专利名称：中空膜用插入管式纺丝喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学纤维纺丝喷头，具体为纺中空纤维膜用插入管式纺丝喷头及其调整技术。
纺丝喷头是化学纤维制造中的关键件。它的质量好坏直接关系到所纺丝产品的优劣。纺制中空纤维膜(以下简称中空膜)，一般采用插入管式纺丝喷头。其工作原理是在插入管内通过内凝固液，以形成中空膜的空腔，在插入管外四周与喷丝孔之间喷出纺丝液则形成中空膜的外壁。因此，插入管在喷丝孔中心位置的准确性，或说插入管中心与喷丝孔中心同心度的精确性，将直接关系到纺制中空膜壁厚的均匀度。所述的准确性或说同心度越好，纺制出的中空膜壁厚越均匀，质量就越好。
目前使用的插入管式纺丝喷头因其插入管管座结构所限，使插入管在喷丝孔的中心位置基本不可调，影响产品的质量。例如，中国专利92215496.1报导的“可调式中空纤维膜喷丝头”，虽把整体式纺丝喷头改为在“喷头座上套装着铆接好喷管的喷管座”的结构，也仅起到“调换、调整、互换性好”的目的，而对于插入管与喷丝孔的中心位置却无作用，或说不可调；又例如，欧洲专利EP88101406.2报道的“生产不同壁厚中空纤维膜的纺丝喷头”，仅是把插入管改为用螺钉连接的可更换型，依靠不同插入管的内外尺寸变化以及与喷丝孔孔径的配合关系来解决生产不同壁厚中空纤维膜的问题。这就是说，现有技术中都未涉及或未解决插入管与喷丝孔同心度的调整问题，并且上述专利的结构设计虽理论可保证内管(插入管)外孔(喷丝孔)的同心度，但由于钻孔、铆接、套装、连接等环节的精度和误差，都会使纺丝喷头在实际制造过程中产生内管外孔的不同心，因而达不到理想效果。对于多孔纺丝喷头，这一问题更为突出。《天津纺织工学院学报》1990年第二期中“中空纤维膜用插入管式多孔喷丝板的研制”的文章报道多孔纺丝喷头的结构及特点它尽管采用了定位销钉和通长的紧固螺钉将喷头组件A、B、C组装成整体，并强调了制造工艺的精度问题，但其结构设计使内管外孔的同心度仍不可调。要逐一调整好各个喷丝孔中插入管的位置，保证各孔的同心度更是十分困难，而多孔喷头中的一孔有问题会影响其他孔的出丝质量，因此实际中为保证质量，不得不使用单孔喷头，为增加生产量，不得不靠增加设备套数来达到目的。生产成本大幅提高。这不但影响产品质量，而且也限制了中空膜的工业化生产。因此，可精密调整同心度的多孔纺丝喷头是提高效率，降低成本，规模化生产中空膜所必需的关键件和关键技术。
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种易调插入管与喷丝孔同心度的纺丝喷头及其调整技术，以提高中空膜壁厚均匀度，该技术特别适用于多孔纺丝喷头制造、调整和使用，有利于大幅度降低成本，提高效率，保证质量和工业化生产。
本发明的目的是如下实现的在现有包括插入管、管座及喷头组件等件构成的插入管式纺丝喷头基础上，重点改进原有圆柱体形管座为圆锥体与圆柱体或含有圆柱体成分的组合体形，且将原有圆柱形管座孔改进为阶梯形管座孔，将所述管座安装在所述管座孔上时，管座的圆锥体部分与管座孔的阶梯形孔肩相接触。这种管座和管座孔形状设计及其安装方法，可方便地利用敲打管座的圆柱体或含有圆柱体成分的尾端部分，使圆锥体锥面与阶梯孔肩产生微量滑移，从而使插入管中心与喷丝孔中心的同心度得到精确调整，保证所纺制品的壁厚均匀，实现本发明的目的。
本发明的管座和管座孔结构相互配合，易于调整，这是现有技术中圆柱体的管座和管座孔结构所难以做到的。除了结构形状设计的改进外，现有技术中的纺丝喷头的组装调整方法，也使得插入管与喷丝孔的同心度不易调整和保证。现有技术的纺丝喷头的组装调整方法是(1)将装好插入管的管座安装进喷头组件B的管座孔中；(2)调整插入管在管座孔中的位置，使其居中；(3)用螺钉将喷头组件B与C组装成一体；把喷头组件A合在喷头组件B、C组合体上，查看插入管与喷丝孔的同心度；(4)去掉喷头组件A，用敲击管座头端的方法，调整插入管与喷丝孔同心度，(3)(4)步反复多次，直到满意；(5)用螺钉将喷头组件A与B、C组成纺丝喷头。这种组装调整方法的缺陷在于，由于喷丝孔管座孔，打孔时和喷头组件本身的机加工精度误差或公差，以及管座加工和安装时的精度误差或公差，致使上述第(3)步，很难取得满意效果，特别是对于多孔喷头。而当上述第(4)步完成后，由于螺钉孔加工精度误差或公差以及紧固螺钉时所产生的松紧偏差，还会使第(3)步的结果恶化，有时不得不卸下螺钉，去掉喷头组件A再行调整后，重新安装，以至反复多次，未必满意，特别是多孔喷头，几乎不可能令人满意。因此实际上，不得不使用单孔喷头，为增加产量和保证质量，不得不靠增加设备套数来实现，经济效益很差。
本发明纺丝喷头对组装调整方法也做了改进，其步骤是(1)将带插入管1的管座2安装或逐一安装进所述的管座孔4中；(2)调整插入管1在管座孔4中的位置，使其居中；其改进特征在于(3)用螺钉9将喷头组件A、B组装在一起；(4)用敲击管座2尾端的方法，调整或逐一调整插入管1与喷丝孔3的同心度，直至满意；(5)用螺钉10将喷头组件C与B组装成纺丝喷头。本发明的调整方法，先将喷头组件A、B组装在一起，使所有加工安装精度误差或公差都实际地反映在插入管与喷丝孔的同心度上，然后用敲击管座尾端的方法，调整或逐一调整两者的同心度，直到精确满意后，再组装上喷头组件C，完成产品纺丝喷头的组装调整。为这种组装调整程序，在喷头组件A、B、C的组装结构上作相应的改进，即用两组连接件分别连接喷头组件A与B和B与C。本发明组装调整方法步骤少，使用性强，调整便利，精度性高，特别适用于多孔喷头，且与前述管座和管座孔结构的改进共同为实现本发明目的提供了技术保证。其积极效果很明显地反映在产品的质量上，而对于多孔纺丝喷头，则可成倍地提高产量和成倍地降低生产成本，适于工业化生产，从而使中空膜这一高技术产品，以更优的质量，更廉的价格进入相关领域和行业中为民造福。
下面结合实施例及其附图详述本发明。
图1是本发明单孔纺丝喷头整体结构纵断面示意图；图2是本发明多孔纺丝喷头整体结构纵断面示意图；图3是图2中的K-K剖视图，它是纺丝喷头整体结构横断面示意图，同时也表示了喷头组件B的结构形状；图4是喷头组件C的俯视图，表示了其结构形状；图5是管座2与管座孔4配合的局部放大示意图；图6是含有圆柱体成分形体的横断面示意图；图7是本发明插入管1和管座2用医用注射针头17替代的结构示意图；图8是本发明纺丝喷头整体俯视外观图，同时也表示了喷头组件A的结构形状；现有纺中空膜用插入管式纺丝喷头的具体形状结构多种多样，本发明采用制有喷丝孔3和料液槽15的喷头组件A(参见图1)，制有料液孔6和管座孔4的喷头组件B和制有芯液孔5的喷头组件C等件构成。在喷头组件B的管座孔4中安装有带插入管1的管座2，用螺钉4将喷头组件A、B、C三件连接在一起，构成整个纺丝喷头。本发明纺丝喷头重点改进的是，将原圆柱体管座改进为圆锥体与圆柱体或含有圆柱体成分的组合体形，相应地把与其相配合的管座孔4改为阶梯形孔。所谓含有圆柱体成分的形体，是指横断面为若干段(如四或六段)圆弧和直线交错依次相接的形状(参见图6)。圆柱体或含有圆柱体成分形体部分是为了与喷头组件B上的阶梯形管座孔4的大孔径部分结合，以固定插入管1的位置，同时也相应确定了插入管1在喷丝孔3中的位置。管座2的圆锥体部分是为了与阶梯形管座孔4的小孔径部分相配合，并在阶梯形孔肩11处相接触，两者形成圆形线接触。管座2采用钢质材料(如黄铜)，喷头组件A、B、C均采用不锈钢。管座2的圆柱体或含有圆柱体成分部分与所述的阶梯形管座4的大孔径部分采用过盈配合，以使插入管1固定牢靠，定位稳定。同时也可使芯液在管座孔4处被阻断，只有经插入管1流出的通路。当管座2采用含有圆柱体成分的形体，敲入管座2的圆锥体部分也会在阶梯孔肩11处构成紧密接触，形成有效的阻断环，防止芯液、料液在喷头内混合，影响正常生产。为了更有效地做到这点，还可在阶梯孔肩11处增加聚四氟乙烯密封环16(参见由5、7)，其内环尺寸与管座孔4的小孔径尺寸设计一致，但它与管座2的圆锥体部分相接触的地方，由于锥度却是比管座孔径尺寸更大的直径尺寸，因而具有更好的密封效果。密封环16的外环尺寸与管座孔4的大孔径尺寸设计一致。
管座2和插入管1在实际生产中，可以是两个相互配合的组装件，也可以设计为一体的加工件，更为简易有效和低成本的方法是直接选用医用注射针头，经改进后以针头管代替插入管1，以针头座代替管座2，根据需要选用好针号，并与之相配合设计阶梯形管座孔4的孔径即可。所谓改进是根据喷头组件中A、B的结构尺寸截好与喷丝孔3平齐长的针头管，同时去掉针头座底部与其主体外形不等的部分(参见图7)。
本发明纺丝喷头的组装调整方法也做了改进，其步骤是(1)将带插入管1的管座2安装或逐一安装进所述的管座孔4中；(2)调整插入管1在管座孔4中的位置，使其居中；由于本发明的结构设计，可以使用独特的方法，即(3)用螺钉9将喷头组件A、B组装在一起；
(4)用敲击管座2尾端的方法，调整或逐一调整插入管1与喷丝孔3的同心度，直至满意；(5)用螺钉10将喷头组件C与B组装成纺丝喷头。
本发明的组装调整方法比原有方法节省步骤和时间，特别是调整方法的针对性强，有的放矢。这种结构尤其适于多孔纺丝喷头插入管1和喷丝孔3同心度的逐一单独调整，确保每孔纺丝的质量均匀稳定可靠。这种方法不但适于初装产品时使用，而且也适于生产过程中的清洗、调整和维修喷头的使用。
正是有了前述管座2和管座孔4结构形体和组装调整方法的较好改进，使工业化的纺中空膜用纺丝喷头不但可以制成单孔喷头，而且可制成2-12孔的多孔喷头，喷孔数目的多少取决于特定产品市场的销量及配套设备的能力。本实施例给出的是六孔纺丝喷头，所给附图也按六孔纺丝喷头设计(参见图2、3、4、8)。改变成其他数目的多孔喷头仅需简单改动喷嘴(包括管座2、插入管1、管座孔4、喷丝孔3)的数目即可，而对其他结构并不作变更。但为使六孔可以得到芯液并分布均匀，在喷头组件C上设计有与芯液孔5相通的芯液分配槽7。芯液分配槽7的中心线与管座孔4中心线一致或说同心(参见图2、4)。同样道理，为使六孔料液分配均匀，将料液孔6改开在喷头组件C的中心上，相应地在喷头组件B上也开有料液孔8，以使料液进入喷头组件A上的料液槽15的中心。由此位置输入的料液对于六孔等距等压等速，有利于纺丝质量(参见图2、3)。本发明的另一个特征是在喷头组件A、B、C上都相应匹配地制有凸台或凹槽(参见图1-4)，以使喷头组件A、B、C之间定位配合和更好地密封。本发明还有一个特征是喷头组件A与B用连接件9(如螺钉)连接；喷头组件C与B用连接件10(如螺钉)连接，由此使喷头组件A、B、C构成一个易拆装、可调心的多孔纺丝喷头。
还应说明的是本发明利用更换不同孔径喷丝孔3的喷头组件A；或是更换不同孔径的插入管1(含管座2)；或是两者同时更换，可以生产同内径不同外径、或同外径不同内径、或内外径均不相同的中空膜，也可说适于生产各种规格内压式或外压式的中空膜，并且由于本发明的特征结构和调整方法，仍可保证在工艺调整和变动的条件下，方便地使内管外径的同心度一致。
本发明多孔纺丝喷头的工作过程如下芯液由芯液孔5进入芯液分配槽7，经各个插入管1喷出。当工艺需要芯液改为芯气时，工作过程也一样，或说本发明的结构对插入管1中通液、通气均可适用；与此同时，料液(原液)经料液孔6和8进入料液槽15，由喷丝孔3喷出，两者在各自出口处瞬时相汇，形成优质中空膜(参见图1、2、5、7)。
权利要求
1.一种纺中空纤维膜用插入管式纺丝喷头，它包括插入管(1)、管座(2)、制有喷丝孔(3)和料液槽(5)的喷头组件(A)、制有料液孔(6)和管座孔(4)的喷头组件(B)和带有芯液孔(5)的喷头组件(C)等件，插入管(1)及管座(2)安装在喷头组件(B)的管座孔(4)内后，由连接件将喷头组件(A)、(B)、(C)组装成纺丝喷头整体，其特征在于所述管座(2)为圆锥体和圆柱体或含有圆柱体成分的组合形体，所述喷头组件(B)的管座孔(4)为与管座(2)相匹配的阶梯孔(4)，将管座(2)安装在管座孔(4)内时，管座(2)的圆锥体部分与管座孔(4)的阶梯孔肩(11)相接触。
2.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于所述的插入管(1)和管座(2)采用改进的医用注射针头(17)。
3.根据权利要求2所述的纺丝喷头，其特征在于以所述的管座(2)和管座孔(4)的结构制成2-12孔的多孔纺丝喷头；在喷头组件(C)上开有与芯液孔(5)相通的芯液分配槽(7)。
4.根据权利要求2所述的纺丝喷头，其特征在于以所述的管座(2)和管座孔(4)的结构制成六孔的多孔纺丝喷头。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的纺丝喷头，其特征在于所述的喷头组件(A)、(B)、(C)都相应匹配地制有凸台或凹槽，所述的喷头组件(A)、(B)和(B)、(C)分别由螺钉(9)和(10)连接。
6.根据权利要求5所述纺丝喷头的组装调整方法(1)将带插入管(1)的管座(2)安装或逐一安装进所述的管座孔(4)中；(2)调整插入管(1)在管座孔(4)中的位置，使其居中；其特征在于(3)用螺钉(9)将喷头组件(A)、(B)组装在一起；(4)用敲击管座(2)尾端的方法，调整或逐一调整插入管(1)与喷头孔(3)的同心度，直至满意；(5)用螺钉(10)将喷头组件(C)与(B)组装成纺丝喷头。
全文摘要
本发明涉及纺中空膜用插入管式纺丝喷头，其特征是把管座(2)改为圆锥体和圆柱体的组合体形，并相应把与之配合管座孔4改为阶梯形孔4，当两者安装时，管座2的圆锥体与管座孔4的阶梯形孔肩11相接触。其组装调整方法是，先装好喷头组件A与B，调整好插入管1与喷丝孔3的同心度后，再装上喷头组件C。本发明喷头易于调整所述的同心度，可有效保证产品质量，尤其适于制造和使用多孔喷头，工业化生产可大幅提高产量，同时降低成本。
文档编号D01D4/00GK1148639SQ9610901
公开日1997年4月30日 申请日期1996年7月24日 优先权日1996年7月24日
发明者吕晓龙 申请人:天津纺织工学院膜天膜技术工程公司