CN103476978B - 用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备 - Google Patents

用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备，其具有处理通道、通到处理通道的喷嘴孔和空气输送装置。该空气输送装置与喷嘴孔共同作用以产生脉冲式压缩空气流，其中，压缩空气通过压力室和压力源产生。为了尤其是控制在压力室里面产生的压力脉冲，在压力室与压力源之间设置一容积存储装置，其中所述容积存储装置具有大于压力室容积的储存容积。

Description

用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备
技术领域
本发明涉及一种用于在多纤维长丝上产生喷气变形/缠结(Verwirbelungen)的设备，该设备具有处理通道、通到处理通道中的喷嘴孔和空气输送装置，该空气输送装置与喷嘴孔共同作用以产生脉冲式的压缩空气流，并且该空气输送装置具有与压力源连接的压力室。
背景技术
由US5,134,840已知这种用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备。
在生产合成长丝时，由许多单个丝条形成合成长丝，这些丝条为了后续加工而通过编织结或者喷气变形相互连接以形成长丝紧密性。为了在多纤维长丝上产生这种长丝紧密性，已知，在多纤维长丝上通过压缩空气处理而产生喷气变形。在此根据长丝类型和工艺而定可以实现不同的处理方法，从简单的喷气变形到产生编织结，不一而足。原理上长丝的两种压缩空气处理是不同的。在一种变型中通过喷嘴孔在处理通道中产生连续的压缩空气流，它基本横向于连续行进的长丝地指向。但是这种方法和设备原理上存在如下缺陷，即：存在持久的压缩空气损失并且还需要相对较高的压力，以便在长丝中得到强化的喷气变形。
在压缩空气处理的第二变型(本发明从该变型出发)中，通过喷嘴孔在处理通道中产生脉冲式的压缩空气流。为此给喷嘴孔配设有空气输送装置，空气输送装置与喷嘴孔共同地在处理通道中产生脉冲式的、在时间序列中重复地指向长丝的压缩空气流。这种设备由之前提到的文献已知。为此压缩空气输送装置具有压力室，该压力室用于将压缩空气馈入喷嘴孔中。压力室与压力源连接，通过压力源导引压缩空气到压力室。压力室内置在空心圆柱形的转子里面，该转子在其周部上具有多个室孔。室孔在转子转动时能够交替地/轮换地与通到处理通道中的喷嘴孔连接，长丝在该处理通道中被导引。在转子转动时在室孔与喷嘴孔联通的时间段中压缩空气流通过喷嘴孔脉冲式地导入到处理通道里面。
在已知设备中在压力室内部产生脉冲式压力振荡，它们传播开来并且导致在压缩空气供给中的干扰和噪声。另一方面要保证，在压力室内部快速补偿在产生脉冲式压缩空气流时引起的压力损失，以便可以以相同的强度产生后续的压缩空气流。因此该已知设备只适用于在500m/min范围内的相对较缓慢的长丝行进速度。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一个这种形式的用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备，通过该设备可以在2000m/min以上范围内的较高长丝速度下处理长丝。
本发明的另一目的是，这样改进这种设备，使得对于较高的运行压力也保证不被干扰的压缩空气供给。
这个目的按照本发明由下述方式实现，即：在压力室与压力源之间设置一容积存储装置，并且该容积存储装置具有大于压力室室容积的储存容积。
本发明的有利改进方案通过下述的特征和特征组合给出。
按照本发明的设备具有以下的特殊优点，即：在运行中产生的压力脉冲可以在容积存储装置内部被吸收并且可以相对于压缩空气供给网被缓冲。此外为了产生脉冲式的压缩空气流有相对较大量的空气可供使用，它们即便在运行压力较高时也引起相对较小的压力降。因此在6bar至10bar范围内的较高的运行压力下也可以产生高动态的压缩空气流，用以使长丝喷气变形。
为了一方面在产生流过喷嘴孔的压缩空气流时得到高的动态性，并且另一方面高度缓冲压力脉冲，本发明的下述改进方案已经证实是特别有利的，其中所述容积存储装置的储存容积比压力室的室容积大多倍、优选是压力室的室容积的＞20倍。由此存在这样的可能性，即：压力室直接以紧凑单元的形式直接配设给喷嘴孔，由此能够实现短的路径以产生低损失的压缩空气流。
为了在工艺期间可以保持基本恒定的运行压力，特别应用本发明的下述改进方案，其中在压力源与容积存储装置之间设置有压力调节器。因此压缩空气在容积存储装置内部可以保持在基本恒定的运行压力上。在此运行压力的大小基本通过工艺和长丝类型以及长丝纤度确定。一般通过压力调节器可以将运行压力调节到在2bar至12bar范围内的基本恒定的值。
视在其中必须在长丝上执行处理以喷气变形的环境状况而定，所述容积存储装置可以有利地通过压力容器和/或管道段形成。
在此有利地通过非常短的、长度＜0.3m的连接管道实现在压力室与容积存储装置之间的连接，由此使压力室内部的在产生脉冲式压缩空气流时引起的压力脉冲可以直接由容积存储装置承受。
为了在长丝行进速度相应高时以高频率产生在喷嘴孔里面产生的脉冲式压缩空气流，在按照本发明的设备中所述空气输送装置优选具有可旋转的喷嘴环，该喷嘴环具有环绕的导槽，所述喷嘴孔通到导槽。所述压力室具有室孔，该室孔可以通过喷嘴环的转动而短时间地与喷嘴孔连接。用于产生压缩空气流的频率可以由喷嘴环的转动来决定。在此喷嘴环可以通过长丝摩擦或者通过外部驱动装置而被驱动。
为了形成处理通道，喷嘴环在导槽与长丝之间的接触部位上配设有盖件。在此接触部位定义了喷嘴环上的其中喷嘴孔与压力室室孔相连接的区域。就此而言所述盖件同时是一挡板，该挡板用于在处理通道中得到用于产生喷气变形所需的空气导向。
根据压力室的结构而定，所述喷嘴环可以设计成空心圆柱形地且带有圆柱形滑动面或者设计成盘状地且带有端侧的滑动面，所述滑动面与定子的对应密封面共同作用，压力室在所述密封面中形成有室孔。有利地，压力室形成在具有圆柱形的密封面的定子上，室孔通到所述密封面，为了传输压缩空气喷嘴环的滑动面与定子的密封面共同作用。或者，喷嘴孔沿轴向通到滑动面，压力室形成在具有平面的密封面的定子上，室孔通到密封面，为了传输压缩空气喷嘴环的滑动面与定子的密封面共同作用。
但是另选地也存在这样的可能性，即：所述空气输送装置与静止的处理通道相组合。在这种情况下，所述压力室形成在转动的转子内部，该转子在周部上具有室孔。所述转子被圆柱形定子包围，该定子在一部位具有带有一体化的处理通道的喷嘴孔。所述定子具有位于内部的密封面，该密封面与转子的外部滑动面共同作用。由此也可以在喷嘴孔与压力室之间实现非常短的路径，从而在产生脉冲式压缩空气流时出现微小的压力损失。因此能够产生高动态的压力运动冲击，它们优选能用于在多纤维长丝中产生编织结。特别地，空气输送装置具有能转动的转子，该转子在内部形成有压力室并且该转子在周部上在滑动面上具有室孔，喷嘴孔和处理通道形成在包围转子的壳体上，该壳体具有内部的密封面，其中，室孔在转子转动时能交替地与喷嘴孔连接。
按照本发明的设备特别适用于，在多纤维长丝上在长丝速度在2000m/min以上时产生大数目的稳定且明显的喷气变形和编织结。下面借助于一些实施例参照附图详细解释按照本发明的设备。
附图说明
在附图中：
图1示出按照本发明的设备的方框图，
图2示出按照本发明设备的第一实施例的示意纵剖视图，
图3示出图2实施例的示意横剖视图，
图4示出按照本发明设备的另一实施例的示意纵剖视图，
图5示出按照本发明设备的又一实施例的示意纵剖视图。
具体实施方式
在图1中示出按照本发明的用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备的方框图。在此在处理通道3内部实现长丝处理，该处理通道形成在喷嘴支架1与盖件4之间。在喷嘴支架1上设有喷嘴孔2，该喷嘴孔一端通到处理通道3中，另一端与空气输送装置5连接。空气输送装置5在这里未详细示出并且在下面的实施例中还要详细解释。
空气输送装置5配设有压力室6和容积存储装置7。压力室6具有一室容积，其在图1中以附图标记V1表示。与之相比容积存储装置7具有大得多的储存容积，其在图1中以附图标记V2表示。
在入口侧上容积存储装置7通过压力调节器8与压力源9连接。
在运行中，压力源9被起动，从而用压缩空气填充容积存储装置7和压力室6。在此压力调节器8保证，在容积存储装置7和压力室6中保持预先确定的运行压力。
为了以脉冲式的压缩空气流重复地处理被导引通过处理通道3的长丝，通过空气输送装置5短时间地在喷嘴孔2与压力室6之间建立连接。此时在喷嘴孔2打开时间期间产生脉冲式的压缩空气流并且将其导入到处理通道3中用以处理长丝。为了得到小的损失和短的反应时间，压力室6优选设置在紧邻喷嘴孔2处。以确定的频率产生的压缩空气流在压力室6内部引起压力脉冲，该压力脉冲传回到容积存储装置7，并且在那里由于大得多的储存容积而大大被缓冲，由此在容积存储装置7入口侧上几乎感觉不到或者仅能感觉到微小的压力脉冲。
在按照本发明的设备中已经证实，室容积V1和储存容积V2应该具有最小比例，以便在常见的、可能位于2bar至12bar范围内的运行过压下得到足够的缓冲。在此尤其要考虑，压力室6的室容积V1必须具有特定的大小，以便在2000m/min以上的高长丝行进速度下可以在长丝上产生高密度的喷气变形点。因此必须在产生压缩空气流以后使压力室6中的运行压力尽可能在下一压缩空气流到达之前便已经达到其初始值。已经证实，在储存容积与室容积之间应该存在V2/V1≥20的比例。就此而言，容积存储装置7的储存容积V2比压力室6的室容积V1大很多倍。
为了在合成长丝上在相对较高的长丝速度时产生大数目的编织结，按照本发明的设备有利地按照在图2和3中所示的实施例来设计。图2以纵剖视图示出该实施例，而在图3中以横剖视图示出该实施例。
只要没有详细指出参照哪个附图，下面的描述就适用于两个附图。
按照本发明的用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备的此实施例设有空气输送装置5，该空气输送装置具有转动的喷嘴环11作为喷嘴支架，所述喷嘴环设计成环形的并且在周部上形成有环绕的导槽17。多个喷嘴孔2通到导槽17的槽底，这些喷嘴孔在喷嘴环11的周部上均匀分布地形成。喷嘴孔2穿过喷嘴环11直到内部的滑动面22。
喷嘴环11通过形成在端侧的端壁14和中心地设置在端壁14上的毂部15与驱动轴16连接。为此毂部15固定在驱动轴16的自由端部上。
喷嘴环11的圆柱形的内部滑动面22罩壳形地在定子12的导向段上被导引，该定子与滑动面22对置地形成有圆柱形的密封面23。定子12在圆柱形密封面23的周部上在一位置上具有室孔10，该室孔与形成在定子2内部的压力室6连接。压力室6通过连接管道18与容积存储装置7连接，容积存储装置在这个实施例中设计成压力容器19。在此压力室6与压力容器19之间的连接管道18设计得非常短，以便得到这两个容积的直接的共同作用。在此连接管道18优选实施成具有小于0.3m的长度。
定子12上的室孔10和喷嘴环11上的喷嘴孔2设计成在一个平面中，由此通过转动喷嘴环11使喷嘴孔2在室孔10的范围中被导引。为此室孔10设计成长孔并且在弧向/周向(radialer)上在喷嘴孔2的较长的引导区域上延伸。因此室孔10的大小确定了喷嘴孔2的打开时间，在此期间喷嘴孔产生压缩空气脉冲。喷嘴环11的滑动面22和定子12的密封面23形成一密封间隙，以避免压力室6中的压力损失。
定子12保持在支架13上并且具有位于中心的支承孔24，该支承孔与圆柱形密封面23同心地构成。在支承孔24内部通过轴承32可转动地支承有驱动轴16。
驱动轴16的一端部与电机25联接，通过该电机能以预先给定的周向速度驱动喷嘴环11。为此电机25设置在定子12侧旁。
如同由图2的视图给出的那样，喷嘴环11在周部上配设有盖件4，该盖件通过摆轴可动地保持在支架13上。另选地，盖件4也可以位置固定地被保持，如果为了铺放长丝而在盖件4与喷嘴环11之间形成有纫入缝隙的话。
如同由图3的视图给出的那样，盖件4在弧向上在喷嘴环11的周部上在一区域上延伸，该区域将定子12的室孔10包括在其中。盖件4在面向喷嘴环11的侧上具有适配的遮盖面，该遮盖面遮盖导槽17以形成处理通道3。在处理通道3内部，长丝26在导槽17里面在喷嘴环11的周部上被导引。为此在喷嘴环11中在进入侧上配设有入口导丝器20并且在排出侧上配设有出口导丝器21。因此长丝26能够在入口导丝器20与出口导丝器21之间通过部分缠绕在喷嘴环11上而在一接触部位中行进。
在图2和3中所示的实施例中，为了在多纤维长丝26上产生喷气变形，通过压力室6和压力容器19提供压缩空气。只要喷嘴孔2到达室孔10的区域中，在导槽17里面导引长丝26的喷嘴环11就产生连续的压缩空气脉冲。在此压力脉冲在多纤维长丝26上导致就地的喷气变形，由此在长丝上形成多个喷气变形结。在此，压力室6的室容积以及压力容器19的储存容积与相应的工艺和相应所需的运行压力相协调。为此压力容器19同样在进入侧上配设有在这里未示出的压力调节器。
在图4中示意性地以纵剖视图示出按照本发明设备的另一实施例，其具有一可替代地设计的空气输送装置5。在此喷嘴支架同样通过转动的喷嘴环11形成，该喷嘴环盘状地成形并且在周部上具有导槽17，该导槽在弧向上围绕喷嘴环11。多个喷嘴孔2通到导槽17的槽底。形成在喷嘴环11中的(多个)喷嘴孔2分别具有各两个喷嘴孔部段，其中，第一部段沿径向取向并且通到导槽17的槽底，第二孔部段沿轴向取向并且通到喷嘴环11的端面28上。在喷嘴环11的端面28上形成有滑动面22，喷嘴孔2通到该滑动面中。在喷嘴环11的上部区域中保持有位置固定的定子12，该定子以平面的密封面23通过密封缝隙保持在喷嘴环11的端侧的滑动面22上。在定子12内部形成有压力室6，该压力室通过连接管道18与容积存储装置7连接。在这个实施例中容积存储装置7通过具有加大的通流横截面的管道段35形成。管道段35在入口侧上与在这里未示出的压力调节器和压力源连接。
在定子12的平面的密封面23上形成有室孔10，该室孔是压力室6的出口。在此室孔10在一张角上延伸，该张角在喷嘴环12转动时决定喷嘴孔2的打开时间。
在定子12上方给喷嘴环11配设一活动的盖件4，该盖件可以在遮盖位置与在这里未示出的打开位置之间往复移动。盖件4与喷嘴环形成处理通道3，在该处理通道中导引长丝。
通过转动，使喷嘴环11通过在中心设置的保持孔29保持在支承颈30的周部上。支承颈30以可转动的方式支承在这里未示出的机架上。
在图4中所示的本发明设备的实施例的功能与前述的按照图2和3的实施例一致，因此在此参照前面的描述并且在这里不再解释。
在图5中示出按照本发明的设备的又一实施例，其具有另一可替代的空气输送装置的设计结构。图5中的实施例示意性地以纵剖视图示出。
在此通过以能转动的方式被支承的转子31输送压缩空气到喷嘴孔2，该转子设计成空心圆柱形的并且在内部形成有压力室6。转子31在周部上具有圆柱形的滑动面22，该滑动面与壳体33的对置的密封面23共同作用。壳体33在一周向部段上具有切向延伸的导槽17，喷嘴孔2通到其槽底。喷嘴孔2穿过壳体33直到内部的密封面23。
在喷嘴孔2的平面中，转子31在周部上具有多个分布设置的室孔10，这些室孔在转子31转动时交替地被输送给喷嘴孔2。
与喷嘴孔2连接的室孔10通过壳体33的密封面23密封。
壳体33中的导槽17配设有盖件4，通过它们形成处理通道3。因此在处理通道3内部导引长丝，长丝通过在喷嘴孔2上脉冲式产生的压缩空气流喷气变形。在这个实施例中盖件4也被构造成活动的，以便在工艺开始之前能放入长丝。
如同在上述实施例中已经解释过的那样，在这里压力室6也与一容积存储装置7连接。为此转子31具有空心圆柱形的驱动轴27，该驱动轴可转动地支承在轴承32上，并且与在这里未示出的驱动装置连接。驱动轴27在一端通过空气接头34与压力容器19连接。空气接头34含有旋转变换器，由此使压缩空气可以被导引到空心轴27内部。
因此，在图5中所示的按照本发明设备的实施例示出可能的空气输送装置的另一结构上的设计，用以在喷嘴孔上产生脉冲式的压缩空气流。在这里所示的实施例的共同之处是，压力室6直接配设给用于产生压力脉冲的喷嘴孔2。在此实现在处理通道与压力室之间的非常短的路径，由此能够实现非常明显的长丝处理。
但是在此要明确指出的是，本发明也包括空气输送装置5的类似的或者可替代的、在这里未示出的结构变型。因此例如可以通过阀控制装置在喷嘴孔上实现压缩空气的脉冲式输出。
此外在所示的各实施例中分别示出一用于处理长丝的处理通道。原则上这些所示的设备也可以有利地为了处理多根长丝而相互并排地使用。为此能够，给每个处理通道配设多个压力室中的一个单独的压力室，所述多个压力室共同连接在一容积存储装置上。但是也能够，多个处理通道并排地通过一个压力室来供给。
附图标记列表：
1喷嘴支架
2喷嘴孔
3处理通道
4盖件
5空气输送装置
6压力室
7容积存储装置
8压力调节器
9压力源
10室孔
11喷嘴环
12定子
13支架
14端壁
15毂部
16驱动轴
17导槽
18连接管道
19压力容器
20入口导丝器
21出口导丝器
22滑动面
23密封面
24支承孔
25电机
26长丝
27卸压槽
28端面
29保持孔
30支承颈
31转子
32轴承
33壳体
34空气接头
35管道段

Claims (13)

1.一种用于在多纤维长丝上产生喷气变形的设备，该设备具有处理通道(3)、通到处理通道(3)中的喷嘴孔(2)和空气输送装置(5)，该空气输送装置与喷嘴孔(2)共同作用以产生脉冲式的压缩空气流，并且该空气输送装置具有压力室(6)，该压力室与压力源(9)连接，其特征在于，在压力室(6)与压力源(9)之间设置有一容积存储装置(7)，且压力室(6)通过连接管道(18)与容积存储装置(7)连接，该容积存储装置(7)具有比压力室(6)的室容积(V1)大的储存容积(V2)，其中，在运行中在压力室(6)内部产生的压力脉冲能够通过所述容积存储装置(7)被缓冲。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述容积存储装置(7)的储存容积(V2)是压力室(6)的室容积(V1)的多倍。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述容积存储装置(7)的储存容积(V2)与压力室(6)的室容积(V1)之间的比例大于20。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，在压力源(9)与容积存储装置(7)之间设置有压力调节器(8)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述容积存储装置(7)由压力容器(19)和/或管道段(35)形成。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述压力室(6)与容积存储装置(7)通过长度小于0.3米的短的连接管道(18)连接。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述空气输送装置(5)具有能转动的喷嘴环(11)，该喷嘴环具有环绕的导槽(17)，所述喷嘴孔(2)通到导槽(17)中，所述压力室(6)具有室孔(10)，该室孔能通过喷嘴环(11)的转动而短时间地与喷嘴孔(2)连接。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，喷嘴环(11)在导槽(17)与长丝(26)之间的接触部位中配设有盖件(4)，通过所述盖件形成处理通道(3)。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述压力室(6)形成在具有圆柱形的密封面(23)的定子(12)上，所述室孔(10)通到所述密封面，为了传输压缩空气所述喷嘴环(11)的滑动面(22)与所述定子(12)的密封面(23)共同作用。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述压力室(6)形成在具有圆柱形的密封面(23)的定子(12)上，所述室孔(10)通到所述密封面，为了传输压缩空气所述喷嘴环(11)的滑动面(22)与所述定子(12)的密封面(23)共同作用。
11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述喷嘴环(1)设计成盘状地且带有端侧的滑动面(22)，所述喷嘴孔(2)沿轴向通到所述滑动面，所述压力室(6)形成在具有平面的密封面(23)的定子(12)上，所述室孔(10)通到所述密封面，为了传输压缩空气所述喷嘴环(11)的滑动面(22)与所述定子(12)的密封面(23)共同作用。
12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述喷嘴环(1)设计成盘状地且带有端侧的滑动面(22)，所述喷嘴孔(2)沿轴向通到所述滑动面，所述压力室(6)形成在具有平面的密封面(23)的定子(12)上，所述室孔(10)通到所述密封面，为了传输压缩空气所述喷嘴环(11)的滑动面(22)与所述定子(12)的密封面(23)共同作用。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述空气输送装置(5)具有能转动的转子(31)，该转子在内部形成有压力室(6)并且该转子在周部上在滑动面(22)上具有室孔(10)，所述喷嘴孔(2)和处理通道(3)形成在包围转子(31)的壳体(33)上，该壳体具有内部的密封面(23)，其中，所述室孔(10)在转子(31)转动时能交替地与喷嘴孔(2)连接。
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