一种喷射式沉析装置的制作方法

本发明属于造纸机械领域，尤其涉及一种合成纤维纸浆的沉析装置。

背景技术：

芳族聚噁二唑(aromaticpolyoxadiazole,pod)具有芳香环和噁二唑环交替排列的分子结构，是一种具备优良热稳定性、化学稳定性和电绝缘性的耐高温芳杂环聚合物材料。芳族聚噁二唑可制成纤维，芳族聚噁二唑的耐温等级为250℃，在300℃下也可短时间使用，瞬间耐温可达400℃，因此芳族聚噁二唑纤维及由其制得的织物已被应用于制造耐高温材料。沉析纤维(又称为线条体或浆粕)是一种薄膜状的纤维材料，厚度为一至几个微米，长度从几十微米到数毫米不等。在造纸行业和生物医学领域具有重要的应用价值。

芳族聚噁二唑纤维作为高性能合成纤维，具有良好的耐高温性能、电绝缘性能和物理机械性能，能够满足航空航天、交通、能源等行业对特种纸的各种要求，具有较好的经济和社会效应。而沉析纤维是制造特种纸关键原料，沉析纤维是利用合成树脂在凝固液中会凝固析出的原理，合成树脂与凝固液经过充分混合后凝固产生的絮状沉淀物，在高速剪切力的作用下形成纤维状物质。要制备出高比面积、结构尺寸均匀、分散性极好的沉析纤维，沉析设备是关键。而目前国内的特种纤维沉析设备的技术仍不十分成熟，主要采用旋转式或磨盘式，利用高速旋转的机构使液体产生旋转剪切力，通过这种剪切力使纤维原纤化。这些形式的设备制造加工复杂、精度要求很高，含有机溶剂或酸碱的合成树脂及凝固液与设备各部件直接接触，造成设备容易腐蚀，其零部件寿命普遍较短，所制得的沉析纤维不能很好地满足造纸的需要而且制造生产成本较高。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种喷射式沉析装置，用于特种纤维纸浆生产，以喷射直线剪切力代替旋转剪切力，通过喷射流速及角度的优化使纤维原纤化，从而达到提高沉析纤维质量的目的。另外合成树脂和与沉析设备的关键部件不直接接触，与凝固浴接触的部分也普通塑料，耐酸碱腐蚀，且成本低廉，极大地提高了设备使用寿命和降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种喷射式沉析装置，其特点是该装置包括底座、循环泵、水箱和喷射器；所述水箱与循环泵设于底座上，所述喷射器设于水箱上方；所述水箱内设沉析纤维腔和凝固液腔，所述沉析纤维腔和凝固液腔之间设过滤装置；所述喷射器包括扩压管，所述扩压管包括渐缩的入口段、喷嘴和渐扩的出口段，所述渐缩的入口段为进液口，渐缩的入口段靠近喷嘴位置设树脂入口，树脂入口外设树脂管接头，所述渐扩的出口段为出液口；所述扩压管的中心线水平设置，树脂入口的中心线与扩压管的中心线夹角小于90°；所述循环泵的进口与水箱凝固液腔连接，循环泵的出口与进液口、出液口与沉析纤维腔通过输送管连接。

进一步的，所述树脂入口的内孔孔径为0.1-1mm，根据目标纤维尺寸确定；树脂入口的内孔材质为聚丙烯或不锈钢；所述树脂管接头采用不锈钢螺纹联接。

进一步的，所述树脂入口的中心线和扩压管的中心线的夹角为30-45°。

进一步的，所述渐缩的入口段的进液口连接小孔径直管，直管与输送管一体设计，出液口的孔径大于直管的孔径，所述扩压管的材质为改性聚丙烯。

进一步的，所述出液口的孔径为直管的孔径的1.5倍。

进一步的，所述喷射器与水箱通过支撑条固定连接，起到稳固喷射器的作用，以减少设备的震动，提高设备的整体稳定性。

进一步的，所述水箱的材质为改性聚丙烯，改性聚丙烯具有良好抗冲击性、尺寸稳定性及耐酸碱性能。

进一步的，沉析纤维腔底部设有排液口，便于含有沉析纤维的液体排出。

进一步的，所述过滤装置可拆卸地垂直设于水箱底板上，与水箱顶部预留空隙做为溢流通道，所述过滤装置上满布过滤孔；水箱内液位高度不高于过滤挡板高度，根据不同合成树脂的凝固特性，水箱中装载的凝固液为稀酸、稀碱或有机溶剂。

进一步的，所述过滤孔的直径为0.5-2mm。

进一步的，所述过滤孔的直径为1mm，能够有效地将一定体积的沉析纤维阻挡在沉析纤维腔内而凝固液通过过滤孔进入凝固液腔，便于拆卸清理过滤孔。

进一步的，所述循环泵的功率为1.5-7.5kw，为凝固液循环提供足够的动力；选用聚四氟乙烯作为内部结构材质，聚四氟乙烯具有优良的抗腐蚀性能。

喷射式沉析装置的工作原理为，合成树脂在一定压力下通过树脂接头进入树脂入口，循环泵开启将水箱中的凝固液以一定的流速与压力输送至喷射器，水流经喷嘴时，截面积急剧变小，流速加大，在喷嘴口扩压管产生真空，一定流量合成树脂通过树脂入口的内孔被吸入喷射器，在高速水流的混合剪切力下，合成树脂迅速沿剪切力的作用方向排列并凝固成型，形成一定长度及一定直径的絮状纤维浆料，即沉析纤维；含有沉析纤维在凝固液进入沉析纤维腔。沉析纤维在过滤装置的作用下被截留在沉析纤维腔内，凝固液被循环泵循环使用，沉析纤维的含量达到一定浓度时，通过排液口排出。

与现有技术相比，本发明的优点是以喷射直线剪切力代替旋转剪切力，通过喷射流速及角度的优化使纤维原纤化，从而达到提高沉析纤维质量的目的；另外合成树脂和与沉析设备的关键部件不直接接触，与凝固浴接触的部分使用普通塑料，耐酸碱腐蚀，且成本低廉，极大地提高了设备使用寿命，降低生产成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的喷射式沉析设备的结构示意图。

图2是本发明的喷射器的结构示意图。

图中：1-底座2-循环泵3-水箱4-喷射器5-沉析纤维腔6-凝固液腔7-过滤装置8-渐缩的入口段9-喷嘴10-渐扩的出口段11-树脂入口12-输送管13-直管14-支撑条15-排液口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，一种喷射式沉析装置，其特点是该装置包括底座1、循环泵2、水箱3和喷射器4；水箱3与循环泵2设于底座1上，喷射器4设于水箱3上方；水箱3内设沉析纤维腔5和凝固液腔6，沉析纤维腔5和凝固液腔6之间设过滤装置7；喷射器4包括扩压管，扩压管包括渐缩的入口段8、喷嘴9和渐扩的出口段10，渐缩的入口段8为进液口，渐缩的入口段8靠近喷嘴9位置设树脂入口11，树脂入口11外设树脂管接头，渐扩的出口段10为出液口；所述扩压管的中心线水平设置，树脂入口11的中心线与扩压管的中心线夹角小于90°；循环泵2的进口与水箱凝固液腔6连接，循环泵2的出口与进液口、出液口与沉析纤维腔5通过输送管12连接。

树脂入口11的内孔孔径为0.1-1mm，根据目标纤维尺寸确定；树脂入口11的内孔材质为聚丙烯或不锈钢；树脂管接头采用不锈钢螺纹联接。

树脂入口11的中心线和扩压管的中心线的夹角为30-45°。

渐缩的入口段8的进液口连接小孔径直管13，直管13与输送管12一体设计，出液口的孔径大于直管13的孔径，扩压管的材质为改性聚丙烯。

出液口的孔径为直管13的孔径的1.5倍。

喷射器4与水箱3通过支撑条14固定连接，起到稳固喷射器4的作用，以减少设备的震动，提高设备的整体稳定性。

水箱3的材质为改性聚丙烯，改性聚丙烯具有良好抗冲击性、尺寸稳定性及耐酸碱性能。

沉析纤维腔5底部设有排液口15，便于含有沉析纤维的液体排出。

过滤装置7可拆卸地垂直设于水箱3底板上，与水箱3顶部预留空隙做为溢流通道，过滤装置上满布过滤孔；水箱3内液位高度不高于过滤挡板高度，根据不同合成树脂的凝固特性，水箱中装载的凝固液为稀酸、稀碱或有机溶剂。

过滤孔的直径为0.5-2mm。

过滤孔的直径为1mm，能够有效地将一定体积的沉析纤维阻挡在沉析纤维腔5内而凝固液通过过滤孔进入凝固液腔6，便于拆卸清理过滤孔。

循环泵2的功率为1.5-7.5kw，为凝固液循环提供足够的动力；选用聚四氟乙烯作为内部结构材质，聚四氟乙烯具有优良的抗腐蚀性能。

喷射式沉析装置的工作原理为，合成树脂在一定压力下通过树脂接头进入树脂入口11，循环泵2开启将水箱3中的凝固液以一定的流速与压力输送至喷射器4，水流经喷嘴9时，截面积急剧变小，流速加大，在喷嘴9口扩压管产生真空，一定流量合成树脂通过树脂入口11的内孔被吸入喷射器4，在高速水流的混合剪切力下，合成树脂迅速沿剪切力的作用方向排列并凝固成型，形成一定长度及一定直径的絮状纤维浆料，即沉析纤维；含有沉析纤维在凝固液进入沉析纤维腔5。沉析纤维在过滤装置7的作用下被截留在沉析纤维腔5内，凝固液被循环泵循环使用，沉析纤维的含量达到一定浓度时，通过排液口15排出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属性本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。