本發(fā)明涉及纖維紡絲，尤其涉及一種芳綸紡絲成形裝置和方法。
背景技術：
1、濕法紡絲和干濕法紡絲是目前化學纖維紡絲常用的方法。在濕法紡絲和干濕法紡絲過程中，紡絲原液從噴絲板擠出后在沉淀槽的沉淀液作用下逐漸固化形成初生纖維束。
2、然而，由于初生纖維束中心處和外圍的固化劑濃度不一致，容易導致初生纖維束中心和外圍處的單纖維絲的固化程度不一致，進而產生整個纖維束的粗細和性能不均勻的問題。此外，目前的沉淀槽大多為敞口式的方形槽結構，沉淀液容易揮發(fā)而造成資源浪費。
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于上述的分析，本發(fā)明實施例旨在提供一種芳綸紡絲成形裝置和方法，用以解決現(xiàn)有紡絲過程中初生纖維束中心和外層纖維性能不均勻、現(xiàn)有沉淀槽揮發(fā)面積大等問題中的至少一種。
2、本發(fā)明的實施例提供了一種芳綸紡絲成形裝置，包括：噴絲部、u型沉淀管和沉淀槽；u型沉淀管的兩端分別為入口端和出口端；沉淀槽固定于u型沉淀管的入口端，且u型沉淀管的入口端貫穿沉淀槽的底部并延伸至沉淀槽內；沉淀槽形成有沉淀液入口，用于向u型沉淀管內輸送沉淀液；噴絲部設置于u型沉淀管的入口端的上方，噴絲部用于向u型沉淀管內輸送紡絲原料漿液，使紡絲原料漿液在沉淀液中固化形成初生纖維束；其中，u型沉淀管為波紋管狀，u型沉淀管的內表面形成有波紋結構，當初生纖維束移動經過u形波紋管狀的u型沉淀管底部彎曲部分時，初生纖維束與波紋結構的頂部相切，用于提高初生纖維束內外層的固化均勻性。
3、進一步地，波紋結構包括形成于u型沉淀管內表面的多個環(huán)形凸起部，多個環(huán)形凸起部沿u型沉淀管的長度方向均勻且間隔地分布，多個環(huán)形凸起部之間形成環(huán)形凹槽。
4、進一步地，波紋結構的波長為5～150mm，波紋結構的凹槽深度為5～100mm。
5、進一步地，波紋結構的波長為5～15mm；波紋結構的凹槽深度為5～10mm。
6、進一步地，噴絲部的中心與u型沉淀管入口端的中心位于同一豎直線上，且u型沉淀管的入口端形成有漏斗形的導向部。
7、進一步地，u型沉淀管的入口端高于u型沉淀管的出口端。
8、進一步地，u型沉淀管的入口端位置固定，u型沉淀管的出口端的高度設置成可調節(jié)，用于調節(jié)入口端與出口端的高度差。
9、進一步地，u型沉淀管入口端和出口端的高度差根據(jù)紡絲時沉淀液的流量設置。
10、進一步地，u型沉淀管的出口端固定有沉淀液出口收集槽，u型沉淀管的出口端貫穿沉淀液出口收集槽的底部并延伸至沉淀液出口收集槽內，且沉淀液出口收集槽的底部形成有沉淀液出口。
11、本發(fā)明的實施例還提供了一種芳綸紡絲成形方法，可以采用上述實施例的紡絲成形裝置實現(xiàn)，紡絲成形方法包括以下步驟：
12、控制沉淀液持續(xù)輸送至u型沉淀管內；
13、控制紡絲原料漿液持續(xù)輸送至噴絲部，紡絲原料漿液從噴絲部擠出進入u型沉淀管內，使紡絲原料漿液在沉淀液的作用下固化形成生頭纖維絲，且生頭纖維絲隨沉淀液一起流經u型沉淀管并從其出口端流出；
14、將從出口端流出的生頭纖維絲牽引至紡絲盤上，完成紡絲生頭；
15、開始正常紡絲，并通過紡絲盤牽引紡絲原料漿液固化形成的初生纖維束。
16、本發(fā)明至少可實現(xiàn)如下有益效果之一：
17、1、本發(fā)明采用u型沉淀管作為沉淀槽，相比于傳統(tǒng)的矩形沉淀槽，能夠大幅度減小沉淀液的蒸發(fā)面積，能夠節(jié)能降耗。
18、2、本發(fā)明將u型沉淀管的內壁設計為波紋結構，初生纖維束從u型沉淀管內表面波紋結構的頂部滑過，能夠加快纖維束周邊的物質交換，促使纖維束內外環(huán)境液體的更新和交換，保障纖維束內不同單纖維的沉淀環(huán)境的一致性，進而減小纖維束內層外層纖維沉淀環(huán)境中溶劑和固化劑的濃度差，減小纖維束性能的偏差值。
19、3、本發(fā)明中波紋結構的凹槽內的沉淀液不斷發(fā)生旋流和更新，可以對初生纖維進行潤滑，減少初生纖維與內壁的摩擦。
20、4、本發(fā)明將u型沉淀管的內壁設計為波紋結構，使得初生纖維束與波紋結構的頂部不斷相切，能夠使初生纖維束沿著紡絲的反方向受到的牽引張力越來越小，防止拉伸比集中分布在薄弱的噴絲部微孔附近的部分。
21、5、本發(fā)明的u型沉淀管采用均勻分布的波紋結構，能夠使初生纖維束在沉淀過程中的拉伸比沿纖維束長度方向微分式分布，確保初生纖維束受到的張力，由于其與u型沉淀管內壁波紋結構頂部的摩擦力，從紡絲盤往噴絲部的方向逐步減小，進而有利于紡絲的穩(wěn)定性。因為剛剛從噴絲部擠出的初生纖維固化程度最低，強度也最低，不能承受過大的拉力；而隨著初生纖維在沉淀液中固化程度的提高，初生纖維抗拉強度逐步提高，能夠承受較大的拉力，且不容易斷絲。
22、本發(fā)明中，上述各技術方案之間還可以相互組合，以實現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優(yōu)點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過說明書以及附圖中所特別指出的內容中來實現(xiàn)和獲得。
1.一種芳綸紡絲成形裝置，其特征在于，包括：噴絲部、u型沉淀管和沉淀槽；
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述波紋結構包括形成于所述u型沉淀管內表面的多個環(huán)形凸起部，所述多個環(huán)形凸起部沿所述u型沉淀管的長度方向均勻且間隔地分布，所述多個環(huán)形凸起部之間形成環(huán)形凹槽。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述波紋結構的波長為5～150mm，所述波紋結構的凹槽深度為5～100mm。
4.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述波紋結構的波長為5～15mm；所述波紋結構的凹槽深度為5～10mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述噴絲部的中心與所述u型沉淀管入口端的中心位于同一豎直線上，且所述u型沉淀管的入口端形成有漏斗形的導向部。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述u型沉淀管的入口端高于所述u型沉淀管的出口端。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述u型沉淀管的入口端位置固定，所述u型沉淀管的出口端的高度設置成可調節(jié)，用于調節(jié)所述入口端與出口端的高度差。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述u型沉淀管入口端和出口端的高度差根據(jù)紡絲時所述沉淀液的流量設置。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述u型沉淀管的出口端固定有沉淀液出口收集槽，所述u型沉淀管的出口端貫穿所述沉淀液出口收集槽的底部并延伸至所述沉淀液出口收集槽內，且所述沉淀液出口收集槽的底部形成有沉淀液出口。
10.一種芳綸紡絲成形方法，其特征在于，采用根據(jù)權利要求1-9任一項所述的紡絲成形裝置實現(xiàn)，所述方法包括以下步驟：