一种纺丝装置及聚丙烯腈纤维纺丝机的制作方法

本发明涉及纺织技术领域，尤其是一种纺丝装置及聚丙烯腈纤维纺丝机。

背景技术：

目前市场上的聚丙烯腈纤维主要包括腈纶短纤、腈纶长丝和聚丙烯腈基碳纤维原丝，三者具有类似的生产工艺。其中腈纶长丝与其他聚丙烯腈纤维的区别主要在于其目前的应用领域以纺织织物为主，因此对腈纶长丝的单丝均一度质量要求高，对其生产质量稳定性的要求也更高。上述特点也造成了腈纶长丝与腈纶短纤或聚丙烯腈基碳纤维原丝相比，若使用同样的生产工艺及设备进行生产，其生产成本更高，也就造成目前市场上对腈纶长丝的生产相对另外两种聚丙烯腈纤维更少。因此，需要开发一种可以在较低成本下生产各种类型的聚丙烯腈纤维的制备工艺。

申请号为cn201310640834.4发明专利公开了一种新型高速纺丝机，包括机架、供胶装置、丝条成型装置、纺丝装置和卷绕装置，所述卷绕装置的成形部分位于机架两侧墙板之间所在区域的外侧、与纺面相对的另一侧，且所述供胶装置与卷绕装置分别位于所述墙板的外侧，所述纺面是指在机架墙板外侧、设置有丝条成型装置的区域，与所述设置有丝条成型装置区域相对的另一侧称为卷绕面；所述纺丝装置包括至少一组纺丝辊，每组纺丝辊包括负责牵伸的上纺丝辊和下纺丝辊，所述上纺丝辊和下纺丝辊的两端固定，上纺丝辊和下纺丝辊由同步带带动旋转，在两纺丝辊轴向方向、且位于两纺丝辊之间设置有水洗装置，在两纺丝辊之间，下纺丝辊的后段设置有上油装置；所述的纺丝装置的上纺丝辊和下纺丝辊之间设置有独立的烘干牵伸辊。

上述申请公开的新型高速纺丝机，虽然一定程度上解决了聚丙烯腈长丝的生产设备短缺的问题。但是该申请公开的高速纺丝机结构过于复杂，其在两纺丝辊之间需要设置单独的水洗装置和烘干牵伸辊，单独设置的水洗装置和烘干牵伸辊不仅增加了纺丝机的生产成本，而且导致纺丝机整体占用的空间较大，并且还使得整个纺丝的工艺流程复杂繁琐，降低生产效率。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的纺丝机需要单独设置水洗装置和烘干辊导致整个设备结构复杂、占用空间大、生产成本高等不足，提供了一种可在纺丝装置完成丝条的水洗、上浆上油、烘干的聚丙烯腈纤维纺丝机，使得纺丝机的结构更加简化、占用空间更小、成产成本更低。

为了实现该目的，根据本发明的一个方面，本发明采用如下技术方案：

一种纺丝装置，包括由直径不同的第一纺丝辊和第二纺丝辊组成的对辊，丝条交替经过第一纺丝辊和第二纺丝辊，丝条从对辊的一端缠绕至另一端，所述第二纺丝辊包括水洗段，通过喷水机构对水洗段喷水实现对丝条的水洗。

进一步地，所述水洗段采用非导热耐腐蚀材料制成，所述喷水机构包括多个水洗喷嘴，所述水洗喷嘴可向水洗段喷射水流。

优选地，沿着所述第二纺丝辊的长度方向，在所述水洗段的周向上间隔设置有多个隔水台，两个隔水台之间形成一道水洗区域，所述水洗段形成多道水洗区域，每道水洗区域对应设有一个水洗喷嘴。

进一步地，所述第二纺丝辊的水洗段的下方设置有一与所述水洗段的外周壁形状相匹配的回收罩，所述回收罩内壁对应所述隔水台的位置设置有间隔板，相邻两个间隔板之间形成一个集流腔，所述回收罩的下方设置有与所述集流腔一一对应连通的水洗循环罐。

优选地，相邻两个水洗循环罐之设置有一抽吸泵，沿着丝条的行径方向，后一道水洗区域对应的水洗循环罐内回收到的清洗水被抽吸泵抽吸到前一道水洗区域对应的水洗循环罐内，所述水洗循环罐与所述水洗喷嘴一一对应连接。

进一步地，所述第二纺丝辊还包括与所述水洗段采用不同材质材料制成的烘干段，沿着丝条的行径方向，所述水洗段设置在第二纺丝辊的前段区域，所述烘干段设置在第二纺丝辊的后段区域，所述丝条在经过所述水洗段和烘干段时依次完成丝条的水洗和烘干。

优选地，所述烘干段的末端缩径设置，所述丝条在经过烘干段的缩径部分时可回缩定型。

更优选地，所述烘干段末端的缩径比例在0-10％之间。

进一步地，所述烘干段采用金属导热材料制成，所述第二纺丝辊内设置有导热管，所述导热管内注有加热介质；

或者，第二纺丝辊的烘干段采用夹层设计，夹层内注有加热介质；

或者，所述第二纺丝辊内设置有电加热丝，通过对电加热丝通电加热实现对丝条的烘干。

进一步地，所述第二纺丝辊还包括位于水洗段和烘干段之间的上油段，所述丝条依次经过第二纺丝辊的水洗段、上油段、烘干段，完成丝条的水洗、上浆上油和烘干；

优选地，所述丝条在所述水洗段、上油段、烘干段的停留时间比例为：8-10:1-2:2-4。

进一步地，所述第一纺丝辊的直径为d1，转速为n1，第二纺丝辊的直径为d2，转速为n2，其中d2＞d1，n1/n2＝d2/d1。

本发明的另一目的，还提供了一种具有上述任一所述的纺丝装置的聚丙烯腈纤维纺丝机，包括机架，所述纺丝装置设置在机架上，还包括成型装置，所述成型装置包括凝固浴槽和一次水洗槽，经过凝固浴槽和一次水洗槽得到成型的丝条缠绕至所述对辊上；

所述凝固浴槽和一次水洗槽之间设置有牵伸辊，所述牵伸辊的直径为d，转速为n，所述第一纺丝辊的直径为d1，转速为n1，其中：n/n1＜d1/d。。

进一步地，所述牵伸辊包括上下设置在凝固浴槽和一次水洗槽之间的上牵伸辊和下牵伸辊，经凝固浴槽凝固成型的丝条在导丝器的导向下在上、下牵伸辊之间缠绕牵伸后，进入到所述一次水洗槽内，经所述一次水洗槽内的二浴溶液二次成型后的丝条在导丝器的导向下缠绕至对辊上。

进一步地，还包括喷丝装置，所述成型装置位于喷丝装置和纺丝装置之间；

所述喷丝装置包括多个喷丝头，所述喷丝头包括喷丝板，所述喷丝板上设置有多个喷丝孔，所述喷丝头位于所述凝固浴槽内，从喷丝头喷出的纺丝原液依次经过凝固浴槽凝固成型后，进入一次水洗槽进行二次成型；

每m个喷丝头对应一个第一纺丝辊，其中m≥1；优选地，m＝1。

进一步地，还包括供胶装置，所述供胶装置包括一一对应连接的供胶管和计量泵，所述供胶管和计量泵为多个，所述供胶管的出胶口一一对应连接多个所述喷丝头；

所述供胶装置还包括一驱动电机，所述驱动电机包括一具有一定延伸长度的传动轴，多个所述计量泵分别连接在所述传动轴上，所述驱动电机的传动轴同时驱动多个所述计量泵。

进一步地，所述聚丙烯腈纤维纺丝机为腈纶长丝纺丝机；或者为碳纤维原丝纺丝机；

优选地，所述聚丙烯腈纤维纺丝机为腈纶长丝纺丝机。

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：

1、本发明提供的纺丝装置，对第二纺丝辊的结构进行了改进，在所述第二纺丝辊上设置了水洗段，通过喷水机构对水洗段喷水即可实现对丝条的水洗，让丝条进一步成型，以保证丝条的质量，无需单独设置水洗装置，降低了生产成本，缩短了整个工艺流程。

2、本发明提供的纺丝装置，在第二纺丝辊的水洗段上间隔设置有多个隔水台，在所述水洗段上形成多道水洗区域，通过设置的隔水台将每一道水洗隔开，防止相邻两道水洗区域的清洗水混合，影响丝条的清洗效果，由于丝条上含有凝固浴中的溶液，水洗喷嘴在对每一道水洗区域进行水洗时都会洗掉丝条上的一部分凝固浴液，使得丝条越来越清洁，提高丝条的质量。通过对丝条进行多道相互独立的水洗，将丝条表面的凝固剂尽可能的洗去，确保制得的聚丙烯腈纤维的质量。采用温水进行水洗，既可以达到理想的水洗效果，又可以在一定程度上降低生产能耗，节省生产成本。

3、本发明提供的纺丝装置，所述第二纺丝辊上还设置有烘干段，所述丝条依次经过第二纺丝辊的水洗段和烘干段，完成丝条的水洗和烘干，使得纺丝机的生产效率更高，且无需单独设置水洗装置和烘干辊，简化了整个装置的结构，降低了生产成本，并且纺丝机整体占用空间更小。

4、本发明提供的聚丙烯腈纤维纺丝机，所述供胶装置包括多个计量泵，多个计量泵连接在同一驱动电机的传动轴上，所述驱动电机同时驱动多个所述计量泵，所有计量泵通过一个传动轴带动保证转数计量一致，提高丝条质量的均一性。

5、本发明提供的聚丙烯腈纤维纺丝机，通过控制牵伸辊、第一纺丝辊、第二纺丝辊的转速，使得丝条进入一次水洗槽的速度小于丝条离开一次水洗槽的速度，在纺丝装置上维持相同的行进速度进行纺丝，使整个工艺流程中仅在一次水洗槽中进行一次牵伸，而无需多次牵伸，缩短了聚丙烯腈纤维的生产工艺流程，提高了纺速，进而提高了生产效率与产量。同时也避免了多次牵伸需要设置多个水洗牵伸槽，简化了生产设备，降低了生产成本。

附图说明

图1是实施例中聚丙烯腈纤维纺丝机六辊同时纺丝的示意图；

图2是实施例中第二纺丝辊的结构示意图；

图3是实施例中去掉第二纺丝辊后纺丝机的部分结构俯视图；

图4至图6实施例中第二纺丝辊的缩径段的三种结构示意图；

图7是实施例中的第一纺丝辊上走三根丝条的结构示意图；

其中：1、驱动电机；2、减速器；3、计量泵；4、喷丝头；5、传动轴；6、牵伸辊；7、导丝器；8、凝固浴槽；9、一次水洗槽；10、导丝小辊；11、第二纺丝辊；11a、水洗段；11b、上油段；11c、烘干段；11d、缩径段；111、隔水台；112、中空辊轴；12、第一纺丝辊；13、储油箱；14、过滤器；15、机架；17、上油喷嘴；18、回收罩；181、间隔板；182、集流腔；183、下水口；184、清理口；19、介质进管；20、介质回流管；21、水洗喷嘴；22、转接接头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合实施例对本发明进行进一步地详细的说明。

实施例一

本实施例提供了一种纺丝装置及具有该纺丝装置的聚丙烯腈纤维纺丝机：

如图1至图7所示，本实施例提供了一种纺丝装置，所述纺丝装置包括由直径不同的第一纺丝辊12和第二纺丝辊11组成的对辊，其中第二纺丝辊11的直径大于所述第一纺丝辊12的直径，丝条依次交替经过第一纺丝辊12和第二纺丝辊11，丝条从对辊的一端缠绕至另一端，所述第二纺丝辊11包括水洗段11a，通过喷水机构对水洗段11a喷水实现对丝条的水洗。

优选地，本实施例中多个第一纺丝辊12对应设置一个第二纺丝辊11，第一纺丝辊12的直径小于第二纺丝辊11的直径。多个第一纺丝辊12上多根丝条丝条分别经过不同的第一纺丝辊12，再汇集至同一个第二纺丝辊11上，从而控制丝条在纺丝装置中受到的作用力，防止丝条在水洗、烘干步骤中发生断裂。第二纺丝辊11的直径更大，丝条经过第二纺丝辊11所用的时间更长，可以保证对丝条的水洗充分进行。

本实施例提供的纺丝装置，对第二纺丝辊11的结构进行了改进，在所述第二纺丝辊11上设置了水洗段11a，通过喷水机构对水洗段11a喷水即可实现对丝条的水洗，让丝条进一步成型，以保证丝条的质量，无需单独设置水洗装置，降低了生产成本，缩短了整个工艺流程。

进一步地，所述水洗段11a采用非导热耐腐蚀材料制成，所述喷水机构包括多个水洗喷嘴21，所述水洗喷嘴21可向水洗段11a喷射水流，对经过水洗段11a的丝条进行水洗，所述水洗喷嘴21固定在机架15上。

优选地，沿着所述第二纺丝辊11的长度方向，在所述水洗段11a的周向上间隔设置有多个隔水台111，所述隔水台111可以为环形状或者半圆环状设置在水洗段11a的外周壁上，相邻两个隔水台111之间形成一道水洗区域，在所述水洗段11a形成多道水洗区域，每道水洗区域对应设有一个水洗喷嘴21。

本实施例提供的纺丝装置，结合图2所示，在第二纺丝辊11的水洗段11a上间隔设置有多个隔水台111，在所述水洗段11a上形成多道水洗区域，通过设置的隔水台111将每一道水洗区域隔开，防止相邻两道水洗区域的清洗水混合，影响丝条的清洗效果，由于丝条上含有凝固浴中的溶液，所述水洗喷嘴21在对经过每一道水洗区域的丝条进行水洗时，都会洗掉丝条上的一部分凝固浴液，使得丝条越来越清洁，提高丝条的质量。

进一步地，结合图1至图3所示，所述第二纺丝辊11的水洗段11a的下方设置有一与所述水洗段11a的外周壁形状相匹配的回收罩18，所述回收罩18呈弧形状罩设在第二纺丝辊11的水洗段11a的底部外周壁上。所述回收罩18内壁对应所述隔水台111的位置设置有间隔板181，相邻两个间隔板181之间形成一个集流腔182，每道水洗区域水洗后的清洗水分别对应下落回流到回收罩18与其对应的集流腔182内。

进一步地，所述回收罩18的下方设置有与所述集流腔182一一对应连通的水洗循环罐，所述回收罩18的底壁上开设有多个连通口，多个所述连通口与所述集流腔182的位置一一对应、且分别连通，所述连通口的下方连接有一导流接头，所述导流接头下端部具有下水口183，集流腔182内的清洗水在重力的作用下通过所述下水口183流下，每个集流腔182内的水依次经过连通口、导流接头、下水口183进入到与其对应的水洗循环罐内，实现对每道水洗区域水洗后的清洗水进行单独回收，循环使用，节约水资源。

优选地，相邻两个水洗循环罐之设置有一抽吸泵，沿着丝条的行径方向，后一道水洗区域对应的水洗循环罐内回收到的清洗水被抽吸泵抽吸到前一道水洗区域对应的水洗循环罐内，最后一道水洗区域对应的水洗循环罐与自来水连通，所述水洗循环罐与所述水洗喷嘴21一一对应连接。本申请中每道水洗后的清洗水进行单独回收，并且后一道水洗使用过的清洗水通过抽吸泵补给前一道水洗循环使用，不仅节约了水资源，还进一步保证了丝条的清洗效果。

进一步，本实施例中，在所述回收罩18的底壁上还开设有清理口184，所述清理口184外侧设置有可打开或闭合所述清理口184的清理盖，所述清理口184为多个，与所述集流腔182一一对应设置。由于第二纺丝辊11在长时间使用的过程中可能会出现掉落一些断了的丝条、线屑或者其他杂质，用户可以定期打开所述清理盖，通过所述清理口184手动对集流腔182内的杂质线屑进行清理，以免堵塞下水口183，造成回收罩18无法排水、水洗循环罐无法正常收集洗涤水。

在上述方案中，所述第二纺丝辊11的水洗水温度为30-90℃，优选地，为50℃。因腈纶长丝纤度总旦数少所以水洗更加容易，没有必要用高温增加水洗效果，因此，第二纺丝辊11水洗段11a的水洗温度一般选择50℃的中温水平，温度低于腈纶短纤，这样既能保证水洗效果、同时降低生产能耗。

进一步地，所述第二纺丝辊11还包括与所述水洗段11a采用不同材质材料制成的烘干段11c，沿着丝条的行径方向，所述水洗段11a设置在第二纺丝辊11的前段区域，所述烘干段11c设置在第二纺丝辊11的后段区域，所述丝条在经过所述水洗段11a和烘干段11c时依次完成丝条的水洗和烘干，通过烘干段11c对丝条进行烘干。

进一步地，结合图2、图4至图6所示，所述烘干段11c的末端缩径设置形成缩径段11d，缩径段11d的具体结构可以有以下几种方案：

第一种方案：如图4所示，所述烘干段11c的末端可采用阶梯分段式每段直径逐渐减小的方式进行缩径设置，形成所述缩径段11d。

第二种方案：如图2和图5所示，所述烘干段11c的末端可采用外径逐渐缩小呈锥台状的方式进行缩径设置。

第三种方案：如图6所示，所述烘干段11c的末端采用阶梯分段式和锥台式两种缩径方式结合的方式进行缩径设置。

所述丝条在经过烘干段11c的缩径部分时可回缩定型，通过将烘干段11c末端缩径设置形成缩径段11d，使得丝条在经过所述缩径段11d时能够回缩定向，替代卷曲、定型过程，简化工艺流程。

优选地，所述烘干段11c末端的缩径比例在0-10％之间，所述烘干段11c的末端缩径设置用于丝条回缩，可以代替定型效果。

本实施例提供的纺丝装置，所述第二纺丝辊11上设置的水洗段11a和烘干段11c，所述丝条依次经过第二纺丝辊11的水洗段11a和烘干段11c，完成丝条的水洗和烘干，使得纺丝机的生产效率更高，且无需单独设置一次水洗槽和烘干辊，简化了整个装置的结构，降低了生产成本，并且纺丝机整体占用空间更小。

烘干段11c的具体结构可以有以下几种方案：

方案一，所述烘干段11c采用金属导热材料制成，所述烘干段11c内部中空设置，位于所述烘干段11c的第二纺丝辊11内设置有导热管，所述导热管盘旋在所述第二纺丝辊11的内壁上，以增大加热面积。通过导热管内的加热介质加热烘干段11c，从而对其上缠绕的丝条进行烘干。

所述导热管内注有加热介质，所述加热介质可以为热水或热蒸汽或导热油，所述导热管的一端连接有加热介质进管19，通过所述加热介质进管19向导热管内注加热介质，所述导热管的另一端连接有介质回流管20，通过所述介质回流管20对导热管内的加热介质进行导出回流。

方案二，所述烘干段11c采用夹层结构设计，夹层内注有热水或热蒸汽或导热油，所述介质进管19和介质回流管20分别与烘干段11c内的夹层连通。通过夹层内的加热介质加热烘干段11c，从而对其上缠绕的丝条进行烘干。

在上述两种方案中，所述第二纺丝辊11通过中空辊轴112转动连接在机架15上，所述介质进管19和介质回流管20均可通过转接接头22固定在所述中空辊轴112上，所述介质进管19和介质回流管20分别从所述中空辊轴112靠近烘干段11c的一侧端部进入到第二纺丝辊11内，与第二纺丝辊11内壁上的导热管或者夹层连通。

方案三，所述第二纺丝辊11的烘干段11c内设置有电加热丝，通过对电加热丝通电加热实现对丝条的烘干。所述电加热丝也通过中空辊轴112进入到第二纺丝辊11内，通过电加丝通电加热的方式对烘干段11c上缠绕的丝条加热。

优选地，本实施例中，所述烘干段11c的加热温度为t1＝90-150℃。更优选地，所述烘干段11c的加热温度为t1＝140℃。

进一步地，所述第二纺丝辊11还包括位于水洗段11a和烘干段11c之间的上油段11b，所述丝条依次经过第二纺丝辊11的水洗段11a、上油段11b、烘干段11c，完成丝条的水洗、上浆上油和烘干。

进一步地，本实施例中，所述水洗段11a被分隔为1-8道水洗区域，优选地，如图2中所示，本实施例中所述水洗段11a被隔水台111等间距分隔为5道水洗区域，所述上油段11b为位于水洗段11a最后一道水洗区域后方的一道上浆上油区域。

所述丝条依次经过第二纺丝辊11的水洗段11a、上油段11b、烘干段11c，完成丝条的水洗、上浆上油和烘干。通过上浆过程有效地增加了丝条纤维的抱合力，防止丝条发散，通过上油过程有效地消除了丝条之间的静电。

进一步地，还包括用于给位于上油段11b的丝条上浆上油的上浆上油装置，所述上浆上油装置包括储油箱13和通过管路与储油箱13连接的上油喷嘴17，所述储油箱13内存储有按比例混合好的浆和油混合液，所述上油喷嘴17的位置与所述上油段11b的位置对应。所述上浆上油装置还包括设置在储油箱13上的上油泵，通过上油泵将储油箱13的油浆混合液通过管路抽吸至上油喷嘴17。所述上油喷嘴17与所述水洗喷嘴21并排设置在机架15上，沿着丝条的行径方向，所述上油喷嘴17位于最后一个水洗喷嘴21后方的机架15上。

优选地，所述丝条在所述水洗段11a、上油段11b、烘干段11c的停留时间比例为8-10:1-2:2-4。

进一步地，所述第一纺丝辊12的直径为d1，转速为n1，第二纺丝辊11的直径为d2，转速为n2，其中d2＞d1，n1/n2＝d2/d1。通过控制所述第一纺丝辊12与第二纺丝辊11的转速比等于所述第一纺丝辊12与第二纺丝辊11的直径比，使得丝条在第一纺丝辊12与第二纺丝辊11上的行进速度相同，保证丝条在经过第一纺丝辊12和第二纺丝辊11的过程中不再进行牵伸。

具体可以通过以下两种方案实现丝条在经过第一纺丝辊12与第二纺丝辊11的行径速度相同：

方案一：所述第一纺丝辊12和第二纺丝辊11分别通过不同的纺丝电机驱动，通过第一纺丝电机驱动第一纺丝辊12，第二纺丝电机驱动第二纺丝辊11，控制第一纺丝电机的转速n1与第二纺丝电机的转速n2的比值等于第二纺丝辊11的直径d2与第一纺丝辊12的直径d1的比值，通过线速度计算公式，可以得出丝条在经过述第一纺丝辊12和第二纺丝辊11上的速度是相同的。

方案二：所述第一纺丝辊12和第二纺丝辊11通过同一纺丝电机驱动，所述纺丝电机的输出轴上对应所述第一纺丝辊12、第二纺丝辊11分别安装有第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮的齿数相同为x，纺丝电机的转速为n。所述第一纺丝辊12的辊轴上对应第一齿轮安装有第一配合齿轮，所述第一配合齿轮的齿数为x1，转速为n1。第二纺丝辊11的中空辊轴上对应第二齿轮安装第二配合齿轮，所述第二配合齿轮的齿数为x2，转速为n2。

所述第一齿轮和第一配合齿轮通过第一齿轮带传动连接，所述第二齿轮和第二配合齿轮通过第二齿轮带传动连接，第一齿轮/第二齿轮齿数x×纺丝电机的转速n＝第一配合齿轮的齿数x1×第一纺丝辊12的转速n1＝第二配合齿轮的齿数x2×第二纺丝辊11的转速n2。

根据线速度计算公式：丝条在第一纺丝辊12上的速度v3＝π×第一纺丝辊12的转速n1×第一纺丝辊12的直径d1，丝条在第二纺丝辊11上的速度v4＝π×第二纺丝辊11的转速n2×第二纺丝辊11的直径d2。

通过上述公式之间的换算可以得出，在第一齿轮和第二齿轮的齿数相同时，通过控制第二配合齿轮的齿数x2与第一配合齿轮的齿数x1的比值等于第二纺丝辊11的直径d2与第一纺丝辊12的直径d1比值，可以保证丝条在经过第一纺丝辊12和第二纺丝辊11时速度相同。

本实施例中，因腈纶长丝纤度总旦数少所以上油更加容易，没有必要用高温增加上油效果，因此，通常采用常温上浆上油，保证效果的同时降低能耗。

本实施例还提供了一种具有上述纺丝装置的聚丙烯腈纤维纺丝机，包括机架15，所述机架15上设置有上述纺丝装置，还包括成型装置，所述成型装置包括凝固浴槽和一次水洗槽，经过成型装置中的凝固浴槽8和一次水洗槽9得到成型的丝条缠绕至所述对辊上；所述凝固浴槽8和一次水洗槽9之间设置有牵伸辊6，所述牵伸辊6的直径为d，转速为n，所述第一纺丝辊12的直径为d1，转速为n1，其中：n/n1＜d1/d。通过上述设计结合线速度计算公式，v1＝π×n×d，v2＝π×n1×d1，可以得知丝条进入一次水洗槽9的速度v1小于成型的丝条离开一次水洗槽9的速度v2，从而在一次水洗槽9中完成一次牵伸。

在上述方案中，可以将牵伸辊6的直径d设置为与第一纺丝辊12的直径d1相同尺寸，即d＝d1，再控制驱动牵伸辊6转动的驱动电机的转速n小于第一纺丝辊12的转速n1，即n＜n1，则通过线速度公式可以得知丝条在经过牵伸辊6的速度v1小于丝条在第一纺丝辊12上的行进速度v2，丝条在牵伸辊6和第一纺丝辊12之间进行一次正牵伸。

以上仅是举例说明一种可以实现丝条进入一次水洗槽9的速度v1小于成型的丝条离开一次水洗槽9的速度v2的实施方式，但不限于此。例如，也可以将牵伸辊6的直径d与第一纺丝辊12的直径d1设置为不同大小的，通过调控驱动牵伸辊6转动的驱动电机的转速n与驱动第一纺丝辊12转动的纺丝电机的转速n1的比例关系，使得丝条在经过牵伸辊6的速度v1小于丝条在第一纺丝辊12上的行进速度v2。

进一步地，所述牵伸辊6包括上下设置在凝固浴槽8和一次水洗槽9之间的上牵伸辊和下牵伸辊，经凝固浴槽8凝固成型的丝条在导丝器7的导向下在上、下牵伸辊之间缠绕牵伸后，进入到所述一次水洗槽9内，经所述一次水洗槽9内的二浴溶液二次成型后的丝条在导丝器7的导向下缠绕至对辊上。

在上述方案中，腈纶长丝凝固浴温度40-70℃，控制腈纶长丝凝固浴的温度高于腈纶短纤，主要因素是凝固浴温度控制高可以加快成型速度，进而提高纺丝机的纺速。本实施例中腈纶长丝凝固浴浓度在40％-70％，浓度控制高主要是为了使成型更充分，保证丝条的品质。因腈纶长丝纤度总旦数少所以可以达到较高的纺速，同时成型质量要求高，所以需要成型既要缓慢，又要保证纺丝高效的特点，因此通过控制凝固浴温度和浓度来调整这一平衡点。

本实施例中增设的一次水洗槽9是为了让丝条进一步成型，保证丝条质量，同时提升牵伸效果，避免了喷丝头4在凝固浴中直接牵伸造成丝条断裂无法达到牵伸效果。

进一步地，还包括喷丝装置，所述成型装置位于喷丝装置和纺丝装置之间。所述喷丝装置包括多个喷丝头4，所述喷丝头4包括喷丝板，所述喷丝板上设置有多个喷丝孔，所述喷丝头4位于所述凝固浴槽8内，从喷丝头喷出的纺丝原液依次经过凝固浴槽8凝固成型后，进入一次水洗槽9进行二次成型。所述丝条在凝固浴槽8中停留的时间在3-10s。

本实施例中，每m个喷丝头4对应一个第一纺丝辊12，其中m≥1。例如，可以每两个喷丝头4对应一个第一纺丝辊12设置，每个第一纺丝辊12上走两根丝条，或者结合图1、图7中所示，也可以每三个喷丝头4对应一个第一纺丝辊12设置，一个第一纺丝辊12上走三根丝条。

在上述方案的一种实施方式中，所述第一纺丝辊12包括可同时纺至少两根丝条的第一纺丝辊主体，由所述第一纺丝辊主体的一端至另一端，在所述第一纺丝辊主体的周壁上螺旋设置有多道螺旋走丝槽，相邻两道螺旋走丝槽之间相互独立设置用于单独走丝。所述螺旋走丝槽为螺旋状，沿第一纺丝辊主体的轴向方向，螺旋走丝槽由第一纺丝辊主体的一端延伸至另一端，所述螺旋走丝槽的路径与丝条的行径路径相同，丝条可沿着各自所对应的螺旋走丝槽的路径在纺丝辊上运行，避免多根丝条在同一第一纺丝辊12上运行时出现并丝的现象。

进一步地，在一种实施方式中，所述第一纺丝辊主体可同时纺两根丝条，所述螺旋走丝槽包括可单独运行每根丝条的第一螺旋走丝槽和第二螺旋走丝槽，所述第一螺旋走丝槽和第二螺旋走丝槽由所述第一纺丝辊主体的一端螺旋延伸至另一端。优选地，所述第一螺旋走丝槽和第二螺旋走丝槽的底壁距离所述第一纺丝辊主体中心轴线的垂直距离不同，通过上述设计使得第一螺旋走丝槽和第二螺旋走丝槽呈一高一低状态，进一步避免了丝条会从一个螺旋走丝槽滑移至另一个螺旋走丝槽内，进一步降低了并丝的概率。

进一步地，所述第一纺丝辊主体的周壁上设置有一由所述第一纺丝辊主体的一端螺旋延伸至另一端的螺旋凸台，所述第一螺旋走丝槽开设在所述螺旋凸台上；相邻两圈螺旋凸台与第一纺丝辊主体的周壁之间的形成的凹槽结构形成所述第二螺旋走丝槽。由于所述螺旋凸台凸出于第一纺丝辊主体外周壁面设置，因此，所述第一螺旋走丝槽距离第一纺丝辊主体中心轴线的高度要高于第二螺旋走丝槽的高度，两根丝条在高低不同的两个走丝槽内运行，不易出现并丝的现象。

优选地，本实施例中，m＝1，所述喷丝头4的数量与所述第一纺丝辊12的数量相同，所述喷丝头4与第一纺丝辊12一一对应设置，经喷丝头4喷出的原液经凝固浴槽8和一次水洗槽9后，一一缠绕至第一纺丝辊12上。

进一步地，所述喷丝孔的数量为10-100，所述喷丝孔的孔径为40-100μm。所述喷丝头4的原液出胶温度在50-99°，喷出速度为10-80m/min。

进一步地，还包括供胶装置，所述供胶装置包括一一对应连接的供胶管和计量泵3，所述供胶管和计量泵3为多个，所述供胶管的出胶口一一对应连接多个所述喷丝头。所述供胶管上设置有过滤器14，通过设置的过滤器14对原浆中的杂质有效地过滤，进一步保证丝条的质量。

进一步地，所述供胶装置还包括一驱动电机1，所述驱动电机1的输出端连接有一减速器2，所述驱动电机1包括一具有一定延伸长度的传动轴5，多个所述计量泵3分别连接在所述传动轴5上，所述驱动电机1的传动轴5驱动多个所述计量泵3。本方案中，所述驱动电机1同时驱动多个所述计量泵3，所有计量泵3通过一个传动轴5带动保证转数计量一致，提高丝条质量的均一性。

优选地，所述供胶装置为4-8套，与所述喷丝装置一一对应配合连接，所述供胶管的一端连接计量泵3，另一端与所述喷丝装置连接，所述供胶管、计量泵3、过滤器14均为4-8个。所述4-8个计量泵3呈直线排布设置，所述计量泵3分别连接在所述传动轴5上，所述驱动电机1的传动轴5同时驱动上述4-8个计量泵3。所述喷丝装置为4-8套，所述喷丝装置包括与所述4-8个供胶管一一对应连接的4-8个喷丝头4。

进一步地，所述对辊为多组，所述对辊包括1个第二纺丝辊11和4-8个第一纺丝辊12，第二纺丝辊11与每个第一纺丝辊12一一对应形成4-8组对辊，所述喷丝装置和成型装置为4-8套，对应形成4-8根丝条，所述丝条分别缠绕在每组对辊上。

本实施例提供的纺丝机采用模块形式，一组模块可以完成纺丝全过程，每组模块6锭位，锭位可以适当增加减少。一条纺丝线可以多组模块组合排列来增加总锭位，喷丝头4与锭位数量对应，每锭位有一个计量泵3。

本实施例中，所述丝条在上、下牵伸辊之间完成牵伸过程，同时完成丝条的二次水洗，更有效地去除丝条上残留的凝固浴液，保证丝条的清洁效果。

本实施例中，一条纺丝线可以由40个纺丝模块组成240锭位，凝固浴、水洗、上油上浆循环系统可以使用一个系统一个泵和罐解决，减少设备使用量。

需要说明的是本实例提供的聚丙烯腈纤维纺丝机可以为用于制作腈纶长丝的腈纶长丝纺丝机，还可以为用于碳纤维原丝的碳纤维原丝纺丝机。

由于以上腈纶长丝的总旦数更少，采用本实施例的聚丙烯腈纤维纺丝机进行制备腈纶长丝时优势更加明显，可以很大程度上降低腈纶长丝的生产成本，同时保证制得的腈纶长丝的质量。因此，优选地，本实施例中所述聚丙烯腈纤维纺丝机为用于制作腈纶长丝的腈纶长丝纺丝机。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，提供了一种采用实施例一中的聚丙烯腈纤维纺丝机制备聚丙烯腈纤维的工艺。

一种聚丙烯腈纤维的制备工艺，包括：

将纺丝原液通过喷丝装置进行喷丝；

喷出的纺丝原液经成型装置成型得到丝条；

成型的丝条经水洗、烘干得到聚丙烯腈纤维。

为实现本实施例中聚丙烯腈纤维的制备工艺，采用如图1至图3所示的纺丝机进行聚丙烯腈纤维的制备。所述的纺丝机包括机架15，用于对纺丝原液进行喷丝的喷丝装置，使喷出的纺丝原液成型形成丝条的成型装置，以及对成型的丝条进行后续处理以得到聚丙烯腈纤维的纺丝装置。其中，成型装置包括凝固浴槽8和一次水洗槽9，经成型装置成型具体包括喷出的纺丝原液依次经过成型装置中的凝固浴槽8和一次水洗槽9得到成型的丝条。喷出的纺丝原液经凝固浴槽8内凝固液凝固成型形成丝条，经凝固液凝固成型的丝条再经一次水洗槽9中的二浴溶液进行二次成型。

丝条进入一次水洗槽9的速度v1小于成型的丝条离开一次水洗槽9的速度v2，从而在一次水洗槽9中完成一次牵伸。成型的丝条在后续步骤中始终维持相同的行进速度，也即不再进行牵伸，最终得到聚丙烯腈纤维。

为实现一次水洗槽9中丝条的牵伸，结合图1至图3所示，本实施例采用的纺丝机在凝固浴槽8和一次水洗槽9之间还设置有牵伸辊6，牵伸辊6包括上下设置的上牵伸辊和下牵伸辊。成型的丝条进入纺丝装置中，纺丝装置包括安装在机架15上的第一纺丝辊12和第二纺丝辊11。

具体地，经凝固浴槽8凝固成型的丝条在导丝器7的导向下在上、下牵伸辊之间缠绕后，进入到一次水洗槽9内，经一次水洗槽9水洗后的丝条在导丝器7和导丝小辊10的导向下缠绕至第一纺丝辊12上。

通过控制牵伸辊6中上、下牵伸辊的转速与纺丝装置中第一纺丝辊12的转速，使第一纺丝辊12的转动线速度v2大于上、下牵伸辊的转动线速度v1，可以达到对两者之间的丝条，也即位于一次水洗槽9内二浴溶液中的丝条进行牵伸的效果。本实施例中，通过控制v1:v2＝1:3～10，对丝条进行3～10倍的牵伸，优选为v1:v2＝1:5，对丝条进行5倍的牵伸。

上述方案中，通过控制丝条进出一次水洗槽9的速度及后续步骤中的行进速度，使整个工艺流程中仅在一次水洗槽中进行一次牵伸，而无需多次牵伸，缩短了聚丙烯腈纤维的生产工艺流程，提高了纺速，进而提高了生产效率与产量。同时也避免了多次牵伸需要设置多个水洗牵伸槽，简化了生产设备，降低了生产成本。丝条的牵伸在二浴溶液中完成，避免了直接在凝固浴槽8中进行牵伸，喷丝后丝条未充分成型发生断裂，进而无法达到牵伸效果。

本实施例的进一步方案中，所述凝固液中凝固剂的浓度高于所述二浴溶液中凝固剂的浓度。优选地，所述凝固液的温度为30～80℃，其中凝固剂的浓度为40％～70％。所述二浴溶液的温度为90～100℃，其中凝固剂的浓度为0％～20％。

在上述方案中，凝固液中凝固剂的浓度更高，使丝条在经过一次水洗槽9时既可以进行二次成型，又可以一定程度上洗去丝条上的凝固剂，使后续对丝条进行水洗时达到更好的水洗效果。通过控制凝固液和二浴溶液的浓度与温度，确保了一次牵伸即可达到理想的牵伸效果。

具体地，提高凝固液的温度可以加快丝条的成型速度，进而提高纺丝的速度，提高凝固剂的浓度可以使成型更加充分，保证丝条的品质。采用本实施例的制备工艺进行腈纶长丝的制备时，由于腈纶长丝的总旦数少，从而可以达到较高的纺速，同时其对成型质量的要求高，因而腈纶长丝的生产既要保证成型稳定平缓，又要保证纺丝速度快，通过凝固浴温度和浓度的控制可以达到成型速度和纺丝速度的平衡。

进一步，本实施例中丝条经过凝固浴槽8的时间为3～10s。

本实施例中采用的凝固剂为二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，碳酸乙烯酯，硫氰酸钠，硝酸或氯化锌中的一种。

本实施例的进一步方案中，第一纺丝辊12和第二纺丝辊11的直径不同，经成型装置得到的成型的丝条交替经过的第一纺丝辊12和第二纺丝辊11，在第二纺丝辊11上进行水洗。第一纺丝辊12和第二纺丝辊11的转动线速度相同，丝条在经过第一纺丝辊12和第二纺丝辊11的过程中不再进行牵伸。

优选地，本实施例中多个第一纺丝辊12对应设置一个第二纺丝辊11，第一纺丝辊12的直径小于第二纺丝辊11的直径。丝条分成多根丝条分别经过不同的第一纺丝辊12，再汇集至同一个第二纺丝辊11上，从而控制丝条在纺丝装置中受到的作用力，防止丝条在水洗、烘干步骤中发生断裂。第二纺丝辊11的直径更大，丝条经过第二纺丝辊11所用的时间更长，可以保证对丝条的水洗充分进行。

本实施例中，丝条在经过第二纺丝辊11的过程中完成了水洗步骤，无需在纺丝装置中单独设置水洗装置对丝条进行水洗，如在第一纺丝辊12与第二纺丝辊11之间增加用于丝条通过的水洗槽。如此进一步简化了生产设备的结构，降低了生产成本，同时又简化了制备聚丙烯腈纤维的工艺步骤，提高了聚丙烯腈纤维的生产效率。

进一步地，所述水洗为通过向第二纺丝辊11上的丝条喷水实现。

具体地，结合图1至图3所示，第二纺丝辊11上设置了水洗段11a，纺丝机还包括喷水机构，喷水机构可向缠绕在水洗段11a上的丝条喷水进行丝条的水洗。水洗段11a采用非导热耐腐蚀材料制成，所述喷水机构包括多个水洗喷嘴21，水洗喷嘴21可向水洗段11a喷射水流，从而对缠绕在水洗段11a的丝条进行水洗。水洗喷嘴21固定在机架15上。

本实施例的优选方案中，成型的丝条依次经过第二纺丝辊11的水洗段11a上的多个水洗区域，通过分别对多个水洗区域上的丝条进行喷水以对丝条进行多道相互独立的水洗。

为实现所述多道相互独立的水洗，本实施例的纺丝机沿着第二纺丝辊11的长度方向，在水洗段11a的周向上间隔设置有多个隔水台111，所述隔水台111可以为环形状或者半圆环状设置在水洗段11a的外周壁上。相邻两个隔水台111之间形成一道水洗区域，从而在水洗段11a形成多道水洗区域，每道水洗区域对应设有一个水洗喷嘴21。

上述方案中，通过隔水台111的设置将每一道水洗区域隔开，防止相邻两道水洗区域的清洗水混合，影响丝条的水洗效果。成型的丝条上含有使纺丝原液成型形成丝条的凝固剂溶液，水洗喷嘴21在对经过每一道水洗区域的丝条进行水洗时，都会洗掉丝条上的一部分凝固剂溶液。通过对丝条进行多道相互独立的水洗，使得丝条越来越清洁，进而提高了丝条的质量。

本实施例中，对丝条进行水洗的温度为30～90℃。当采用本实施例的方案制备腈纶长丝时，水洗温度选择中温水平，低于腈纶短纤制备过程中的水洗温度。因为腈纶长丝的总旦数少，水洗更加容易，采用中温水洗即可达到理想的水洗效果，没有必要用高温清洗水增加水洗效果。同时，稍低的水洗温度在一定程度上降低了生产能耗，节省了生产成本。

进一步地，本实施例中，对丝条水洗使用过的清洗水进行回收，并再次用于丝条的水洗。具体地，结合图1至图5所示，第二纺丝辊11的水洗段11a的下方设置有一与水洗段11a的外周壁形状相匹配的回收罩18，回收罩18呈弧形状罩设在第二纺丝辊11的水洗段11a的底部外周壁上。回收罩18内壁对应所述隔水台的位置设置有间隔板181，相邻两个间隔板181之间形成一个集流腔182，每道水洗区域水洗后的清洗水分别对应下落回流到回收罩18与其对应的集流腔182内。

进一步地，回收罩18的下方设置有与集流腔182一一对应连通的水洗循环罐，回收罩18的底壁上开设有多个连通口，多个所述连通口与集流腔182的位置一一对应、且分别连通。所述连通口的下方连接有一导流接头，所述导流接头下端部具有下水口183，集流腔182内的清洗水在重力的作用下通过下水口183流下，每个集流腔182内的水依次经过连通口、导流接头、下水口183进入到与其对应的水洗循环罐内，实现对每道水洗区域水洗后的清洗水进行单独回收。所述水洗循环罐与水洗喷嘴21一一对应连接，进而实现清洗水的循环使用，节约水资源。

优选地，相邻两个水洗循环罐之设置有一抽吸泵，沿着丝条的行进方向，后一道水洗区域对应的水洗循环罐内回收到的清洗水被抽吸泵抽吸到前一道水洗区域对应的水洗循环罐内，最后一道水洗区域对应的水洗循环罐与自来水连通。本实施例中每道水洗后的清洗水进行单独回收，并且后一道水洗使用过的清洗水通过抽吸泵补给前一道水洗循环使用，最后一道水洗采用自来水对清洗水进行补充。

因为后一道水洗区域内的丝条相较前一道水洗区域更加清洁，其回收到的清洗水中凝固剂溶液的含量也更少，将其用于前一道对丝条的水洗可以达到理想的水洗效果。如此不仅节约了水资源，还进一步保证了丝条的清洗效果。

本实施例的进一步方案中，结合图1至图7所示，完成水洗后的丝条向第二纺丝辊11的末端方向行进，经过第二纺丝辊11上具有加热功能的烘干段11c进行烘干。烘干的温度为90～150℃。

本实施例中，第二纺丝辊11还包括与水洗段11a采用不同材质材料制成的烘干段11c，沿着丝条的行进方向，水洗段11a设置在第二纺丝辊11的前段区域，烘干段11c设置在第二纺丝辊11的后段区域。完成水洗后丝条在经过烘干段11c时，通过烘干段11c对缠绕的丝条进行加热，实现对丝条的烘干。

本实施例的优选方案中，烘干后的丝条在第二纺丝辊11的末端进行回缩定型，丝条回缩的比例为0％～10％。具体地，烘干段11c的末端缩径设置，使得丝条在经过烘干段11c的缩径部分时可进行回缩定型。烘干段11c末端的缩径比例为0％～10％，优选为0％～5％。

在上述方案中，丝条的烘干也在第二纺丝辊11上进行，无需单独设置烘干辊，进一步简化了生产设备的结构以及制备聚丙烯腈纤维的工艺流程，节省了生产成本，提高了生产效率。烘干后的丝条在第二纺丝辊11的末端进行回缩定型，替代纤维的卷曲、定型过程，达到对纤维的定型效果，进一步简化了生产工艺。

本实施例的进一步方案中，水洗后的丝条进入烘干段11c之前先在第二纺丝辊11上进行上浆上油，上浆上油后的丝条再进入烘干段11c进行烘干。优选地，所述上浆上油为通过向第二纺丝辊11上经水洗后的丝条喷射油浆混合液进行上浆上油。

为实现对丝条的上浆上油，第二纺丝辊11还包括位于水洗段11a和烘干段11c之间的上油段11b，纺丝机还包括设置在机架15上的上浆上油装置。所述上浆上油装置包括储油箱13和通过管路与储油箱13连接的上油喷嘴17，储油箱13内存储有油和浆按比例混合形成的油浆混合液，上油喷嘴17的位置与上油段11b的位置对应。通过上油喷嘴17向第二纺丝辊11的上油段11b喷射油浆混合液，从而对缠绕在上油段11b上的丝条进行上浆上油。

上述方案中，对丝条的上油过程有效地消除了丝条之间的静电，上浆过程增加了丝条之间的抱合力，通过对水洗后的丝条上浆上油有效地防止了丝条的发散。通过喷射油浆混合液的方式对缠绕在第二纺丝辊11的上油段11b上的丝条进行上浆上油，无需单独设置上油槽，进一步简化了生产设备的结构及生产工艺。

当采用本实施例的方案进行腈纶长丝的制备时，由于腈纶长丝的总旦数较少，上油更加容易，因而不必采用高温的油浆混合液提高上油效果。采用常温的油浆混合液进行上浆上油，可以在保证上油效果的同时降低生产能耗。

本实施例的优选方案中，成型的丝条在第二纺丝辊11上从前端向末端行进，依次经过水洗段11a、上油段11b和烘干段11c，从而依次进行水洗、上浆上油和烘干。通过控制水洗段11a、上油段11b和烘干段11c各自的长度，从而控制丝条经过以上三段的时间，进而控制丝条进行水洗、上浆上油和烘干的时间比例。

本实施例中，通过隔水台111的设置将水洗段11a分隔为1～8道水洗区域，从而对丝条进行1～8道相互独立的水洗，上油段11b设置为1道上浆上油区域，对丝条进行1道上浆上油。丝条经过水洗段11a、上油段11b和烘干段11c的时间比例，也即丝条进行水洗、上浆上油和烘干的时间比例为1～10:0.5～2:1～4，优选为8～10:1～2:2～4。

本实施例的进一步方案中，通过喷丝装置进行喷丝具体包括所述纺丝原液进入喷丝装置后从喷丝装置上的多个喷丝孔喷出。喷出喷丝孔的纺丝原液的温度为50～99℃，喷出速度为10～80m/min。

具体地，如图1至图3所示，喷丝装置包括多个喷丝头4，喷丝头4包括喷丝板，所述喷丝板上设置有多个喷丝孔。喷丝头4位于凝固浴槽8内，直接向凝固浴槽8内喷丝。优选地，所述喷丝孔的数量为10～100，所述喷丝孔的孔径为40～100μm。

上述方案中，喷出的纺丝原液直接进入凝固液中，在凝固液作用下凝固成型形成丝条。通过控制喷丝的温度和速度有效地防止断丝的发生，保证了喷丝的连续性。通过控制喷丝孔的数量较少，可以在喷丝后形成单丝纤维的丝条，尤其适合制备腈纶长丝，得到的腈纶长丝可直接用于针织或机织以生产纺织织物，无需对丝条切断、纺纱，再用于织布。

进一步地，本实施例中通过控制喷丝速度与牵伸辊6中上、下牵伸辊的转速，使上、下牵伸辊的转动线速度小于喷丝速度，可以使凝固浴槽8中的丝条为负牵伸状态，防止丝条在凝固浴槽8中发生断裂。

进一步地，本实施例中采用的纺丝机还包括供胶装置，所述供胶装置用于向喷丝头4内供给纺丝原液。所述供胶装置包括一一对应连接的供胶管和计量泵3，所述供胶管和计量泵3为多个。所述供胶管上设置有过滤器14，通过设置的过滤器14可以有效地过滤纺丝原液中的杂质，进一步保证丝条的质量。

所述供胶装置还包括一驱动电机1，驱动电机1的输出端连接有一减速器2。驱动电机1包括一具有一定延伸长度的传动轴5，多个计量泵3分别连接在传动轴5上，驱动电机1的传动轴5同时驱动多个计量泵3。本实施例中，驱动电机1同时驱动多个计量泵3，所有计量泵3通过一个传动轴5带动保证转数计量一致，提高丝条质量的均一性。

本实施例中使用的纺丝机采用模块形式，一组模块可以完成全部纺丝过程，每组模块6锭位，锭位可以适当增加减少。一条纺丝线可以多组模块组合排列来增加总锭位，喷丝头4与锭位数量对应，每锭位有一个计量泵3。

本实施例的进一步方案中，所述纺丝原液进行喷丝前还经过脱泡。优选地，采用连续脱泡的方式对纺丝原液进行脱泡，脱泡时间为30～300min。

上述方案中，脱泡过程可以提高纺丝原液的均一性，从而提高丝条质量的均一性，防止气泡的存在导致断丝和缺根的现象。

本实施例提供的聚丙烯腈纤维的制备工艺，缩短了制备聚丙烯腈纤维的工艺流程，提高了聚丙烯腈纤维的生产效率，通过简化生产设备的结构和降低生产能耗节省了聚丙烯腈纤维的生产成本。本实施例中的制备工艺适用于各种类型的聚丙烯腈纤维，包括但不限于腈纶短纤、腈纶长丝和聚丙烯腈基碳纤维原丝。由于以上三者中腈纶长丝的总旦数更少，采用本实施例的制备工艺进行制备时优势更加明显，可以很大程度上降低腈纶长丝的生产成本，同时保证制得的腈纶长丝的质量。

本实施例还提供一种聚丙烯腈纤维，所述聚丙烯腈纤维的断裂强度为2.5～7.0dn.tex。

所述聚丙烯腈纤维由纺丝原液经喷丝、成型得到丝条，成型过程中对丝条进行一次牵伸，成型的丝条经水洗、烘干得到聚丙烯腈纤维。

本实施例的进一步方案中，所述聚丙烯腈纤维由上述实施例一所述的聚丙烯腈纤维的制备工艺生产得到。

优选地，本实施例的聚丙烯腈纤维的纤度为40～320dtex，单丝纤度为1～10dtex。

更优地，所述聚丙烯腈纤维为腈纶长丝，所述聚丙烯腈纤维可直接用于纺织织物的织造。

本实施例的聚丙烯腈纤维具有合适的断裂强度及纤度，当所述的聚丙烯腈纤维为采用实施例一中的制备工艺制备的腈纶长丝时，可直接进行针织或机织以用于纺织织物的生产，而不需对生产的纤维先进行纺纱工序，再用于织布，使其应用于纺织领域时可以简化纺织织物的生产工艺流程。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，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做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。