降低溼紗線含水量的方法及其裝置的製作方法

2023-07-22 12:33:51 2

專利名稱：降低溼紗線含水量的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及到紗線的加工和/或隨後的工藝過程，尤其涉及到一種將溼紗線含水量降低到所要求值的方法及其裝置。
在卷裝之前，在要求水洗或脫水的溼紡或其它紗線加工中，採用了烘乾工藝，在烘乾工藝過程中，溼紗的含水量下降了。烘乾工藝常常是藉助於一對間隔烘乾機滾筒來完成的，滾筒使紗線沿著它螺線形前進，與此同時，這些紗線逐漸烘乾到某一期望的溼度。在美國專利4，644，668中所公開的烘乾機滾筒裝置有益地用於這一目的。
在某些紗線的加工和/或隨後的工藝過程中，有必要控制烘乾工序，使紗線溼度(Moy)的含水量處於某一範圍內。這種工藝的例子是諸如在1987年12月2日公布的歐洲專利局公告中公開的那些高模量對芳族聚醯胺(Para-aramid)紗線的原料紗線的製造。在這些紗線加工中，水溶脹原料紗線在張力下經受熱處理以增加成品紗線的模量和韌度。當紗線「永不烘乾」時，即在紡紗之後，它們的溼度僅降到某一較高紗線溼度，並隨後經受進一步的熱處理，可獲得最大的好處。在某些芳族聚醯胺紗線的染色-吸液膨潤工藝中，同樣希望原料紗線在進入染缸之前具有某一紗線溼度。此外，在許多種紗線的烘乾工藝中，總希望在卷裝時烘乾的紗線具有某種仔細控制的溼度，這樣，卷裝件重量便是某一卷裝件中紗線的一種精確度量。
用於紗線烘乾的已知設備並不很好地適於具有控制的高紗線溼度紗線加工。一般來說，當在特定壓力下供以蒸汽時，蒸汽加熱的烘乾機滾筒是用來將紗線有效地烘乾到極低的溼度的。如果這些滾筒用於烘乾希望有高溼度的紗線，須降低其蒸汽壓力，以降低烘乾的程度。然而，在某些被設計來大體完成烘乾的設備裡，其蒸汽壓力常不能被降低來產生所期望的降低了的烘乾效果，因為在滾筒中形成凝聚，從而使滾筒不能工作。
此外，已知的設備一般不能應答工藝過程變化，這種變化影響到烘乾的程度。例如，如果在一連續的復絲中二端損傷，則烘乾機滾筒裝置的烘乾能力便能超過所期望的烘乾程度。一般來說，供給滾筒的熱量不能很大地變化，從而導致過烘乾，除非熱量按需要予以降低。在蒸汽加熱滾筒內，即使在蒸汽壓力源能很快地重調的情況下，所供蒸汽壓力的波動或能導致紗線即時的欠烘乾或能導致過烘乾。
按照本發明，提供了一種用於降低溼紗溼度的方法及其裝置。溼紗被輸送到一對間隔的從內部加熱的烘乾機滾筒上，每個滾筒具有一外部紗線接觸表面，其上有一接觸區，還有一面對另一滾筒的非接觸區。紗線接觸表面的接觸區和紗線接觸，並使它沿滾筒作螺線形行進。以多於加熱紗線接觸表面所需的熱量定額對烘乾機滾筒供熱，使紗線的溼度降到某一預定值。在烘乾機滾筒接觸面中的至少一個表面的非接觸區內噴霧冷卻流體來進行冷卻。在紗線從滾筒上引出後，隨後測量其溼度，並產生一個相應於這一溼度的訊號。為了達到所期望的溼度，根據測量溼度產生的訊號來控制冷卻流體的噴霧，這樣，從滾筒引出的紗線便處於達到預定值的某一溼度。
按照本發明的一種優選形式，採用水作為冷卻流體，並被噴成細霧。最好，細霧由若干間隔的相對於每一滾筒成直線排列的噴咀來產生，均沿滾筒表面切向噴霧。按照本發明的另一優選形式，在收集了紗線並形成卷裝件後，採用一近紅外線反射分析儀來測量紗線溼度。按照本發明，有利地採用了蒸汽加熱烘乾機滾筒。
參照下列各附圖，能更清楚地理解本發明，其中

圖1是按照本發明裝置的優選實施例的簡略表示;
圖2是體現本發明一種形式的優選裝置的簡略立體視圖;
圖3是取自圖2的3-3線的部分橫剖視圖;
圖4是紗線溼度百分率(根據紗線乾重)對時間的曲線，表明紗線二端損傷時本發明的應用。
圖5是表示本發明的類似曲線，此時沒有供以蒸汽壓力。
現在參照各圖，在所有的附圖中其中相同的或相應的部件用相同的標號表荊 表示了按照本發明的優選裝置10，被用來降低溼經紗12的溼度。在圖示實施例中的經紗12意欲代表一種窄經紗，諸如通過加固溼紡對芳族聚醯胺連續復絲，由若干噴絲頭噴出的絲條製成的經紗。然而，應該理解本發明的方法和裝置能被用於其它類型的溼經紗，正如熟知本技術的人所能意識到的。
如圖1所示，經紗12正從某個供應源(未標出)沿箭頭13所示方向前進，並被分別輸送到一對可旋轉驅動的上、下乾燥機滾筒14a和14b，滾筒被封閉在一個標有標號16的乾燥機滾筒箱裡，並被支撐著。乾燥機滾筒14a和14b在內部被加熱並按箭頭15a和15b所示方向被旋轉驅動。
正如在圖2中更清楚看到的，滾筒14a和14b接受經紗12，並且因下乾燥機滾筒14b的縱軸線和上滾筒14a的軸線是斜交的，所以經紗12從上滾筒14a一端上的入口18螺線形地前進到滾筒14a另一端上的出口20。雖然按照本發明其它類型的乾燥機滾筒能被應用，然而，在各附圖中所描繪的滾筒意欲代表在美國專利4，644，668中所公開的那種蒸汽加熱乾燥機滾筒，美國專利是作為對比文件而引用的。
該乾燥機滾筒14a和14b具有加熱的外部接觸表面，當滾筒使若干經紗在它們之間並沿著滾筒通過，直到從滾筒14a出口處20引出時，便使經紗逐漸降低溼度。在所示實施例中，當滾筒表面旋轉時，經紗12跟上滾筒14a的上半表面22a和下滾筒14b的下半表面22b的接觸區分別接觸，並被它們共同支承。這樣，相互面對面的滾筒14a的下半部和滾筒14b的上半部可分別被稱為非接觸面24a和24b。
如圖2和3所示，安裝了噴水裝置，從而冷卻乾燥機滾筒的接觸表面，使經紗12不被水直接噴灑。如圖2和3中所示，在該優選實施例中，這是由設置在二滾筒間的噴水裝置26來完成的，它噴水於乾燥機滾筒14a和14b的非接觸面24a和24b上。
在所描繪的優選實施例中，噴水裝置是由用於噴射滾筒14a和14b的二集水管28a和28b構成的。集水管28a和28b從一壓力源(未示出)將水供給到許多直線形排列的噴咀30。集水管28a和28b在滾筒間的位置上被適當支承，這樣集水管28a和有關的噴咀30便能向乾燥機滾筒14a噴水。同樣，集水管28b和有關噴咀30向乾燥機滾筒14b噴水。噴咀30和集水管28a和28b最好提供足夠容積的噴水來冷卻滾筒的表面，正如在以後還要詳細解釋的，該噴水要細得在非接觸面沿著滾筒旋轉到接觸經紗12之前足以蒸發。
在所描繪的優選實施例中，該集水管28a和28b以及有關噴咀30提供了一種細霧，由於該噴咀的類型和直線排列，沿著滾筒14a和14b的非接觸面24a和24b形成了一根基本上連續的霧化線。形成一扁平噴霧型的商業上實用的噴咀適於這一用途，相鄰噴咀間的間隔由噴霧角度和到滾筒的距離所決定。例如，由伊利諾斯洲WheaTon噴霧裝置公司銷售的商標為UniJET、部件號為TP-800067-SS的噴霧嘴是適用的，沿集水管有二吋間隔，到滾筒表面約為2-3吋。
正如從圖3中清楚看到的，集水管28a和28b的位置以及噴咀30的方位最好這樣，使噴霧噴在滾筒上鄰近這樣一個區域的，在那裡在各通路上經紗12首先和在其經紗12上還沒有噴到水的那部分滾筒接觸。在圖3所示的實施例中，集水管28a被配置在鄰近於從滾筒14b前進到滾筒14a的單經紗12，而集水管28b被配置來將水噴霧到鄰近於從滾筒14a前進到滾筒14b的單經紗的滾筒14b上。最好集水管28a和28b以及有關噴咀均順滾筒運轉方向沿滾筒表面的切線方向噴霧。
如圖3所示，在該優選實施例中在鄰近集水管28a和28b處設置了一檔板31。檔板31使紗線斷頭偏離，若紗線斷頭纏繞在集水管上，便能使其彎曲或造成其它損害，如圖示，檔板31由一支撐角件適當地安裝，被配置在集水管28a的周圍。
仍參看圖1，從乾燥機滾筒14a和14b的出口20出來的經紗繼續前進到以標號32籠統表注的卷裝站。在所示的經紗12由若干復絲加固而成的工藝過程中，經紗在溼度降低之後分離成若干紗線33，和噴絲頭的數目相當。紗線33被分別卷繞在卷裝站32的紗線卷裝件34上，在那裡紗線已具有所期望的降低了溼度。
在該優選實施例中，被卷裝的紗線33的溼度由某一監控系統35來決定的，它通過噴水裝置26控制噴水，如圖所示，在紗線被卷繞到各卷裝件、通過連續測定某一卷裝件34表面上的材料溼度之後，最好利用一種近紅外線反射分析儀來確定紗線的溼度。傳感器36安裝在鄰近3個卷裝件34處，它和微處理機38相連。謁臼凳├校 個卷裝件34中的紗線的溼度值由微處理機來平均。當然，應當理解，傳感器可多可少，馬隆諸塞洲HopKinTon溼度裝置公司銷售的商標為MiCRO-QUAD的近紅外線反射分析儀提供了一種適當的溼度分析儀。
優選的監控裝置35還包括一控制器40和控制閥42。控制閥通過適當限制來自水源(未出示)的水流來控制對集水管28a和28b的供水。控制閥42的操作是由控制器40確定的，後者具有一「設定點」，相當於紗線的預定溼度。該控制器連續地使設定點和從微處理機處接收到的信號加以比較，當微處理機信號不在設定點時，能按微處理機信號與設定點間差值的正比來調正控制閥。從賓夕法尼亞的SpringHouse的Moore產品公司可買到的Moore352-2控制器是一種合適的控制器。
在使用中，來自蒸汽源(未示出)的蒸汽以高於為降低到經紗12期望的紗線溼度所需的流量率來供給滾筒14a和14b。蒸汽的過給量是由預先考慮的附加的熱量要求所決定的，諸如被烘乾的溼紗線的溼度增加或蒸汽壓的周期波動。當然，這一過給量應當被限制在能節約能量、並不超過噴水裝置能力的範圍內。
如圖1、2所示，溼紗線12輸送到滾筒14a和14b，並以螺線方式前進，當它從入口18引進到出口20時，溼度降低了。在從滾筒引出後，紗線12被分離，在卷裝站32形成卷裝件。近紅外線溼度傳感儀34測量被卷繞在3個卷裝件上的紗線的溼度。微處理機38將3個溼度讀數加以平均，並給控制器傳輸一訊號，控制器將該訊號連續和相應於預定要求溼度的設定點作比較。操制器操作控制閥42來調節對噴霧裝置26的供水，以便冷卻滾筒的接觸面來調節紗線12的烘乾程度。
現在參照圖4，圖示了在多股纖維經紗12的二端損傷時本發明的應用，它降低了對期望的目標紗線溼度的熱量要求。在圖4中，畫有紗線溼度百分率對時間的曲線，其目標紗線溼度按紗線乾重是40%。T1表示二端損傷時的時間。曲線A表明，在本發明的情況下，紗線溼度通常不偏離，並很快恢復到目標值。另一方面，曲線B表示紗線溼度降低，它出現在未應用本發明時。
圖5表示本發明防止嫩幹的應用。T2代表供應蒸汽壓力下降，它通常會導致嫩幹，如曲線C所示。應用本發明，曲線D表示不管蒸汽壓力降低，基本上保持了目標紗線溼度。
按照本發明的方法和裝置，提供了一種用於把溼紗線的溼度降低到某一要求值的有效裝置。本發明在把溼度降低到某一小心控制的，在各種高模量對芳族聚醯胺紗線生產中所必須的高值方面是特別有用的。本發明能利用現有的蒸汽加熱烘乾機滾筒來基本上完成紗線的烘乾，後者很容易被選用。當供給滾筒的熱量足以滿足預先考慮的附加的烘乾要求以及冷卻流體噴霧能力足以冷卻滾筒來適應烘乾減弱的要求時，基本上能防止過烘乾或嫩幹，從而生產出具有所期望的溼度的均勻的產品。
雖然在上面的詳細敘述中已表示和敘述了本發明的優選實施例，應當理解，各種修改、取代和重新布置都將處於在附加的權利要求書中所提出的本發明的範圍內。
權利要求
1.一種用於降低溼紗線溼度的方法，其中包括將所述溼紗線輸送到一對間隔的、從內部加熱的烘乾機滾筒上，並從那裡將所述紗線引出，每一滾輪具有有某一接觸區的外部紗線接觸面，以及面對另一滾筒的非接觸面，所述接觸面的接觸區和所述紗線接觸，並使所述紗線沿上述滾筒呈螺線前進，以逐漸降低所述紗線的溼度；以高於加熱所述紗線接觸面所需的流量率來對所述烘乾機滾筒供熱，以使所述紗線的溼度降低到某一預定值；對所述烘乾機滾筒紗線接觸面中的至少一個接觸面的非接觸區噴霧冷卻流體，以冷卻所述接觸面；繼所述紗線從所述滾筒引出後測量其溼度，並產生一個相應於溼度的訊號。按照由測量溼度產生的訊號，控制冷卻流體的噴霧，從而使從所述滾筒引出的紗線的溫度達到預定值。
2.按ɡ 所述的方法，其特徵在於所述流筒是蒸汽加熱烘乾機滾筒。
3.按權利要求1所述的方法，其特徵在於所述冷卻流體是被噴成細霧的水。
4.按權利要求3所述的方法，其特徵在於所述水從若干直線排列的間隔的噴嘴中噴霧到所述每個滾筒上，它們提供了一條沿著所述每一滾筒的非接觸區基本上呈連續的噴霧線。
5.按權利要求4所述的方法，其特徵在於所述水被噴霧在滾筒的非接觸區內，當所述紗線沿滾筒行進時，通過該區附近的紗線首先和滾筒接觸。
6.按權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述噴咀均沿所述滾筒表面的切向噴霧。
7.按權利要求1所述的方法，還包括收集所述紗線以形成至少一個卷裝件，並在所述卷裝件形成後對卷裝件內的紗線進行溼度連續測量的工藝步驟。
8.按權利要求7所述的方法，其特徵在於卷裝件中紗線溼度的測量是用近紅外線反射分析儀完成的。
9.用於降低溼紗線溼度的裝置，包括一對間隔的從內部加熱的烘乾機滾筒，每一滾筒具有一外部紗線接觸表面，其上有一接觸區和一面對另一滾筒的非接觸區，所述接觸表面的接觸區和所述紗線接觸，使所述紗線沿滾筒呈螺線形行進，並引出溼度降低了的紗線;用於對所述烘乾機滾筒以多於加熱紗線接觸表面所需熱量的供熱的裝置，以使所述紗線的溼度降低到某一預定值;用於對所述烘乾機滾筒紗線接觸表面中的至少一個表面的非接觸區噴霧流體的冷卻流體噴霧裝置;用於當所述紗線從烘乾機滾筒處引出後測量紗線溼度並產生一個相應於溼度的訊號的測量裝置;用於根據來自測量裝置的信號控制所述冷卻流體裝置來冷卻所述紗線接觸面使從滾筒引出的紗線溼度達到預定值的控制裝置。
10.按權利要求9所述的裝置，其特徵在於所述滾筒是蒸汽加熱烘乾機滾筒。
11.按權利要求9所述的裝置，其特徵在於所述用於對所述紗線接觸表面的非接觸區噴霧冷卻流體的裝置包括用於將水噴成細霧的裝置。
12.按權利要求11所述的裝置，其特徵在於所述將水噴成細霧的裝置包括用於每一滾筒的若干噴咀，它們在所述滾筒間成直線排列，從而沿某一滾筒的非接觸形成一條基本上連續的噴霧線。
13.按權利要求12所述的裝置，其特徵在於所述若干噴咀噴霧於所述滾筒的非接觸區內，當所述紗線沿所述滾筒行進時，通過該區附近的紗線首先和流筒接觸。
14.按權利要求13所述的裝置，其特徵在於噴咀均沿所述滾筒的所述表面切向噴霧。
15.按權利要求1所述的裝置還包括用於將所述紗線收集到至少一個卷裝件上的裝置，並且當所述卷裝件形成後，所述測量裝置便連續測量卷裝件內的紗線溼度。
16.按權利要求15所述的裝置，其特徵在於所述測量裝置包括一近紅外線反射分析儀。
全文摘要
公開了一種用於降低溼紗線溼度的方法和裝置，溼紗被輸送到一對內部加熱的烘乾機滾筒上，它們和紗線接觸，並使其沿滾筒作螺線形行進，從而逐漸烘乾紗線。以多於把溼度降低到某一預定值所須的熱量流量率對滾筒供熱。對滾筒上不和紗線接觸的區域噴水以冷卻接觸面。在紗線引出後測量其溼度，並產生一相應於溫度的訊號。為達到所期望的溼度，根據測量溫度產生的訊號來控制噴水，使從捲筒引出的紗線達到預定溼度。
文檔編號F26B13/08GK1037206SQ8910104
公開日1989年11月15日 申請日期1989年3月6日 優先權日1988年4月18日
發明者陳松興 申請人:納幕爾杜邦公司