申请/专利权人：连云港纶洋单丝科技有限公司

申请日：2019-03-22

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109811420B

主分类号：D01D13/00

分类号：D01D13/00;D01D5/088;D01D5/092

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.06.21#实质审查的生效;2019.05.28#公开

摘要：一种PVDF氟碳单丝的生产装置及生产方法，包括机架、熔体挤出机构和冷却装置，冷却装置包括冷却水箱和至少一组滚动夹紧机构，滚动夹紧机构与喷丝板之间设有阶梯式热风装置，阶梯式热风装置包括若干热风管和调热风管升降架，热风管之间套接呈阶梯状，每根热风管的管体设置为过风通道，热风管的底部设有进风口，进风口通过进风管与热风发生装置相连，每级阶梯上的热风管侧壁上均设有若干小孔。本发明结合风冷与水冷技术，采用阶梯配置温度的冷却方式，针对单丝冷却过程中的不同形态、不同位置、不同温度，采用温度可调、位置可调的空气冷却和水冷却方式，对熔融纺丝进行冷却定型，重点解决熔融纺丝中PVDF原料晶化速度快及对温度敏感的问题。

主权项：1.一种PVDF氟碳单丝的生产装置，包括机架、熔体挤出机构和冷却装置，熔体挤出机构包括机筒、转动设置在机筒内的挤出螺杆以及安装在机筒出料口处的喷丝板，其特征在于：所述的冷却装置包括冷却水箱和设在冷却水箱内的至少一组滚动夹紧机构，滚动夹紧机构与喷丝板之间设有用于提供不同温度热风来冷却熔融纺丝的阶梯式热风装置，阶梯式热风装置固定安装在冷却水箱上；所述的阶梯式热风装置包括若干不同管径、不同高度的热风管和调节热风管高度的热风管升降架，热风管之间套接呈阶梯状，每根热风管的管体设置为过风通道，热风管的顶端封闭设置，热风管的底部设有进风口，进风口通过进风管与热风发生装置相连，每级阶梯上的热风管侧壁上均设有供过风通道的风吹出的若干小孔，小孔对称设在热风管的两侧。

全文数据：一种PVDF氟碳单丝的生产装置及生产方法技术领域本发明涉及一种钓线的生产装置，特别涉及一种PVDF氟碳单丝的生产装置及生产方法。背景技术聚偏氟乙稀，英文缩写PVDF，由于这种原料具有的晶化速度快的特殊结晶性能和弹性模量高等特性，使其在采用熔融纺丝法生产单丝时的要求很高，难度较大。在熔融纺丝时，由于PVDF原料对温度特别敏感，骤冷会产生严重的气泡、皱皮、失圆、毛丝等缺陷。特别是使用均聚类PVDF原料时，缺陷更为严重，导致大量的废品产生。发明内容本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单的PVDF氟碳单丝的生产装置。本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，解决PVDF原料对温度敏感的问题的PVDF氟碳单丝的生产方法。本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种PVDF氟碳单丝的生产装置，包括机架、熔体挤出机构和冷却装置，熔体挤出机构包括机筒、转动设置在机筒内的挤出螺杆以及安装在机筒出料口处的喷丝板，其特点是，所述的冷却装置包括冷却水箱和设在冷却水箱内的至少一组滚动夹紧机构，滚动夹紧机构与喷丝板之间设有用于提供不同温度热风来冷却熔融纺丝的阶梯式热风装置，阶梯式热风装置固定安装在冷却水箱上；所述的阶梯式热风装置包括若干不同管径、不同高度的热风管和调节热风管高度的热风管升降架，热风管之间套接呈阶梯状，每根热风管的管体设置为过风通道，热风管的顶端封闭设置，热风管的底部设有进风口，进风口通过进风管与热风发生装置相连，每级阶梯上的热风管侧壁上均设有供过风通道的风吹出的若干小孔，小孔对称设在热风管的两侧。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的滚动夹紧机构设有两组，两组滚动夹紧机构并排设在阶梯式热风装置两侧。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的滚动夹紧机构由供纺丝绕过的支撑辊和将纺丝压在支撑辊上的气动压辊组成，支撑辊通过轴承装在冷却水箱上，气动压辊通过压力调节机构装在冷却水箱上，支撑辊之间通过链轮链条传动机构传动相连，支撑辊均为胶辊。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的压力调节机构设有调节臂，调节臂的中部通过转轴装在冷却水箱的侧壁上，调节臂一端设有轴承，气动压辊的辊轴装在轴承上，调节臂的另一端与装在冷却水箱上的驱动气缸铰接。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的热风管升降架包括设有热风管安装孔的热风管安装座，热风管安装座上安装有竖向设置的升降杆，升降杆上设有套管，套管固定在冷却水箱上，套管上装有与升降杆配合的锁紧螺栓。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述热风管设有两个，内层热风管从外层热风管的顶部伸出呈阶梯状。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，每层阶梯的高度为20cm-40cm。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述小孔斜向上与水平线呈20°-45°的夹角。本发明所要解决的另一技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种PVDF氟碳单丝的生产方法，其特点是，采用上述的生产装置制备PVDF氟碳单丝，其方法为，熔融纺丝经喷丝板成型后，从阶梯式热风装置的两侧向下伸出，同时，向顶层阶梯上的热风管送入160℃-210℃的热风，160℃-210℃的热风经热风管的小孔吹向熔融纺丝，进行一级风冷，同时，向下层阶梯上的热风管送入80℃-120℃的热风，80℃-120℃的热风经热风管的小孔吹向经一级风冷后的熔融纺丝，进行二级风冷，然后，熔融纺丝从阶梯式热风装置下方伸出，经室温冷却后进入冷却水箱，再采用3℃-12℃的冷却水进行冷却即可。本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，一级风冷的行程为距离喷丝板0-20cm的范围，二级风冷的行程为距离喷丝板20-60cm的范围，室温冷却的行程为距离喷丝板60-90cm的范围，水冷距离在10cm-30cm的范围。与现有技术相比，本发明自主设计了一种阶梯式热风装置，结合风冷与水冷技术，采用阶梯配置温度的冷却方式，针对单丝冷却过程中的不同形态、不同位置、不同温度，采用温度可调、位置可调的空气冷却和水冷却方式，对熔融纺丝进行冷却定型，重点解决熔融纺丝中PVDF原料晶化速度快的问题，从而解决PVDF原料对温度敏感的问题。附图说明图1是PVDF氟碳单丝生产装置的结构示意图；图2是阶梯式热风装置的结构示意图；图3是图1的侧视图；图4是图1的俯视图。具体实施方式以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。实施例1，参照图1-4，一种PVDF氟碳单丝的生产装置，包括机架、熔体挤出机构和冷却装置，熔体挤出机构包括机筒、转动设置在机筒内的挤出螺杆以及安装在机筒出料口处的喷丝板4，所述的冷却装置包括冷却水箱1和设在冷却水箱1内的至少一组滚动夹紧机构，滚动夹紧机构与喷丝板4之间设有用于提供不同温度热风来冷却熔融纺丝的阶梯式热风装置3，阶梯式热风装置3固定安装在冷却水箱1上；所述的阶梯式热风装置包括若干不同管径、不同高度的热风管7和调节热风管7高度的热风管升降架，热风管7之间套接呈阶梯状，每根热风管7的管体设置为过风通道8，热风管7的顶端封闭设置，热风管7的底部设有进风口9，进风口9通过进风管与热风发生装置相连，每级阶梯上的热风管7侧壁上均设有供过风通道8的风吹出的若干小孔14，小孔14对称设在热风管7的两侧，目的在于节能，也可以沿热风管的周向均匀设置，顶层阶梯处的热风管顶端与喷丝板对接，热风发生装置可以为暖风机或热风发生器，在所述热风管外罩有起保温作用的保温筒，保温筒与热风管之间构成了纺丝通道，保温筒装在热风管升降架上；所述的热风管升降架包括设有热风管安装孔的热风管安装座10，热风管安装座10上安装有竖向设置的升降杆13，升降杆13上设有套管12，套管固定在冷却水箱上，套管12上装有与升降杆13配合的锁紧螺栓11，在所述冷却水箱1内还设有加热管15，在阶梯式热风装置的两侧还设有梳分熔融纺丝的梳齿，梳齿装在冷却水箱上。实施例2，实施例1所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，所述的滚动夹紧机构设有两组，两组滚动夹紧机构并排设在阶梯式热风装置两侧。实施例3，实施例1-2所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，所述的滚动夹紧机构由供纺丝绕过的支撑辊2和将纺丝压在支撑辊2上的气动压辊16组成，支撑辊2通过轴承装在冷却水箱1上，气动压辊16通过压力调节机构装在冷却水箱1上，在两组滚动夹紧机构之间的下方增设一支撑辊，用于分离前后滚动夹紧机构上的纺丝，避免纺丝的缠绕或堆叠，其中一支撑辊为主动辊，主动辊与装在冷却水箱上的伺服电机相接，支撑辊之间通过链轮链条传动机构传动相连，从而实现两组滚动夹紧机构的同步工作，所述的支撑辊均为胶辊。实施例4，实施例1-3所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，所述的压力调节机构设有调节臂5，调节臂5的中部通过转轴装在冷却水箱1的侧壁上，调节臂5一端设有轴承，气动压辊16的辊轴装在轴承上，调节臂5的另一端与装在冷却水箱1上的驱动气缸6铰接，驱动气缸采用现有技术公开的结构实现。实施例5，实施例1-4所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，所述热风管7设有两个，内层热风管从外层热风管的顶部伸出呈阶梯状。实施例6，实施例1-5所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，每层阶梯的高度为20cm-40cm。实施例7，实施例1-6所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，所述小孔14斜向上与水平线呈20°-45°的夹角，优选30°。实施例8，一种PVDF氟碳单丝的生产方法，采用实施例1-8所述的生产装置制备PVDF氟碳单丝，其方法为，熔融纺丝经喷丝板4成型后，从阶梯式热风装置的两侧向下伸出，同时，向顶层阶梯上的热风管7送入160℃的热风，160℃的热风经热风管7的小孔14吹向熔融纺丝，进行一级风冷，同时，向下层阶梯上的热风管7送入80℃的热风，80℃的热风经热风管7的小孔14吹向经一级风冷后的熔融纺丝，进行二级风冷，然后，熔融纺丝从阶梯式热风装置下方伸出，经室温冷却后进入冷却水箱1，再采用3℃的冷却水进行冷却即可。实施例10，一种PVDF氟碳单丝的生产方法，其方法为，熔融纺丝经喷丝板成型后，从阶梯式热风装置的两侧向下伸出，同时，向顶层阶梯上的热风管送入210℃的热风，210℃的热风经热风管的小孔吹向熔融纺丝，进行一级风冷，同时，向下层阶梯上的热风管送入120℃的热风，120℃的热风经热风管的小孔吹向经一级风冷后的熔融纺丝，进行二级风冷，然后，熔融纺丝从阶梯式热风装置下方伸出，经室温冷却后进入冷却水箱，再采用12℃的冷却水进行冷却即可。实施例11，一种PVDF氟碳单丝的生产方法，其方法为，熔融纺丝经喷丝板成型后，从阶梯式热风装置的两侧向下伸出，同时，向顶层阶梯上的热风管送入180℃的热风，180℃的热风经热风管的小孔吹向熔融纺丝，进行一级风冷，同时，向下层阶梯上的热风管送入100℃的热风，100℃的热风经热风管的小孔吹向经一级风冷后的熔融纺丝，进行二级风冷，然后，熔融纺丝从阶梯式热风装置下方伸出，经室温冷却后进入冷却水箱，再采用6℃的冷却水进行冷却即可。实施例12，实施例9-11所述的一种PVDF氟碳单丝的生产方法，一级风冷的行程为距离喷丝板0-20cm的范围，二级风冷的行程为距离喷丝板20-60cm的范围，室温冷却的行程为距离喷丝板60-90cm的范围，水冷距离在10cm-30cm的范围，本发明采用浅水冷却方式，水冷距离根据支撑辊的浸入深度确定，以保证单丝在进入滚动夹紧机构时完全冷却，避免因夹紧力产生的扁丝缺陷。本发明采用可控温空气冷却为主（约占70%--90%），水冷为辅（10%--30%）的生产方式，重点解决熔融纺丝中，PVDF原料晶化速度快的问题，特别是，采用阶梯配置温度的冷却方式，在熔融纺丝时，针对单丝冷却过程中的不同形态，不同位置，不同温度，采用温度可调，位置可调的空气冷却和水冷却方式。在距喷丝板处下方0-20cm的距离范围内，单丝处于熔融态时，选用高温160℃-210℃的热风进行冷却，通过热风管升架调节热风管的高度，从而调节小孔的上下位置；在距喷丝板处下方20-60cm的距离范围内，单丝处于半熔融态（单丝芯部为熔融态）时，选用中温80℃-120℃的热风进行冷却,小孔上下位置可调；在距喷丝板处下方60-90cm的距离范围内，单丝处于高弹态时，采用室温（即，20℃-40℃）进行冷却；在距离喷丝板90-120cm的范围，单丝处于固体态，选用3℃-12℃的水温进行冷却，水冷距离可根据支撑辊的浸润深度进行调节。本发明采用专用阶梯式热风装置，进行阶梯配置温度冷却，具备三大功能，一是可实现热风温度、风速和位置的可控制；二是小孔均匀分布，保证每组单丝呈“伞”形均匀降温；三是小孔与水平线行成200--450的夹角，产生斜面向上的风向和托力，降温的同时，还可以抵消PVDF单丝因自重产生的牵伸力。另外，本发明采用双排（或单排）可控线速度的滚动夹紧机构，取代传统的滑动过渡方式；可以通过可变程序控制器编程，控制伺服电机精确运转，配合不同线径单丝所需要的冷却速度；采用压力可调的滚动夹紧机构可实现同组单丝的同步运行；本发明将滚动夹紧机构设计成前后双排（相对大线径，可以为单排）结构，以保证单丝之间的足够运行空间。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以使其涵盖所有这种变型以及等同结构和功能。

权利要求：1.一种PVDF氟碳单丝的生产装置，包括机架、熔体挤出机构和冷却装置，熔体挤出机构包括机筒、转动设置在机筒内的挤出螺杆以及安装在机筒出料口处的喷丝板，其特征在于：所述的冷却装置包括冷却水箱和设在冷却水箱内的至少一组滚动夹紧机构，滚动夹紧机构与喷丝板之间设有用于提供不同温度热风来冷却熔融纺丝的阶梯式热风装置，阶梯式热风装置固定安装在冷却水箱上；所述的阶梯式热风装置包括若干不同管径、不同高度的热风管和调节热风管高度的热风管升降架，热风管之间套接呈阶梯状，每根热风管的管体设置为过风通道，热风管的顶端封闭设置，热风管的底部设有进风口，进风口通过进风管与热风发生装置相连，每级阶梯上的热风管侧壁上均设有供过风通道的风吹出的若干小孔，小孔对称设在热风管的两侧。2.根据权利要求1所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，其特征在于：所述的滚动夹紧机构设有两组，两组滚动夹紧机构并排设在阶梯式热风装置两侧。3.根据权利要求2所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，其特征在于：所述的滚动夹紧机构由供纺丝绕过的支撑辊和将纺丝压在支撑辊上的气动压辊组成，支撑辊通过轴承装在冷却水箱上，气动压辊通过压力调节机构装在冷却水箱上。4.根据权利要求3所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，其特征在于：所述的压力调节机构设有调节臂，调节臂的中部通过转轴装在冷却水箱的侧壁上，调节臂一端设有轴承，气动压辊的辊轴装在轴承上，调节臂的另一端与装在冷却水箱上的驱动气缸铰接。5.根据权利要求1所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，其特征在于：所述的热风管升降架包括设有热风管安装孔的热风管安装座，热风管安装座上安装有竖向设置的升降杆，升降杆上设有套管，套管固定在冷却水箱上，套管上装有与升降杆配合的锁紧螺栓。6.根据权利要求1所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，其特征在于：所述热风管设有两个，内层热风管从外层热风管的顶部伸出呈阶梯状。7.根据权利要求1所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，其特征在于：每层阶梯的高度为20cm-40cm。8.根据权利要求1所述的一种PVDF氟碳单丝的生产装置，其特征在于：所述小孔斜向上与水平线呈20°-45°的夹角。9.一种PVDF氟碳单丝的生产方法，其特征在于：采用权利要求1-8任一项所述的生产装置制备PVDF氟碳单丝，其方法为，熔融纺丝经喷丝板成型后，从阶梯式热风装置的两侧向下伸出，同时，向顶层阶梯上的热风管送入160℃-210℃的热风，160℃-210℃的热风经热风管的小孔吹向熔融纺丝，进行一级风冷，同时，向下层阶梯上的热风管送入80℃-120℃的热风，80℃-120℃的热风经热风管的小孔吹向经一级风冷后的熔融纺丝，进行二级风冷，然后，熔融纺丝从阶梯式热风装置下方伸出，经室温冷却后进入冷却水箱，再采用3℃-12℃的冷却水进行冷却即可。10.根据权利要求9所述的一种PVDF氟碳单丝的生产方法，其特征在于：一级风冷的行程为距离喷丝板0-20cm的范围，二级风冷的行程为距离喷丝板20-60cm的范围，室温冷却的行程为距离喷丝板60-90cm的范围，水冷距离在10cm-30cm的范围。

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