纺丝组件结构设计及阻力计算

条 。纺 丝组 件被 称 为工 艺 流程 中的 心 脏 ， 在 同一 套
设备生产不同的品种 ， 是通过不同的纺丝组件来实 现的 ， 纺丝组件的好坏直接影响生产 的正常进行。 纺 丝组 件 的设 计 主要需 确 定其结 构 和尺 寸 。其 中外部结构和尺寸牵涉到本身强度 、 刚度 ， 热变形和 抗 腐蚀 问题 ， 也涉 及装 拆 和密封 问题 。 纺 丝组 件 的 内件担 负 着 主 要 的纺 丝 功 能 ， 如 何 选择分配、 过滤和混合元件 ， 必须从 流体力学 、 流变 学和传热学角度充分考虑和核算 。当然保证各元件
实 现 的。密封 方式有 自压 密封 及加压 密封 。 （ １ ） 上装式 自压式 密封 组件如 图 ２所 示 。 该组 件 由上盖 、 螺母 压盖 、 密封铝 环 、 导 流板 、 包 边滤 网、 分 配板 、 喷 丝 板 及 外 壳 等 组 成 。组 件 预 装
图 ３ 上装加压密封组件
安装 方式 有上 装和下 装 。
２ ． １ 上装 式 纺丝组件
组件 的更 换从 纺丝箱 上部 进行安 装 。熔 体通 过 侧 口流人 组件 内。上装 组 件 一 般用 于工 业 丝 、 涤 纶 短 丝等 。 由于 组件 外 形 较 大 ， 需 借 助 吊装 设 备 进 行
安装 。熔体入 口的密封是 由对面的顶丝挤压铝嘴来
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１ 纺丝组件 的工作原理
高压纺丝可以降低纺丝温度 、 强化过滤效果 ， 具 有热降解少、 减少凝胶粒子的生成 、 降低 断头率 、 提 高丝的内在品质等优点。高压纺丝过程 中， 高聚物 熔 体 的大 分子 在通 过 高 阻 尼 的 过滤 层 时 ， 内摩 擦 能 量增加转化成热量 ， 使熔体温度升高 ， 瞬间达到纺丝 所需的高温 ， 使熔体在不发生降解的情况下具有 良 好 的流动性 能 。对 Ｐ Ｅ Ｔ和 Ｐ Ａ每 １ ０ ＭＰ ａ的压力 降 ，
聚 酯 工 业
第２ ６卷
２ 组件的结构 形式
组件 的结 构形 式 和 尺寸 由纺丝 工 艺 路 线 、 配套 卷绕 机 的尺寸 、 喷 丝板 尺 寸 和 紧 固方 式 、 耐 压强 度 、 密封 方式 等条 件所决 定 。紧 固方 式有 螺栓 和组件 自
带螺栓紧固 ２ 种， 进料方式有上进料和侧进料 ２ 种，
由图 １ 可知 ， 熔体 自通道孔进人组件 内腔喇叭
图 １ 纺 丝 组 件
Ｆｉ ｇ ． １ Ｓ ｐ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｐ ａ ｃ ｋ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ０２ － － ２ ０ ； 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ － ２ ２ 。
作者简介 ： 高志勇（ １ ９ ６ ３ 一 ） ， 男， 辽宁大连人 ， 高级工程师 ， 工学硕士 ， 从事化纤设备研发工作 。
Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｕｐ ｅｒ ｐ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｐ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｐ ａ ｃ ｋ
第２ ６卷 第 ５期
２ ０１ ３－ ０ ５
聚 酯 工 业
Ｐｏ ｌ ｙ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｉ ｎｄ ｕ ｓ ｔ ￣
Ｖｏ １ ． ２ ６ Ｎｏ ． ３
Ｍａ ｖ ２ ０１ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ － ８ ２ ６ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ７
可 分别 提 高约 ４℃ 和 ８℃ 。
因为整 个纺 丝 的过程 是在 一定 的压 力下 把 高温
熔体从纺丝组件 中挤出成型， 因此组件 中的压力及 压力降有着相当大的作用 。纺丝组件的结构如 图 １
所示。
１ ・ 组件座 ； ２ ・ 紧圈 ； ３ － 扩散板 ； ４ ． 三层包边滤 网； ５ ． 过滤砂 ； ６ ． 三层包边滤网 ； ７ ． 分配板 ； ８ ． 九层包边滤网 ； ９ ． 喷丝板 。
布， 并在 一 定 压 力 下 通 过 喷 丝 板 微 孔 ， 挤 出形 成 丝
口形 的扩散 板底 部和 过滤层 平 面形成 的 流通截 面沿
半径方 向逐渐缩小 ， 迫使熔体沿半径方 向的流动速 度 加快 ， 以避 免 滞 留。三 层 包边 滤 网放 在 过滤 砂 层
上， 防止组件 搬运 时砂 层移 动 ， 同时也起 着 分配熔 体 的作用 。熔 体经 过 ２ ０ 目砂 层 ， 基本 上 被 过 滤 清 洁 ， 并且 被充 分 的混合 均化 。砂层 下 放着相 同的 ３层 包
纺 丝 组 件 结构 设计 及 阻力计 算
高志勇 ， 于 丽娜 ， 许 睿 哲
（ 大连合成纤维研究设计 院股份有 限公 司 ， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３ ）
摘要 ： 介绍了纺丝组 件的工作原理 ， 结构形式 ， 纺丝组件 内熔体流动的阻力计算 ， 包括熔 体通过分 配板 ， 过滤 网及 过滤砂 的压 力损失 ， 纺丝组件 的更换 。指 出在纺丝组件设计过程 中应先选用下部快速安装组件 ， 并根据不 同品种调节过滤砂层高度。 关键词 ： Ｐ Ｅ Ｔ ； 纺丝组件 ； 结构设计
的强 刚度 和 内部 密封也 是不 能 忽视 的 。
边滤网， 起着支撑砂层和分配熔体的作用。熔体进 入喷丝板前还要经分配板 ， 它起着进一步均匀分配 熔体的作用。在喷丝板上面是 ９ 层包边滤网。它起
着 防止被 粉 碎 的过 滤材 料 的细粒 漏到 喷丝板 上 。熔 体 最终 通过 喷丝板 微孔 后形 成 丝束 。
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ ２ ３ ． ４ １ ， Ｔ Ｑ ３ ４ ０ ． ６ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ － ８ ２ ６ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ０ ５ ９ － ０ ４
０ 前 言
在 熔融 纺丝 加工 中 ， 纺丝组 件 亦被称 纺 丝头 ， 其 作 用是 使 聚合 物 熔 体 精 细 过 滤 ， 充分 混合 ， 均 匀 分