用於熔融紡絲和冷卻單絲束的方法和裝置的製作方法

2023-07-27 06:47:21

專利名稱：用於熔融紡絲和冷卻單絲束的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於熔融紡絲和冷卻單絲束的按權利要求1前序部分的方法以及一種按權利要求8前序部分的用於實施此方法的裝置。
背景技術：
由DE 198 21 778 A1已知一種這一類型的方法和這一類型的裝置。
在熔融紡造合成纖維條或長絲時，大量細的條狀單絲通過紡絲噴頭的噴絲孔擠出。為此在高壓下給紡絲噴頭輸入熔化的聚合物。為了形成纖維條或許多長絲，將大量條狀單絲全部或成束地合併。在合併以前單絲通過冷空氣流冷卻，使得熔液狀態的單絲在噴出噴嘴孔時立即轉變成固體狀態。對於纖維條或長絲的質量來說，所有單絲冷卻的均勻性具有重要作用。為了冷卻非常大量的單絲採用已知的方法和裝置，用這種方法和裝置時大量單絲通過環形噴絲頭擠出成一環狀單絲簾，並且在單絲簾內通過一噴氣筒產生的徑向從內向外的冷空氣流促使單絲束冷卻。例如由DE 198 21 778 A1已知一種這一類型的方法和裝置。用來冷卻單絲束的冷空氣流通過一噴氣筒產生，它具有多孔的外殼面，使得在噴氣筒的整個圓周上徑向噴出均勻的冷空氣流，並穿過單絲簾，以冷卻單絲。這裡通過調整冷空氣流的強度達到單絲簾的擴張，從而實現單絲的穿過和冷卻。
為了能夠跟隨更高的生產速度和更大的生產效率的趨勢，藉助於具有非常大數量和密度的噴嘴孔的紡絲噴頭擠出更大量的單絲，使得在單絲簾內擁有具有較高密度的單絲束。在這種情況下，在已知方法和裝置中冷空氣流在從內向外穿過單絲簾時被加熱。這種效應導致在單絲簾外部的單絲不像在單絲簾內部的單絲一樣程度地冷卻。而在冷卻方面的這種差別對於纖維條或長絲的質量起非常不利的影響。
而由例如DE 101 09 838 A1或US 3,299,469還知道這樣的方法和裝置，其中冷空氣流從外向內穿過單絲簾，以冷卻單絲束。但是這種類型的系統存在同樣的問題，即由於冷空氣在單絲簾內的加熱使外部的單絲和內部的單絲相比冷卻程度不同。此外從外部作用在單絲簾上的冷空氣流促使單絲簾擠壓在一起，使得在極端情況下單絲束的各根單絲相互結合。
為了冷卻環形單絲束還知道這樣的系統，在這種系統中，一較強的冷空氣束在紡絲噴頭下方穿過單絲簾。但是這種類型的方法和裝置如由DE地人195 44 662 A1或DE 197 00 169 A1所知的那樣，具有非常短的冷卻路程，它要求相當慢的紡絲速度，以產生充分的冷卻效果。
由US 3,824,050以及US 3,111,368已知，產生的平行於單絲束的冷卻氣流沿單絲束行進的方法和裝置。但是這裡出現這樣的問題，即在單絲簾內部行進的單絲冷卻得不夠。只有平行於冷卻氣流行進的單絲得到充分的冷卻。

發明內容
本發明的目的就是，這樣地設計開頭所述類型的方法和裝置，使得可以均勻冷卻擠出成一環形單絲簾的具有高單絲密度的單絲束。
按本發明這個目的通過具有權利要求1特徵的方法和具有權利要求8特徵的裝置來實現。
本發明優良的改進結構通過各從屬權利要求的特徵及特徵組合確定。
本發明避開迄今為止所採用的基本上建立在這樣的原理的基礎上的做法，即，通過附加措施強化來自一個方向的對準單絲簾的冷空氣流。相反本發明選擇這樣的途徑，它建立在一在內部作用在單絲束上的第一冷空氣流和一從外部作用的第二冷空氣流的基礎上。儘管冷空氣流的相遇可能導致不許可的渦旋，從而導致對單絲運行平穩性不許可的損害，然而已經證實，單絲束的所有單絲得到非常均勻的冷卻。其中外部冷空氣流最好這樣調定，使它保持由內部冷空氣流造成的例如使單絲簾擴張的優點。
在這方面本發明的一種改進結構證明特別合適，在這種改進結構中產生一平行於單絲束方向噴出流動的外部冷空氣流。為此按本發明的裝置具有一環形噴氣頭作為噴氣裝置，此噴氣頭具有平行於單絲束布置的噴氣孔。
為了特別是對於比較粗的單絲，使單絲束外部的單絲得到強有力和充分的冷卻，優選採用本發明的一種改進結構，在這種結構中外部冷空氣流基本上平行於並逆著單絲束行進方向前進。為此具有噴氣孔的噴氣頭逆著單絲束行進方向布置。
為了冷卻非常細的單絲，推薦本發明的這樣一種方案，在這種方案中外部冷空氣流基本上平行並沿著單絲束行進方向前進。由此可以這樣地調整外部冷空氣流的直接影響，即，使單絲束細的外部單絲不出現不許可的擠出。這時噴氣頭可以有利地設置在紡絲裝置附近，使得外部冷空氣流可以在整個冷卻行程上都作用在單絲簾的外部單絲上。通過平行行進的冷空氣流可以減小從外部對單絲簾直接的正面吹氣。
為了僅僅得到來自由單絲簾帶動的周圍的外界空氣的冷卻效果，特別優選採用本發明這樣一種改進結構，在這種改進結構中外部冷空氣流離單絲束一定距離地引入單絲簾外部環境。這裡不出現單絲束的迎面氣流。在按本發明的裝置方面這種方案可以通過這樣的方案實現，即噴氣頭離單絲簾一定距離這樣地設置，使得通過噴氣孔噴出的冷空氣流直接引入單絲束外部周圍。
此外為了提高在調整外部氣流方面的靈活性，建議產生具有可以改變的噴出流動的外部冷空氣流。這裡特別是可以調整到噴出流動相對於單絲束的一個規定的角度位置。為此給噴氣裝置配設一調整裝置，使得外部冷空氣流可以沿相對於單絲束任意方向的噴氣方向前進。
用於靈活地冷卻單絲束的另一個措施通過這樣的方法進行，即在環形噴絲頭之間一個可以改變的位置處產生外部冷空氣流。從而可以使外部冷空氣流對單絲束的作用限制在冷卻路程上的規定的一段內。這種方案可以用簡單的方式通過可沿冷卻路程調整高度的噴氣裝置實現。這裡由於這樣的原因提供了另一種優點，即可以在過程開始之前調定到噴氣裝置可能的安設位置，以便例如可以起紡(Anspinnen)單絲束。
為了通過噴氣筒影響內部冷空氣流，如果噴氣筒設計得可相對於一固定裝置軸向調整，則特別有利。因此在相應地選擇了定心件的情況下可以調整噴氣筒的不同高度。


下面參照附圖藉助於本發明裝置的一些實施例對本發明的方法作較詳細的說明。
附圖表示圖1示意表示本發明裝置的第一個實施例的橫剖視。
圖2和3示意表示本發明裝置的另外的實施例的橫剖視。
具體實施例方式
圖1中示意表示用來實施本發明方法的按本發明的裝置的第一個實施例。此裝置由一紡絲裝置和一安裝在紡絲裝置1下面的冷卻裝置2。紡絲裝置1在其底面上有一環形紡絲噴頭4，它具有一帶大量噴嘴孔的環形噴絲板。環形紡絲噴頭4通過熔液分配器5與紡絲泵6連接。紡絲泵6通過熔液輸送管7與一熔液發生器(此處未畫出)，尤其是與擠出機或縮聚作用連接。紡絲泵6、熔液分配器5和環形紡絲噴頭4被加熱。為此通常採用所謂的紡絲箱體，在它上面固定許多相互並排排成一排的環形紡絲噴頭。
在紡絲裝置1下面的冷卻裝置2具有一固定裝置10和一與固定裝置10連接的噴氣筒9。噴氣筒9具有例如可由無紡布、泡沫材料、網狀織物或燒結材料製成的多孔外殼。噴氣筒9在自由端上通過一定心凸臺21封閉。通過定心凸臺21將噴氣筒9在其高度上固定。這裡可以通過選擇和置備定心凸臺來調整噴氣筒的不同高度。噴氣筒9與環形紡絲噴頭4同心固定，使得噴氣筒9被單絲簾包圍，單絲簾由環形紡絲噴頭4的擠出單絲束形成。這裡在運行狀態下通過環形紡絲噴頭擠出的單絲束用附圖標記3表示。
噴氣筒9通過一連接塊12沿軸向可調地與固定裝置10連接。例如由EP 1 231 302 A1已知一種這一類型的冷卻裝置，因此在這裡詳細參照這份資料。在圖1中所示的位置，本實施例處於運行狀態。這裡在固定裝置10和連接塊12之間作用一彈簧14，使得噴氣筒9連同定心凸臺21保持在一止擋8上。止擋8直接設置在環形紡絲噴頭4底面的中央。如由EP 1 231 302 A1的內容所知，彈簧14也可以有利地用一氣缸代替，以使噴氣筒固定在運行位置。
在固定裝置10上連接一空氣輸入管11，以給噴氣筒9供給冷空氣。在固定裝置10內部形成一壓力腔，它與噴氣筒9的內部連通。
在固定裝置10區域內噴氣筒9的下端上，冷卻裝置2具有一設置在由單絲束形成的單絲簾之外的噴氣裝置17。噴氣裝置17做成環形噴氣頭18，它基本上包圍由單絲束3形成的單絲簾的整個圓周。這裡在噴氣頭18和單絲束3之間形成一距離，其尺寸這樣選擇，使得由噴氣頭18產生的外部冷空氣流引入單絲束的外界周圍。為此噴氣頭18具有一噴氣口19，它逆著單絲束行進方向布置。噴氣頭18通過一連接管20與一這裡未畫出的壓縮空氣源連接。噴氣頭18在其位置方面做得可以沿冷卻行程調整高度，這在圖1中用箭頭表示。為此噴氣頭18例如可以固定在一直線導軌上，此直線導軌可沿噴氣筒9縱向移動。
在固定裝置10圓周上設一上油裝置13，它具有一裝在固定裝置10上的上油環15。上油環15從內部供給上油劑，上油劑通過一上油管16輸入。
在運行狀態下，熔化的聚合物通過紡絲泵6在高壓下經過熔液分配器5輸送給環形紡絲噴頭4。在環形紡絲噴頭4內部聚合物溶液通過在底面上形成的大量噴嘴孔擠出，從而形成大量條狀單絲。擠出的單絲束3形成一環狀單絲簾，它均勻地從環形紡絲噴頭4通過一這裡未畫出的牽引裝置抽出。
為了冷卻新擠出的單絲束3，通過空氣輸入管11將冷卻介質，尤其是冷空氣輸入在固定裝置10內部形成的壓力腔。冷卻介質通過壓力腔經過空心圓柱形連接塊12引入噴氣筒9。現在冷卻介質通過噴氣筒9的外殼均勻向外噴出。在噴氣筒9外殼圓周上形成徑向噴出氣流，它將內部冷空氣流引向單絲束3方向。內部冷空氣流擠入單絲束3，並在這裡基本上隨單絲束3的單絲拖走。同時另一路冷卻介質，同樣尤其是冷空氣輸送給噴氣頭18。在噴氣頭18處通過噴氣孔19產生平行並逆著單絲束3行進方向的噴出氣流，它將外部冷卻空氣流引入緊靠單絲束3外部的周圍。外部冷空氣流與外界空氣混合。並且特別是由單絲束3外部的單絲帶走。因此由單絲束3形成的單絲簾從內部和外部得以冷卻。
在單絲束3的單絲冷卻以後，在上油裝置內進行上油。為此上油劑通過管道輸送給上油環。上油環例如可以由多孔材料製成，使得上油劑均勻分布在上油環內，併到達表面上以使單絲上油。在上油後單絲束準備好作後續處理。單絲束可以例如引導和卷繞成長絲，或者合併成長絲束並放在一條筒內。
圖2中以示意橫剖視表示按本發明的用來實施本發明方法的裝置的另一個實施例。該實施例基本上和按圖1的上述實施例相似，因此在這裡參照上述說明而僅僅解釋其差別。為此功能相同的構件具有相同的附圖標記。
在圖2中所示的本發明裝置的實施例中通過噴氣頭18構成在單絲束3的單絲簾外面的噴氣裝置17。噴氣頭18設置在紡絲裝置1附近，尤其是在環形紡絲噴頭4底面上。噴氣頭18做成環形，並基本上與環形紡絲噴頭同心地固定，在噴氣頭18底面上形成噴氣孔19，使得可以產生平行於單絲束3行進方向的噴出氣流。噴氣頭18通過連接管20與一這裡未畫出的冷卻介質源連接。噴氣孔19和噴氣頭18與通過環形紡絲噴頭4擠出的單絲束3之間的距離可以這樣選擇，使得外部冷空氣流直接引到單絲束3的附近。
為了冷卻單絲束3，通過噴氣筒9產生一徑向噴出的內部冷空氣流，並通過噴氣頭18產生平行於單絲束3行進方向流動的外部冷空氣流。外部冷空氣流和內部冷空氣流在冷卻介質特性以及冷空氣流強度方面可相互獨立地單獨調整。尤其是產生具有較大強度的內部冷空氣流，以便使構成單絲簾的單絲束得到均勻的擴張。從而強化外部冷空氣流的冷卻效果，因為通過擴張加大了外部單絲之間的距離。
在圖3中示意表示本發明裝置的另一個實施例連同另一種方案的冷卻裝置。此實施例與上一個實施例相似，因此參照上述說明，在這裡僅僅指出其差別。
設置在紡絲裝置1下面的冷卻裝置2的噴氣裝置17由噴氣頭18構成，它固定在紡絲裝置1附近。噴氣頭18在其底面上具有環形噴氣孔19。噴氣孔19配設一調整裝置22，以改變其噴出方向。這裡調整裝置22通過許多平行的並排設置的薄板24構成，它們可通過一執行機構23改變其位置。在噴氣孔19內的薄板24促成產生的外部冷空氣流噴出方向的校正。因此噴出氣流相對於單絲束3的角度位置可以任意調整。在圖3中所示的實施例中表示薄板24向單絲束3方向傾斜。從而由噴氣孔19產生的噴出氣流朝向單絲束3。外部冷空氣流通過噴氣頭18噴出，從而噴向單絲束3。因此這個實施例特別適合於冷卻比較粗的單絲，單絲束3的單絲密度相應地也大。
在圖1至3中所示的按本發明的用來實施本發明方法的裝置在其結構和類型方面僅僅是舉例說明。本發明並不僅僅涉及這裡所示的實施例，而是包括本領域技術人員所熟知的任何一種產生一形成單絲簾的環形單絲束的紡絲裝置。例如單絲束3可以通過許多固定在一環形結構內的紡絲噴頭製造。同樣所示的用來產生外部和內部冷空氣流的實施例也是舉例性的。這裡重要的是，由單絲束3構成的環形單絲簾從內部和外部冷卻。例如噴氣筒9可以和一外部的做成環形的橫向氣流噴氣裝置相組合，其噴出氣流可通過許多薄板進行調整。
附圖標記表1 紡絲裝置2 冷卻裝置3 單絲束 4 環形紡絲噴頭5 熔液分配器 6 紡絲泵7 熔液輸入管 8 止擋9 噴氣筒 10 固定裝置11 空氣輸入管 12 連接塊13 上油裝置14 彈簧15 上油環 16 上油管17 噴氣裝置18 噴氣頭19 噴氣孔 20 連接管21 定心凸臺22 調整裝置23 執行機構24 薄板
權利要求
1.用來熔融紡絲和冷卻單絲束的方法，其中，單絲束通過一環形紡絲噴頭的大量噴絲孔擠出，成為一環形單絲簾，並且其中，單絲束通過一噴氣筒在單絲簾內部產生的內部冷空氣流進行冷卻，其特徵為單絲束附加地通過一在單絲簾外部產生的外部的第二股冷空氣流進行冷卻。
2.按權利要求1的方法其特徵為所述外部的冷空氣流以一平行於單絲束方向的噴出流動產生。
3.按權利要求2的方法，其特徵為所述外部的冷空氣流基本上平行並逆著單絲束行進方向前進。
4.按權利要求2的方法，其特徵為所述外部的冷空氣流基本上平行並沿著單絲束行進方向前進。
5.按上述權利要求之任一項的方法，其特徵為所述外部的冷空氣流離單絲束一定距離地引入到單絲簾的外部周圍。
6.按權利要求1至5之任一項的方法，其特徵為所述外部的冷空氣流以一可改變的噴出流動產生，並且特別是調整到相對於單絲束吹送方向的一個規定的噴出流動角度位置。
7.按權利要求1至6之任一項的方法，其特徵為在環形紡絲噴頭下方一可調的位置處產生所述外部的冷空氣流，以便在冷卻行程的一段內對單絲束進行冷卻。
8.用於實施按權利要求1至7之任一項的方法的裝置，具有一紡絲裝置(1)，此紡絲裝置具有帶有大量用來將單絲束(3)擠出成為一環形單絲簾的噴絲孔的環形紡絲噴頭(4)；還具有一設置在紡絲裝置(1)下方的冷卻裝置(2)，此冷卻裝置具有一與環形紡絲噴頭(4)同心地固定的噴氣筒(9)，通過此噴氣筒可以在單絲簾內部產生一徑向流動的冷空氣流，用以冷卻單絲束(3)，其特徵為在單絲簾外部設一附加的噴氣裝置(17)，通過它可產生一用來冷卻單絲束(3)的外部的第二股冷空氣流。
9.按權利要求8的裝置，其特徵為噴氣裝置(17)由一帶有平行於單絲束(3)布置的噴氣孔(19)的環形噴氣頭(18)構成。
10.按權利要求9的裝置，其特徵為噴氣頭(18)設置在離紡絲裝置(1)一定距離處，並且噴氣頭(18)的噴氣孔(19)逆著單絲束(3)的行進方向取向。
11.按權利要求9的裝置，其特徵為噴氣頭(18)設置在紡織裝置(1)附近，並且噴氣頭(18)的噴氣孔(19)沿著單絲束(3)的行進方向取向。
12.按權利要求9至11之任一項的裝置，其特徵為噴氣頭(18)離單絲束(3)一定距離這樣地設置，即，通過噴氣孔(19)噴出的冷空氣流引向單絲束(3)的外部周圍。
13.按權利要求8至12之任一項的裝置，其特徵為噴氣裝置(17)具有至少一個調整裝置(22)，用以將冷空氣的噴出流動調整到相對於單絲束(3)吹送方向的一個規定的角度位置。
14.按權利要求1至13之任一項的裝置，其特徵為噴氣裝置(17)做成高度可調的，從而可以在紡絲裝置(1)下方在可改變的位置處產生外部冷空氣流。
15.按權利要求8至14之任一項的裝置，其特徵為噴氣筒(9)可相對於一固定裝置(10)沿軸向進行高度調整。
全文摘要
本發明涉及一種用於熔融紡絲和冷卻單絲束的方法和裝置。其中單絲束通過環形紡絲噴頭的大量噴絲孔擠出，成為一環形的單絲簾。接著單絲束通過一在單絲簾內部產生的噴氣筒的內部冷空氣流進行冷卻。為了在單絲簾的單絲密度特別高時單絲束內部及外部的單絲保持均勻的冷卻，單絲束額外地通過在單絲簾外部產生的一處在單絲簾外部的附加噴氣裝置的外部的第二股冷空氣流進行冷卻。
文檔編號D01D5/088GK1536103SQ200410032808
公開日2004年10月13日 申請日期2004年4月12日 優先權日2003年4月12日
發明者馬蒂亞斯·舍姆肯, 約阿希姆·布倫克, 姆 布倫克, 馬蒂亞斯 舍姆肯 申請人:蘇拉有限及兩合公司