冷卻側(cè)吹風(fēng)裝置使用溫度較低的冷卻風(fēng)以熱交換的方式來(lái)帶走熔體的熱量,在有的紡絲系統(tǒng),冷卻氣流不僅用來(lái)吸收熔體在冷凝時(shí)放出的熱量,而且還作為纖維的牽伸動(dòng)力,因此對(duì)冷卻側(cè)吹風(fēng)裝置有如下基本技術(shù)要求。
(一)冷卻風(fēng)的溫度
這是冷卻側(cè)吹風(fēng)系統(tǒng)的核心技術(shù)指標(biāo)。不同的設(shè)備,對(duì)冷卻風(fēng)溫度的要求也不同。具體所要求的溫度與所采用的工藝有關(guān),其范圍可在2 ~20℃,而常用的溫度范圍大都在10~18℃。有時(shí)同一條生產(chǎn)線(xiàn)的側(cè)吹風(fēng)系統(tǒng)可能會(huì)有多個(gè)冷卻風(fēng)溫度,其實(shí)際使用值會(huì)有較大的差異。而在使用抽吸風(fēng)機(jī)的回風(fēng)當(dāng)冷卻風(fēng)時(shí),回風(fēng)的溫度可達(dá)25~30℃。
一般要求冷卻風(fēng)在同一水平斷面的溫度差異小于或等于±0.5℃,而在一些新型生產(chǎn)線(xiàn),冷卻風(fēng)的溫度均勻性已達(dá)到或小于±0.2℃。
(二)冷卻風(fēng)的濕度
空氣中的濕含量對(duì)冷卻風(fēng)的熱焓值影響很大,也就是說(shuō)對(duì)冷卻效果影響很大,而且還會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的靜電現(xiàn)象有很大的影響,因此要對(duì)冷卻風(fēng)的濕度進(jìn)行控制。
一般情況下,紡制PP纖維時(shí),要求冷卻風(fēng)的濕度約為65%;紡制PET纖維時(shí),要求冷卻風(fēng)的濕度約為85%。一般情況下,當(dāng)濕度大于65%時(shí),紡絲過(guò)程的靜電影響已可基本消除。
在冷卻風(fēng)系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)器中,一般都設(shè)置有加濕裝置,用于控制冷卻風(fēng)的濕度,常用的方法有蒸汽加濕、噴霧加濕、電加濕等。
由于冷卻風(fēng)有一定的含濕量,在低于露點(diǎn)溫度時(shí)會(huì)有冷凝水析出。因此,為了防止出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,側(cè)吹風(fēng)裝置的箱體要用不銹鋼材料制造,有低溫氣流通的相關(guān)管道或設(shè)備要使用不容易生銹的材料制作,并要用不親水的材料進(jìn)行絕熱、保溫處理。
由于地域及季節(jié)氣候的不同,冷卻側(cè)吹風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與環(huán)境氣溫、濕度有很大的關(guān)系,其配置也有所差異。在寒冷地區(qū)的冷卻風(fēng)系統(tǒng)可能要配置加熱設(shè)備,以便在環(huán)境溫度很低時(shí)能控制氣流的溫度。因此,必須結(jié)合使用地點(diǎn)的氣象條件來(lái)設(shè)計(jì)或選購(gòu)冷卻風(fēng)系統(tǒng)。其中包括:全年的最di、最高及平均氣溫,空氣濕度等基本資料。
(三)冷卻風(fēng)的流量
冷卻風(fēng)系統(tǒng)的流量要與生產(chǎn)線(xiàn)在最大產(chǎn)能時(shí)的熔體擠出量對(duì)應(yīng),擠出量越大,要求的冷卻風(fēng)流量也越大。而所需的冷卻風(fēng)流量還與冷卻風(fēng)的溫度相關(guān),冷卻風(fēng)的溫度越低,在擠出量相同的條件下,所需的冷卻風(fēng)流量則越小。
不同機(jī)型的生產(chǎn)線(xiàn),所需的冷卻風(fēng)的流量會(huì)有較大差異。以生產(chǎn)線(xiàn)的每1m 單位幅寬規(guī)格所需的流量來(lái)表示,紡粘法紡絲系統(tǒng)所需冷卻風(fēng)的流量一般在6000~10000m3/(min·m),而在配置有冷卻裝置的熔噴法紡絲系統(tǒng),所需的冷卻側(cè)吹風(fēng)流量較大,可達(dá)10000 ~20000m3/(min·m)。
由于冷卻氣流的流量較大,因此必須合理設(shè)計(jì)和布置管道,降低阻力,減少壓力損失。當(dāng)冷卻氣流兼為牽伸氣流時(shí),氣流量還必須滿(mǎn)足牽伸速度方面的要求。這種系統(tǒng)冷卻氣流的壓力也較高。
(四)冷卻風(fēng)的壓力
冷卻風(fēng)的壓力與冷卻風(fēng)的穿透能力、冷卻風(fēng)的速度有關(guān):壓力高、穿透能力強(qiáng),可對(duì)處于中間位置的纖維進(jìn)行有效的冷卻。冷卻風(fēng)的壓力越高,要求風(fēng)源的壓力也越高,對(duì)風(fēng)機(jī)的配置功率、空調(diào)器箱體強(qiáng)度、送風(fēng)管道的強(qiáng)度等方面會(huì)有更高的要求。
不同的機(jī)型,其冷卻風(fēng)的壓力會(huì)有較大的差異。采用開(kāi)放式紡絲通道的生產(chǎn)線(xiàn),冷卻風(fēng)的壓力較低,一般小于或等于3kPa;而一些機(jī)型(如寬狹縫抽吸式生產(chǎn)線(xiàn))中,冷卻風(fēng)除了用作纖維的冷卻以外,還是纖維的牽伸動(dòng)力,為了能得到較高的牽伸速度,要求冷卻風(fēng)也要有較高的壓力,可達(dá)到5.0~12kPa。
(五)冷卻風(fēng)的速度
冷卻風(fēng)的速度高低是其穿透能力大小的體現(xiàn),但冷卻風(fēng)的速度是有限制的,過(guò)高的風(fēng)速會(huì)導(dǎo)致絲條晃動(dòng),容易產(chǎn)生并絲;而速度的均勻性則會(huì)影響冷卻的效果,對(duì)纖維的牽伸及產(chǎn)品均勻度都有影響。
冷卻風(fēng)的速度是由冷卻風(fēng)的壓力在克服管網(wǎng)阻力后,從側(cè)吹風(fēng)裝置表面吹出時(shí)的速度。冷卻風(fēng)的速度是由冷卻風(fēng)機(jī)的壓力決定的。速度越高,氣流的壓力也越大,對(duì)系統(tǒng)中各種結(jié)構(gòu),如:空調(diào)器的箱體、管道、側(cè)吹風(fēng)裝置的箱體、活動(dòng)連接裝置、密封結(jié)構(gòu)等的強(qiáng)度、剛性的要求也越高。
各種生產(chǎn)線(xiàn)具體所用的冷卻風(fēng)速度與所采用的工藝有關(guān),一般在0.5~2m/s 范圍。要求同一冷卻區(qū)的冷卻風(fēng)速度偏差值小于或等于5%。風(fēng)速差異小于或等于0.1m/s,而在一些新型生產(chǎn)線(xiàn),風(fēng)速差異可控制在小于或等于0.02m/s 的水平。
目前已出現(xiàn)了在垂直方向?qū)?cè)吹風(fēng)裝置作分區(qū)布置的紡粘生產(chǎn)線(xiàn)。這種生產(chǎn)線(xiàn)的側(cè)吹風(fēng)系統(tǒng)擁有多個(gè)區(qū)段,每個(gè)區(qū)段的冷卻風(fēng)速度可以不同,并與側(cè)吹風(fēng)溫度相匹配,在紡絲通道的冷卻段呈一定的梯度配置。較為典型的配置方式是在靠近噴絲板的位置,使用較高的風(fēng)溫和較低的風(fēng)速;而在遠(yuǎn)離噴絲板的位置,使用較低的風(fēng)溫和較高的風(fēng)速。
圖1所示為分層式冷卻側(cè)吹風(fēng)裝置。采用了分區(qū)及分層式結(jié)構(gòu),其側(cè)吹風(fēng)箱分為結(jié)構(gòu)一樣的上、下兩層,每層都裝有冷卻風(fēng)溫度表和壓力表;每層還沿水平(CD)方向分為4個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)都設(shè)置有流量控制閥及冷卻風(fēng)壓力表。
冷卻氣流從總管分為上、下兩路,經(jīng)百葉窗式進(jìn)風(fēng)管道調(diào)節(jié)閥后進(jìn)入側(cè)吹風(fēng)箱體積很大的穩(wěn)壓腔,然后通過(guò)裝有小調(diào)節(jié)閥的4個(gè)小分區(qū)入口進(jìn)入后穩(wěn)壓腔匯合,再順次經(jīng)過(guò)多孔板,一級(jí)雙層阻尼網(wǎng),二級(jí)雙層阻尼網(wǎng),帶導(dǎo)向蜂窩板的阻尼網(wǎng)吹出。
利用冷卻氣流總管上的百葉窗式調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)上、下層冷卻風(fēng)的總流量(速度),利用小調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)各個(gè)小分區(qū)進(jìn)入后穩(wěn)壓腔的冷卻風(fēng)流量和速度,可在一定程度上改善同一層出風(fēng)面的氣流均勻性。
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