[发明专利]一种纺丝设备及其缓冷装置

说明书

本发明公开了一种纺丝设备及其缓冷装置，缓冷装置包括具有中空腔室的出气窗，所述出气窗的外部套设有出气窗外套，所述出气窗外套与所述出气窗之间具有用于气体通过的气体通道，所述出气窗的侧壁上沿轴向设有若干出气层，任一出气层均设置有出气狭缝，各出气层的出气狭缝沿气流流动方向的宽度沿气流流动方向逐渐变小；还包括进气单元，所述进气单元与所述气体通道连通，所述进气单元与所述气体通道之间设有气体整流器。本发明使沿着初生纤维经过的方向，气体供入中空腔室内的量逐渐增大，可平衡由于冷空气被动补充至中空腔室中造成的气体的压力场和温度场的不稳定性，从而有助于提高可纺性和纤维的品质。

技术领域

本发明属于纤维加工装置结构设计和应用技术领域，具体地说，涉及一种纺丝设备及其缓冷装置。

背景技术

熔融纺丝是化学纤维的主要制备方法之一，熔纺纺丝大致包括以下步骤：纺丝原料熔融、熔融纺丝液计量、纺丝液挤出、纺丝液冷却形成初生纤维、拉伸、上油以及卷绕。

对于工业丝，无论是高强高模或高模低缩工业丝，由于其特殊的用途，决定了要有较高的力学性能。在微观聚集态结构上，实现较高的力学性能的必须前提就是工业丝要达到最大程度的取向。

熔融纺丝过程中对初生纤维的品质影响最大的因素就是从喷丝板喷出的纺丝熔体细流冷却成初生纤维的过程，熔体细流冷却过程的好坏直接影响了长丝的质量，在熔体的冷却过程中还伴随着聚合物的重结晶以及晶格的重分布过程，因此，冷却质量直接决定了长丝的成品质量。

由于熔体从喷丝板从喷出时通常具有几百摄氏度的高温，如果直接对其进行急速冷却会影响长丝中聚合物的结晶性质，因此，在部分熔纺化纤的纺丝过程中，比如在高强高模工业丝的纺丝过程中，为了使初生纤维缓慢冷却，需要在喷丝板和侧吹风窗之间加装缓冷器。

缓冷器一般是两端开放的空腔圆套，具有加热和温控功能，可以将空腔中的气氛加热并控制在工艺温度，初生纤维从其空腔中的热气氛中经过，可以得到缓慢冷却。缓慢冷却可以降低初生纤维的取向程度，减小皮芯结构的影响，提高初生纤维的牵伸倍数，从而提高终端纤维的力学性能。

现有技术中的缓冷器只是单一具有加热控制功能的空腔圆套，纤维从其空腔热气氛中经过会带走部分气体和热量，然后有新的外部冷空气被动向空腔内补充，因此在缓冷器空腔中产生不稳定的气压场和气温场。不稳定的气压场会产生紊乱气流，对熔体喷头拉伸过程中的纤维产生扰动，降低纺丝稳定性，增大纤维的不匀率；不稳定的气温场会使纺程上纤维的冷却工况波动，也会增大纤维的不匀率；并且，被动补充进入的冷空气是环境空气，条件不恒定，造成纺丝工况不可控、不稳定。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于纺丝设备的缓冷装置，旨在提高缓冷装置中气体压力场和温度场的稳定性。

本发明的另外一个目的是提供一种纺丝设备，包括上述的一种用于纺丝设备的缓冷装置。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种用于纺丝设备的缓冷装置，包括具有中空腔室的出气窗，所述出气窗的外部套设有出气窗外套，所述出气窗外套与所述出气窗之间具有用于气体通过的气体通道，所述出气窗的侧壁上沿轴向设有若干出气层，任一出气层均设置有出气狭缝，各出气层的出气狭缝沿轴向的宽度沿气流流动方向逐渐变小。

上述方案中，通过设置出气狭缝沿气流流动方向的宽度沿气流流动方向逐渐变小，增加了出气窗向中空腔室内主动供气功能，极大的改善熔体喷头拉伸过程中产生的气流扰动和温度波动的情况，提高初生纤维力学性能的均一性。

进一步的，还包括进气单元，所述进气单元与所述气体通道连通，所述进气单元与所述气体通道之间设有气体整流器；

优选的，所述进气单元包括两进气管，两进气管关于所述出气窗的中心对称设置。