专利名称：喷射组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷射组件，具体涉及通过一适当的溶剂从一纤维素溶液中纺出纤维素产品的组件。
例如采用在本发明中作为参考的美国专利4246221中描述的方法可以将纤维素溶解在叔胺氧化物中。一旦纤维素溶入该溶剂，将通常称为纺丝原液的该溶液通过喷丝头、经过气隙纺入一水槽，可以制成纤维素产品。在高温下(一般约100℃-110℃)对纤维素溶液进行处理并在加热状态下供应给喷丝头进行纺丝。
纤维素溶液很粘稠，并须加压到很高压力(一般为100至200巴)以供抽吸。采用这样高的压力意味着喷射组件对这种溶液进行纺丝实际工作压力为30-50巴(作为纺丝原液供给系统中压力降的结果)。当粘稠物较冷而更粘稠时，喷射组件开始时的工作压力甚至可以更高。因此，尤其是在组件较大、因而所受到的力较大的情况下，喷射组件的结构必须坚固。喷射组件必须能实际承受这些力。
在生产用作人造短纤维的纤维素时，经济上必需同时生产大量的纤维素长丝。而这不可避免地意味着喷丝组件必须相对大些，因而对纤维素加压所施加的力变得很大。从而必须采用能承受如此大力的喷射组件。
本发明提供一种从溶解于一溶剂的一纤维素溶液中垂直向下纺丝生产纤维素产品的喷射组件，所述喷射组件包括(i)一喷丝头，一般为长方形，其上端有一向外凸缘，所述喷丝头有至少带有一个喷丝孔的一中心平面区的一下端面，围绕中心平面区有一不包含喷丝孔的一下边缘区，
(ii)一上壳体，其上端有一开口，以便接收溶液状的纤维素供料；其下部有一环形夹紧面，(iii)一金属下壳体，其有一朝上的夹紧面，(iv)加热装置，用于加热金属下壳体，(v)用于将上下壳体可靠地夹紧在一起的装置，并使喷丝头对于上壳体密封，以及(vi)一隔热层，覆盖在下壳体以及至少喷丝头下边缘区域外部的一部分。
本发明还提供一种采用一胺基氧化物溶剂的纤维素溶液进行纺丝的喷射组件，所述喷射组件包括(i)一长方形喷丝头，它具有(a)一水平小孔板，(b)在所述水平小孔板中心区的多个喷丝孔，(c)围绕所述水平小孔板的一外部机架，(d)与所述外部框架一体的一向外延伸凸缘，(ii)加热装置，包括一金属加热件，(iii)多个机械夹紧装置，位于所述凸缘周围，(iv)隔热装置，至少对所述外部机架下侧和所述小孔板的某些部分进行隔热，但所述小孔板中心区的下表面不隔热。
所述加热装置最好包括一充满流体的加热管道，管道内通有蒸汽、热水或油。所述隔热材料方便地仅放在所述喷丝头三个侧面的下面。可通过螺栓将下壳体紧固到一支承加热介质用内部通道的支承件上。
以下参照附图介绍本发明的实施例，其中
图1为沿喷射组件短轴的横剖视图，图2为垂直于图1剖面的图1的局部剖面，图3为喷丝头的立体图，
图4为喷丝头和隔热环的仰视图。
图1所示为一喷射组件，该组件位于隔热罩1和机架2中。机架2与其钢支承结构隔热，并有一绕机架延伸的孔3，可将适当的加热介质如热水、蒸汽或油通过该孔来加热机架下端。由于通过喷射组件纺丝的纤维素溶液是以一升高的温度(一般为105℃)提供给喷射组件的，因此最好提供加热以把溶液保持在正确的温度，并提供隔热以把过分的热损失减至最少并避免伤害操作人员。
通过螺栓或双头螺栓4、5将上壳体6紧固到机架2。上壳体6形成一上分配室7，可供输入管8导入。输入管装有一O形密封圈9并带有一凸缘10。通过螺栓将一锁紧环11紧固到上壳体6的上端面12，夹住凸缘10，以握持上壳体的输入管。通过适当的螺栓或双头螺栓13、14将环11坚固到上壳体6上。
上壳体6的下部与下壳体20通过螺栓连接。采用一系列螺栓21、22将上、下壳体紧固在一起，其间有一环形垫片23将上下壳体分开一预定距离。
下壳体20有一朝内凸缘部24，该凸缘部有一向上的环形表面25。上壳体6有一向下的环形水平夹紧面26。
一个喷丝头、一个缓冲板和过滤器组件被夹紧在这两个面25、26之间。如图3的立体图所示，喷丝头在俯视图上为矩形，并有一帽形截面，包括有一垂直方向的周壁28和一与周壁一体的向外的凸缘部29。喷丝头包括许多小孔板30、31、32，其上有许多小孔，胺基氧化物的纤维素溶液33即通过这些小孔被纺或挤压成纤维长丝34。
凸缘29的上表面装有一垫片35。垫片35上面为一缓冲板36，缓冲板主要包括一小孔板，用于支承一过滤器元件37。过滤器元件37系由烧结金属形成，如果烧结金属孔隙尺寸很细，则过滤器两边的压降在使用时会使过滤器破裂。因此在使用时用缓冲板36支承过滤器。过滤器两边的一对垫片38、39将缓冲板和过滤器组件定位在下壳体的向上表面25与上壳体的向下表面26之间。通过螺栓21、22夹紧该组件，并使喷丝头、缓冲板和过滤器保持在适当位置。
位于下壳体20底下的是一隔热环40，其平面形状一般为长方形。隔热环围绕伸出下壳体20的下端面41的壁28的整个外圆周。在喷丝头的一长侧面上装有隔热环40在周壁28的长壁部43下面延伸的并连为一体的延伸部42。在周壁28的另一长壁部43A并无连为一体的延伸部42，但隔热环40该部分的下表面44与喷丝头周壁28的底面46在同一平面。
由图2显见，隔热环40系通过螺栓(未图示)紧固到下壳体20的下侧面，它在朝喷丝头周壁28短边部份52、53的下端面方向延伸有两个连为一体的延伸部50、51。
图3所示为装在喷射组件上的喷丝头的立体图。喷丝头60通常有一与壁28一体的外凸缘29。由图3的立体图可清楚地看到喷丝头的长方形特点。喷丝头的短轴剖面如图1所示，长轴剖面如图2所示。有六块小孔板61被焊在喷丝头底部，其中三块板30、31、32在图1的剖视图中可以看到。这些板包含有一些孔，纤维素溶液通过这些孔而被挤出。喷丝头有在一个平面向的一底侧面，能承受热的胺基氧化物纤维素溶液进行纺丝时的很高的挤出压力。
图4为喷丝头的俯视图，表示隔热环40的定位。可以看到隔热层一般由树脂浸渍纸材料如Tufnol(商标)形成，并在喷丝头的三面延伸在周壁28底部的下面。这样，从下面来看，在周壁28的下部侧面62、63和64上覆有隔热层的延伸部分，如图1和2中的隔热层42、50和51所示。但在第四个侧面65、喷丝头60的周壁28的下部66并不隔热，因此是暴露的。所以，隔热环是有效地围绕喷丝头并在三个侧面喷丝头周壁下面延伸。
注意，缓冲板36具有锥孔67，这些锥孔可增强粘性的纤维素溶液通过喷射组件的流动；缓冲板还为过滤器元件37提供良好的支承。而缓冲板36则通过内撑件或翼梁68、69、70的上缘支承。可以将内撑件或翼梁的上缘从其中心线偏置以使每个小孔板上方的进入面积相等。
壳体端面25、26和/或缓冲板36上可加上小凹槽，如凹槽80(见图2)，以在通过螺栓将上下壳体紧固在一起时使垫片挤入凹槽而加强密封效果。可在上下壳体之间装一O形圈84，其作用是在上下壳体间和缓冲板与过滤器组件间的主密封万一失效的情况下作为第二密封。
因此，本发明的喷射组件可处理高粘性高压力的纤维素溶液，其中过滤器上游溶液压力一般可在50-200巴范围，而喷射面处的压力则一般可在20-100巴范围。过滤器本身在纺丝时产生一相当数量的压力降。
本发明的喷射组件并提供一合适的热通路，从而使喷射组件中纺丝原液温度可以维持在接近用于挤压的理想纺丝温度。下壳体20通过其面上的环形端面25与喷丝头的接触牢固可靠。螺栓或定位螺丝21、22确保接触的牢固可靠。同样，螺栓4、5确实地保证将下壳体20通过其外凸缘部82上的朝下的端面81紧固到机架2上。端面81与机架2的朝上的端面83可靠接触。
通过在对准端面83的下面装设一加热管3形式的加热元件，热量从孔3中的加热介质到喷丝头有一条直接流动通路。可以看到，热量可以通过上述用定位螺丝4、5保持可靠接触的端面83、81流动，再通过下壳体20经端面25和凸缘29进入喷丝头壁28。
图中所示类型的喷射组件一般是在室温车间装配的。因此一般是在室温下通过拧紧螺丝21、22把上下壳体、喷丝头、缓冲板和过滤板组件紧固起来。为使螺丝头能被插入下壳体20，周壁28与下壳体20的内孔间须有足够的间隙，以便喷丝头插入及拔出。同时，喷射组件使用时一般加热到100℃。加热和内部压力的组合意味着喷射组件存在着不规则膨胀。而所有这些意味着不可能依靠从下壳体的下部直接地将热量侧向水平地传送到周壁28侧面。
类似的限制适用于把热量从机架2上已加热下部直接地水平传递到壳体20的外侧壁的情况。但通过提供面对面可靠夹紧面如81、83，而为热量从孔3内介质向喷丝头传递提供了可靠的传递路径。任何合适的加热介质如热水、蒸汽或加热油均可通过孔3。
从人身安全观点来说，下部隔热环40并不需要，但它却保证了从热纤维素溶液本身来的热量从孔3进入喷射组件，而不是通过下壳体的下端面逸散。
喷射组件的零件应采用能承受通过它的任何溶剂溶液的材料制造。因此，例如喷咀可用不锈钢制造，壳体可用不锈钢或适当的铸铁制造。而垫片则可采用聚四氟乙烯成形。
权利要求
1.溶解于一溶剂中的一纤维素溶液垂直向下纺丝生产纤维素产品的一喷射组件，其特征在于，包括(i)一喷丝头，一般为长方形，其上端有一向外凸缘(29)，所述喷丝头有至少带有一个喷丝孔的一中心平面区的一下端面，围绕中心平面区有一不包含喷丝孔的下边缘区，(ii)一上壳体(6)，其上端有一开口，用于接收纤维素溶液的供应，其下部有一环形夹紧面，(iii)一金属下壳体(20)，其有一朝上的夹紧面，(iv)加热装置(3)，用于加热金属下壳体(20)，(v)用于将上下壳体可靠地夹紧在一起为装置(21，22)，并使喷丝头对于上壳体密封，以及(vi)一隔热层(40)，包覆在下壳体(20)及至少喷丝头下圆周区域外部的一部分。
2.溶解于一溶剂中的一纤维素溶液垂直向下纺丝生产纤维素纤维的一喷射组件，其特征在于，包括(i)一长方形喷丝头，它包括一垂直外壁，在外壁上端有一向外延伸的凸缘(29)；(a)所述外壁界定了一内部空间，(b)至少一个垂直内撑件(68-70)在所述内部空间内界定了多个通过喷丝头的垂直延伸小孔，(c)焊在每个小孔底部的多个小孔板(30-32)，所述小孔板每个都有多个贯穿的喷丝孔，所述小孔板每个都在其整个周边被焊接，(d)所述小孔板、所述至少一个内撑件和所述外壁的下端面位于同一水平面，(ii)一下壳体(20)，具有一位于所述喷丝头的所述朝外凸缘(29)下面的部分，(iii)一上壳体(6)，界定了用于纤维素溶液进入喷丝头通路的一腔室，所述上壳体具有一朝下的环形夹紧面，(iv)一过滤器支承(36)，延伸通过喷丝头顶部，并具有多个通孔，用作纤维素溶液从上壳体腔进入喷丝头的通路，(v)一过滤器(37)，系位于过滤器支承(36)上面，并由过滤器支承(36)支承，(vi)过滤器支承与喷丝头外上端面间的环形垫片密封装置(35)，(vii)夹紧装置(21，22)，用于将上下壳体(6、20)以及喷丝头凸缘和过滤器夹紧，(viii)加热装置(3)，用于通过向外凸缘向喷丝头侧壁供热，(ix)围绕喷丝头下部至少一长边和两短边的隔热材料层(40)，它至少在下壳体部分下端面和由机架形成的喷丝头部分下端面延伸。
3.溶解于一胺基氧化物溶剂的一纤维素溶液进行纺丝的一喷射组件，其特征在于，包括(i)一长方形喷丝头，它具有(a)一水平下端面，(b)在所述水平下端面的多个喷丝孔，(c)围绕所述下端面周边的朝上的金属壁(28)，(d)所述朝上壁界定的一内腔，用作所述溶液通过的通道，(e)在所述朝上的壁的上端处，一向外延伸凸缘(29)。(ii)将所述溶液供给所述喷丝头的一供料线，(iii)一上壳体(6)，使所述供料线与所述喷丝头相互连接，(iv)用于将所述喷丝头和所述上壳体相互连接的装置，(v)至少围绕所述喷丝头某些部分的隔热材料(40)，它至少在所述喷丝头下边缘和下端面处的局部进行隔热，(vi)用于喷丝头的加热装置(3)，所述加热装置通过一下壳体(20)加热喷丝头，下壳体与所述上壳体通过螺栓紧固，并将其间的所述喷丝头夹紧。
4.如权利要求1、2或3所述的一喷射组件，其特征在于，加热装置包括一充满流体的加热导管(3)。
5.如权利要求4所述的一喷射组件，其特征在于，所述流体为蒸汽、热水或油。
6.如权利要求3所述的喷射组件，其特征在于，隔热材料(40)仅位于所述喷丝头三个侧面下面。
7.如权利要求1或2所述的一喷射组件，其特征在于，所述下壳体(20)通过螺栓与一支承件紧固，所述支承件包含有一加热介质用的一内部通道。
8.溶解于一胺基氧化物溶剂的一纤维素溶液进行纺丝的一喷射组件，其特征在于，包括(i)一长方形喷丝头，具有(a)一水平小孔板，(b)在所述水平小孔板中央区的多个喷丝孔，(c)围绕所述水平小孔板的一外部机架，(d)与所述外部机架成为一体的一向外延伸凸缘，(ii)包括有一金属加热件的加热装置，(iii)位于所述凸缘周围的多个机械夹紧装置，(iv)至少将所述外部机架下侧面的某些部分和所述小孔板隔热的隔热装置，所述小孔板中央区下端面无所述隔热装置。
9.如权利要求8所述的一喷射组件，其特征在于，机械夹紧装置包括螺栓。
全文摘要
用溶解于一有机溶剂的一纤维素溶液进行纺丝的一喷射组件，其中壳体上装有一长方形喷丝头，下部装有一隔热层，并装有外围加热导管以使组件内温差减至最小。
文档编号D01D4/00GK1124041SQ9419215
公开日1996年6月5日 申请日期1994年5月20日 优先权日1993年5月24日
发明者P·A·怀特, M·R·佩里, M·C·奎格里, M·J·海赫斯特, A·塞拉斯, A·欧文斯, J·F·麦克唐纳, R·德雷珀 申请人:考脱沃兹纤维(控股)有限公司