一种低孔聚酯纤维的制备装置及制备方法与流程

本发明属于纤维生产，具体涉及一种低孔聚酯纤维的制备装置及制备方法。

背景技术：

1、低孔聚酯纤维，具有手感细腻，色泽鲜亮，保温透湿性能优良等特点，被用于高档面料的加工，而且因其具有抗起球、高密透气的一些功能，也被用于一些具有特殊技术要求的电子类产品中。

2、在生产低孔聚酯纤维时，由于聚酯熔体的特性，当温度高时，熔体能够保持良好的均匀性和流动性，熔融挤出效果好，但当温度较高时熔体则易降解，使纺丝不易；当温度低时，熔体的粘度增加，挤出不易，在喷丝板处易形成注头丝，纺丝易断头。生产低孔聚酯纤维要求喷丝板面处的温度较高，现有技术条件下，熔体依靠箱体提供保温，喷丝板有一面与外界接触，而熔体管道完全处于箱体内部，当喷丝板面温度达到工艺要求时，管道内的熔体温度就比较高了，熔体容易降解，出现粘板及出丝不均匀的情况，无法生头。低孔聚酯纤维由于总线密度低，根数又少，所以熔体细流挤出时的所带的热量少，无法给喷丝板面提供较高的温度，熔体从高温到喷丝板面处的低温，易在喷丝孔处形成注头丝，导致生头困难，后期纺丝时断头率也非常高。现有解决方法是在铲板后生头前长时间排料，让熔体带出来热量不断给高喷丝板面加温，但即便这样，当生产时，风筒内的冷却风也会流向喷丝板，使板面温度降低，断头率相较常规品种较高。

3、现有公示的文献中，可以在箱体下方安装一套加热器（如图8所示为现有技术中在箱体下方安装的一种加热器），使其靠近喷丝板位置单独对其进行二次加热，由于箱体与加热器属于两套不同的加热装置，加热器采用电加热方式，在加热器内部排布加热电阻，产生热量通过热传导传递给喷丝板，进而使喷丝板保持较高的板面温度，使用加热器对超细旦丝的生产起到了良好的辅助作用，但现有加热器存在加热不均的问题，而且由于采用的是热传导方式，热量在传导过程中存在消耗递减的问题，使得喷丝板边缘部位因为靠近加热器，温度较高，喷丝板中心位置远离加热器，温度较低，在初始铲板生头后的满卷丝饼和3落过后的满卷丝饼对比表现为：第一落丝物性指标较差，第三落之后的丝饼物性指标稍好，这是由于依靠热传导，在长时间的不停纺生产中，喷丝板边缘与中心位置的温度中和，各处的温度相差不大，反映在丝条上，物性指标比较均匀；但由于喷丝板经过24~48h之后，需要停纺铲板，否则喷丝板面聚集的升华物较多，板面较脏，导致丝条易断头，无法正常生产；这样一来，喷丝板面在喷射硅油、不熔融挤出、接触外界环境后，板面温度下降，又会造成生头困难或产品物性指标差异较大或不良，使生产低孔聚酯纤维时的断头率特别高。

4、因此，研究一种低孔聚酯纤维的制备装置，以解决低孔聚酯纤维在纺丝过程中喷丝板加热不均匀的问题具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的技术问题，提供一种低孔聚酯纤维的制备装置及制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种低孔聚酯纤维的制备装置，包括至少1对喷丝板和加热板；喷丝板为圆板；加热板内设有1个圆形通孔a；各对中，喷丝板完全位于圆形通孔a内且二者共轴，喷丝板的直径小于圆形通孔a的孔径；还包括热风输送装置；

4、加热板内还设有1个环形风腔；环形风腔的内壁为圆形通孔a的孔壁；圆形通孔a的孔壁上沿径向设有n个吹风孔，n的取值范围为50~60，n个吹风孔环绕环形风腔的中心轴圆周均布；

5、热风输送装置与环形风腔连通；

6、吹风孔的水平位置比喷丝板的水平位置低1~2mm，如此可使得热风输送装置输送的热风经过吹风孔吹响喷丝板的下端面，对吹向喷丝板的冷却风进行阻拦、中和，减低环吹冷却风对喷丝板温度的影响。

7、作为优选的技术方案：

8、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置，环形风腔的宽度为10~15mm，圆形通孔a的孔径比喷丝板的直径大1~2mm，吹风孔的孔径为4~6mm，喷丝板的下端面比圆形通孔a的下端面高6~8mm；

9、喷丝板的下端面上设有o个喷丝孔、o个环形槽i和o个线形槽，o的取值范围为6~10，环形槽i、线形槽与喷丝孔一一对应；

10、o个喷丝孔环绕喷丝板的中心轴圆周均布；

11、喷丝孔由对应的环形槽i包围且二者共轴；

12、线形槽沿喷丝板的径向设置，o个线形槽环绕喷丝板的中心轴圆周均布，线形槽的一端位于喷丝板的周面上，另一端与对应的环形槽i连通；

13、环形槽i的宽度为8~10mm，环形槽i的内径比对应的喷丝孔的直径大5~6mm，线形槽的宽度为10~12mm，线形槽的长度为25~30mm。

14、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置，加热板的数量为m，m大于1，所有的加热板构成一体成型的矩形板，矩形板上圆形通孔a的数量为m。

15、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置，低孔聚酯纤维的制备装置还包括防风底板；防风底板固定在矩形板的下方，二者的正投影的外边缘完全重合；

16、防风底板由上下两部分组成，上部分为由四块立板组成的矩形框，下部分为一块水平板，每块立板的厚度自上而下递增，每块立板的外侧面为竖直面，每块立板的内侧面底部设有平行于其长度方向的c形槽，所有的c形槽相互连通，水平板上设有m个圆形通孔b和m个槽口朝上的环形槽ii，m个圆形通孔a与m个圆形通孔b一一对应且正投影重合，m个圆形通孔b与m个环形槽ii一一对应，圆形通孔b由对应的环形槽ii包围且二者共轴；

17、设置防风底板的目的：低孔纤维本身所带热量低，对温度变化更加敏感，由于风箱的振动容易造成箱体漏风，漏风处形成逆向湍流风，会影响丝条的冷却效果，相当于丝条提前冷却，造成丝条热应力偏高，产生毛丝或后加工时dty染色偏深；严重时，野风侵入会造成喷丝板面温度下降，导致熔体破裂，丝束断头多或无法生头；设置防风底板用于防止野风侵入；

18、c形槽的半径为3~4mm；环形槽ii的深度为3~4mm，宽度为3mm。

19、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置，低孔聚酯纤维的制备装置还包括m个隔热柱以及同时位于防风底板下方的m个冷却风筒和m个密封圈a；

20、m个圆形通孔a、m个圆形通孔b、m个密封圈a、m个冷却风筒、m个隔热柱一一对应，隔热柱的下端穿入对应的冷却风筒内且通过一个密封圈b与其密封连接，可以隔绝冷却风筒与喷丝板之间的冷热空气对流，对板面保温有良好的辅助作用，隔热柱的上端自下而上依次穿过对应的密封圈a、对应的圆形通孔b穿入对应的圆形通孔a内；

21、隔热柱的上端位于对应的圆形通孔a的孔壁上的吹风孔的下方；

22、隔热柱内设有o个穿丝孔，o个穿丝孔与隔热柱对应的圆形通孔a内的喷丝板上的o个喷丝孔一一对应，穿丝孔位于对应的喷丝孔的下方且二者共轴，穿丝孔的直径比对应的喷丝孔的直径大8~10mm；

23、隔热柱内除穿丝孔以外的区域填充有导热系数小的陶瓷纤维。

24、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置，热风输送装置包括风机和加热元件。

25、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置，矩形板内还设有辅管道和1根主管道；辅管道的数量同加热板的数量且二者一一对应，辅管道的一端与对应的加热板内的环形风腔的进风口连接，另一端与主管道连接；加热元件位于主管道内；主管道与风机的出风口连接。

26、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置，加热元件由主加热电阻u1、主加热电阻v1、主加热电阻w1、辅助热电阻u2、辅助热电阻v2、辅助热电阻w2组成；

27、热风输送装置的电路由风机、主加热电阻u1、主加热电阻v1、主加热电阻w1、辅助热电阻u2、辅助热电阻v2、辅助热电阻w2、自动空气开关qd、电流互感器1ht、电流互感器2ht、电流互感器3ht、熔断器1fu、熔断器2fu、熔断器3fu、熔断器4fu、熔断器5fu、熔断器6fu、熔断器7fu、交流接触器1km、交流接触器2km、交流接触器3km、交流接触器4km、交流接触器5km、交流接触器6km、交流接触器7km、固态继电器1ssr、固态继电器2ssr、固态继电器3ssr、热继电器1fr、热继电器2fr、旋钮开关1sb、旋钮开关3sb、温度调节仪tic、电阻rt、中间继电器ka、超温保护tic、交流电压表组成；

28、自动空气开关qd的3个进线端分别对应与r相线、s相线、t相线连接；

29、自动空气开关qd的3个出线端分别对应与电流互感器1ht、电流互感器2ht、电流互感器3ht的一端连接，电流互感器1ht、电流互感器2ht、电流互感器3ht的另一端分别对应与熔断器1fu、熔断器2fu、熔断器3fu的一端连接，熔断器1fu、熔断器2fu、熔断器3fu的另一端分别对应与交流接触器1km的3个进线端连接，交流接触器1km的3个出线端分别对应与固态继电器1ssr、固态继电器2ssr、固态继电器3ssr的进线端连接，固态继电器1ssr、固态继电器2ssr、固态继电器3ssr的出线端分别对应与主加热电阻u1、主加热电阻v1、主加热电阻w1的一端连接，主加热电阻u1、主加热电阻v1、主加热电阻w1的另一端同时与n相线连接；

30、固态继电器1ssr、固态继电器2ssr、固态继电器3ssr的信号正极端同时与直流电v+连接，固态继电器1ssr、固态继电器2ssr、固态继电器3ssr的信号负极端同时与直流电v-连接；

31、自动空气开关qd的3个出线端分别对应与熔断器4fu、熔断器5fu、熔断器6fu的一端连接，熔断器4fu、熔断器5fu、熔断器6fu的另一端分别对应与交流接触器2km的3个进线端连接，交流接触器2km的3个出线端分别对应与辅助热电阻u2、辅助热电阻v2、辅助热电阻w2的一端连接，辅助热电阻u2、辅助热电阻v2、辅助热电阻w2的另一端同时与n相线连接；

32、自动空气开关qd的3个出线端分别对应与交流接触器3km的3个进线端连接，交流接触器3km的3个出线端分别对应与热继电器1fr的3个进线端连接，热继电器1fr的3个出线端分别对应与风机的u3相线、v3相线、w3相线连接，风机的外壳接地；

33、t相线与熔断器7fu的一端连接，7fu的另一端同时与旋钮开关1sb的进线端、旋钮开关3sb的进线端连接；

34、旋钮开关1sb的出线端与温度调节仪tic的进线端连接，温度调节仪tic的内部接线端子t1与电阻rt的一端连接，电阻rt的另一端同时与温度调节仪tic的内部接线端子t2、温度调节仪tic的内部接线端子t3连接，温度调节仪tic的信号正极端和信号负极端分别对应与直流电v+和直流电v-连接，温度调节仪tic的出线端与n相线连接；

35、旋钮开关1sb的出线端与交流接触器5km的进线端连接，交流接触器5km的出线端分别对应与中间继电器ka的进线端连接，中间继电器ka的出线端分别对应与交流接触器6km的进线端连接，同时分别对应与超温保护tic下限的进线端连接，超温保护tic下限的出线端与交流接触器7km的进线端连接，交流接触器6km的出线端及交流接触器7km的出线端与n相线连接；

36、旋钮开关3sb的出线端与交流接触器4km的一端连接，交流接触器4km的另一端与热继电器2fr的一端连接，热继电器2fr的另一端与n相线连接；

37、交流电压表的两端分别与s相线、n相线连接。

38、加热由主加热和辅助加热双路控制，在铲板时，关闭旋钮开关1sb，降低电能消耗，铲板完成后，打开旋钮开关1sb，v+、v-将固态继电器组接通，主加热和辅助加热一起加热，当温度传感器监测到温度达到设定值的时候，v+、v-就将固态继电器组断开，主加热就无法继续通电加热了，但辅助加热继续通电加热，以弥补喷丝板面热量损失，使板面温度平衡在设定值。通过“加热初始段主辅联合加热，加热稳定段主加热关闭只使用小功率的辅助加热”的方式，实现电能的节约，杜绝电能浪费。

39、由于热量是电阻通电产生的，同时依靠风机吹向喷丝板，所以必须将风机与加热元件联锁保护，即加热元件只有在风机正常运转时才能工作，防止空烧。原因是加热元件局部温度过高会产生危害，一旦风机与加热元件不采用联锁保护，当风机停止运转时，没有风将热量吹向温度传感器，那么温度传感器反馈的信号就是温度较低，使主加热电阻u1、主加热电阻v1、主加热电阻w1、辅助热电阻u2、辅助热电阻v2及辅助热电阻w2继续通电加热，就会导致这些地方热量积聚，烧毁加热器，甚至造成严重的安全事故。

40、本发明还提供一种低孔聚酯纤维的制备方法，采用如上任一项所述的一种低孔聚酯纤维的制备装置。

41、作为优选的技术方案：

42、如上所述的一种低孔聚酯纤维的制备方法，制得的低孔聚酯纤维的断裂伸长率cv值为7.69%~11.5%，满卷率为98.2%~99.5%。

43、有益效果：

44、（1）本发明中的一种低孔聚酯纤维的制备装置，其加热板能够对喷丝板进行保温加热，一方面直接对板面进行加温，消除了传统加热元件的间接热传导式加温效果不明显的弊端，另一方面，对吹向喷丝板的冷却风进行阻拦、中和，减低环吹冷却风对喷丝板温度的影响，确保了熔融挤出顺畅，生产时不注头，减少低孔纤维的断头率、伸长cv值；

45、（2）本发明中的一种低孔聚酯纤维的制备装置设置有带引流槽的喷丝板，根据低孔纤维孔数少的特点，将喷丝孔均布在同一圆周上，喷丝孔离喷丝板的边缘较近，并且在喷丝孔圆周方向开设引流槽，加热元件吹出的热风可以进入引流槽流向喷丝孔并且包围喷丝孔，对喷丝孔的保温效果更好，丝条熔融挤出效果好，断头少、满卷率高；

46、（3）本发明中的一种低孔聚酯纤维的制备装置设置有隔热柱和防风底板，隔热柱的通孔与喷丝孔一一对应且同心同轴；隔热柱内填充导热系数小的陶瓷纤维，并且与冷却风筒之间采用橡胶垫密封，可以隔绝冷却风筒与喷丝板之间的冷热空气对流；同时，防风底板可以阻止外部气流侵入喷丝板；二者对喷丝板的保温有良好的辅助作用，可提高喷丝板面温度均匀性。