Spinneret cleaning system

Abstract

Systems and method for cleaning a spinneret are provided, in which the system includes a housing for a spray zone and / or an ultrasonic bath zone as well as a water source, and optionally a dry ice source for removing fouling or other debris from a spinneret.

Description

SPINNERET CLEANING SYSTEMTECHNICAL FIELD

[0001] Embodiments of the presently-disclosed invention relate generally to spinneret cleaning system and methods of cleaning a spinneret, in which the systems and methods provide a generally automated approach to cleaning a fouled spinneret, such as a meltblown spinneret, spunbond spinneret, etc. ) .BACKGROUND

[0002] In the processes utilized in the formation of fibers, such as meltblown and spunbond fibers, a spinneret is one key component to spinning quality. A spinneret may generally comprise one or more metal plates that include orifices comprising capillaries through which polymer is extruded to form filaments or other fibers. A fouled or otherwise dirty spinneret may lead to loss of materials (e.g., unnecessary waste or scrap materials) , customer complaints, and uptime loss. For instance, fouling of the spinneret may induce the formation of globules or “melt shot” of polymer that renders the resulting nonwoven unfit for commercial use or sale.

[0003] Accordingly, the manufacturing line must be temporarily shut down and the spinneret is required to be cleaned according to a planned downtime. The traditional approach to cleaning the spinneret entails removing the spinneret from the manufacturing line and manually wash the spinneret with high pressure water and / or manually removing partial and / or complete clogs located within the orifices. This approach unfortunately requires a significant amount of time by at least one worker and is associated with an inherent safety risk due.

[0004] Accordingly, there remains a need in the art for systems and methods for cleaning a spinneret that provides a more efficient, safe, and / or thorough means for cleaning a fouled or otherwise dirty spinneret.SUMMARY OF INVENTION

[0005] One or more embodiments of the invention may address one or more of the aforementioned problems. Certain embodiments according to the invention provide a spinneret (e.g., a meltblown spinneret, a spunbond spinneret, etc. ) cleaning system. The system may include a housing having a length in an x-direction, a width in a y-direction, and a height in a z-direction, in which the housing comprises a spray zone and an ultrasonic bath zone. The spray zone and the ultrasonic bath zones may be overlapping (e.g., partially or completely) with each other or the ultrasonic bath zone may be located below the spray zone in the z-direction. The ultrasonic batch zone includes one or more ultrasonic vibration generators. The system may also include one or more securing mechanisms each having an engaged state and an unengaged state, wherein the one or more securing mechanisms are configured to accept and secure a spinneret therein. The system also has a spray system located inside the housing and includes: (a) a location control component configured to translate along the x-direction of the housing; (b) at least one medium-supply channel mounted to the location control component via a respective channel-mount that is configured to translate along the z-direction; and (c) a respective spray nozzle terminally located on the at least one medium-supply channel. A water source (e.g., water line or water tank) may be operatively connected to the at least one medium-supply channel for the discharge of water from at least one of the respective spray nozzle (s) . The system may also include a computer processor operatively connected to and configured to control the position and movement of the location control component and the respective channel-mount, as well as being operatively connected to a water supply pump and configured to control a flow of a quantity of water from the water source through the at least one medium-supply channel, and discharged from the respective spray nozzle.

[0006] In yet another aspect, certain embodiments of the invention provide a method of cleaning a spinneret, comprising the following: (i) providing a spinneret cleaning system as described and disclosed herein; (ii) loading a spinneret having an initial fouling level into the housing and securing the spinneret via the one or more securing mechanisms, wherein the spinneret includes a plurality of orifices extending through a thickness of the spinneret and the plurality of orifices are substantially oriented along the y-direction of the housing upon being secured via the one or more securing mechanisms; (iii) impacting a first face and / or a second face of the spinneret with pressurized water from the water source according to a water-spraying schedule, wherein the water-spraying schedule defines a water-spray pattern configured to subject from 70%to 100%of the first face and / or second face of the spinneret to pressurized water; (iv) collecting the pressurized water from step (iii) in the ultrasonic bath zone and / or filling the water bath zone with fresh water, wherein the ultrasonic bath zone has a water level sufficient to cover from 70%to 100%of the spinneret; (v) subjecting the spinneret to ultrasonic vibration according to a ultrasonic-cleaning schedule, wherein the ultrasonic-cleaning schedule defines a total time that the spinneret is subject to ultrasonic vibration; and (vi) removing the spinneret from the housing, wherein the spinneret has a final fouling level that is less than the initial fouling level. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING (S)

[0007] The invention now will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which some, but not all embodiments of the invention are shown. Indeed, this invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein; rather, these embodiments are provided so that this disclosure will satisfy applicable legal requirements. Like numbers refer to like elements throughout, and wherein:

[0008] Figure 1 is a schematic of a system in accordance with certain embodiments of the invention;

[0009] Figure 2 is a schematic of a top view of the system of Figure 1;

[0010] Figure 3A-3B are schematics of a spray system as part of the spinneret cleaning system illustrated in Figure 1;

[0011] Figure 4 shows an ultrasonic vibration generator in accordance with certain embodiments of the invention;

[0012] Figure 5 shows the inside of a system illustrating the spray system, securing mechanisms, and the ultrasonic bath zone in accordance with certain embodiments of the invention;

[0013] Figure 6 is an expanded view of the spray nozzles in accordance with certain embodiments of the invention;

[0014] Figure 7A shows a spinneret actively being impacted at a first location by pressurized water jets from each side in accordance with certain embodiments of the invention;

[0015] Figure 7B shows the spinneret actively being impacted by pressurized water jets from each side at a second location in accordance with certain embodiments of the invention;

[0016] Figure 8 shows the spinneret from Figures 7A-7B submerged in water and being subjected to ultrasonic cleaning in accordance with certain embodiments;

[0017] Figure 9 illustrates one spray pattern in accordance with certain embodiments; and

[0018] Figure 10 illustrates another spray pattern in accordance with certain embodiments.

[0019] Figure 11 shows a fouled spinneret including a plurality of orifices in accordance with certain embodiments of the invention.

[0020] Figure 12 shows a close-up of the spinneret of Figure 11 after cleaning, in which the layer of fouling has been removed in accordance with certain embodiments of the invention.DETAILED DESCRIPTION

[0021] The invention now will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which some, but not all embodiments of the invention are shown. Indeed, this invention may be embospinneretd in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein; rather, these embodiments are provided so that this disclosure will satisfy applicable legal requirements. As used in the specification, and in the appended claims, the singular forms “a” , “an” , “the” , include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

[0022] The presently-disclosed invention relates generally to systems and methods for the cleaning of a spinneret that provides a timely, safe, and effective cleaning of a fouled or otherwise dirty spinneret. The systems and methods disclosed and described herein may provide a means for the cleaning of a fouled spinneret in an automated manner. In this regard, a single operator may use a crane or other such device to load a spinneret to be cleaned within a housing of the system and select a variety of cleaning modes and features at, for example, a user interface that is operably connected to a computer processor configured to receive inputs, such as instructions pertaining to the cleaning modes and features thereof (e.g., time, pressure, etc. ) , and control the various elements of the cleaning system to ensure cleaning of the spinneret. In this regard, the system may be automated such that an operator need not be present during the duration of the cleaning time of the spinneret. Accordingly, certain embodiments of the invention provide a means for cleaning a spinneret in accordance with an operator-desired protocol, which can be varied as desired, without the manual labor traditionally associated with such a task. Moreover, the operator is not exposed to the high pressure spraying used to remove fouling from the spinneret.

[0023] Certain embodiments according to the invention provide a spinneret (e.g., a meltblown spinneret, a spunbond spinneret, etc. ) cleaning system. The system may include a housing having a length in an x-direction, a width in a y-direction, and a height in a z-direction, in which the housing comprises a spray zone and an ultrasonic bath zone. The spray zone and the ultrasonic bath zones may be overlapping (e.g., partially or completely) with each other or the ultrasonic bath zone may be located below the spray zone in the z-direction. The ultrasonic batch zone includes one or more ultrasonic vibration generators. The system may also include one or more securing mechanisms each having an engaged state and an unengaged state, wherein the one or more securing mechanisms are configured to accept and secure a spinneret therein. The system also has a spray system located inside the housing and includes: (a) a location control component configured to translate along the x-direction of the housing; (b) at least one medium-supply channel mounted to the location control component via a respective channel-mount that is configured to translate along the z-direction; and (c) a respective spray nozzle terminally located on the at least one medium-supply channel. A water source (e.g., water line or water tank) may be operatively connected to the at least one medium-supply channel for the discharge of water from at least one of the respective spray nozzle (s) . The system may also include a computer processor operatively connected to and configured to control the position and movement of the location control component and the respective channel-mount, as well as being operatively connected to a water supply pump and configured to control a flow of a quantity of water from the water source through the at least one medium-supply channel, and discharged from the respective spray nozzle.

[0024] In accordance with certain embodiments of the invention, the water source may comprise a tank located separately from the housing or located below the ultrasonic bath zone and within or as part of the housing. In embodiments including the water tank located as part or within the housing, the housing may be configured to be moveable, such as by a forklift. For example, the housing may be located on top of a skid, which may be engaged and moved by a forklift and / or a crane. In this regard, the entire system may be provided as a single package that may be portable from one location to another (e.g., within a work site or among different work sites) . In accordance with certain embodiments of the invention, the water source may comprise a water line.

[0025] The water source, regardless of the nature of the source, may be operatively connected to one or more of the at least one medium-supply channel mounted to the location control component via respective channel-mount (s) . For example, the water source may be connected, such as by a connection network, to the medium-supply channel (s) via a network of pipes and / or hoses and / or liquid pump (e.g., a pump driven by a variable frequency drive that may control the flow rate of the fluid by varying the frequently of the drive ) . The connection network may include one or more control valves, one or more binary valves, one or more fluid meters that may measure flowrate and / or total flow volume, and / or pressure relief valves. In accordance with certain embodiments of the invention, the connection network may also include a by-pass route to supply water directly into the ultrasonic bath zone. For instance, the connection network may be manipulated, such as via valve selection, to by-pass the at least one medium-supply channel (s) and directly add water to the ultrasonic bath zone.

[0026] In accordance with certain embodiments of the invention, the housing includes an open top configured for the insertion of the spinneret into the housing. As noted above, for example, a crane or other similar device may be used to hoist and lower the spinneret into the housing for cleaning. The one or more securing mechanisms, such as noted above may each have an engaged state and an unengaged state, can receive the spinneret and secure the spinneret in place. For instance, the spinneret may be received by the one or more securing mechanisms while they are in an unengaged or open state following by powering the one or more securing mechanisms to more to an engaged or closed state, in which the securing mechanisms may clamp the spinneret into a stationary state. Afterwards, the crane can be disconnected from the spinneret and removed.

[0027] The one or more securing mechanisms, for example, may each comprise a pair of opposing engagement bumpers, wherein the pair of opposing engagement bumpers define a first distance therebetween while in the engaged state and a second distance therebetween while in the unengaged state, wherein the first distance is less than the second distance. Additionally or alternatively, the one or more securing mechanisms may hydraulically or pneumatically powered to switch between the engaged and unengaged state.

[0028] In accordance with certain embodiments of the invention, the system may include a a support carriage located in the ultrasonic bath zone and extending along at least a portion of the length of the housing, wherein the support carriage is configured to support the weight of the spinneret. The support carriage, for example, may be located centrally along the width of the housing frame and located at a mid-point between the first distance between opposing engagement bumpers.

[0029] In accordance with certain embodiments of the invention, the housing may have an interior compartment including the ultrasonic bath zone. The ultrasonic bath zone, for instance, may have a length from about 3 to about 5.5 meters, such as at least about any of the following: 3, 3.2, 3.5, 3.8, 4, 4.2, 4.4, and 4.5 meters, and / or at most about any of the following: 5.5, 5.2, 5, 4.8, 4.6, and 4.5 meters. Additionally or alternatively, the ultrasonic bath zone may have a width from about 0.3 to 1.8 meters, such as at least about any of the following: 0.3, 0.5, 0.6, 0.8, and 1 meters, and / or at most about any of the following: 1.8, 1.6, 1.5, 1.4, 1.2, and 1 meters. Additionally or alternatively, the ultrasonic bath zone may have a height from about 0.3 to 1 meter, such as at least about any of the following: 0.3, 0.4, 0.5, and 0.6 meters, and / or at most about any of the following: 1, 0.9, 0.8, 0.7, and 0.6 meters.

[0030] In accordance with certain embodiments of the invention, the one or more ultrasonic vibration generators may comprise from about 1 to about 12 individual ultrasonic vibration generators located about an internal circumference of the ultrasonic bath zone, such as at least about any of the following: 1, 2, 3, 4, 5, and 6 individual ultrasonic vibration generators, and / or at most about any of the following: 12, 11, 10, 9, 8, 7, and 6 individual ultrasonic vibration generators. By way of example, each of the individual ultrasonic vibration generators may independently from each other emit ultrasonic waves having an average frequency from about 28 to about 300 kHz, such as at least about any of the following: 28, 30, 32, 35, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 60, 80, and 100 kHz, and / or at most about any of the following: 300, 280, 260, 250, 240, 230, 220, 200, 180, 160, 150, 140, 120, and 100 kHz.

[0031] As noted above, the spray system includes a location control component that can be moved along the x-direction of the housing to consequently move the relative location of the respective spray nozzle (s) for the discharge of pressurized water, dry ice, and / or air. For example, the location control component may be translatably mounted above the ultrasonic bath zone, wherein a servo motor may be operably connected to the location control component to initiate translation of the location control component along the x-direction (e.g., back and forth along the x-direction) . By way of example, the location control component may be mounted within or on a pair of tracks located on opposing sides of the housing, wherein the pair of tracks extend along the x-direction of the housing. In accordance with certain embodiments of the invention, the location control component that can be moved along at least about 60%of the length of the housing, such as at least about any of the following: 60, 70, and 80%of the length of the housing, and / or at most about any of the following: 100, 95, 90, 85, and 80%of the length of the housing.

[0032] In accordance with certain embodiments of the invention, the at least one medium-supply channel mounted to the location control component via the respective channel-mount may also configured to translate along the y-direction. In this regard, the at least one medium-supply channel mounted to the location control component via the respective channel-mount may be configured to translate both in the z-direction and the y-direction, such as by respective drive motor and / or belts. The ability to translate in both the z-direction and the y-direction enables the respective water nozzle (s) to be selectively positioned over an entire first and / or second opposing surfaces of a spinneret to be cleaned.

[0033] The at least one medium-supply channel, for example, may comprise a first pair of opposing medium-supply channels each including a respective spray nozzle oriented substantially towards each other. In this regard, the first pair of medium-supply channels each including a respective spray nozzle may simultaneously spray, for example, pressurized water onto opposing sides of a spinneret to be cleaned. In accordance with certain embodiments of the invention, the at least one medium-supply channel comprises a second pair of opposing medium-supply channels each including a respective second spray nozzle oriented substantially towards each other. The respective second spray nozzles of the second pair of opposing medium-supply channels may be located substantially parallel to the respective spray nozzles associated with the first pair of medium-supply channels. By way of example, the first pair of opposing medium-supply channels may be in operative communication with the water source, and the second pair of opposing medium-supply channels may be in operative communication with dry ice source, such as for impacting the spinneret with particulates of dry ice carried by a pressurized gaseous medium. The dry ice source, for example, may be a dry ice machine and / or system. For instance, dry ice (e.g., solid carbon dioxide) may be purchased or produced on site by expanding liquid carbon dioxide to form a “snow” followed by compressing and extruding the “snow” through an extruder plate to form dry ice particles or pellets. The dry ice may be used upon formation or stored for subsequent use. The dry ice may entrained and conveyed via a pressurized gas, such as compressed air, to one or more spray nozzles of the spray system such that the dry ice particles impinge upon a spinneret to be cleaned. By way of example only, the dry ice particles may have an average diameter of from about 0.05 to 3 mm, such as at least about any of the following: 0.05, 0.08, 0.1, 0.15, 0.2, 0.5, 1, and 1.5 mm, and / or at most about any of the following: 3, 2.5, 2, and 1.5 mm. The average size of the dry ice particles may be varied depending upon the diameters of the orifices of a spinneret being cleaned. By way of example only, dry ice having an average diameter of about 0.1 mm can hit and pass through, for example, 0.15 micro-pores  / orifices of a spinneret to ensure cleaning throughout the depth of the orifices.

[0034] In accordance with certain embodiments of the invention, water discharged from the respective spray nozzles may be collected in the ultrasonic bath zone. In this regard, the pressurized water utilized for spraying the surfaces of the spinneret may be maintained in the ultrasonic bath zone and used in a subsequent ultrasonic cleaning step. Additionally or alternatively, the ultrasonic bath zone includes a drain outlet for the selective draining of water from the ultrasonic bath zone. In this regard, the water discharged from the respective spray nozzles may be drained and fresh water may be utilized in a subsequent ultrasonic cleaning step.

[0035] Figure 1 is a schematic of a system in accordance with certain embodiments of the invention. For instance, Figure 1 illustrates a spinneret cleaning system 1 that include a housing 10 having a length in an x-direction, a width in a y-direction, and a height in a z-direction, in which the housing comprises a spray zone 12 and an ultrasonic bath zone 20. The spray zone and the ultrasonic bath zones may be overlapping (e.g., partially or completely) with each other or the ultrasonic bath zone may be located below the spray zone in the z-direction. The ultrasonic batch zone 20 includes one or more ultrasonic vibration generators 24. The system 1 may also include one or more securing mechanisms 30 (shown in Figure 2) each having an engaged state and an unengaged state, wherein the one or more securing mechanisms are configured to accept and secure a spinneret therein. The system also has a spray system 60 located inside the housing 10 and includes: (a) a location control component 50 configured to translate along the x-direction of the housing; (b) at least one medium-supply channel 80 mounted to the location control component via a respective channel-mount that is configured to translate along the z-direction; and (c) a respective spray nozzle 90 terminally located on the at least one medium-supply channel. A water source (e.g., water line or water tank) 120 may be operatively connected to the at least one medium-supply channel for the discharge of water from at least one of the respective spray nozzle (s) . The system may also include a computer processor 150 operatively connected to and configured to control the position and movement of the location control component and the respective channel-mount, as well as being operatively connected to a water supply pump 123 and configured to control a flow of a quantity of water from the water source through the at least one medium-supply channel, and discharged from the respective spray nozzle. A user interface 154 may be operatively connected to the computer processor for the input of directions for operation. Figure 2 is a schematic of a top view of the system of Figure 1, and illustrates the bottom floor of the ultrasonic bath zone 20 as well and the ultrasonic vibration generators 24. Figure 2 also illustrates the securing mechanisms 30 in an engaged state and clamped onto and securing a spinneret 200. The securing mechanisms 30 each include a pair of opposing engagement bumpers 32, 34 that physically engage the spinneret 200. Figure 2 also illustrates the location of a servo motor 52 that drives the movement of the location control component 50 back and forth along the x-direction of the housing. The location control component may translate across opposing rails and tracks 59A, 59B located on opposite sides of the housing 10.

[0036] Figure 3A-3B are schematics of the spray system 50 including the location control component 60, medium-supply channels 80 mounted on the location control component via respective channel-mounts 82, and spray nozzles 90 oriented inwardly toward opposing nozzles to ensure fluid contact with each side of a spinneret. Figure 3B illustrates a drive motor 83 and drive belt 85 that can adjust the gap between the two channel-counts 82 (as illustrated by the two arrows in Figure 3B. Figure 4 shows an ultrasonic vibration generator 24 in accordance with certain embodiments of the invention, wherein the image on the left side illustrates the exterior portion that would be in contact with water and the image to the right shows the internal components.

[0037] Figure 5 shows the inside of a system 1 illustrating the spray system 60, securing mechanisms 30, and the ultrasonic bath zone 20 including a plurality of ultrasonic vibration generators 24in accordance with certain embodiments of the invention. Figure 5 illustrates that the medium-supply channels 80 as well as any electrical connections / wiring may be housed within a flexible arm 55 that freely moves upon movement of the location control component 60. Figure 6 is an expanded view of the spray nozzles 90 discharging water in accordance with certain embodiments of the invention.

[0038] Figure 7A shows a spinneret 200 actively being impacted at a first location by pressurized water jets from each side in accordance with certain embodiments of the invention, while Figure 7B shows the spinneret actively being impacted by pressurized water jets from each side at a second location in accordance with certain embodiments of the invention. Figure 8 shows the spinneret 200 from Figures 7A-7B submerged in water 210 and being subjected to ultrasonic cleaning in accordance with certain embodiments.

[0039] In yet another aspect, certain embodiments of the invention provide a method of cleaning a spinneret, comprising the following: (i) providing a spinneret cleaning system as described and disclosed herein; (ii) loading a spinneret having an initial fouling level into the housing and securing the spinneret via the one or more securing mechanisms, wherein the spinneret includes a plurality of orifices extending through a thickness of the spinneret and the plurality of orifices are substantially oriented along the y-direction of the housing upon being secured via the one or more securing mechanisms; (iii) impacting a first face and / or a second face of the spinneret with pressurized water from the water source according to a water-spraying schedule, wherein the water-spraying schedule defines a water-spray pattern configured to subject from 70%to 100%of the first face and / or second face of the spinneret to pressurized water; (iv) collecting the pressurized water from step (iii) in the ultrasonic bath zone and / or filling the water bath zone with fresh water, wherein the ultrasonic bath zone has a water level sufficient to cover from 70%to 100%of the spinneret; (v) subjecting the spinneret to ultrasonic vibration according to a ultrasonic-cleaning schedule, wherein the ultrasonic-cleaning schedule defines a total time that the spinneret is subject to ultrasonic vibration; and (vi) removing the spinneret from the housing, wherein the spinneret has a final fouling level that is less than the initial fouling level.

[0040] In accordance with certain embodiments of the invention, the step of impacting a first face and / or a second face of the spinneret with pressurized water according to the water-spraying schedule, which may be input by a user via a user interface and controlled by the computer processor, may comprise (i) a total time of from 5 to about 600 minutes, such as at least about any of the following: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, and 120 minutes, and / or at most about any of the following: 600, 580, 550, 520, 500, 480, 450, 420, 400, 380, 350, 320, 300, 280, 250, 220, 200, 180, 150, and 120 minutes; and / or (ii) a total volume of water from about 5 to about 150 m3, such as at least about any of the following: 5, 10, 15, 20, 30, 40, and 50 m3, and / or at most about any of the following: 150, 120, 100, 80, 60, and 50 m3; and / or (iii) a pressure from about 30 to about 300 psig, such as at least about any of the following: 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, and 150 psig, and / or at most about any of the following: 300, 280, 260, 250, 240, 220, 200, 180, 160, and 150 psig. Additionally or alternatively, the spray pattern may not be particularly limited as long as each of the orifices is sufficiently impacted with the pressurized water. Non-limiting example spray patterns are illustrated in Figures 9 and 10.

[0041] The method may also include a step of impacting the first face and / or the second face of the spinneret with pressurized dry ice particulates carried by a gaseous medium according to a dry ice-cleaning schedule, which may be input by a user via a user interface and controlled by the computer processor, subsequent to subjecting the spinneret to ultrasonic vibration. For example, the dry ice-cleaning schedule may define a dry ice-impact pattern configured to subject from 70%to 100%of the first face and / or second face of the spinneret to pressurized dry ice particulates. Additionally or alternatively, the spray pattern for the dry ice cleaning may not be particularly limited as long as each of the orifices is sufficiently impacted with the pressurized dry ice. Non-limiting example spray patterns are illustrated in Figures 9 and 10.

[0042] In accordance with certain embodiments of the invention, the step of subjecting the spinneret to ultrasonic vibration according to a ultrasonic-cleaning schedule, which may be input by a user via a user interface and controlled by the computer processor, may comprise (i) a total time of from 5 to about 600 minutes, such as at least about any of the following: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, and 120 minutes, and / or at most about any of the following: 600, 580, 550, 520, 500, 480, 450, 420, 400, 380, 350, 320, 300, 280, 250, 220, 200, 180, 150, and 120 minutes; and / or (ii) a frequency from about 28 to about 300 kHz, such as at least about any of the following: 28, 30, 32, 35, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 60, 80, and 100 kHz, and / or at most about any of the following: 300, 280, 260, 250, 240, 230, 220, 200, 180, 160, 150, 140, 120, and 100 kHz.

[0043] The method may further comprise a second round of impacting the first face and / or the second face of the spinneret with pressurized water from the water source according to a second water-spraying schedule, which may be input by a user via a user interface and controlled by the computer processor, wherein the second round is performed after, such as immediately after, subjecting the spinneret to ultrasonic vibration or after, such as immediately after, impacting the first face and / or the second face of the spinneret with pressurized dry ice particulates. The second step of impacting the first face and / or the second face of the spinneret with pressurized water from the water source according to a second water-spraying schedule comprises (i) a total time of from 5 to about 600 minutes, such as at least about any of the following: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, and 120 minutes, and / or at most about any of the following: 600, 580, 550, 520, 500, 480, 450, 420, 400, 380, 350, 320, 300, 280, 250, 220, 200, 180, 150, and 120 minutes; and / or (ii) a total volume of water from about 5 to about 150 m3, such as at least about any of the following: 5, 10, 15, 20, 30, 40, and 50 m3, and / or at most about any of the following: 150, 120, 100, 80, 60, and 50 m3; and / or (iii) a pressure from about 30 to about 300 psig, such as at least about any of the following: 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, and 150 psig, and / or at most about any of the following: 300, 280, 260, 250, 240, 220, 200, 180, 160, and 150 psig. In this regard, the method may comprise multiple different steps of cleaning the spinneret with pressurized water, ultrasonic cleaning, and cleaning with dry ice.

[0044] The method may also include a step of impacting the first face and / or the second face of the spinneret with pressurized air according to a drying schedule, which may be input by a user via a user interface and controlled by the computer processor, either prior to or subsequent to subjecting the spinneret to ultrasonic vibration, wherein the drying schedule defines an air-impact pattern configured to subject from 70%to 100%of the first face and / or second face of the spinneret to pressurized air.

[0045] In accordance with certain embodiments of the invention, the initial fouling level and the final fouling level are each determined via a vision system comprising at least one digital camera and a vision system-computer processor operatively connected to the at least one digital camera and configured to determine respective fouling levels from one or more digital photographs received from the at least one digital camera. For example, the respective fouling levels may be determined via a determined fouled surface area relative to a total surface area of the spinneret. In accordance with certain embodiments of the invention, the vision system-computer processor may be further configured to correlate individual locations of discrete or localized regions of fouling with corresponding locations on the spinneret for the initial fouling level and the final fouling level. Additionally or alternatively, the vision system-computer processor may be further configured to determine if the final fouling level is below a threshold fouling level, which may be set by a user. In this regard, the vision system-computer processor may be configured to trigger an alarm, such as a light or message on a control panel  / user interface, if the final fouling level is greater than the threshold fouling level.

[0046] In accordance with certain embodiments of the invention, the final fouling level is from 90 to 100%less than the initial fouling level, such as at least about any of the following: 90, 91, 92, 93, 94, and 95%less than the initial fouling level, and / or at most about any of the following: 100, 99, 98, 97, 96, and 95%less than the initial fouling level.

[0047] EXAMPLES

[0048] The present disclosure is further illustrated by then following examples, which in no way should be construed as being limiting. That is, the specific features described in the following examples are merely illustrative and not limiting.

[0049] Figure 11 shows a fouled spinneret 200 including a plurality of orifices 201. The fouled spinneret includes a layer of fouling 202 associated with the manufacturing of polymeric fibers. This fouled spinneret was placed into the spinneret cleaning system via a crane. The spinneret cleaning system utilized was the example embodiment of a spinneret cleaning system illustrated in the previous figures and described herein. The spinneret was secured within air powered securing mechanisms. Subsequently, the spinneret cleaning system was activated and the spray nozzles expelled pressurized water having a temperature of about 40℃ while the predetermined spray pattern (e.g., in loop “Z” or “N” ) was performed for 5 to 120 minutes of water washing. After the pressurized water cleaning operation, the spinneret is submerged into the ultrasonic cleaning pool automatically and cleaned by eight sets of ultrasonic vibrators at a frequency from about 28 to about 250 kHz for 120mins. Meanwhile, the used pressurized water totaled about 30 m3, and can be stored at a water tank for reuse in a subsequent cleaning operation. A drainage outlet is located at the bottom of water tank to release the used water. In final step, a dry-ice machine was connected to the spinneret cleaning system and used a low temperature (-20℃ to -100℃) cleaning for 30 minutes in which the spinneret is impacted by dry-ice (e.g., carbon dioxide) particles entrained in a pressurized gas. After dry-ice cleaning operation, the spinneret cleaning system resets back to the original state. Figure 12 illustrates that spinneret after cleaning, in which the layer of fouling has been removed.

[0050] These and other modifications and variations to the invention may be practiced by those of ordinary skill in the art without departing from the spirit and scope of the invention, which is more particularly set forth in the appended claims. In addition, it should be understood that aspects of the various embodiments may be interchanged in whole or in part. Furthermore, those of ordinary skill in the art will appreciate that the foregoing description is by way of example only, and it is not intended to limit the invention as further described in such appended claims. Therefore, the spirit and scope of the appended claims should not be limited to the exemplary description of the versions contained herein

Claims

1.A spinneret cleaning system, comprising:(i) a housing having a length in an x-direction, a width in a y-direction, and a height in a z-direction; the housing comprises a spray zone and an ultrasonic bath zone overlapping with the spray zone or located below the spray zone in the z-direction, wherein the ultrasonic batch zone includes one or more ultrasonic vibration generators;(ii) one or more securing mechanisms each having an engaged state and an unengaged state, wherein the one or more securing mechanisms are configured to accept and secure a spinneret therein;(iii) a spray system located inside the housing and including (a) a location control component configured to translate along the x-direction of the housing, (b) at least one medium-supply channel mounted to the location control component via a respective channel-mount that is configured to translate along the z-direction; and (c) a respective spray nozzle terminally located on the at least one medium-supply channel;(iv) a water source operatively connected to the at least one medium-supply channel;(v) a computer processor operatively connected to and configured to control the position and movement of the location control component and the respective channel-mount, the computer processor operatively connected to a water supply pump and configured to control a flow of a quantity of water from the water source through the at least one medium-supply channel, and discharged from the respective spray nozzle.2.The system of claim 1, wherein the water source comprises a tank located below the ultrasonic bath zone.3.The system of claim 2, wherein the water source is also operatively connected to the ultrasonic bath zone via by-passing the at least one medium-supply channel.4.The system of claim 1, wherein the housing includes an open top configured for the insertion of the spinneret into the housing.5.The system of claim 1, wherein (i) a length of the ultrasonic bath zone comprises from about 3 to about 5.5 meters, such as at least about any of the following: 3, 3.2, 3.5, 3.8, 4, 4.2, 4.4, and 4.5 meters, and / or at most about any of the following: 5.5, 5.2, 5, 4.8, 4.6, and 4.5 meters; and / or (ii) a width of the ultrasonic bath zone comprises from about 0.3 to 1.8 meters, such as at least about any of the following: 0.3, 0.5, 0.6, 0.8, and 1 meters, and / or at most about any of the following: 1.8, 1.6, 1.5, 1.4, 1.2, and 1 meters; and / or (iii) a height of the ultrasonic bath zone comprises from about 0.3 to 1 meter, such as at least about any of the following: 0.3, 0.4, 0.5, and 0.6 meters, and / or at most about any of the following: 1, 0.9, 0.8, 0.7, and 0.6 meters.6.The system of claim 1, wherein the one or more ultrasonic vibration generators comprises from about 1 to about 12 individual ultrasonic vibration generators located about an internal circumference of the ultrasonic bath zone, such as at least about any of the following: 1, 2, 3, 4, 5, and 6 individual ultrasonic vibration generators, and / or at most about any of the following: 12, 11, 10, 9, 8, 7, and 6 individual ultrasonic vibration generators; and wherein each of the individual ultrasonic vibration generators emit ultrasonic waves having an average frequency from about 28 to about 300 kHz, such as at least about any of the following: 28, 30, 32, 35, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 60, 80, and 100 kHz, and / or at most about any of the following: 300, 280, 260, 250, 240, 230, 220, 200, 180, 160, 150, 140, 120, and 100 kHz.7.The system of claim 1, wherein the one or more securing mechanisms each comprise a pair of opposing engagement bumpers, wherein the pair of opposing engagement bumpers define a first distance therebetween while in the engaged state and a second distance therebetween while in the unengaged state, wherein the first distance is less than the second distance; and wherein optionally the one or more securing mechanisms are hydraulically or pneumatically powered to switch between the engaged and unengaged state.8.The system of claim 1, wherein the location control component is translatably mounted above the ultrasonic bath zone, wherein a servo motor may be operably connected to the location control component to initiate translation of the location control component along the x-direction.9.The system of claim 8, wherein the location control component is mounted within a pair of tracks located on opposing sides of the housing, wherein the pair of tracks extend along the x-direction of the housing.10.The system of claim 1, wherein the at least one medium-supply channel mounted to the location control component via the respective channel-mount is also configured to translate along the y-direction.11.The system of claim 10, wherein the at least one medium-supply channel comprises a first pair of opposing medium-supply channels each including a respective spray nozzle oriented substantially towards each other.12.The system of claim 11, wherein the at least one medium-supply channel comprises a second pair of opposing medium-supply channels each including a respective second spray nozzle oriented substantially towards each other.13.The system of claim 12, wherein the first pair of opposing medium-supply channels are in operative communication with the water source, and the second pair of opposing medium-supply channels are in operative communication with a dry-ice source.14.A method of cleaning a spinneret, comprising:(i) providing a system according to claim 1;(ii) loading a spinneret having an initial fouling level into the housing and securing the spinneret via the one or more securing mechanisms, wherein the spinneret includes a plurality of orifices extending through a thickness of the spinneret and the plurality of orifices are substantially oriented along the y-direction of the housing upon being secured via the one or more securing mechanisms;(iii) impacting a first face and / or a second face of the spinneret with pressurized water from the water source according to a water-spraying schedule, wherein the water-spraying schedule defines a water-spray pattern configured to subject from 70%to 100%of the first face and / or second face of the spinneret to pressurized water;(iv) collecting the pressurized water from step (iii) in the ultrasonic bath zone and / or filling the water bath zone with fresh water, wherein the ultrasonic bath zone has a water level sufficient to cover from 70%to 100%of the spinneret;(v) subjecting the spinneret to ultrasonic vibration according to a ultrasonic-cleaning schedule, wherein the ultrasonic-cleaning schedule defines a total time that the spinneret is subject to ultrasonic vibration; and(vi) removing the spinneret from the housing, wherein the spinneret has a final fouling level that is less than the initial fouling level.15.The method of claim 14, further comprising impacting the first face and / or the second face of the spinneret with pressurized dry ice particulates carried by a gaseous medium according to a dry ice-cleaning schedule subsequent to subjecting the spinneret to ultrasonic vibration, wherein the dry ice-cleaning schedule defines a dry ice-impact pattern configured to subject from 70%to 100%of the first face and / or second face of the spinneret to pressurized dry ice particulates.

Images