纺丝成型设备及工艺简介

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：纺丝成型工艺及设备是合成纤维生产过程中的关键环节。纺丝成型设备包括熔体输送管道、计量泵、喷丝头组件及保温箱体部件等。保温箱中有载热体加热，使通入计量泵、纺丝组件中的熔体在纺丝温度下完成喷丝成型。(二)计量泵计量泵又称纺丝泵，一般采用结构简单的齿轮泵。根据纺丝速度及所纺丝条的品种来确定泵供量后，应通过计算来确定计量泵的公称流量和转速。

纺丝成型工艺及设备是合成纤维生产过程中的关键环节。熔融纺丝按速度分有常规纺丝、中速纺丝、高速纺丝及超高速纺丝，按纺丝熔体压力分有常压纺丝和高压纺丝之别。

高速纺丝一般指纺丝速度在3000 ～6000m/min 的范围内。在纺丝过程中当纺丝速度达到一定值时，丝条将受到很高的速度梯度和空气阻力的影响，获得具有较高的大分子轴向取向( 称为取向度) 丝，即预取向丝。若在纺丝过程中引入拉伸作用，可获得具有高取向度和中等结晶度的卷绕丝，为全拉伸丝。全拉伸丝力学性能稳定，染色性能均匀，后加工可省去单独的拉伸工序，缩短了工艺流程，降低了生产成本。当纺丝速度提高到6000 ～8000m/min 以上时，可获得全取向丝，无须后拉伸，一步法制得全取向丝。

纺丝成型设备包括熔体输送管道、计量泵、喷丝头组件及保温箱体部件等。

(一)保温箱体

保温箱为一密闭容器，一般用8 ～12mm 钢板焊接而成，每个纺丝部位有一个泵座，泵座与熔体分配管及箱壁焊成一体。保温箱中有载热体加热，使通入计量泵、纺丝组件中的熔体在纺丝温度下完成喷丝成型。其基本结构如图6-9 所示。

(二)计量泵

计量泵又称纺丝泵，一般采用结构简单的齿轮泵。

计量泵的作用是把熔体定量定压地输入纺丝组件中，保证丝条线密度均匀，其结构如图6-10所示。

计量泵一般由一对外啮合的齿轮( 主动齿轮和被动齿轮) 及三块上、中、下泵板组成。在下泵板上开有出、入口，主动齿由纺丝箱外的泵轴通过联轴节来带动。

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图6-9　纺丝箱体结构示意图

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图6-10　计量泵结构示意图

1—下泵板 2—中间板 3—主动齿轮 4—主动轴键 5—上泵板6—主动齿轮轴 7，8，9—联轴带 10—被动轴 11—被动齿轮

纺丝用的熔纺计量泵属于热泵，工作温度达300℃。出口熔体压力较大，常压纺时保证在8MPa 左右，高压纺时达30MPa，为了保证机械精度及吸入时间足够，要求转速较低，一般为10 ～40r/min。

计量泵精度很高，要用专门机床加工制造。

根据纺丝速度及所纺丝条的品种来确定泵供量后，应通过计算来确定计量泵的公称流量和转速。(https://www.chuimin.cn)

(三)纺丝组件

聚酯纤维根据所纺品种不同，纺丝组件可分为普通纺丝组件、复合纺丝组件、异形纺丝组件等类型，而每类又有长丝和短纤维纺丝组件之分。长丝和短纤维的不同之处是，长丝因为纺丝成型后每束丝条均需分开卷绕，为了提高每部位产量，只能采用多头纺，即一个纺丝部位装有2 ～8个纺丝组件。而短纤维最终切成散纤维，在纺丝机中就只需并条盛放，故采用多孔纺，即尽量增加每个纺丝组件中喷丝板的孔数，纺丝组件结构尺寸较大。

1.短纤维纺丝组件短纤维纺丝组件采用的喷丝板大，组件较笨重，尤其是高压纺丝组件，一般应预热后装到纺丝箱中。此时，计量泵只能水平传动。图6-11 为高压纺丝的短纤维纺丝组件结构示意图。

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图6-11　短纤维纺丝组件示意图

1—压紧螺母 2—吊环 3—喷丝板座 4，5—O 形密封圈 6—扩散板 7，12，14—密封垫板8—分配板 9，10—过滤网 11—耐压板 13—喷丝板 15—压板 16，17，18—滤沙

熔体从组件侧面通入，经分配板均匀分布后，在过滤层中去掉杂质并产生压力降，耐压板上还有导流孔，保证达到喷丝板上的熔体能均匀地分配到各喷丝孔中，最后通过喷丝孔喷射成熔体细流。

2.长丝纺丝组件图6-12 为长丝高压纺丝组件，是一个纺丝部位的截面图。纺丝组件为下装式，计量泵垂直传动。每一纺丝部位装有四套纺丝组件，即称为四头纺，目前，随着装备技术的飞速发展，同时为了提高单位体积内的产量，一个纺丝位纺丝头数多达32 个丝并，每套纺丝组件可对应一个纺丝头，也可对应多个纺丝头。并且通常情况下一个计量泵控制一个纺丝位，当纺丝头数较多时可由两个计量泵来供一个纺丝位。

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