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1 前言

聚酯纖維是目前市場上使用最為廣泛的合成纖維。用于生產(chǎn)聚酯纖維的紡絲設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)也逐漸成熟，品類繁多，但互換性差，節(jié)能效果仍有待提高。特別在中國化纖產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了以質(zhì)量求發(fā)展，以差異化新品種出效益階段的今天，開發(fā)出多功能聚酯纖維的新型節(jié)能紡絲裝置尤為重要。

聚酯纖維的生產(chǎn)工藝有兩種：直接紡絲和切片紡絲。直接紡絲流程是：熔體PET—紡絲箱—組件—絲束冷卻—牽伸卷繞裝置。

切片紡絲流程是：熔體PET—切片—擠壓機—紡絲箱—組件—絲束冷卻—牽伸卷繞裝置。

其中紡絲箱、組件、絲束冷卻部分稱為紡絲裝置。可見，紡絲裝置在聚酯纖維的生產(chǎn)中是非常重要的部分，是決定絲的品質(zhì)好壞的關(guān)鍵因素。

2 聚酯纖維紡絲裝置的設(shè)計改進(jìn)

2.1 紡絲箱的優(yōu)化設(shè)計

紡絲箱的作用是保持由擠壓機送至箱體的熔體經(jīng)各部件到每個紡絲位都有相同的溫度和壓力降，保證熔體均勻地分配到每個紡絲部位上。目前，聚酯纖維的紡絲箱設(shè)計大多采用矩形截面。通過對紡絲箱進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，采用圓形截面，可提升紡絲效果，如圖1所示，壁厚是矩形的1/2，箱體質(zhì)量是矩形的1/2，所需的加熱能源是矩形的2/3，并且焊縫數(shù)量減少1/2[1]。

2.2 組件的優(yōu)化設(shè)計

紡絲組件的主要作用是進(jìn)一步過濾掉熔體中的機械雜質(zhì)和凝膠粒子，以防堵塞噴絲板中的微孔，避免造成毛絲或斷頭。把熔體均勻分配到每個噴絲孔中，并且使其充分混合，使整個噴絲板面上熔體的溫度、黏度和分子量的均勻性得到提高，使熔體最終通過噴絲孔噴射成均勻的絲條。

如圖2左圖所示，目前國內(nèi)雙胞胎紡絲組件采用的安裝方式是上裝式，需要兩人操作，而且更換組件復(fù)雜。特別是組件上方擰完螺絲之后，紡絲計量泵的位置需要錯開，紡絲熔體經(jīng)過計量泵之后只能從側(cè)方進(jìn)入組件座后流入紡絲組件，使得紡絲箱體加寬，增加了紡絲生產(chǎn)成本。

圖2右圖是新型的下裝旋轉(zhuǎn)式雙胞胎組件。該結(jié)構(gòu)操作方便，整個安裝拆卸過程可由一人完成，節(jié)約了人力、物力，同時使紡絲箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊。其內(nèi)部采用了碟簧結(jié)構(gòu)，在高溫下更加安全可靠。此外，新結(jié)構(gòu)使紡絲熔體可以從正上方進(jìn)入紡絲箱組件座，也可以從側(cè)方進(jìn)入紡絲箱組件座，減少紡絲箱體尺寸，節(jié)約紡絲生產(chǎn)成本。

2.3 絲束冷卻裝置的優(yōu)化設(shè)計

熔融紡絲時，熔體從噴絲板的毛細(xì)孔噴出，經(jīng)吹風(fēng)冷卻、拉伸，最后凝固成絲條[2]。絲束冷卻裝置分為側(cè)吹風(fēng)和環(huán)吹風(fēng)兩種。目前環(huán)吹風(fēng)冷卻裝置根據(jù)組件大小不同，已形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。

側(cè)吹風(fēng)裝置通過優(yōu)化，拆分為幾個大結(jié)合件，并將其歸類形成系列化，可根據(jù)不同項目需求進(jìn)行組合，其主要尺寸形成優(yōu)選數(shù)列，使側(cè)吹風(fēng)裝置在一定的紡絲品種范圍內(nèi)互換使用。（見圖3）

具體如下：側(cè)板進(jìn)行結(jié)構(gòu)升級，油劑導(dǎo)軌增加刻度標(biāo)尺，為現(xiàn)場上油高度提供方便準(zhǔn)確性；側(cè)吹風(fēng)風(fēng)窗門改為整板鉚接式，采用鋁板打孔保證風(fēng)順利沿水平吹出，使用效果好；與位距相關(guān)的零部件進(jìn)行編號，使其系列化，方便搜索；水平抽屜邊框不再與抽屜面板固定連接，面板起到壓緊密封作用即可，抽屜邊框上開長孔可伸入手輕輕拽出，完成定期風(fēng)網(wǎng)清洗及無紡布過濾層的更換。

通過優(yōu)化設(shè)計改進(jìn)后，環(huán)吹風(fēng)冷卻裝置和側(cè)吹風(fēng)冷卻裝置可以互換應(yīng)用。

圖1 矩形截面和圓形截面紡絲箱結(jié)構(gòu)

圖2 雙胞胎紡絲組件結(jié)構(gòu)

圖3 側(cè)吹風(fēng)冷卻裝置

3 結(jié)語

通過對紡絲箱、組件、絲束冷卻裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后，可以對聚酯纖維紡絲裝置進(jìn)行模塊化設(shè)計，以簡化設(shè)計時間，縮短供貨周期，為客戶和企業(yè)帶來利潤。因此，紡絲箱采用圓形截面，組件采用下裝旋轉(zhuǎn)式雙胞胎組件是設(shè)計聚酯纖維紡絲裝置的最優(yōu)方案，同時根據(jù)不同纖維品種特性以及生產(chǎn)工藝要求，組合相應(yīng)的絲束冷卻裝置，從而實現(xiàn)多品種小批量柔性化生產(chǎn)，滿足不同的市場需求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱進(jìn)梅.淺析多功能紡牽聯(lián)合機柔性化設(shè)計[J].中國設(shè)備工程,2018,(02):32.

[2]薛金秋.化纖機械[M].北京:中國紡織出版社，1999.