CN108048927B

CN108048927B - 一种纤维纺丝的节能冷却装置及节能冷却方法

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Publication number: CN108048927B
Application number: CN201711374889.XA
Authority: CN
Inventors: 孙玉山; 黄伟; 程春组; 徐纪刚; 金云峰; 李婷; 侯松欣
Original assignee: China Textile Academy
Current assignee: China Textile Academy
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: CN108048927A

Abstract

本发明属于化学纤维生产及纺丝领域，具体地说，涉及一种纤维纺丝的节能冷却装置及节能冷却方法，包括喷丝装置、吹风***和回收处理***，所述吹风***向喷丝装置喷出的丝束吹风以将丝束冷却，所述回收处理***用于对吹风***吹向丝束的冷却风进行回收和/或处理，本发明的有益效果为通过设置回收处理***，对吹风***吹向丝束的冷却风进行回收利用，能够节约成本；另外，由于溶剂的扩散，使风中含有一定量的溶剂，通过对回收的风进行处理，将溶剂回收，减少污染同时节约能源。

Description

一种纤维纺丝的节能冷却装置及节能冷却方法

技术领域

本发明属于化学纤维生产及纺丝领域，具体地说，涉及一种纤维纺丝的节能冷却装置及节能冷却方法。

背景技术

根据国际人造丝及合成纤维标准局的定义，以天然纤维素为原料，用有机溶剂直接溶解纺丝工艺制备的纤维素纤维属名Lyocell(莱赛尔)纤维，现通常指NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)溶剂法再生纤维素纤维。莱赛尔(Lyocell)纤维是20世纪末实现工业化生产的一种新型再生纤维素纤维，它是将天然纤维素原料直接溶解在NMMO和水的混合溶剂中，通过干湿法纺丝制得，因此又被称为新溶剂法纤维素纤维。

在溶剂法纤维素纤维干喷湿法纺丝成型过程中，纺丝细流经过一定温湿度的吹风进行冷却，控制吹风的风温、风湿和风速尤为重要，直接影响丝束的形成过程，在无吹风的条件下，丝束会出现断头现象，随着风速增加，其拉伸性能逐渐改善。因此，研制与喷丝部件相匹配的气隙吹风设备，实现风场的均一性，保证丝束成型的均一性成为亟待解决的问题。

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，提供一种纤维纺丝的节能冷却装置及节能冷却方法，通过设置回收处理***，对吹风***吹向丝束的冷却风进行回收利用，能够节约成本；另外，由于溶剂的扩散，使风中含有一定量的溶剂，通过对回收的风进行处理，将溶剂回收，减少污染同时节约能源。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种纤维纺丝的节能冷却装置，包括喷丝装置、吹风***和回收处理***，所述吹风***向喷丝装置喷出的丝束吹风以将丝束冷却，所述回收处理***用于对吹风***吹向丝束的冷却风进行回收和/或处理。

所述回收处理***包括喷淋装置、吸风管路和排风管路，所述吸风管路和排风管路均与喷淋装置连通，与丝束进行热交换后的风经吸风管路进入喷淋装置，经喷淋吸收后从排风管路排出；

优选地，喷淋装置包括箱体、设置于箱体内的喷淋器以及与喷淋器连通的供水管路，吸风管路和排风管路均与箱体连通，所述吸风管路的进风口与丝束相对。

所述排风管路的出风口与吹风***的进风端连通，将经过喷淋装置后的风导入吹风***；

优选地，所述箱体上设有转动机构，所述喷淋器连接在转动机构上，使喷淋器的喷淋方向可变；

更优选地，所述喷淋器包括至少一个喷淋头，所述喷淋头内安装有对供水管路内的水进行过滤的喷淋滤网，所述滤网的网孔孔径100～300μm。

所述回收处理***还包括收集装置，所述收集装置与喷淋装置连通，用于将喷淋装置内的吸收液收集回收；

优选地，所述喷淋装置上设有溢流口，所述收集装置与溢流口通过管路连通，喷淋后的液体经溢流口进入收集装置。

所述吹风***包括风机和用于向丝束吹风的出风装置，所述风机的出风端与出风装置通过送风管路连通；

优选地，风机的进风端与回收处理***连通；

更优选地，所述风机的进风端与排风管路的出风口连通。

所述送风管路具有一段内径缩小的变径段，用于提高送风管路内的风速；

优选地，所述送风管路的管径局部向内缩小形成内径缩小的变径段。

吹风***还包括设置在送风管路上的稳压装置、过滤器，稳压装置设置在变径段的下游并与送风管路连通，过滤器设置在送风管路内并位于稳压装置的下游，稳压装置内设有第一均布器，出风装置内设有第二均布器；

优选地，所述稳压装置具有稳压腔，所述稳压腔与送风管路连通，第一均布器设置与稳压腔内。

所述出风装置包括具有内腔的本体、传动装置和吹风窗，吹风窗与内腔连通将冷却风导出，传动装置设置在本体上并控制吹风窗移动或者转动；

优选地，所述吹风窗为吹风列管或吹风狭缝；

更优选地，所述吹风列管为圆形，吹风狭缝为长条形；

更优选的，所述吹风列管管径1.5～5.0mm，列管排数2～4排，所述吹风狭缝的狭缝高度为1.0～5.0mm。

一种纤维素纤维纺丝的节能冷却方法，包括以下步骤：采用上述述的节能冷却装置对由喷丝装置喷出的丝束进行冷却，控制吹风风量40～200m³/h，吹风风速5～60m/s，吹风温度3～20℃，相对湿度20％～80％，气隙高度10～60mm；

优选的，吹风风量60～150m³/h，吹风风速15～35m/s，吹风温度5～18℃，相对湿度30％～70％，气隙高度15～40mm；

更为优选的，吹风风量80～120m³/h，吹风风速20～30m/s，吹风温度8～15℃，相对湿度40％～65％，气隙高度20～30mm。

喷丝装置对溶剂法制备的纤维素纤维纺丝原液进行喷丝，利用传动装置调整吹风窗与喷丝装置的喷丝孔之间的间距，使吹风窗与喷丝装置的喷丝孔之间的距离为3～40mm；

优选的，吹风窗距离喷丝装置的喷丝孔的距离5～15mm；

更优选的，吹风窗距离喷丝装置的喷丝孔的距离6～10mm。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过设置回收处理***，对吹风***吹向丝束的冷却风进行回收利用，能够节约成本；另外，由于溶剂的扩散，使风中含有一定量的溶剂，通过对回收的风进行处理，将溶剂回收，减少污染同时节约能源；

2、通过在将风导入吹风***前进行喷淋，一方面使溶剂被水吸收，净化风，另一方面，回收的风在经过喷淋装置后，风的温度大大降低，湿度更加适宜二次利用进入吹风***；

3、通过设置变径段，实现即使风机提供的较低速、低风量小，降低能耗，节约成本；

4、由于冷却风在进过变径段使，风被压缩，易于出现湍流，使气体在管路不均一，通过在变径段后依次设置第一均布器、稳压腔、过滤器、第二均布器，使冷却风更加均匀、稳定，减少对丝束的影响。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明吹风***结构示意图；

图2是本发明节能冷却装置结构示意图。

图中：1、喷丝装置 2、喷淋装置 3、吸风管路 4、排风管路 5、箱体 6、喷淋器 7、供水管路 8、丝束 9、转动机构 10、喷淋头 11、喷淋滤网 12、溢流口 13、收集装置 14、风机15、出风装置 16、送风管路 17、变径段 18、稳压装置 19、第一均布器 20、过滤器 21、第二均布器 22、稳压腔 23、本体 24、传动装置 25、吹风窗 26、喷丝板 27、手动摇杆 28、除湿器 50、吸风管路的进风口 51、排风管路的出风口

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

如图1-2所示，一种纤维纺丝的节能冷却装置，包括喷丝装置1、吹风***和回收处理***，所述吹风***向喷丝装置1喷出的丝束8吹风以将丝束8冷却，所述回收处理***用于对吹风***吹向丝束8的冷却风进行回收和/或处理。

采用溶剂法生产纤维素纤维纺丝时，溶剂(一般为NMMO)具有一定的挥发性，尤其是在对喷丝装置1喷出的丝束进行风冷时，冷却风会带走一部分溶剂，使丝束8周围的环境恶劣，同时也是对溶剂的浪费，由于冷却风在吹出前需要进行降温，这样能够提高冷却效果，虽然吹风***吹出的冷却风与丝束8进行热交换使其自身温度升高，但是，由于风量较大，热交换后的风较周围的风温度还是较低的，本发明通过设置回收处理***，对吹风***吹向丝束8的冷却风进行回收利用，能够节约成本；另外，由于溶剂的扩散，使风中含有一定量的溶剂，通过对回收的风进行处理，将溶剂回收，减少污染同时节约能源。

进一步地，所述回收处理***包括喷淋装置2、吸风管路3和排风管路4，所述吸风管路3和排风管路4均与喷淋装置2连通，与丝束8进行热交换后的风被吸风管路3吸入喷淋装置2，经喷淋吸收后从排风管路4排出。通过设置喷淋装置2，使溶剂(NMMO)溶于水，对进入回收处理***的风进行喷淋处理，使溶剂(NMMO)溶于水进行回收，达到净化风的功能。

其中，喷淋装置2包括箱体5、设置于箱体5内的喷淋器6以及与喷淋器6连通的供水管路7，吸风管路3和排风管路4均与箱体5连通，所述吸风管路3的进风口50与丝束8相对。供水管路7向喷淋器6供水，使喷淋器6进行喷水，对溶剂(NMMO)进行吸收。

进一步地，所述排风管路的出风口51与吹风***的进风端连通，将经过喷淋装置2后的风导入吹风***。由于吹风***吹出的风在与丝束8进行热量交换时，风的温度升高，直接导入吹风***，会降低冷却效果，通过在将风导入吹风***前进行喷淋，一方面使溶剂被水吸收，净化风，另一方面，回收的风在经过喷淋装置2后，风的温度大大降低，其湿度更加适宜二次利用进入吹风***。回收处理***用于回收冷却风中残留的溶剂NMMO和回收用于冷却丝束后的侧吹风，以提高溶剂回收率和降低吹风***中压缩机耗能。

进一步地，所述箱体5上设有转动机构9，所述喷淋器6连接在转动机构9上，使喷淋器6的喷淋方向可变。

通过设置转动机构9，使喷淋器6在箱内可以多方向喷淋，降温吸收效果更好。

转动机构9可以是电控转动机构，也可以是机械转动机构。

转动机构9包括底座和转动头，底座与箱体5连接，转动头与底座球面连接，喷淋器6连接在转动头上，随转动头实现360°无死角转动，同时，喷淋装置2还包括电动控制器，所述电动控制器与转动头电连接，控制转动头转动。

进一步地，所述喷淋器6包括至少一个喷淋头10，所述喷淋头10内安装有对供水管路7内的水进行过滤的喷淋滤网11，所述滤网的网孔孔径100～300μm。通过设置多个喷淋头10，提高吸收面积和吸收效率。通过设置喷淋滤网11，对喷淋过程中的水进行过滤、分配，喷出的更加均匀。滤网的网孔孔径100～300μm，可将水中的杂质进行过滤。

进一步地，所述回收处理***还包括收集装置13，收集装置13具有容纳腔，所述收集装置13与喷淋装置2的容纳腔连通，用于将喷淋装置2内的吸收液收集回收。通过设置收集装置13，将吸收了溶剂的水排入收集装置13，再经后续的后处理，将收集装置13内的水进行处理得到溶剂，实现溶剂的回收利用。

进一步地，所述喷淋装置2上设有溢流口12，所述收集装置13与溢流口12通过管路连通，喷淋后的液体经溢流口12进入收集装置13。喷淋装置2内的液体达到一定高度后，流入收集装置13。

进一步地，所述收集装置13和喷淋装置2之间设有循环管路，循环管路的进液端与收集装置13的下部连通，上部与喷淋装置2供水管路7连通，一方面节约用水，另一方面达到不断提高溶剂浓度的功能，更加节约能源。

或者，循环管路的进水端与喷淋装置2的下部连通，上部与喷淋装置2供水管路7连通，通过设置循环管路，实现吸收液体在喷淋装置2内的循环，一方面节约用水，另一方面达到不断提高溶剂浓度的功能，更加节约能源。

进一步地，所述吹风***包括风机14和用于向丝束8吹风的出风装置15，所述风机14的出风端与出风装置15通过送风管路16连通。通过设置风机14和出风装置15，实现将冷却风鼓向丝束8，对丝束8进行冷却。

进一步地，风机14的进风端与回收处理***连通，该结构将冷却风通过回收处理***回收，重新利用，达到节约能源的目的。

其中，所述风机14的进风端与排风管路的出风口51连通。

进一步地，所述送风管路16具有一段内径缩小的变径段17，用于提高送风管路16内的风速，通过该结构的改变，实现提高风速和风量的功能，这样风机14的功率可以设置的相对较小，节约成本。

其中，所述送风管路16的管径局部向内缩小形成内径缩小的变径段17。可在较小送风风量条件下顺利纺丝，有效降低实际生产过程中的能耗。

进一步地，吹风***还包括设置在送风管路16上的稳压装置18、过滤器20，稳压装置18设置在变径段17的下游并与送风管路16连通，过滤器20设置在送风管路16内并位于稳压装置18的下游，稳压装置18内设有第一均布器19，出风装置15内设有第二均布器21。

稳压装置18设置在送风管路16上，并位于变径段17的下游，稳压装置18与送风管路16连通，稳定提高冷却风的风速和风量。通过设置第一均布器19，将进入稳压装置18的风进行均布，实现更快速的稳压，通过依次设置第一均布器19、稳压装置18、过滤器20和第二均布器21，实现将提速后的风先均布、稳压，再进行过滤，最后在出风之前对风进行进一步地的均布，实现出风的均一稳定，减少丝束8的断头、结块，提高风冷的效果。

其中，所述稳压装置18具有稳压腔22，所述稳压腔22与送风管路16连通，第一均布器19设置与稳压腔22内。

稳压腔22的截面积大于送风短路的直径，通过截面积的增加，实现稳压、缓冲效果。

进一步地，所述出风装置15包括具有内腔的本体本体23、传动装置24和吹风窗25，吹风窗25与本体连通将冷却风导出，传动装置24设置在本体23上并控制吹风窗25移动或者转动。第二均布器21设置在内腔内，并与内腔内壁贴合。

由于不同的丝束8，对风的要求不同，利用传动装置24调整吹风窗25与丝束8的位置，达到最佳吹风效果，保证纺丝顺利的前提下有效调节送风风量，可以有效实现在较低送风风量下顺利纺丝，从而有效降低能耗。

传动装置24包括设置在本体23上的支架，支架的下端支撑于地面上，支架上设有滑动杆件可相对支撑架滑动，吹风窗25设置在滑动杆上可随滑动杆滑动。吹风窗25在支架滑动上滑动，调整吹风窗25口的位置。

传动装置24还包括手动摇杆27，手动摇杆27与滑动杆之间通过传动带或者传动连接连接，把手驱动传动带或者传动链运动，带动滑动杆运动，带动吹风窗25运动。

其中，所述吹风窗25最好为吹风列管或吹风狭缝。所述吹风列管最好为圆形，使缝隙更易均匀，吹风狭缝为长条形，提高吹风面积。出风窗为横向吹风窗25。

其中，所述吹风列管管径1.5～5.0mm，列管排数2～4排，所述吹风狭缝的狭缝高度为1.0～5.0mm。

实施例二

如图1-2所示，本实施例为实施例一的一种具体方案，包括喷丝装置1、吹风***和回收处理***，吹风***向喷丝装置1喷出的丝束8进行吹风，使丝束8降温成型，回收处理***回收与丝束8进行热交换后的风，并将风进行回收和处理。

回收处理***包括喷淋装置2、吸风管路3和排风管路4，喷淋装置2包括箱体5、设置于箱体5内的喷淋器6以及与喷淋器6连通的供水管路7，供水管路7向喷淋器6进行供水，使喷淋器6内的水对进入箱体5内的风进行喷淋处理，去除风中的溶剂。吸风管路3和排风管路4均与箱体5连通，与丝束8进行热交换后的风经吸风管路3进入喷淋装置2，经喷淋吸收后从排风管路4排出。喷淋器6设置在箱体5的顶部。吸风管路3与箱体5的侧壁连通，排风管路4位于箱体的顶壁上，但上述结构并不限于上述设置方式。

所述吸风管路的进风口50与丝束8相对，便于将与丝束8进行热交换后的风经箱体5进入喷淋装置2，经喷淋吸收后经排风管路4排出箱体5。

箱体5的顶壁内壁上设有转动机构9，转动机构9包括底座和连接头，底座与箱体5内壁连接，转动头与底座球面连接，喷淋器6连接在转动头上，随转动头实现360°无死角转动，同时，喷淋装置2还包括电动控制器，所述电动控制器与连接头电连接，控制其转动。在喷淋的时候，最好是将喷淋头10朝向气流，最好是与气流逆向，以便形成良好的气流接触面。

箱体5的体积最好是50～100L。

喷淋器6包括多个喷淋头10，或者喷淋器6设置为多个，喷淋器6为排式喷淋器6。所述喷淋头10内安装有对供水管路7内的水进行过滤的喷淋滤网11，或者喷淋器6内安装喷淋滤网11，所述滤网的网孔孔径100～300μm。

排风管路4进风口与箱体5的顶部连通，便于与水不溶的回收风排出箱体5，所述排风管路的出风口51与吹风***的进风端连通，将经过喷淋装置2后的风导入吹风***。促使回收风由入口向出口在喷淋室内稳定流动。

箱体5的侧壁上设有溢流口12，所述收集装置13与溢流口12通过管路连通，喷淋后的液体经溢流口12进入收集装置13。

所述吹风***包括风机14和用于向丝束8吹风的出风装置15，所述风机14的出风端与出风装置15通过送风管路16连通，所述风机14的进风端与排风管路的出风口51连通。所述送风管路16包括直径较大的第一管道段和直径较小的第二管道段，第一管道段与第二管道段之间通过直径逐渐减小的过度段连接，过度段与第二管道段形成变径段，有效解决风速过低的问题，第一管道段的进风端与电机的出风端连接，第二管道段的出风端与出风装置15连接。第一管道段上还设有除湿器28，对湿度较大的冷却风进行除湿。

第二管道段设有稳压罐，稳压罐的稳压腔22内设有第一均布器19，第一分布器为具有孔的隔板，隔板上的孔均匀分布，隔板的边缘与缓冲罐的内壁封闭连接。第二管道段内还设有过滤器20，对气体进行过滤，去除气体中的杂质，出风装置15内设有第二均布器21，在出风前对冷却风进行均布，达到更加均一稳定的冷却风。第一均布器19、稳压腔22、过滤器20、第二均布器21，通过这些结构，使风机提供的较低速、低风量的风进行提速，由于冷却风在进过变径段使，风被压缩，易于出现湍流，使气体在管路不均一，通过第一均布器19将冷却风均布，均布后的冷却风进入稳压腔进行稳压，先进行均布再进行稳压，使气体在输送过程中能量损失小，提速效果更好，通过第二均布器进一步进行均布，使冷却风更加均匀、稳定，减少对丝束的影响。

所述出风装置15包括具有内腔的本体23、传动装置24和吹风窗25，吹风窗25与内腔连通，传动装置24设置在本体23上并控制吹风窗25移动或者转动。或者，传动装置24设置在本体23，控制本体的移动带动吹风窗25移动或者转动。吹风窗25为吹风列管。所述吹风列管为圆形，所述吹风列管管径1.5～5.0mm，列管排数2～4排。传动装置24包括设置在本体23上的支架，支架的下端支撑于地面上，支架上设有滑动杆件，吹风窗25设置在滑动杆上。吹风窗25在支架滑动上滑动，调整吹风窗25口的位置。

上述结构尤其适合在外界自然风温度较高时，回收再利用的侧吹风温度、湿度都相对较低，这样能极大程度降低吹风***中压缩机能耗，从而有效降低生产成本。

实施例三

一种纤维素纤维纺丝的节能冷却方法，包括以下步骤：采用实施例一和实施例二的节能冷却装置对由喷丝装置1喷出的丝束8进行冷却，控制吹风风量40～200m³/h，吹风风速5～60m/s，吹风温度3～20℃，相对湿度20％～90％，气隙高度10～80mm。

该方法既能保证纺丝的顺利进行又能保证纤维的优良品质，同时能保证较小风量与较高溶剂回收率，从而实现节能的目的。

进一步限定的方案，吹风风量60～150m³/h，吹风风速15～35m/s，吹风温度5～18℃，相对湿度30％～70％，气隙高度15～40mm。

进一步限定的方案，吹风风量80～120m³/h，吹风风速20～30m/s，吹风温度8～15℃，相对湿度40％～65％，气隙高度20～30mm。

上述方法适用于采用溶剂法制备的纤维素纤维纺丝原液进行喷丝节能实现对溶剂的回收，又能实现对冷却风的循环使用，大大节约能源。

进一步地，一种纤维素纤维纺丝的节能冷却方法,包括在进行风冷的过程中，利用传动装置24调整吹风窗25与喷丝装置1的喷丝孔之间的间距，使吹风窗25与喷丝装置1的喷丝孔之间的距离为3～40mm。

进一步限定的方案，吹风窗25距离喷丝装置1的喷丝孔的距离5～15mm。

进一步限定的方案，吹风窗25距离喷丝装置1的喷丝孔的距离6～10mm。

该冷却方法尤其适合纤维素含量8～14％，10000～60000孔的喷丝板26进行纺丝，可极大提高纤维品质，提高生产效率，降低生产成本。

实施例四

采用实施例一和实施例二的装置，在实施例三的方法下，对比本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对同一纤维丝束8的风冷效果，测量两者的风冷效果，常规冷却装置II为专利CN200610116247的装置，实验如下：

实验1

将固含量8％的纤维素完全溶解在NMMO中形成纺丝原液，将该纺丝原液通过喷丝装置1进行纺丝，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维丝束8进行冷却，利用传动装置24调整吹风窗25距喷丝板26板面(A)均为2mm，吹风窗25的冷却风出口离喷丝孔的距离(B)15mm，气隙高度(C)均为25mm，吸风管路的进风口50与吹风窗25的冷却风出口垂直距离(D)均为15mm、水平距离(E)均为170mm，然后经过凝固成型等工序制成成品短纤维。吹风工艺参数及可纺性测试结果如表1所示：

表1可纺性测试结果

通过上述实验1可以看出：①在其他条件均一样的前提下，纺丝原液在纺丝过程中，如果不加装本发明所述的冷却装置对丝束8进行冷却，则无法稳定连续卷绕成丝束8。②常规冷却装置的出风口距离喷丝板26较近时，无法实现稳定连续卷绕成丝束8，只能在较远的距离下实现稳定连续卷绕成丝束8。③相比常规冷却装置，当使用本发明所述节能冷却装置时，侧吹风需满足低风量、低风速、高风湿、高风温，能极大程度降低吹风***压缩机耗能，降低生产成本。

实验2

将固含量9％的纤维素完全溶解在NMMO中形成纺丝原液，将该纺丝原液通过喷丝装置1进行纺丝，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维丝束8进行冷却，吹风窗25上沿距喷丝板26板面(A)均为2mm，吹风窗25的冷却风出口离喷丝孔的距离(B)15mm，气隙高度(C)均为25mm，吸风管路的进风口50与吹风窗25的冷却风出口垂直距离(D)均为15mm、水平距离(E)均为170mm，然后经过凝固成型等工序制成成品短纤维。经不同冷却吹风装置冷却后，吹风***耗电如表2所示：

表2吹风***耗电度测算结果

通过上述实验2可以看出：①在其他条件均一样的前提下，纺丝原液在纺丝过程中，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维进行冷却，都可实现稳定连续卷绕成丝束8，但常规冷却装置II出风口距喷丝板26距离大于本发明所述节能冷却装置I出风口距喷丝板26距离，同样说明本发明所述高效节能冷却装置对侧吹风要求较小②使用本发明所述节能冷却装置的侧吹风***耗能明显小于使用常规冷却装置的侧吹风***耗能，降低生产成本。

实验3

将固含量10％的纤维素完全溶解在NMMO形成纺丝原液，将该纺丝原液通过喷丝装置1进行纺丝，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维进行冷却，吹风窗25上沿距喷丝板26板面(A)均为2mm，吹风窗25的冷却风出口离喷丝孔的距离(B)25mm，气隙高度(C)均为25mm，吸风管路的进风口50与吹风窗25的冷却风出口垂直距离(D)均为15mm、水平距离(E)均为170mm，然后经过凝固成型等工序制成成品短纤维。经不同冷却吹风装置冷却后，纤维最大牵伸倍数表3所示：

表3纤维最大牵伸倍数测试结果

通过上述实验3可以看出：①在其他条件均一样的前提下，纺丝原液在纺丝过程中，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维进行冷却，都可实现稳定连续卷绕成丝束8，但常规冷却装置II出风口距喷丝板26距离大于本发明所述高效节能冷却装置I出风口距喷丝板26距离，同样说明本发明所述高效节能冷却装置对侧吹风要求较小②经过本发明所述节能冷却装置I冷却的纤维的最大牵伸倍数明显大于经过常规冷却装置II冷却的纤维的最大牵伸倍数，即在同样纺丝原液挤出量和喷丝板26的前提下，经过本发明所述高效节能冷却装置I冷却的纤维的最大产量将明显大于经过常规冷却装置II冷却的纤维的最大产量，从而实现高效的目的。

实施例4

将固含量12％的纤维素完全溶解在NMMO形成纺丝原液，将该纺丝原液通过喷丝装置1进行纺丝，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维丝束8进行冷却，吹风窗25上沿距喷丝板26板面(A)均为2mm，吹风窗25的冷却风出口离喷丝孔的距离(B)25mm，气隙高度(C)均为25mm，吸风管路的进风口50与吹风窗25的冷却风出口垂直距离(D)均为15mm、水平距离(E)均为170mm，然后经过凝固成型等工序制成成品短纤维经不同冷却吹风装置冷却后，纤维力学性能如4所示：

表4纤维力学性能测试结果

通过上述实验4可以看出：①在其他条件均一样的前提下，纺丝原液在纺丝过程中，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维进行冷却，都可实现稳定连续卷绕成丝束8，但常规冷却装置II出风口距喷丝板26距离大于本发明所述高效节能冷却装置I出风口距喷丝板26距离，同样说明本发明所述高效节能冷却装置对侧吹风要求较小②经过本发明所述节能冷却装置I冷却的纤维的力学性能明显优于经过常规冷却装置II冷却的纤维的力学性能，即在相同条件下，所制得纤维品质更为优越。

实验5

将固含量14％的纤维素完全溶解在NMMO形成纺丝原液，将该纺丝原液通过喷丝装置1进行纺丝，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维丝束8进行冷却，吹风窗25上沿距喷丝板26板面(A)均为2mm，吹风窗25的冷却风出口离喷丝孔的距离(B)25mm，气隙高度(C)均为25mm，吸风管路的进风口50与吹风窗25的冷却风出口垂直距离(D)均为15mm、水平距离(E)均为170mm，然后经过凝固成型等工序制成成品短纤维。经不同冷却吹风装置冷却后，溶剂回收***回收50％NMMO溶剂量如表5所示：

表5溶剂回收***回收测试结果

通过上述实验5可以看出：①在其他条件均一样的前提下，纺丝原液在纺丝过程中，经过本发明所述节能冷却装置I和常规冷却装置II对纤维进行冷却，都可实现稳定连续卷绕成丝束8，但常规冷却装置II出风口距喷丝板26距离大于本发明所述高效节能冷却装置I出风口距喷丝板26距离，同样说明本发明所述高效节能冷却装置对侧吹风要求较小②使用常规冷却装置II冷却时，50％NMMO溶剂回收量为0，使用本发明所述节能冷却装置I时，50％NMMO溶剂回收量高达0.15％，能有效提高溶剂回收率，降低生产成本。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims

1.一种纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，包括喷丝装置、吹风***和回收处理***，所述吹风***向喷丝装置喷出的丝束吹风以将丝束冷却，所述回收处理***用于对吹风***吹向丝束的冷却风进行回收和/或处理；

所述喷淋装置包括箱体和设置于箱体内的喷淋器，所述箱体上设有转动机构，所述喷淋器连接在转动机构上；所述转动机构包括底座和转动头，所述底座与箱体连接，转动头与底座球面连接，所述喷淋器连接在转动头上；喷淋装置还包括电动控制器，所述电动控制器与转动头电连接，控制转动头转动；

所述回收处理***还包括收集装置，所述收集装置与喷淋装置连通，用于将喷淋装置内的吸收液收集回收；所述喷淋装置上设有溢流口，所述收集装置与溢流口通过管路连通，喷淋后的液体经溢流口进入收集装置；收集装置中收集到的吸收了溶剂的水经后续的后处理得到溶剂；

所述收集装置和喷淋装置之间设有循环管路，循环管路的进液端与收集装置的下部连通，上部与喷淋装置的供水管路连通；

所述吹风***包括风机和用于向丝束吹风的出风装置，所述风机的出风端与出风装置通过送风管路连通；所述送风管路具有一段内径缩小的变径段，用于提高送风管路内的风速；

所述吹风***还包括设置在送风管路上的稳压装置、过滤器，稳压装置设置在变径段的下游并与送风管路连通，过滤器设置在送风管路内并位于稳压装置的下游，稳压装置内设有第一均布器，出风装置内设有第二均布器；所述稳压装置具有稳压腔，所述稳压腔与送风管路连通，第一均布器设置于稳压腔内；所述稳压腔的截面积大于送风管路的截面积；

所述传动装置包括设置在本体上的支架，支架的下端支撑于地面上，支架上设有滑动杆可相对支架滑动，吹风窗设置在滑动杆上可随滑动杆滑动；

所述传动装置还包括手动摇杆，手动摇杆与滑动杆之间通过传动带或者传动链连接，手动摇杆驱动传动带或者传动链运动，带动滑动杆运动，带动吹风窗运动。

2.根据权利要求1所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，喷淋装置还包括喷淋器连通的供水管路，吸风管路和排风管路均与箱体连通，所述吸风管路的进风口与丝束相对。

3.根据权利要求2所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，所述排风管路的出风口与吹风***的进风端连通，将经过喷淋装置后的风导入吹风***。

4.根据权利要求3所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，所述喷淋器包括至少一个喷淋头，所述喷淋头内安装有对供水管路内的水进行过滤的喷淋滤网，所述滤网的网孔孔径100~300μm。

5.根据权利要求1-4任一所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，风机的进风端与回收处理***连通。

6.根据权利要求5所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，所述风机的进风端与排风管路的出风口连通。

7.根据权利要求1所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，所述送风管路的管径局部向内缩小形成内径缩小的变径段。

8.根据权利要求1所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，所述吹风窗为吹风列管或吹风狭缝。

9.根据权利要求8所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，所述吹风列管为圆形，吹风狭缝为长条形。

10.根据权利要求9所述的纤维纺丝的节能冷却装置，其特征在于，所述吹风列管管径1.5~5.0mm，列管排数2~4排，所述吹风狭缝的狭缝高度为1.0~5.0mm。

11.一种纤维素纤维纺丝的节能冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：喷丝装置对溶剂法制备的纤维素纤维纺丝原液进行喷丝，采用权利要求1-10任一所述的节能冷却装置对由喷丝装置喷出的丝束进行冷却，控制吹风风量40~200m³/h，吹风风速5~60m/s，吹风温度3~20℃，相对湿度20%~80%，气隙高度10~60mm。

12.根据权利要求11所述的节能冷却方法，其特征在于，吹风风量60~150m³/h，吹风风速15~35m/s，吹风温度5~18℃，相对湿度30%~70%，气隙高度15~40mm。

13.根据权利要求12所述的节能冷却方法，其特征在于，吹风风量80~120m³/h，吹风风速20~30m/s，吹风温度8~15℃，相对湿度40%~65%，气隙高度20~30mm。

14.根据权利要求11-13任一所述的节能冷却方法，其特征在于，利用传动装置调整吹风窗与喷丝装置的喷丝孔之间的间距，使吹风窗与喷丝装置的喷丝孔之间的距离为3~40mm。

15.根据权利要求14所述的节能冷却方法，其特征在于，吹风窗距离喷丝装置的喷丝孔的距离5~15mm。

16.根据权利要求15所述的节能冷却方法，其特征在于，吹风窗距离喷丝装置的喷丝孔的距离6~10mm。