一种纺丝用凝固浴槽及其纤维伸头方法与流程

本发明涉及一种纺丝用凝固浴槽，还涉及一种利用所述纺丝用凝固浴槽的纺丝凝固过程中的纤维伸头方法。

背景技术：

高分子材料经过纺丝加工成型，冷却手段多种多样，有经过侧吹风冷凝固成型，有经过环吹风冷凝固成型，也有把纺丝细流喷到某种液体中达到凝固成型的目的。当高分子材料加工成型手段是通过液体冷却达到时，就需要实现此手段的凝固浴槽设备。起初凝固浴槽主要由槽体、导丝辊、出丝辊组成，结构简单，随着工艺的发展，通过设备的优化及改良，以达到更加优越的性能。

如中国专利CN201410430911.8，一种湿法纺丝凝固浴槽，公开日2014年12月17日，设计了一种湿法纺丝凝固浴槽，按照丝束行走方向包括溶液入口缓冲区、甬道区、浴液出口汇集区三部分。甬道区各甬道为两侧立面、底部半圆扫略面斜槽，中段变径区采用流线型缩径方式，后段稳流区半圆扫略底面沿丝束行进方向呈一定的倾斜坡度，本发明的有益效果是可有效减小浴液上下层浓度差，实现丝束各部分均匀一致成形，减小丝束单丝间性能离散。中国专利CN201420577422.0，纤维凝固浴导丝辊机构，公开日期2014年9月24日，涉及碳纤维凝固浴领域，尤其涉及一种导丝机构。包括导丝辊本体、浴液管路和循环泵，导丝辊本体的外表面上开设有浴液喷嘴，导丝辊本体内开设有与浴液喷嘴连通的腔体，浴液管路的一端与腔体连通，浴液管路的另一端与循环泵的出液口连通，循环泵的进液口与凝固浴槽连通。该专利的纤维凝固浴导丝辊机构通过循环泵抽吸凝固浴槽内的浴液后从导丝辊本体引导面的浴液喷头喷出，提升了丝条表面浴液的循环能力，并通过循环泵的带动提高了凝固浴槽本身的浴液循环能力，使得浴槽中的浴液更加均匀，保证了纤维成型品质的均匀性，提高了纤维质量。中国专利CN201420573732.5，纺丝机，公开日期2015年3与18日，提到了一种凝固浴槽，该槽包括一种升降驱动器件，用于升降驱动上游侧凝固浴槽。中国专利第CN201420310574.4，公开日期2014年12月10日，公开了一种用于干喷湿法工艺制备纤维的凝固浴导丝装置，包括梯形的凝固浴槽、主导丝辊、辅助被动辊、传送带、多孔挡板。主导丝辊与辅助被动辊通过传送带相 连接。初生纤维绕过被动传送带包覆的辅助被动辊后斜向上经牵伸辊导出凝固浴槽进入下一环节。该凝固和导丝装置可以避免喷丝头处产生的断丝缠绕在导丝辊上，并且使凝固浴槽中液流循环方向与丝束运行方向基本一致，减少了丝束运行阻力，有利于纺丝的连续化、稳定化生产，最大程度上减少对丝条的损伤。以上现有技术多从凝固浴稳定性和均匀性等，保证纤维成型的品质，提升纤维质量等方面考虑，但是整个过程自动化程度不高，操作不方便，生产效率不高。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明一方面提供一种纺丝用凝固浴槽，纺丝时利用该凝固浴槽能够实现自动引丝和导丝伸头的方法，解决现有凝固浴槽自动化程度不高，操作不方便，生产效率不高的问题，达到纺丝凝固成型全自动化的目的，同时得到的纤维性能稳定，毛丝少且易于清理。

本发明另一方面提供一种利用所述纺丝用凝固浴槽的纺丝凝固过程中的纤维伸头方法。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案包括：

一种纺丝用凝固浴槽，包括槽体，槽盖，集束导丝辊，在槽体内设置垂直于槽体底部的滑动轴，槽盖上设置入丝口和出丝口，槽体内靠近槽盖的位置设有导丝钩，集束导丝辊可上、下滑动的设在滑动轴上，导丝钩在入丝口和出丝口下方沿水平方向做直线移动，集束导丝辊在滑动轴上滑动的最高位置高于导丝钩。

进一步的，所述滑动轴上设有滑套，在所述滑套上设有导丝辊卡口，导丝辊卡口与集束导丝辊卡接，优选地，导丝辊卡口设置在入丝口的正下方。

进一步的，还包括垂直于槽体的传动装置，所述传动装置上设有连接件，所述连接件与滑套固定连接。

进一步的，所述槽体内靠近槽盖处设有轨道，导丝钩一端为环形结构，另一端设有推拉杆，环形结构的两侧设置在轨道内，沿轨道在入丝口和出丝口下方做直线移动，优选地，所述导丝钩环形结构远离推拉杆的一侧设有锯齿形结构。

进一步的，还包括导丝钩气缸，导丝钩气缸设置在槽体的上部，导丝钩气缸的运动端与所述导丝钩推拉杆连接。

进一步的，所述入丝口3上部设有被挤压时能够产生形变的软连接管6。

本发明中的一种利用所述纺丝用凝固浴槽的纺丝凝固过程中的纤维伸头方法，包括：步骤1)将集束导丝辊和导丝钩移到入丝口的正下方；步骤2)纺丝细流从入丝口喷出，通过导丝钩进入凝固浴槽的凝固浴中；步骤3)导丝钩带动纤维从入丝口移动到出丝口处，将纤维头从出丝口引出凝固浴槽。

进一步的，步骤1中，在入丝口的正下方，先控制集束导丝辊沿滑动轴上升至最上方，再控制导丝钩自出丝口一侧水平移动至集束导丝辊的下方。

进一步的，步骤2中，纺丝细流从入丝口喷出，由集束导丝辊与滑动轴相邻的一侧向下穿过导丝钩进入凝固浴槽的凝固浴中。

进一步的，步骤3之后还包括在出丝口引出纤维头之后，控制集束导丝辊沿滑动轴下降，纤维在集束导丝辊的下方随集束导丝辊一起下降至槽体的下部进行导丝。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明提供的一种纺丝用凝固浴槽及其纤维伸头方法，能够实现自动引丝和导丝伸头，解决现有凝固浴槽自动化程度不高，操作不方便，生产效率不高的情况，达到纺丝凝固成型全自动化的目的，同时得到的纤维性能稳定，毛丝少且易于清理。

附图说明

图1是本发明所述的纺丝用凝固浴槽结构示意图；

图2是本发明所述的纺丝用凝固浴槽后视图；

图3是本发明所述的一实施例导丝钩示意图；

其中：槽体1，槽盖2，入丝口3，出丝口4，升降底座5，软连接管6，集束导丝辊7，导丝辊卡口8，滑动轴9，梯形传动杆10,导丝钩11，导丝钩气缸12，连接件14，滑套15，导丝辊16，轨道17。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，一种纺丝用凝固浴槽，包括槽体1，槽盖2，集束导丝辊7，在槽体1内设置垂直于槽体1底部的滑动轴9，槽盖2上设置入丝口3和出丝口4，槽体1内靠近槽盖2的位置设有导丝钩11，集束导丝辊7可上、下滑动的设在滑动轴9上，导丝钩11在入丝口3和出丝口4下方沿水平方向做直线移动，集束导丝辊7在滑动轴9上滑动的最高位置高于导丝钩11。集束导丝辊7和导丝钩11在凝固浴槽中相互配合使用，能够实现自动引丝和导丝伸头的目的。而集束导丝辊7在滑动轴9 上滑动的最高位置高于导丝钩11的设置，是为导丝钩11在入丝口3的正下方导丝时，纤维在集束导丝辊7的下方随导丝钩11移动到出丝口4处，并将纤维头从出丝口4引出凝固浴槽。

其中，如图2所示，滑动轴9可以设置两个，分别与集束导丝辊7的两端连接，这样可以提高集束导丝辊7的稳定性，进而提高纺丝的性能。

所述滑动轴9上设有滑套15，在所述滑套15上设有导丝辊卡口8，导丝辊卡口8与集束导丝辊7卡接，优选地，导丝辊卡口8设置在入丝口3的正下方。

其中，滑动轴9与滑套15之间为滑动连接，滑套15与导丝辊卡口8为固定连接，导丝辊卡口8与集束导丝辊7卡接，滑动轴9、滑套15、导丝辊卡口8、集束导丝辊7之间均为可拆卸连接方式，以方便维修和部件更换。集束导丝辊7可以很牢固的卡接在导丝辊卡口8内，并随导丝辊卡口8上下运动。

其中，滑套15与导丝辊卡口8固定连接可以采用螺栓螺母式连接，或其他可拆卸的固定连接方式。

其中，槽体1内还可以设有沿一定角度倾斜的路径轨道，该路径轨道的一端与出丝口4连接，另一端与导丝辊卡口8连接，集束导丝辊7沿路径轨道可进入导丝辊卡口8内。该路径轨道可以固定设置在槽体1内，也可以在集束导丝辊7进入导丝辊卡口8后将路径轨道拿出。

集束导丝辊7沿路径轨道可进入导丝辊卡口8内并将集束导丝辊7卡住，从而保证集束导丝辊7稳定不晃动，并且限定了集束导丝辊7在槽体1内滑动的方向。路径轨道倾斜设置，可以使集束导丝辊7依靠重力作用滑动进入导丝辊卡口8内。

其中，集束导丝辊7也可以在生产前安装在导丝辊卡口8内，不使用路径轨道。

凝固浴槽还包括垂直于槽体1的传动装置，所述传动装置上设有连接件14，所述连接件14与滑套15固定连接。固定连接可以保证滑套15能够稳定的随着连接件14沿滑动轴9上下运动，并且方便拆卸或更换受损件。

如图1所示，其中，传动装置可以是梯形传动杆10。

其中，该连接件14与滑套15紧固连接方式可以采用螺栓连接，或其他可拆卸的固定连接方式。

传动装置可以设为传统升降传动系统，靠槽体外部电机带动传动装置旋转，带 动连接件14、滑套15、导丝辊卡口8、集束导丝辊7上升或是下降。

所述槽体1内靠近槽盖2处设有轨道17，导丝钩11一端为环形结构，另一端设有推拉杆，环形结构的两侧设置在轨道17内，沿轨道17在入丝口3和出丝口4下方做直线移动，优选地，所述导丝钩11环形结构远离推拉杆的一侧设有锯齿形结构。轨道17限定了导丝钩的移动位置，并保证引丝平稳性。此锯齿形结构能够防止在引丝过程中纤维滑落。

还包括导丝钩气缸12，导丝钩气缸12设置在槽体1的上部，导丝钩气缸12的运动端与所述导丝钩11推拉杆连接。

导丝钩11结构形式可以设置为闭合环形或开口环形。闭合环形或开口环形有利于纤维落入到导丝钩11内。

导丝钩11结构形式也可设置为与入丝口形状相同且大小相同或较入丝口大的形状。

如图3所示，导丝钩11上还可以设有导丝辊16，导丝辊16随导丝钩11移动。导丝钩11带动着纤维从入丝口3移动到出丝口4处，将纤维头从出丝口4引出凝固浴槽，此时，纤维头是在导丝辊16的下部引出，在生产过程中，导丝辊16起到引导纤维的作用。

其中，导丝辊16与导丝钩11不连接，导丝辊16是在槽体1侧壁上设置，导丝辊16与槽体1可拆卸固定连接，且导丝辊16设置在出丝口4的正下方，将纤维头从出丝口4引出凝固浴槽，纤维头仍然是在导丝辊16的下部引出，在生产过程中，导丝辊16起到引导纤维的作用。

当然，导丝辊16也可以设置在出丝口4的上部，将纤维头从出丝口4引出凝固浴槽，纤维头是在导丝辊16的上部引出，在生产过程中，导丝辊16仍然起到引导纤维的作用。

在上述导丝辊16的连接结构中，导丝辊16都可以设置成可拆卸固定连接，方便导丝辊16在导丝完成后的取出或更换。

所述入丝口3上部设有被挤压时能够产生形变的软连接管6。

其中，软连接管6与入丝口3采用可拆卸紧固连接。一方面可以根据生产工艺灵活拆卸和安装，另一方面有助于与入丝口的密封。

其中，所述软连接管6与入丝口3之间密封连接。

其中，软连接管6与入丝口3之间可以采用密封垫密封，密封垫可以采用聚四氟、橡胶、石棉垫，或是其他的密封材料。

槽体1下方设置升降底座5，升降底座5与槽体1底部连接。

其中，升降底座5可以是设置为调节支撑架。调节支撑架包括两截面为“V”形的支撑杆，两支撑杆交叉设置，且两支撑杆的一端与槽体1底部连接，两支撑杆的另一端与底座连接，底座可设置为平板；两调节支撑架的支撑杆的中部之间架设有一连接杆，两连接杆上均设置有一带有螺纹槽的圆管，且两圆管的位置相对应，两圆管之间螺旋设置有一转动杆，转动杆的尾部设置有一手柄。转动手柄即可实现槽体1的升降。

其中，升降底座5也可设置为其他可以调节升降的结构。

槽体1高度的改变，可以改变软连接管6与喷丝板之间的距离，软连接管6被喷丝板与入丝口3压缩时，软连接管6可以与喷丝板达到密封效果，并能调节纤维从喷丝板喷出后与凝固浴液之间的气隙段长度。

凝固浴槽槽体1及其内部结构的材料均为耐腐蚀材料。

其中，耐腐蚀材料如耐酸、耐碱、耐盐、耐有机溶剂的耐腐蚀材料，也可以根据凝固浴特点或者纺丝溶液特点决定。

其中，槽体1带有夹层和保温层，用于控制槽体1内部凝固浴的温度，可以实现控温和恒温。

当然，槽体1上还应该开有进液阀门和出液阀门，以实现凝固浴的补充和更换。

本发明还包括一种利用纺丝用凝固浴槽的纺丝凝固过程中的纤维伸头方法，包括：步骤1)将集束导丝辊7和导丝钩11移到入丝口3的正下方；步骤2)纺丝细流从入丝口3喷出，通过导丝钩11进入凝固浴槽的凝固浴中；步骤3)导丝钩11带动纤维从入丝口3移动到出丝口4处，将纤维头从出丝口4引出凝固浴槽。

其中，步骤1中，在入丝口3的正下方，先控制集束导丝辊7沿滑动轴9上升至最上方，再控制导丝钩11自出丝口4一侧水平移动至集束导丝辊7的下方。

其中，步骤2中，纺丝细流从入丝口3喷出，由集束导丝辊7与滑动轴9相邻的一侧向下穿过导丝钩11进入凝固浴槽的凝固浴中。

其中，步骤3之后还包括在出丝口4引出纤维头之后，控制集束导丝辊7沿滑动轴9下降，纤维在集束导丝辊7的下方随集束导丝辊7一起下降至槽体1的下部进行导丝。

下面结合生产中具体使用的纤维材料作进一步描述。

实施例一：

采用超高分子量聚乙烯十氢萘体系作为纺丝溶液，纤维从喷丝板内挤出，凝固液为水。凝固浴槽入丝口3上方的软连接管6置于喷丝板的正下方，凝固浴槽槽体1内加入三分之一体积的凝固液，转动传动装置，传动装置旋转带动其上的连接件14向上运动，从而带动滑动轴9上的滑套15向上运动，滑套15与导丝辊卡口8紧固连接，导丝辊卡口8也向上运动，使集束导丝辊7向上运动。当集束导丝辊7上升至导丝钩11的最高位置时，转动传动装置停止工作，打开导丝钩气缸12，导丝钩气缸12缓慢推动导丝钩11移向入丝口3，直至到入丝口3的正下方，此时从喷丝板内喷出来的纺丝细流就会分别通过软连接6、入丝口3、导丝钩11进入到凝固浴液中，此时关闭导丝钩气缸12，导丝钩11被缓慢拉回，导丝钩11带动纤维至出丝口4处，将纤维头引出凝固浴槽，这时逆向转动传动装置，集束导丝辊7压着纤维缓慢向下移动至凝固浴槽槽体1内的任意位置。此实施例集束导丝辊7置于入丝口下方100cm处。缓慢升高升降装置5至软连接管6与喷丝板紧密连接，此实施例中软连接管6正常状态5cm，与喷丝板接触挤压变形后长度为2cm。最后补充凝固浴槽内的凝固浴液至溢流口处。

实施例二：

采用超高分子量聚乙烯石蜡体系作为纺丝溶液，从喷丝板内挤出，凝固液为水。此实施例与实施例一的区别之处在于集束导丝辊7置于入丝口下方50cm处，软连接管6正常状态5cm，与喷丝板接触挤压变形后长度为4cm。

实施例三：

采用纤维素N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO体系作为纺丝溶液，从喷丝板内挤出。此实施例与实施例一的区别之处在于集束导丝辊7置于喷丝板下方200cm处，撤去软连接管6，喷丝板与入丝口距离3cm。

实施例四：

采用海藻酸钠水溶液体系作为纺丝溶液，从喷丝板内挤出，凝固液为20％氯化钙水溶液。此实施例与实施例一的区别之处在于集束导丝辊7置于喷丝板下方150cm处，撤去软连接，喷丝板浸入到凝固浴液内。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，纺丝溶液、凝固浴液可以是其他可用于纺丝和凝固的材料，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。