专利名称：一种高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及化纤机械制造技术领域，具体涉及一种高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置。
背景技术：
高特绝(PTT)即聚对苯二甲酸丙二醇酯(Polytrimethyleneterephthalate)是由对苯二甲酸(TPA)和1，3-丙二醇(roo)经酯化缩聚而成的聚合物，高特纶纤维是一种新型聚酯纤维。高特纶高聚物因其分子结构及构造独特而具有特殊的性能。高特纶分子链的Z 字折线型构造，使纤维具有比涤纶和尼龙更好的优点，即手感更柔软，更易护理和染色，且具有很好的耐洗色牢度和抗紫外线性能，耐酸耐碱、不易老化、面料尺寸稳定性好。这些优点使高特纶面料在新型服用及家纺领域具有广阔的应用前景。利用高特纶纤维可以开发高档服饰和泳衣、紧身服、运动服等弹性服装，制作出的服装具有穿着舒适，触感柔软、易洗、 快干、免烫，符合人们生活快节奏的要求。由于长期以来，作为其聚合重要原料之一的1，3 一丙二醇(roo)单体价格昂贵，致使高特纶无法工业化生产。但近几年随着PDO生产工艺的工业化解决，高特纶纤维成为最新实现工业化开发并取得重大成功的新型聚酯纤维，它综合了锦纶的柔软性、腈纶的膨松性、涤纶的抗污性，加上高特纶纤维固有的弹性功能及形状记忆功能，将各种纤维的优良服用性能优点集于一身，并且具备了适应于规模化工业生产的优越条件，成为具有广阔应用领域的一种新的大类纤维，高特纶纤维很有可能将逐步替代涤纶和锦纶而成为21世纪大型纤维。目前国内已有部分厂家开始生产高特纶全牵伸纤维，但是，国内厂家高特纶全牵伸纤维生产设备多为在PET(涤纶)纤维生产设备的基础上进行改造而成的，其中用于完成高特纶长丝牵伸的加热牵伸定型部件仅由两对热辊(每一对热辊均由两个热辊组成，第一对热辊为低温热辊，主要起加热丝束和使长丝产生预取向作用；第二对热辊为高温热辊，主要起牵伸及加热定型作用)组成或者由一对低温热辊 (由两个热辊组成，主要起加热丝束和使长丝产生预取向作用)和一对高温单辊(由一个高温热辊和一个分丝冷辊组成，主要起牵伸及加热定型作用)组成，而由于高特纶丝束的玻璃化温度较低，只需要一个低温加热辊加热即可，显然对于纺高特纶长丝来说，采用上述两种加热牵伸定型部件中一对低温加热辊加热，其热辊多余，设备工程配置浪费(如多余配置的热辊必须转动，热辊的驱动功率和设备单价远大于分丝辊的驱动功率和设备单价， 且热辊还需用于轴承冷却的油冷等管路以及其它工程配置)，消耗较大，影响经济效益，设备生产能力不能满足市场需求。又由于高特纶丝束具有特殊的“Z”字型大分子结构，因此高特纶丝束在牵伸后其内部产生较大的牵伸应力，为有效地消除高特纶丝束内部的牵伸应力，通过高温加热定型并持续足够长的时间才有可能实现。而上述第一种加热牵伸定型部件中第二对高温热辊受高温热辊有效长度的限制，使得高特纶丝束缠绕在第二对高温热辊上的圈数受到限制，因此很难延长高特纶丝束热定型的时间(即丝束从到达第二对高温热辊到丝束离开第二对高温热辊的行程所需时间)。同理，上述第二种加热牵伸定型部件中一对高温单辊受到其中高温热辊有效长度的限制，使得高特纶丝束缠绕在该一对高温单辊上
4的圈数受到限制，因此很难延长高特纶丝束热定型的时间(即丝束从到达该一对高温单辊到丝束离开该一对高温单辊的行程所需时间)。由此可知，仅靠第二对高温热辊或仅靠一对高温单辊对丝束热定型难以有效地消除丝束内部的牵伸应力，容易造成在卷绕过程中高特纶长丝沿轴向松弛回缩，且丝饼不良成型偏多，退绕困难，难以生产出优质长丝。显然对于上述两种加热牵伸定型部件难以达到优质高特纶长丝生产工艺要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，该装置的设备工程配置合理且该装置能够有效地减小丝束内部牵伸应力、提高卷绕质量，满足优质高特纶长丝生产工艺的要求，以生产出优质长丝。本发明解决上述技术问题的技术方案是提供一种高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，包括安装在安装面板前面的加热牵伸定型部件，所述加热牵伸定型部件有三个纺丝热辊组，即为，用于对高特纶丝束低温加热的第一纺丝热辊组GR1、用于对加热后的高特纶丝束牵伸和初步热定型的第二纺丝热辊组GR2和用于对牵伸后的高特纶丝束进一步热定型的第三纺丝热辊组GR3，所述第一纺丝热辊组GRl、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组 GR3沿着丝束循行的方向依次设置，每一个所述纺丝热辊组都有一个热辊和一个分丝辊，所述热辊垂直于所述安装面板。本技术方案中，对加热牵伸定型部件采用了第一纺丝热辊组GR1、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3，其中每一个纺丝热辊组都有一个热辊和一个分丝辊的技术特征，所述高特纶丝束在所述第一纺丝热辊组GR1、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3的辊面上依次分别缠绕5. 5圈 7. 5圈，第一纺丝热辊组GRl的加热温度为45°C 65°C，第二纺丝热辊组GR2的加热温度为110°C 130°C，第三纺丝热辊组GR3的加热温度为110°C 140°C，第二纺丝热辊组GR2线速度为2800m/min 3400m/min，第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GRl间牵伸倍率为I. 5 2. 0，第一纺丝热辊组GRl线速度根据第二纺丝热辊组GR2线速度和第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GRl间牵伸倍率来确定，第三纺丝热辊组GR3线速度稍大于或稍小于第二纺丝热辊组GR2线速度，各分丝辊的线速度与其对应的热棍的线速度相同，卷绕张力O. 06cn/dtex O. lcn/dtex。由于高特绝丝束的玻璃化温度较低，所以，第一纺丝热辊组GRl仅需一个可加热的低温热辊和一个不加热的分丝辊即可对高特纶丝束进行充分的低温加热，使高特纶丝束达到玻璃化温度以上， 因此本技术方案相对于现有技术来说，设备工程配置合理(即将现有技术的第一对低温热辊中多余的一个热辊替换为不加热的分丝辊，这样既满足了对高特纶丝束加热的工艺要求又减小了牵伸卷绕装置的驱动功率，也降低了牵伸卷绕装置的造价，还免去了用于轴承冷却的油冷等管路以及其它工程配置)，消耗降低，提高了经济效益，使设备生产能力满足市场需求。又由于第二纺丝热辊组GR2的线速度大于第一纺丝热辊组GRl的线速度，所以高特纶丝束从离开第一纺丝热辊组GRl到到达第二纺丝热辊组GR2的过程中受到第二纺丝热辊组GR2的牵伸作用，使高特纶丝束直径变小，丝束伸长，丝束沿作用力方向发生变形， 丝束中柔曲的分子链发生舒展，并沿作用力的方向单向变形、重排和取向，同时产生结晶作用，形成并增加了氢键、偶极矩以及其他类型的分子间力，从而使高特纶丝束的断裂强度显著提高，延伸度下降，但由于高特纶丝束具有特殊的“z”字型大分子结构，在牵伸后的高特纶丝束(即高特纶长丝)内部产生较大的牵伸应力，为了消除高特纶长丝内部的牵伸应力， 通过第二纺丝热辊组GR2对高特纶长丝的高温加热定型作用，使高特纶长丝的伸长及内部结构初步稳定，其内部的牵伸应力减小，但由于第二纺丝热辊组GR2受热辊有效长度的限制很难延长高特纶丝束热定型的时间，由于热定型的时间过短，以至仅靠第二纺丝热辊组 GR2对高特纶长丝初步热定型难以有效地消除高特纶长丝内部的牵伸应力，为此需要第三纺丝热辊组GR3对高特纶丝束进行进一步独立的热定型，以加倍延长热定型的时间，通过略微提高第三纺丝热辊组GR3的加热温度，使大分子结构在第二纺丝热辊组GR2加热的基础上进一步产生一定程度的热运动，松弛原有分子链结构，通过第三纺丝热辊组GR3对高特纶长丝进一步独立的热定型，使高特纶长丝的伸长及内部结构得以稳定，有效地消除了其内部的牵伸应力，提高丝束的形状稳定性(尺寸稳定性)，提高了卷绕质量，最终可生产优质的高特纶全牵伸长丝，生产出的高特纶全牵伸长丝丝饼在卷装储存期间具有丝束性能长期稳定性，对储存和运输期间的高温不敏感，在随后的加工期间不发生退绕问题，丝饼退绕性能良好，进而丝束在加工和服用过程中遇到湿热处理(如染色或洗涤)时，尺寸不易变动。每一个所述纺丝热辊组中的热辊都为配有独立的可控驱动源和独立的可控热源的热辊；每一个所述纺丝热辊组中的分丝辊都为配有独立的可控驱动源的主动分丝辊或者都为气动被动分丝辊。本技术方案中，由于采用了热辊分别配有独立的可控驱动源和独立的可控热源； 分丝辊分别为配有独立的可控驱动源的主动分丝辊或者分别为气动被动分丝辊的技术手段，所以可灵活调节工艺参数，进而，进一步地减少消耗，进一步地降低生产长丝的成本，进一步地提高经济效益，生产能力进一步地满足市场需求。所述配有独立的可控驱动源和独立的可控热源的热辊，其独立的可控驱动源为永磁同步电动机或交流异步电动机，其独立的可控热源为非接触式温控电磁感应加热源，所述热辊与所述永磁同步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件或所述热辊与所述交流异步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件； 所述配有独立的可控驱动源的主动分丝辊，其独立的可控驱动源为永磁同步电动机或交流异步电动机，所述主动分丝棍与所述永磁同步电动机整体组装成一体件或所述主动分丝棍与所述交流异步电动机整体组装成一体件。本技术方案中，由于热辊的可控驱动源采用了永磁同步电动机或交流异步电动机，主动分丝辊的可控驱动源采用了永磁同步电动机或交流异步电动机，所以热辊和主动分丝辊可方便地实现变频调速。又由于所述热辊的可控热源采用了非接触式温控电磁感应加热源，热辊壳体作为次级线圈而被感应加热，可实现热辊外周面各点的温度均匀，因热辊是旋转体，故采用非接触式测温控制，通过热辐射原理来测量温度，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快，可使热辊外周面温控精度为< ±1. 5°c，从而可精确地调节热辊的温度至工艺所需的温度范围。为便于安装维护，所述热辊与所述永磁同步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件或所述热辊与所述交流异步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件；所述主动分丝辊与所述永磁同步电动机整体组装成一体件或所述主动分丝辊与所述交流异步电动机整体组装成一体件。这样的一体件有利于形成标准件。本行业中，对于纺高特纶全牵伸长丝而言，第一纺丝热辊组GRl中的热辊的型号为RGJ-45C220X400G，分丝辊的型号为FSG_45E110X400 ;第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3中的热辊的型号为RGJ-55C220X400G，分丝辊的型号为FSG-55E110X400。所述热辊的直径大于分丝辊的直径。本技术方案由于采用了热辊的直径大于分丝辊的直径的技术手段，所以，不但制造分丝辊更省料，节约制造成本，而且可使高特纶丝束与热辊的接触长度大于热辊周长的一半，这样可提高热辊对高特纶丝束传热的效率。每一个所述纺丝热辊组都设有前后贯通的保温罩壳，所述保温罩壳内设有靠近罩壳后部并垂直于保温罩壳内侧壁的隔板，所述隔板上设有供所述热辊和所述分丝辊穿过的孔；所述保温罩壳的后端与安装面板固定连接，其前端的侧边分别铰接有门，所述保温罩壳的侧壁和置于保温罩壳中的隔板及设置在保温罩壳前端的门构成基本封闭的加热保温室。本技术方案由于采用了纺丝热辊组设有保温罩壳的技术手段，所以纺丝热辊组不但可以保温，而且有效地防止气流对高特纶丝束的扰动。又由于采用了在保温罩壳内设置隔板的技术手段，有利于保护驱动源不受烟气的污染，提高驱动源的使用寿命。所述纺丝热辊组相对于所述安装面板依次从后向前呈阶梯形设置。本技术方案由于采用了纺丝热辊组从后向前依次呈阶梯形设置的技术手段，所以可顺应高特纶丝束的走向，进一步满足纺丝工艺的要求。本技术方案还包括立式机架，该机架前面的上部设有所述安装面板，所述机架顶部的左侧或右侧设有上油部件，该上油部件的丝束输出口横向朝下位于所述安装面板的前上方；相应地，在所述安装面板的左侧或右侧对应所述上油部件的丝束输出口从上到下依次设置剪吸丝部件、预网络部件、导丝部件和所述第一纺丝热辊组GR1，其中，所述第一纺丝热辊组GRl中的分丝辊设置在所述第一纺丝热辊组GRl中热辊的上方并相应地向右倾斜或向左倾斜；所述第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3并排设置在所述安装面板的右上侧或左上侧，其中，所述第二纺丝热辊组GR2中的分丝辊设置在所述第二纺丝热辊组GR2 中热辊的下方并相应地向右倾斜或向左倾斜，所述第三纺丝热辊组GR3中的分丝辊设置在所述第三纺丝热辊组GR3中热辊的下方并相应地向右倾斜或向左倾斜；所述主网络器对应所述第三纺丝热辊组GR3设置在所述安装面板的右下侧或左下侧，该主网络器的丝束输出口纵向朝下；所述机架下部的右侧或左侧设有卷绕头，该卷绕头的丝束输入口纵向朝上正对所述主网络器的丝束输出口。本发明的技术方案对高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置中各个部件的布局作了整体的优化，按照高特纶丝束的循行方向分为从所述安装面板的左上方到所述安装面板的右下方和从所述安装面板的右上方到所述安装面板的左下方两种情况进行了优化，使高特纶全牵伸长丝纺牵联合机设备结构紧凑，易于控制纺丝位距，具有较低的设备制造成本，既满足了纺丝机多头高产的需要，又能保证卷装容量大、成品制成率高的要求，节约基建与设备总投资和生产成本，节省公用工程的消耗量，具有非常强的市场竞争力，达到国际领先水平。由于纺丝热辊组中的分丝辊根据上述高特纶丝束的循行方向的两种情况相应地向右倾斜或向左倾斜，其倾斜角度为0° 12°，较佳的倾斜角度为8° 10°，因此可提高分丝辊的分丝效果。所述上油部件为8头/纺位-24头/纺位的双道唇式上油部件或为8头/纺位-24头/纺位的油轮式上油部件；所述剪吸丝部件、预网络部件、导丝部件、加热牵伸定型部件、 主网络器和卷绕头均为8头/纺位-24头/纺位的多头设计结构。本技术方案由于各部件采用了 8头/纺位-24头/纺位的多头设计结构，所以可实现24头/纺位的多头纺丝。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。图I是本发明高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置前视结构示意图。图2是本发明高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置左视结构示意图。
具体实施例方式图I为本发明高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置一个纺丝位的前视结构示意图，如图I所示，一种高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，包括立式机架1，该机架I前面的上部设有安装面板2，为了合理地安装各个部件，该安装面板2上设计有多个供零部件穿过的透孔; 所述机架顶部的左侧设有上油部件3 (上油部件3在每纺位设置一个，可连接在一起传动， 也可每纺位单独驱动，通常的设计是6至8个纺位为一组，并排排布。)，该上油部件3的丝束输出口 31横向朝下位于所述安装面板2的前上方。在所述安装面板2的前面沿着从所述上油部件3丝束输出口 31输出的丝束循行的方向依次设有剪吸丝部件4、预网络部件5、导丝部件6、加热牵伸定型部件7和主网络器8 ;所述加热牵伸定型部件7有第一纺丝热辊组 GR1-71、第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73 ;其中，第一纺丝热辊组GR1-71 有一个可加热的热辊711和一个不加热的分丝辊712，热辊711通过矩形辊座713垂直于安装面板2安装，分丝辊712通过矩形辊座714与安装面板2安装；第二纺丝热辊组GR2-72 有一个可加热的热辊721和一个不加热的分丝辊722，热辊721通过矩形辊座723垂直于安装面板2安装，分丝辊722通过矩形辊座724与安装面板2安装；第三纺丝热辊组GR3-73 有一个可加热的热辊731和一个不加热的分丝辊732，热辊731通过矩形辊座733垂直于安装面板2安装，分丝辊732通过矩形辊座734与安装面板2安装。当然，热辊711、721、 731和分丝辊712、722、732也可以直接与安装面板2固定安装。从图I中可以看出，丝束循行路线基本上呈反“N”型，所述剪吸丝部件4、预网络部件5、导丝部件6和第一纺丝热辊组 GR1-71从上到下依次对应所述上油部件3的丝束输出口 31设置在所述安装面板的左侧，其中，所述第一纺丝热辊组GR1-71中的分丝辊712设置在所述第一纺丝热辊组GR1-71中热辊711的上方；所述第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73并排设置在所述安装面板2的右上侧，其中，所述第二纺丝热辊组GR2-72中的分丝辊722设置在所述第二纺丝热辊组GR2-72中热辊721的下方，所述第三纺丝热辊组GR3-73中的分丝辊732设置在所述第三纺丝热辊组GR3-73中热辊731的下方。所述主网络器8对应所述第三纺丝热辊组GR3-73设置在所述安装面板的右下侧，主网络器8的丝束输出口 81纵向朝下；所述机架 I下部的右侧设有卷绕头9，所述卷绕头9的丝束输入口 91纵向朝上正对所述主网络器8 的丝束输出口 81。如图I所示，所述第一纺丝热辊组GR1-71、第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73中的分丝辊712、722、732分别向右倾斜，其倾斜角度为0° 12°， 较佳的倾斜角度为8° 10°，这样可以提高分丝辊的分丝效果。
当然，所述上油部件3也可以设置在机架I顶部的右侧，相应地上述其他部件的分布可与如上所述的分布呈左右镜像，因此省略了相应的附图。具体地说，该上油部件3的丝束输出口 31横向朝下位于所述安装面板2的前上方。在所述安装面板2的前面沿着从所述上油部件3丝束输出口 31输出的丝束循行的方向依次设有剪吸丝部件4、预网络部件5、导丝部件6、加热牵伸定型部件7和主网络器8 ;所述加热牵伸定型部件7有第一纺丝热辊组 GR1-71、第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73 ;其中，第一纺丝热辊组GR1-71 有一个可加热的热辊711和一个不加热的分丝辊712，热辊711通过矩形辊座713垂直于安装面板2安装，分丝辊712通过矩形辊座714与安装面板2安装；第二纺丝热辊组GR2-72有一个可加热的热辊721和一个不加热的分丝辊722，热辊721通过矩形辊座723垂直于安装面板2安装，分丝辊722通过矩形辊座724与安装面板2安装；第三纺丝热辊组GR3-73有一个可加热的热辊731和一个不加热的分丝辊732，热辊731通过矩形辊座733垂直于安装面板2安装，分丝辊732通过矩形辊座734与安装面板2安装。当然，热辊711、721、731和分丝辊712、722、732也可以直接与安装面板2固定安装。显然，丝束循行路线基本上呈“N” 型，所述剪吸丝部件4、预网络部件5、导丝部件6和第一纺丝热辊组GR1-71从上到下依次对应所述上油部件3的丝束输出口 31设置在所述安装面板的右侧，其中，所述第一纺丝热辊组GR1-71中的分丝辊712设置在所述第一纺丝热辊组GR1-71中热辊711的上方；所述第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73并排设置在所述安装面板2的左上侧， 其中，所述第二纺丝热辊组GR2-72中的分丝辊722设置在所述第二纺丝热辊组GR2-72中热辊721的下方，所述第三纺丝热辊组GR3-73中的分丝辊732设置在所述第三纺丝热辊组 GR3-73中热辊731的下方。所述主网络器8对应所述第三纺丝热辊组GR3-73设置在所述安装面板的左下侧，主网络器8的丝束输出口 81纵向朝下；所述机架I下部的左侧设有卷绕头9，所述卷绕头9的丝束输入口 91纵向朝上正对所述主网络器8的丝束输出口 81。所述第一纺丝热辊组GRl、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3中的分丝辊712、722、 732分别向左倾斜，其倾斜角度为0° 12°，较佳的倾斜角度为8° 10°，这样可以提高分丝辊的分丝效果。显然，丝束循行路线还可以有基本上呈“Z”型或“4”型等方式，相应地加热牵伸定型部件7中的分丝辊相对于热辊的位置也势必有所变化。上述实施方式的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置在工作时，从纺丝箱出来的高特纶丝束先通过侧吹风及甬道，经过上油部件3上油后，再通过用于处理异常生产情况的剪吸丝装置4后，进入对高特纶丝束进行匀油的预网络部件5，完成匀油后，又通过导丝部件 6的导丝器完成高特纶丝束90°转向。本实施方式中，对加热牵伸定型部件采用了第一纺丝热辊组GRl、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3，其中每一个纺丝热辊组都有一个热辊和一个分丝辊的技术特征，高特纶丝束在每一组辊面上依次分别缠绕5. 5圈 7. 5 圈。由于高特纶丝束的玻璃化温度较低，大约在45°C左右，在高特纶全牵伸纺丝时，冷却固化的丝束接触到第一热辊时，丝束被加热发生软化，当温度达65°C以上时，丝束会发生冷结晶作用，这种结晶使丝束牵伸发生困难，牵伸比减小，毛丝、断头增加，因此，第一纺丝热辊组GRl的加热温度为45°C 65°C较为有利。第二热辊温度选择很重要，温度过低，高特纶丝束因牵伸产生的内应力消除较少，结晶度不高，丝束热稳定性不好，沸水收缩率偏大，因此，一般第二纺丝热辊组GR2的加热温度为110°C 130°C较为合适。第三对热辊实现热定型过程，进一步消除牵伸应力，使丝束结构进一步得到稳定，因此，第三纺丝热辊组GR3的加热温度为110°c 140°C较为合适。第二纺丝热辊组GR2线速度为2800m/min 3400m/ min0由于牵伸倍率对高特纶-全牵伸长丝断裂强度和伸长有明显的影响，牵伸倍率增加， 纤维大分子伸展并沿轴向整齐排列，提高牵伸的取向度，同时，取向诱导大分子的结晶，结晶度和密度增大，伸长下降，丝束结构稳定性提高；但由于高特纶具有特殊的“z”字型大分子结构，过高的牵伸倍率产生较大的牵伸应力，即使通过第三纺丝热辊组GR3的热定形作用也较难消除，高特纶玻璃化温度又较低，容易造成在卷绕过程中丝束沿轴向松弛回缩，退绕困难，不良成型偏多，另外高特纶容易结晶，因此高特纶的牵伸倍率要比PET的牵伸倍率低，故第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GRl间牵伸倍率为I. 5 2. O较为适宜。第一纺丝热辊组GRl线速度根据第二纺丝热辊组GR2线速度和第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GRl间牵伸倍率来确定，第三纺丝热辊组GR3线速度可稍大于或稍小于第二纺丝热辊组GR2线速度，第三纺丝热辊组GR3线速度优选为2688m/min 3536m/min，更优选为2772m/min 3434m/min，各分丝辊的线速度与其对应的热辊的线速度相同，卷绕张力控制在O. 06cn/dtex O. lcn/dtex。由于第一纺丝热棍组GRl具有一个可加热的低温热棍和一个不加热的分丝辊，所以可对高特纶丝束进行充分的低温加热，使高特纶丝束达到玻璃化温度以上。由于第二纺丝热辊组GR2的线速度大于第一纺丝热辊组GRl的线速度，所以高特纶丝束从离开第一纺丝热辊组GRl到到达第二纺丝热辊组GR2的过程中受到第二纺丝热辊组GR2的牵伸作用，使高特纶丝束直径变小，丝束伸长，丝束沿作用力方向发生变形，丝束中柔曲的分子链发生舒展，并沿作用力的方向单向变形、重排和取向，同时产生结晶作用，形成并增加了氢键、偶极矩以及其他类型的分子间力，从而使高特纶丝束的断裂强度显著提高，延伸度下降，但由于高特纶丝束具有特殊的“z”字型大分子结构，在牵伸后的高特纶丝束(即高特纶长丝)内部产生较大的牵伸应力，为了消除高特纶长丝内部的牵伸应力，通过第二纺丝热辊组GR2对高特纶长丝的高温加热定型作用，使高特纶长丝的伸长及内部结构初步稳定，其内部的牵伸应力减小，但由于第二对热辊受高温热辊有效工作面长度的限制很难延长高特纶丝束热定型的时间，因此仅靠第二纺丝热辊组GR2对高特纶长丝进行高温加热定型难以充分完成，由于热定型的时间过短，以至仅靠第二纺丝热辊组GR2 对高特纶长丝热定型难以有效地消除高特纶长丝内部的牵伸应力，为此需要第三纺丝热辊组GR3对高特纶丝束进行进一步独立的热定型，以加倍延长热定型的时间，通过略微提高第三纺丝热辊组GR3的加热温度，使大分子结构在GR2加热的基础上进一步产生一定程度的热运动，松弛原有分子链结构，通过第三纺丝热辊组GR3对高特纶长丝进一步独立的热定型，使高特纶长丝的伸长及内部结构得以稳定，有效地消除了其内部的牵伸应力，提高丝束的形状稳定性(尺寸稳定性)，提高了卷绕质量，最终可生产优质的高特纶全牵伸长丝， 生产出的高特纶全牵伸长丝丝饼在卷装储存期间具有丝束性能长期稳定性，对储存和运输期间的高温不敏感，在随后的加工期间不发生退绕问题，丝饼退绕性能良好，进而丝束在加工和服用过程中遇到湿热处理(如染色或洗涤)时，尺寸不易变动。本实施方式对高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置中各个部件的布局作了整体的优化，使高特纶全牵伸长丝纺牵联合机设备结构紧凑，易于控制纺丝位距，具有较低的设备制造成本，既满足了纺丝机多头高产的需要，又能保证卷装容量大、成品制成率高的要求，节约基建与设备总投资和生产成本，节省公用工程的消耗量，具有非常强的市场竞争力，达到国际领先水平。
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作为本实施方式的一种改进，所述第一纺丝热辊组GR1-71、第二纺丝热辊组 GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73中的热辊711、721、731分别配有独立的可控驱动源和独立的可控热源；所述第一纺丝热辊组GR1-71、第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组 GR3-73中的分丝辊712、722、732分别为配有独立的可控驱动源的主动分丝辊或者分别为气动被动分丝棍。本实施方式中，由于采用了热辊分别配有独立的可控驱动源和独立的可控热源； 分丝辊分别为配有独立的可控驱动源的主动分丝辊或者分别为气动被动分丝辊的技术手段，所以可灵活调节工艺参数，进而，进一步地减少消耗，进一步地降低生产长丝的成本，进一步地提高经济效益，生产能力进一步地满足市场需求。作为本实施方式进一步的改进，所述配有独立的可控驱动源和独立的可控热源的热辊711、721、731，其独立的可控驱动源为永磁同步电动机或交流异步电动机，其独立的可控热源为非接触式温控电磁感应加热源，所述热辊711、721、731与所述永磁同步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件或所述热辊711、721、731与所述交流异步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件，所述热辊711、721、 731的轴与所述永磁同步电动机的驱动轴同轴固定连接或与所述交流异步电动机的驱动轴同轴固定连接(当然，所述热辊711、721、731的轴与所述永磁同步电动机的驱动轴或所述交流异步电动机的驱动轴也可以采用其它连接方式，如通过传动机构连接)；所述配有独立的可控驱动源的主动分丝辊712、722、732，其独立的可控驱动源为永磁同步电动机或交流异步电动机，所述主动分丝棍712、722、732与所述永磁同步电动机整体组装成一体件或所述主动分丝辊712、722、732与所述交流异步电动机整体组装成一体件，所述主动分丝辊 712、722、732的轴与所述永磁同步电动机的驱动轴同轴固定连接或与所述交流异步电动机的驱动轴同轴固定连接(当然，所述主动分丝辊712、722、732的轴与所述永磁同步电动机的驱动轴或所述交流异步电动机的驱动轴也可以采用其它连接方式，如通过传动机构连接)。本实施方式中，由于热辊的可控驱动源采用了永磁同步电动机或交流异步电动机，主动分丝辊的可控驱动源采用了永磁同步电动机或交流异步电动机，所以热辊和主动分丝辊可方便地实现变频调速。又由于所述热辊的可控热源采用了非接触式温控电磁感应加热源，热辊壳体作为次级线圈而被感应加热，可实现热辊外周面各点的温度均匀，因热辊是旋转体，故采用非接触式测温控制，通过热辐射原理来测量温度，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快，可使热辊外周面温控精度为< ±1. 5°c，从而可精确地调节热辊的温度至工艺所需的温度范围。为便于安装维护，所述热辊与所述永磁同步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件或所述热辊与所述交流异步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件；所述主动分丝辊与所述永磁同步电动机整体组装成一体件或所述主动分丝辊与所述交流异步电动机整体组装成一体件。这样的一体件有利于形成标准件。本行业中，对于纺高特纶全牵伸长丝而言，第一纺丝热辊组GRl中的热辊的型号为RGJ-45C220X400G，分丝辊的型号为FSG_45E110X400 ;第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3中的热辊的型号为RGJ-55C220X400G，分丝辊的型号为FSG-55E110X400。如图I所示，作为本实施方式再进一步的改进，所述第一纺丝热辊组GR1-71、第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73中热辊的直径分别大于分丝辊的直径。本实施方式由于采用了热辊的直径大于分丝辊的直径的技术手段，所以，不但制造分丝辊更省料，节约制造成本，而且可使缠绕在纺丝热辊组上每圈高特纶丝束与热辊的接触长度大于热辊周长的一半，这样可提高热辊对高特纶丝束传热的效率。如图I和图2所示，作为本实施方式更进一步的改进，每一个所述纺丝热辊组都设有前后贯通的保温罩壳。从图I和图2中可以看出，保温罩壳715呈长方体，当然也可以呈椭圆柱体，保温罩壳715内设有靠近保温罩壳715后部并垂直于保温罩壳715内侧壁的隔板719，隔板719上设有供热辊711和分丝辊712穿过的孔，保温罩壳715罩住第一纺丝热辊组GR1-71并使热辊711和分丝辊712从后向前穿过隔板719上的孔，保温罩壳715的后端与安装面板2固定连接，保温罩壳715前端的侧边铰接有带扳把锁的门716，保温罩壳 715的侧壁对应高特纶丝束的循行路线分别设有丝束进口和丝束出口，在隔板719上位于保温罩壳715内的右上角处设有排烟孔717，排烟孔717与排烟管道连通，保温罩壳715的下侧壁设有排废油管71A，排废油管71A与机架后面的供油供气排油总管等管路11连接，这样保温罩壳715的侧壁和置于保温罩壳715中的隔板719及设置在保温罩壳715前端的门 716构成基本封闭的加热保温室；保温罩壳725呈长方体，保温罩壳725内设有靠近保温罩壳725后部并垂直于保温罩壳725内侧壁的隔板729，隔板729上设有供热辊721和分丝辊722穿过的孔，保温罩壳725罩住第二纺丝热辊组GR1-72并使热辊721和分丝辊722从后向前穿过隔板729上的孔，保温罩壳725的后端与安装面板2固定连接，保温罩壳725前端的侧边铰接有带扳把锁的门726，保温罩壳725的侧壁对应高特纶丝束的循行路线分别设有丝束进口和丝束出口，保温罩壳725的上侧壁设有排烟孔727，排烟孔727与排烟管道 728连通，保温罩壳725的下侧壁设有排废油管72A，排废油管72A与机架后面的供油供气排油总管等管路11连接，这样保温罩壳725的侧壁和置于保温罩壳725中的隔板729及设置在保温罩壳725前端的门726构成基本封闭的加热保温室；保温罩壳735呈长方体，保温罩壳735内设有靠近保温罩壳735后部并垂直于保温罩壳735内侧壁的隔板739,隔板739 上设有供热辊731和分丝辊732穿过的孔，保温罩壳735罩住第二纺丝热辊组GR1-73并使热辊731和分丝辊732从后向前穿过隔板739上的孔，保温罩壳735的后端与安装面板2固定连接，保温罩壳735前端的侧边铰接有带扳把锁的门736，保温罩壳735的侧壁对应高特纶丝束的循行路线分别设有丝束进口和丝束出口，保温罩壳735的上侧壁设有排烟孔737， 排烟孔737与排烟管道738连通，保温罩壳735的下侧壁设有排废油管73A，排废油管73A 与机架后面的供油供气排油总管等管路11连接，这样保温罩壳735的侧壁和置于保温罩壳 735中的隔板739及设置在保温罩壳735前端的门736构成基本封闭的加热保温室。本实施方式由于采用了各个热辊组设有保温罩壳的技术手段，所以各个热辊组不但可以保温，而且有效地防止气流对高特纶丝束的扰动。又由于采用了在保温罩壳内设置隔板的技术手段，有利于保护驱动源不受烟气的污染，提高驱动源的使用寿命。丝束上油后会带有油剂，加热时会产生烟气和少量废油滴下，所产生的烟气可通过排烟孔排出，滴下的废油可通过排废油管7IA排出。如图I和图2所示，作为本实施方式又进一步的改进，所述第二纺丝热辊组GR2-72 的矩形辊座723、724与安装面板2之间通过向前延伸的支架(图中未标示)固定连接，所述第三纺丝热辊组GR3-73的矩形辊座733、734与安装面板2之间通过更向前延伸的支架(图中未标示)固定连接，这样，使所述第一纺丝热辊组GR1-71、第二纺丝热辊组GR2-72和第三纺丝热辊组GR3-73从后向前依次呈阶梯形设置。本实施方式由于采用了纺丝热辊组从后向前依次呈阶梯形设置的技术手段，所以可顺应高特纶丝束的走向，进一步满足纺丝工艺的要求。当然，也可以通过导丝部件改变高特纶丝束相对于安装面板前后方向的位置将高特纶丝束缠绕在各纺丝热辊组上。所述上油部件3为8头/纺位-24头/纺位的双道唇式上油部件或为8头/纺位-24头/纺位的油轮式上油部件；所述剪吸丝部件4、预网络部件5、导丝部件6、加热牵伸定型部件7、主网络器8和卷绕头9均为8头/纺位-24头/纺位的多头设计结构。本实施方式由于各部件采用了 8头/纺位-24头/纺位的多头设计结构，所以可实现24头/纺位的多头纺丝。又由于上油部件采用了双道唇式油部件或油轮式上油部件， 所以上油充分均匀。
权利要求
1.一种高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，包括安装在安装面板前面的加热牵伸定型部件，其特征在于所述加热牵伸定型部件有三个纺丝热辊组，即为，用于对高特纶丝束低温加热的第一纺丝热辊组GR1、用于对加热后的高特纶丝束牵伸和初步热定型的第二纺丝热辊组GR2和用于对牵伸后的高特纶丝束进一步热定型的第三纺丝热辊组GR3，所述第一纺丝热辊组GR1、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3沿着丝束循行的方向依次设置， 每一个所述纺丝热辊组都有一个热辊和一个分丝辊，所述热辊垂直于所述安装面板。
2.根据权利要求I所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于每一个所述纺丝热辊组中的热辊都为配有独立的可控驱动源和独立的可控热源的热辊；每一个所述纺丝热辊组中的分丝辊都为配有独立的可控驱动源的主动分丝辊或者都为气动被动分丝辊。
3.根据权利要求2所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于所述配有独立的可控驱动源和独立的可控热源的热辊，其独立的可控驱动源为永磁同步电动机或交流异步电动机，其独立的可控热源为非接触式温控电磁感应加热源，所述热辊与所述永磁同步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件或所述热辊与所述交流异步电动机和所述非接触式温控电磁感应加热源整体组装成一体件；所述配有独立的可控驱动源的主动分丝辊，其独立的可控驱动源为永磁同步电动机或交流异步电动机，所述主动分丝棍与所述永磁同步电动机整体组装成一体件或所述主动分丝棍与所述交流异步电动机整体组装成一体件。
4.根据权利要求3所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于所述热辊的直径大于分丝棍的直径。
5.根据权利要求4所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于每一个所述纺丝热辊组都设有前后贯通的保温罩壳，所述保温罩壳内设有靠近罩壳后部并垂直于保温罩壳内侧壁的隔板，所述隔板上设有供所述热辊和所述分丝辊穿过的孔；所述保温罩壳的后端与安装面板固定连接，其前端的侧边分别铰接有门，所述保温罩壳的侧壁和置于保温罩壳中的隔板及设置在保温罩壳前端的门构成基本封闭的加热保温室。
6.根据权利要求5所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于所述纺丝热辊组相对于所述安装面板依次从后向前呈阶梯形设置。
7.根据权利要求I至6之一所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于还包括立式机架，该机架前面的上部设有所述安装面板，所述机架顶部的左侧或右侧设有上油部件，该上油部件的丝束输出口横向朝下位于所述安装面板的前上方；相应地，在所述安装面板的左侧或右侧对应所述上油部件的丝束输出口从上到下依次设置剪吸丝部件、预网络部件、导丝部件和所述第一纺丝热辊组GR1，其中，所述第一纺丝热辊组GRl中的分丝辊设置在所述第一纺丝热辊组GRl中热辊的上方并相应地向右倾斜或向左倾斜；所述第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3并排设置在所述安装面板的右上侧或左上侧，其中，所述第二纺丝热辊组GR2中的分丝辊设置在所述第二纺丝热辊组GR2中热辊的下方并相应地向右倾斜或向左倾斜，所述第三纺丝热辊组GR3中的分丝辊设置在所述第三纺丝热辊组 GR3中热辊的下方并相应地向右倾斜或向左倾斜；所述主网络器对应所述第三纺丝热辊组 GR3设置在所述安装面板的右下侧或左下侧，该主网络器的丝束输出口纵向朝下；所述机架下部的右侧或左侧设有卷绕头，该卷绕头的丝束输入口纵向朝上正对所述主网络器的丝束输出口。
8.根据权利要求7所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于每一个所述纺丝热辊组中的分丝辊向右或向左倾斜的角度为0° 12°。
9.根据权利要求7所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于所述上油部件为8头/纺位-24头/纺位的双道唇式上油部件或为8头/纺位-24头/纺位的油轮式上油部件；所述剪吸丝部件、预网络部件、导丝部件、加热牵伸定型部件、主网络器和卷绕头均为8头/纺位-24头/纺位的多头设计结构。
10.根据权利要求7所述的高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，其特征在于所述高特纶丝束在所述第一纺丝热辊组GRl、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3的辊面上依次分别缠绕5. 5圈 7. 5圈，第一纺丝热辊组GRl的加热温度为45°C 65°C，第二纺丝热辊组 GR2的加热温度为110°C 130°C，第三纺丝热辊组GR3的加热温度为110°C 140°C，第二纺丝热棍组GR2线速度为2800m/min 3400m/min,第二纺丝热棍组GR2与第一纺丝热棍组 GRl间牵伸倍率为I. 5 2. 0，第一纺丝热辊组GRl线速度根据第二纺丝热辊组GR2线速度和第二纺丝热辊组GR2与第一纺丝热辊组GRl间牵伸倍率来确定，第三纺丝热辊组GR3线速度稍大于或稍小于第二纺丝热辊组GR2线速度，各分丝辊的线速度与其对应的热辊的线速度相同，卷绕张力O. 06cn/dtex O. lcn/dtex。
全文摘要
本发明公开了一种高特纶全牵伸长丝牵伸卷绕装置，包括安装在安装面板前面的加热牵伸定型部件，所述加热牵伸定型部件有三个纺丝热辊组，即为，用于对高特纶丝束低温加热的第一纺丝热辊组GR1、用于对加热后的高特纶丝束牵伸和初步热定型的第二纺丝热辊组GR2和用于对牵伸后的高特纶丝束进一步热定型的第三纺丝热辊组GR3，所述第一纺丝热辊组GR1、第二纺丝热辊组GR2和第三纺丝热辊组GR3沿着丝束循行的方向依次设置，每一个所述纺丝热辊组都有一个热辊和一个分丝辊，所述热辊垂直于所述安装面板。该装置的设备工程配置合理且能够有效地减小丝束内部牵伸应力、提高卷绕质量，满足优质高特纶全牵伸长丝生产工艺的要求，以生产出优质长丝。
文档编号D01D10/02GK102586909SQ20121004143
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者华金祥, 南亚芹, 吴寿军, 吴昌木, 徐凯, 李惊涛, 樊华, 满晓东, 胡湘东 申请人:北京中丽制机工程技术有限公司