双组份复合纺丝组件 【技术领域】
本发明涉及熔融法制造复合纤维用的纺丝组件，特别是将两种不同组份的高聚物熔体加工制成复合纤维的纺丝组件，属于纺丝加工设备。
背景技术
双组份复合纺丝技术是将两种不同的高聚物熔体通过双螺杆复合纺丝机和专门的纺丝组件进行熔融纺丝，使两种组份在熔融状态下有规律地分配、组合，再经过喷丝板喷丝，制成复合纤维。这项技术有两大方面的应用：其一，生产得到的双组份复合纤维种类繁多、变化多端、各具特色，可以将用这两种组份各自制成的单组份纤维的优点综合起来，大大拓展了纤维的性能与应用；其二，可以利用复合纺丝技术制备海岛型复合纤维，进而用于生产超细纤维以满足后道高档产品对加工原料的要求。
复合纺丝组件是双组份复合纺丝技术的关键设备。美国专利US5352106、中国专利ZL02210834.3等资料中介绍了比较典型的复合纺丝组件，其基本结构是：组件整体上是由上、下壳体经连接件固定而围成，在上壳体的侧上方设有两种组份的熔体入口，两种熔体经各自通道分别与上壳体内部平行设置地砂池连通，砂池内装有过滤砂对熔体起滤作用，过滤后的熔体进入砂池下方紧邻的承压板，经过承压板上设置的通孔而流入下壳体；下壳体内自上而下依次设置三层分配板、一层复合板和一层喷丝板，上分配板熔体通道的孔径从上向下逐渐缩小，出口与中间分配板上对应设置的通道连通，中间分配板上面大多设置同心圆式环形通道，每圈环形通道上均匀地设置通孔而与下分配板上的通道连通，下分配板将两种熔体进一步分配后经过各自的通孔流入复合板，复合后形成一种熔体包裹另一种熔体的复合熔体，该复合熔体经过复合板下方的喷丝板喷出后形成复合纤维。
上述复合纺丝组件结构上比较简单，但是存在一个比较大的缺陷，即：两种熔体在组件上壳体内部的过滤方式是并列圆方式，由于受组件壳体内腔横截面积的限制，这种设置方式使得两种熔体各自的过滤面积均偏小，过滤负荷加大，过滤网升压速度快，组件使用周期短，严重时造成纺丝过程不稳定，影响到熔体单耗和纤维产品的质量。据申请人所知，国内外已有的生产复合纤维的纺丝组件均采用并列圆分布过滤方式，因而上述问题在本领域内普通存在。
【发明内容】
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种能充分利用组件腔体内部有效面积、改善熔体流动性、延长单次使用周期的双组份复合纺丝组件，使用该复合纺丝组件可以降低过滤网升压速度、提高产品质量、减少熔体排废、降低产量损失。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种双组份复合纺丝组件，适用于将两种不同组份在熔融状态下复合纺丝，组件整体是由上、下壳体围成，下壳体内部沿着熔体流动方向依次安装有三块分配板、一块复合板和一块喷丝板。其中，在上壳体的侧上方设置两处互不连通的熔体通道，其中一条熔体通道进入上壳体中心位置，通过喇叭状连接管道与砂池连通，所述的砂池呈圆柱体形状，内部填充过滤砂；另外一条熔体通道经过环状分配以后被分成数根连接管，每根连接管均与环形砂腔连通，所述的环形砂腔由内外两层圆柱面围成，环形砂腔内部也填充有过滤砂；所述的砂池和环形砂腔的下方与承压板相连，承压板的下方与设置在下壳体内部的第一块分配板相连；所述的承压板上设有与砂池和环形砂腔过滤出口位置相对应的熔体通孔，该通孔与下壳体内部的第一块分配板的分配区域入口相连通。
本发明的目的还可以通过以下优选技术方案来进一步实现：
前述的双组份复合纺丝组件，其中过滤中间熔体用的砂池与过滤外圈熔体用的环形砂腔处于同心圆位置，它们的高度相同，环形砂腔的内圆柱面的半径与砂池的半径之比为：1.2～1.8∶1，内、外圆柱面的半径差与砂池的半径之比为：0.2～0.5∶1。
前述的双组份复合纺丝组件，其中过滤砂池和环形砂腔的进口与出口均设有过滤网，用以改善熔体过滤前后的流动性能并起到粗滤功效。
前述的双组份复合纺丝组件，其中外圈熔体进入环形砂腔之前的连接管的数量为3～8根，其管径相同、中心沿同一圆周均匀分布，以保证外圈熔体均匀地进入环形砂腔。
前述的双组份复合纺丝组件，其中下壳体内部的第三块分配板上设有系列针孔，针孔内部设置可拆卸的针管，针管的下端插入复合板上配做的复合孔内，复合孔与针管为间隙配合，使得组件工作时其中一种熔体从针管内部进入复合孔，而另外一种熔体从针管与复合孔孔壁之间的缝隙进入复合孔。
前述的双组份复合纺丝组件，其中第三块分配板上设置的系列针孔分成36～72组，每组内部安装的针管的数量以24～64个为宜。
本发明提供的双组份复合纺丝组件在使用时，一种熔体流入外层的环型砂腔，另外一种熔体流入中间圆柱型砂池，两者呈同心圆方式布置，可以充分利用组件腔体内部的有效面积，大大提高了两种熔体的过滤面积。同样外形尺寸下对比，采用本发明技术方案可以使大流量熔体的起始压力下降约50％，组件连续运转时间可延长2～3倍。这不仅减少了组件拆、装、清洗的劳动强度与费用，还能显著降低装置开车过程中的放流排废时间，节省了原料消耗，并为提高装置单机产能奠定了基础。
另一方面，本发明通过在下壳体内部的第三块分配板上设置系列针孔，针孔内部使用可拆卸的针管，针管的下端插入复合板上的复合孔内，这样的结构使得两种熔体比较有序地进入复合孔，形成一种熔体包裹另一种熔体的复合熔体，这对于生产海岛型复合纤维非常有益，可以有效提高了海岛型复合纤维的产品质量，用其作为加工原料可以生产比较高档的纺织品，经济效益非常显著。
【附图说明】
图1是本发明沿对称轴纵向剖视示意图；
图2是图1中沿A-A方向剖视示意图；
图3是图1中沿B-B方向剖视示意图。
图1～3中附图标记的含义见下表：附图标记 含义 附图 标记 含义 附图 标记 含义 1上壳体 2下壳体 3螺栓 4外圈熔体入口 5中间熔体入口 6外圈熔体连接管 7中间熔体连接管 8环形砂腔 8a环形砂腔外壁 8b环形砂腔内壁 9砂池 10承压板 11(上)分配板 12(中)分配板 13(下)分配板 14复合板 15喷丝板 16复合孔 17喷丝孔 18定位销 19螺栓 20过滤砂 21过滤砂22～25过滤网
【具体实施方式】
下面结合说明书附图以生产海岛型聚酯复合纤维为例，对本发明作进一步详细描述。
如图1～图3，组件整体上是由上壳体1和下壳体2并用螺栓3固定后围成。上壳体1的侧上方设有两处熔体入口4和5，PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)熔体自入口4进入上壳体1内部，经环状分配后通过3～8根连接管6而进入环形砂腔8；COPET(水溶性聚酯)熔体从入口5进入上壳体1的中间位置，通过喇叭状连接管7进入砂池9。环形砂腔8的外壁8a和内壁8b与砂池9外壁的相对位置呈同心圆，内壁8b与砂池9的半径之比为1.55∶1，外壁8a与内壁8b的半径差与砂池9的半径之比为：0.39∶1。环形砂腔8与砂池9的高度相等，里面分别填充有过滤砂20和21，其进出口分别设有过滤网22、23、24和25。PET和COPET两种熔体分别经环形砂腔8与砂池9过滤后进入承压板10上相应位置的熔体通孔内，进而进入设置在下壳体2最上方的第一块分配板11的环形通道内，该环形通道下方均匀地分布有系列通孔，两种熔体经过这些通孔进入第二块分配板12。第二块分配板12上面开有一系列同心圆环形槽，不同熔体组份使用的环形槽与第一块分配板11上的通孔相对应，从而起到均匀分配熔体的目的。环形槽的下方又设有熔体通孔，熔体经过这层分配板上的通孔进入第三块分配板13。第三块分配板13的下侧设有36组系列针孔，每组共有37个针管，两种熔体经过该分配板以后被进一步分配，进入下方的复合板14。其中供PET熔体流动的针管为可拆卸式，针管下端插入到复合板14的复合孔16内，PET熔体在针管的引导下流入复合孔16，而COPET熔体则从针管的四周流入复合板14，并从针管外壁与复合孔16孔壁的缝隙中进入复合孔16，从而形成COPET熔体包裹PET熔体的复合熔体。该复合熔体流入设置在复合板14下方的喷丝板15的喷丝孔17内，经喷丝后形成双组份复合初生纤维，再经过进一步加工即可制成海岛型复合纤维。该海岛复合纤维经过碱水处理后可以制成单丝纤度小于0.05dpf的超细纤维。
上述分配板11、12、13，复合板14和喷丝板15安装时用定位销18进行定位，再用螺栓19紧固在一起，安装在下壳体2的内部。
经计算，同样的外形尺寸下，采用已有技术中的并列圆过滤方式，两种熔体的过滤面积均为9.62cm2，而采用本发明技术方案，外圈PET熔体的过滤面积上升到18.09cm2，中间COPET熔体的过滤面积为13.20cm2，两种熔体的过滤面积分别增加了88％和37％。
在实际试纺对比过程中，采用已有技术的并列圆式组件，由于其过滤面积小，流量较大的PET熔体的起始压力即达15MPa以上，运行几天后压力上升到20MPa，组件的使用周期仅为7天；而采用本发明技术方案，PET熔体的起始压力在8MPa左右，正常使用期间压力上升速率较慢，完全可以适应海岛丝生产工艺要求，组件使用周期达到15～20天。可见，本发明技术效果非常明显。