專利名稱：過濾系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種纖維素紡絲原液制造過程和設備用的過濾系統(tǒng)。
在制造例如象坦恩西伍纖維素纖維〔坦恩西伍(Tencel)是纖維素纖維有限公司的商標〕的溶紡制品中，可在壓力下將含有木漿和氧化胺的水溶液供給噴絲頭。噴絲頭包括多個噴絲噴咀，如要生產(chǎn)纖維，這些噴咀直徑一般為80μ或80μ以下。紡絲原液通過噴絲頭噴咀而被擠壓入紡絲槽中，在紡絲槽中，將溶液從纖維中浸出并用水沖洗纖維。將纖維加以集中起來并進行清洗和干燥，而廢的含水氧化胺溶液則被還原而回復其操作過程。
一些供纖維用的噴絲頭噴嘴一般約為80μ直徑并精心地設計和加工成能使纖維生產(chǎn)最佳化。在現(xiàn)代的纖維生產(chǎn)設備中，可有多達200個噴絲頭，各噴絲頭設有6個噴絲板，每個噴絲板則可具有多達7,000個直徑80μ的噴孔。因此，對把紡絲原液中能堵塞噴絲頭噴孔的顆粒或塊粒過濾出來而言是必不可少的。這樣做的最明顯的情況是要提供一系列遞減篩目尺寸的過濾件，這一系列過濾件的第一過濾件具有最粗網(wǎng)眼(篩目)，而最下游過濾件，即，最接近噴絲頭噴孔的前面的一過濾件具有最小篩目尺寸(在尺寸上小于噴絲頭噴咀的直徑)。篩目越細，過濾件就越有效，但它更可能很快地被堵塞。
已發(fā)現(xiàn)對在使用一系列安裝有遞減篩目大小的過濾件時達到紡絲原液的滿意過濾是做不到的，因為最接近過濾件的上游的最細過濾件易于堵塞并需要經(jīng)常替換和清洗。
此外，由于在噴絲頭的上游將需要大量的過濾件，(每一噴絲頭具有一過濾件)和必須經(jīng)常替換它們，假如它們的篩孔比噴咀(80μ)的直徑要小(得多)，那末達到易于清洗的、滿意的過濾件結構是不可能的。
本發(fā)明的一個目的是為了提供一種纖維素紡絲原液制造過程用的過濾系統(tǒng)，此過濾系統(tǒng)包括按流動順序的若干組過濾件并且易于在不中斷紡絲原液流到加工設備的噴絲頭情況下進行清洗。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種制造溶紡纖維或其它伸長件的紡絲原液過濾系統(tǒng)，其中，使待紡絲的紡絲原液從一供給源經(jīng)過多個過濾件流到一個或一個以上噴絲頭，此噴絲頭具有多個預定直徑的噴絲孔，其特征在于以流動順序的過濾系統(tǒng)包括多個不同孔眼尺寸過濾網(wǎng)體(構件)的過濾組件，一第一過濾組件過濾網(wǎng)件(構件)的氣孔或孔眼尺寸具有所有過濾組件中的最小尺寸，隨該系統(tǒng)以后一個或各個的過濾組件具有可把比由第一過濾組件所濾出的顆粒更大的顆粒濾出的孔眼尺寸，該系列過濾組件的末級過濾組件具有可將至少等于噴絲頭噴孔大小的顆粒濾出的孔眼尺寸。
最好，在紡絲原液的供給源和噴絲頭或各噴絲頭之間至少有三個過濾組件。
最好，第一過濾組件至少包括兩過濾件，它們在從紡絲原液的供供給源到噴絲頭或各噴絲頭的流道中加以并聯(lián)，分流閥裝置可選擇性地操作，以便至少把兩過濾件之一接入流道中和至少把兩過濾件之一從流道中斷開，還包括調(diào)節(jié)紡絲原液流過第一組過濾組件的一個或兩個過濾件流率的裝置，以便當把所選的第一過濾組件的過濾件接入流道或從流道中斷開，可基本上保持第一過濾組件中的紡絲原液的恒定流量。
最好，第一過濾組件包括在待過濾的紡絲原液供給源和濾過的紡絲原液的出口之間并聯(lián)的第一過濾件和第二過濾件，一第一分流閥，該分流閥安置在第一過濾件和第二過濾件的入口上并可選擇地操作以使待過濾的紡絲原液分流到所選的一個或兩個過濾件，一安置在諸過濾件上游的變速泵裝置、一第二分流閥，該分流閥安裝在第一和第二過濾件的出口且可選擇地操作以接受來自所選的一個或兩個過濾件中濾過的紡絲原液的流量并把過濾的紡絲原液輸向過濾紡絲源液的出口、一位于諸過濾件下游的傳感器裝置，可用來監(jiān)測濾過的紡絲原液的流量和可操作的，以便產(chǎn)生流經(jīng)第一過濾件和第二過濾件的過濾的紡絲原液流量的顯示信號，以及對由傳感器裝置所產(chǎn)生的信號響應的裝置，該裝置對控制泵裝置的速度是可操作的，以保持流過第一過濾組件的濾過的紡絲原液的預定流量。
最好，第一過濾組件包括多根管子，這些管子具有一安裝在密封容器中的、由燒結金屬纖維網(wǎng)制成的過濾網(wǎng)體。
最好，第一過濾組件的過濾網(wǎng)體具有可把20μ至30μ范圍內(nèi)的顆粒濾出的孔眼尺寸。
最好，未級過濾組件的過濾網(wǎng)具有可把70μ至80μ之間的顆粒濾出的孔眼尺寸。
在有一個或多個中間過濾組件的場合下，一個或多個中間過濾組件的過濾網(wǎng)體具有把30μ至40μ范圍內(nèi)的顆粒濾出的孔眼尺寸。
在本發(fā)明的最佳實施例中，噴絲頭噴孔的直徑是在70μ至80μ的范圍內(nèi)，一第一過濾組件具有可把20μ至30μ之間的顆粒濾出的孔眼尺寸，一位于第一過濾組件的下游的第二過濾組件的具有可把30μ至40μ之間的顆粒濾出的孔眼尺寸和一位于第二過濾組件下游的第三過濾組件具有可把小于80μ的顆粒過濾出的孔眼尺寸。
本發(fā)明現(xiàn)將通過實例的方法并結合附圖進一步加以說明。


圖1示意地表示一使用根據(jù)本發(fā)明所構成的紡絲原液過濾系統(tǒng)的溶紡纖維素纖維的設備。
圖2十分詳細地表示在圖1所示設備中的第一過濾組件的一個濾清元件。
第3十分詳細地表示在圖1所示的設備中的末級過濾組件之一。
參閱圖1，含有溶解在按重量計氧化胺(4-甲基嗎啉-4-氧化物)76％至78％的水溶液中的木漿的紡絲原液是從容器10經(jīng)膜式擠濾(filmtruder)器11和容器12供給到進料泵13的入口，該進料泵則將紡絲原液供給予一系列過濾器的第一過濾組件15。進料泵13是一變速泵，它在過濾組件15的出口上以預定泵抽速度輸出預定的紡絲原液量(容量)。
參閱圖2，過濾組件15的每個濾清元件16包括一安裝在頂板17的一端上的管狀濾清件。每個濾清元件管16的一端18被封閉且管16的周壁含有一由燒結不銹鋼金屬絲網(wǎng)構成的多孔過濾網(wǎng)體(構件)，網(wǎng)是沿著管的長度方向縱向地編織成的。頂板17裝配在形成一密封室的過濾容器19(見圖1)內(nèi)。濾清元件16的過濾網(wǎng)體(構件)具有20μ至30μ之間(最好20μ)的孔眼尺寸并要求網(wǎng)體(構件)將紡絲原液中的大于20μ的顆粒和塊粒濾出。
通過過濾組件15的紡絲原液由第二泵20(稱為紡絲進給泵)加以抽送到一些第二過濾組件21(僅詳細地示出其中之一)。各第二過濾組件21具有與過濾組件15類似的結構，但在各第二過濾組件中所使用的燒結不銹鋼金屬絲網(wǎng)21a具有約30μ至40μ(最好40μ)的孔眼尺寸，這種網(wǎng)可將40μ或大于40μ的顆粒或塊粒過濾出來。
通過將各過濾組件21的紡絲原液供給予若干噴絲頭22。在新式設備中有達200紡絲頭之多，每個噴絲板具有若干噴絲板22(a)。每塊噴絲頭板具有多達7,000個在其中形成直徑70μ至80μ的喇叭形噴絲頭噴孔22(b)。
最接近于各噴絲頭22的噴孔22(b)的上游是一末級過濾組件23，此末級過濾組件包括一由兩燒結不銹鋼網(wǎng)篩23(a)制成的過濾網(wǎng)體(構件)，網(wǎng)體(構件)是由有孔的板23(b)支承的。過濾組件23的孔眼尺寸約為70μ至80μ的且可把大于70μ的顆?；驂K粒從紡絲原液中過濾出(來)。過濾組件1 5和21是由燒結一起的抽樣長度(短纖長度)不銹鋼纖維制成，以形成一相當厚的網(wǎng)(同過濾組件23的網(wǎng)孔的厚度比較)，并且可比過濾組件23更有效地攔住污物。但是，過濾組件15具有精確孔眼尺寸且有效地把30μ的顆粒過濾出來。
紡絲纖維通過噴絲頭噴咀孔被擠壓入紡絲槽24中，在該紡絲槽中可從纖維中浸出溶劑并可用水洗滌纖維。紡絲纖維被聚集在一起并穿過一清洗區(qū)25和一干燥箱26。
來自紡絲槽24中的廢氧化胺水溶液經(jīng)過過濾件27和離子交換器28而返回到容器10，而水則可使用蒸發(fā)器29加以蒸發(fā)。
由此可見安置在紡絲原液供給(容器)10和各噴絲頭22之間的本發(fā)明的過濾系統(tǒng)以流動順序包括第一過濾組件15、第二過濾組件21之一和第三過濾組件23之一。三個過濾組件15、21、23之間，各第一過濾組件15的過濾網(wǎng)體(構件)具有最細孔眼尺寸(20μ)，各第三過濾組件的每個過濾件23的過濾網(wǎng)體(構件)具有最粗的孔眼尺寸(70μ至80μ)。各中間過濾組件21的過濾網(wǎng)體(構件)具有約為40的孔眼尺寸。這是系統(tǒng)通常要求的顛倒順序。不過，已發(fā)現(xiàn)因帶有細孔眼尺寸的少數(shù)大容器過濾組件15可被用來過濾大部份的紡絲原液并可在不中斷紡絲原液的流動情況下易于加以變換，所以是很有益的。在另一方面，大量的過濾組件23，在三種過濾組件15、21、23中是具有最粗的孔眼尺寸的一種，很少能被阻塞，因而很少需要經(jīng)常替換。另外，單獨的噴絲頭22可通過隔離閥40的設置而加以隔離以便于替換過濾組件而無需中斷整個纖維的生產(chǎn)。類似地，隔離閥41可設置在各過濾組件21的上游，以便能取下和清洗所選過濾組件21而不中斷紡絲原液流動到另一些過濾組件21中。
參閱圖1，可以看到所示的第一過濾組件15基本上為兩并列布置的過濾件15a和15b，除了在更換組件時，通常每次只有兩并列的的過濾件之一是直接連接在系統(tǒng)內(nèi)。作為下列說明，可以假定在線過濾件由15a所示，另一過濾件15b是“備用”的。一分流閥30處在紡絲原液進料泵13的出口側，該分流閥可手工操作選擇性地從100％的紡絲原液流量(流率)流過過濾件15a的第一位置變換到100％紡絲原液的流量通過過濾件15b的第二位置。在閥30的中間位置上時，使通向過濾件15a和15b的流量相稱。
第一過濾組件15的出口經(jīng)一第二分流閥31與紡絲進料泵20的公用入口連接。紡絲進料泵20是一恒容量泵它按一恒定速度運行以將均勻流動速率的紡絲原液供給予各噴絲頭22。
一壓力傳感器和變換器32設置在紡絲進料泵20的入口并通過一速度控制電路33來操作以控制紡絲原液進料泵13的速度，以便保持通向紡絲進料泵20入口的紡絲原液的恒定流量。換句話說，當在線的(聯(lián)機)過濾件15a開始被阻塞時，在泵20的入口壓力勢必會下降，而控制電路33啟動以增加紡絲進料泵13的速度，從而能使壓力回復并使泵20的入口側上的流率保持恒定。
若穿過過濾件15a的壓力降達到預定值，此值表示在線的過濾件受到太大的阻塞以致不能完全地連續(xù)工作，過濾件15a和15b將以下列方式加以變換。
過濾件15b的新的、清潔的濾清元件16被裝配在它們各自容器19中，且將分流閥30加以啟動，因而可將一些紡絲原液轉(zhuǎn)移入新的、清潔的過濾件15b中。在紡絲原液注滿容器時，啟動一放氣閥34以從容器19中放出所有空氣。打開閥30以灌注備用過濾器15b會引起橫過過濾件15a的輕微壓力降，該壓力降可由傳感器和變換器32加以檢測到。為補償壓力降，可稍微減低紡絲進料泵20的速度，以便紡絲產(chǎn)品的產(chǎn)量通過分流到新的過濾件中溶劑量得以減少，而同時使進料泵13的速度保持不變。另一方面，泵13可通過控制電路稍作加速以補償備用過濾件15b的充填和使紡絲進料泵保持恒速。
當用紡絲原液完全地充滿過濾件15b和把所有空氣從其容器19中排出后，關閉放氣閥34，逐漸地打開分流閥31以把過濾件15b連接到泵20，同時將分流閥30打開，因而將紡絲原液的供給從堵塞的過濾件15a轉(zhuǎn)移到新的過濾件15b。當完成上述操作，泵13的速度可在壓力控制電路33的控制下得到調(diào)節(jié)以保持紡絲原液流向泵的恒定流動速率。在使泵20減慢速度來補償紡絲原液轉(zhuǎn)移到過濾件15b的情況下，使泵20加速以使紡絲原液流向噴絲頭的流量恢復到早先的生產(chǎn)程度。將堵塞的過濾件15a的容量流盡，于是為了清洗而能將它從設備中取下。
在圖1所述的設備中，第二過濾件21不是成雙聯(lián)式的，不隔離(斷開)由過濾件21所供料的噴絲頭因此是不能替換的。不過，如需要話，各第二過濾組件21可包括兩個類似于過濾組件15所示的過濾件和一些與在第一過濾組件15中所使用的閥30、31類似的閥(未示出)?？梢砸酝y30、31一樣的方式使用和操縱這些閥，從而使紡絲頭原液通過堵塞的過濾件21的流動轉(zhuǎn)移為其通過第二新過濾件21的流動。另一方面，為控制各泵20的速度，可提供一壓力傳感器和控制電路(未示出)，以便在替換過濾組件21時補償任何穿過過濾組件21的壓力降。
權利要求
1.一種制造溶紡纖維或其它細長件的紡絲原液過濾系統(tǒng)，其中，使待紡絲的紡絲原液從一供給源經(jīng)過多個過濾件流到一個或一個以上噴絲頭，此噴絲頭具有多個預定直徑的噴絲頭噴孔，其特征在于以流動順序的過濾系統(tǒng)包括多個不同孔眼尺寸過濾網(wǎng)體的過濾組件(15、21、23)，一第一過濾組件(15)過濾網(wǎng)體的孔眼尺寸為所有過濾組件中最小尺寸的，該系列的以后的、或各以后的過濾組件(21、23)具有可把比由第一過濾組件(15)所濾出顆粒更大的顆粒濾出的孔眼尺寸，該系列過濾組件的末級過濾組件(23)具有可將至少等于噴絲頭噴孔(22b)大小的顆粒濾出的孔眼尺寸。
2.根據(jù)權利要求1所述的紡絲原液過濾系統(tǒng)，其特征在于在紡絲原液的供給源(10、11、12)和噴絲頭各噴絲頭(22)之間至少有三個過濾組件(15、21、23)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的紡絲原液過濾系統(tǒng)，其特征在于第一過濾組件(15)至少包括兩過濾件(15a、15b)，它們在從紡絲原液的供給源(10、11、12)到噴絲頭或各噴絲頭(22)的流道中加以并聯(lián)，分流閥裝置(30)可選擇地操作，以便至少把過濾件(15a、15b)之一接入流道中和至少把過濾件(15a、15b)之一從流道中斷開，還包括調(diào)節(jié)流過一個或兩個第一組濾組件的過濾件的紡絲原液流率的裝置，以便當把所選的第一過濾組件(15)的過濾件(15a，15b)接入流道或從流道中斷開，可基本上保持第一過濾組件(15)中的紡絲原液的恒定流量。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的紡絲原液過濾系統(tǒng)，其特征在于第一過濾組件(15)包括在待過濾的紡絲原液供給源(10、11、12)和濾過的紡絲原液的出口之間并聯(lián)的第一過濾件(15a)和第二過濾件(15b)，一安置在第一過濾件(15a)和第二過濾件(15b)的入口的第一分流閥(30)，它可選擇地操作以使待過濾的紡絲原液分流到所選的一個或兩個過濾件(15a、15b)中，一安置在諸過濾件上游的變速泵裝置(13)、一第二分流閥(31)，該分流閥安裝在第一和第二過濾件(15a、15b)的出口且可選擇地操作以接受從所選的一個或兩個過濾件中濾過的紡絲原液的流量并把過濾的紡絲原液輸向過濾紡絲原液的出口、一位于過濾件(15a、15b)下游的傳感器裝置(32)，可用來監(jiān)測過濾的紡絲原液的流量和可操作的，以便產(chǎn)生濾過的紡絲原液流過第一過濾件(15a)和第二過濾件(15b)的流量顯示信號，以及對由傳感器裝置(32)所產(chǎn)生的信號響應的裝置(33)，該裝置對控制泵裝置(20)的速度是可操作的，以保持濾過的紡絲原液流過第一過濾組件的預定流量。
5.根據(jù)前述權利要求的任一項所述的紡絲原液過濾系統(tǒng)，其特征在于第一過濾組件(15)包括多根管子(16)，這些管子具有一安裝在密封容器(19)中的、由燒結金屬纖維網(wǎng)制成的過濾網(wǎng)體。
6.根據(jù)前述權利要求的任一項所述的紡絲原液過濾系統(tǒng)，其特征在于第一過濾組件(15)的過濾網(wǎng)體具有可把20μ至30μ范圍內(nèi)的顆粒過濾出的孔眼尺寸。
7.根據(jù)前述權利要求的任一項所述的紡絲原液的過濾系統(tǒng)，其特征在于末級過濾組件(23)的過濾網(wǎng)體具有可把70μ至80μ之間的顆粒過濾出的孔眼尺寸。
8.根據(jù)前述權利要求的任一項所述的紡絲原液的過濾系統(tǒng)，其特征在于有一個或多個中間過濾組件(21)以及具有可把30μ至40μ范圍內(nèi)的顆粒濾出的孔眼尺寸的過濾網(wǎng)體。
9.根據(jù)前述權利要求的任一項所述的紡絲原液的過濾系統(tǒng)，其特征在于噴絲頭噴孔(22b)的直徑是在70μ至80μ的范圍內(nèi)，一第一過濾組件(15)具有可把20μ至30μ之間的顆粒過濾出的孔眼尺寸，一位于第一過濾組件15的下游的第二過濾組件21，具有可把30μ至40μ之間的顆粒過濾出的孔眼尺寸和一位于第二過濾組件(21)的下游的第三過濾組件(23)具有可把小于80μ的顆粒過濾出的孔眼尺寸。
10.根據(jù)前述權利要求的任一項所述的紡絲原液過濾裝置，其特征在于第一過濾組件(15)構成容積(bulk)過濾件，而其它過濾組件(21，23)構成在容積過濾件和噴絲頭(22)之間的線路(line)過濾件。
全文摘要
一種制造溶紡纖維或其它組長件的紡絲原液過濾系統(tǒng)，包括過濾件、噴絲頭、噴絲嘴，其中按流動順序的過濾系統(tǒng)包括多個不同孔眼尺寸過濾網(wǎng)體的過濾組件，第一過濾組件過濾網(wǎng)體的孔眼尺寸為所有過濾組件中的最小尺寸，以后的過濾組件具有比由第一過濾組件所濾出的顆粒更大的濾出顆粒要的孔眼尺寸，該系列過濾組件的末級過濾組件具有可將至少等于噴絲頭噴孔大小的顆粒濾出的孔眼尺寸以大幅度提高過濾效率。
文檔編號B01D29/60GK1124505SQ9419225
公開日1996年6月12日 申請日期1994年5月20日 優(yōu)先權日1993年5月28日
發(fā)明者加里·愛德華·喬治·格雷 申請人:考脫沃茲纖維(控股)有限公司