多元柔性直纺在线添加装备的设计研究

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1、多元柔性直纺在线添加装备的设计研究摘要:本文主要从多元柔性直纺在线添加装备的设计简述、多元柔性直纺在线添加装备的设计及多元柔性直纺在线添加典型工艺三个方面对多元柔性直纺在线添加装备的设计进行了详细的分析与介绍，以供参考。关键字：多元柔性直纺；设计加工；控制系统；中图分类号：S611文献标识码：A前言：由于多元柔性直纺在线添加装备的设计还没有在环保彩色纤维领域得到广泛的应用，但是由于其具有的显著的优点，使得其的发展前景十分的广阔。一、多元柔性直纺在线添加装备的设计简述10多元柔性直纺在线添加装备及工艺技术研究项目通过自主设计制造气动无死角注入头、计量及多元耦合装置、

2、系列动态分散器等关键设备技术，研究彩色及功能性差别化涤纶长丝熔体直纺在线添加工艺中不同添加剂与聚酯熔体间进行高效耦合、快速动态均匀分散的纺丝工艺技术，在聚酯熔体进入纺丝箱体之前由两台添加物制备装置将一种或多种添加原料经过滤后通过计量装置精确计量进入无死角注入头和多元耦合设备，主熔体通过压力调整后进入多元耦合与一种或数种添加物高效偶合，经多元耦合对不同温度的熔体经热交换后一同注入到动态分散器中，对共混熔体进行充分地分散后进入纺丝箱体进行纺丝，所生产出的彩色涤纶纤维或改性纤维产品质量高、色系全、色彩亮丽鲜艳、色牢度好，耐水洗、抗磨性等性能良好，产品档次高等。工艺调整方

3、便，添加、分散易于实现自动化精密控制，利用该技术可以相当方便的生产各种功能性纤维以及对色彩具有敏感性的彩色纤维，其熔体排废量小，避免了染色和后整理环境污染，节省能耗，适用范围广。二、多元柔性直纺在线添加装备的设计（一）三个关键单机设备技术1、气动无死角注入头的设计加工（1）为防止功能化或彩色系列纤维加工过程中，品种更换之间由于设备内部残存对纤维品种的影响，在添加剂加入部位设计了气动式无死角注入装置，其机构原理示意。在启动电磁阀开关控制下，双向作用汽缸可双向运动，带动含有热媒保温的拉动连杆实现开与关，完成添加组分的进入和切断过程。当不需要添加时，连杆右移到装置的右端

4、，阻止添加剂熔体组分的进入。（2）该装置类似于开关作用，主要应用于大单元的母粒法和较小单元的液相法，但是在切换颜色或改变添加物时，注入头关闭时不会在系统中留有死角，同时，防止残留物降解碳化。工作过程中在一个组分关闭时，不会产生该组分的残留参与，保证了纤维品种批次间的的纯洁性。10（3）该装置的组成包括：双作用驱动汽缸、万向连杆、注入头套和柱塞式滑杆等组成。注入头套设计成带热媒保温和不带热媒保温两种形式。其规格根据流量大小通径不同。2、多元耦合器的设计加工在聚酯熔体进入纺丝箱体之前，由添加物制备装置将一种或多种添加原料经过滤后，通过计量装置精确计量进入无死角注入头和

5、多元耦合制备，主熔体通过压力调整后进入多元偶合与一种或数种添加物高效偶合，使其立即形成共混熔体，并在共混过程中实现温度的均匀一致，而后进入到动态分散器中进行强力分散。在实际生产中我们设计了添加物熔体精密计量及耦合初混的单元。该单元一般由计量泵座、注入导流管、组合式静态混合器等组成，可独立设置在一个保温箱内，也可以设置在动态分散器入口。计量和分散是本项目的关键技术，但在实践中不可忽视的是，添加物熔体或液相色浆与熔体的迅速初混的重要性。因此，在设备设计中引入中心注入和高效静态混合的方法，使最终效果得到保证。3、动态分散器设备的设计加工及系列化动态分散器主要是保证共混物

6、的混合均匀性，特别是针对彩色聚酯纤维纺丝熔体输送过程中有可能发生的颜料或添加物分散不匀等问题设置的装置。10动态分散器的性能对产品的质量十分关键，其性能主要体现在熔体压降、剪切速率、流动速度等参数上，同时，要求熔体输送压降与分散剪切尽可能不相关以减少相互间影响。动态分散器是彩色或功能性熔体在纺前制备的最后一道关键工艺，在前段利用相关程序对压力、多元添加物注入量等各项工艺参数进行精确系统控制的前提下，在此对共混熔体进行终端充分稳定的分散后进入纺丝箱体进行纺丝。（二）对三种添加系统控制的分析1、2500吨/年中单元色母粒添加系统（1）系统基本流程为：聚酯熔体----增

7、压泵----偶合单元---动态分散---过滤---纺丝。（2）添加物计量--熔体制备--粗过滤--精密计量--该系统的控制系统包括：隔离增压泵压力反馈闭环控制控制、添加物熔体制备闭环控制（包括母粒计量、熔融挤出等）、添加物熔体注入计量控制、动态分散器控制等。控制系统中，色母粒的体积计量和添加物熔体注入计量的变频器是与纺丝计量泵分段连锁的。（3）通常设计，母粒浓度中心值为30%，一次母粒添加量为10%～30%，二次与主熔体混合比为10%～20%，最终使添物含量为0.3%～1.8%。在实际操作中，一般按照母粒的比例进行控制，即1%-6%。2、大单元母粒添加系统10（1

8、）本系统主