专利名称：干湿法纺丝萃取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及干湿法纺丝工艺中的纺丝萃取装置。
背景技术：
随着经济发展以及高新材料的应用，超高强高模纤维应用范围正在逐渐扩大，目前市场已有的碳纤维、芳族聚酰胺纤维等因其价格昂贵，应用受限。近年来，国内利用改变PVA分子的规整度和聚合度等技术，开发超高强高模PVA长丝，取得一定的进展，但仍难得到强度大于17g/d、模量大于400g/d的产品。
工业上一般用PVA水溶液经湿法纺丝来生产聚乙烯醇纤维，为了改良纤维的机械性能，如在纺丝原液中添加硼酸或者硼酸盐的方法，经湿法纺丝和经不少于10倍的延伸后，在一定的范围内进行收缩热处理，这些纤维虽已广泛用于各个工业领域，但其强度和模量仍比芳族聚酰胺纤维低。为了提高强度和模量，业已提出纺丝溶剂用有机溶剂而不用水溶剂，并采用干湿法纺丝工艺，目前已公开的纺丝萃取装置多为槽式结构，纺丝原液从一端喷入，丝束从槽的另一端导出，然后再进入萃取槽进行萃取，其缺点如下1、槽内设置导杆，引丝不便；2、易产生并丝、毛丝和缠辊，使生产被迫中断，纺丝运行不稳；3、由于萃取液多为低沸点的甲醇或甲醇混合物，其敞口结构易造成萃取液的大量挥发，消耗高，不利于安全生产和环境保护；4、设备比较长，人在侧面操作，占地面积大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种运行稳定、利于安全生产和环境保护，并能取得满意的纺丝萃取效果的干湿法纺丝萃取装置。
本实用新型解决上述问题时所采用的技术方案是本实用新型的结构特点是喷丝头位于纺丝机凝固浴槽的上方，其间有空气层，在所述凝固浴槽内、位于喷丝头的下方有导向板，设置由萃取料斗和萃取管构成的萃取装置，其中，萃取料斗位于纺丝机的一侧，其上方有导向辊；萃取管连接在萃取料斗的底部，萃取液及丝束在其中顺流而下。
原液经喷丝头喷出，经过一定高度的空气层后，进入温度较低的凝固浴槽内，依丝束走向，经导向板、导辊、萃取料斗、萃取管后，引出经萃取后萃取丝，该丝经高倍拉伸后，得到强度不低于17g/d、模量不低于400g/d的高强度、高模量聚乙烯醇纤维。与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在1、本实用新型凝固浴槽内结构简单，不需要设置导杆；在其萃取管内不加任合构件，不存在并丝、毛丝和缠辊现象，引丝方便。
2、本实用新型包括纺丝机的凝固浴槽和萃取管在内，整个装置近似封闭式结构，挥发少，在减少消耗的同时，有利于安全生产和环境保护。
3、本实用新型采用竖式结构，占地面积小，操作管理方便。
4、本实用新型中的凝固液和萃取液可回收利用。
图1本实用新型结构示意图。
图2为
图1A向视图。
图3为
图1B向视图。
具体实施方式
参见附
图1，喷丝头8位于纺丝机凝固浴槽11的上方，其间有空气层16，空气层16的高度为2～200mm。
在凝固浴槽11内、位于喷丝头8的下方有导向板7。
设置由萃取料斗3和萃取管2构成的萃取装置，其中，萃取料斗3位于纺丝机12的一侧，其上方有将凝固浴槽11内的丝束引出的导向辊5；萃取管2连接在萃取料斗3的底部，萃取液及丝束4在萃取管2中顺流而下。
在纺丝机的凝固浴槽11内，其凝固液入口13位于喷丝头8所在一侧，在其入口处设置使凝固液与喷丝并流的、并围绕喷丝的环形导流板，该环形导流板由竖向分配孔板9和水平分配孔板10共同构成(如图2所示)。竖向分配孔板9和水平分配孔板10上的小孔孔径不小于0.1mm，该环形导流板能有效控制凝固液流动方向，使凝固液进入纺丝机凝固浴槽后能从四周流入纺丝区域，然后均匀地分布在每根丝的周围，伴随丝束运动方向和丝束并列运行，并在导向板处转向纺丝机出口，同时完成冻胶纺丝形成初生态纤维的物理和化学过程，这样的结构设置有利于简化操作，稳定生产，并形成良好的初生态纤维。凝固液溢流口14位于纺丝机12的底部、萃取料斗3所在一侧，设置凝固液液位调节板6，可以十分方便地通过调整凝固液的液位高度，来调节空气层高度。
萃取液入口15位于纺丝机12的底部、萃取料斗3的侧面。萃取液从纺丝机底部进入萃取料斗3，然后和纺丝机来的丝束并列运行，丝束借助萃取液流动的能量一起向前并完成不断传质的萃取过程。
萃取管2可以为直管或弯管或螺旋管，在萃取管2较长时可以弯曲，曲率半径应大于8mm，萃取管2的内部不设任何构件，其总长度不少于10米，直径为2mm～100mm。在萃取管2的出口处设置节流孔1，节流孔直径在2～50mm，节流孔用以调节萃取管内萃取液的流速和流量的大小。在萃取管内径小于50mm时，也可以不设节流孔。
具体实施时，由萃取料斗3和萃取管2构成的萃取装置，可以是单级也可以是多级串联。
过滤合格的原液，经稳压计量后进入喷丝头8向下喷出，通过一定高度的空气层后进入温度较低的凝固浴槽11内，形成均匀冻胶形态的初生纤维。该纤维其大分子间因范德华力而形成交联，属分子间交联的纤维。由于初生态纤维中含有大量溶剂，故在中试和试生产过程中，需设置萃取工序，用一定成份的萃取液对初生态纤维进行萃取，使初生态纤维中的溶剂降到标准水平，经萃取后的纤维方可送至牵伸机进行牵伸。
权利要求1.干湿法纺丝萃取装置，其特征是喷丝头(8)位于纺丝机凝固浴槽(11)的上方，其间有空气层(16)，在所述凝固浴槽(11)内、位于喷丝头(8)的下方有导向板(7)，设置由萃取料斗(3)和萃取管(2)构成的萃取装置，其中，萃取料斗(3)位于纺丝机(12)的一侧，其上方有导向辊(5)；萃取管(2)连接在萃取料斗(3)的底部。
2.根据权利要求1所述的干湿法纺丝萃取装置，其特征是所述纺丝机凝固浴槽(11)，其凝固液入口(13)位于喷丝头(8)所在一侧，在其入口处设置环形导流板，所述环形导流板由水平分配孔板(10)和竖向分配孔板(9)构成，凝固液溢流口(14)位于纺丝机(12)的底部、萃取料斗(3)所在一侧。
3.根据权利要求1或2所述的干湿法纺丝萃取装置，其特征设置凝固液液位调节板(6)。
4.根据权利要求1所述的干湿法纺丝萃取装置，其特征是萃取液入口(15)位于纺丝机(12)的底部、萃取料斗(3)的侧面。
5.根据权利要求1所述的干湿法纺丝萃取装置，其特征是在所述萃取管(2)的出口处设置有节流孔板(1)。
6.根据权利要求1所述的干湿法纺丝萃取装置，其特征是所述萃取管(2)为直管或弯管或螺旋管。
7.根据权利要求1所述的干湿法纺丝萃取装置，其特征所述萃取管(2)的直径为2mm～100mm，长度不小于10米。
8.根据权利要求1所述的干湿法纺丝萃取装置，其特征是所述空气层(16)的高度为2～200mm。
专利摘要干湿法纺丝萃取装置，其特征是喷丝头位于纺丝机凝固浴槽的上方，其间有空气层，在凝固浴槽内、位于喷丝头的下方有导向板，设置由萃取料斗和萃取管构成的萃取装置，其中，萃取料斗位于纺丝机的一侧，其上方有导向辊；萃取管连接在萃取料斗的底部，萃取液及丝束在其中顺流而下。本实用新型不存在并丝、毛丝和缠辊现象，引丝方便；整个装置近似封闭式结构，挥发少，在减少消耗的同时，有利于安全生产和环境保护。采用竖式结构，占地面积小，操作管理方便。
文档编号D01F6/14GK2635682SQ0327071
公开日2004年8月25日 申请日期2003年8月14日 优先权日2003年8月14日
发明者陈信生, 王光钊, 钱光海, 李康荣, 高祖安, 王家东 申请人:安徽皖维高新材料股份有限公司, 陈信生