本發明屬于熔融紡絲設備技術領域，具體涉及一種熔紡聚乳酸絲用的側吹風冷卻裝置。
背景技術：
前述的熔紡聚乳酸絲即為“熔融紡絲法紡制聚乳酸絲”，聚乳酸絲即為“聚乳酸纖維”。聚乳酸纖維是以玉米、小麥、甜菜等含淀粉的農產品為原料，經葡萄糖發酵生成乳酸后，再經縮聚和熔融紡絲制成。聚乳酸纖維是一種原料可種植、易種植并且廢棄物在自然界中可自然降解的合成纖維。它在土壤或海水中經微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時，不會散發毒氣，不會造成污染，是一種可持續發展的生態纖維，其具有織物面料手感及懸垂性好、抗紫外線和優良的加工性能等長處,適用于各種時裝、休閑裝、體育用品和衛生用品等，具有廣闊的應用前景。
如業界所知，高溫下的紡絲熔體從噴絲板上的噴絲孔擠出后，絲條由卷繞拉伸輥向下牽拉，將噴絲孔擠出的熔體牽拉成纖。在前述過程中，需要使用風冷裝置將由噴絲板的噴絲孔中擠出的流體狀絲條迅速冷卻凝固成纖維。
進而如業界所知，側吹風冷卻裝置對流體狀絲條的冷卻效果的優劣對纖維成品的物理性能、成品纖維的加工性能以及纖維的相關技術指標均會產生直接影響。具體而言，如果側吹風冷卻裝置溫度過低，即側吹風的溫度過低，因纖維驟冷而出現纖維外層迅速凝固但纖維內芯依然處于熔體狀態的情形，使纖維形成皮芯纖維，皮芯纖維因發僵、發硬，后道牽伸倍數會顯著降低并且強力下降；反之，如果側吹風冷卻裝置溫度過高，因纖維冷卻不徹底，在生產過程中毛絲增多，甚至在紡絲卷繞過程中易發生單根纖維之間相互粘連現象。
更而如業界所知，由于聚乳酸纖維熔體的粘度大，因而相對于普通的化學纖維而言紡絲的工藝要求較為苛刻，若前述的側吹風冷卻不理想（如側吹風的溫度過高或過低），則對其物理指標如強力會產生較大的影響。
在公開的中國專利文獻中不乏關于對前述熔體狀絲條實施側吹風冷卻的技術信息，典型的如發明專利授權公告號CN10313090B推薦的“用于熔紡和冷卻復絲的方法和設備”，通過對該專利說明書第0043至0045段的說明可知，由側吹風冷卻裝置的結構體系的鼓風機將外界空氣引入吹氣腔（習慣稱“吹氣室”，以下同），進入吹氣腔內的空氣經可透氣的吹氣壁側向吹向出自紡絲噴嘴的熔體狀絲條（專利稱單絲），熔體狀絲條冷卻后形成單絲條并經導絲器導出，得到長絲。該專利方案雖然具有說明書記載的技術效果，但是由于不能實現梯度冷卻，也就是說由于吹氣腔的上部、中部和下部的空氣溫度是完全相同的，因而無法對熔體狀絲條在對應于吹氣壁的不同高度方向以不同的溫度實施冷卻，于是當溫度過高或過低時，易出現申請人在上面提及的影響纖維質量的問題，并且對于聚乳酸纖維更為突出。又，授權公告號CN102869819B提供的“用于熔紡和冷卻許多合成絲線的方法和裝置”，相對于前一專利，該專利采用了冷卻管冷卻，具體是：出自紡絲箱體的熔體狀絲條依次經壓力室、冷卻管形成絲線，再經導絲器導出。由于該專利是針對絲線而言的，因而對于制備纖細的纖維并不具有可借鑒的意義。尤其，按其說明書的教導，由冷卻空氣源提供的冷卻空氣依次經管路（專利稱“主管路”）、供應管路即分支管、調節裝置（包括節流閥和調節手輪）進入冷卻管對途經冷卻管的熔體狀絲條冷卻，因而由于進入所有冷卻管的空氣溫度是完全相同的，即使同一根冷卻管，其上部、中部和下部的空氣溫度并無差異，于是同樣存在本申請人在上面提及的影響纖維（即影響絲線）質量的問題，并且對于聚乳酸纖維更為突出。
針對上述已有技術并且為了保障聚乳酸纖維的質量，本申請人作了持久而有益的探索，下面將要介紹的技術方案是在這種背景下產生的。
技術實現要素：
本發明的任務在于提供一種有助于對出自噴絲板的噴絲孔的熔狀絲條實施梯度冷卻而藉以避免產生皮芯纖維影響纖維強力并且避免單纖之間相互粘連影響紡絲卷繞效果的熔紡聚乳酸絲用的側吹風冷卻裝置。
本發明的任務是這樣來完成的，一種熔紡聚乳酸絲用的側吹風冷卻裝置，包括一吹氣室，該吹氣室的下部具有吹氣室進氣口，而該吹氣室在使用狀態下朝向熔體絲條途經的熔體絲條通道的一側形成有一豎直的透氣壁，吹氣室通過開設在透氣壁上的透氣孔與所述的熔體絲條通道相通；一空調風引入總管，該空調風引入總管對應于所述吹氣室的下方設置，所述的吹氣室進氣口與該空調風引入總管相通，特征在于在所述的吹氣室內隔設有自然風冷卻風倉和冷卻風調節風倉，自然風冷卻風倉的自然風冷卻風倉出風口與所述透氣壁的高度方向的上部接合，而冷卻風調節風倉的冷卻風調節風倉出風口對應于自然風冷卻出風口的下方并且同樣與透氣壁接合，所述吹氣室進氣口的數量為自然風冷卻風倉與冷卻風調節風倉的數量之和。
在本發明的一個具體的實施例中，在所述的自然風冷卻風倉內并且在對應于所述吹氣室進氣口的位置設置有自然風冷卻風倉調節風門，而在所述的冷卻風調節風倉內并且同樣在對應于所述吹氣室進氣口的位置設置有冷卻風調節風倉調節風門。
在本發明的另一個具體的實施例中，在對應于所述自然風冷卻風倉的所述自然風冷卻風倉出風口的位置間隔設置有一組冷卻風倉出風口擋風板，而在對應于所述冷卻風調節風倉的所述冷卻風調節風倉出風口的位置間隔設置有一組調節風倉出風口擋風板，藉由一組冷卻風倉出風口擋風板將所述自然風冷卻風倉出風口分隔為復數個自然風冷卻風倉出風口單元，同樣由一組調節風倉出風口擋風板將所述冷卻風調節風倉出風口分隔為復數個調節風倉出風口單元。
在本發明的又一個具體的實施例中，在所述自然風冷卻風倉內設置有一冷卻風倉溫度傳感器，在所述的冷卻風調節風倉內設置有一調節風倉溫度傳感器。
在本發明的再一個具體的實施例中，所述自然風冷卻風倉內的冷卻風的溫度與所述冷卻風調節風倉內的冷卻風的溫度彼此形成由高至低的梯度關系。
在本發明的還有一個具體的實施例中，所述自然風冷卻風倉內的冷卻風的溫度為22-24℃，而所述冷卻風調節風倉內的冷卻風的溫度為20-22℃。
在本發明的更而一個具體的實施例中，所述自然風冷卻風倉內的冷卻風的風速與所述冷卻風調節風倉內的冷卻風的風速彼此形成由慢至快的梯度關系。
在本發明的進而一個具體的實施例中，所述自然風冷卻風倉內的冷卻風的速度為0.3m/s，所述冷卻風調節風倉內的冷卻風的速度為0.56m/s。
在本發明的又更而一個具體的實施例中，當所述的冷卻風調節風倉的數量有復數個時，該復數個冷卻風調節風倉內的冷卻風的溫度彼此形成由高到低的梯度關系并且風速形成由快至慢的梯度關系。
在本發明的又進而一個具體的實施例中，在所述冷卻風調節風倉內并且在對應于所述冷卻風調節風倉調節風門的上方的位置設置有表冷器。
本發明提供的技術方案由于在吹氣室內隔設有自然風冷卻風倉和冷卻風調節風倉，由自然風冷卻風倉內的冷卻風對剛出自紡絲組件的噴絲板的熔體絲條冷卻，繼而由冷卻風調節風倉內的冷卻風對熔體絲條冷卻，因而得以體現對熔體絲條的梯度冷卻，既可避免產生皮芯纖維而影響纖維強力又能避免單纖之間相互粘連而影響后續工序的紡絲卷繞效果。
附圖說明
圖1為本發明的實施例暨應用例示意圖。
具體實施方式
實施例1：
請參見圖1，在圖1中示出了屬于紡絲機的結構體系的用于紡制聚乳酸絲即用于熔紡聚乳酸絲的紡絲機構5，由于該紡絲機構5屬于現有技術，因而申請人僅對其原理作如下簡要說明：由螺桿擠出機構擠出的聚乳酸熔體經熔體進口管道51進入設置于計量泵底座521上的計量泵52，在計量泵電機53的工作下由計量泵52將聚乳酸熔體在計量狀態下引入紡絲組件54，由紡絲組件54的噴絲板將聚乳酸熔體擠出并形成熔體絲條6，熔體絲條6經本發明的在下面即將詳細說明的側吹風冷卻裝置側吹風冷卻后形成聚乳酸絲條，再經上油裝置7上油，而后經預網絡器8預網絡并引至下一工序如紡絲卷繞工序。
示出了本發明的側吹風冷卻裝置的結構體系的一吹氣室1，該吹氣室1的下部具有吹氣室進氣口11，而該吹氣室1在使用狀態下朝向前述熔體絲條6途經的熔體絲條通道2的一側形成有一豎直的透氣壁12，吹氣室1通過開設在透氣壁12上的透氣孔121與前述的熔體絲條通道2相通即與外界相通；示出了一空調風引入總管3，該空調風引入總管3對應于前述吹氣室1的下方設置，前述的吹氣室進氣口11與該空調風引入總管3相通。
作為本發明提供的技術方案的技術要點：在前述的吹氣室1內隔設有自然風冷卻風倉13和冷卻風調節風倉14，自然風冷卻風倉13的自然風冷卻風倉出風口與前述透氣壁12的高度方向的上部接合，而冷卻風調節風倉14的冷卻風調節風倉出風口對應于自然風冷卻出風口的下方并且同樣與透氣壁12接合，前述吹氣室進氣口11的數量為自然風冷卻風倉13與冷卻風調節風倉14的數量之和。
在前述的自然風冷卻風倉13內并且在對應于前述吹氣室進氣口11的位置設置有自然風冷卻風倉調節風門131，而在前述的冷卻風調節風倉14內并且同樣在對應于前述吹氣室進氣口11的位置設置有冷卻風調節風倉調節風門141。
前述的自然風冷卻風倉13內的冷卻風由相對應的吹氣室進氣口11引入并且該冷卻風為自然冷卻風，該自然冷卻風為空調裝置的送風溫度，自然風冷卻風倉13內的風壓由前述的自然風冷卻風倉調節風門131來調節，而前述的冷卻風調節風倉14內的冷卻風為空調風經過下面將要介紹的表冷器4冷卻后的溫度，冷卻風調節風倉14內的風壓由前述的冷卻風調節風倉調節風門141來調節。
繼續見圖1，在對應于前述自然風冷卻風倉13的前述自然風冷卻風倉出風口的位置間隔設置有一組冷卻風倉出風口擋風板132，而在對應于前述冷卻風調節風倉14的前述冷卻風調節風倉出風口的位置間隔設置有一組調節風倉出風口擋風板142，藉由一組冷卻風倉出風口擋風板132將前述自然風冷卻風倉出風口分隔為復數個自然風冷卻風倉出風口單元1321，同樣由一組調節風倉出風口擋風板142將前述冷卻風調節風倉出風口分隔為復數個調節風倉出風口單元1421。前述的一組冷卻風倉出風口擋風板132以及一組調節風倉出風口擋風板142均可稱為“導流板”，由于一組冷卻風倉出風口擋風板132之間的間距相等，因而前述的復數個自然風冷卻風倉出風口單元1321的出風風量的大小相同，一組調節風倉出風口擋風板142同例。
在前述自然風冷卻風倉13內設置有一冷卻風倉溫度傳感器133，在前述的冷卻風調節風倉14內設置有一調節風倉溫度傳感器143。由此可知：由于自然風倉溫度傳感器133由線路與溫度儀表顯示器電氣連接，因而自然風冷卻風倉13內的風溫由自然風倉溫度傳感器133反饋到溫度儀表顯示器上，這里所講的風溫為來自于中央空調（即前述的空調裝置）的送風溫度，用于對熔體絲條6的上段即對剛出自紡絲組件54的噴絲板的熔體絲條6的上段冷卻。由于冷卻風倉溫度傳感器143由線路與溫度儀表顯示器電氣連接，因而冷卻風調節風倉14內的風溫由冷卻風溫度傳感器143反饋到溫度儀表顯示器上，這里所講的風溫為來自于中央空調（即前述的空調裝置）的送風溫度再經上面已經提及并且在下面還要提及的表冷器4進一步冷卻后或稱進一步降溫后的送風溫度，用于對熔體絲條6的下段冷卻，即對由自然風冷卻風倉13的自然風冷卻風倉出風口冷卻后的熔體絲條6再度冷卻。
在本實施例中，前述自然風冷卻風倉13內的冷卻風的溫度與前述冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度彼此形成由高至低的梯度關系，即自然風冷卻風倉13內的冷卻風的溫度（風溫）高于冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度（風溫）。
在本實施例中，由于前述自然風冷卻風倉13內的冷卻風的溫度選擇為22-24℃，而前述冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度選擇為20-22℃，因而印證了前述“梯度關系”的說法。
在本實施例中，前述自然風冷卻風倉13內的冷卻風的風速與前述冷卻風調節風倉14內的冷卻風的風速彼此形成由慢至快的梯度關系，具體而言，由于自然風冷卻風倉13內的冷卻風的速度選擇為0.3m/s，冷卻風調節風倉14內的冷卻風的速度選擇為0.56m/s，因而同樣印證了前述“由慢至快的梯度關系”的說法。
仍見圖1， 在前述冷卻風調節風倉14內并且在對應于前述冷卻風調節風倉調節風門141的上方的位置設置有上面已提及的表冷器4，由于表冷器4的具體結構及功用屬于現有技術例如可參見中國發明專利公布號CN106192029A（聚乳酸短纖維超高速紡絲用的梯度式環吹風冷卻裝置）中提及的表冷器，因而申請人不再贅述。由中央空調經吹氣室進氣口11引入至冷卻風調節風倉14內的空調風經表冷器4降溫至前述的20-22℃并從冷卻風調節風倉14的冷卻風調節風倉出風口經透氣壁12上的透氣孔121吹至熔體絲條6。在本實施例中，流經表冷器4內的介質為冷凍水，冷凍水從表冷器4的進水口41進入，再經表冷器4的出水口42引出而形成循環回路。
通過申請人在上面的說明可知，由于例舉的自然風冷卻風倉13與冷卻風調節風倉14各為一個，因而前述的吹氣室進氣口11的數量為兩個，分別對應于自然風冷卻風倉13以及冷卻風調節風倉14的下部并且均與空調風引入總管3相通。
實施例2：
請繼續見圖1，在本實施例中，將前述的冷卻風調節風倉14的數量增加至兩個，也就是說冷卻風調節風倉14的數量有復數個，以圖1所示的位置狀態為例，在兩個冷卻風調節風倉14中位于左側的也即與自然風冷卻風倉13相鄰的那一個冷卻風調節風倉14與位于右側的冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度也彼此形成由高到低的梯度關系并且風速形成由快至慢的梯度關系。具體而言，位于左側的一個冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度為20-22℃，風速為0.56m/s，而位于右側的一個冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度為18-20℃，而風速為0.5m/s。
申請人需要說明的是：前述的冷卻風調節風倉14的數量并非受到一個或兩個的限制，例如可以有三個乃至更多，以設置三個為例，那么該第三個冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度優選為16-18℃，風速優選為0.44m/s。又如果為四個，那么該第四冷卻風調節風倉14內的冷卻風的溫度優選為14-16℃，風速優選為0.38m/s。此外，如果出于規避本發明的目的而將前述的自然風冷卻風倉13增加至兩個或以上，那么應當視為本發明公開的技術內涵范疇。
申請人采用本發明在保密措施下作了聚乳酸紡絲試驗，即對原料為聚乳酸的熔體絲條6進行了測吹風試驗，結果完全印證了申請人在上面的技術效果欄中載述的技術效果。
綜上所述，本發明提供的技術方案彌補了已有技術中的缺憾，順利地完成了發明任務，如實地兌現了申請人在上面的技術效果欄中載述的技術效果。