本發(fā)明涉及纖維干濕法擠出，具體為一種纖維素纖維干濕法擠出制備裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖，不溶于水及一般有機(jī)溶劑，是植物細(xì)胞壁的主要成分，纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50%以上，棉花的纖維素含量接近100%，為天然的最純纖維素來(lái)源，通過(guò)使用干濕法將纖維素制備成所需纖維。

2、現(xiàn)有的纖維干濕法擠出設(shè)備存在的缺陷是：

3、1、專利文件us09011739b2公開(kāi)了連續(xù)制造聚酰亞胺纖維的方法，但是上述文件中在制造過(guò)程中，對(duì)操作人員的技能和經(jīng)驗(yàn)要求較高，需要操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種數(shù)據(jù)的狀態(tài)，不僅人工成本較高，且生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性差的技術(shù)問(wèn)題；

4、2、專利文件us08709372b2公開(kāi)了從浸濕帶紡絲的碳納米管纖維，但是上述文件中無(wú)法對(duì)烘干室等箱體內(nèi)的高溫氣體的余熱經(jīng)常重復(fù)利用，容易造成能源效率大的技術(shù)問(wèn)題；

5、3、專利文件jp2009144283a公開(kāi)了卷繞液體和濕干或干濕紡絲方法的滾子，但是上述文件中未使噴出的細(xì)絲在空氣中發(fā)生拉伸和形變，而是直接流入凝固浴中，在凝固浴中進(jìn)行拉伸和形變，容易造成紡絲速度降低的技術(shù)問(wèn)題；

6、4、專利文件cn112342632b公開(kāi)了一種高速干濕法紡絲的凝固裝置，但是上述文件中無(wú)法根據(jù)采集的風(fēng)速數(shù)據(jù)，自動(dòng)化調(diào)節(jié)風(fēng)速的大小，容易在空氣中進(jìn)行拉伸和形變時(shí)，造成加工穩(wěn)定的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種纖維素纖維干濕法擠出制備裝置及其使用方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種纖維素纖維干濕法擠出制備裝置，包括溶解釜和數(shù)據(jù)采集模塊，所述溶解釜的底部安裝有螺旋擠出機(jī)，所述螺旋擠出機(jī)的輸出端安裝有紡絲箱，所述紡絲箱的輸出端安裝有甬道；

3、所述螺旋擠出機(jī)的外壁安裝有一組固定桿，所述固定桿的底部安裝有支撐桿，所述支撐桿的底部安裝有處理箱，所述處理箱的內(nèi)壁安裝有一組隔板，所述處理箱的內(nèi)壁通過(guò)隔板設(shè)置有凝固浴室、清洗室和烘干室，且凝固浴室的上方對(duì)應(yīng)甬道的底部；

4、所述數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)傳感器分別采集溶解釜、螺旋擠出機(jī)、紡絲箱、甬道、凝固浴室、清洗室和烘干室內(nèi)的溫度、壓力、流量、溶劑濃度和風(fēng)速中的一種或多種，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)電性連接有處理器模塊，所述處理器模塊分別通過(guò)雙向電性連接有觸控顯示屏和閾值檢測(cè)模塊，所述觸控顯示屏用于顯示信息和通過(guò)觸摸屏幕上的元素來(lái)輸入指令，且觸控顯示屏安裝于處理箱正面的中部，所述閾值檢測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊獲取的眾多數(shù)據(jù)中是否有超過(guò)或低于預(yù)設(shè)的閾值，所述處理器模塊通過(guò)電性連接有plc控制器，所述plc控制器分別通過(guò)電性連接有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和報(bào)警模塊，且執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別安裝于采集溶解釜、螺旋擠出機(jī)、紡絲箱、甬道、凝固浴室、清洗室和烘干室內(nèi)，報(bào)警模塊安裝于處理箱正面的頂部。

5、優(yōu)選的，所述溶解釜頂部的一側(cè)安裝有原料進(jìn)料口，原料進(jìn)料口的頂部通過(guò)鉸鏈安裝有密封板，溶解釜頂部的另一側(cè)安裝有溶劑進(jìn)料口，溶劑進(jìn)料口的一端安裝有四通流量閥，溶解釜頂部的中部安裝有第一伺服電機(jī)，第一伺服電機(jī)的輸出端安裝有攪拌軸，攪拌軸外壁安裝有若干組攪拌桿，溶解釜內(nèi)底壁的外側(cè)安裝有電加熱塊，溶解釜外部的殼體其內(nèi)部開(kāi)設(shè)有保溫層，保溫層設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口，且進(jìn)氣口和排氣口均安裝于溶解釜的背面，溶解釜底部的輸出端安裝有電磁閥。

6、優(yōu)選的，所述螺旋擠出機(jī)的一端安裝有第二伺服電機(jī)，第二伺服電機(jī)的輸出端安裝有螺旋擠出桿，紡絲箱的內(nèi)部安裝有計(jì)量泵，且計(jì)量泵安裝于螺旋擠出機(jī)的輸出端，計(jì)量泵的輸出端通過(guò)管道連接有噴絲頭，且噴絲頭噴出的細(xì)絲進(jìn)入到甬道內(nèi)。

7、優(yōu)選的，所述甬道的一側(cè)貫穿安裝有漸擴(kuò)管，漸擴(kuò)管內(nèi)壁的一端安裝有多孔排風(fēng)板，多孔排風(fēng)板一側(cè)的中部通過(guò)軸承安裝有孔徑調(diào)節(jié)板，且孔徑調(diào)節(jié)板與多孔排風(fēng)板上開(kāi)設(shè)有孔洞大小相同，孔徑調(diào)節(jié)板的外壁設(shè)置有弧形齒條，漸擴(kuò)管頂部的一側(cè)開(kāi)設(shè)有弧形通槽，且弧形通槽的內(nèi)壁活動(dòng)連接于弧形齒條的外壁，漸擴(kuò)管頂部的中部安裝有第三伺服電機(jī)，第三伺服電機(jī)的輸出端安裝有傳動(dòng)齒輪，且傳動(dòng)齒輪的外壁與弧形齒條相互嚙合，漸擴(kuò)管的另一端通過(guò)管道連接于排氣口的輸出端。

8、優(yōu)選的，所述凝固浴室的內(nèi)部填充有凝固浴溶劑，凝固浴溶劑由水、磷酸和有機(jī)溶劑組成，有機(jī)溶劑包括二甲基亞砜或二甲基甲酰胺中的一種，其中有機(jī)溶劑占凝固浴溶劑體積的25%—65%，凝固浴室內(nèi)壁的底部包括第一引導(dǎo)輥。

9、優(yōu)選的，所述處理箱的頂部依次安裝有第一輸送輥，第二輸送輥和收集輥。

10、優(yōu)選的，所述清洗室內(nèi)底壁安裝有第二引導(dǎo)輥，清洗室內(nèi)壁的頂部活動(dòng)連接有噴頭，噴頭的輸入端通過(guò)管道連接有水泵，水泵的輸入端通過(guò)管道連接有水箱，清洗室正面的底部通過(guò)管道連接有循環(huán)水存放室。

11、優(yōu)選的，所述烘干室內(nèi)壁的頂部安裝有頂板，頂板頂部的兩側(cè)均開(kāi)設(shè)有通孔，烘干室內(nèi)壁的底部安裝有第三引導(dǎo)輥，烘干室的正面嵌合安裝有烘干風(fēng)機(jī)，烘干室的背面安裝有出氣口，且出氣口通過(guò)管道連接有進(jìn)氣口。

12、優(yōu)選的，該纖維素纖維干濕法擠出制備裝置的工作步驟如下：

13、s1、通過(guò)使用數(shù)據(jù)采集模塊分別采集溶解釜、螺旋擠出機(jī)、紡絲箱、甬道、凝固浴室、清洗室和烘干室內(nèi)的溫度、壓力、流量、溶劑濃度和風(fēng)速中的一種或多種，并發(fā)送到處理器模塊；

14、s2、處理器模塊能通過(guò)觸控顯示屏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，同時(shí)能夠通過(guò)閾值檢測(cè)模塊監(jiān)測(cè)眾多數(shù)據(jù)中是否有超過(guò)或低于預(yù)設(shè)閾值的數(shù)據(jù)，進(jìn)而能夠通過(guò)plc控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的精確控制和監(jiān)測(cè)；

15、s3、將原料和溶劑按照設(shè)定比例加入到溶解釜內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，充分溶解，形成液晶態(tài)的原液膠；

16、s4、使用螺旋擠出機(jī)將原液膠輸送到紡絲箱內(nèi)，并通過(guò)噴絲頭噴出細(xì)絲輸送到甬道內(nèi)；

17、s5、通過(guò)甬道、漸擴(kuò)管和凝固浴室的設(shè)置，使細(xì)絲在甬道內(nèi)發(fā)生拉伸和形變，起到延長(zhǎng)拉伸區(qū)長(zhǎng)度，再移動(dòng)到凝固浴室中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成纖維；

18、s6、通過(guò)第一輸送輥將凝固浴室中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成纖維輸送到清洗室內(nèi)，通過(guò)水泵將水箱內(nèi)的清水從噴頭噴出，進(jìn)而去除纖維表面殘留的溶劑和非溶劑，清洗后的水流則通過(guò)循環(huán)水存放室進(jìn)行收集，避免水資源浪費(fèi)，烘干室用于對(duì)清洗后的纖維進(jìn)行烘干處理，并通過(guò)收集輥進(jìn)行收集。

19、優(yōu)選的，在所述s2中還包括如下步驟：

20、s21、通過(guò)閾值檢測(cè)模塊監(jiān)測(cè)眾多數(shù)據(jù)中存在有超過(guò)或低于預(yù)設(shè)的閾值的數(shù)據(jù)時(shí)，能夠通過(guò)觸控顯示屏實(shí)時(shí)顯示超過(guò)或低于預(yù)設(shè)的閾值數(shù)據(jù)的位置，再通過(guò)plc控制器啟動(dòng)報(bào)警模塊，提醒工作人員存在的問(wèn)題，提高檢測(cè)維修的效率；

21、在所述s5中還包括如下步驟：

22、s51、通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集甬道內(nèi)的溫度和風(fēng)速，進(jìn)而通過(guò)處理器模塊發(fā)送指令到plc控制器，通過(guò)plc控制器調(diào)控第三伺服電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)弧形齒條旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)孔徑調(diào)節(jié)板轉(zhuǎn)動(dòng)，孔徑調(diào)節(jié)板旋轉(zhuǎn)能夠調(diào)節(jié)多孔排風(fēng)板上孔洞的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)速，保證噴絲頭噴出的細(xì)絲在甬道內(nèi)的加工穩(wěn)定性；

23、在所述s6中還包括如下步驟：

24、s61、烘干風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱風(fēng)對(duì)纖維進(jìn)行烘干后，通過(guò)出氣口和管道輸送到進(jìn)氣口，并通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入到保溫層內(nèi)，并填充保溫層的內(nèi)部，提高溶解釜的保溫效果，進(jìn)而能夠降低溶解釜內(nèi)電加熱塊所消耗的能源，進(jìn)入到保溫層內(nèi)的氣體再通過(guò)排氣口和管道的設(shè)置進(jìn)入到漸擴(kuò)管，通過(guò)漸擴(kuò)管和多孔排風(fēng)板排出，進(jìn)而能夠?qū)娓墒覂?nèi)高溫氣體的余熱進(jìn)行重復(fù)利用。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

26、1.本發(fā)明通過(guò)使用數(shù)據(jù)采集模塊分別采集溶解釜、螺旋擠出機(jī)、紡絲箱、甬道、凝固浴室、清洗室和烘干室內(nèi)的溫度、壓力、流量、溶劑濃度和風(fēng)速中的一種或多種，并發(fā)送到處理器模塊，處理器模塊能通過(guò)觸控顯示屏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，同時(shí)能夠通過(guò)閾值檢測(cè)模塊監(jiān)測(cè)眾多數(shù)據(jù)中是否有超過(guò)或低于預(yù)設(shè)閾值的數(shù)據(jù)，進(jìn)而能夠通過(guò)plc控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的精確控制和監(jiān)測(cè)，進(jìn)而達(dá)到提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的效果；

27、2.本發(fā)明通過(guò)保溫層、進(jìn)氣口和排氣口的設(shè)置，烘干風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱風(fēng)對(duì)纖維進(jìn)行烘干后，通過(guò)出氣口和管道輸送到進(jìn)氣口，并通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入到保溫層內(nèi)，并填充保溫層的內(nèi)部，提高溶解釜的保溫效果，進(jìn)而能夠降低溶解釜內(nèi)電加熱塊所消耗的能源，進(jìn)入到保溫層內(nèi)的氣體再通過(guò)排氣口和管道的設(shè)置進(jìn)入到漸擴(kuò)管，通過(guò)漸擴(kuò)管和多孔排風(fēng)板排出，進(jìn)而能夠?qū)娓墒覂?nèi)高溫氣體的余熱進(jìn)行重復(fù)利用，起到降低能源消耗的功能；

28、3.本發(fā)明通過(guò)甬道、漸擴(kuò)管和凝固浴室的設(shè)置，能夠使噴絲頭噴出的細(xì)絲，在甬道內(nèi)通過(guò)漸擴(kuò)管和多孔排風(fēng)板排出的空氣中發(fā)生拉伸和形變，起到延長(zhǎng)拉伸區(qū)長(zhǎng)度，再移動(dòng)到凝固浴室中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成纖維，進(jìn)而達(dá)到提高紡絲速度的效果；

29、4.本發(fā)明通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集甬道內(nèi)的溫度和風(fēng)速，進(jìn)而通過(guò)處理器模塊發(fā)送指令到plc控制器，通過(guò)plc控制器調(diào)控第三伺服電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)弧形齒條旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)孔徑調(diào)節(jié)板轉(zhuǎn)動(dòng)，孔徑調(diào)節(jié)板旋轉(zhuǎn)能夠調(diào)節(jié)多孔排風(fēng)板上孔洞的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)速，保證噴絲頭噴出的細(xì)絲在甬道內(nèi)的加工穩(wěn)定性。