一种差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备的制作方法

1.本实用新型实施例涉及超高分子量聚乙烯纤维技术领域，具体涉及一种差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备。


背景技术：

2.超高分子量聚乙烯(uhmwpe)纤维，是由分子量大于100万的聚乙烯采用冻胶纺丝-超倍拉伸法制备而成的纤维，与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高性能纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，具有优异的力学性能，还具有密度小、耐候性好、耐化学腐蚀、耐低温性好、耐磨、耐弯曲性能好、抗切割性能好、比能量吸收高、低导电性，可透过x-射线及一定的防水性等特性，广泛应用于军需装备、航空航天、海洋工程、安全防护、交通运输、体育器材、生物医疗、家纺用品及其它一些特殊领域。
3.目前，现有技术中，差别化超高分子量聚乙烯纤维所需的添加助剂(如，颜料、硬质抗切割粒子等)基本是在配料阶段或螺杆下料口处添加，会对配料系统和溶解装置造成污染，同时在螺杆高温和高速剪切的长时间作用下可能导致添加助剂的变性(如，颜料在高温下的颜色失真等)，而且品种切换时，溶解装置内部清洗困难，物料浪费多。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型实施例提供一种差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备，以解决现有技术中添加助剂在添加过程中容易对配料系统和溶解装置造成污染，以及在螺杆高温和高速剪切的长时间作用下容易变性的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
6.根据本实用新型实施例，提供一种差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备，所述加工设备包括主加工单元、在线加注单元、在线高效动态混合单元以及初级过滤单元，所述主加工单元包括喂料釜和高效溶解挤出设备，且喂料釜、高效溶解挤出设备以及在线高效动态混合单元依次通过管道连接，以构成物料自喂料釜内输送至在线高效动态混合单元内的物料输送路径，所述在线加注单元包括助剂输送设备，所述助剂输送设备与在线高效动态混合单元通过管道连接，以构成功能性添加助剂自助剂输送设备内输送至在线高效动态混合单元内的助剂输送路径，且物料输送路径和助剂输送路径为单独不互通的两条路径，所述在线高效动态混合单元和初级过滤单元依次通过管道连接，以构成物料和功能性添加助剂自在线高效动态混合单元内混合后，输送至初级过滤单元内的混合料输送路径。
7.进一步地，所述高效溶解挤出设备为同向平行双螺杆挤出机，在高效溶解挤出设备上分别形成有进料端和出料端，所述喂料釜的顶部接有物料输入管道，在喂料釜的底部接有物料输出管道，且物料输出管与高效溶解挤出设备的进料端连接，在线高效动态混合单元与高效溶解挤出设备的出料端连接。
8.进一步地，所述在线高效动态混合单元为能够调剪切强度与混合度的动态混合
器，且在线高效动态混合单元上分别形成有进料端和出料端，所述在线高效动态混合单元的进料端与高效溶解挤出设备的出料端连接，且在线高效动态混合单元的出料端与初级过滤单元连接。
9.进一步地，所述主加工单元还包括管道增压泵，所述管道增压泵于物料输送路径上设置在高效溶解挤出设备和在线高效动态混合单元之间，其中，所述管道增压泵为齿轮泵，在管道增压泵上分别形成有进料端和出料端，使管道增压泵的进料端与高效溶解挤出设备的出料端连接，且管道增压泵的出料端与在线高效动态混合单元的进料端连接。
10.进一步地，所述在线高效动态混合单元上具有两个进料端，使在线高效动态混合单元的其中一个进料端与管道增压泵的出料端连接，以及在线高效动态混合单元的另一个进料端与助剂输送设备连接。
11.进一步地，所述在线加注单元还包括计量泵，所述计量泵于助剂输送路径上设置在助剂输送设备和在线高效动态混合单元之间，其中，所述计量泵上分别形成有进料端和出料端，使计量泵的进料端与助剂输送设备连接，且计量泵的出料端与在线高效动态混合单元的进料端连接。
12.进一步地，所述助剂输送设备为液体助剂储备釜，在液体助剂储备釜的顶部接有液体助剂输入管道，在液体助剂储备釜的底部接有液体助剂输出管道，且助剂输出管道与计量泵的进料端连接，其中，所述初级过滤单元为过滤精度为200目的烛式过滤器，在初级过滤单元上分别形成有进料端和出料端，使初级过滤单元的进料端与在线高效动态混合单元的出料端连接。
13.进一步地，所述助剂输送设备为熔融挤出装置，在熔融挤出装置上外接有固体助剂输入管道，并在熔融挤出装置上连接有固体助剂输出管道，且固体助剂输出管道与计量泵的进料端连接，其中，所述初级过滤单元为过滤精度为350目的烛式过滤器，在初级过滤单元上分别形成有进料端和出料端，使初级过滤单元的进料端与在线高效动态混合单元的出料端连接。
14.本实用新型实施例具有如下优点：通过由主加工单元、在线加注单元、在线高效动态混合单元以及初级过滤单元通过管道连接组成的差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备，将功能性添加助剂与物料进行独立的输送，实现了功能性添加助剂的在线添加，避免了对配料系统和溶解装置造成污染，只需对在线添加单元进行清洗，清洗快捷，减少对物料的浪费，方便品种切换，特别适用小批量多规格的差别化品种的生产，同时能够避免功能性添加助剂在螺杆高温和高速剪切的长时间作用下的变性、变质问题。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
16.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能
产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
17.图1为本实用新型实施例提供的一种差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备的助剂输送设备实施方式一的整体结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的一种差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备的助剂输送设备实施方式二的整体结构示意图。
19.图中：1、主加工单元；2、在线加注单元；3、在线高效动态混合单元；4、初级过滤单元；5、喂料釜；6、高效溶解挤出设备；7、管道增压泵；8、液体助剂储备釜；9、熔融挤出装置；10、计量泵。
具体实施方式
20.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例1
22.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备，包括主加工单元1、在线加注单元2、在线高效动态混合单元3以及初级过滤单元4。主加工单元1包括喂料釜5和高效溶解挤出设备6，且喂料釜5、高效溶解挤出设备6以及在线高效动态混合单元3依次通过管道连接，以构成物料自喂料釜5内输送至在线高效动态混合单元3内的物料输送路径。在线加注单元2包括助剂输送设备，助剂输送设备与在线高效动态混合单元3通过管道连接，以构成功能性添加助剂自助剂输送设备内输送至在线高效动态混合单元3内的助剂输送路径，且物料输送路径和助剂输送路径为单独不互通的两条路径。在线高效动态混合单元3和初级过滤单元4依次通过管道连接，以构成物料和功能性添加助剂自在线高效动态混合单元3内混合后，输送至初级过滤单元4内的混合料输送路径。
23.如上所述，高效溶解挤出设备6为同向平行双螺杆挤出机，在高效溶解挤出设备6上分别形成有进料端和出料端。喂料釜5的顶部接有物料输入管道，在喂料釜5的底部接有物料输出管道，且物料输出管与高效溶解挤出设备6的进料端连接，在线高效动态混合单元3与高效溶解挤出设备6的出料端连接。优选的，高效溶解挤出设备6的长径比大于64:1，优选大于68:1，更优选大于72:1，长径比越大越利于超高分子量聚乙烯在矿物油中的溶解均匀。
24.进一步地，在线高效动态混合单元3为能够调剪切强度与混合度的动态混合器，且在线高效动态混合单元3上分别形成有进料端和出料端。在线高效动态混合单元3的进料端与高效溶解挤出设备6的出料端连接，且在线高效动态混合单元3的出料端与初级过滤单元4连接。利用在线高效动态混合单元3为可调剪切强度与混合度的动态混合器，可以使主加工单元1的物料和在线加注单元2的添加助剂在极短的流程内，实现最充分的混合，得到相对均匀的混合液。
25.进一步地，主加工单元1还包括管道增压泵7。管道增压泵7于物料输送路径上设置在高效溶解挤出设备6和在线高效动态混合单元3之间。其中，管道增压泵7为齿轮泵，在管道增压泵7上分别形成有进料端和出料端，使管道增压泵7的进料端与高效溶解挤出设备6的出料端连接，且管道增压泵7的出料端与在线高效动态混合单元3的进料端连接。利用管道增压泵7设置，以实现物料的初步计量和物料输送路径上的增压，使物料经计量增压后进入在线高效动态混合单元3。在线高效动态混合单元3上具有两个进料端，使在线高效动态混合单元3的其中一个进料端与管道增压泵7的出料端连接，以及在线高效动态混合单元3的另一个进料端与助剂输送设备连接。
26.进一步地，在线加注单元2还包括计量泵10。计量泵10于助剂输送路径上设置在助剂输送设备和在线高效动态混合单元3之间。其中，计量泵10上分别形成有进料端和出料端，使计量泵10的进料端与助剂输送设备连接，且计量泵10的出料端与在线高效动态混合单元3的进料端连接。利用计量泵10的设置，以用于计量加注所需的功能性添加助剂。
27.由于功能性添加助剂可能是液态或固态，因此基于上述结构，助剂输送设备的实施方式一为：助剂输送设备为液体助剂储备釜8，在液体助剂储备釜8的顶部接有液体助剂输入管道，在液体助剂储备釜8的底部接有液体助剂输出管道，且助剂输出管道与计量泵10的进料端连接。其中，初级过滤单元4为过滤精度为200目的烛式过滤器，在初级过滤单元4上分别形成有进料端和出料端，使初级过滤单元4的进料端与在线高效动态混合单元3的出料端连接。通过该结构的设置，用于计量加注液态的功能性助剂，如液体色母、抗切割粒子分散液等；
28.助剂输送设备的实施方式二为：助剂输送设备为熔融挤出装置9，在熔融挤出装置9上外接有固体助剂输入管道，并在熔融挤出装置9上连接有固体助剂输出管道，且固体助剂输出管道与计量泵10的进料端连接。其中，初级过滤单元4为过滤精度为350目的烛式过滤器，在初级过滤单元4上分别形成有进料端和出料端，使初级过滤单元4的进料端与在线高效动态混合单元3的出料端连接。通过该结构的设置，用于溶解、计量加注固态的功能性助剂，如色母粒、抗菌母粒、耐老化母粒、抗静电母粒、远红外母粒等。
29.如上所述，初级过滤单元4的过滤精度优选为50目-400目，优选比表面积大的烛式过滤器，用于去除杂质以及未溶解充分的凝胶粒子等，从而使经初级过滤后得到均匀稳定的差别化纺丝母液可直接用于纺丝。
30.本实用新型实施例通过由主加工单元1、在线加注单元2、在线高效动态混合单元3以及初级过滤单元4通过管道连接组成的差别化超高分子量聚乙烯纺丝母液的加工设备，将功能性添加助剂与物料进行独立的输送，实现了功能性添加助剂的在线添加，避免了对配料系统和溶解装置造成污染，只需对在线加注单元2进行清洗，清洗快捷，减少对物料的浪费，方便品种切换，特别适用小批量多规格的差别化品种的生产，同时能够避免功能性添加助剂在螺杆高温和高速剪切的长时间作用下的变性、变质问题。
31.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。