[发明专利]一种用于湿法纺丝的喷丝头及其应用

说明书

本发明属于纺丝设备技术领域，具体地说，涉及一种用于湿法纺丝的喷丝头及其应用，包括喷丝头本体和设置于喷丝头本体上的喷丝口，所述喷丝口包括沿料液的输送方向依次设置的导料段、过渡段和出料段，所述导料段和过渡段的内壁均沿料液的输送方向逐渐收缩，所述出料段的截面不变。本发明的喷丝头使纺丝原液便于流入，可减少纺丝原液入口能量，从而降低出入口压力降，避免发生不稳定流动现象，并有效减少出口处的膨化效应，改善纺丝可纺性，确保喷丝质量；同时减少纺丝中产生毛丝、疵点、断头等现象，提高丝的质量。

技术领域

本发明属于纺丝设备技术领域，具体地说，涉及一种用于湿法纺丝的喷丝头及其应用。

背景技术

喷丝头作为纺丝机上最精密的一个部件，其形状及特征尺寸是保证纤维成品品质的重要条件。而湿法纺丝工艺中所用的湿纺喷丝头，无论在材质、孔数，还是在孔形、孔径等各方面，都比干纺或熔纺喷丝头要求严格。在纺丝过程中，当纺丝原液受压从直径较大的空间被压入直径很小的喷丝口孔道内时，由于直径的减小沿流动方向产生速度梯度，导致纺丝原液发生弹性形变，用于弹性形变的能量大部分将作为弹性能贮藏于原液中。同时，原液流经喷丝头毛细孔道时会迅速收敛成细流，此时将产生能量的急剧转化。结合喷丝口入口区所贮存的弹性能和毛细孔道流动中所贮存的弹性能，原液细流会发生挤出膨化现象，从而破坏了细流的稳定性，造成毛丝或断头。

湿纺纺丝的喷丝头普遍采用圆锥形和圆弧形两种孔形，喷丝口分别是由圆锥形导孔或圆弧形导孔与圆柱形毛细孔两部分组成。对于目前普遍使用的圆锥形喷丝口，在毛细孔道长度不大的前提下，原液细流的弹性能在孔道中来不及松弛，从而细流在出口区出现体积膨化现象，且在高纺速下更为明显。此外，进入毛细孔入口处的圆锥形导孔和圆柱形毛细孔突变点时的能量损失可能扰乱纺丝原液的连续性，使可纺性严重变坏。

圆弧形喷丝口的圆弧形导孔与圆柱形毛细孔连接无突变，液流的连续性相对稳定，但圆弧形喷丝口与圆柱形毛细孔的直线相切其曲率变化较大，所以液流仍会有一定的能量突变，圆弧形喷丝口在料液的输送方向上的曲率时刻在改变，极易产生紊流，影响了纺丝速度、丝条的成形以及纤维的性能，以致纺丝不稳定。

从流体力学的角度分析来看，增大毛细孔长径比有助于纺丝原液弹性能的松弛，减轻连接处孔形突变所形成的流动紊乱，减小出口处的压力和膨化，有利于细流的成形稳定性。但是较大的长径比要求提高进喷丝口的纺丝原液压力，以克服喷丝口道加长后的能量损失，同时制造喷丝头的板材厚度和整体尺寸相应增加，从而使制造和使用时清洗的难度增加。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于湿法纺丝的喷丝头及其应用，使纺丝原液便于流入喷丝口，可减少纺丝原液进入喷丝口的入口能量，从而降低出入口压力降，避免发生不稳定流动现象，并有效减少出口处的膨化效应，改善纺丝可纺性，确保喷丝质量；同时减少纺丝中产生毛丝、疵点、断头等现象，提高纺丝品的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种用于湿法纺丝的喷丝头，包括喷丝头本体和设置于喷丝头本体上的喷丝口，所述喷丝口包括沿料液的输送方向依次设置的导料段、过渡段和出料段，所述导料段和过渡段的内壁均沿料液的输送方向逐渐收缩，所述出料段的截面不变。

所述的导料段的内壁为沿料液的输送方向收缩而成的弧形内壁，所述过渡段的内壁沿料液的输送方向收缩速率恒定形成锥形内壁。

所述的过渡段的锥形内壁的锥角为20-60°。