专利名称：控制聚合物粘度的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对受熔体含水率影响而经受解聚一聚合平衡反应的熔化聚合物的粘度所进行的控制。这种控制特别应用于聚酰胺的纺丝装置和工艺过程中。
将熔体纺丝加热到所要求的温度时，聚酰胺会受到解聚作用。解聚度或解聚一聚合的平衡点是熔体中含水量的函数。用作熔体纺丝的尼龙薄片或其他固态尼龙原料根据其预加工和存贮过程而含有不同的湿度。例如，固态尼龙材料中吸收的水分取决于尼龙曾被暴露的场所的大气湿度。由尼龙的解聚引起的熔化聚合物的各种不同分子量在纤维丝的韧度、延伸率和染色性能等方面会产生不合乎需要的变化。
如美国专利第2，571，975号和第2，943，350号中所实施的先有技术中，公开了把熔化状态或薄片状的尼龙通过一容器，使尼龙暴露于蒸汽或具有恒定和预定水蒸气含量的受控大气中，以降低聚合物中湿度的差异并在纺出的纤维丝中提供更均匀的性能。蒸汽一般导致熔化聚合物的过度解聚，而把薄片状聚合物短期暴露于固定湿度的大气中，一般对提供含水率均匀性方面、尤其在固态片状的中心部位是不足的。所述聚合物薄片从每一薄片的核心到其表面其含水量是不同的。
如
图1-4所说明的先有技术的纺丝装置，该装置带有用来控制被进行纺丝的聚合物相对粘度的自动控制系统，它包括总的以20表示的一个调节器，该调节器调节聚酰胺薄片22，然后在一螺旋熔化器24中将该薄片熔化，并通过传送导管26将其送到多支管28。计量泵29将来自多支管28的聚合物送到若干喷丝头30，每个喷丝头产生许多在空气中进行冷却的长纤维32。总的以40表示的自动数字控制装置控制调节器20，以便随所检测到在熔化聚合物的相对粘度方面的变化而调节聚酰胺薄片的含水率，从而使熔化聚合物的相对粘度保持在一狭窄范围之内。从差动压力、温度并通过传送导管26中总起来以42表示的测量设施对熔化聚合物的吞吐量进行测量来计算相对粘度，从而能够迅速地在线确定并控制聚合物的相对粘度。保持住预定的相对粘度基本上产生了在纺出的纤维丝32的韧度、延伸率和染色性能方面的均匀性。
在调节器20中，借助使聚合物薄片通过上部区域或容器44、使所述薄片暴露于循环惰性气体流46，然后又使之通过下部区域或容器48，使之暴露于转换惰性气体流50而调节聚合物薄片的含水率。循环气体流46在其温度和湿度两方面可有选择地进行调节，该湿度又通过调节加到循环气流46中的补充气流52的流率依次进行调节。在这种先有技术系统中，使补充气流52的含水率保持在某一预定值。干燥的转换气体50则对其流率有选择地进行调节。
通常，进入调节器20的聚合物薄片的含水率大于在熔化的聚合物中产生所要求相对粘度的含水率，从而由循环气体46和转换气体50排除聚合物中所吸收的部分水分，而使熔化的聚合物中达到所要求的相对粘度。根据检测到的在熔化聚合物中相对粘度方面的变化而对转换气体50流率的调节提供熔化聚合物相对粘度的最初控制。通过对补充气体流率的调节提供二次控制从而使通道气体流率保持在有效的工作范围内。循环气体温度的调节在对聚合物粘度的三种调节中反应最慢，使转换气体流率和补充气体流率保持在相应范围之内。
由气动馈给机构56将聚合物薄片22送进调节器20的上部容器44。循环气体进气口58连通容器44的顶部用来引导循环气体流通过容器44中的聚合物薄片的填充物。鼓风机62的进气口连接在所述排气口60上，而鼓风机62的排气口经由一加热器64连接到所述进气口58以便提供连续不断的循环气体流。加热器64是一个间接式热交换器，它借助于一个阀66控制的蒸汽流间接地加热循环气体46。
将水蒸汽含量重量百分比一般低于循环气体流46的补充气体流52，从鼓风机62上游点68处加到循环气体流中，以保证循环气体流46的湿度调节，以及为经由排气口67外流的湿气体和经由薄片馈送系统损耗的任何气体提供补充气体。控制排气流67中的阀69以保持住略微高于容器44和循环气体回路46中大气压的预定压力。离心机71排除来自排气流的细料再循环、处理或其他用途。阀72控制着来自干燥氮源70的补充气体的流率。使氮气流52通过增湿器罐74，在罐中气体经由一个由电阻加热器76加热到预定温度的水浴，从而把所要求的水蒸气加到气体中。通过加热器76电流的调节使增湿器74保持某一预定的水温，从而使补充气流52保持预定的水蒸气含量。
阀80控制着来自干燥氮源70的转换气体流50的流率。
螺旋熔化器24包括用于熔化聚合物薄片的其固有的普通供热源(未示出)和温度控制。从熔化器24排出的熔化聚合物的温度受控于具有高精度的螺旋熔化器24。
在自动控制装置40中，具有人工输入装置或键盘92的监控计算机90通过相应的双向数据通信线94连接到控制器100，用来读出来自控制器“信息通路”各传感器值、设定点和其他数据，并用来将设定点传送给控制器。控制器100包括常规分布式控制单元，这些控制单元有连接到各种各样传感器的输入和连接到纺丝装置中各种各样设备驱动器的输出，以监测操作及为纺丝操作、提供自动控制。这里仅公开了那些应用于熔化聚合物相对粘度自动控制方面的操作和设备。
将控制器100中各控制单元的输入连接到以下各传感器即，转换气体流导管50中的气体流率传感器110，增湿器74中的水温传感器112，补充气体流导管52中的气体流率传感器114，循环气体导管46进气口处58的气体温度传感器116，排气导管67中的压力传感器118，在传送导管26开端处的聚合物压力传感器120，多支管28中的聚合物压力传感器122，多支管28中的聚合物温度传感器124，以及连接到监测操作和计量泵29流率的各传感器上，以用来监控相应的流率、压力和温度。控制器100中各控制单元有连接到以下各装置上的输出即，阀80的阀操作装置130，控制流向电阻加热器76的电流的电流控制装置(未示出)，阀72的阀操作装置134，阀66的阀操作装置136，以及阀69的阀操作装置138，以根据控制器100中各设定点控制相应各气体流和温度。
可通过各种内部计算或人工输入(未示出)控制器的操作，或者可通过从监控计算机90送出的各信号来设定控制器100中的各设定点。在这种先有技术系统中，控制器100中三个设定点由从监控计算机90送出的与聚合物相对粘度控制有关的信号每60秒进行更新一次。这三个不间断地受控的、即由所述监控计算机每分钟一次进行更新的设定点是(1)基于由传感器114所感测流率而控制增湿器流率阀72的增湿器气体流率设定点，(2)基于由传感器116所感测的温度而控制阀66的循环气体温度设定点，以及(3)补偿差动压强设定点，由控制器100使用以计算一个转换气体流率设定点，基于由传感器110所感测流率而对转换气体流率80加以控制。根据读自传感器112的温度来控制流经加热器76电流以及根据读自传感器118的压力对排气阀69的控制的各设定点不进行更新，而只能在正常运行期间通过操作员的人工输入加以改变。控制器100按约为2Hz的循环频率动作，因此控制器对各设备驱动器的信号约每0.5秒计算并更新一次。
监控计算机90提供整个过程的监控，该计算机按照图3A、3B和3C中列出的程序操作。借助图2中断程序的步150和152，操作员开始输入目标相对粘度和目标转换气体流的输入，仅在第一次操作运行或类似场合调用操作员输入程序。图3A的步160中，计算机90从控制器“信息通路”读出数据。这些读数包括来自传感器120和122的当前聚合物压力，由控制器100计算出的当时补偿差动压力，来自传感器110的当时转换气体流率，来自传感器114的当时补充气体流率，来自计量泵29的当前聚合物吞吐率，以及来自传感器124的当前熔化聚合物温度。然后是步162，根据以下FORTRAN方程(1)从聚合物压力、温度和吞吐量的当时值计算出熔化聚合物的相对粘度
RV＝〔(C＊2T-C3)＊(熔体粘度)＊＊C4〕+C5()熔体粘度＝(P1-P2)/(吞吐量＊C1)P1＝来自压力传感器120的量度P2＝来自压力传感器122的量度T＝来自传感器124的聚合物温度吞吐量＝来自计量泵29的吞吐量百分率C1＝0.0001至0.0003(取决于管道几何形状)C2＝0.882C3＝232C4＝0.3818C5＝0.0至3.0(取决于管道中的未聚合程度)方程(1)根据聚合物温度中的变化补偿差动压力量度，使得该结果反映熔化聚合物的相对粘度。
参照图3B，在步178中，应用普通“三模式”比例-积分-微分(P-I-D)算法、以来自步152的目标转换气体流率、来自步160的当时转换气体流率和来自步160的当时补充气体流率作为自变量、计算出一个新的补充气体流设定点。在步180中，将所述新的补充气体流设定点送到控制器100。增大补充气体流率导致较高的潮湿循环气体的废气流率通过排气口67，从而降低循环气体的含湿率，并依次使聚合物薄片减弱解聚而增大熔化聚合物的粘度。反之，减少补充气体流率使循环气体的含湿率提高，导致更大的解聚作用和熔化聚合物的粘度减低。就这样调节补充气体流的设定点从而使转换气体流率保持接近于目标转换气体流率。
接着的步182、184、186、188和190确定了用于使转换气体流率和补充气体流率保持在预定上下限范围之内的循环气体偏置。步182中，转换气体流小于转换气体流的下限，而补充气体流小于补充气体流的下限，导致在分支中转移到步184，在那里将循环气体偏置设定为负值。若步182为不成立，于是程序就进到步186，在这场合转换气体流大于转换气体流的上限，而补充气体流大于补充气体流的上限，就导致在分支中转移到步188，在那里将循环气体偏置设定为正值。若步186为不成立，于是程序进到步190，在那里将循环气体偏置设定为正值。若步186为不成立，于是程序进到步190，在那里将循环气体偏置设定为零。
在图3C的步192中，将图3B的步184、188或190中设定的偏置加到当时循环气体温度设定点，从而产生一个新的循环气体温度设定点。在步198中，将来自步190的新循环气体温度设定点送到控制器100。降低循环气体温度允许容器44中聚合物薄片保留更多水分，使转换气体流增大，随后可导致补充气体流增大从而使转换和补充气体流率保持在相应的限度以下。加大循环气体温度则减少薄片含湿率，这就增大了聚合物的相对粘度并导致转换气体流减小，这又依次形成补充气体流减小从而使转换和补充气体流保持在相应下限以上。
步202和204在监控用计算机中为控制器100提供一个新的补偿差动压力设定点，控制器100用该补偿差动压力设定点提供转换气体流的第一位的控制。在步202中，将来自步150的目标相对粘度、来自步162的计算出的相对粘度和来自步160的当时补偿差动压力加到P-I-D算法以计算出热的补偿差动压力设定点。在步204中，将这个新的补偿差动压力设定点送到控制器100。
图4说明控制器100的操作或拟定程序。在步210中，该控制器读出各种各样的传感器，诸如图1中传感器29、110、114、116、118、120、122和124，从而获得由这些传感器所监控到的当时各种流率、温度和压力。在步216中，从监视用计算机90读出任何新的设定点，诸如来自步180的补充气体流的设定点，来自步198的循环气体温度设定点，以及来自步204的补偿差动压力设定点。在步218中，根据以下方程2计算出当时补偿差动压力delta-Pcom= (10(P1-P2)＊［(0.1＊y)+(2.85)(1-0.35＊m)])/((0.286＊吞吐量)) (2)式中Y是测得的或当时的聚合物温度124，M是目标聚合物温度，例如，290℃，Y和M为适应控制器算法输入格式起见，写成250℃至350℃范围内的分数或百分率，P1是传感器120所感测到的压力P2是传感器122所感测到的压力，以及吞吐量是运行时总纺丝点或计量泵29的分数或百分率。
在步224中，控制器100应用P-I-D算法以来自步218中计算出的补偿差动压力、来自步204和216的补偿差动压力设定点和来自步210的当时转换气体流率作为自变数计算出一个新的转换气体流率设定点。
在228、230、232、234、236、238和240各步中，控制器100中各分布控制单元一般同时操作以调节控制阀66，69，72和80的各驱动器信号，以及通过加热器76的电流。在步228中，经判定读自步210的当时转换气体流是否在步224中计算出的新设定点的设定容差范围之内。如果不成立，则程序进到步230，在那里将信号送到阀控制装置130从而调节阀80以产生校正的通道气体流率;这些信号提供增量调节以避免所要求气体流的过调。在步232中，相应控制单元鉴定读自传感器114的当时补充气体流率是否在设定点的设定容差范围之内，如果不成立则进行步234，在该步将信号送到阀控制装置124以调节阀72和补充气体流。增量的或时控的调节期间提供延迟以避免补充气体流的过调。在步236中，如果在温度传感器114的读数与人工为增湿器水温输入的设定点之间存在差异的话，相应控制单元增量地调节流经电阻加热器76的电流。在步238中，相应控制单元根据在传感器116所感测的循环气体温度与循环气体温度设定点之间的任何差异，增量地调节阀66以调节通过加热器64的蒸汽流率以提高或降低循环气体温度。在步240中，相应控制单元根据在传感器118所感测压力与人工输入的循环气体压力设定点之间的任何差异、增量地调节排气阀69。
在步242中，控制器100将各传感器读数和计算值送到控制器“信息通路”以便监控计算机90可以读到。然后控制器100就可开始一个新的操作循环。
图1-4的先有技术系统对于单个螺杆压出装置提供了合乎需要的聚合物相对粘度的控制，但当将系统应用到双螺杆压出装置时，就发现该系统在熔化聚合物的相对粘度上会产生更大的变动。这引起纺出的纤维丝在韧度、延伸率和染色性能方面的过度变化。
可将本发明概括为用于合成线性聚酰胺纺丝的工艺方法和设备，其中采取增湿器水温和转换气体流同时调节以对熔化聚酰胺的相对粘度提供第一位控制。所述第一位的控制或增湿器水温和转换气体流的调节基于预定相对粘度与测得的进行纺丝的熔化聚酰胺相对粘度之间的差异。
在一实施例中，使聚酰胺薄片相继通过第一和第二处理容器从而熔化。在经由纺丝头挤压出熔化的聚酰胺使之形成长纤维之前确定熔化聚酰胺的相对粘度。第一处理气体通过第一处理容器。借助于补充气体流的流率和含湿率的调节以及第一处理气体的温度调节改变了第一处理气体的湿度。第二处理气体是干燥的，它通过第二处理容器。补充气体流的含湿率和第二处理气体的流率根据所测得的熔化聚酰胺相对粘度相应地成正比或成反比地进行调节以保持一个所要求的相对粘度。
本发明的目的是为将合成线性聚酰胺纺成长纤维提供一种方法和设备，用本发明纺成的长纤维在韧度、延伸率和染色性能均匀性方面都有很大的改进。
本发明的一个优点是根据测得的相对粘度与目标相对粘度间存在的差异而同时调节补充气体流的含湿率和转换气体流率，从而使聚合物性能的均匀性得到改进。
本发明的一个特征是借助转换气体流和补充气体含湿量两者的调节对相对粘度的第一位的控制，与借助补充气体流调节的第二位的控制，以及借助循环气体调节的第三位的控制同时发生。所述第二位的控制或补充气体流的调节基于预定转换气体流与测得的转换气体流之间的差异。第三位的控制或循环气体温度的调节基于补充气体流和转换气体流超出所要求的范围。
从以下对最佳实施例和附图的说明，对本发明的其他目的、优点和特征将更为明确。
图1是先有技术用于聚酰胺纺丝的设备和工艺方法的简图。
图2是图1的监控用计算机中先有技术程序中有关参数输入过程的程序框图。
图3A是图1的设备和方法中监控计算机用于整体控制的先有技术控制程序中第一部分的程序框图。
图3B是图1的设备和方法监控计算机用于整体控制的先有技术控制程序中第二部分的程序框图。
图3C是图1的设备和方法监控计算机用于整体控制的先有技术控制程序中第三部分的程序框图。
图4是用于操作图1的控制器的先有技术程序的程序框图。
图5是本发明提出的用于聚酰胺纺丝设备和方法的简图。
图6是与图3A、3B和3D中各程序步一起应用以构成图5设备和方法中监控用计算机的控制程序的外加程序步的程序框图。
图7是用来代替图4中一程序步以构成用于操作图5中控制器的经改进的程序步。
如图5、6和7中所说明的，本发明用于聚酰胺纺丝应用双螺杆挤压器300的设备和方法，包括在监控计算机90控制程序中的步310、312和314，并包括在控制器100程序中的经改进的步236′，步236′用于根据熔化聚酰胺经确定的相关粘度与所选定的相关粘度的差异而改变补充气体流52的含湿率。该第一位的湿度控制与转换气体流50的流率变化是同时发生的。因此，图5、6和7的设备和方法通过转换气体流率和补充气体的含含水量两者的变化具有同时发生的聚合物相对粘度的第一位控制。已经发现这种双元第一位控制与在双螺旋设备和方法中只改变转换气体流的单一性第一位控制相比，显著地降低来自双螺杆挤压器的熔化聚合物相对粘度方面的变化。
图5中示出的设备与图1设备有类似的结构和功能的等同部件都应用图1中所用的相同标号。增加一升压泵82将螺旋熔化器300的输出连接到传送导管26。将熔化聚合物温度传感器124的位置从多支管28移到传送导管26。此外，一条虚线表示不可任选地把升压泵82连到控制器100，以便应用升压泵82的速率测量作为吞吐量率以代替先有技术通过在计量泵29上的传感器测量吞吐量率的另一种测量吞吐率的方式。
将图6的程序步310、312和314加到图3A、3B和3C的程序中，以构成图5监控计算机90中的控制程序。在步310中，监视用计算机90读出来自控制器100的当时增湿器水温。通过对图3A的步160加以修改和读出在控制器“信息通路”上的数据可使之包括步310。在下一步312中，应用常规的比例-积分-微分(P-I-D)算法，以来自步150的目标相对粘度，来自步162的计算出的相对粘度和来自步310的当时增湿器温度作为自变量输入给算法中，由计算机90计算出一个新的增湿器温度设定点。然后在步314中将这个新增湿器温度设定点送到控制器100。
在图5控制器100的控制器程序中，图7的程序步236′代替图4的步236。控制器100在图4的步216中读出来自监控计算机90的增湿器温度设定点，然后将该设定点用于图7的经改进的步236′中，以调节流经加热器76的电流，从而改变增湿器温度。由于增湿器温度的设定点在步312中是根据计算出的相对粘度的改变而改变的，所以增湿器温度也随着计算出的相对粘度的改变而改变。当计算出或测得的相对粘度增大时，增湿器温度也随之提高，从而形成含湿率增大和聚酰胺解聚作用的增强而使熔化聚合物的相对粘度下降。反之，当测得的相对粘度下降时，增湿器温度也随之下降，从而在薄片含湿率方面也减少而导致相对粘度增大。
当将增湿器温度或补充气体含水量的调节用作第一位控制与作为第一位控制的转换气体流率的调节同时发生，实验已证明相对粘度的控制显著地得到改进。这种在相对粘度的均匀性方面的改进被认为并不只限于双螺杆纺丝设备，也可应用于其他象单个螺杆纺丝方法那样的纺丝方法中。
由经验得出的结论，即改变转换气体流对四种控制聚合物相对粘度的参数具有最迅速的反应。例如，为把当时相对粘度改变为当时相对粘度的(1-e′)值，如每个控制参数单独作用时的各时间常数为对于转换气体流率来说为10分钟;对于补充气体流率来说为45分钟，对于增湿器温度来说为60分钟，而对于循环气体温度来说则为120分钟。
实例在一实例中，按照图5的设备所用控制元件如在表1中列出，和所用程序如图2、3A、3B、3C、4、6和7所示。在监控计算机90程序中步178、202和312应用了ChiltorBookCoofRandnor出版、B.G.Liptak编辑的“InstrumentEngineers′Handbook(ProcessControl)”一书第一章、1，2节所描述的P-I-D算法。控制器100中应用Honeywell扩充控制器算法24，乘法/除法，(Honeywell参考手册25-220)对步218的方程(2)进行程序设计。在步224中所用的P-I-D算法为Honeywell算法01，Honeywell参考手册25-220。
表1监控计算机90DECVAX8200DigitalEquipCorp，Maynard，MA局部控制器100，102，104，Honeywell用于转换气体流，106和108TDC/2000增湿器温度，HoneywellInc.，补充气体流，Industrial循环气体温度和Controls相对粘度测量Division
气体流量计110，114HoneywellST3000SmartTransmitter聚合物压力132，134HoneywellST3000传感器灯泡SmartTransmitter螺旋熔化挤压器24Werner&
Pfleidererzsk120extruder聚合物温度传感器58Thermoelectric和发送器typeJJ;
MooreIndustriesModel433774把具有标准吸湿率为0.2%的尼龙6，6聚合物薄片通入图5中所示的薄片调节器20。在53至72范围内的目标相对粘度，和按以下范围选择的目标转换气体流率以人工输入至监控计算机90。在全部纺丝点运行条件下，聚合物温度控制在280-290℃范围内，而吞吐量为每小时1700-2000磅(770-910kgm)。使四个控制器中的每一个设定点保持在以下列出的范围之内转换气体流率……0-6立方英尺/分(0-0.17立方米/分)补充气体流率……15-45立方英尺/分(0.4-1.3立方米/分)增湿器温度……30-45℃循环气体温度……155-190℃
由于在不违背本发明的范围和精神下，可以对上述实施例作出许多详细变型、变化和改变，因此需要说明以上的描述和附图应解释为仅作为例证性的而并无限制意义。
权利要求
1.一种用于对合成线性聚酰胺进行纺丝的方法，它包括将聚酰胺薄片循序渐进地通过第一和第二处理容器，使一种惰性加热气体循环通过第一处理容器中的聚酰胺薄片，使一种干燥的惰性气体以可变流率通过第二处理容器中的聚酰胺薄片，使一种补充气体流以可变含湿率加入至循环加热气体以控制该循环加热气体的含湿率，熔化聚酰胺薄片，确定熔化聚酰胺的相对粘度，根据所确定的熔化聚酰胺的相对粘度同时改变干燥惰性气体流率和补充气体的含水率，从而使熔化聚酰胺保持选定的相对粘度，以及将熔化聚酰胺挤压通过纺丝头以形成长纤维。
2.如权利要求1所述的一种方法，其特征在于确定相对粘度包括测量熔化聚合物的传送导管二端之间的差动压力，测量熔化聚合物的温度，确定熔化聚合物的吞吐量，以及根据所得的差动压力计算相对粘度，其中包括根据某一预定温度为聚合物温度的任何变化而对测得的差动压力进行补偿和根据某一预定吞吐量为吞吐量的任何变化而对测得的差动压力进行补偿。
3.如权利要求2所述的一种用于对合成线性聚酰胺进行纺丝的方法还包括根据干燥惰性气体流率高出或低于某一预定目标流率而改变补充气体的流率从而使干燥气体流率保持接近目标流率，以及根据干燥惰性气体与补充气体两者的流率高出或低于相应预定上限与下限而改变循环加热气体的温度从而使干燥惰性气体与补充气体的流率保持在有效范围之内。
4.如权利要求1所述的一种方法，其特征在于借助将补充气体流通过水浴并改变水浴的温度而改变补充气体的含水率。
5.如权利要求2所述的一种方法，其特征在于借助将补充气体流通过水浴并改变水浴的温度而改变补充气体的含水率。
6.如权利要求3所述的一种方法，其特征在于借助将补充气体流通过水浴并改变水浴的温度而改变补充气体的含水率。
7.如权利要求4所述的一种方法，其特征在于按照P-I-D算法应用所确定和选定的相对粘度及当时水温作为给算法的输入而改变水浴的温度。
8.如权利要求5所述的一种方法，其特征在于按照P-I-D算法应用所确定和选定的相对粘度及当时水温作为给算法的输入而改变水浴的温度。
9.如权利要求6所述的一种方法，其特征在于按照P-I-D算法应用所确定和选定的相对粘度及当时水温作为给算法的输入而改变水浴的温度。
10.一种用于对合成线性聚酰胺进行纺丝的设备，它包括供聚酰胺薄片通过其间用的第一和第二连续处理容器。用来使一种惰性加热气体循环通过第一处理容器中聚酰胺薄片的装置，用来使一种干燥的惰性气体以可变流率通过第二处理容器中聚酰胺薄片的装置，用来使一种补充气体流以可变含湿率加入至循环加热气体以控制该循环加热气体含湿率的装置，连接到第二处理容器上用来接收并熔化聚酰胺薄片的熔化器，用来确定熔化聚酰胺相对粘度的装置，根据所确定的熔化聚酰胺的相对粘度、用来同时改变干燥惰性气体流率和补充气体含水率从而使熔化聚酰胺保持所选定相对粘度的装置，以及用来接受来自熔化器的熔化聚酰胺以形成长纤维的纺丝头。
11.如权利要求10所述的一种设备，其特征在于用来确定相对粘度的装置包括一根传送导管，用来测量熔化聚合物的传送导管二端之间差动压力的装置，用来测量熔化聚合物温度的装置，用来确定熔化聚合物吞吐量的装置，以及根据所测得的差动压力用来计算相对粘度的装置，其中包括根据某一预定温度为聚合物温度的任何变化而用来对测得的差动压力进行补偿和根据某一预定吞吐量为吞吐量的任何变化而对测得的差动压力进行补偿的装置。
12.如权利要求11所述的一种用于对合成线性聚酰胺进行纺丝的设备还包括根据干燥惰性气体流率高出或低于某一预定目标流率而用来改变补充气体的流率从而使干燥气体流率保持接近目标流率的装置，以及根据干燥惰性气体与补充气体两者的流率高出或低于相应预定上限与下限而用来改变循环加热气体的温度从而使干燥惰性气体与补充气体的流率保持在有效范围之内的装置。
13.如权利要求10所述的一种设备，其特征在于用来改变补充气体含水率的装置包括一个水浴槽，用来使补充气体通过该水浴槽的装置，以及用来改变水浴槽温度的装置。
14.如权利要求11所述的一种设备，其特征在于用来改变补充气体含水率的装置包括一个水浴槽，用来使补充气体通过该水浴槽的装置，以及用来改变水浴槽温度的装置。
15.如权利要求12所述的一种设备，其特征在于用来改变补充气体含水率的装置包括一个水浴槽，用来使补充气体通过该水浴槽的装置，以及用来改变水浴槽温度的装置。
16.如权利要求13所述的一种设备，其特征在于用来改变水浴槽温度的装置包括应用P-I-D算法以所确定和选定的相对粘度及当时水温作为给算法的输入的计算机装置。
17.如权利要求14所述的一种设备，其特征在于用来改变水浴槽温度的装置包括应用P-I-D算法以所确定和选定的相对粘度及当时水温作为给算法的输入的计算机装置。
18.如权利要求15所述的一种设备，其特征在于用来改变水浴槽温度的装置包括应用P-I-D算法以所确定和选定的相对粘度及当时水温作为给算法的输入的计算机装置。
19.如权利要求10所述的一种设备，其特征在于熔化器包括一个双螺旋熔化器。
全文摘要
通过用连续的具有可变温度和含水率的第一种氮气流，以及第二种干燥但具有可变流率的氮气流对薄片聚酰胺进行处理来改进纺出的聚酰胺纤维丝性能的均匀性。通过测量传送导管两端之间的差动压来确定来自薄片熔化器的熔化聚酰胺的粘度。由自动控制装置用粘度量度控制第二气流的流率和加到第一气流中补充气流的含湿率、控制补充气流的流率使第二气流保持在限值之内，并控制第一气流的温度使补充和第二气流的流率保持在限值之内。
文档编号D01F6/60GK1045137SQ9010068
公开日1990年9月5日 申请日期1990年2月10日 优先权日1989年2月10日
发明者森达·模汉·劳, 理查德·佩克·代尔, 劳拉·A·墨菲 申请人:纳幕尔杜邦公司