一种用于Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统及方法

摘要

本公开提供了一种用于Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统及方法，属于Lyocell纤维生产技术领域，包括机架，所述机架上设有牵引辊组，牵引辊组的下方设有集水槽，所述牵引辊组分成两层，且这两层牵引辊组内的牵引辊水平设置，上侧牵引辊和下层牵引辊交错排列，牵引辊固定在机架上的端部连接被动齿轮，所述机架上设有驱动齿轮，所述驱动齿轮和被动齿轮通过链条连接形成闭合的传动系统，在所两层牵引辊组的两端分别设有导丝辊，导丝辊的下方设有接水盘，所述接水盘设置在接水槽的上方，接水盘上设有小孔，在上层牵引辊沿着的牵引辊顶部设有压辊。该牵引系统不仅提高了对丝束的抱合力，还实现了节能减耗，降低成本。

说明书

技术领域

本公开属于Lyocell纤维生产技术领域，具体是涉及一种用于Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

再生纤维素纤维是以自然界中不断再生的植物资源生产而来的纤维，是一种可持续发展的再生资源。随着石油资源的日益匮乏以及石油产品不可降解造成的“白色污染”，再生纤维素纤维由于优良的使用性能及可再生性，越发引起人们的高度重视。

Lyocell纤维通过将纤维素浆粕直接与N-甲基吗琳-N-氧化物(NMMO)的水溶液相混合，混合物通过加热、抽真空、脱水、脱泡制备出纺丝原液，再经过干喷湿纺的纺丝工艺，从而制得性能优良的新型纤维素纤维即莱赛尔纤维。它的生产过程为物理过程基本不发生化学反应，省去了粘胶法生产中因加入二硫化碳等各种化学试剂而产生的大量废液、废气和废渣等，其中溶剂NMMO无毒，且回收循环利用率最高可达99.5％，因此该工艺成为当今世界最为推崇的纤维素纤维生产工艺，Lyocell纤维也被称为“21实际的绿色纤维”。

工欲善其事必先利其器，Lyocell纤维生产设备对其质量影响很大，其中牵伸机就是比较重要的设备，牵伸机决定了纤维产品的稳定性，牵伸机给纤维丝束提供拉伸动力，使从喷丝孔出来的纺丝原液细流牵伸3～10倍，使纤维素分子链预取向，进一步使纤维取向结晶，直接影响纤维的结晶度，最终影响纤维产品的物性指标，如干断裂强度、干断裂伸长率等。

发明人发现：现有影响牵伸机稳定性的因素主要有两种，一是提供动力源的电机稳定性及传动机构的稳定性，二是牵伸辊对丝束的抱合力。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了一种用于Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统及方法，该牵引系统不仅提高了对丝束的抱合力，还实现了节能减耗，降低成本。

本公开至少一实施例提供了一种用于Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统，包括机架，所述机架上设有牵引辊组，牵引辊组的下方设有集水槽，所述牵引辊组分成两层，且这两层牵引辊组内的牵引辊水平设置，上层牵引辊和下层牵引辊交错排列，牵引辊固定在机架上的端部连接被动齿轮，所述机架上设有驱动齿轮，所述驱动齿轮和被动齿轮通过链条连接形成闭合的传动系统，在所述两层牵引辊组的两端分别设有导丝辊，导丝辊的下方设有接水盘，所述接水盘设置在集水槽的上方，接水盘上设有小孔，在上层牵引辊的出丝端的牵引辊顶部设有压辊。

进一步地，所述压辊的顶部设有固定架，所述固定架设置在机架上，所述固定架设有驱动气缸，驱动气缸与压辊连接。

进一步地，所述集水槽分别与凝固浴水槽和NMMO溶液回收槽相连接，所述集水槽与NMMO溶液回收槽之间设有管道泵。

进一步地，集水槽、凝固浴水槽以及NMMO溶液回收槽内设有液位计。

进一步地，所述凝固浴槽还与纺丝机凝固浴通过管路相连接。

进一步地，所述凝固浴槽还与NMMO回收槽通过管路相连接。

进一步地，还包括洗涤水供水槽，洗涤水供水槽的出水口分出两个出水管路，第一管路与NMMO溶液回收槽相连接，第二管路与喷淋管相连通，所述第二管路上设有换热器。

进一步地，换热器上的进水管道上设有自控阀和温度计。

进一步地，第二管路上设有排水阀。

进一步地，所述喷淋管的表面上设有出水孔。

本公开至少一实施例还提供了基于上述任一项所述的一种用于Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统的卷绕方法，该方法包括如下过程：

将纤维丝束缠绕在牵引辊上，驱动牵引辊，通过机架上的喷淋管对牵引辊上的纤维丝进行初步水洗以及压辊挤压；通过机架上的集水槽内收集置换出纤维中的NMMO溶剂；

将收集的NMMO溶剂分成两部分，其中一部分通过管道输送至凝固浴槽内，一部分根据集水槽内液位计检测通过管道泵输送至NMMO溶液回收槽。

本公开的有益效果如下：

(1)本公开提供的牵引牵伸机系统中的牵引辊设置两层，且两层交错分布，同时这些牵引辊的端部组成一个闭合的传动系统，同时配合牵引辊两端的导丝辊，提高了牵引辊对纤维丝抱合力，使得丝束不宜打滑，提高纤维丝束的均匀性与稳定性。

(2)本公开提供的牵引牵伸机系统中出丝端设置压辊，通过调节压辊与牵引辊之间的压力，在不影响纤维丝束传送的同时，有效扎出纤维丝束中多余的溶液，确保纤维丝束向下道工序传送过程中NMMO溶液不会滴落至地面。

(3)本公开提供的牵引牵伸机系统中机架上的集水槽与NMMO溶液回收槽和凝固浴水槽，集水槽内被置换出来的NMMO溶剂，一方面可以与凝固浴水槽内接收的纺丝机凝固浴融合继续提供给纺丝机，另一方面，可以通过管道泵将多余的溶剂抽到回收槽内，经过净化浓缩循环使用，避免了资源的浪费，节能降耗、降低成本。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例提供的一种用于Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统整体结构图。

图中：1、牵伸卷绕机，11、第一导丝辊，12、第一牵伸辊，13、第二牵伸辊，14、第三牵伸辊，15、第四牵伸辊，16、第五牵伸辊，17、电机，18、压辊，19、气缸，120、第二导丝辊，121、接水槽，122、挡水板，123、第一管道泵，124、第一液位计，125、接水盘，21、凝固浴水槽，22、第二液位计，23、NMMO溶液回收槽，24、第三液位计，31、卷绕洗涤水供水槽，32、换热器，33、第二管道泵，34、温度传感器，35、自控阀，36、流量表，37、第四液位计38、排水阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本公开实施例提供了一种用于Lyocell纤维制备的牵伸机系统，该牵引系统主要包括牵伸卷绕机系统、回收洗涤水溶液系统、卷绕洗涤水供给系统。

如图1所示，所述牵伸卷绕机系统主要包括牵引卷绕机1以及设置在牵引卷绕机1上的牵引辊，所述牵引辊设置两层，其中上面一侧为三个水平设置的牵引辊，包括第一牵引辊12、第三牵引辊14以及第五牵引辊18，下面一层为两个水平设置的牵引辊，包括第二牵引辊13和第四牵引辊15，上面牵引辊和下面一层牵引辊交错排列分布，每个牵引辊的端部都通过轴承固定在牵引卷绕机1的机架上，且该端部连接被动齿轮，每个牵引辊上的被动齿轮均设置在机架的内部。

进一步地，在所述机架的后部固定一个驱动电机，所述驱动电机上连接驱动齿轮，该驱动齿轮与每个牵引辊上的被动齿轮通过一个传动链条相连接形成一个闭环的传动系统，Lyocell纤维丝束按照一定的顺序绕在牵伸辊上，通过牵伸辊提供对纤维丝束的拉伸动力(未在图中体现出来)。

在所述牵引卷绕机1的顶部还设有喷淋管，喷淋管连接进水管，通过由洗涤水供水系统而来；喷淋管下侧面设计有小孔，从而保证洗涤水可以在水管方向上均匀向下喷出，对纤维丝束进行初步水洗从而置换出纤维中的NMMO溶剂，置换出来的NMMO溶剂最终会流到接水槽内。

进一步地，本实施例中的所述两侧牵引辊的两端分别设有一个导丝辊用来引导丝束运行方向，第一导丝辊11和第二导丝辊120，在所述机架上均设有一个驱动导丝辊转动的驱动电机17，同时在所述机架上每个导丝辊的底部设有一个接水盘125，通过该接水盘来收集丝束接触导丝辊下的溶液，其中接水盘的下端设有小孔，收集盘内的溶液顺着小孔流入到接水槽121内。

如图1所示，本实施例中的所述上层牵引辊排列方向的一端，也就是出丝端，设有一个与所述牵引辊相平行的压辊18，所述压辊设置在牵引辊的顶部，所述压辊通过支架固定在机架上，所述支架上设有控制牵引辊上下移动的气缸19，所述气缸的伸缩杆与压辊相连接，这样通过控制气缸，调节压辊与牵引辊之间的压力，能有效地扎出纤维丝束中多于的溶液，同时不影响纤维丝束的传送。

作为，优选地，本实施例中的接水槽121的外沿设计有挡水板122，这样防止纺织洗涤水溅落在外面。

所以牵引牵伸机系统中的牵引辊设置两层，采按照上三下二布局交错排列分布，同时这些牵引辊的端部组成一个闭合的传动系统，同时配合牵引辊两端的导丝辊，提高了牵引辊对纤维丝抱合力，使得丝束不宜打滑。

当然，在其它实施例中，牵引辊的设置方式也可以采用上四下三方式等。

随着接水槽内储存的置换出来的NMMO溶剂越来越多，本实施例中的接水槽121内部设有第一液位计124，同时接水槽的底部通过第一管道泵123与NMMO溶液回收槽23相连接，通过第一液位计124用来测量接水槽121内溶液的液位高度，当接水槽121内的置换出来的NMMO溶剂超过水槽内设定的水位时，第一管道泵会自动启动，将NMMO溶剂抽取到NMMO溶液回收槽23内，防止NMMO溶剂溢出，同时NMMO溶液回收槽也设计有第三液位计24，超过一定液位排液泵自动启动将NMMO溶液输送至净化回收车间，液位低于设定位置泵自定停止。

进一步，所述回收洗涤水溶液系统主要包括凝固浴水槽21、NMMO溶液回收槽23及连接管路，其中凝固浴水槽21通过管路连接设置在机架下部的接水槽121，用于收集从接水槽内送来的NMMO溶液，同时所述凝固浴水槽21还与纺丝机凝固浴和NMMO溶液回收槽23相连接，其中凝固浴水槽中的NMMO浓度需要控制在30％-40％，但是一般从纺丝机凝固浴而来的NMMO浓度一般大于40％，从牵伸卷绕机接水槽而来的NMMO浓度一般小于15％，两者按照一定的比例流入凝固浴水槽使其NMMO浓度保持在30％-40％，然后输送至纺丝机，供纺丝机使用，同时凝固浴水槽21还与NMMO溶液回收槽23相连接，所述凝固浴水槽21上设有第三液位计37，通过该液位计检测内部液体的高度，当超过水平线时通过管道泵将内部的液体抽取到NMMO溶液回收槽23内，也是将用于避免凝固浴水槽21内溶液溢出，这样能够实现节能降耗。降低成本

进一步地，如图1所示，本实施例中的卷绕洗涤水供给系统主要包括卷绕洗涤水供水槽31、换热器32、管道和温度计等辅助部分。

其中所述卷绕洗涤水供水槽31主要连接两个设备，其中一个设备是水洗机接水槽用来保证伸卷绕机洗涤水来源、另一个设备是换热器用来调节牵伸卷绕机洗涤水温度。

具体，所述卷绕洗涤水供水槽31的出口通过管路与换热器32相连接，并且所述卷绕洗涤水供水槽与换热器32之间设有第二管道泵33和排水阀38,其中排水阀38用于在检修管道的时候可以排放管道内的存水。所述卷绕洗涤水供水槽31上设有第四液位计22。

进一步地，所述换热器32为板式换热器，该板式换热器同于调节洗涤水的温度，使洗涤水温度保持在一定的温度范围内。

所述换热器上设有温度传感器34和流量表36，温度计控制洗涤水温度，流量计控制洗涤水流量。所述板式换热器的顶部进水管流入120度的加热水，且顶部进水管上设有自控阀35，所述板式换热器根据温度计调节加热水的速度，保证温度无较大波动。

还需要说明的就是，从卷绕洗涤水供水槽31流出的水会分出两条路，其中一条通过换热器32进入到机架上的喷淋管内，另一条通过管路连接到NMMO溶液回收槽23内，且该管路上也设有自控阀37，该自控阀37根据卷绕洗涤水供水槽31的液位计控制，超过一定液位后，排液泵自动启动将该槽内的溶液输送至NMMO溶液回收槽23，液位低于设定位置泵自定停止。

下面详细说明一下上述Lyocell纤维生产的牵伸卷绕系统的卷绕方法，牵伸与水洗同时进行，具体步骤为：

(1)牵伸：纤维丝束由第一导向辊引入，依次缠绕在五个牵伸辊上，经过压辊扎出水分，然后由第二导丝辊引导致下一工序。

(2)洗涤液供水：供水槽内的水由管道泵输送至换热器，通过换热器加热使洗涤水达到设定温度，输送至喷淋管；其中管道泵输送量大于喷淋管需求量，多余的水由支管道上的自控阀控制输送至回收水槽；其中换热版供热量通过自控阀调节120℃水进水量来调节。

(3)洗涤水回收：牵伸卷绕机接水槽内的水溶液，一部分通过管道输送至凝固浴槽，一部分通过管道泵输送至NMMO溶液回收槽；接水槽底部连接液位计，根据液位计调节管道泵启停。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。