專利名稱：熔體直紡長絲的冷卻方法和采用該方法的冷卻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻熔體直紡長絲的方法，在該冷卻方法中，熔體直紡長絲受到沿環(huán)繞熔體直紡長絲的風分配環(huán)均勻吹來的冷卻風的冷卻。
本發(fā)明還涉及一種冷卻熔體直紡長絲的設(shè)備，其包括噴絲板、進風管、設(shè)置在所述的噴絲板下方的冷卻室，進風管與冷卻室相連通，在所述的冷卻室內(nèi)設(shè)置風分配環(huán)，所述的風分配環(huán)呈圓環(huán)狀并且風分配環(huán)與噴絲板的中軸線相重合，所述的風分配環(huán)由第一過濾網(wǎng)圍繞而成，所述的冷卻風通過風分配環(huán)過濾后吹出的方向與水平地面的夾角a的范圍為5°≤a≤10°。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的聚酯熔體直紡長絲中均采用側(cè)吹風冷卻形成工藝，即熔體自噴絲板上的噴口噴出形成絲束并向下方運動的過程中，受到從側(cè)面吹來的冷卻風的冷卻而凝固成形(見附圖1所示意)，這種冷卻方法存在下面的常見問題1、熔體直紡長絲的冷卻不均勻由于從噴絲板噴出的熔體直紡長絲為多條，而冷卻風來自一個方向，使得絲束的冷卻情況很不均勻，即靠近吹風口的絲的冷卻情況較好，而遠離吹風口的絲的冷卻效果不佳，從而造成絲束橫斷面的不均勻性，導致絲束中絲的結(jié)構(gòu)不均一和物理機械性能不均一，嚴重時會產(chǎn)生毛絲和斷頭現(xiàn)象。這種情況隨著絲束愈粗、即每束絲中的單絲根數(shù)愈多而愈嚴重。
2、浪費能源在側(cè)吹風情況下，冷卻風從絲束的一個方向吹來，在冷卻風穿過絲束的過程中，由于冷卻風受到的障礙比較多，冷卻風流中的大部分能量都被浪費了，大多數(shù)的冷卻風沒有真正起到冷卻的效果，這樣，在冷卻熔絲的過程中，能量的浪費比較嚴重。
3、冷卻設(shè)備的體積較大在側(cè)吹冷卻的工藝中，由于絲束的冷卻效果不良，為了避免并絲(即幾根絲粘連在一起)和飄絲的產(chǎn)生，噴絲板上的孔間距需要在4.5毫米以上，且孔應(yīng)分布成正方形或菱形(見附圖6所示意)，這樣，由于孔的間距較大，所以，噴絲板的面積也較大，使得冷卻設(shè)備的體積變大，占用了較大的空間。
4、無風區(qū)高度調(diào)節(jié)困難，熔體直紡長絲冷卻設(shè)備的通用性差在熔體紡絲時，熔體細流自噴絲板上的孔噴出后，需要經(jīng)過一段無風區(qū)，然后才能進入由冷卻吹風的冷卻凝固階段。這一無風區(qū)的長度硬隨著絲品種的不同而不同，當所紡產(chǎn)品規(guī)格單絲纖度較粗時，無風區(qū)的長度應(yīng)該較大；而當所紡產(chǎn)品規(guī)格單絲纖度較細時，無風區(qū)的長度較小。在側(cè)吹風冷卻工藝中，由于吹風口是固定的，無法進行調(diào)節(jié)，使得對于一套熔體直紡長絲冷卻設(shè)備而言，其無風區(qū)的長度是一個定值，這樣，冷卻設(shè)備的通用性就很差，用于冷卻單絲纖度較細的絲束的冷卻設(shè)備不適合用來冷卻單絲纖度較粗的絲束。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種冷卻熔體直紡長絲的方法，采用這種方法即可以高效地冷卻熔體直紡長絲，又可以避免上述傳統(tǒng)冷卻方法中的弊端。
本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種冷卻熔體直紡長絲的設(shè)備，采用該設(shè)備，可以高效地冷卻熔體直紡長絲并且可以避免上述傳統(tǒng)冷卻方法中出現(xiàn)的缺點。
對于本發(fā)明的冷卻熔體直紡長絲的方法來說上述技術(shù)問題是這樣加以解決的所述的熔體直紡長絲從噴絲板噴出并向下方運動的過程中，受到沿環(huán)繞熔體直紡長絲的風分配環(huán)均勻吹來的冷卻風的冷卻，所述的風分配環(huán)的直徑大于噴絲板的直徑，所述的冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向在水平面上的投影為沿著風分配環(huán)的徑向方向，所述的冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向與水平地面的夾角a的范圍為5°≤a≤10°。
對于本發(fā)明的冷卻熔體直紡長絲的設(shè)備來說，上述技術(shù)問題是這樣加以解決的該冷卻設(shè)備包括噴絲板、進風管、設(shè)置在所述的噴絲板下方的冷卻室，進風管與冷卻室相連通，在所述的冷卻室內(nèi)設(shè)置有直徑大于噴絲板直徑的風分配環(huán)，所述的風分配環(huán)呈圓環(huán)狀并且風分配環(huán)的軸心線與噴絲板的軸心線相重合，所述的風分配環(huán)由第一過濾網(wǎng)圍繞而成，所述的冷卻風通過風分配環(huán)過濾后吹出的方向與水平地面的夾角a的范圍為5°≤a≤10°。
在上述的冷卻熔體直紡長絲的方法(下面簡稱為環(huán)吹冷卻工藝)和冷卻設(shè)備中，由于冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向在水平面上的投影垂直于風分配環(huán)的徑向方向，絲束中的絲受到的冷卻風的大小和強度非常一致，絲在凝固成形后橫斷面的大小均一，從而使得絲束中絲的結(jié)構(gòu)以及物理性能比較均勻，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)，冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向與水平面間還有一個角度a，5°≤a≤10°，這樣是為了避免相對的氣流之間的碰撞產(chǎn)生擾流現(xiàn)象；其次，在環(huán)吹冷卻工藝中，由于風是從多個入口同時吹向絲束，不同于傳統(tǒng)側(cè)吹工藝中的一股風需要經(jīng)過整個絲束，從而使得環(huán)吹冷卻工藝中的冷卻風的效率比較高，見表1所示意，環(huán)吹冷卻工藝中所需要的冷卻面積和冷卻風量均為側(cè)吹工藝的四分之一左右；再次，由于冷卻風效率高，噴絲板上孔之間的距離可以減小到2-3毫米，而且不同于傳統(tǒng)側(cè)吹工藝中噴絲板上的孔之間排列成矩形或菱形，在環(huán)吹冷卻設(shè)備中，噴絲板上的孔可以按環(huán)形排列(見附圖3所示意)，這樣，在具有相同孔數(shù)目的噴絲板中，采用環(huán)吹冷卻工藝的噴絲板的直徑小于傳統(tǒng)側(cè)吹工藝中噴絲板的直徑，這樣就使得整個設(shè)備的體積減小。
作為上述方法的一種優(yōu)選方案是所述的冷卻風進入進風管時的風速為0.5-0.7米/秒。
作為上述方法的進一步優(yōu)選方案是所述的冷卻風進入進風管時的風壓為600-1000帕斯卡。
作為上述冷卻設(shè)備的一種優(yōu)選方案，在所述的進風管內(nèi)設(shè)置有用于過濾冷卻風的第二過濾網(wǎng)。
作為上述冷卻設(shè)備的另一種優(yōu)選方案，所述的風分配環(huán)有多個，所述的多個風分配環(huán)并排設(shè)置在冷卻室內(nèi)并且任意兩個風分配環(huán)的軸心線互相平行，所述的冷卻設(shè)備還包括設(shè)置在冷卻室內(nèi)的風分配室，所述的多個風分配環(huán)位于風分配室內(nèi)，所述的風分配室與進風管相連通。
作為上述冷卻設(shè)備的進一步優(yōu)選方案，所述的風分配環(huán)可沿熔體直紡長絲的運動方向移動地設(shè)置。


下面結(jié)合附圖所描述的實施方式對本發(fā)明冷卻熔體直紡長絲的方法和采用該方法的冷卻設(shè)備作進一步詳細說明。
附圖1為傳統(tǒng)的側(cè)吹風冷卻工藝的示意圖；附圖2為本發(fā)明的示意圖；附圖3為附圖2的主剖視圖；附圖4為附圖3的A區(qū)放大示意圖；附圖5為本發(fā)明的透視示意圖；附圖6為傳統(tǒng)側(cè)吹冷卻工藝中的噴絲板的示意圖；附圖7為本發(fā)明中噴絲板的示意圖；附圖8為本發(fā)明中風分配環(huán)的調(diào)節(jié)示意圖；其中1、噴絲板2、絲束3、出風口4、冷卻室5、進風管；6、風分配環(huán)7、第二過濾網(wǎng)8、風分配室11、孔。
具體實施例方式
附圖1給出了傳統(tǒng)的側(cè)吹冷卻工藝的示意圖，絲束2從噴絲板1噴出后，受到來自一側(cè)面的出風口3吹出的冷卻風的冷卻。
附圖2給出了采用環(huán)吹冷卻工藝對熔體直紡長絲進行冷卻的冷卻設(shè)備的示意圖，附圖3為附圖2的主剖視圖，附圖4為附圖3的A區(qū)放大圖，從附圖2、3、4可以看出該設(shè)備包括噴絲板1、設(shè)置在所述的噴絲板1下方的冷卻室4、進風管5，進風管5與冷卻室4相連通，在所述的冷卻室4內(nèi)設(shè)置有直徑大于噴絲板1直徑的風分配環(huán)6，所述的風分配環(huán)6呈圓環(huán)狀并且風分配環(huán)6的軸心線與噴絲板1的軸心線相重合，所述的風分配環(huán)6由第一過濾網(wǎng)圍繞而成，所述的冷卻風通過風分配環(huán)6過濾后吹出的方向與水平地面的夾角a的范圍為5°≤a≤10°(見附圖4所示意)，冷卻風以a角度吹向絲束2，可以避免因為相對的氣流之間相互碰撞而產(chǎn)生的擾流，從而達到較好的冷卻效果而又不至于將絲束吹亂或纏繞在一起。
比較優(yōu)選的冷卻風的風速為0.5-0.7米/秒，比較優(yōu)選的冷卻風的風壓為600-1000帕斯卡，這里所指的風速和風壓均為冷卻風進入進風管5處的風速和風壓，即附圖2中E處的風速和風壓。
為了防止冷卻風中帶有灰塵等雜物從而影響絲束的純凈度，在進風管5中設(shè)置有第二過濾網(wǎng)7，見附圖3所示意。
在實際生產(chǎn)中，一般是多束絲同時進行冷卻，即有多個噴絲板，這多個噴絲板1一般為并排排列，見附圖5所示意，所以在噴絲板1下方的冷卻室4內(nèi)也設(shè)置有數(shù)目與噴絲板1的數(shù)目相匹配的風分配環(huán)6，所述的多個風分配環(huán)6并排設(shè)置并且任意兩個風分配環(huán)6的軸心線互相平行；而為了使得從進風管5進入的冷卻風可以均勻地分配到每一個風分配環(huán)6上，所述的冷卻設(shè)備還包括設(shè)置在冷卻室4內(nèi)的風分配室8，所述的多個風分配環(huán)6位于風分配室8內(nèi)，所述的風分配室8與進風管5相連通；采用了這種結(jié)構(gòu)后，冷卻風通過進風管5首先進入風分配室8，然后均勻地分配至每一個風分配環(huán)6上，使得通過每一個風分配環(huán)6吹出的冷卻風都比較均勻，這樣，產(chǎn)出的絲束的性質(zhì)也比較均一。
由于在環(huán)吹冷卻工藝中，絲束的冷卻效果好，所以絲束在冷卻過程中所需要的風量和吹風冷卻面積都比傳統(tǒng)的側(cè)吹冷卻工藝中所需要的少，表1給出了側(cè)吹冷卻工藝和環(huán)吹冷卻工藝中所需要的風量和吹風冷卻面積的對比，可以看出，較之傳統(tǒng)工藝，環(huán)吹冷卻工藝所需要的吹風面積和吹風風量僅為原先的四分之一，這樣可以節(jié)約大量的能源，提高生產(chǎn)效率。
表1環(huán)吹冷卻和側(cè)吹冷卻的對照表

在傳統(tǒng)工藝中，由于絲束的冷卻效果不佳，為了避免并絲(即幾根絲粘連在一起)和飄絲的產(chǎn)生，噴絲板1上的孔11之間的間距需要在4.5毫米以上，且孔11應(yīng)分布成正方形或菱形(見附圖2所示意)，這樣，由于孔11的間距較大，所以，噴絲板1的面積也較大，使得冷卻設(shè)備的體積變大，占用了較大的空間，而在環(huán)吹冷卻工藝中，由于冷卻風冷卻效率高，噴絲板1上孔11之間的距離可以減小到2-3毫米，而且不同于傳統(tǒng)側(cè)吹工藝中噴絲板上的孔之間排列成矩形或菱形，環(huán)吹冷卻工藝中，噴絲板1上的孔11可以按環(huán)形排列；附圖6為傳統(tǒng)工藝中的噴絲板1的示意圖，附圖7為環(huán)吹冷卻工藝中的噴絲板1的示意圖，可以看出，在噴絲板1上的孔的數(shù)目相同的情況下，傳統(tǒng)工藝中的噴絲板的直徑要大于環(huán)吹冷卻工藝中噴絲板的直徑。
在熔體紡絲時，熔體細流自噴絲板1上的孔11噴出后，需要經(jīng)過一段無風區(qū)，然后才能進入冷卻吹風的冷卻凝固階段。這一無風區(qū)的長度硬隨著絲品種的不同而不同，當所紡產(chǎn)品規(guī)格單絲纖度較粗時，無風區(qū)的長度應(yīng)該較大；而當所紡產(chǎn)品規(guī)格單絲纖度較細時，無風區(qū)的長度較小。在側(cè)吹風冷卻工藝中，由于吹風口3是固定的，無法進行調(diào)節(jié)，使得對于一套熔絲冷卻設(shè)備而言，其無風區(qū)的長度h是一個定值(見附圖1所示意)，這樣，冷卻設(shè)備的通用性就很差，用于冷卻單絲纖度較細的絲束的冷卻設(shè)備不適合用來冷卻單絲纖度較粗的絲束，而在環(huán)吹冷卻設(shè)備中，由于采用了風分配環(huán)6，風分配環(huán)6又可以沿著絲束的運動方向移動地設(shè)置，如附圖8所示意，圖中的兩個風分配環(huán)6分別表示在調(diào)節(jié)前后風分配環(huán)6所處的位置，在調(diào)節(jié)前，無風區(qū)的長度為h1，調(diào)節(jié)后無風區(qū)的長度為h2，所以，在環(huán)吹冷卻設(shè)備中，設(shè)備的通用性能較之傳統(tǒng)工藝有了很大的提高，只需稍做調(diào)整，即可適用于各種單絲纖度的絲束的冷卻。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熔體直紡長絲的冷卻方法，其特征在于所述的熔體直紡長絲從噴絲板噴出并向下方運動的過程中，受到沿環(huán)繞熔體直紡長絲的風分配環(huán)均勻吹來的冷卻風的冷卻，所述的風分配環(huán)的直徑大于噴絲板的直徑，所述的冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向在水平面上的投影為沿著風分配環(huán)的徑向方向，所述的冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向與水平地面的夾角a的范圍為5°≤a≤10°。
2.如權(quán)利要求1所述的熔體直紡長絲的冷卻方法，其特征在于所述的冷卻風進入進風管時的風速為0.5-0.7米/秒。
3.如權(quán)利要求1所述的熔體直紡長絲的冷卻方法，其特征在于所述的冷卻風進入進風管時的風壓為600-1000帕斯卡。
4.一種采用權(quán)利要求1的方法來冷卻熔體直紡長絲的設(shè)備，其包括噴絲板、進風管、設(shè)置在所述的噴絲板下方的冷卻室，進風管與冷卻室相連通，其特征在于在所述的冷卻室內(nèi)設(shè)置有直徑大于噴絲板直徑的風分配環(huán)，所述的風分配環(huán)呈圓環(huán)狀并且風分配環(huán)的軸心線與噴絲板的軸心線相重合，所述的風分配環(huán)由第一過濾網(wǎng)圍繞而成，所述的冷卻風通過風分配環(huán)過濾后吹出的方向與水平地面的夾角a的范圍為5°≤a≤10°。
5.如權(quán)利要求4所述的冷卻熔體直紡長絲的設(shè)備，其特征在于在所述的進風管內(nèi)設(shè)置有用于過濾冷卻風的第二過濾網(wǎng)。
6.如權(quán)利要求4所述的冷卻熔體直紡長絲的設(shè)備，其特征在于所述的風分配環(huán)有多個，所述的多個風分配環(huán)并排設(shè)置在冷卻室內(nèi)并且任意兩個風分配環(huán)的軸心線互相平行，所述的冷卻設(shè)備還包括設(shè)置在冷卻室內(nèi)的風分配室，所述的多個風分配環(huán)位于風分配室內(nèi)，所述的風分配室與進風管相連通。
7.如權(quán)利要求4所述的冷卻熔體直紡長絲的設(shè)備，其特征在于所述的風分配環(huán)可沿熔體直紡長絲的運動方向移動地設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷卻熔體直紡長絲的方法和采用該方法的冷卻設(shè)備，該冷卻設(shè)備包括噴絲板、進風管、設(shè)置在噴絲板下方的冷卻室，進風管與冷卻室相連通，在冷卻室內(nèi)設(shè)置有直徑大于噴絲板直徑的風分配環(huán)，風分配環(huán)呈圓環(huán)狀并且風分配環(huán)的軸心線與噴絲板的軸心線相重合，所述的風分配環(huán)由第一過濾網(wǎng)圍繞而成，采用這樣的結(jié)構(gòu)，使得熔體直紡長絲從噴絲板噴出并向下方運動的過程中，受到沿環(huán)繞熔體直紡長絲的風分配環(huán)均勻吹來的冷卻風的冷卻，冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向在水平面上的投影為沿著風分配環(huán)的徑向方向，冷卻風從風分配環(huán)吹出時的方向與水平地面的夾角a的范圍為5°≤a≤10°。
文檔編號D01D5/088GK101067215SQ20071002294
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者顧振其, 徐心華 申請人:太倉振輝化纖有限公司