維。該濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備I在制取短纖維時，高效、節(jié)能，大大減少了設(shè)備的種類和數(shù)量，操作簡單、極大地提高了生產(chǎn)效率，解決了傳統(tǒng)濕法紡絲生產(chǎn)聚酰亞胺短纖維設(shè)備投入大，生產(chǎn)效率低的缺點，提高了聚酰亞胺纖維的市場競爭力。
[0025]優(yōu)選地，如圖1和圖2所示，噴絲器呈“圓筒”狀或“圓臺”狀，包括底板(圖中未示出)、側(cè)壁1124和頂板(圖中未示出)，側(cè)壁1124設(shè)置有金屬濾網(wǎng)或均布有噴絲孔。將噴絲器設(shè)置成“圓筒”狀或“圓臺”狀，使其在高速旋轉(zhuǎn)時，其內(nèi)的聚酰胺酸紡絲膠液能夠受到均勻的離心力，并通過將噴絲器112的側(cè)壁1124設(shè)置有濾網(wǎng)或噴絲孔1121，使其內(nèi)的聚酰胺酸紡絲膠液能夠依靠離心力從過濾網(wǎng)或者從噴絲孔1121中噴出，實現(xiàn)制作聚酰亞胺短纖維的目的。
[0026]優(yōu)選地，濾網(wǎng)的目數(shù)為400?2000目或噴絲孔1121的孔徑為0.05mm?0.12mm。通過設(shè)置不同的數(shù)值，使噴射出來的短纖原液絲能夠符合不同的要求，以滿足不同的使用要求。當然，可以理解地，濾網(wǎng)的目數(shù)或者孔徑，也可以根據(jù)具體的要求來選擇，并不局限于本實施例中設(shè)定的選擇范圍。
[0027]具體地，噴絲器112內(nèi)均布有隔板1122，隔板1122與噴絲器112的底板、側(cè)壁1124和頂板相連接。通過這樣的設(shè)置，保證了聚酰胺酸紡絲膠液能在離心力作用下噴出的同時，不阻礙輸入管17向噴絲器112內(nèi)輸入聚酰胺酸紡絲膠液。隔板1122由316L不銹鋼、哈氏特種合金鋼等金屬材料制成，并對稱布置在噴絲器112內(nèi)。
[0028]優(yōu)選地，如圖2所示，隔板1122設(shè)置4?20個，各隔板1122組合形成有圍繞對稱中心的空腔1123，輸入管17設(shè)置于空腔1123處。各隔板1122將噴絲器112的內(nèi)部等距隔開，并且，在同一徑向方向上的兩隔板1122之間并沒有相連，而是斷開的，彼此形成有圍繞軸線的空腔1123，輸入管17設(shè)置于空腔1123處，使其在向噴絲器112內(nèi)部輸送聚酰胺酸紡絲膠液時，能夠均勻分配于被各隔板1122隔開的區(qū)域里，確保了在離心力作用下制絲的均勻、可靠性。
[0029]優(yōu)選地，如圖2至圖4所示，隔板1122為平面板或圓弧面板。將隔板1122設(shè)置成平面板或者圓弧面板，使?jié)穹徑z離心式生產(chǎn)設(shè)備I在高速離心作用下，其中的聚酰胺酸紡絲膠液能由下部向上部運動，提高了濾網(wǎng)或噴絲孔1121的利用率。
[0030]具體地，如圖1和圖5所示，噴淋裝置16為中空的圓環(huán)，且與第一容器111同軸設(shè)置，其底部設(shè)置有數(shù)個噴淋孔161。將噴淋裝置16與第一容器111同軸設(shè)置，并在其底部均勻布置有數(shù)個噴淋孔161，使噴淋裝置16能夠朝下噴出凝固浴，在第一容器111的內(nèi)壁形成連續(xù)的凝固浴幕，確保了從噴絲器112內(nèi)甩出的聚酰胺酸紡絲膠液能夠均勻的與凝固浴幕進行初步的反滲透反應(yīng)，并被凝固浴幕切斷，以制成短纖原液絲。
[0031]具體地，洗滌裝置包括第二容器121和攪拌組件，攪拌組件包括驅(qū)動部件122和與驅(qū)動部件122連接的攪拌件123，攪拌件123設(shè)置于第二容器121內(nèi)，驅(qū)動部件122設(shè)置于第二容器121的底部，第二容器121連接有洗滌劑輸入管124。洗滌劑輸入管124向第二容器121內(nèi)輸送去離子水、乙醇，并且含短纖原液絲的凝固浴也由第一輸送管14進入到第二容器121內(nèi)，凝固浴洗滌后的短纖原液絲再用去離子水和乙醇進行多次洗滌，以獲得符合要求的短纖維。驅(qū)動部件122驅(qū)動攪拌件123對洗滌劑進行規(guī)律的正反向轉(zhuǎn)動，以增大短纖原液絲與凝固浴的洗滌效果，提高溶劑的滲透效率。第二容器121設(shè)有補水口，以調(diào)整凝固浴濃度不變，而攪拌件123可為渦輪圓盤，也可為攪拌板。短纖原液絲洗滌完成后，經(jīng)由收集裝置進行過濾和收集，再通過收集傳送，進入亞胺化設(shè)備進行熱處理得到聚酰亞胺纖維。收集裝置輸送短纖原液絲的過程為連續(xù)式或間歇式。驅(qū)動部件122可為電機、液壓馬達等能旋轉(zhuǎn)的設(shè)備。
[0032]具體地，如圖1所示，收集裝置包括過濾式傳送帶131和設(shè)置在過濾式傳送帶131下方的濾液收集槽132，還包括通過凝固浴回流管133與第二容器121連接的凝固浴槽134。通過這樣的設(shè)置，經(jīng)過去離子水和乙醇多次洗滌后的短纖原液絲通過第二輸送管15流向過濾式傳送帶131進行過濾，濾除乙醇和去離子水，乙醇和去離子水流入到濾液收集槽132內(nèi)進行回收或循環(huán)利用，凝固浴通過凝固浴回流管133流回到凝固浴槽134。而短纖原液絲與洗滌劑分離后，則進入到處理裝置進行亞胺化熱處理。凝固浴回流管133和第二容器121的連接處設(shè)置有過濾網(wǎng)1331，以便能夠有效的分離短纖原液絲和凝固液的混合物。通過設(shè)置有濾液收集槽132和凝固浴槽134，能夠?qū)ο礈靹┻M行回收，循環(huán)使用，提高了洗滌劑的利用率，降低了生產(chǎn)的成本。
[0033]具體地，如圖1所示，濾液收集槽132設(shè)置有洗滌劑回流管135和與凝固浴回流管133相通的連通管136，洗滌劑回流管135上設(shè)置有第一閥門1351，連通管136上設(shè)置有第二閥門1361 ;凝固浴槽134設(shè)置有凝固浴排放管137，凝固浴排放管137上設(shè)置有第三閥門1371。這樣，通過操作第一閥門1351、第二閥門1361以及第三閥門1371，能夠?qū)崿F(xiàn)對濾液收集槽132和凝固浴槽134內(nèi)液面高度的控制，使液面能夠保持在合理的高度，確保生產(chǎn)能夠穩(wěn)定、有序的進行。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，主要用于聚酰亞胺短纖維的生產(chǎn)，其特征在于，包括依序連接的制絲裝置、洗滌裝置、收集裝置和處理裝置，所述制絲裝置和所述洗滌裝置之間通過第一輸送管相連通，所述洗滌裝置設(shè)置有延伸至所述收集裝置處的第二輸送管，所述制絲裝置包括第一容器和設(shè)置于所述第一容器內(nèi)的噴絲器，于所述第一容器的底部設(shè)置有驅(qū)動所述噴絲器轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述第一容器的頂部設(shè)置有噴淋裝置和用于輸送聚酰胺酸紡絲膠液的輸入管，所述噴淋裝置連接有凝固浴輸入管。
2.如權(quán)利要求1所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述噴絲器呈“圓筒”狀或“圓臺”狀，包括底板、側(cè)壁和頂板，所述側(cè)壁設(shè)置有金屬濾網(wǎng)或均布有噴絲孔。
3.如權(quán)利要求2所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述濾網(wǎng)的目數(shù)為400?2000目或所述噴絲孔的孔徑為0.05mm?0.12mm。
4.如權(quán)利要求1所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述噴絲器內(nèi)均布有隔板，所述隔板與所述噴絲器的底板、側(cè)壁和頂板相連接。
5.如權(quán)利要求4所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述隔板設(shè)置4?20個，各所述隔板組合形成有圍繞對稱中心軸線的空腔，所述輸入管設(shè)置于所述空腔處。
6.如權(quán)利要求5所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述隔板為平面板或弧面板。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述噴淋裝置為中空的圓環(huán)，且與所述第一容器同軸設(shè)置，其底部設(shè)置有數(shù)個噴淋孔。
8.如權(quán)利要求7所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述洗滌裝置包括第二容器和攪拌組件，所述攪拌組件包括驅(qū)動部件和與所述驅(qū)動部件連接的攪拌件，所述攪拌件設(shè)置于所述第二容器內(nèi)，所述驅(qū)動部件設(shè)置于所述第二容器的底部，所述第二容器連接有洗滌劑輸入管。
9.如權(quán)利要求8所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述收集裝置包括過濾式傳送帶和設(shè)置在所述過濾式傳送帶下方的濾液收集槽，還包括通過凝固浴回流管與所述第二容器連接的凝固浴槽。
10.如權(quán)利要求9所述的濕法紡絲離心式生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述濾液收集槽設(shè)置有洗滌劑回流管和與所述凝固浴回流管相通的連通管，所述洗滌劑回流管上設(shè)置有第一閥門，所述連通管上設(shè)置有第二閥門；所述凝固浴槽設(shè)置有凝固浴排放管，所述凝固浴排放管上設(shè)置有第三閥門。
【文檔編號】D01D5/06GK103498203SQ201310446893
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】徐東, 姚雷, 徐永 申請人:深圳市科聚新材料有限公司