具体实施方式

有鉴于此，本发明提供了一种纤维气体干燥装置及纤维气体干燥方法，从而更加适于实用。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种纤维气体干燥装置及纤维气体干燥方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

纤维气体干燥装置实施例

参见附图1-附图5，本发明提供的纤维气体干燥装置包括干燥箱1、多个气筒23、气源12和排气孔6。多个气筒23设置于干燥箱1的一个侧壁上，使得多个气筒23之间彼此平行。待干燥纤维8的路径沿多个气筒23的径向延伸。气源12通过气筒23后，吹向待干燥纤维。排气孔6的一端与干燥箱1内的容置空间相连通，排气孔的另一端与外界连通。

现有技术中，湿态纤维经过干燥除去液体，得到干态丝束的步骤过程中，经过固化成型得到的湿态纤维，成份比较复杂。除去湿态纤维中的液体，可以通过多种方式去实现。当湿态纤维含有的液体为易挥发性成份，可以通过加热的方式实现纤维脱溶剂，得到干态纤维；当湿态纤维含有的液体为非挥发性溶剂成份，可以通过萃取的方式，把非/难挥发性溶剂萃取出来，含有易挥发性萃取剂的湿态纤维通过干燥热箱除去萃取剂，得到干态纤维。无论是直接加热除去有机溶剂还是通过萃取剂萃取非挥发性有机溶剂，再通过加热的方式除去萃取剂得到干态丝束，在目前工业化实施路线上，均需要庞大的干燥热箱和源源不断的热量。而且，在工业化实施过程中，对设备的密封性要求较高，否则容易泄漏，对环境造成破坏。本发明实施例提供的纤维气体干燥装置和纤维气体干燥方法通过气体直接接触湿态纤维，高效快速吹除丝束液体，即使不易挥发的液体，也很容易被气流带走，从而实现脱溶剂干燥的目的，其不仅环境友好，而且能耗较低，得到的纤维溶剂的残留量小于100ppm，纤维性能优良，对工业化生产具有实用价值。

其中，气筒23包括气筒本体2、气体分配机构3和气体阻尼棒4。气体分配机构3沿轴向设置于气筒本体2的内壁上，使得气筒本体2的内腔被气体分配机构3分隔为第一容置空间14和第二容置空间24。气体分配机构3上设置有通孔13，使得第一容置空间14与第二容置空间24之间连通。气筒本体2上沿轴向设置有狭缝7，使得第二容置空间24通过狭缝7与外界连通。气体阻尼棒4被限制于第二容置空间24内。其中，第一容置空间14与气源12连通。待干燥纤维8设置于狭缝7的上方。本实施例中，气体阻尼棒4的直径大于通孔13的尺寸，气体阻尼棒4的直径大于狭缝7的尺寸，气体阻尼棒4的直径小于通孔13与狭缝7之间的间距，使得气体阻尼棒4被限制于第二容置空间24内。气体分配机构3是指气体进入到气筒内，气体阻尼棒4置于气体分配机构3的上方，气体分配机构3的出气口表面与气体阻尼棒4表面吻合，形成均匀的气道。为了得到均匀稳定的气体流程，气体进入到气体分配机构3喷气缝隙喷出后，气流能够带动气体阻尼棒4转动及上升，与气筒本体2上的狭缝7相吻合，从而调整气流的大小和压力。调整进气口气体流量、压力大小或者气体阻尼棒4直径，可以调整喷出的气体速度和压力。

其中，气筒本体2的内壁上，靠近狭缝7的位置还沿轴向在对称的位置设置有凸缘，凸缘的内侧形状与阻尼棒4轴向外侧面形状相适配。在这种情况下，能够更加便利地限制从狭缝7流出的气体压力。

其中，气筒23还包括第一封堵端18和第二封堵端19。第一封堵端18封堵于气筒本体2的一端；第二封堵端19封堵于气筒本体2的另一端；使得气筒本体2、第一封堵端18和第二封堵端19之间形成气筒本体2的内腔。

其中，第一封堵端18与气筒本体2之间可拆卸地连接；第二封堵端19与气筒本体2之间可拆卸地连接。在这种情况下，能够便于气体阻尼棒4从气筒本体2内取出，或者将气体阻尼棒4装入到气筒本体2内。

其中，纤维气体干燥装置还包括连接条9。连接条9于气筒本体2之间设置有纤维通路22。待干燥纤维8的路径沿纤维通路22的方向延伸。在这种情况下，待干燥纤维8通过纤维通路22设置，能够使得待干燥纤维8与狭缝7之间的贴合程度更高，对待干燥纤维7的干燥效果更好。

其中，连接条9只有一端连接于气筒本体2的一端，连接条9的另一端开放设置。从而更加待干燥纤维8穿入到连接条9和气筒本体2外壁之间的气体通路22内。

其中，连接条9开放设置的一端20向上倾斜。从而更加便于待干燥纤维8穿入到连接条9和气筒本体2外壁之间的气体通路22内。从而便于第一封堵端18与气筒本体2之间的连接。

其中，连接条9与气筒本体2连接的一端设有向上的凸起21。从而便于第二封堵端19与气筒本体2之间的连接。

其中，狭缝7的宽度取值范围为0.5mm-10mm。限定狭缝7宽度0.5mm-10mm，是为了保证气源能够顺利进入到气筒本体2内，同时保证一定的流速和流量能够吹动气体阻尼棒4上升或者下降，调节气流大小。狭缝7宽度大于10mm时，气流过大，直接造成气体阻尼棒4吹至与狭缝7紧密结合，气流阻力大。气隙宽度小于0.5mm时，气流不足，气体阻尼棒4不被吹上去，造成气流过小，达不到干燥的目的。

其中，气体阻尼棒4的材质选自不锈钢、陶瓷、聚四氟、聚乙烯中的一种。

其中，气体阻尼棒4为实心棒或者空心棒。

其中，气体分配机构3与气筒本体2的内壁之间的连接处呈圆角过渡。在这种情况下，能够避免气体分配机构3与气筒本体2的内壁之间的连接处形成应力集中，从而延长本发明实施例提供的纤维气体干燥装置的服役寿命。

其中，纤维气体干燥装置还包括气体管11，气体管11的一端与气源12连通，气体管11的另一端通过设置于气筒23上的进气管5与气筒23的内腔连通。在这种情况下，在干燥气体进入到气筒23的内腔之前，能够通过气体管11进行缓冲，避免干燥气体猛然冲入到气筒23的内腔造成压力突变的技术问题，从而，延长本发明实施例提供的纤维气体干燥装置的服役寿命。

其中，气体选自空气、氮气、水蒸气、二氧化碳、惰性气体的一种或者多种混合气体。对于采用什么样的气体，由湿纤维的状态，及湿纤维所含有的溶剂有直接关系。当湿纤维的溶剂对氧气比较敏感或者容易发生其它不需要的反应，即优选氮气。当湿纤维对气体不敏感，特别是氧气的存在不影响纤维的品质或者生产安全性，气体优选空气。

纤维气体干燥方法实施例

参见附图6，本发明实施例提供的纤维气体干燥方法包括以下步骤：

步骤S1：纺丝原液经过增压、稳压后，得到均匀的纺丝原液。其中，纺丝原液为含有至少一种溶剂组成的多组分。纺丝溶液经过增压，能够使其具有一定的动力形成稳定的管道压力，同时压力增高后能够稳定在一定范围内，避免压力较大波动造成喷丝不均。本技术方案开发出溶液增压、稳压推动纺丝溶液从喷丝孔挤出得到纺丝细流，此时的纺丝细流还没有完全固化，含有大量的溶剂，外界环境波动对其成型结构影响显著。

步骤S2：均匀的纺丝原液从喷丝孔挤出形成纺丝细流；

步骤S3：纺丝细流经过固化成型，得到湿态纤维；从喷丝板挤出的溶液纺丝细流保持大分子伸直链结构稳定并防止回缠，需要迅速固化，得到纤维状丝束，而且不发生团聚和断裂现象。目前实现固化有多种方式，本技术方案中可以采取气体、液体或者气液相结合的方式实现。当从喷丝板出来的纺丝细流对温度比较敏感时，或者温度的变化能够使纺丝细流发生相分离，可以采用气体冷却的方式实现纺丝细流固化。本实施例中，当采用气体实现纺丝细流固化成型时，吹气方式优选气体侧吹风、环吹风的一种。当从喷丝板出来的纺丝细流需要发生双扩散或者化学变化时，改变纺丝溶液组分或者结构，采用液体凝固浴。一般情况，喷丝孔组件浸没在液体凝固浴中，纺丝细流从喷丝板孔刚挤出，即与凝固浴接触。此时，凝固浴温度与喷丝组件温度相当或者差别不大，这样避免凝固浴温度对喷丝组件造成影响。纺丝细流与凝固浴接触的那一刻开始，纺丝细流结构即发生变化，形成更加稳定的固态结构。纺丝细流与凝固浴接触，多发生双组份扩散，形成结构更加稳定的固态结构。所述的双扩散，针对不同的纺丝液，凝固浴液也不相同。如果纺丝溶液中的成份与凝固浴液发生化学反应，多数发生不溶于纺丝溶剂或者凝固浴液的成份而发生固化成型，得到丝束状固体。如果纺丝溶液中的成份与凝固浴液中的成份仅发生双扩散，纺丝液成型得到丝束状固体，多数表现出萃取形式。除了上述气体、液体固化成型方式外，气液组合固化方式也普遍被采用。当纺丝溶液的温度与凝固浴液的温度差别较大，需要保护喷丝板面温度，喷丝板面与凝固浴液面避免接触，需要气隙隔开。同时，凝固浴液使纺丝溶液固化成型，得到丝束状纤维。湿态纤维由于具有很高的湿含量，还远远达不到成品干态纤维的需要。

步骤S4：湿态纤维经过本发明提供的纤维气体干燥装置干燥后，得到干态丝束。其中，干燥箱1内的气体压力的取值范围为0.1MPa-0.6MPa；干燥箱1内的气体温度的取值范围为10℃-150℃。其中，对于不同的湿纤维，采用的风压和风温不尽相同，需要根据纤维的强度、湿含量大小等情况进行调节。

实施例1

超高分子量聚乙烯(粘均分子量400万)分散在十氢萘溶剂中(聚乙烯与十氢萘质量比10:90)，99℃溶胀2h后升温至160℃溶解形成均一的纺丝溶液，经过计量从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，纺丝细流经过10℃水浴冷却固化得到固态冻胶丝束，固态冻胶丝束经过90℃气箱，气箱内安装有直径为50mm的气筒，气筒通入0.2MPa、90℃的氮气，气筒内设置有气体分配管和直径7mm的金属气体阻尼棒，同时，保证丝束通过气箱内的拉升倍率在1.01-1.8倍，得到干态原丝。干态原丝经过后纺热拉伸，得到聚乙烯纤维，纤维性能优良，溶剂含量低于100ppm。

实施例2

超高分子量聚乙烯(粘均分子量400万)分散在十氢萘溶剂中(聚乙烯与十氢萘质量比10:90)，99℃溶胀2h后升温至160℃溶解形成均一的纺丝溶液，经过计量从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，纺丝细流经过60℃侧吹风冷却固化得到固态冻胶丝束，固态冻胶丝束经过100℃气箱，气箱内安装有直径为50mm的气筒，气筒通入0.2MPa、90℃的氮气，气筒内设置有气体分配管和直径7mm的金属气体阻尼棒，同时，保证丝束通过气箱内的拉升倍率在1.01-1.8倍，得到干态原丝。干态原丝经过后纺热拉伸，得到聚乙烯纤维，纤维性能优良，溶剂含量低于100ppm。

实施例3

超高分子量聚乙烯(粘均分子量400万)分散在十氢萘溶剂中(聚乙烯与十氢萘质量比10:90)，99℃溶胀2h后升温至160℃溶解形成均一的纺丝溶液，经过计量从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，纺丝细流经过70℃环吹风冷却固化得到固态冻胶丝束，固态冻胶丝束经过110℃气箱，气箱内安装有直径为20mm的气筒，气筒通入0.6MPa、110℃的氮气，气筒内设置有气体分配管和直径5mm的玻璃气体阻尼棒，同时，保证丝束通过气箱内的拉升倍率在1.01-1.8倍，得到干态原丝。干态原丝经过后纺热拉伸，得到干态聚乙烯纤维，纤维性能优良，溶剂含量低于100ppm。

实施例4

超高分子量聚乙烯(粘均分子量400万)分散在石蜡油溶剂中(聚乙烯与石蜡油质量比7:93)，90℃溶胀4h后升温至190℃溶解形成均一的纺丝溶液，经过计量从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，纺丝细流经过20℃水浴冷却固化得到固态冻胶丝束，固态冻胶丝束经过90℃气箱，气箱内安装有直径为50mm的气筒，气筒通入0.1MPa、90℃的氮气，气筒内设置有气体分配管和直径7mm的金属气体阻尼棒，同时，保证丝束通过气箱内的拉升倍率在1.01-1.8倍，得到干态原丝。干态原丝经过后纺热拉伸，得到聚乙烯纤维，纤维性能优良，溶剂含量低于100ppm。

实施例5

超高分子量聚乙烯(粘均分子量400万)与固体石蜡(聚乙烯与石蜡油质量比7:93)混合后，90℃溶胀4h，190℃溶解形成均一的纺丝溶液，经过计量从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，纺丝细流经过20℃空气中固化得到固态冻胶丝束，固态冻胶丝束经过70℃气箱，气箱内安装有直径为50mm的气筒，气筒通入0.1MPa、70℃的氮气，气筒内设置有气体分配管和直径7mm的金属气体阻尼棒，同时，保证丝束通过气箱内的拉升倍率在1.01-1.8倍，得到干态原丝。干态原丝经过后纺热拉伸，得到聚乙烯纤维。

实施例6

采用7％海藻酸钠水溶液体系作为纺丝溶液，从喷丝板孔内挤出，喷丝板浸没在凝固液中，其中凝固浴液为20℃、20％氯化钙水溶液。从凝固浴内出来的海藻酸钙纤维经过水洗后，进入到80℃气箱内，箱内安装有直径为100mm的气筒，气筒通入0.1MPa、80℃的空气，气筒内设置有气体分配管和直径10mm的陶瓷气体阻尼棒，同时，保证丝束通过气箱内的拉升倍率在1.01-1.05倍，得到干态海藻酸钙纤维。

实施例7

采用纤维素与N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO水溶液体系作为纺丝溶液，从喷丝板内挤出从喷丝板孔内挤出，喷丝板在凝固浴液上方10mm处，其中凝固浴液为20℃水溶液。从凝固浴内出来的纤维素纤维经过水洗后，进入到150℃气箱内，箱内安装有直径为80mm的气筒，气筒通入0.4MPa、150℃的惰性气体，气筒内设置有气体分配管和直径10mm的陶瓷气体阻尼棒，同时，保证丝束通过气箱内的拉升倍率在1.01-1.04倍，得到干态纤维素纤维。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。