一种POY到DTY制备用冷却定型装置及其冷却方法与流程

一种poy到dty制备用冷却定型装置及其冷却方法
技术领域
1.本发明涉及化纤丝制备装置技术领域，尤其是一种poy到dty制备用冷却定型装置及其冷却方法。


背景技术：

2.poy指经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和拉伸丝之间的未完全拉伸的化纤丝。dty是由poy通过加弹机假捻而形成的，加弹机是由拉伸变形区、定型区、卷绕区所组成的。整个流程是：原丝架
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切丝器
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第一罗拉
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生头杆导丝器
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第一加热箱
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冷却装置
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假捻器
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张力器
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第二罗拉
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网络喷嘴
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第二罗拉
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第二加热箱
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第三罗拉
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探丝器
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上油轮
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卷绕成型装置，在第一加热箱加热拉丝后通过冷却装置进行快速冷却便于其快速定型。
3.中国专利公开号为cn208532979u，授权公告日为2018年9月27日，一种化纤丝冷却装置，包括筒身，所述筒身的内部设置有水冷腔、化纤丝腔和风冷腔，所述化纤丝腔位于水冷腔与风冷腔之间，所述风冷腔的内部底部通过螺栓固定连接有电机，所述电机的一端通过转轴转动连接有风筒，所述风筒的一侧外壁上安装有第一风嘴，且风筒上远离电机的一侧外壁上安装有轴套，所述轴套的外壁套设有轴承，所述轴承的外壁套设有固定管，一方面通过双面冷却更加有效地将化纤丝快速冷却，提高冷却效率的同时保证了化纤丝冷却的均匀性，另一方面通过高速旋转的风筒可以有效地将化纤丝上的水分吹走，避免水分的残留，减少后续化纤丝干燥的时间，提高化纤丝的加工效率。
4.上述中的现有技术方案存在以下缺陷：通过喷洒冷却水在化纤丝的表面使其得到快速降温，化纤丝表面的热量直接与冷却水进行换热，造成化纤丝上热量资源的浪费，所以我们提出了一种poy到dty制备用冷却定型装置及其冷却方法，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种poy到dty制备用冷却定型装置及其冷却方法，以解决上述背景技术中提出通过喷洒冷却水在化纤丝的表面使其得到快速降温，化纤丝表面的热量直接与冷却水进行换热，造成化纤丝上热量资源的浪费的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种poy到dty制备用冷却定型装置，包括引导架和化纤丝，所述引导架的一侧设置有吸热箱，所述吸热箱的另一侧设置有冷却箱，所述冷却箱上方的一侧设置有蒸气换能箱，所述吸热箱上端的内部设置有吸热槽，所述吸热槽的内部设置有吸热机构，所述吸热机构的四周环形设置有六个吸热滚动机构，所述吸热滚动机构的两端设置有吸热滚动机构支撑块，相邻所述吸热滚动机构支撑块之间通过吸热滚动机构固定架固定连接，所述吸热滚动机构的中间位置处滚动设置有多个吸热固定块，相邻吸热固定块之间通过转轴转动连接，所述吸热固定块的两侧均设置有传动链条，所述传动链条的上端设置有冷却水箱，所述传动链条的下端设置有吸热水箱，且吸热水箱的
下端面为圆弧状并与化纤丝的表面相贴合，所述冷却水箱与吸热水箱之间均设置有吸热半导体制冷片。
7.优选的，所述引导架上下并列转动设置有两个导向辊，且化纤丝位于两个导向辊之间，所述化纤丝与导向辊相贴合。
8.优选的，所述冷却箱上端的两侧对称设置有化纤丝槽，所述冷却箱上端的内部设置有冷却槽，所述冷却槽的下方设置有水箱，所述冷却槽内部的一侧设置有喷雾机构，且喷雾机构位于蒸气换能箱的下方，所述喷雾机构靠近冷却槽内壁的一端等距设置多个分水管，且分水管为弧状，所述分水管远离冷却槽内壁的一端等距设置有十一个冷却压力阀，且冷却压力阀的排放压力由喷雾机构的中间位置处向上下两边逐渐递增，所述冷却压力阀的一侧密封连接有雾化喷头，所述冷却箱的前后两端对称设置有三组进气槽，且进气槽靠近冷却箱的外表面位置处设置有过滤网，所述进气槽的下端向下延伸并向冷却箱的中心倾斜，所述进气槽位于喷雾机构的下方。
9.优选的，所述冷却槽的下端为u形机构，且冷却槽的底端固定安装有虹吸管，所述虹吸管的下方通过连接管密封连接有水箱，所述水箱的一侧密封连接有进水管，所述水箱下端的内部设置有水泵，且水泵的出水端与喷雾机构之间通过进水管密封连接，所述冷却箱上方的内壁固定连接有红外温度传感器，且红外温度传感器向化纤丝方向倾斜。
10.优选的，所述蒸气换能箱的下端设置有蒸气进气槽，且蒸气进气槽与冷却箱相贯通，所述蒸气换能箱一侧的内部设置有蒸气引导板，所述蒸气引导板的内部设置有蒸气冷却水槽，所述蒸气引导板的下表面和上表面的一侧均等距设置有蒸气半导体制冷片，且蒸气半导体制冷片的冷却端延伸至蒸气冷却水槽的内部，所述蒸气引导板的上方设置有蒸气引导板，所述蒸气引导板的上方设置有蒸气除湿槽，且蒸气进气槽、蒸气输送槽和蒸气除湿槽相贯通，所述蒸气输送槽内部的上端和蒸气除湿槽内部的一侧均安装有风力发电机，所述蒸气除湿槽内部的另一侧密封安装有除湿机构，所述冷却槽内部的另一侧设置有无叶环形风机，且无叶环形风机的出风端位于化纤丝的外部，所述无叶环形风机的上端延伸至冷却箱的外部，且无叶环形风机与蒸气除湿槽直径通过出气管密封连接。
11.优选的，所述吸热滚动机构支撑块的内部设置有吸热限位杆槽，相邻所述吸热固定块之间的转轴与传动链条的连接轴固定连接，所述传动链条连接轴的另一端设置有吸热限位杆，且吸热限位杆与吸热限位杆槽滑动连接。
12.优选的，所述传动链条内侧的两端设置有链条齿轮，且传动链条与链条齿轮啮合连接，所述吸热滚动机构的内部设置有冷却液加液箱，且冷却液加液箱与链条齿轮辊轴通过轴承转动连接，所述冷却液加液箱的两侧对称设置有加液伸缩杆，所述冷却液加液箱和加液伸缩杆的下方设置有加液板，且加液板与加液伸缩杆固定连接，所述加液板的下端等距设置有加液头，且加液头与冷却液加液箱之间通过加液波纹管密封连接。
13.优选的，所述冷却水箱和吸热水箱均与吸热固定块固定连接，所述冷却水箱两侧的下端与吸热水箱两侧的上端之间密封设置有加水管，所述加水管的中间位置处设置有加水压力阀，所述吸热固定块与冷却水箱和吸热水箱的间隙填充有隔热棉，所述冷却水箱和吸热水箱一侧的上端设置有电容式液位传感器。
14.优选的，所述冷却水箱内部的上端对称设置有固定磁力块，两个所述固定磁力块之间设置有密封磁力块，且密封磁力块与固定磁力块的连接处通过密封垫密封连接，所述
固定磁力块与密封磁力块磁力连接，所述密封磁力块下端的两侧对称设置有弹簧板，所述弹簧板的上表面与固定磁力块的下表面之间固定连接有限位弹簧，所述密封磁力块的上方设置有加液口，且加液口与加液头对应设置，所述加液头下端的中间位置处设置有凸块，且凸块的直径小于加液口的直径。
15.一种poy到dty制备用冷却定型装置的冷却方法，包括以下步骤：
16.步骤1：化纤丝受到导向辊的引导进入吸热槽内，吸热滚动机构与化纤丝的移动速度相同，环形的六个吸热滚动机构下方的吸热水箱与化纤丝相贴合，此时吸热水箱通过内部的冷却液与化纤丝进行换热，吸热水箱中的冷却水温度上升后与冷却水箱内的冷却水产生温差，吸热半导体制冷片通过贴合连接在温差下实现发电；
17.步骤2：化纤丝穿过化纤丝槽进入冷却箱的冷却槽内，水箱内部的水泵吸取水箱内的冷却水通过进水管输送至喷雾机构，冷却水分流至分水管，当水压到达冷却压力阀的排放压力时，冷却水通过雾化喷头雾化喷洒至化纤丝的表面，当冷却水与高温的化纤丝接触后，部分冷却水汽化成水蒸气；
18.步骤3：水蒸气进入蒸气进气槽，水蒸气与蒸气半导体制冷片相接触，蒸气半导体制冷片吸取水蒸气中的热量，通过水蒸气热量和蒸气冷却水槽内冷却水的温差进行发电，水蒸气随着蒸气引导板以引导进入蒸气输送槽，流动的水蒸气带动风力发电机的叶轮转动，从而实现风力发电，水蒸气再进入蒸气除湿槽，受到除湿机构的除湿随着出气管进入无叶环形风机内，无叶环形风机吸收空气和处理后的温热蒸气对化纤丝进行吹干作业，最后化纤丝通过另一侧的化纤丝槽移出。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1.本发明通过设置吸热机构通过接触换热的方式吸收化纤丝的热量，通过传动链条和链条齿轮的配合对吸热滚动机构的滚动进行驱动，让吸热滚动机构与化纤丝同速滚动，从而可以让吸热水箱和化纤丝的相对位置保持静止，通过接触换热对化纤丝进行降温，此时冷却水箱内的冷却液和吸热水箱内部的冷却液出现了温差，通过吸热半导体制冷片便可通过温差实现废余热量的发电，同时电容式液位传感器可分别对冷却水箱和吸热水箱内部的冷却水量进行监测，当水位低于电容式液位传感器检测到是否低于其所在位置水位，当冷却水箱低于时，控制加液伸缩杆伸展，让加液头上的凸块延伸至加液口内并将密封磁力块顶下，加液头便可被加液口注入冷却液，当吸热水箱低于时，冷却水箱内的压力变小，通过冷却水箱的水压可开启加水压力阀，从而让冷却水箱内冷却液流入吸热水箱中，通过隔热棉的设置可防止冷却水箱和吸热水箱相互换热，解决了通过喷洒冷却水在化纤丝的表面使其得到快速降温，化纤丝表面的热量直接与冷却水进行换热，造成化纤丝上热量资源的浪费。
21.2.本发明通过设置喷雾机构喷出水雾对化纤丝进行降温，同时红外温度传感器对化纤丝的温度监测，从而对喷洒水雾的量进行调整，通过水箱内水泵的转速调节可实现水压的调节，而水压的压力大于冷却压力阀的排放压力时，冷却水便可从雾化喷头喷出，通过排放压力的不同设置便可直接通过压力调节不同的出雾量，当水雾与高温的化纤丝接触后，部分冷却水汽化成水蒸气，水蒸气进入蒸气进气槽，水蒸气与蒸气半导体制冷片相接触，蒸气半导体制冷片吸取水蒸气中的热量，通过水蒸气热量和蒸气冷却水槽内冷却水的温差进行发电，实现水蒸气热量的再次利用，水蒸气随着蒸气引导板以引导进入蒸气输送
槽，流动的水蒸气带动风力发电机的叶轮转动，从而通过水蒸气的流动力实现风力发电，水蒸气再进入蒸气除湿槽，便可减少水蒸气中的水汽，无叶环形风机吸收空气和处理后的温热蒸气对化纤丝进行吹干作业，温热的蒸气可加速化纤丝的烘干，实现了水蒸气的再次利用，解决了高温的化纤丝与冷却水接触后会生产高温水蒸气蒸发，水蒸气中的热量排入空气中，造成热量浪费的问题。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图；
23.图2为本发明中图1的a-a方向剖视图；
24.图3为本发明中吸热箱的局部结构示意图；
25.图4为本发明中b区局部放大图；
26.图5为本发明中吸热滚动机构的结构示意图；
27.图6为本发明中吸热固定块、冷却水箱和吸热水箱的连接关系图；
28.图7为本发明中冷却水箱的结构示意图。
29.图中：1、引导架；2、导向辊；3、吸热箱；4、吸热机构；5、吸热槽；6、冷却箱；7、蒸气换能箱；8、冷却槽；9、水箱；10、喷雾机构；11、进气槽；12、无叶环形风机；13、出气管；14、化纤丝；15、化纤丝槽；16、分水管；17、冷却压力阀；18、雾化喷头；19、红外温度传感器；20、进水管；21、过滤网；22、虹吸管；23、蒸气引导板；24、蒸气进气槽；25、蒸气输送槽；26、蒸气除湿槽；27、蒸气半导体制冷片；28、蒸气冷却水槽；29、风力发电机；30、除湿机构；31、吸热滚动机构；32、吸热滚动机构固定架；33、吸热滚动机构支撑块；34、吸热固定块；35、吸热限位杆槽；36、传动链条；37、吸热限位杆；38、链条齿轮；39、冷却液加液箱；40、加液伸缩杆；41、加液板；42、加液头；43、加液波纹管；44、限位弹簧；45、冷却水箱；46、吸热水箱；47、电容式液位传感器；48、吸热半导体制冷片；49、加水管；50、加水压力阀；51、隔热棉；52、固定磁力块；53、密封磁力块；54、弹簧板。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种poy到dty制备用冷却定型装置，包括引导架1和化纤丝14，引导架1的一侧设置有吸热箱3，吸热箱3的另一侧设置有冷却箱6，冷却箱6上方的一侧设置有蒸气换能箱7，吸热箱3上端的内部设置有吸热槽5，吸热槽5的内部设置有吸热机构4，吸热机构4的四周环形设置有六个吸热滚动机构31，吸热滚动机构31与化纤丝14可同频滚动，吸热滚动机构31的两端设置有吸热滚动机构支撑块33，相邻吸热滚动机构支撑块33之间通过吸热滚动机构固定架32固定连接，吸热滚动机构31的中间位置处滚动设置有多个吸热固定块34，相邻吸热固定块34之间通过转轴转动连接，吸热固定块34的两侧均设置有传动链条36，传动链条36的上端设置有冷却水箱45，传动链条36的下端设置有吸热水箱46，且吸热水箱46的下端面为圆弧状并与化纤丝14的表面相贴合，通过贴合设置实现了对化纤丝14热量的吸取，冷却水箱45与吸热水箱46之间均设置有吸热半导体制冷片48，吸热半导体制冷片48可通过温差实现发电。
32.请参阅图1，引导架1上下并列转动设置有两个导向辊2，且化纤丝14位于两个导向辊2之间，化纤丝14与导向辊2相贴合，导向辊2可引导化纤丝的走向。
33.请参阅图1和图2，冷却箱6上端的两侧对称设置有化纤丝槽15，冷却箱6上端的内部设置有冷却槽8，冷却槽8的下方设置有水箱9，冷却槽8内部的一侧设置有喷雾机构10，且喷雾机构10位于蒸气换能箱7的下方，喷雾机构10靠近冷却槽8内壁的一端等距设置多个分水管16，且分水管16为弧状，分水管16远离冷却槽8内壁的一端等距设置有十一个冷却压力阀17，且冷却压力阀17的排放压力由喷雾机构10的中间位置处向上下两边逐渐递增，冷却压力阀17的一侧密封连接有雾化喷头18，冷却箱6的前后两端对称设置有三组进气槽11，且进气槽11靠近冷却箱6的外表面位置处设置有过滤网21，进气槽11的下端向下延伸并向冷却箱6的中心倾斜，进气槽11位于喷雾机构10的下方，进气槽11的设置可实现外部空气的置换，同时向下倾斜的槽可有效避免水雾凝结的水从进气槽11中排出。
34.请参阅图1和图2，冷却槽8的下端为u形机构，且冷却槽8的底端固定安装有虹吸管22，虹吸管22的下方通过连接管密封连接有水箱9，水箱9的一侧密封连接有进水管，虹吸管22的设置可在水雾凝结的液体高于其注水水位时，由于气压自动将冷却箱6内的水排入水箱9中，水箱9下端的内部设置有水泵，且水泵的出水端与喷雾机构10之间通过进水管20密封连接，冷却箱6上方的内壁固定连接有红外温度传感器19，且红外温度传感器19向化纤丝14方向倾斜，红外温度传感器19可对化纤丝14的温度进行检测。
35.请参阅图1和图2，蒸气换能箱7的下端设置有蒸气进气槽24，且蒸气进气槽24与冷却箱6相贯通，蒸气换能箱7一侧的内部设置有蒸气引导板23，蒸气引导板23的内部设置有蒸气冷却水槽28，蒸气引导板23的下表面和上表面的一侧均等距设置有蒸气半导体制冷片27，且蒸气半导体制冷片27的冷却端延伸至蒸气冷却水槽28的内部，蒸气半导体制冷片27的设置可吸取水蒸气的热量，从而实现水蒸气热量的发电，蒸气引导板23的上方设置有蒸气引导板23，蒸气引导板23的上方设置有蒸气除湿槽26，且蒸气进气槽24、蒸气输送槽25和蒸气除湿槽26相贯通，蒸气输送槽25内部的上端和蒸气除湿槽26内部的一侧均安装有风力发电机29，风力发电机29可通过水蒸气的流动性驱动其叶轮转动，从而实现发电，蒸气除湿槽26内部的另一侧密封安装有除湿机构30，除湿机构30的型号为syz-cs8000b，冷却槽8内部的另一侧设置有无叶环形风机12，无叶环形风机12的设置可有效将化纤丝14表面吹干，且无叶环形风机12的出风端位于化纤丝14的外部，无叶环形风机12的上端延伸至冷却箱6的外部，且无叶环形风机12与蒸气除湿槽26直径通过出气管13密封连接。
36.请参阅图3和图4，吸热滚动机构支撑块33的内部设置有吸热限位杆槽35，相邻吸热固定块34之间的转轴与传动链条36的连接轴固定连接，传动链条36连接轴的另一端设置有吸热限位杆37，且吸热限位杆37与吸热限位杆槽35滑动连接，通过滑动连接保证了吸热滚动机构31转动时的稳定性。
37.请参阅图5，传动链条36内侧的两端设置有链条齿轮38，且传动链条36与链条齿轮38啮合连接，吸热滚动机构31的内部设置有冷却液加液箱39，且冷却液加液箱39与链条齿轮38辊轴通过轴承转动连接，冷却液加液箱39的两侧对称设置有加液伸缩杆40，加液伸缩杆40可推动加液头42进入加液口进行加水作业，冷却液加液箱39和加液伸缩杆40的下方设置有加液板41，且加液板41与加液伸缩杆40固定连接，加液板41的下端等距设置有加液头42，且加液头42与冷却液加液箱39之间通过加液波纹管43密封连接。
38.请参阅图6，冷却水箱45和吸热水箱46均与吸热固定块34固定连接，冷却水箱45两侧的下端与吸热水箱46两侧的上端之间密封设置有加水管49，加水管49的中间位置处设置有加水压力阀50，吸热固定块34与冷却水箱45和吸热水箱46的间隙填充有隔热棉51，冷却水箱45和吸热水箱46一侧的上端设置有电容式液位传感器47，电容式液位传感器47的型号为ccj-y26，电容式液位传感器47是利用水的感应电容来检测是否有液体存在，在没有液体接近感应器时，感应器上由于分布电容的存在，因此感应器对地存在一定的静态电容，当液面慢慢升高接近感应器时，液体的寄生电容将耦合到这个静态电容上，使感应器的最终电容值变大，当这个变化量超过一定的阈值时就认为液位到达感应点。
39.请参阅图7，冷却水箱45内部的上端对称设置有固定磁力块52，两个固定磁力块52之间设置有密封磁力块53，且密封磁力块53与固定磁力块52的连接处通过密封垫密封连接，固定磁力块52与密封磁力块53磁力连接，密封磁力块53下端的两侧对称设置有弹簧板54，弹簧板54的上表面与固定磁力块52的下表面之间固定连接有限位弹簧44，密封磁力块53的上方设置有加液口，且加液口与加液头42对应设置，加液头42下端的中间位置处设置有凸块，且凸块的直径小于加液口的直径，凸块可将密封磁力块53顶下，从而可实现对加液口的注水作业。
40.一种poy到dty制备用冷却定型装置的冷却方法，包括以下步骤：
41.步骤1：化纤丝14受到导向辊2的引导进入吸热槽5内，吸热滚动机构31与化纤丝14的移动速度相同，环形的六个吸热滚动机构31下方的吸热水箱46与化纤丝14相贴合，此时吸热水箱46通过内部的冷却液与化纤丝14进行换热，吸热水箱46中的冷却水温度上升后与冷却水箱45内的冷却水产生温差，吸热半导体制冷片48通过贴合连接在温差下实现发电；
42.步骤2：化纤丝14穿过化纤丝槽15进入冷却箱6的冷却槽8内，水箱9内部的水泵吸取水箱9内的冷却水通过进水管20输送至喷雾机构10，冷却水分流至分水管16，当水压到达冷却压力阀17的排放压力时，冷却水通过雾化喷头18雾化喷洒至化纤丝14的表面，当冷却水与高温的化纤丝14接触后，部分冷却水汽化成水蒸气；
43.步骤3：水蒸气进入蒸气进气槽24，水蒸气与蒸气半导体制冷片27相接触，蒸气半导体制冷片27吸取水蒸气中的热量，通过水蒸气热量和蒸气冷却水槽28内冷却水的温差进行发电，水蒸气随着蒸气引导板23以引导进入蒸气输送槽25，流动的水蒸气带动风力发电机29的叶轮转动，从而实现风力发电，水蒸气再进入蒸气除湿槽26，受到除湿机构30的除湿随着出气管13进入无叶环形风机12内，无叶环形风机12吸收空气和处理后的温热蒸气对化纤丝14进行吹干作业，最后化纤丝14通过另一侧的化纤丝槽15移出。
44.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。