一种新型转盘式纺丝组件机械手的设计

根据纺丝生产线中纺丝组件的安装、转运和更换需求,提出了可实现纺丝生产线中更换任意位置纺丝组件的组合式工业机械手方案,通过合理的单元设计、各个单元的有机结合、综合评估与分配各个单元工作的可靠性和单元的系列化等方面重点工作达到组合式工业机械手中的原理样机要求。通过详细的机械设计计算,综合运用机械原理、运动学、气压传动等原理,采用全新理念设计了一种新颖、实用的组合式工业机械手,以降低劳动强度,实现纺丝组件更换的半自动化。

共混纺丝组件用圆盘型静态混合器及模拟实验

从共混纺丝组件内部结构设计出发,根据静态混合器的混合原理,将组件内分配板设计成圆盘型静态混合器,每个分配圆盘中都设计出若干大小相等、径向均匀分布的菱形栅。通过复合纺丝模拟器的冷态模拟实验,分析模拟熔体在分配板流道内的流动混合状态。熔体经过菱形栅之间径向沟槽多次分割和汇集后,获得位置交换,完成多次的混合操作。结果表明,用于纺丝组件的圆盘型静态混合器能满足共混纺丝要求;将静态混合分配圆盘组配置在已有的纺丝组件内,其结构设计可行,混合效果显著。

动态规划法求解涤纶纺丝组件更换周期调度问题

以总费用最小为目标研究了纺丝组件最佳更换周期。建立了纺丝组件清洗更换周期调度问题的动态规划方法模型,并用Matlab7.0软件进行求解。实验结果表明,该算法优于传统方法,证明了该方法的有效性和实用价值。

三组分复合纺丝组件设计关键技术研究

介绍了三组分复合纺丝组件分配板及喷丝板的设计技术,通过理论计算、数值仿真研究了三组分复合纺丝组件各性能参数,设计制造了2套三组分复合纺丝组件,通过纺丝实验验证了三组分复合纺丝组件的性能。结果表明:所研制的组件制备的复合纤维中三组分纤维的横截面清晰分明,纤维各个组分熔体混合均匀;该三组分复合纺丝组件的结构设计合理。

涤纶短纤维生产中纺丝组件更换周期优化控制

针对涤纶短纤维生产中纺丝组件更换周期调度问题建立了一个优化模型,以保证在给定的生产计划期内包括纺丝组件的使用费用和更换费用在内的总消耗最小.将纺丝组件更换调度问题归结为设备更新问题:纺丝组件相当于设备,组件的运行天数相当于设备役龄;用动态规划方法给出了该模型的最优解.利用某大型石化企业的实际数据对模型进行了仿真,并与现有的经验方法进行了比较分析.结果表明,上述方法能使生产费用平均降低6%～10%,从而证明了该方法的有效性和实际应用价值.

内置圆盘静态混合器纺丝组件压力降的计算

介绍了纺丝组件内置混合元件的熔体管路几何结构;对应欧姆定律和熔体流动特性方程,根据电路模拟法的计算原理,采用电路模拟法计算内置圆盘静态混合器的纺丝组件压力降。结果表明:以PA6与PE共混纺丝为例,共混物熔体流经喷丝板的压力降为9.80 MPa,远大于流经分配板的压力降0.241 MPa,熔体流经纺丝组件时,主要阻力产生于喷丝板微孔,静态混合器生产的阻力很小。

新型扣压式纺丝组件的研究和开发

通过对纺丝组件的使用分析,研究了纺丝组件使用和操作状况,介绍了新设计的扣压式纺丝组件,认为扣压式纺丝组件具有操作方便,简单易用,特别适用于大型短纤维生产,可以解决目前纺丝组件螺纹易损和操作不便的问题。

基于圆盘静态混合技术的纺丝组件的改进设计

通过对圆盘静态混合器的混合机理进行研究,对原有纺丝组件进行改进设计,即替换掉纺丝组件内原有的过滤砂并采用圆盘静态混合器结构.通过理论研究、工厂实验及对所纺制的纤维丝束进行测试,结果表明,圆盘静态混合器具有操作简便、共混见效快与共混均匀性好等优点.采用装设圆盘静态混合器的纺丝组件进行纺丝生产,具有一定的可行性.

纺丝组件中多孔介质对PA6熔体流动性能的影响

在毛细管流变仪上增加多孔介质金属过滤砂,研究了聚己内酰胺(PA6)熔体通过不同过滤精度的多孔介质时的流动规律。结果表明:随着多孔介质过滤精度与熔体流动速率的增大,PA6熔体的压力增加值增大;PA6熔体压力增加值与流动速率关系可用Forchheimer方程较好地描述,其方程的拟合相关系数均大于0.997,粘性阻力因子(1/k)与惯性阻力因子(β)都随多孔介质过滤精度的增加而增加,当温度为265℃时,β较1/k大2个数量级;随着熔体温度的升高,1/k与β均减小;在实验条件下,PA6熔体的压力增加值主要来自粘性损耗,但随着流动速率的增加,惯性损耗增加,过滤精度越高,惯性损耗增加越明显。

复合纺丝法制备瓣状光纤中纺丝组件设计及工艺路线改进

提出了采用复合纺丝法制备瓣状光纤的方法。在纺丝组件设计中,将纤芯和高折射率瓣作为整体来控制光纤截面;根据大尺寸光纤冷却要求对现有熔融复合纺丝冷却系统进行改进;由于光纤比较脆,采用了大尺寸的导丝盘和卷绕筒。采用聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯成功地制备了截面符合设计要求的聚合物瓣状光纤。

大容量纺丝组件漏浆原因分析及设计改进

介绍了纺丝组件泄漏的影响因素,分析计算了组件安装螺钉的最小载荷及横截面积,对密封垫可靠性进行校核,针对纺丝组件出现的问题进行了设计改进。

聚合物熔体流变特性及其对纺丝组件内流场的影响

测定了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、常压阳离子染料可染聚合物(ECDP)熔体的流变特性;通过计算流体力学方法对纺丝组件内的流场进行模拟,并利用粒子图像测速(PIV)实验验证了数值模拟的准确性;通过建立的数值模拟方法研究了聚合物熔体的流变特性对纺丝组件内流场的影响。结果表明:在270~290℃的温度范围内,PET和ECDP的流变指数n均随着温度的升高而增大并接近1,聚合物熔体的黏度随着剪切速率的增大而减小;流体的稠度系数K对纺丝组件内的速度场几乎无影响,但对压力分布影响较大,入口压力随着K的增大而增大;流变指数n对纺丝组件内的压力与速度分布有影响,入口压力和入口流速随着流变指数的增大而增大;流体在砂腔内的流速较小但分布较为均匀,在砂腔上游,流变指数越大,流体流速越大;聚合物熔体在喷丝板外圈的喷丝孔之间形成滞留区,并且流变指数越大,滞留区越小,喷丝孔内外圈的流量分配越均匀。

并列型复合纤维纺丝组件的研究

从并列型复合纤维的弹性机理出发,提出了双通道喷丝孔方法来实现喷丝板结构设计,并根据双组份生产实际及装置特点,设计了纺丝组件的分配方式,采用设计的组件进行了试纺实验。根据实验过程和结果,验证喷丝板和纺丝组件设计的合理性。

复合纤维纺丝组件孔道熔体流动速度场分布数学模型建立

复合纤维纺丝成形过程中两聚合物熔体间速度差异大小与分布是复合纤维纺丝成形稳定性的关键因素之一。基于复合纺丝动力学基本控制方程,确定熔体流动的边界条件,推导出了利用两种聚合物熔体进行复合纺丝时,截面形状为对称分布和非对称分布的复合纺丝组件喷丝板微孔孔内熔体流动速度场变量分布数学模型,并验证了模型的准确性。研究结果为指导复合纺丝组件设计提供理论依据。

纺丝组件问题在长丝生产过程中的探讨

为提升组件上机成功率,对实际生产中的异常组件原因进行了分析与试验。结果表明:砂杯式圆形自密封类型组件单层网由90 mm改为91 mm,过滤效果好,熔体细流少;喷丝孔划痕、锈蚀、磨损会使板面漏浆,需制定标准及时报废;改变作业方式,可降低DIO类型组件漏浆的概率,从而提升组件上机成功率,提升生产满卷率。

纺丝组件内流体分配的研究

建立了组件计算模型,通过数值模拟的方法,对特定纺丝组件流道内熔体的流动进行了计算,得到了组件内熔体的流动矢量图与云图,计算出喷丝孔的质量流量分布,结果证明喷丝板外圈喷丝孔流量高于内圈。为验证结果的可靠性,通过试验测定了真实的流量数据,试验结果与模拟结果的误差在20%左右。

涤纶长丝纺丝组件更换周期探索

通过生产实践和统计分析 ,提出涤纶长丝纺丝组件的使用周期可从原 3个月延长至 5～ 6个月。

涤纶短纤维纺丝组件的使用与异常丝控制

简述了纺丝组件的结构、作用,探讨了纺丝异常丝的形成,指出熔体杂质含量高、黏度大、纺丝温度低时组件的升压速度快,注头丝、浆块类异常丝与组件相关,其控制要从组件更换、喷丝板面硅修整、组件拆装、清洗规范操作、喷丝板镜检及部位管理着手。

纺丝组件三甘醇清洗系统的改造

介绍了三甘醇 (TEG)清洗系统的工艺流程和所存在的主要问题是自然冷却时间太长和TEG蒸气泄漏。提出该系统的改造方案为变自然冷却为强制风冷 ,把清洗釜盖的密封改为榫槽式 ,使改造后的TEG清洗系统达到了国际通用的HSE(健康、安全、环境 )的标准 ,缩短了TEG清洗后的冷却时间 ,罐体密封更加严密 ,清洗快捷。

纺丝组件结构设计及阻力计算

介绍了纺丝组件的工作原理,结构形式,纺丝组件内熔体流动的阻力计算,包括熔体通过分配板,过滤网及过滤砂的压力损失,纺丝组件的更换。指出在纺丝组件设计过程中应先选用下部快速安装组件,并根据不同品种调节过滤砂层高度。