本发明涉及一种合成纤维的生产方法，尤其是涉及一种组合式低温细流高效动态混和装置以及专用方法。其主要是解决现有技术所存在的无法在直接纺生产线上应用在线添加，而共熔法存在着明显的高成本、高能耗等的技术问题。本发明包括机架，机架上设有套筒部件，套筒部件上设有进料部件与出料口，套筒部件的内部设有高效混合轴部件，高效混合轴部件的轴身上设有共混机构，共混机构由依次排列的细流混合单元、剪切单元、低温均化单元组成。本发明的步骤为：将共混熔体通过进料部件通入弧形环槽内，共混熔体通过预细流单元的分流后通入到预剪切单元进行剪切，然后再将共混熔体均匀地通入到共混机构中进行共混，最后混合物从出料口排出。
1.一种组合式低温细流高效动态混和装置，包括机架（1），机架上设有套筒部件（2），其特征在于所述的套筒部件（2）上设有进料部件（3）与出料口（27），套筒部件的内部设有高效混合轴部件（4），进料部件（3）与共混机构之间的高效混合轴部件（4）上依次设有预细流单元（11）、预剪切单元（12），预细流单元由成环形分布的预细流混合管（13）组成，预剪切单元上设有成环形分布的预剪切块，高效混合轴部件连接有驱动装置，高效混合轴部件的轴身上设有1个或1个以上的共混机构，所述的共混机构由依次排列的细流混合单元（5）、剪切单元（6）、低温均化单元（7）组成，细流混合单元由成环形分布的细流混合管（8）组成，剪切单元上设有成环形分布的剪切块（9），低温均化单元上设有成环形分布的均化块（10）；套筒部件（2）后端的外表面设有冷却部件（15），冷却部件内设有可存放冷却介质的的空腔，并且冷却部件上开有冷却介质进口（16）与冷却介质出口（17），套筒部件（2）的筒身外表面还设有加热冷却单元（26），进料部件（3）外设有加热元件（28）。
2.根据权利要求1所述的组合式低温细流高效动态混和装置，其特征在于所述的进料部件（3）内部设有弧形环槽（14）与预细流单元（11）连通。
3.根据权利要求1或2所述的组合式低温细流高效动态混和装置，其特征在于所述的驱动装置包括有电机（18），电机通过后盖（19）安装在套筒部件（2）上，电机通过减速机连接高效混合轴部件（4），电机、减速机通过线路连通有控制单元（20）。
4.根据权利要求3所述的组合式低温细流高效动态混和装置，其特征在于所述的进料部件（3）上设有温度压力传感器（21），温度压力传感器通过线路连通控制单元（20）。
5.根据权利要求1或2所述的组合式低温细流高效动态混和装置，其特征在于所述的共混机构为3个。
6.一种使用组合式低温细流高效动态混和装置的专用方法，其特征在于：
a．在控制单元（20）上设定好温度、压力以及转速，将共混熔体通过进料部件（3）通入弧形环槽（14）内，共混熔体通过预细流单元（11）的分流后，通入到预剪切单元（12）进行初步剪切；
b．经过初步剪切的共混熔体均匀地进入到细流混合单元（5）中进行第一阶段的低温细流高效动态混合，共混熔体进入细流混合管（8）中，在每一个旋转的细流混合管内进行三维翻滚分散与混合；
c．经细流混合管（8）混合后的共混熔体通过剪切单元（6）进行剪切后进入低温均化单元（7）中进行三维动态低温均化，完成低温细流混合均化，完成混合的混合物从出料口（27）排出。
7.根据权利要求6所述的使用组合式低温细流高效动态混和装置的专用方法，其特征在于所述的步骤c中，完成低温细流混合均化的混合物再通入后两个共混机构中的细流混合单元（5）、剪切单元（6）、低温均化单元（7）进行混合均化，一共经三个共混机构进行低温细流混合均化后，混合物从出料口（27）排出。
8.根据权利要求6或7所述的使用组合式低温细流高效动态混和装置的专用方法，其特征在于所述的进料部件（3）处的共混熔体温度与出料口（27）处的混合物温度之差为0～
5℃；高效混合轴部件（4）的转速为20～60rpm。
组合式低温细流高效动态混和装置以及专用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种合成纤维的生产方法，尤其是涉及一种组合式低温细流高效动态混和装置以及专用方法。
背景技术
[0002] 随着人们生活水平的提高，彩色及功能性纤维制成的高档、休闲服装的市场及家访、装饰品市场需求与日俱增。例如：涤纶彩色及改性环保纤维采用原液着色、原液改性，它不仅具有品种多样化、色彩丰富的优势，而且赋予了更多的功能性，如阻燃、抗菌、吸湿快干等特殊功能。完全可以替代传统的高温高压染色纤维制品，无须顾虑在染色加工过程中造成功能下降或丧失；且色牢度好，不会因色牢度不好使织物在使用或洗涤过程中引起色斑；由于新的涤纶彩色环保纤维的应用，使后加工流程缩短，比由后染色生产的同类涤纶纤维产品具有更加优异的内在和外观质量，同时降低了成本，无环境污染。
[0003] 目前，纺织行业纤维着色主要采用先织后整理染色。有色面料生产经过纺丝（纱）--高温高压染色--整经织布--整理，或者纺丝--整经织布--染前处理--高温高压染色--整理等多道加工工序。采用常规纺纺制的白色涤纶长丝用分散性染料在高温高压或载体存在下进行染色，对纤维损伤大，色牢度差，工艺流程长，能耗大，污染严重。
[0004] 用在线多元添加工艺方法生产彩色及功能性纤维新材料是今后化学纤维生产领域的必然发展方向。以该工艺方法生产时，动态混合技术是在线多元添加生产彩色及功能性纤维的关键性技术，目前已有的静态或动态混合器主要存在以下缺点：1.普通销钉式混合器剪切、均化次数不足。有色纤维原液着色是基于嵌入分子链的基础上，按工艺目标重新排列所实现的，现有的混合器基本为低剪切分散、混合效率低下、均化效果不明显，无法保证产品的色匀度与功能性品质；2.一些提高剪切次数的动态如：条槽式、球窝式以及3DD混合器，运行速度低时分散性不理想；运行速度高时，所产生的大量剪切热严重影响纤维可纺性，无法保证正常的纺丝生产。此外，由于结构问题，加工难度和成本很高，不利于推广应用。
[0005] 由于上述混合器所存在的缺陷，无法在直接纺生产线上应用在线添加，使得目前纤维生产的添加技术仍停滞在切片纺对原料与添加物进行共熔的水平上，而共熔法存在着明显的高成本、高能耗。
发明内容
[0006] 本发明需要解决的技术问题是提供一种组合式低温细流高效动态混和装置以及专用方法，其主要是解决现有技术所存在的无法在直接纺生产线上应用在线添加，使得目前纤维生产的添加技术仍停滞在切片纺对原料与添加物进行共熔的水平上，而共熔法存在着明显的高成本、高能耗等的技术问题。
[0007] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0008] 本发明的组合式低温细流高效动态混和装置，包括机架，机架上设有套筒部件，其特征在于所述的套筒部件上设有进料部件与出料口，套筒部件的内部设有高效混合轴部件，高效混合轴部件连接有驱动装置，高效混合轴部件的轴身上设有1个或1个以上的共混机构，所述的共混机构由依次排列的细流混合单元、剪切单元、低温均化单元组成，细流混合单元由成环形分布的细流混合管组成，剪切单元上设有成环形分布的剪切块，低温均化单元上设有成环形分布的均化块。机架上可以连接有两个以上的支座，套筒部件固定在支座上。共混熔体通过套筒部件中旋转的高效混合轴部件上的细流混合单元、剪切单元、低温均化单元对共混熔体进行高效分散、共混与低温均化，剪切单元由镶嵌在高效混合轴部件上的突起的剪切块依据不同的几何形状排列进行剪切，细流混合单元由多个不同形状的细流混合管构成，低温均化单元由镶嵌在混合轴上的突起的均化块依据几何形状的排列进行搅拌完成，最终进入纺丝箱体进行纺丝。进料部件可以通过前盖固定在套筒部件端部。套筒部件后端内表面与高效混合轴之间可以设有密封件。
[0009] 作为优选，所述的进料部件与共混机构之间的高效混合轴部件上依次设有预细流单元、预剪切单元，预细流单元由成环形分布的预细流混合管组成，预剪切单元上设有成环形分布的预剪切块。预细流单元可将共混熔体初步分散，并且经预剪切单元进行初步剪切，将直径较大的颗粒物切碎。
[0010] 作为优选，所述的进料部件内部设有弧形环槽与预细流单元连通。在压力作用下将熔体由进料口通过共混、分散到预细流单元中，弧形环槽将混合好后的混合物再集中到出料口中集中排出。
[0011] 作为优选，所述的套筒部件后端的外表面设有冷却部件，冷却部件内设有可存放冷却介质的的空腔，并且冷却部件上开有冷却介质进口与冷却介质出口，套筒部件的筒身外表面还设有加热冷却单元，进料部件外设有加热元件。冷却部件是为了冷却共混熔体在完成低温细流混合均化后的温度，从而防止共混熔体在套筒部件后端膨胀后溢出。
[0012] 作为优选，所述的驱动装置包括有电机，电机通过后盖安装在套筒部件上，电机通过减速机连接高效混合轴部件，电机、减速机通过线路连通有控制单元。控制单元可以由变频、控温装置、PLC、PC组成，其能整体控制整台装置的运转，变频、控温装置、PLC、PC都为外购产品。后盖与高效混合轴部件可以设有轴承。
[0013] 作为优选，所述的进料部件上设有温度压力传感器，温度压力传感器通过线路连通控制单元。混合单元的温度由加热冷却单元调控，温度压力传感器能够检测进料口处的温度压力，从而将数据传送到控制单元处，再由控制单元通过加热冷却单元调整温度和高效混合轴部件的转速等参数。
[0014] 作为优选，所述的共混机构为3个，即共混熔体一共经过三个阶段的低温细流混合均化过程，使得混合更加完全。
[0015] 一种使用组合式低温细流高效动态混和装置的专用方法，其特征在于：
[0016] a．在控制单元上设定好温度、压力以及转速，将共混熔体通过进出料部件上的进料口通入弧形环槽内，共混熔体通过预细流单元的分流后，通入到预剪切单元进行初步剪切；
[0017] b．经过初步剪切的共混熔体均匀地进入到细流混合单元中进行第一阶段的低温细流高效动态混合，共混熔体进入细流混合管中，在每一个旋转的细流混合管内进行三维翻滚分散与混合；
[0018] c．经细流混合管混合后的共混熔体通过剪切单元进行剪切后进入低温均化单元中进行三维动态低温均化，完成低温细流混合均化，完成混合的混合物从出料口排出。
[0019] 用本发明的方法生产出的彩色纤维或改性纤维产品质量高、色系全、色彩亮丽鲜艳、色牢度好、耐水洗、抗磨性等性能良好，工艺调整方便，易于实现精密控制。特别是该制备所采取的低温混合均化技术，是直接纺生产线在线添加生产工艺的核心技术，可生产对色彩具有敏感性的彩色纤维与多功能纤维，熔体排废量小，避免了环境污染，节省了大量的能耗，产品附加值高。
[0020] 作为优选，所述的步骤c中，完成低温细流混合均化的混合物再通入后两个共混机构中的细流混合单元、剪切单元、低温均化单元进行混合均化，一共经三个共混机构进行低温细流混合均化后，混合物从出料口排出。低温混合均化阶段次数是根据不同产品、不同原料及不同添加物的工艺要求所决定，通过各阶段的细流混合、剪切、低温均化，共混熔体得到充分地混合、分散，进入纺丝箱体纺丝。
[0021] 作为优选，所述的进料部件处的共混熔体温度与出料口处的混合物温度之差为0～5℃；高效混合轴部件的转速为20～60rpm 。
[0022] 因此，本发明具有由于混合、剪切、均化单元在高效动态混合轴上完成，比传统的动态混合器要求套筒内壁进行几何形状的槽型加工成本大幅度降低，可通过控制单元控制高效混合轴部件旋转的速度，从而得到所需的分散、混合、均化效果，对不同产品、不同添加物的共混熔体可通过快速拆装高效混合轴部件上的共混机构个数满足工艺要求的特点；本发明还具有可通过有限次的剪切与大量的细流混合与低温均化使共混熔体达到良好的分散效果，产生的剪切热较少，确保了产品的可纺性与产品品质等特点。
附图说明
[0023] 附图1是本发明的一种结构示意图；
[0024] 附图2是低温均化单元的剖面结构示意图；
[0025] 附图3是剪切单元结的剖面构示意图；
[0026] 附图4是细流混合单元的剖面结构示意图；
[0027] 附图5是预剪切单元的剖面结构示意图；
[0028] 附图6是预细流单元的剖面结构示意图。
[0029] 图中零部件、部位及编号：机架1、套筒部件2、进料部件3、高效混合轴部件4、细流混合单元5、剪切单元6、低温均化单元7、细流混合管8、剪切块9、均化块10、预细流单元11、预剪切单元12、预细流混合管13、弧形环槽14、冷却部件15、冷却介质进口16、冷却介质出口17、电机18、后盖19、控制单元20、温度压力传感器21、前盖22、密封件23、轴承24、支座25、加热冷却单元26、出料口27、加热元件28。
具体实施方式
[0030] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0031] 实施例：本例的组合式低温细流高效动态混和装置，如图1，有一个机架1，机架上通过两个支座25固定有套筒部件2，套筒部件的前后两端分别通过法兰连接有前盖22、后盖19。套筒部件内部设有高效混合轴部件4，高效混合轴部件的后端通过键槽连接有减速机，减速机连接电机18。电机、减速机通过线路与控制单元20连接。高效混合轴部件后端与套筒部件之间设有密封件23，并且高效混合轴部件后端端部与后盖19之间设有轴承24。套筒部件2前端连接有进料部件3，套筒中部和端部上设有出料口与进料口，并且进料部件设有弧形环槽14，进料部件外有加热元件28，并设有温度压力传感器21，温度压力传感器通过线路与控制单元20连通。弧形环槽14连通有预细流单元11，如图6，预细流单元由成环形分布的预细流混合管13组成，其设在套筒部件内壁与高效混合轴部件之间。预细流单元后端的高效混合轴部件上设有预剪切单元12，如图6，预剪切单元上设有成环形分布的预剪切块。预剪切单元后端的高效混合轴部件4上设有3个共混机构，每个共混结构都依次设有细流混合单元5、剪切单元6、低温均化单元7组成，如图4 ，细流混合单元由成环形分布的细流混合管8组成，如图3，剪切单元上设有成环形分布的剪切块9，如图2，低温均化单元上设有成环形分布的均化块10。套筒上设有两个加热冷却单元26，平衡熔体温度；套筒部件2后端的外表面设有冷却部件15，冷却部件内设有可存放冷却介质的的空腔，并且冷却部件上开有冷却介质进口16与冷却介质出口17。
[0032] 使用组合式低温细流高效动态混和装置的专用方法，其步骤为：
[0033] a．在控制单元20上设定好温度、压力以及转速，电机18驱动高效混合轴部件4进行旋转，转速为40rpm；将共混熔体通过进料部件3上的进料口通入弧形环槽14内，共混熔体通过预细流单元11的分流后，通入到预剪切单元12进行初步剪切；
[0034] b．经过初步剪切的共混熔体均匀地进入第一级混合单元中进行第一阶段的低温细流高效动态混合，第一级混合单元包括细流混合单元5、剪切单元6、低温均化单元7，共混熔体进入细流混合单元5中，在每一个旋转的细流混合单元内进行三维翻滚分散与混合；经细流混合单元5混合后的共混熔体通过剪切单元6进行剪切后进入低温均化单元7中进行三维动态低温均化，完成第一阶段的低温细流混合均化；
[0035] c．完成混合的混合物再通入下两组的细流混合单元5、剪切单元6、低温均化单元7，重复第一阶段的低温细流混合均化过程，从而完成第二阶段、第三阶段，完成三个阶段低温细流混合均化后的混合物从出料口27排出。
[0036] 出料口混合分散均匀的熔体料温度与进料部件进入的混合物料温度的温差控制在+3℃之内。
