CN103890247A - 用于合成长丝的熔体纺丝和冷却的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于合成长丝的熔体纺丝和冷却的设备。所述设备包括被加热的纺丝箱体，它在其下侧上支承至少一个纺丝喷嘴用以挤出长丝。在纺丝箱体的下面设置冷却装置，它具有一吹风室和一在吹风室内设置的具有透气的壁的穿孔的筒。穿孔的筒以一上端间隔开设置在纺丝喷嘴的下面用以接纳长丝；为了避免在穿孔的筒的上端上的沉积和冷凝，按本发明设置一单独的加热装置，通过它可加热穿孔的筒的上端。

Description

用于合成长丝的熔体纺丝和冷却的设备

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于合成长丝的熔体纺丝和冷却的设备。

背景技术

在合成纤维的制造中一般已知，将大量长丝在通过一纺丝喷嘴挤出以后在一后置的冷却区内冷却，由此固化长丝的热塑性材料并因此可以将各长丝聚集成复合线。为了新挤出的长丝的冷却产生冷却空气流并导向各长丝。为了在此得到在长丝束内各个长丝条的强的冷却，已表明这些系统是合适的，在其中将冷却空气流经由一穿孔的筒供给各长丝。例如由EP1505180A1已知一这样的设备。

在已知的设备中，在一以一列形的设置保持多个纺丝喷嘴的纺丝箱体的下面，设置一吹风室。将吹风室保持在纺丝箱体的下侧上，其中为每一纺丝喷嘴在吸风箱内配置一穿孔的筒。各穿孔的筒具有一透气的筒壁，从而吹入吹气室中的冷却空气通过各穿孔的筒均匀地从所有侧指向从各纺丝喷嘴排出的长丝。在纺丝箱体与冷却装置之间设置一热隔绝装置，从而不受长丝的后面的冷却的影响实现纺丝喷嘴的为长丝的挤出需要的温度调节。

在挤出确定的聚合物例如聚酰胺时产生增多的挥发性的组分如单体和低聚物，其可以不受控地沉积在周围环境中。在穿孔的筒的上端现在加强地发现这样的沉积，其导致在穿孔的筒的筒壁中的各吹风口的一粘合和封闭。由此引起各长丝的不均匀的冷却。

为了结合这类单体，现有技术中一般已知，在纺丝喷嘴的下面供给水蒸汽。但该所谓喷嘴薄膜，例如在DE19920682A1中描述的，具有缺点，即，水蒸汽特别是冷凝在穿孔的筒的各冷壁上并且导致水形成。

发明内容

现在本发明的目的是，提供一种用于类属型式的合成长丝的熔体纺丝和冷却的设备，其中，避免在聚合物纺丝时在用于冷却长丝的穿孔的筒上不符合要求的沉积。

该目的按照本发明这样达到，为穿孔的筒的上端配置一加热装置，通过它可加热穿孔的筒的上端。

通过诸从属权利要求的特征和特征组合限定本发明的有利的进一步构成。

本发明基于这样的见解，即单体的沉积基本上取决于温度差，这样将观察到，在各热的构件上几乎没有或只形成不多的沉积。由此通过穿孔的筒的上端的加热避免沉积的增多的出现。

作为加热装置基本上主动的加热装置如如一加热圈是适合的，其设置在穿孔的筒的一外壁或内壁的圆周上。

但特别优选被动的加热装置，它利用存在的热。这样优选通过一导热的金属环构成加热装置，它具有接触地在穿孔的筒的上端上保持并且它以自由的热端伸进一在穿孔的筒与纺丝喷嘴之间形成的自由空间中。因此可以有利地利用从纺丝喷嘴和纺丝箱体释放的热，以便加热穿孔的筒的上端。导热的金属环在这里优选由良好的传导的金属构成，以便可以将经由热端通过对流吸收的热直接供给穿孔的筒的上端。

金属环的热端可以按照特性和周围的构造按选择保持与纺丝箱体的一导热的构件接触或自由设置在自由空间中无接触地保持。在这里重要的是，在直接的接触时不受纺丝喷嘴的温度调节的影响地实现放热。

为了至少可以覆盖穿孔的筒的不通流的端部，金属环在一保持端上具有一圆柱形加热凸缘，它伸进穿孔的筒中。并且由此存在下述可能性，即形成一在纺丝喷嘴下面的区域，在其中无有效的冷却地引导各长丝。

为了在运行中尽可能避免在金属环与穿孔的筒之间材料张紧，金属环优选以没有以圆筒形加热凸缘与穿孔的筒的内壁接触的方式保持。

通过金属环无附加的固定装置地靠置在穿孔的筒的上端上，同时还可以改善可更换性。

为了得到各长丝的一延缓的冷却以便影响线的确定的物理特性，本发明的进一步构成设定，其中，在纺丝喷嘴与穿孔的筒的上端之间设置一补充加热器，通过它在纺丝喷嘴与穿孔的筒之间形成一温度调节的自由空间。在这方面有利的是，利用在温度调节的自由空间中存在的热能，以便于是同时加热金属环。这样金属环的热端优选伸进补充加热的温度调节的自由空间中。

为了尽可能直接在挤出以后可以结合各单体和各低聚物，本发明的进一步构成设定，其中，为纺丝喷嘴配置一蒸汽供给装置，通过它将蒸汽导入在一纺丝喷嘴下面的自由空间中。由此一所谓纺丝喷嘴膜形成(Düsenbeschleierung)是可能的，它有利地可以与抽出相结合。

附图说明

以下借助按照本发明的设备的几个实施例参照附图更详细地说明本发明。其中：

图1示意示出一按照本发明的设备的实施例的横剖视图，

图2示意示出图1的按照本发明的设备的实施例的纵剖视图，

图3示意示出按照本发明的设备的另一实施例的横剖视图，

图4示意示出按照本发明的设备的另一实施例的横剖视图，

图5示意示出按照本发明的设备的另一实施例的横剖视图。

具体实施方式

图1和2中示出按照本发明的设备的一第一实施例的多个视图。图1中示出实施例的横剖视图而无丝线运行的描述且图2中示出纵剖视图包括丝线运性。如果关于其中一个图没有更特别强调的，以下描述适用于两图。

按照本发明的设备的实施例具有一纺丝箱体1，该纺丝箱体在其下侧12以列形的设置并排保持多个纺丝喷嘴2。各纺丝喷嘴2在纺丝箱体内通过多个熔体管道6连接于一纺丝泵3。经由一泵驱动装置驱动纺丝泵3，其中纺丝泵3通向每一纺丝喷嘴2具有一单独的输送装置。纺丝泵3经由一熔体进口5连接于一在这里未示出的熔体源。纺丝箱体1加热地实施，以便加热各纺丝喷嘴2、各熔体管道6和纺丝泵3。

为纺丝箱体1在下侧12上配置一冷却装置4。冷却装置4在该实施例中通过一吹风箱8构成，该吹风箱连接在纺丝箱体1的下侧12上。吸风箱8通过一上箱8.1和一下箱8.2构成，它们相互连接。在上箱8.1与下箱8.2之间设置一孔板26，它将上箱8.1和下箱8.2彼此隔开。上箱8.1围成一上吹风室9且下箱8.2围成一下吹风室10。

吸风箱8在其上侧11上具有在各纺丝喷嘴2下面直通的线开口20，这些线开口在上吸风室9中通过插入的穿孔的筒17且在一下吹风室10中通过插入的接管25延续。为此孔板26具有多个与各穿孔的筒17和各接管25相应的开口。各穿孔的筒17构成为全部相同的并且具有一透气的筒壁，其在该实施例中通过一内壁18和一外壁19构成。这样内壁18可以通过一孔板且外壁19通过一金属丝编织物或金属织物构成。相反以封闭的壁构成接管25。下吹风室10在一纵向侧上连接于一空气供给通道24，通过所述空气供给通道将冷却空气导入下吹风室10。空气供给通道24连接于一进气装置29。在接管25的区域内下箱8.2具有多个排出开口28，从而各长丝为了冷却可以通过吹风箱8。吹风箱8通过两个作用在吹风箱上的升降缸27.1和27.2高度可调地构成。在运行中将吹风箱8通过升降缸27.1和27.2压向纺丝箱体1的下侧12。

为了各线开口20的密封，在纺丝箱体1的下侧12与吹风箱8的上侧11之间设置一密封系统13。密封系统13由一加压板14构成，它固定连接于纺丝箱体1的下侧12。加压板14经由多个隔绝板16保持在纺丝箱体1上。为了密封，加压板14与一泡沫密封元件15共同作用，该泡沫密封元件保持在吹风箱8的上侧11上。

如特别从图1中的视图可看出的，这样切除密封系统13，使得在纺丝喷嘴2与穿孔的筒17的一上端之间构成一自由空间21。对此，穿孔的筒17的上端从内侧是可自由接近的，以便可以容纳一金属环23。金属环23具有一自由的热端23.1，它伸进自由空间21中。利用一对置的保持端23.2，金属环23贴靠穿孔的筒17的内壁18的一端。保持端23.2具有加热凸缘23.3，它伸进穿孔的筒17中。金属环23的加热凸缘23.3在此具有一外径，其稍小于穿孔的筒17的内壁18的内径。因此在加热凸缘23.3与内壁18之间形成一微小的间隙。金属环23由一良好导热的金属构成。为了支持长丝进入穿孔的筒17中，热端23.1与加热凸缘23.3相比构成有一较大的直径。就此来说金属环23构成有一漏斗形的内轮廓。

如从图1和2中的视图可看出的，吹风箱8通过两个作用在吹风箱8上的升降缸27.1和27.2高度可调地构成。在运行中将吹风箱8通过升降缸27.1和27.2压向纺丝箱体1的下侧12，从而将泡沫密封元件15压向加压板14并且导致分界缝的密封。在运行位置金属环23以其热端23.1伸进自由空间21中，该自由空间由加热的纺丝箱体1和加热的纺丝喷嘴2限定。将金属环23由此加热到100℃以上的温度并且将热能经由保持端23.2直接导入穿孔的筒17的内壁18中。直接通过金属环23加热穿孔的筒17的上端。由此可以有利地避免沉积物在穿孔的筒17的上端上的沉淀。

为了各长丝的冷却，将冷却空气流经由空气供给通道24导入下吹风室10。从下吹风室10冷却空气均匀地经由孔板26进入上吹风室9。从上吹风室9将冷却空气经由穿孔的筒17供给各长丝。用附图标记7标明的各长丝通过下箱10中的接管25并经由排出口28离开吹风箱8。

在较长时间的运行中也在各纺丝喷嘴2的下侧上的沉积是不可避免的，其导致在规定的时间间隔内必须净化各纺丝喷嘴2的下侧。为此将吹风箱8通过升降缸27.1和27.2移到下维护位置(在这里未示出)。在吹风箱8的维护位置可以分别从各线开口20中取出和替换各金属环23。

在图1和2所示的实施例中，金属环23通过向热端23.1的对流吸收由纺丝喷嘴2和纺丝箱体1向自由空间21释放的能量，并将所述热量经由其壁传向保持端23.2，这从那里通过接触传输到穿孔的筒17的内壁18上。附加地，经由伸进穿孔的筒的内部的加热凸缘端23.3基本上通过热辐射实现穿孔的筒17的内壁18的继续的加热。此外，金属环23的内轮廓形成在吹风箱8的上侧11上形成的线开口20的一覆盖部，其中金属环23的内轮廓的漏斗形的构成有利地有助于各长丝和气体进入穿孔的筒17中。

但为了改善经热端23.1向金属环的热输入，也存在如下可能性，即保持热端23.1与纺丝箱体1的其中一个构件的接触。为此图3中示出一实施例。图3的实施例基本上相同于按图1和2的实施例，从而在这方面只说明区别而另外参照上述描述。

在图3所示的实施例中，金属环23以其保持端23.2靠置地保持在穿孔的筒17的上端上。加热凸缘23.3在金属环23上构成为很短的并且只用于在穿孔的筒17的内壁18的内径上的定心。

金属环23的热端23.1伸进自由空间21。在这里，热端23.1在圆周上具有多个均匀分配的热肋条23.4，它们接触在纺丝箱体1上固定的板14和16。由此形成一热桥，其改善向金属环23的热端23.1的传热。

但在图3所示的实施例中要注意，在金属环23上产生的热膨胀不导致金属环在自由空间21内的张紧。为了在吹风箱8的高度调整时确保金属环23的随动，优选将金属环23固定在吹风箱8的上侧上。图3中未示出这种情况。

为了具有单体和低聚物的增多的产量的有问题的材料的纺丝，图4中所示的实施例是特别适合的。图4中示出实施例的横剖视图，它在其结构和其功能上基本上相同于按图1和2的实施例，从而在这方面只说明其区别而另外参照上述描述。

在图4所示的实施例中吸风箱8包括上吹风室9和下吹风室10的构成方式相同于按图1和2的实施例构成。同样在穿孔的筒17的上端上的金属环23相同于按图1和2的实施例地构成并且以其热端23伸进自由空间21中。在这里通过一补充加热器30调节自由空间21的温度。补充加热器30为此在纺丝箱体1的下侧上设置在纺丝喷嘴2与穿孔的筒17之间。补充加热器30具有在这里未更详细示出的加热装置，以便直接在纺丝喷嘴2的下面产生一温度调节区。在该实施例中将补充加热器30用一加压板14保持在纺丝箱体1的下侧12上，其中，为了吹风箱8的密封用泡沫密封元件5贴紧加压板14。补充加热器30构成为筒形的，从而各邻近的纺丝喷嘴具有其他的补充加热器。优选共同调节各补充加热器的温度。

在纺丝箱体1内构成一蒸汽供给装置31，它由一环形通道32和一输入管道33构成。环形通道32具有一个或多个吹风口34，它们直接通到纺丝喷嘴2的下面。在运行中，经由输入管道33导入水蒸汽，所述水蒸汽经由环形通道32和各吹风口34在纺丝喷嘴2的下面分配。在纺丝喷嘴2的下侧出现的水蒸汽导致在挤出长丝时产生的气体的结合。由此可以进一步减少在各邻接的构件上的不符合要求的沉积。蒸汽供给装置31在这里向每一在纺丝箱体1上保持的纺丝喷嘴2具有单独的吹风口34。

在上述按图1至4的实施例中，将用于加热穿孔的筒17的上端的单独的加热装置构成为一被动的加热装置，其中，利用在纺丝喷嘴2和纺丝箱体1的周围环境产生的热能，以便加热穿孔的筒的上进口区域。但基本上也存在下述可能性，即采用一主动的加热装置用以在上端加热穿孔的筒17。为此在图5中示意示出另一实施例的横剖视图。按图5的实施例在冷却装置4的结构和功能上相同于上述实施例，从而在这里为了避免重复只说明区别。

在图5所示的实施例中，在穿孔的筒17的上端设置一加热圈22，它包围外壁19的圆周。加热圈22在这里在穿孔的筒17的上端上的一短的区域上延伸。在该区域内不发生通流。例如经由各电阻加热元件主动地加热加热圈22，以加热穿孔的筒的上端部。加热圈22在这里可以有利地也与补充加热器30的能量供应相结合。

在图5所示的实施例中，因此可有利地避免由各长丝随带的水蒸汽在穿孔的筒17的上面的区域内的冷凝。在穿孔的筒17的温度调节时在此优选达到100℃以上范围内的温度。这样例如在聚酰胺PA6的纺丝时，将补充加热器30调到一约260℃的温度。

图1至5中所示的实施例在冷却装置的结构和构成中是示例性的。基本上也存在下述可能性，即将吹风箱构成一件式的，使得为上吹风室9直接配置一供气通道，从而不需要冷却空气从一下吹风室向一上吹风室的一再分配。在这里重要的是，由于产生的吸入作用，进入线开口的各长丝和气体在进入冷却装置时立即碰到各加热的导向表面，以便将沉积的产生最小化。在这里优选被动的或主动的加热装置，以便加热穿孔的筒的进口区域。

附图标记列表

1   纺丝箱体     15   泡沫密封元件

2   纺丝喷嘴     16   隔绝板

3   纺丝泵       17   穿孔的筒

4   冷却装置     18   内壁

5   熔体进口     19   外壁

6   熔体管道     20   线开口

7   长丝         21   自由空间

8   吹风箱       22   加热圈

8.1 上箱         23   金属环

8.2 下箱         23.1 热端

9   上吹风室     23.2 保持端

10  下吹风室     23.3 加热凸缘

11  吹风箱上侧   23.4 热肋条

12  纺丝箱体下侧 24   空气供给通道

13  密封系统     25   接管

14  加压板       26   孔板

27.1，27.2 升降缸 31 蒸汽供给装置

28  排出口        32 环形通道

29  进气装置      33 输入管道

30  补充加热器    34 吹风口

Claims (10)

1.用于合成长丝的熔体纺丝和冷却的设备，所述设备包括：被加热的纺丝箱体(1)，所述纺丝箱体在下侧上支承至少一个用以挤出长丝的纺丝喷嘴(2)；和在纺丝箱体(1)的下面设置的冷却装置(4)，所述冷却装置具有吹风室(9)和在吹风室(9)内设置的具有透气的壁的穿孔的筒，其中，穿孔的筒(17)以上端间隔开地设置在纺丝喷嘴(2)的下面用以接纳长丝；其特征在于，为穿孔的筒(17)的上端配置单独的加热装置(22、23)，通过所述加热装置可加热穿孔的筒(17)的上端。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，加热装置通过加热圈(22)构成，所述加热圈设置在穿孔的筒(17)的外壁(19)或内壁(18)的圆周上。

3.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，加热装置通过导热的金属环(23)构成，所述金属环具有接触地保持在穿孔的筒(17)的上端上并且所述金属环以自由的热端(23.1)伸进在穿孔的筒(17)与纺丝喷嘴(2)之间形成的自由空间(21)中。

4.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，金属环(23)的热端(23.1)在自由空间(21)中与纺丝箱体(1)的导热的构件接触地保持或自由设置地无接触地保持。

5.按照权利要求3或4之一项所述的设备，其特征在于，金属环(23)在保持端上具有筒形的加热凸缘(23.3)，所述加热凸缘伸进穿孔的筒(17)中。

6.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，金属环(23)以筒形的加热凸缘(23.2)与穿孔的筒(17)的内壁(18)无接触的方式保持。

7.按照权利要求3至6之一项所述的设备，其特征在于，金属环(23)可更换地靠置在穿孔的筒(17)的上端上。

8.按照上述权利要求之一项所述的设备，其特征在于，在纺丝喷嘴(2)与穿孔的筒(17)的上端之间设置补充加热器(30)，通过所述补充加热器，在纺丝喷嘴(2)与穿孔的筒(17)之间形成温度调节的自由空间(21)。

9.按照权利要求8所述的设备，其特征在于，金属环(23)的热端(23.1)伸进温度调节的自由空间(21)中。

10.按照权利要求1至9之一项所述的设备，其特征在于，为纺丝喷嘴(2)配置蒸汽供给装置(31)，通过所述蒸汽供给装置，蒸汽可导入在纺丝喷嘴(2)下面的自由空间中。

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