用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备的制作方法

专利名称：用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备。
背景技术：
CN1930329A中公开了用于熔融纺丝和冷却合成长丝的一般设备。在合成细丝的生产中，细丝在各种情况下都是由刚挤出的长丝束形成。为此，纺丝喷嘴用来通过细小喷嘴开ロ由在压カ下供应的熔体挤出长丝。随后，从纺丝喷嘴中的喷嘴板出现的长丝被冷却并且在冷却空气的作用下得到巩固。同时，长丝借助于取出导丝辊而被拉动并且被牵拉直到得到巩固。一直到长丝得到巩固都发生的这些效应对长丝线性密度的均匀性和连续性有决定性的影响，或者对细丝的整体线性密度有决定性的影响。从而，众所周知的是，特别是在通过细丝的变化色彩特性进行进ー步处理期间，细丝的线性密度的 波动变得尤为明显。由于在纺织领域中日益增长的质量要求，所以应当尽可能地避免长丝的线性密度的这种波动。在已知的设备中，从纺丝喷嘴出现的长丝直接进入冷却滚筒，该冷却滚筒利用气体可滲透的吹风壁封闭长丝束。冷却滚筒布置在与冷却空气源连接的骤冷箱的内側。经由冷却滚筒传导至长丝的冷却空气与长丝一起沿细丝运行方向进行传导，并且被骤冷箱下方的冷却管接纳。在这种情况下，冷却管的横截面变窄，以便获得冷却空气的额外加速。从而，可以影响处于长丝部分流体状态中的长丝的冷却以及长丝的牵拉。然而，在原理上存在的风险在干，由于冷却管的横截面变化而将会在冷却管中形成流动分布。然而，这样的流动分布的根本缺陷在于，在相同的条件下，在长丝束中不是所有的长丝都可以被冷却和牵拉。然而，为了与长丝一起接纳从冷却滚筒出现的冷却空气流而尽可能地不产生紊流，还已知有其它系统，例如US3，508, 296A1中所述的系统。在已知的用于熔融纺丝和冷却长丝的装置中，具有闭合滚筒壁的冷却管以沿轴线延伸冷却滚筒的方式布置。在冷却管内侧集成有具有气体可滲透壁的缓冲管，所述缓冲管保持在与冷却管的滚筒壁相距一定距离处。从而，具体地，可以使得冷却管内的周边流动均匀化。然而，在具有高长丝线性密度的较厚长丝的冷却中，已经表明，对于长丝的増大的強度和増大的速度，在冷却管内形成不同的压カ条件。从而，已经确定的是，在冷却管的入ロ区域中，从冷却箱和冷却滚筒吹出的冷却空气相对于环境产生正压。相反，在冷却管的出ロ端处，由于冷却管内较大的长丝速度而出现相对于环境的负压。这样的压差导致不能被缓冲管补偿的叠加流动效应。

实用新型内容因此，本实用新型的目的是提供用于熔融纺丝和冷却合成长丝的一般设备，使得具体地，能够生产具有高长丝线性密度的长丝，而同时在长丝群组内具有高度的均匀化。这个目的是根据本实用新型实现的，其具有纺丝装置和骤冷装置，纺丝装置具有用于挤出长丝的至少ー个纺丝喷嘴，骤冷装置具有至少ー个冷却滚筒，至少ー个冷却滚筒具有与纺丝喷嘴同轴地布置的气体可滲透的吹风壁，其中冷却滚筒布置在骤冷箱中，骤冷箱连接到冷却空气源，并且其中冷却管以延伸冷却滚筒的方式保持在骤冷箱的外侧，以形成后冷却段，其中冷却管具有气体可滲透的滚筒壁，该滚筒壁在骤冷箱外侧的长度处于150mm至500mm的范围内。本实用新型的区别在于，在冷却管内形成均匀的大气，在所述大气中避免了冷却空气传导中的周边紊流和任何压差。尤其是在冷却管的下部区域中发生的与环境空气的交换额外地带来对长丝的额外冷却效果。已经示出了为了以超过1000m/min的常规取出速度补偿压差，冷却管的气体可滲透的滚筒壁应当具有150_的最小长度。可以通过来自环境空气的支持而获得高长丝线性密度所需的冷却效果，气体可滲透的滚筒壁的长度优选地处于最多到500mm的范围内。为了能够以足够的长丝稳定性进行冷却管中的补偿操作，优选地实施本实用新型的改进之处，其中冷却管布置在纺丝喷嘴下方范围为150mm至350mm内的距离处。从而，根 据长丝股的厚度，能够经由冷却滚筒提供的冷却空气得到长丝的足够的周边巩固。从而，在各种情况下，冷却管与纺丝喷嘴的距离根据待生产的细丝的长丝线性密度进行选择。根据本实用新型的另ー个变型，冷却管的面向骤冷箱的固定端部的内径处于比进入的长丝束的包层直径大IOmm至30mm的范围内。冷却管的内径应当实现长丝束进入冷却管时滚筒壁与长丝束的长丝之间的最小距离。这样的设计避免了在冷却管的起始处的任何紊流。长丝束与在面向骤冷箱的固定端部处的冷却管的滚筒壁之间的距离优选地为5mm至15mm,并且取决于纺丝喷嘴的直径。为了使冷却空气经由冷却滚筒的进入与在冷却管中进行空气传导补偿操作不一致，本实用新型的改进是尤其有利的，其中具有气体不可滲透的滚筒壁的短的管套筒同轴地布置在冷却滚筒和冷却管之间，使得在骤冷箱的内侧或外侧形成短的中间冷却段。因此，可以避免冷却空气的供应与冷却空气的排出之间的相互作用。通过本实用新型的另ー个变型可以以特别积极的方式影响冷却空气的冷却效果。为此，纺丝喷嘴具有喷嘴板，该喷嘴板具有两个同轴地布置的孔圆，所述孔圆具有多个喷嘴开ロ，其中内侧的孔圆的喷嘴开ロ和外侧的孔圆的喷嘴开ロ以角度偏移的方式布置在喷嘴板上。这样，实现长丝束中长丝的环形布置，所述长丝与冷却滚筒基本上同轴地引导。从而，通过穿孔的冷却滚筒供应的冷却空气以均匀的方式冲击每个挤出的长丝。不管喷嘴开ロ的孔圆布置，为了在熔体停留时间保持相同的同时实现均匀分布，进ー步设置的是，在喷嘴板的入口侧上形成以星形方式布置的分配通道，所述分配通道将喷嘴开ロ连接到纺丝喷嘴中的中心熔体入ロ。在这种情况下，指派给内侧的孔圆的分配通道和指派给外侧的孔圆的分配通道形成有相等的长度。为了能够冷却相对于长丝的其余部分以均匀方式在内侧引导的长丝，本实用新型的改进也是有利的，其中喷嘴板上的内侧的孔圆的直径为至少50mm。因此，确保了在长丝束中的长丝之间具有有助于冷却空气进入和传导的足够距离。为了冷却刚挤出的长丝，在冷却滚筒的周边处的冷却空气通过气体可滲透的冷却滚筒借助压差被引导到冷却滚筒的内部。为了在冷却滚筒的整个周边上实现冷却空气的均匀流动，本实用新型的改进是特别有利的，其中骤冷箱具有上冷却腔室和连接到上冷却腔室的下分配腔室，其中冷却滚筒布置在上冷却腔室中，并且其中分配腔室连接到冷却空气源。从而，经由冷却空气源供应的冷却空气能够首先被收集。避免了骤冷箱内冷却滚筒的直接单方面吹风。冷却空气可以被引导到上冷却腔室中，其中轴向流动分量与冷却滚筒平行，因此在冷却滚筒的周边处出现均匀的分布。这样的骤冷装置的构造尤其适合于在纺丝装置内同时冷却多个长丝束。为此，纺丝装置具有多个纺丝喷嘴，骤冷装置的多个冷却滚筒指派给该多个纺丝喷嘴。所有的冷却滚筒一起布置在骤冷箱内，其中多个冷却管中的一个指派给骤冷箱的下侧上的冷却滚筒中相应的ー个。为了能够在纺丝装置上实施通常的维护工作，例如更换纺丝喷嘴，骤冷箱有利地以高度可调的方式形成。

參考附图，基于根据本实用新型的多个示例性实施例，在下文中解释本实用新型，其中 图I示意性地示出了根据本实用新型的用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备的第一示例性实施例的横截面图；图2示意性地示出了图I中所示的纺丝喷嘴的喷嘴板的平面图；图3示意性地示出了图2的喷嘴板的横截面图；图4示意性地示出了根据本实用新型的用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备的另ー个示例性实施方案的纵切面视具体实施方式
图I示意性地示出了根据本实用新型的设备的第一示例性实施例的横截面图。示例性实施例具有纺丝装置I和布置在纺丝装置I下方的骤冷装置2。在该示例性实施例中，纺丝装置I示意性地示出为包括纺丝箱体3和保持在纺丝箱体3的下侧上的纺丝喷嘴5。在纺丝箱体3的上侧上，示出有熔体供应部4，其中在这里没有更详细地示出用于引导和传送的装置，该装置大部分布置在加热的纺丝箱体3中。为了挤出多个长丝，纺丝喷嘴5在其下侧上具有喷嘴板6，下文中将更详细地解释该喷嘴板。在纺丝箱体3的下方布置有骤冷装置2的骤冷箱7。骤冷箱7的内侧具有上冷却腔室10和下分配腔室12。在上冷却腔室10和下分配腔室12之间布置有穿孔的分离板13。为了接纳和引导通过纺丝喷嘴5挤出的长丝18，冷却滚筒9穿过骤冷箱7的上冷却腔室10。冷却滚筒9在两端开ロ，并且具有圆柱形吹风壁19。在骤冷箱7中，圆柱形吹风壁19从骤冷箱7的上侧33延伸，直到分离板13。冷却滚筒9的吹风壁19以气体可渗透的方式构造，并且可以由ー个或多个组成部分构成，例如筛网、穿孔的板、织物或丝网。在使冷却滚筒9沿轴向延伸的方式中，管套筒11设置在骤冷箱7内侧，所述管套筒11贯穿分配腔室12，使得管套筒11的套筒壁20从分离板13延伸，直到骤冷箱7的下侧34。管套筒11在两端开ロ，以便在下侧34处将长丝导出骤冷箱7。骤冷箱7通过连接通道14联接到冷却空气源15。在该示例性实施例中，冷却空气源15以举例的方式示出为风扇。连接通道14形成在骤冷箱7的下部区域中，并且通向分配腔室12。[0030]填塞件8布置在骤冷箱7的上侧33上，处于纺丝箱体3和骤冷箱7之间。填塞件8以环形的方式形成，并且将保持在纺丝箱体3的下侧上的纺丝喷嘴5封闭。骤冷箱7借助其上侧33和填塞件8保持在纺丝箱体3上，因此没有通过冷却滚筒9产生的冷却空气能够在纺丝箱体3和骤冷箱7之间逸出。冷却管16以沿轴向延伸冷却滚筒9的方式布置在骤冷箱7的下侧34上。冷却管16通过固定端部35安装在骤冷箱7的下侧34处。冷却管16的内径相对于冷却滚筒9和管套筒11同中心地固定。冷却管16具有气体可滲透的滚筒壁17。在该示例性实施例中，滚筒壁17被构造为具有多个开ロ，例如被构造为穿孔的板。在原理上，滚筒壁17也可以由其它气体可滲透的材料形成，例如筛网或丝网。在操作中，由冷却空气源15吹出的冷却空气经由连接通道14进入分配腔室12。在这种情况下，冷却空气从分配腔室12经由穿孔的分离板13进入冷却腔室10。在冷却腔 室10中，冷却空气围绕冷却滚筒9的整个周边进行分配。由于冷却腔室10与冷却滚筒9的内侧之间的压カ梯度，所以连续的冷却空气流穿过吹风壁19。作用在长丝18上的冷却空气流与长丝一起沿着竖向冷却段被引导，该竖向冷却段由相继地布置的冷却滚筒9、管套筒11和冷却管16形成。冷却滚筒9限定了主动冷却区域，冷却空气供应到该主动冷却区域中。冷却滚筒9和冷却管16之间的管套筒11形成中间冷却段，在该中间冷却段中形成组合的长丝/冷却空气流。邻接的冷却管16代表后冷却段，其允许在冷却管16的内侧与环境之间进行空气交換。从而，在环境与冷却管的内侧之间存在压差的情况下，在冷却空气与环境空气之间能够进行交換。这样，在冷却管内侧为正压的情况下，冷却空气将能够穿过滚筒壁17到外側。尤其是在冷却管16的上部区域中可以观察到这种效应。然而，相反，额外的环境空气还将能够经由滚筒壁17被吸入到冷却管16的内侧中。尤其是在冷却管16的下部区域中可以观察到这种效应，并且基本上还通过増大长丝股的细丝速度来获得这种效应。为了使后冷却段中的冷却均匀化，已经发现的是，冷却管16的滚筒壁17的长度应当处于150_至500_的范围内。冷却管16的长度在图I中用附图标记N表示。因此，可以根据长丝线性密度来获得长丝横截面的均匀化冷却效果和构造。在这种情况下，应当确保进入后冷却段的长丝在其末梢区域具有足够的强度。因此，冷却管优选地布置成与纺丝喷嘴相距至少150mm的距离。在较高长丝线性密度的情况下，该距离应当尽可能地増大，其中冷却管与纺丝喷嘴的下侧之间的为350mm的最大距离是足够的。纺丝喷嘴5的下侧与冷却管16之间的距离在图I中用大写字母K表示。为了支持均匀化冷却效果，尤其是为了避免冷却管16内侧中的紊流，在长丝束18进入冷却管16时长丝束18的长丝与冷却管16的滚筒壁17之间的距离应当不会太小。在图I中，冷却管16的内径用大写字母D表示。进入冷却管16的固定端部35中的长丝束18的包层直径在图I中用大写字母B表示。冷却管16的内径D处于比进入冷却管16的固定端部35中的长丝束的包层直径B大IOmm至30mm的范围内。长丝束18与在冷却管16的固定端部35处的滚筒壁17之间的距离取决于纺丝喷嘴5的直径。具体地，为了能够形成厚的长丝横截面，而同时在长丝线性密度的形成中具有高的均匀化，优选地在纺丝喷嘴内侧使用喷嘴板，所述喷嘴板具有在两个孔圆上分布的多个喷嘴开ロ。在图2和3中以多个视图示意性地示出了这样的喷嘴板。图2示出了喷嘴板的入口侧的平面图，图3示出了喷嘴板的横截面。在没有明确表示參考这两个图之一的情况下，以下的说明适用于两个图。喷嘴板6以圆形方式构造，以便插入到在上述设备中形成为圆形喷嘴的纺丝喷嘴5中。喷嘴板6具有上入口侧27和下挤出侧28。多个喷嘴开ロ 21通到挤出侧28上。具体地，从图2的图示中可以看到，喷嘴开ロ 21布置成分布在两个孔圆22和23上。内侧的孔圆22中的喷嘴开ロ 21和外侧的孔圆23中的喷嘴开ロ 21以相对于彼此偏移的方式定位。内侧的孔圆22与外侧的孔圆23之间的角度偏移在这种情况下选择为使得两个孔圆22和23中相邻的喷嘴开ロ 21之间的间距増大。从图2和3的图示中可以看到，在喷嘴板6的入口侧27上以星形的方式形成多个 分配通道，以便在各种情况下将喷嘴开ロ 21连接到形成于中心处的熔体入口 26。分配通道分为两组，其中指派给内侧的孔圆22的分配通道用附图标记24表示，指派给外侧的孔圆23的分配通道用附图标记25表示。分配通道24和25在喷嘴板6的入口侧27的表面上具有相等的长度。因此，可以确保用于熔体分配到各个喷嘴开ロ的停留时间是相同的。对于这样的纺丝喷嘴，例如能够以高均匀化生产具有150den.的总体线性密度和48根长丝的细丝。在这种情况下，已经发现的是，具体地，48根长丝中的每ー个都形成有基本上相同的长丝横截面。此外，还能够提高Uster值。根据本实用新型的用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备优选地用于生产多个细丝，该多个细丝彼此平行地生产并且作为细丝群组进行处理和卷绕。图4示出了根据本实用新型的设备的示例性实施例，其将例如适合于这样的生产。图4中所示的示例性实施例与根据图I的示例性实施例具有基本上相同的结构，其中图4所示的构造中包含了多重的图I所示的单个状态。因此，为了避免重复，在下文中仅仅解释不同之处。在图4所示的示例性实施例中，多个纺丝喷嘴5以彼此平行并且彼此并排成行的方式保持在纺丝箱体3上。纺丝喷嘴5中的每个通过多个分配线31连接到纺丝泵29。纺丝泵29被构造为多泵，并且直接联接到熔体供应部4。纺丝泵29经由泵驱动器30而被驱动。纺丝泵29和分配线31与纺丝喷嘴5 —起保持在加热的纺丝箱体3中。这样的纺丝装置I是以举例的方式给出。从而，多于四个的纺丝喷嘴也可以以布置成行或布置成Z字形的方式保持在纺丝箱体的下侧上。布置在纺丝装置I下方的冷却装置2具有骤冷箱7，该骤冷箱7沿着纺丝箱体3的整个长度延伸。多个冷却滚筒9以及多个管套筒11以与纺丝喷嘴5同轴的方式集成在骤冷箱7内側。根据图I的示例性实施例，骤冷箱7的结构同样形成为两个部分，因此冷却滚筒9保持在上冷却腔室10中，管套筒11保持在下分配腔室12中。冷却腔室10和分配腔室12通过分尚板13彼此分隔开,该分尚板13具有多个开ロ，该多个开ロ用于冷却滚筒9的区域中的长丝穿过。多个冷却管16以延伸冷却滚筒9的方式保持在骤冷箱7的下侧34上。冷却管以与图I的示例性实施例相同的方式形成，并且具有气体可滲透的滚筒壁17。在骤冷箱7的上侧33上布置有填塞件8，该填塞件8由多个填塞件板构成并且密封骤冷箱7的上侧33。骤冷箱7通过两个提升气缸32. I和32. 2保持在框架(在这里没有更详细地示出)中，并且能够经由提升气缸32. I和32. 2按照需要引导到操作位置和维护位置。在图4中，骤冷箱7示出为处于操作位置。在维护位置中，骤冷箱7保持为与纺丝喷嘴5相距ー定距离。从而，根据本实用新型的用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备的图4所示的示例性实施例尤其适用于生产具有高长丝均匀性的细丝群组。已经示出了由此生产的合成细丝尤其适合于在变形处理中进行进一歩的处理，以便接下来生产染色织物。附图标记列表I纺丝装置2骤冷装置3纺丝箱体4熔体供应部5纺丝喷嘴6喷嘴板7骤冷箱8填塞件9冷却滚筒10冷却腔室11管套筒12分配腔室13分离板14连接通道15冷却空气源16冷却管17滚筒壁18 长丝19吹风壁20套筒壁21喷嘴开ロ22内侧的孔圆23外侧的孔圆24内侧分配通道25外侧分配通道26熔体入ロ27 入口侧28挤出侧29纺丝泵30泵驱动器31分配线32. I，32. 2 提升气缸[0082]33 上侧34 下侧35冷却管的固定端 部
权利要求1.一种用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备，其具有纺丝装置(I)和骤冷装置(2)，所述纺丝装置(I)具有用于挤出长丝的至少ー个纺丝喷嘴(5)，所述骤冷装置(2)具有至少ー个冷却滚筒(9)，所述至少ー个冷却滚筒(9)具有与所述纺丝喷嘴(5)同轴地布置的气体可滲透的吹风壁(19)，其中所述冷却滚筒(9)布置在骤冷箱(7)中，所述骤冷箱(7)连接到冷却空气源(15)，并且其中冷却管(16)以延伸所述冷却滚筒(9)的方式保持在所述骤冷箱(7)的外侧，以形成后冷却段， 其特征在干， 所述冷却管(16)具有气体可滲透的滚筒壁(17)，所述滚筒壁(17)在所述骤冷箱(7)外侧的长度处于150mm至500mm的范围内。
2.根据权利要求I所述的设备， 其特征在干， 所述冷却管(16)布置在所述纺丝喷嘴(5)下方范围为150mm至350mm的距离处。
3.根据权利要求I或2所述的设备， 其特征在干， 所述冷却管(16)的面向所述骤冷箱(7)的固定端部(35)的内径(D)处于比进入的长丝束的包层直径⑶大IOmm至30mm的范围内。
4.根据权利要求I或2所述的设备， 其特征在干， 在所述冷却滚筒(9)和所述冷却管(16)之间同轴地布置有短的管套筒(11)，所述管套筒(11)具有气体不可滲透的套筒壁(20)，所述管套筒(11)在所述骤冷箱(7)的内侧或外侧形成短的中间冷却段。
5.根据权利要求I或2所述的设备， 其特征在干， 所述纺丝喷嘴(5)具有喷嘴板(6)，所述喷嘴板(6)具有两个同中心地布置的孔圆(22、23)，所述孔圆(22、23)具有多个喷嘴开ロ(21)，并且内侧的孔圆(22)的喷嘴开ロ(21)和外侧的孔圆(23)的喷嘴开ロ(21)以角度偏移的方式布置在所述喷嘴板(6)上。
6.根据权利要求5所述的设备， 其特征在干， 在所述喷嘴板出)的入口侧(27)上形成有以星形方式布置的多个分配通道(24、25)，所述分配通道(24、25)将所述喷嘴开ロ(21)连接到所述纺丝喷嘴(5)中的中心熔体入口(26)。
7.根据权利要求6所述的设备， 其特征在干， 指派给所述内侧的孔圆(22)的分配通道(24)和指派给所述外侧的孔圆(23)的分配通道(25)形成有相等的长度。
8.根据权利要求5所述的设备， 其特征在干， 所述喷嘴板(6)上的所述内侧的孔圆(22)的直径为至少50mm。
9.根据权利要求I或2所述的设备，其特征在干， 所述骤冷箱(7)具有上冷却腔室(10)和连接到所述上冷却腔室(10)的下分配腔室(12)，所述冷却滚筒(9)布置在所述上冷却腔室(10)中，并且所述下分配腔室(12)连接到所述冷却空气源(15)。
10.根据权利要求I或2所述的设备， 其特征在干， 所述纺丝装置(I)具有多个纺丝喷嘴(5)，所述骤冷装置(2)的多个冷却滚筒(9)被指派给所述多个纺丝喷嘴(5)，所述冷却滚筒(9) 一起布置在所述骤冷箱(7)内侧，并且在所述骤冷箱(7)的下侧(34)上保持有多个冷却管(16)。
11.根据权利要求I或2所述的设备， 其特征在干， 所述骤冷箱(7)以高度能够调节的方式形成。
专利摘要本实用新型涉及用于熔融纺丝和冷却合成长丝的设备，其具有纺丝装置和骤冷装置，该纺丝装置具有至少一个纺丝喷嘴以用于挤出长丝，该骤冷装置用于冷却长丝。骤冷装置包括冷却滚筒，该冷却滚筒具有与纺丝喷嘴同轴地布置的圆柱形吹风壁。冷却滚筒布置在与冷却空气源连接的骤冷箱的内侧。冷却管以延伸冷却滚筒的方式布置在骤冷箱的外侧。为了在长丝的长丝横截面的冷却和形成中实现高度的均匀化，冷却管具有气体可渗透的滚筒壁，该滚筒壁在骤冷箱外侧的长度处于150mm至500mm的范围内。本实用新型的设备能够生产具有高长丝线性密度的长丝，而同时在长丝群组内具有高度的均匀化。
文档编号D01D5/08GK202658283SQ20122019054
公开日2013年1月9日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者任宪明, 沈恩涛 申请人:欧瑞康纺织技术(北京)有限公司