本发明涉及化纤设备领域，尤其是涉及一种牵伸/干燥丝用装置，集成多辊牵伸机和牵伸热箱的功能。
背景技术：
在化学纤维的生产过程中，丝的牵伸和干燥是非常重要的环节，比如熔融纺的涤纶、丙纶，有相应的牵伸工艺和设备；而溶液纺的腈纶、粘胶纤维，不仅需要牵伸，而且还涉及到干燥。相对于常规纤维，高性能纤维的牵伸和干燥对牵伸和干燥设备的要求更为苛刻，比如高性能聚乙烯纤维，在干燥环节需要停留时间长、设备密闭、风量小，以便干燥完全、含溶剂气体不外泄、回收效率高；在牵伸过程中需要牵伸机转速平稳、精确，牵伸热箱温度均匀、稳定。为实现上述工艺需要，该领域专业人员进行大量的研究，成功开发出各种具有特点的设备，并在实践生产中得到应用。比如在粘胶纤维生产过程中所使用的干燥设备，为一对相互之间有一定夹角排列的、直径较大、较长的圆柱形热辊，当这对热辊转动时，丝可以在其上呈螺旋形行走数圈被干燥。这种设备主要适用于含水丝的干燥，干燥所产生的水蒸汽不会对环境产生有害影响；如果丝中含有有机液体，则需要对设备提出密闭要求，该种设备无法满足需要。在专利CN20098533Y中公开了一种竖行干燥箱，利用加长导丝辊之间距离，增大丝束的行程，利用大风量的热风对丝进行干燥。虽然该类设备有效解决了热箱内部温度不均匀的问题，可是使用大风量的热空气加热，将会导致溶剂蒸气的浓度偏低，不利于后道的分离和回收，而且当该设备进一步增加导丝辊数量后，设备尺寸将增大，将导致风的均匀分配受到影响。在专利CN101135535A中公开了一种热风干燥箱，通过延长导丝辊之间距离，增大丝束行程，不过该发明使用了2台电机拖动上下2排导丝辊，存在导丝辊速度偏差的问题，而且该热箱仍是采用大风量的热风对丝进行干燥，不利于溶剂的回收，存在与前述发明相同的问题。以上是关于目前纤维干燥设备的大致介绍，下面再简要说明牵伸设备。在涤纶生产中使用最为普遍的是用若干对热辊实现牵伸，速度最高可达到数千米/分钟，该种设备适用于形变速率较快，且牵伸张力较低的高分子材料，比如涤纶POY长丝、丙纶、锦纶等常规化纤的牵伸，而短纤维和高强丝的牵伸需要使用多辊牵伸机和牵伸热箱配合使用。比如在专利CN101144199A和专利CN201077870Y中各公开了一种高模高强聚乙烯纤维双风道牵伸热箱，使用热空气作为热媒，使用风机通过强对流直接将丝加热。这类设备在设计时必须考虑到风的均匀分布，才能保证温度的均匀，同时还需要考虑到空气热焓很低的缺陷，因此这类设备结构复杂，而且必须和牵伸机配合使用，比如七辊牵伸机。在专利CN200710133409.0，CN200720042564.7，CN200420049661.5中均公开了一种七（五）辊牵伸机，从各种结构设计上保证其转动的平稳和精确，其使用原理是通过多个平行牵伸辊增加对丝束的摩擦力，保证丝束在牵伸时不产生滑动。上述牵伸设备在使用时，均是在牵伸热箱前后各配置至少一台牵伸机，利用牵伸机的速度差，实现对丝束的牵伸。这类热箱及牵伸机的使用原理均未改变，仅是在设计和加工水平上进行了改进，如果在工艺上需要多道牵伸，则丝束在进入下一道牵伸时不可避免的被冷却，然后再进入热箱被加热，不仅造成热损失，而且对牵伸不利。尤其值得一提的是，在专利CN100379914C中公开了一种高温拉伸纤维的烘箱，其与前述的干燥热箱最大的区别在与烘箱内的导丝辊均为独立驱动，从而可实现在对丝束干燥时可以牵伸。不过该热箱仍使用大风量热风加热，在温度均匀性以及对丝束稳定牵伸均会产生影响。鉴于此提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种牵伸/干燥丝用装置，巧妙地将化纤领域的多辊牵伸机与牵伸热箱结合为一体，降低了设备造价和占地面积，使用液体热媒，克服了热风循环牵伸箱存在的热焓低的缺陷，不仅温度均匀、稳定，而且降低了风对丝束的干扰，在干燥丝束时可大幅提高蒸气浓度，提高了牵伸/干燥效率和效果，有效降低了回收负荷和能耗，可根据工艺需要，本发明可用于丝的牵伸，亦可用于丝的干燥，可以在干燥的过程中实现丝的牵伸，而且本发明中可将多台组合使用。为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：一种牵伸/干燥丝用装置，该装置包括至少一对相匹配的用于干燥丝束的热板，和设置在相匹配的热板的间隔处的多个独立驱动的用于牵伸丝束的牵伸辊。所述牵伸辊为圆柱形结构，分上下两排，两排牵伸辊平行交错排布，同一排牵伸辊中相邻两个牵伸辊的中心距大于等于2倍辊径，优选2倍辊径；所述一对热板分为上下各一个，每个上均设置有矩形齿，上下热板上的矩形齿相互交错啮合，齿中心距与牵伸辊中心距相同。所述的热板为中空的矩齿形结构，其上一端设置有供热媒进入的热媒进口，另一端设置有供热媒排出的热媒出口，两热板的矩形齿啮合，啮合后的两矩形齿之间留有供丝束通过的通道。所述的热板内部为与外表面形状相同的空腔，空腔内每个齿根中心线位置均设有导流板，导流板为长方形，与齿面平行，其宽度与热板厚度相同，优选导流板的长度比热板高度小20mm～500mm之间，再优选导流板的长度比热板高度小50mm～200mm。所述的同一热板相邻两齿槽的中心线与另一块热板的齿中心线重合，上下两热板相邻两齿面之间距离在5mm～100mm之间，优选在10mm～50mm之间。所述的热板的齿槽和矩形齿顶部的间隔处设置有牵伸辊，且每个牵伸辊中心点在同一热板两齿间隙中心线上，其上表面与其中一热板齿根距离为5mm～100mm之间，优选在10mm～50mm之间，其下表面与另外一热板齿端面距离为5mm～500mm之间，优选在50mm～300mm之间。该装置上设置有供丝束进入的丝束进口和供丝束排出的丝束出口，装置内部距丝束进口500mm、和丝束出口500mm位置之间的区域内各点温差可控制在2.0℃以内，每个点的温度波动可控制在±1.0℃，优选每个点的温度波动可控制在±0.1℃。所述该装置丝束进口和丝束出口位置周围设有进气口，该装置中部设有吸气口。所述的热媒为液体热媒，所述热媒在热板空腔中停留时间小于等于5min，优选小于等于2min，再优选小于等于45s。该装置外部设有保温隔热层。采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：巧妙地将化纤领域的多辊牵伸机与牵伸热箱结合为一体，降低了设备造价和占地面积，使用液体热媒，克服了热风循 环牵伸箱存在的热焓低的缺陷，不仅温度均匀、稳定，而且降低了风对丝束的干扰，在干燥丝束时可大幅提高蒸气浓度，提高了牵伸/干燥效率和效果，有效降低了回收负荷和能耗，可根据工艺需要，本发明可用于丝的牵伸，亦可用于丝的干燥，可以在干燥的过程中实现丝的牵伸，而且本发明中可将多台组合使用。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明图1：本发明牵伸/干燥丝用装置结构示意图其中：1、牵伸辊，2、上热板，3、下热板，4、上热板热媒进口，5、上热板热媒出口，6、下热板进口，7、下热板出口，8、导流板，9、进气口，10、吸气口，11、丝束，12、丝束进口，13、丝束出口，14、通道。具体实施方式如图1所示，本发明所述一种牵伸/干燥丝用装置，该装置包括至少一对相匹配的用于干燥丝束的上热板2和下热板3，和设置在相匹配的热板的间隔处的多个独立驱动的用于牵伸丝束的牵伸辊1。所述牵伸辊1为圆柱形结构，分上下两排，两排牵伸辊平行交错排布，同一排牵伸辊1中相邻两个牵伸辊1的中心距大于等于2倍辊径，优选2倍辊径；所述一对热板分为上下各一个，每个上均设置有矩形齿，每个热板上的矩形齿相互交错啮合，齿中心距与牵伸辊1中心距相同。所述的上热板2和下热板3均为中空的矩齿形结构，其上一端设置有供热媒进入的热媒进口，另一端设置有供热媒排出的热媒出口，两热板的矩形齿啮合，啮合后的两矩形齿之间留有供丝束11通过的通道14。所述的热板内部为与外表面形状相同的空腔，空腔内每个齿根中心线位置均设有导流板8，保证热媒在热板内部流动时不产生死区，导流板8为长方形，与齿面平行，其宽度与热板厚度相同，优选导流板的长度比热板高度小20mm～500mm之间，再优选导流板8的长度比热板高度小50mm～200mm。所述的同一热板相邻两齿槽的中心线与另一块热板的齿中心线重合，上下两热板相邻两齿面之间距离在5mm～100mm之间，优选在10mm～50mm之间。所述的热板的齿槽和矩形齿顶部的间隔处设置有牵伸辊1，且每个牵伸辊1中心点在同一热板两齿间隙中心线上，其上表面与其中一热板齿根距离为5mm～100mm之间，优选在10mm～50mm之间，其下表面与另外一热板齿端面距离为5mm～500mm之间，优选在50mm～300mm之间。热板的宽度等于或略大于牵伸辊的长度，一般不大过500mm，优选不大过200mm。该装置上设置有供丝束11进入的丝束进口12和供丝束11排出的丝束出口13，装置内部距丝束进口12的500mm、和丝束出口13的500mm位置之间的区域内各点温差可控制在2.0℃以内，每个点的温度波动可控制在±1.0℃，优选每个点的温度波动可控制在±0.1℃。所述该装置丝束进口12和丝束出口13位置周围设有进气口9，该装置中部设有吸气口10。工作时，热风从进气口进入该装置，从吸气口被抽出，既可以进一步减小装置内部温差，又可以增强抗外部环境干扰的能力，还可以将丝束牵伸/干燥过程中产生的挥发性物质带走，避免其在装置内部聚集。所述的热媒为液体热媒，为减小内部温差，必须要求热媒在热板内部快速流动，所述热媒在热板空腔中停留时间小于等于5min，优选小于等于2min，再优选小于等于45s。该装置外部设有保温隔热层。增加安全性，减少热量损失，降低能耗。使用时，丝束11依次经过上排第一个牵伸辊、通道14、下排第一个牵伸辊、通道14、上排第二个牵伸辊、通道14、下排第二个牵伸辊，以此类推，最后从上排最后一个牵伸辊出，通道14为丝束的受热区域，上下热板的空腔内有液体热媒，通过热辐射将热量辐射到通道14中，从而加热通道14中的丝束11。本发明中可将多台上述装置组合使用。上一台装置的丝束出口和下一台丝束装置的丝束进口相连，从而延长牵伸行程和干燥行程。实施例一如图1所示，本实例共设计21个独立驱动的牵伸辊1，为上下两排平行相错排布，其中上排11个，下排10个，辊长280mm，辊径200mm，同一排相邻2个牵伸辊中心距为400mm，下排牵伸辊与上排牵伸辊相错200mm，上下两排牵伸辊中心高度相距1500mm，入丝口设在上排第一个牵伸辊处，丝束出口设在上排最后一个牵伸辊处。热板分为上下两块，均为矩齿形，上热板齿向下，下热板齿向上，相互交错齿合。 其中，上热板共有10个矩形齿，下热板共有11个矩形齿。热板高1450mm，厚330mm，齿根高200mm，齿长1250mm，齿宽150mm，齿中心距为400mm。上热板2齿根距上排牵伸辊1上表面50mm，齿端面距下排牵伸辊1上表面300mm，下热板3齿根距下排牵伸辊1下表面50mm，齿端面距上排牵伸辊1下表面300mm。热板内部为矩齿形空腔，与热板外表面形状相同，在空腔内部每个齿根中心线位置设有矩形的导流板8。导流板8宽度为330m，与热板内腔宽度相同，长度为1350mm，比热板高度小100mm。上热板2在丝束进口12附近设有上热板热媒进口4，在丝束出口13处设有上热板热媒出口5。在该装置丝束进口12、丝束出口13附近设有进气口9，上面中部设有吸气口10，外部设有60mm厚保温层。经测试，分别往上下热板中通入流量为60m3/h、温度为120±0.2℃的热媒，检测各个点温度波动为±0.2℃，有效范围内最大温差为1.8℃。在使用时，丝束依次经过上排第一个牵伸辊、下排第一个牵伸辊、上排第二个牵伸辊、下排第二个牵伸辊，以此类推，最后从上排最后一个牵伸辊出，可实现20道牵伸，总行程可达36280mm。以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。