一种保温型纺丝组件的制作方法

本发明涉及纺丝组件，具体涉及一种保温型纺丝组件。

背景技术：

1、聚乙烯醇(pva)是一种性能优良、用途广泛的聚合物，由其制备的高性能纤维具有优异的耐腐蚀性、耐气候性和与基材界面良好的粘接性能，是合成纤维中具有良好发展前景的石棉材料。聚乙烯醇纤维在建筑行业有着广泛的用途，同时还可做轮胎帘子线、产业用布、高性能绳索及塑料、橡胶增强材料等，具有极大的市场潜力。由于聚乙烯醇纤维的多羟基强氢键特点使其熔点与分解温度接近，没有热塑加工窗口，现有的聚乙烯醇纤维大多是基于溶液法制得，且一般采用湿法纺丝成型工艺。采用常规的芒硝凝固浴湿法纺丝工艺制得的聚乙烯醇纤维，容易出现内部结构不均匀的问题，导致聚乙烯醇纤维难以表现出优良的性能。

2、冻胶湿法纺丝工艺是柔性链高聚物制备高性能纤维的有效途径，继聚乙烯采用冻胶纺丝工艺制备高强高模纤维获得成功后，采用冻胶纺丝工艺制备聚乙烯醇纤维也得到了本领域技术人员的关注。授权公告号为cn102031572b的发明专利公开了一种水溶性聚乙烯醇纤维的制备工艺及其应用，采用湿法冻胶纺丝工艺生产高质量水溶纤维，能够制备20℃～80℃的低温水溶纤维，其纺丝原液的温度为80℃～120℃，而凝固浴的温度为-15℃～5℃，二者温度差异巨大，巨大的温度差为冻胶纺丝创造了良好的条件。

3、在进行冻胶湿法纺丝的过程中，纺丝机的喷丝组件会浸泡在凝固浴中，则喷丝组件内的高温度纺丝原液容易与低温度的凝固浴发生热交换，导致纺丝原液的温度降低而达不到良好的冻胶纺丝效果。因此，在纺丝原液经喷丝板喷入凝固浴之前保持其温度恒定，以保证纺丝原液和凝固浴具有巨大的温度差，是达到良好冻胶纺丝效果的关键。

4、为了使纺丝原液在初生丝凝固过程中保持恒定的温度，授权公告号为cn101215722b的发明专利公开了一种化纤湿法纺丝机的带真空双水循环鹅颈管，进液管与安装座和联结板、喇叭口座连接，内层保温管设置在进液管上，外层保温管设置在内层保温管上，真空绝热管设在外层保温管上，真空绝热管的一端与封盖连接，另一端与联结板连接，真空绝热管通过联结板的通孔与喇叭口座上的内腔相通，内层保温管与外层保温管间设有通孔。该装置采用双层热水循环，真空保温技术，解决了在高温原液低温凝固浴纺丝工艺中使原液温度保持恒定的难题，可大大提高纺丝速度和纤维质量。

5、但是，上述现有技术还存在以下问题：只在进液管处设置保温装置，其喷丝组件并没有采取保温措施，虽然能够保持纺丝原液在进液管中输送时的温度恒定，却不能避免纺丝原液在进入喷丝组件后、经喷丝板喷入凝固浴前与凝固浴进行热交换，事实上，由于凝固浴具有远低于环境温度的低温，纺丝原液进入纺丝组件后相比于在鹅颈管中更容易因为热交换而丧失高温，而温度对高聚物溶液的粘度影响非常大，纺丝原液的温度降低会使其粘度升高，从而影响纺丝原液的流动均匀性，并且当纺丝原液的粘度升高到一定程度时，纺丝原液甚至会失去流动性，因此，现有技术难以保证最终经喷丝板喷入凝固浴的纺丝原液与凝固浴存在预期的温度差，从而无法保证纺丝原液的可纺性。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种保温型纺丝组件，以解决现有技术不能避免纺丝原液在纺丝组件内与凝固浴发生热交换，导致纺丝原液和凝固浴的温度差达不到预期，从而无法保证纺丝原液可纺性的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种保温型纺丝组件，包括喇叭口、过滤件、喷丝件和喷丝冒，过滤件和喷丝件被喷丝冒可拆卸固定连接在喇叭口上，过滤件位于喇叭口和喷丝件之间；喷丝件包括喷丝板，喷丝板上均匀开设有若干喷丝孔；喇叭口内开有原液通道，喇叭口的侧壁中空形成保温腔，且喇叭口的侧壁开有连通保温腔的进水口和出水口；过滤件和喷丝件均具有厚壁结构。

4、本方案的原理及优点是：

5、实际应用时，依次将喷丝件和过滤件装入喷丝冒中，再将喷丝冒连接在喇叭口上，完成纺丝组件的安装。喷丝组件安装完成后，即可进行纺丝，纺丝过程中，纺丝原液通过喇叭口的原液通道，依次流经过滤件和喷丝件进入凝固浴中，同时通过进水口向保温腔内注入热水，热水的温度与纺丝原液的温度相近，以避免纺丝原液和保温腔内注入的热水发生热交换而降温。由于热水介于纺丝原液和凝固浴之间，因此热水可以代替纺丝原液和凝固浴发生热交换，热交换之后温度下降的热水从出水口排出保温腔，新的热水又同时从进水口注入保温腔，以此循环，实现对纺丝原液的保温作用。

6、1.在喷头组件处采取保温措施，即将喇叭口的侧壁设计成中空的结构，以形成容纳热水的保温腔，纺丝过程中，在保温腔内注入循环流动的热水，由于保温腔位于纺丝原液和凝固浴之间，因此其内的热水可以将纺丝原液和凝固浴隔开，避免纺丝原液和凝固浴发生热交换而导致纺丝原液和凝固浴的温度差达不到预期，从而可以保证纺丝原液的可纺性，从而保证冻胶纺丝的效果，得到高质量的原丝。

7、2.直接将喇叭口的侧壁设计成中空的结构形成保温腔，相比于在喇叭口的侧壁外附加结构来加注热水以达到保温效果，本方案不仅结构更简单，不会过多增加喷丝组件的重量，而且可以将整个喇叭口的侧壁均设计成中空的结构，以增加热水对纺丝原液的保温面积，使得纺丝原液在喇叭口内不与凝固浴发生热交换，从而提高纺丝原液的保温效果，进而保证纺丝原液的可纺性，提高冻胶纺丝的原丝品质。

8、3.过滤件和喷丝件均具有厚壁结构，则纺丝原液在经过喇叭口的保温作用之后，在依次经过过滤件和喷丝件的过程中，具有厚壁结构的过滤件和喷丝件可以继续对纺丝原液起到一定的保温作用，即纺丝原液从喷丝板喷入凝固浴之前，能够得到持续的保温作用，能够进一步保证从喷丝板喷入凝固浴的纺丝原液最大程度保留预设温度，从而进一步提高纺丝原液的可纺性，保证冻胶湿法纺丝得到的原丝品质。

9、4.通过喷丝冒将过滤件和纺丝件可拆卸连接在喇叭口上，经过一段时间的纺丝作业后，便于将过滤件和纺丝件从喇叭口上拆卸下来，进行清洗和更换，以保证纺丝组件进行高效率、高质量的纺丝作业；当纺丝组件放生故障时，也便于将纺丝组件拆开进行维修，有利于延长纺丝组件的使用寿命，相比于纺丝组件的整体更换，本方案更节约成本。

10、5.在喷丝板上开设若干喷丝孔，并使得喷丝孔在喷丝板上均匀分布，则纺丝原液在喷丝板的各处均匀流出，使得喷丝组件内各处的纺丝原液也均匀流动，喷丝组件内各部位的水压基本保持一致，有利于提高每个喷丝孔流出的纺丝原液细流的粗细均匀程度，以保证成型原丝的粗细均匀程度，从而提高原丝品质。

11、优选的，作为一种改进，所述喇叭口由金属材料制成。

12、采用本方案，由金属材料制成的喇叭口，其侧壁具有良好的热传递性能，能够保证注入其保温腔内的热水对原液通道内的纺丝原液进行良好的保温作用，以保证纺丝原液的可纺性，从而保证冻胶湿法纺丝的效果；并且金属材料结构较好的结构强度，能够保证喇叭口具有较长的使用寿命。

13、优选的，作为一种改进，所述过滤件包括柔性的密封圈，密封圈的内壁开有环形安装槽，环形安装槽内安装有金属压环、多层过滤布和支撑分配网，多层过滤布位于金属压环和支撑分配网之间。

14、采用本方案，将金属压环、多层过滤布和支撑分配网按照顺序叠放在一起，再装入密封圈内壁开设的环形安装槽内，即通过密封圈将金属压环、多层过滤布和支撑分配网固定为一体，当纺丝组件使用一定的时长后，对过滤件进行更换时，可以将过滤件整体拆卸和安装，有利于提高过滤件更换的便捷度，特别是对大批量的纺丝组件的过滤件进行更换时，可以极大地缩短操作时长，有利于提高纺丝效率。此外，密封圈为柔性的，不仅便于将金属压环等零件装入其安装槽，还能够将更换下来的过滤件的过滤布等零件从密封圈内拆出，对其进行清洗后重新装回密封圈内，以便循环使用，有利于节约资源，减少设备成本。将密封圈和过滤布等零件连接为一个整体，不仅方便安装、拆卸，而且能够避免纺丝过程中密封圈和过滤布等零件发生相对位移而影响纺丝组件的密封性，从而可以避免漏液，保证纺丝作业的正常进行。密封圈的侧壁和喷丝冒的内壁接触，将纺丝原液和喷丝冒的内壁隔开，能够对纺丝原液起到一定的保温作用，增大喷丝组件对纺丝原液的保温面积，进一步提高纺丝原液的可纺性，以保证冻胶纺丝的效果。

15、优选的，作为一种改进，所述密封圈由硅橡胶材料制成。

16、采用本方案，由硅橡胶材料制成的密封圈，不仅具有良好的柔性，可以产生弹性形变以供过滤布等零件的安装、拆卸，以及保持纺丝组件的密封性，而且具有良好的耐热性和耐溶剂性，保证密封圈在纺丝原液的浸泡中保持良好的性能以及较长的使用寿命。此外，由硅橡胶材料制成的密封圈，即由非金属材料制成，该密封圈是热的不良导体，能够对纺丝原液进行保温，避免纺丝原液和凝固浴在密封圈处发生热交换而导致纺丝原液降温，本方案能够进一步保证纺丝原液的可纺性，进而保证冻胶纺丝效果。

17、优选的，作为一种改进，所述喷丝件还包括环形保温垫，保温垫套接在喷丝板外壁上。

18、采用本方案，在喷丝板的外壁上套接环形的保温垫，则喷丝冒将喷丝件固定在喇叭口上后，保温垫替代喷丝板直接与喷丝冒和过滤件接触，能够减少喷丝板和纺丝冒在安装和使用过程中的磨损，延长使用寿命，并且能够增加喷丝板边缘的密封性。保温垫处于纺丝原液和喷丝冒之间，将纺丝原液和喷丝冒隔开，能够进一步提升纺丝原液的保温效果，保证将纺丝原液保温至喷丝板处。综上，环形保温垫的设置，能够对喷丝板起到垫片和保温的双重效果，不仅有利于延长喷丝板的使用寿命和密封性，还能够对纺丝原液进行保温以保证其可纺性，进而保证冻胶湿法纺丝的纺丝效果。

19、优选的，作为一种改进，所述保温垫由聚四氟乙烯材料制成。

20、采用本方案，由聚四氟乙烯材料制成的保温垫，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性和良好的抗老化耐力，能够长时间使用而减少设备维护成本；此外，该保温垫还具有耐高温和耐各种有机溶剂的特点，从而使得保温垫在高温度的纺丝原液的长时间浸泡中仍然保有良好的性能以及较长的使用寿命。此外，由聚四氟乙烯材料制成的保温垫，即由非金属材料制成，该保温垫是热的不良导体，能够对纺丝原液进行保温，避免纺丝原液在保温垫处与凝固浴发生热交换而降温，因此本方案能够进一步保证纺丝原液的可纺性，从而保证冻胶纺丝的效果。

21、优选的，作为一种改进，所述保温垫远离喇叭口的一端开有连接槽，喷丝冒在连接槽处对喷丝件进行固定。

22、采用本方案，在保温垫远离喇叭口的一端开设连接槽，并使得喷丝冒在连接槽处对喷丝件进行固定，相比于喷丝冒直接与保温垫端部的光滑平面接触，本方案能够提高连接过程以及纺丝过程中喷丝冒和保温垫之间的位置稳定性，保证喷丝组件安装的快捷性和喷丝作业的正常进行。

23、优选的，作为一种改进，所述喷丝板远离喇叭口的一侧和保温垫远离喇叭口的一端齐平。

24、采用本方案，将喷丝板远离喇叭口的一侧设计为与保温垫远离喇叭口的一端齐平，不仅能够保证纺丝原液从喷丝板喷出之前的保温效果，还能够保证纺丝原液从喷丝板喷入凝固浴后与凝固浴进行良好接触，以形成高品质的原丝。如果将喷丝板远离喇叭口的一侧设计为凸出保温垫远离喇叭口的一端，则纺丝原液在喷丝板凸出保温垫的部分受不到保温垫的保温作用，导致纺丝原液与凝固浴发生热交换而降温，则从喷丝板喷入凝固浴的纺丝原液低于预期的温度，不利于保证冻胶湿法纺丝的效果。如果将喷丝板远离喇叭口的一侧设计为凹进保温垫远离喇叭口的一端，则喷丝板凹进保温垫的部分会充入凝固浴，凝固浴在保温垫中的狭小空间(相比于凝固浴容器)内会导致流动性变差，则纺丝原液从喷丝板喷出后不能良好地与凝固浴进行接触，从而导致原丝的质量下降。

25、优选的，作为一种改进，所述密封圈和保温垫的侧壁厚度为8mm～10mm。

26、采用本方案，将密封圈和保温垫的侧壁厚度均设计为8mm～10mm，即密封圈和保温垫均在满足自身功能的情况下具有较厚的侧壁厚度，能够进一步提高密封圈和保温垫对喷丝组件内的纺丝原液的保温作用，使得纺丝原液从进入喷丝组件至喷丝板处基本保持温度的恒定，从而保证从喷丝孔流出的纺丝原液和凝固浴具有预期的温度差，以提升冻胶纺丝效果、提高原丝质量。

27、优选的，作为一种改进，所述喷丝冒和喇叭口的外壁包有保温层。

28、采用本方案，在喷丝冒的外壁包有保温层，进一步提高纺丝原液在纺丝组件内的保温效果。在喇叭口的外壁包设保温层，可以减少保温腔内热水和凝固浴的热交换，一方面可以保持热水的温度，使其对原液通道内的纺丝原液进行有效保温，另一方面可以避免凝固浴和热水进行热交换后温度大幅升高，即在保证纺丝原液维持恒定高温的同时，还要保证凝固浴具有稳定的低温，如此更能有效保证通过喷丝板流入凝固浴的纺丝原液与凝固浴具有理想的温度差，从而有效保证冻胶纺丝效果。