專利名稱：紡絲的噴絲板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種紡絲的噴絲板，特別是一種能防止在噴絲板上的流體滯留并且能減小噴絲板造成的壓力降的紡絲噴絲板。
通常，在一紡絲的噴絲板上開有一些噴絲孔，這些噴絲孔形成于鋼，特別是不銹鋼制成的圓盤件，并具有一定的形狀。在細(xì)紗的橫截面是圓形的情況下，噴絲孔就是例如

圖17或圖18所示的形狀，在細(xì)紗的橫截面為改進(jìn)型的情況下(橫截面不是圓形而例如是Y型、星型、十字型和三角型)，噴絲孔就是例如圖19和圖20所示的形狀圖17或圖19表示了組成一紡絲的噴絲板的圓盤件101或111的的垂直截面的一部分，并且在圓盤件101或111上開有預(yù)定數(shù)量的噴絲孔102或112。箭頭指示出了熔融流體如溶融的人造樹脂的流動(dòng)方向，每個(gè)噴絲孔102或112包括了一個(gè)流體導(dǎo)入開口103或113，開口的橫截面為圓形，噴絲孔的內(nèi)表面是圓錐形的，流體導(dǎo)入段104或114是一個(gè)直孔，它的橫截面是圓形的，收縮段105或115的橫截面是圓形的，它的內(nèi)表面是圓錐形的，流體的排出段106或116在其延伸方向(即軸向上)上具有相同橫截面。在使用圓形橫截面的長(zhǎng)絲時(shí)，流體的排出段的橫截面如圖18所示為圓形，在用于改進(jìn)型橫截面的紗線時(shí)，流體的排出段的橫截面如圖20所示為Y型。
因?yàn)橐庸娊z孔102或112處的流體排出段106或116需要極高的準(zhǔn)確性并且孔的微小直徑(孔的最大直徑)必須被加工成大約0.1到1mm范圍內(nèi)，特別是改進(jìn)型橫截面長(zhǎng)絲的噴絲板。因?yàn)榭椎臋M截面是改進(jìn)型的，因此流體排出段106或116通常用放電機(jī)器進(jìn)行加工，即直至收縮段105或115以上的部分是例如利用鉆孔法進(jìn)行加工并用鉸孔法進(jìn)行精整，而流體排出段106或116是采用放電機(jī)器進(jìn)行加工的。
在通常的噴絲板中其噴絲孔就是用這一加工方法生產(chǎn)出來的，然而存在以下問題在如圖17和圖18所示的用于制造圓形橫截面的長(zhǎng)絲的噴絲板中，因?yàn)槿鐖D17所示的噴絲孔102的垂直截面的形狀是由折線組成的，因此，熔融的流體很難進(jìn)行平緩流動(dòng)，特別在折線段的位置上，這就增大了壓力損失并且容易在局部上造成流體的滯留。
這一問題在如圖19和20所示的用于改進(jìn)型截面的長(zhǎng)絲的噴絲板中變得更加嚴(yán)重，即在加工過程中，在流體的排出段116的進(jìn)入端，即在收縮段115和流體排出段116之間的交界處，不可避免地形成了一平面段117。并在流體排出段116加工完以后，仍然還存有如圖所示的這一平面段117。因?yàn)檫@個(gè)平面段117幾乎是一個(gè)垂直于熔融流體流動(dòng)方向的平面，因此在這個(gè)部位很容易發(fā)生熔融流體的滯留并產(chǎn)生很大的壓力降。
令人憂慮的是熔融流體的滯留會(huì)在生產(chǎn)過程中引起的例如長(zhǎng)絲的切斷的麻煩和/或所生產(chǎn)的長(zhǎng)絲的質(zhì)量問題。如果壓力損失增加的話，在噴絲板的進(jìn)入端所需的壓力會(huì)相應(yīng)增高，噴絲板所需的抗壓能力也會(huì)增加，并且噴絲板的上游部分的抗壓能力也要加大。
另外，在前面所提到的通常的加工過程中，因?yàn)榱黧w排出段106或116必須用放電機(jī)一個(gè)挨一個(gè)地進(jìn)行加工，因此這種加工需要繁重的操作及很長(zhǎng)的時(shí)間，這種噴絲板的制造費(fèi)用就會(huì)增加，并且在各個(gè)精加工后的流體排出段106或116上很容易引起直徑準(zhǔn)確性上的偏差。如果偏差增大的話，就會(huì)引起長(zhǎng)絲質(zhì)量問題，在生產(chǎn)上引起麻煩。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)帶有許多噴絲孔的紡絲噴絲板，可基本防止在噴絲孔中熔融流體不必要的滯留，并且能把噴絲孔造成的壓力損失降到極小值。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種紡絲噴絲板，可以使噴絲孔的加工變得很方便，并且可以大幅度地縮短加工時(shí)間，降低制造費(fèi)用。
為了完成這些目的，本發(fā)明的紡絲噴絲板具有許多噴絲孔，并且每個(gè)噴絲孔包括一引入熔融流體的流體導(dǎo)入段和一流體排出段，其中流體排出段的內(nèi)徑要小于流體導(dǎo)入段的內(nèi)徑，并且從流體導(dǎo)入段流出的熔融流體在流體排出段排出。噴絲板的特征是，至少每個(gè)噴絲孔的內(nèi)表面的一部分在熔融流體的流動(dòng)方向上與流體排出段的入口相連而形成了一個(gè)三維的曲面并基本上在流體排出段的入口處沒有形成邊線。
也就是說，在一般的噴絲板上，孔的垂直截面是折線形的，而本發(fā)明的噴絲孔的內(nèi)表面至少在與流體排出段的入口相連的部分是由一個(gè)平滑延伸的三維曲面(在垂直截面上為一曲線)組成。這個(gè)三維的曲面與流體排出段的入口平滑連接，這樣在流體排出段的入口處沒有形成邊線。
這種噴絲板可以實(shí)現(xiàn)并制造出來，例如分別以單個(gè)陶瓷件的形式形成了各個(gè)噴絲孔，并把這些陶瓷件分別固定在噴絲件例如金屬制成的圓盤件的結(jié)合孔上。
也就是說，噴絲件和形成噴絲孔的元件是作為不同的元件制成，這兩種元件彼此組合在一起。作為用于形成噴絲孔元件的材料而言，從耐熱性、耐壓性和鑄模性來說，陶瓷是一種最理想的材料。例如，可以通過制備一個(gè)針狀的模子來得到具有所需(三維曲面和其它部分)形狀的帶有噴絲孔的陶瓷件，其中所述的針狀模子具有與上面的三維曲面相應(yīng)的一個(gè)三維曲線周邊，使用陶瓷粉在針狀模子中形成一個(gè)陶瓷件(如采用噴射注模)并且焙燒該陶瓷件，如果需要的話，為了進(jìn)一步提高噴絲孔的直徑的精度可加入注模件的修正加工工序。
上述的針狀模子可以通過例如用機(jī)器加工適當(dāng)?shù)匿摬牧隙瞥?。雖然在模子的機(jī)加工過程中，在針狀模子上會(huì)隱約地出現(xiàn)一條外輪廓線，但是沿著這條線用相當(dāng)小的壓力磨光模子的外表面就可以很容易地把這條線除去，由此得到的針狀模子的外表面沒有形成邊線。當(dāng)用陶瓷件粉在針狀模子中澆鑄陶瓷件時(shí)，在鑄模陶瓷中形成的噴絲孔內(nèi)，基本上在所需的三維曲面與流體排出段入口的交界處沒有形成邊線。
把由此形成的陶瓷件插入并固定到噴絲件的結(jié)合孔中，就得到了完成本發(fā)明目的一種噴絲板。
在本發(fā)明的紡絲噴絲板中因?yàn)閲娊z孔的內(nèi)表面是由一個(gè)三維的平滑曲面組成并且這個(gè)曲面與液體排出段平滑地連接，特別是噴絲孔的部分內(nèi)表面在直徑上是收縮的并與流體排出段的入口相連，這樣流體排出段的入口就沒有形成邊線，并且也不會(huì)形成在一般噴絲板中的急速轉(zhuǎn)折段或垂直于熔融流體的流動(dòng)方向的平面。因此，可以實(shí)現(xiàn)熔融流體的平流，降低了噴絲孔中熔融流體的阻力，并且由于這種平流可大大地降低噴絲孔造成的壓力損失。
當(dāng)然，雖然本發(fā)明對(duì)于圓形橫截面長(zhǎng)絲的噴絲板來說是很有效的，但是使用本發(fā)明對(duì)于用于改進(jìn)型截面的長(zhǎng)絲的噴絲板來說具有著更加顯著的優(yōu)點(diǎn)。也就是說，在用于改進(jìn)型長(zhǎng)絲的噴絲板的應(yīng)用過程中，因?yàn)槿鐖D19和圖20所示的剛好在流體排出段的上方具有的會(huì)使熔融流體在局部產(chǎn)生滯留并出現(xiàn)很大的壓力損失的平面完全消失，這就可完全防止在這一部位上熔融流體的局部滯留并即使在三維曲面的直徑收縮的區(qū)域內(nèi)熔融的流體也可極平穩(wěn)地流動(dòng)，因此就大大地降低了壓力損失，結(jié)果可明顯地改善用本發(fā)明的噴絲板生產(chǎn)出的長(zhǎng)絲的質(zhì)量。另外，因?yàn)榭梢越档蛧娊z板造成的壓力損失，因此就降低了加在噴絲板上游段的壓力負(fù)荷，也就顯著地增加了它們的抗壓能力。
而且，因?yàn)橹瞥蓢娊z孔的元件是與噴絲件分別制作的，并且因?yàn)樵撛梢环N陶瓷材料制成并結(jié)合在噴絲件上，因此可很容易地制成具有所需形狀的噴絲孔，并且縮短了這種噴絲板的制造時(shí)間，降低了制造費(fèi)用。如果噴絲孔的數(shù)量增加的話，降低費(fèi)用所得到的益處將更加顯著，以及在一塊噴絲板具有幾千個(gè)噴絲孔的情況下，其制造費(fèi)用就可大幅度地下降。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合相應(yīng)的附圖，從對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述中加深理解。
現(xiàn)在將結(jié)合相應(yīng)的附圖來描述本發(fā)明的一些最佳的實(shí)施例，下面僅是舉例而不是對(duì)本發(fā)明的限定。
圖1是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的一塊紡絲噴絲板的平面圖。
圖2為圖1所示的噴絲板部分剖開的側(cè)視圖。
圖3為圖1所示的噴絲板的放大的局部垂直剖面圖。
圖4為圖3所示的噴絲板中的一個(gè)噴絲孔的放大的平面圖。
圖5為一塊噴絲板的局部垂直剖面圖，它顯示了第一個(gè)實(shí)施例的一種改進(jìn)型的一個(gè)噴絲孔的形狀。
圖6為一塊噴絲板的局部垂直剖面圖，它顯示了第一個(gè)實(shí)施例的另一種改進(jìn)型的一個(gè)噴絲孔的形狀。
圖7為一個(gè)噴絲孔的平面示意圖，它顯示了改變噴絲孔的橫截面形狀的一個(gè)例子。
圖8為一個(gè)噴絲孔的平面示意圖，它顯示了改變噴絲孔的橫截面形狀的另一個(gè)例子。
圖9為另一個(gè)噴絲孔的平面示意圖。
圖10為一個(gè)噴絲孔的局部垂直剖面圖。
圖11為一個(gè)流體排出段的平面圖。
圖12為另一個(gè)流體排出段的平面圖。
圖13為再一個(gè)流體排出段的平面圖。
圖14為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的一塊紡絲噴絲板的平面圖。
圖15為圖14所示的噴絲板的放大的局部垂直剖面圖。
圖16為圖14所示的噴絲板中的一個(gè)噴絲孔的放大的平面圖。
圖17為一塊現(xiàn)有的噴絲板的局部垂直剖面圖。
圖18為如圖17所示的噴絲板中的一個(gè)噴絲孔的放大的平面圖。
圖19為另一個(gè)現(xiàn)有的噴絲板的局部垂直剖面圖。
圖20為如圖19所示的噴絲板中的一個(gè)噴絲孔的放大的平面圖。
圖1至圖4給出了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的一塊紡絲噴絲板。在這個(gè)實(shí)施例中，把本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用到了一種產(chǎn)生改進(jìn)型的橫截面長(zhǎng)絲的噴絲板上。在圖1和圖2中，一塊噴絲板1包括由一個(gè)金屬圓盤件制成的一個(gè)噴絲件2和以一定的間距排列的許多(具有預(yù)定數(shù)量的)陶瓷件5。陶瓷件5被分別結(jié)合在噴絲件2上的各個(gè)對(duì)應(yīng)的孔3內(nèi)。每個(gè)陶瓷個(gè)5有一個(gè)噴絲孔4在此用來使導(dǎo)入的熔融的流體被噴成一根長(zhǎng)絲。
沒有特別限定噴絲件2的材料，只要具備紡絲噴絲板所需的耐熱性、耐壓性和耐腐蝕性的任何一種材料均可使用，因此也可使用已用于普通噴絲板中的不銹鋼材料。另外，雖然在這個(gè)實(shí)施例中噴絲件2是由一個(gè)金屬圓盤件制成的，但是它也可由其它材料制成，例如它可由與陶瓷件5分開澆鑄出來的陶瓷件制成。
沒有特別限定陶瓷件5的材料，例如可以使用含用氧化鋁或氧化鋯的陶瓷材料。在這些材料中，具有高硬度的氧化鋯系列的陶瓷材料最好。
陶瓷件5中有一個(gè)噴絲孔4，并且在這個(gè)實(shí)施例中如圖3所示地陶瓷件5的周邊是階梯狀的。在結(jié)合孔3中，與陶瓷件相配合的3a段處于噴絲件2的板厚度方向的中間位置，在結(jié)合孔3中的上段3b和下段3c的的直徑均大于陶瓷件5的相應(yīng)周邊部分的直徑。在把各個(gè)陶瓷件5插入到各個(gè)結(jié)合孔3后，陶瓷件5的周邊就與相應(yīng)的結(jié)合孔3的配合段3a相配合。然后在陶瓷件5的周邊和結(jié)合孔3的內(nèi)表面之間所限定的各縫隙中灌入一種耐熱的無機(jī)粘接劑并使其固化(熟化)。通過這種耐熱的無機(jī)粘接劑6的灌入和固化，陶瓷件5就牢牢地固定在結(jié)合孔3中，同時(shí)也防止了流體在上表面及下表面處因縫隙而產(chǎn)生的滯留。
這種耐熱的無機(jī)粘接劑6由一種無機(jī)粉末組成，如玻璃粉或陶瓷粉和一種耐熱粘接劑或一種結(jié)合劑。在這種耐熱無機(jī)粘接劑6灌入后即通過在爐(如恒溫槽或焙燒爐)中的熱處理來固化這種粘接劑。
雖然在這個(gè)實(shí)施例中是使用耐熱無機(jī)粘接劑6粘接的方法把陶瓷件5固定在結(jié)合孔3中的，但是也可采用其它的固定方法。例如，可以使用這種方法即把孔3的全長(zhǎng)的形狀加工成與陶瓷件的周邊基本相同，然后把各個(gè)陶瓷件5壓配合到各個(gè)結(jié)合孔3中去，或者也可使用這種方法即通過加熱噴絲件2使結(jié)合孔3擴(kuò)大，再把控制在室溫下或加熱到與噴絲件2同一溫度的陶瓷件5插入到熱膨脹的結(jié)合孔3中，在降低噴絲件2的溫度后陶瓷件5就固定在了結(jié)合孔3中。
在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)陶瓷件5所限定的噴絲孔4的形狀如圖3、4所示。正如圖3畫出的那樣，噴絲孔4是由一個(gè)流體導(dǎo)入口7，一個(gè)流體導(dǎo)入段8，一個(gè)三維曲面段9和一個(gè)流體排出段10組成。其中流體導(dǎo)入口7是用于把一熔融的流體(如熔融的人造樹脂)引入噴絲孔中，它的橫截面為圓形，內(nèi)表面為圓錐形；流體導(dǎo)入段8與流體導(dǎo)入口7相連并且它是一個(gè)橫截面為圓形的直孔；三維曲面段9與液體導(dǎo)入段8相連并具有三維光滑的曲面，它向下游方向延伸時(shí)直徑逐漸變小；流體排出段10與三維曲面段9相連，它用于把熔融的流體排出，它是一個(gè)具有改進(jìn)的橫截面形狀的直孔。
在這個(gè)實(shí)施例中，流體排出段的改進(jìn)的橫截面為如圖4所示的Y型橫截面。三維曲面段9的表面形狀是平滑地改變的，并且它與流體排出段10的入口10a平滑地相連。因此在流體排出段10的入口10a處基本上沒有邊線。在圖3中雖然為了解釋方便起見用虛線畫出了孔的各個(gè)部分之間的邊界，而實(shí)際上這些線并不存在，在這個(gè)實(shí)施例中，三維曲面段9和流體導(dǎo)入段8之間的邊界是通過一個(gè)平滑的曲面相連的，在這個(gè)位置上也不存在邊線。另外，在這個(gè)實(shí)施例中，流體導(dǎo)入口7和流體導(dǎo)入段8之間的邊界也是一個(gè)平滑的曲面(具有小圓度的面)，并且在這個(gè)位置上這些面均是平滑地連接及過渡的。
流體排出段10的改進(jìn)橫截面的形狀并不局限于上面所述的Y型，可以使用成形已知的改進(jìn)橫截面的長(zhǎng)絲的各種形狀，例如星型、十字型和三角型。在任一橫截面的形狀中，至少流體的導(dǎo)入段和流體的排出段是通過一個(gè)三維曲面段進(jìn)行平滑地連接的，因此在流體排出段的入口就不存在邊線。
對(duì)于流體排出段10來說，通常，它的孔徑(最大直徑)大約在0.1至1毫米的范圍內(nèi)，它的長(zhǎng)度約在0.1至1毫米的范圍內(nèi)。對(duì)于流體導(dǎo)入段8來說，通常它的孔徑大約在1.0至5.0毫米的范圍內(nèi)。在已有技術(shù)中，流體的排出段只能用放電機(jī)進(jìn)行加工。因?yàn)檎缟厦嫠龅?，它的孔徑小并且要求的精度高。然而在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中因?yàn)樘沾杉?是與噴絲件2分別進(jìn)行加工的并且是形成噴絲孔4的元件，因此用與下面的方法基本相同的步驟就可在短時(shí)間周期內(nèi)生產(chǎn)出具有高精度的陶瓷件5。
也就是說，針狀模子的周邊形狀制成基本上與噴絲孔4的形狀相同，使用針狀模子，用陶瓷粉(或陶瓷粉和粘接劑的混合物)，在針狀模子的周圍澆鑄出陶瓷件。并且，如果需要的話，可以使用更精細(xì)的精整。因此，可以得到具有所需形狀噴絲孔的高精度陶瓷件5。
在上面的實(shí)施例中，熔融的流體從流體導(dǎo)入段8沿著三維曲面段9流向流體排出段10。因?yàn)槿S曲面段9與具有Y型改進(jìn)橫截面的流體排出段10平滑相連，因此在流體排出段10的入口10a處就不存在邊線。從流體導(dǎo)入段8流向流體排出段10內(nèi)的液流是極平緩的層流。也就是說，因?yàn)闆]有形成現(xiàn)有普通噴絲孔中存在著的轉(zhuǎn)折流線，特別是在流體段10的上游處根本不存在如圖19和20所示的平面段，因此引起流體的滯留的各部位完全消失并且平滑的液流可大大地減小壓力損失。
另外，在這個(gè)實(shí)施例中，因?yàn)榱黧w導(dǎo)入開口7和流體導(dǎo)入段8之間的邊界及流體導(dǎo)入段8和三維曲面段9之間的邊界均是平滑的曲面，因此在這些位置上流體可以進(jìn)行平穩(wěn)的流動(dòng)，進(jìn)而減小了壓力損失。
另外，因?yàn)榭梢院苋菀椎厣a(chǎn)出具有高精度的且大批量的帶有噴絲孔4的陶瓷件5，并且因?yàn)樘沾杉桥c噴絲件2分別進(jìn)行生產(chǎn)的，因此可以在短時(shí)間周期內(nèi)生產(chǎn)出價(jià)格便宜的噴絲板1。
雖然在上述實(shí)施例中三維曲面段9的長(zhǎng)度在熔融流體的流動(dòng)方向上是比較短的，但是可適當(dāng)?shù)馗淖冞@個(gè)長(zhǎng)度。例如，三維曲面段9在軸向方向上可始于流體導(dǎo)入段8的中央段。并且三維曲面段可以是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的面并與流體排出段10相連。
另外，正如在圖5所畫的改進(jìn)的噴絲孔所示的那樣，從流體導(dǎo)入段的入口(即，流體導(dǎo)入開口7的出口)到流體排出段10的全長(zhǎng)均可為三維曲面段11。進(jìn)而，正如在圖6所畫的另一個(gè)改進(jìn)的噴絲孔所示的那樣，從流體導(dǎo)入開口的入口的(即噴絲板的入口)到流體排出段10的全長(zhǎng)均可為三維曲面段12。在如圖5和圖6所示的實(shí)施例中，從流體的導(dǎo)入段的入口或者進(jìn)一步地從流體導(dǎo)入開口的入口算起，孔的橫截面的形狀可以改進(jìn)成與流體排出段的橫截面的形狀相同或接近于類似形狀。另外，雖然在垂直截面上所畫的三維曲面段的邊線為一條曲線，但是在垂直截面上三維曲面段的形成線也可為一條直線或接近于一條直線。
三維曲面段9、11或12的長(zhǎng)度和彎曲度(如在軸向方向上橫截面的變化程度)可依據(jù)各種因素而進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)，這些因素如熔融流體的粘度，熔融流體對(duì)形成噴絲孔的元件的親合力和噴絲速度。
例如，圖7和圖8給出在軸向方向上(在熔融流體的流動(dòng)方向上怎么變化噴絲孔的橫截面的例子。在如圖7所示的例子中，在流體導(dǎo)入開口的入口段，噴絲孔13的橫截面的形狀為一個(gè)圓形13a，在接近排出段處的過程中它逐漸地變?yōu)楦倪M(jìn)的橫截面的形狀13b、13c和13d，并且在流體排出段它成為預(yù)定的Y型13e。在如圖8所示的例子中，雖然在流體導(dǎo)入開口的入口處噴絲孔14的橫截面為圓形14a，但是一過入口后，它很快就變?yōu)榱烁倪M(jìn)的橫截面14b的形狀。然后橫截面的形狀相對(duì)較快地就變?yōu)榱烁倪M(jìn)的Y型橫截面14c，并且它通過與之形狀類似的Y型橫截面14d與Y型橫截面14e相連。雖然在圖7和圖8中畫出了表示各個(gè)橫截面的線，但是僅為了說明的需要，實(shí)際上除了噴絲孔的入口和流體排出段的入口外的線之外其它的線都不出現(xiàn)。
另外，圖9為一個(gè)噴絲孔15的另一個(gè)例子。在這個(gè)例子中，在噴絲孔15的內(nèi)表面形成了突起段15a、15b和15c。在接近流體排出段，這些突起逐漸擴(kuò)大，在流體排出段的入口處形成一預(yù)定Y型橫截面15d。同樣，在這個(gè)實(shí)施例中雖然畫出了表示突起段15a、15b和15c的線，但是僅為了解釋的需要，實(shí)際上這些線是不存在的。
雖然上面已說明了噴絲孔的各種形狀，如果需要較高精度的長(zhǎng)絲的橫截面形狀的話，那么就可能發(fā)生下面的問題。
圖10表示一流體排出段16和一個(gè)三維曲組段17的垂直截面的例子。在三維曲面段17區(qū)域內(nèi)，如箭頭所示，在熔融流體流動(dòng)方向上，改進(jìn)的橫截面逐漸擴(kuò)大，特別是在接近流體排出段16入口區(qū)域內(nèi)。因此，如流線F1和F2所示出的，熔融流體從不同的位置上進(jìn)入改進(jìn)的橫截面(如Y型段)。在這種流動(dòng)狀態(tài)下到流體排出段16的出口的流動(dòng)路線L1與L2在改進(jìn)的橫截面段中是彼此不同的。如果，流體排出段16的改進(jìn)橫截面的狀態(tài)是如圖11所示的Y型18a，并且在流體排出段16的徑向方向上延伸的Y型18a的延伸部分18b具有不變的寬度W的話，那么接近橫截面的中心處的流速要大于遠(yuǎn)離中心處的流速，因此流動(dòng)路線L1和L2的不同就導(dǎo)致了它們之間的壓力損失的不同。其結(jié)果如虛線18c所示可能使長(zhǎng)絲的橫截面變形。
為了防止這種變形，使用下述方法是很有效的，即在流體排出段的徑向上，改變其限定改進(jìn)的橫截面的部分的寬度與其徑向延伸度。
例如，正如圖12所示，相對(duì)于圖10所示的區(qū)域“A”來說，改進(jìn)的橫截面19a的延伸部分19b的寬度W1在“B”區(qū)域內(nèi)幾乎是線性變化的。這樣，在接近改進(jìn)的橫截面19a的中心處，寬度W1逐漸變小。在A區(qū)域內(nèi)，若三維曲面17的垂直截面的投影線幾乎為一條直線的情況下，使用這種方法十分有效。在圖13中，相對(duì)于圖10所示的“A”區(qū)域來說，改進(jìn)的橫截面19c的延伸部分19d的寬度W2變?yōu)榱艘粭l曲線。這樣，在接近改進(jìn)的橫截面19c的中心處，寬度W2逐漸變小。在“A”區(qū)域內(nèi)，若三維曲面17的垂直截面的投影線為曲線的情況下，使用這種方法十分有效。即使流動(dòng)路線存在類似L1和L2的不同，使用這些方法也可以降低流體排出段16出口處的流速差，并且可以減少長(zhǎng)絲的橫截面的變形。
圖14至圖16顯示了一塊本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的紡絲噴絲板。在該實(shí)施例中，把用于圓形橫截面的長(zhǎng)絲的一塊噴絲板用于本發(fā)明中。噴絲板20包括由金屬圓盤件制成的一個(gè)噴絲件21和形成噴絲孔的一定數(shù)量的元件22。與第一個(gè)實(shí)施例類似，噴絲孔是由陶瓷元件構(gòu)成的。用與第一個(gè)實(shí)施例相類似的方式把陶瓷件22固定在噴絲件21上。
每個(gè)陶瓷件22上均有一個(gè)噴絲孔23，并且該噴絲孔23由一個(gè)流體導(dǎo)入載口24，一個(gè)流體導(dǎo)入段25，一個(gè)三維曲面段(圓錐段)26和一個(gè)流體排出段27組成。流體排段27的橫截面為圓形，并且流體導(dǎo)入開口24，流體導(dǎo)入段25和三維曲面段26的橫截面也分別為圓形。三維曲面段26與流體排段27平滑地連接，因此在流體排出段的入口27a處沒有形成邊線。
甚至在圓形橫截面長(zhǎng)絲的噴絲板的情況下，因?yàn)榕c流體排出段27相連的孔的內(nèi)表面是三維平滑的曲面段27，因此特別是在流體排出段27的入口27a處不存在折線，于是可以得到極平緩地流動(dòng)的熔融流體。其結(jié)果，就不存在引起熔融流體滯留的區(qū)域和導(dǎo)致壓力損失很大的區(qū)域。盡管孔的直徑收縮到很小，熔融液體也可以得到極平穩(wěn)的流動(dòng)和小的壓力損失。
與圖5和圖6相似的改進(jìn)型同樣可適用于這個(gè)實(shí)施例，根據(jù)各種需要可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出三維曲面段26的形狀和長(zhǎng)度。
雖然，只要能噴絲，本發(fā)明沒有對(duì)熔融流體作特殊的限定，但是本發(fā)明的噴絲板特別適用于噴出人造纖維長(zhǎng)絲，如尼龍和聚酯長(zhǎng)絲。即紡絲板噴這些材料時(shí)壓力損失很低，在生產(chǎn)以嫘縈為代表的再生纖維或以醋酸纖維為代表的半入造纖維的過程中，經(jīng)常使用厚度較薄的噴絲板(例如，在厚度約為1毫米的一塊板上，通過鉆孔制成的簡(jiǎn)單噴絲板)，然而，對(duì)這些纖維說，也可使用本發(fā)明的較厚的噴絲板。
雖然，這里已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的幾個(gè)最佳實(shí)施例。但是本發(fā)明并不局限于此。只要不脫離本發(fā)明的新穎性及其優(yōu)點(diǎn)，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以作出各種各樣的變型。因此，在此公開的實(shí)施例只當(dāng)作例子，當(dāng)然，本發(fā)明的范圍并不限制于這些實(shí)施例中，而是由下面的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種具有許多噴絲孔的紡絲噴絲板，每個(gè)噴絲孔包括一個(gè)引入熔融流體的流體導(dǎo)入段和一個(gè)流體排出段，其中流體排出段的內(nèi)徑要小于流體導(dǎo)入段的內(nèi)徑，并且從所述的流體導(dǎo)入段流出的熔融流體從所述的流體排出段排出，其特征在于至少所述的每個(gè)噴絲孔的內(nèi)表面的一部分，在所述的熔融流體流動(dòng)方向上，與所述的流體排出段的入口相連，而形成了一個(gè)三維曲面，基本上在所述的流體排出段的所述的入口處沒有形成邊線。
2.如權(quán)利要求1所述的紡絲噴絲板，其特征在于所述的流體排出段的橫截面為改進(jìn)的橫截面。
3.如權(quán)利要求2所述的紡絲噴絲板，其特征在于在所述的流體排出段的徑向上，所述的改進(jìn)的橫截面的寬度及所述流體排出段的徑向方向上的延伸度是變化的。
4.如權(quán)利要求1所述的紡絲噴絲板，其特征在于所述的流體排出段的橫截面為圓形。
5.如權(quán)利要求1所述的紡絲噴絲板，其特征在于所述的多個(gè)噴絲孔各是由單個(gè)陶瓷件組成的，并且這些陶瓷件被固定在所述噴絲板的噴絲件上開有的各個(gè)結(jié)合孔上。
6.如權(quán)利要求5所述的紡絲噴絲板，其特征在于通過把一種耐熱的無機(jī)粘接劑灌入到所述的每個(gè)陶瓷件的周邊和所述的每個(gè)結(jié)合孔的內(nèi)表面之間的縫隙中并且固化所述的無機(jī)粘接劑以固定所述的每個(gè)陶瓷件。
7.如權(quán)利要求1所述的紡絲噴絲板，其特征在于所述的的每個(gè)噴絲孔的軸向方向上所述的三維曲面段基本上是經(jīng)每個(gè)噴絲孔的全長(zhǎng)延伸到所述流體排段的入口處。
8.如權(quán)利要求1所述的紡絲噴絲板，其特征在于在所述的的每個(gè)噴絲孔的軸向方向上，所述的每個(gè)噴絲孔的橫截面在每個(gè)所述的噴絲孔的全部長(zhǎng)度上都成形為改進(jìn)的橫截面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開有許多噴絲孔的紡絲噴絲板，每個(gè)噴絲孔包括一個(gè)流體導(dǎo)入段和具有較小內(nèi)徑的一個(gè)流體排出段。從流體導(dǎo)入段流出的熔融流體在流體排出段排出。至少每個(gè)噴絲孔的內(nèi)表面的一部分，在熔融流體的流體方向上與流體段的入口相連，而形成了一個(gè)平滑的三維曲面使在流體排出段的入口處基本上沒有形成邊線。因除去引起熔融流體滯留的部分而得到了流體的極度平流并且能降低壓力損失。
文檔編號(hào)D01D5/00GK1116664SQ94113080
公開日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1994年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月2日
發(fā)明者村上惠一, 穴灶伸良 申請(qǐng)人:過濾系統(tǒng)株式會(huì)社, 株式會(huì)社日本制鋼所