專利名稱：組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置以及專用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種合成纖維的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種組合式低溫細流高效動態(tài)
混和裝置以及專用方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，彩色及功能性纖維制成的高檔、休閑服裝的市場及家訪、裝飾品市場需求與日倶增。例如滌綸彩色及改性環(huán)保纖維采用原液著色、原液改性，它不僅具有品種多樣化、色彩豐富的優(yōu)勢，而且賦予了更多的功能性，如阻燃、抗菌、吸濕快干等特殊功能。完全可以替代傳統(tǒng)的高溫高壓染色纖維制品，無須顧慮在染色加工過程中造成功能下降或喪失；且色牢度好，不會因色牢度不好使織物在使用或洗滌過程中引起色斑；由于新的滌綸彩色環(huán)保纖維的應用，使后加工流程縮短，比由后染色生產(chǎn)的同類滌綸纖維產(chǎn)品具有更加優(yōu)異的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，同時降低了成本，無環(huán)境污染。 目前，紡織行業(yè)纖維著色主要采用先織后整理染色。有色面料生產(chǎn)經(jīng)過紡絲(紗) 一 高溫高壓染色 一 整經(jīng)織布 一 整理，或者紡絲 一 整經(jīng)織布 一 染前處理 一 高溫高壓染色整理等多道加工工序。采用常規(guī)紡紡制的白色滌綸長絲用分散性染料在高溫高壓或載體存在下進行染色，對纖維損傷大，色牢度差，工藝流程長，能耗大，污染嚴重。
用在線多元添加工藝方法生產(chǎn)彩色及功能性纖維新材料是今后化學纖維生產(chǎn)領域的必然發(fā)展方向。以該工藝方法生產(chǎn)時，動態(tài)混合技術是在線多元添加生產(chǎn)彩色及功能性纖維的關鍵性技術，目前已有的靜態(tài)或動態(tài)混合器主要存在以下缺點1.普通銷釘式混合器剪切、均化次數(shù)不足。有色纖維原液著色是基于嵌入分子鏈的基礎上，按工藝目標重新排列所實現(xiàn)的，現(xiàn)有的混合器基本為低剪切分散、混合效率低下、均化效果不明顯，無法保證產(chǎn)品的色勻度與功能性品質(zhì)；2. —些提高剪切次數(shù)的動態(tài)如條槽式、球窩式以及3DD混合器，運行速度低時分散性不理想；運行速度高時，所產(chǎn)生的大量剪切熱嚴重影響纖維可紡性，無法保證正常的紡絲生產(chǎn)。此外，由于結構問題，加工難度和成本很高，不利于推廣應用。 由于上述混合器所存在的缺陷，無法在直接紡生產(chǎn)線上應用在線添加，使得目前纖維生產(chǎn)的添加技術仍停滯在切片紡對原料與添加物進行共熔的水平上，而共熔法存在著明顯的高成本、高能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置以及專用方法，其主要是解決現(xiàn)有技術所存在的無法在直接紡生產(chǎn)線上應用在線添加，使得目前纖維生產(chǎn)的添加技術仍停滯在切片紡對原料與添加物進行共熔的水平上，而共熔法存在著明顯的高成本、高能耗等的技術問題。 本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的 本發(fā)明的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，包括機架，機架上設有套筒部件，其
4特征在于所述的套筒部件上設有進料部件與出料口，套筒部件的內(nèi)部設有高效混合軸部 件，高效混合軸部件連接有驅動裝置，高效混合軸部件的軸身上設有1個或1個以上的共混 機構，所述的共混機構由依次排列的細流混合單元、剪切單元、低溫均化單元組成，細流混 合單元由成環(huán)形分布的細流混合管組成，剪切單元上設有成環(huán)形分布的剪切塊，低溫均化 單元上設有成環(huán)形分布的均化塊。機架上可以連接有兩個以上的支座，套筒部件固定在支 座上。共混熔體通過套筒部件中旋轉的高效混合軸部件上的細流混合單元、剪切單元、低溫 均化單元對共混熔體進行高效分散、共混與低溫均化，剪切單元由鑲嵌在高效混合軸部件 上的突起的剪切塊依據(jù)不同的幾何形狀排列進行剪切，細流混合單元由多個不同形狀的細 流混合管構成，低溫均化單元由鑲嵌在混合軸上的突起的均化塊依據(jù)幾何形狀的排列進行 攪拌完成，最終進入紡絲箱體進行紡絲。進料部件可以通過前蓋固定在套筒部件端部。套 筒部件后端內(nèi)表面與高效混合軸之間可以設有密封件。 作為優(yōu)選，所述的進出料部件與共混機構之間的高效混合軸部件上依次設有預細 流單元、預剪切單元，預細流單元由成環(huán)形分布的預細流混合管組成，預剪切單元上設有成
環(huán)形分布的預剪切塊。預細流單元可將共混熔體初步分散，并且經(jīng)預剪切單元進行初步剪 切，將直徑較大的顆粒物切碎。 作為優(yōu)選，所述的進料部件內(nèi)部設有弧形環(huán)槽與預細流單元連通。在壓力作用下 將熔體由進料口通過共混、分散到預細流單元中，弧形環(huán)槽將混合好后的混合物再集中到 出料口中集中排出。 作為優(yōu)選，所述的套筒部件后端的外表面設有冷卻部件，冷卻部件內(nèi)設有可存放 冷卻介質(zhì)的的空腔，并且冷卻部件上開有冷卻介質(zhì)進口與冷卻介質(zhì)出口，套筒部件的筒身 外表面還設有加熱冷卻單元，進料部件外設有加熱元件。冷卻部件是為了冷卻共混熔體在 完成低溫細流混合均化后的溫度，從而防止共混熔體在套筒部件后端膨脹后溢出。
作為優(yōu)選，所述的驅動裝置包括有電機，電機通過后蓋安裝在套筒部件上，電機通 過減速機連接高效混合軸部件，電機、減速機通過線路連通有控制單元?？刂茊卧梢杂勺?頻、控溫裝置、PLC、PC組成，其能整體控制整臺裝置的運轉，變頻、控溫裝置、PLC、PC都為外 購產(chǎn)品。后蓋與高效混合軸部件可以設有軸承。 作為優(yōu)選，所述的進料部件上設有溫度壓力傳感器，溫度壓力傳感器通過線路連 通控制單元?；旌蠁卧臏囟扔杉訜崂鋮s單元調(diào)控，溫度壓力傳感器能夠檢測進料口處的 溫度壓力，從而將數(shù)據(jù)傳送到控制單元處，再由控制單元通過加熱冷卻單元調(diào)整溫度和高 效混合軸部件的轉速等參數(shù)。 作為優(yōu)選，所述的共混機構為3個，即共混熔體一共經(jīng)過三個階段的低溫細流混 合均化過程，使得混合更加完全。 —種使用組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置的專用方法，其特征在于 a.在控制單元上設定好溫度、壓力以及轉速，將共混熔體通過進出料部件上的進
料口通入弧形環(huán)槽內(nèi)，共混熔體通過預細流單元的分流后，通入到預剪切單元進行初步剪
切； b.經(jīng)過初步剪切的共混熔體均勻地進入到細流混合單元中進行第一階段的低溫 細流高效動態(tài)混合，共混熔體進入細流混合管中，在每一個旋轉的細流混合管內(nèi)進行三維 翻滾分散與混合；
5
c.經(jīng)細流混合管混合后的共混熔體通過剪切單元進行剪切后進入低溫均化單元 中進行三維動態(tài)低溫均化，完成低溫細流混合均化，完成混合的混合物從出料口排出。
用本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的彩色纖維或改性纖維產(chǎn)品質(zhì)量高、色系全、色彩亮麗鮮 艷、色牢度好、耐水洗、抗磨性等性能良好，工藝調(diào)整方便，易于實現(xiàn)精密控制。特別是該制 備所采取的低溫混合均化技術，是直接紡生產(chǎn)線在線添加生產(chǎn)工藝的核心技術，可生產(chǎn)對 色彩具有敏感性的彩色纖維與多功能纖維，熔體排廢量小，避免了環(huán)境污染，節(jié)省了大量的 能耗，產(chǎn)品附加值高。 作為優(yōu)選，所述的步驟c中，完成低溫細流混合均化的混合物再通入后兩個共混 機構中的細流混合單元、剪切單元、低溫均化單元進行混合均化，一共經(jīng)三個共混機構進行 低溫細流混合均化后，混合物從出料口排出。低溫混合均化階段次數(shù)是根據(jù)不同產(chǎn)品、不同 原料及不同添加物的工藝要求所決定，通過各階段的細流混合、剪切、低溫均化，共混熔體 得到充分地混合、分散，進入紡絲箱體紡絲。 作為優(yōu)選，所述的進料部件處的共混熔體溫度與出料口處的混合物溫度之差為 0 5°C ;高效混合軸部件的轉速為20 60rpm。 因此，本發(fā)明具有由于混合、剪切、均化單元在高效動態(tài)混合軸上完成，比傳統(tǒng)的 動態(tài)混合器要求套筒內(nèi)壁進行幾何形狀的槽型加工成本大幅度降低，可通過控制單元控制 高效混合軸部件旋轉的速度，從而得到所需的分散、混合、均化效果，對不同產(chǎn)品、不同添加 物的共混熔體可通過快速拆裝高效混合軸部件上的共混機構個數(shù)滿足工藝要求的特點；本 發(fā)明還具有可通過有限次的剪切與大量的細流混合與低溫均化使共混熔體達到良好的分 散效果，產(chǎn)生的剪切熱較少，確保了產(chǎn)品的可紡性與產(chǎn)品品質(zhì)等特點。


附圖1是本發(fā)明的一種結構示意圖；
附圖2是低溫均化單元的剖面結構示意圖；
附圖3是剪切單元結的剖面構示意圖；
附圖4是細流混合單元的剖面結構示意圖；
附圖5是預剪切單元的剖面結構示意圖；
附圖6是預細流單元的剖面結構示意圖。 圖中零部件、部位及編號機架1、套筒部件2、進料部件3、高效混合軸部件4、細 流混合單元5、剪切單元6、低溫均化單元7、細流混合管8、剪切塊9、均化塊10、預細流單元 11 、預剪切單元12 、預細流混合管13 、弧形環(huán)槽14 、冷卻部件15 、冷卻介質(zhì)進口 16 、冷卻介質(zhì) 出口 17、電機18、后蓋19、控制單元20、溫度壓力傳感器21、前蓋22、密封件23、軸承24、支 座25、加熱冷卻單元26、出料口 27、加熱元件28。
具體實施例方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例本例的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，如圖1，有一個機架1，機架上 通過兩個支座25固定有套筒部件2，套筒部件的前后兩端分別通過法蘭連接有前蓋22、后 蓋23。套筒部件內(nèi)部設有高效混合軸部件4，高效混合軸部件的后端通過鍵槽連接有減速機，減速機連接電機18。電機、減速機通過線路與控制單元20連接。高效混合軸部件后端
與套筒部件之間設有密封件23，并且高效混合軸部件后端端部與后蓋19之間設有軸承24。
套筒部件2前端連接有進料部件3，套筒中部和端部上設有出料口與進料口，并且進料部件
設有弧形環(huán)槽14，進料部件外有加熱元件28，并設有溫度壓力傳感器21，溫度壓力傳感器
通過線路與控制單元20連通。弧形環(huán)槽14連通有預細流單元11，如圖6，預細流單元由成
環(huán)形分布的預細流混合管13組成，其設在套筒部件內(nèi)壁與高效混合軸部件之間。預細流單
元后端的高效混合軸部件上設有預剪切單元12，如圖6，預剪切單元上設有成環(huán)形分布的
預剪切塊。預剪切單元后端的高效混合軸部件4上設有3個共混機構，每個共混結構都依
次設有細流混合單元5、剪切單元6、低溫均化單元7組成，如圖4，細流混合單元由成環(huán)形分
布的細流混合管8組成，如圖3，剪切單元上設有成環(huán)形分布的剪切塊9，如圖2，低溫均化單
元上設有成環(huán)形分布的均化塊10。套筒上設有兩個加熱冷卻單元26，平衡熔體溫度；套筒
部件2后端的外表面設有冷卻部件15，冷卻部件內(nèi)設有可存放冷卻介質(zhì)的的空腔，并且冷
卻部件上開有冷卻介質(zhì)進口 16與冷卻介質(zhì)出口 17。 使用組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置的專用方法，其步驟為 a.在控制單元20上設定好溫度、壓力以及轉速，電機18驅動高效混合軸部件4進
行旋轉，轉速為40rpm ;將共混熔體通過進料部件3上的進料口通入弧形環(huán)槽14內(nèi)，共混熔
體通過預細流單元11的分流后，通入到預剪切單元12進行初步剪切； b.經(jīng)過初步剪切的共混熔體均勻地進入第一級混合單元中進行第一階段的低溫
細流高效動態(tài)混合，第一級混合單元包括細流混合單元5、剪切單元6、低溫均化單元7，共
混熔體進入細流混合單元5中，在每一個旋轉的細流混合單元內(nèi)進行三維翻滾分散與混
合；經(jīng)細流混合單元5混合后的共混熔體通過剪切單元6進行剪切后進入低溫均化單元7
中進行三維動態(tài)低溫均化，完成第一階段的低溫細流混合均化； c.完成混合的混合物再通入下兩組的細流混合單元5、剪切單元6、低溫均化單元 7，重復第一階段的低溫細流混合均化過程，從而完成第二階段、第三階段，完成三個階段低 溫細流混合均化后的混合物從出料口 27排出。 出料口混合分散均勻的熔體料溫度與進料部件進入的混合物料溫度的溫差控制
在+3t:之內(nèi)。
權利要求
一種組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，包括機架(1)，機架上設有套筒部件(2)，其特征在于所述的套筒部件(2)上設有進料部件(3)與出料口(27)，套筒部件的內(nèi)部設有高效混合軸部件(4)，高效混合軸部件連接有驅動裝置，高效混合軸部件的軸身上設有1個或1個以上的共混機構，所述的共混機構由依次排列的細流混合單元(5)、剪切單元(6)、低溫均化單元(7)組成，細流混合單元由成環(huán)形分布的細流混合管(8)組成，剪切單元上設有成環(huán)形分布的剪切塊(9)，低溫均化單元上設有成環(huán)形分布的均化塊(10)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，其特征在于所述的進出料部件(3)與共混機構之間的高效混合軸部件(4)上依次設有預細流單元(11)、預剪切單元(12)，預細流單元由成環(huán)形分布的預細流混合管(13)組成，預剪切單元上設有成環(huán)形分布的預剪切塊。
3. 根據(jù)權利要求2所述的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，其特征在于所述的進料部件(3)內(nèi)部設有弧形環(huán)槽(14)與預細流單元(11)連通。
4. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，其特征在于所述的套筒部件(2)后端的外表面設有冷卻部件(15)，冷卻部件內(nèi)設有可存放冷卻介質(zhì)的的空腔，并且冷卻部件上開有冷卻介質(zhì)進口 (16)與冷卻介質(zhì)出口 (17)，套筒部件(2)的筒身外表面還設有加熱冷卻單元(26)，進料部件(3)外設有加熱元件(28)。
5. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，其特征在于所述的驅動裝置包括有電機(18)，電機通過后蓋(19)安裝在套筒部件(2)上，電機通過減速機連接高效混合軸部件(4)，電機、減速機通過線路連通有控制單元(20)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，其特征在于所述的進料部件(3)上設有溫度壓力傳感器(21)，溫度壓力傳感器通過線路連通控制單元(20)。
7. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置，其特征在于所述的共混機構為3個。
8. —種使用組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置的專用方法，其特征在于a. 在控制單元(20)上設定好溫度、壓力以及轉速，將共混熔體通過進料部件(3)通入弧形環(huán)槽(14)內(nèi)，共混熔體通過預細流單元(11)的分流后，通入到預剪切單元(12)進行初步剪切；b. 經(jīng)過初步剪切的共混熔體均勻地進入到細流混合單元(5)中進行第一階段的低溫細流高效動態(tài)混合，共混熔體進入細流混合管(8)中，在每一個旋轉的細流混合管內(nèi)進行三維翻滾分散與混合；c. 經(jīng)細流混合管(8)混合后的共混熔體通過剪切單元(6)進行剪切后進入低溫均化單元(7)中進行三維動態(tài)低溫均化，完成低溫細流混合均化，完成混合的混合物從出料口(27)排出。
9. 根據(jù)權利要求8所述的使用組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置的專用方法，其特征在于所述的步驟c中，完成低溫細流混合均化的混合物再通入后兩個共混機構中的細流混合單元(5)、剪切單元(6)、低溫均化單元(7)進行混合均化，一共經(jīng)三個共混機構進行低溫細流混合均化后，混合物從出料口 (27)排出。
10. 根據(jù)權利要求8或9所述的使用組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置的專用方法，其特征在于所述的進料部件(3)處的共混熔體溫度與出料口 (27)處的混合物溫度之差為0 5°C ;高效混合軸部件(4)的轉速為20 60rpm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成纖維的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種組合式低溫細流高效動態(tài)混和裝置以及專用方法。其主要是解決現(xiàn)有技術所存在的無法在直接紡生產(chǎn)線上應用在線添加，而共熔法存在著明顯的高成本、高能耗等的技術問題。本發(fā)明包括機架，機架上設有套筒部件，套筒部件上設有進料部件與出料口，套筒部件的內(nèi)部設有高效混合軸部件，高效混合軸部件的軸身上設有共混機構，共混機構由依次排列的細流混合單元、剪切單元、低溫均化單元組成。本發(fā)明的步驟為將共混熔體通過進料部件通入弧形環(huán)槽內(nèi)，共混熔體通過預細流單元的分流后通入到預剪切單元進行剪切，然后再將共混熔體均勻地通入到共混機構中進行共混，最后混合物從出料口排出。
文檔編號B01F13/10GK101703903SQ20091030908
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者周全忠, 喻平, 曹欣羊, 汪森軍, 王應忠, 趙江峰, 錢樟寶 申請人:浙江華欣新材料股份有限公司