[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于濕法紡絲的噴絲頭及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811623007.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109440199A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫玉山;高敏;張東;遲克棟;吳振興;高文占;徐紀(jì)剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)紡織科學(xué)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): D01D4/02
• 分類(lèi)號(hào): D01D4/02
• 代理公司: 北京元中知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 熊蒙

本發(fā)明屬于紡絲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種用于濕法紡絲的噴絲頭及其應(yīng)用，包括噴絲頭本體和設(shè)置于噴絲頭本體上的噴絲口，所述噴絲口包括沿料液的輸送方向依次設(shè)置的導(dǎo)料段、過(guò)渡段和出料段，所述導(dǎo)料段和過(guò)渡段的內(nèi)壁均沿料液的輸送方向逐漸收縮，所述出料段的截面不變。本發(fā)明的噴絲頭使紡絲原液便于流入，可減少紡絲原液入口能量，從而降低出入口壓力降，避免發(fā)生不穩(wěn)定流動(dòng)現(xiàn)象，并有效減少出口處的膨化效應(yīng)，改善紡絲可紡性，確保噴絲質(zhì)量；同時(shí)減少紡絲中產(chǎn)生毛絲、疵點(diǎn)、斷頭等現(xiàn)象，提高絲的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紡絲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種用于濕法紡絲的噴絲頭及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

噴絲頭作為紡絲機(jī)上最精密的一個(gè)部件，其形狀及特征尺寸是保證纖維成品品質(zhì)的重要條件。而濕法紡絲工藝中所用的濕紡噴絲頭，無(wú)論在材質(zhì)、孔數(shù)，還是在孔形、孔徑等各方面，都比干紡或熔紡噴絲頭要求嚴(yán)格。在紡絲過(guò)程中，當(dāng)紡絲原液受壓從直徑較大的空間被壓入直徑很小的噴絲口孔道內(nèi)時(shí)，由于直徑的減小沿流動(dòng)方向產(chǎn)生速度梯度，導(dǎo)致紡絲原液發(fā)生彈性形變，用于彈性形變的能量大部分將作為彈性能貯藏于原液中。同時(shí)，原液流經(jīng)噴絲頭毛細(xì)孔道時(shí)會(huì)迅速收斂成細(xì)流，此時(shí)將產(chǎn)生能量的急劇轉(zhuǎn)化。結(jié)合噴絲口入口區(qū)所貯存的彈性能和毛細(xì)孔道流動(dòng)中所貯存的彈性能，原液細(xì)流會(huì)發(fā)生擠出膨化現(xiàn)象，從而破壞了細(xì)流的穩(wěn)定性，造成毛絲或斷頭。

濕紡紡絲的噴絲頭普遍采用圓錐形和圓弧形兩種孔形，噴絲口分別是由圓錐形導(dǎo)孔或圓弧形導(dǎo)孔與圓柱形毛細(xì)孔兩部分組成。對(duì)于目前普遍使用的圓錐形噴絲口，在毛細(xì)孔道長(zhǎng)度不大的前提下，原液細(xì)流的彈性能在孔道中來(lái)不及松弛，從而細(xì)流在出口區(qū)出現(xiàn)體積膨化現(xiàn)象，且在高紡速下更為明顯。此外，進(jìn)入毛細(xì)孔入口處的圓錐形導(dǎo)孔和圓柱形毛細(xì)孔突變點(diǎn)時(shí)的能量損失可能擾亂紡絲原液的連續(xù)性，使可紡性嚴(yán)重變壞。

圓弧形噴絲口的圓弧形導(dǎo)孔與圓柱形毛細(xì)孔連接無(wú)突變，液流的連續(xù)性相對(duì)穩(wěn)定，但圓弧形噴絲口與圓柱形毛細(xì)孔的直線相切其曲率變化較大，所以液流仍會(huì)有一定的能量突變，圓弧形噴絲口在料液的輸送方向上的曲率時(shí)刻在改變，極易產(chǎn)生紊流，影響了紡絲速度、絲條的成形以及纖維的性能，以致紡絲不穩(wěn)定。

從流體力學(xué)的角度分析來(lái)看，增大毛細(xì)孔長(zhǎng)徑比有助于紡絲原液彈性能的松弛，減輕連接處孔形突變所形成的流動(dòng)紊亂，減小出口處的壓力和膨化，有利于細(xì)流的成形穩(wěn)定性。但是較大的長(zhǎng)徑比要求提高進(jìn)噴絲口的紡絲原液壓力，以克服噴絲口道加長(zhǎng)后的能量損失，同時(shí)制造噴絲頭的板材厚度和整體尺寸相應(yīng)增加，從而使制造和使用時(shí)清洗的難度增加。

有鑒于此特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于濕法紡絲的噴絲頭及其應(yīng)用，使紡絲原液便于流入噴絲口，可減少紡絲原液進(jìn)入噴絲口的入口能量，從而降低出入口壓力降，避免發(fā)生不穩(wěn)定流動(dòng)現(xiàn)象，并有效減少出口處的膨化效應(yīng)，改善紡絲可紡性，確保噴絲質(zhì)量；同時(shí)減少紡絲中產(chǎn)生毛絲、疵點(diǎn)、斷頭等現(xiàn)象，提高紡絲品的質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

一種用于濕法紡絲的噴絲頭，包括噴絲頭本體和設(shè)置于噴絲頭本體上的噴絲口，所述噴絲口包括沿料液的輸送方向依次設(shè)置的導(dǎo)料段、過(guò)渡段和出料段，所述導(dǎo)料段和過(guò)渡段的內(nèi)壁均沿料液的輸送方向逐漸收縮，所述出料段的截面不變。

所述的導(dǎo)料段的內(nèi)壁為沿料液的輸送方向收縮而成的弧形內(nèi)壁，所述過(guò)渡段的內(nèi)壁沿料液的輸送方向收縮速率恒定形成錐形內(nèi)壁。

所述的過(guò)渡段的錐形內(nèi)壁的錐角為20-60°。