CN110249089B - 用于润湿多根纱线的装置和用于这种装置的计量泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用流体润湿多根纱线的装置以及通过多个输送管线与润湿机构相连的计量泵。该计量泵具有用于产生多个计量流体流的多个输送机构并具有多个与输送管线相连的泵出口。输送机构由至少一个布置在壳板之间的行星齿轮组形成。为了尽量获得均匀流通而没有出现明显的无用空间体积，根据本发明，行星齿轮组的多个行星齿轮被在相邻的壳板之间的定心板自由引导。行星齿轮组的行星齿轮分别具有一个通道孔，其通过通道系统连通到中心泵入口。于是可以实现紧密配合和间隙冲洗。

Description

用于润湿多根纱线的装置和用于这种装置的计量泵
技术领域
本发明涉及用于润湿多根纱线的装置和尤其用作这种纱线润湿装置中的计量泵。
背景技术
在合成纱线的制造和处理中，众所周知的是用流体润湿纱线。例如在合成纱线制造中，在熔纺之后，流体被用来保证纱线长丝的内聚。与之相比，在合成纱线二次处理的卷曲变形工艺中，流体被用来冷却在先变热的纱线。不管流体是用于纱线准备还是纱线冷却，都需要流体以连续方式和高的计量精度被供应至移动纱线。此外，在熔纺过程中且也在卷曲变形中，成组纱线相互平行相邻地被引导和处理，从而必须以相等的计量量同时在多个润湿机构处供应流体。
用于润湿多根纱线的通用装置和通用计量泵例如由EP1039011A2公开。
在已知装置情况下，计量流体流通过计量泵的多个输送机构产生。输送机构由行星齿轮组的齿轮副形成，其中多个行星齿轮组被保持在壳板之间。在此，每个行星齿轮组由一个太阳齿轮和多个行星齿轮形成，其中太阳齿轮安置在驱动轴上，而行星齿轮通过可转动安装在壳板中的轴被引导。多个泵出口形成在壳板上，该泵出口分别连通至行星齿轮组的出口区。每个泵出口被对应配属一个润湿机构，润湿机构通过单独的输送管线被连接至计量泵。
利用已知的装置，于是可以用流体并行润湿多根纱线。由油水乳化液构成的流体被用于纱线的准备和纱线冷却。但这样的乳化液具有使用寿命有限的缺点。例如在使用寿命相对长的情况下，可以在流体中形成细菌，其导致脱气和进而气泡产生。
在已知的用于润湿多根纱线的装置的情况下，现已观察到甚至留在计量泵无用空间内的残余流体可能引起这样的脱气。
发明内容
因此，本发明的目的是进一步发展用于润湿多根纱线的通用装置和通用的计量泵，从而可同时在多根纱线上以低的计量流体流进行尽量最均匀的润湿。
根据本发明，所述目的通过一种用于润湿多根纱线的装置以及一种计量泵实现。
本发明基于以下认识，在齿轮副中的无用空间受到前端间隙的显著影响，该前端间隙出现在齿轮与壳壁之间。为了将行星齿轮组中的这种间隙减至最小，根据本发明，每个行星齿轮组被在相邻壳板之间的定心板自由引导。于是，本发明有意识地丢弃了还构成在壳板处的附加无用空间的行星齿轮的轴颈引导。相反，本发明利用在行星齿轮中形成的通道孔来供应流体至各自的齿轮副。于是实现了围绕行星齿轮的恒定冲洗，其防止流体在行星齿轮组的轴向间隙中沉积。本发明的装置于是尤其适用于以计量方式供应用于润湿多根纱线的含油流体乳化液至个别纱线。于是，有利地可以为了纱线润湿而实现在0.05毫升/分钟至5毫升/分钟范围内的极低计量流量。
为了用计量流体流均匀润湿多根纱线，流体按照相同的方式被供给行星齿轮组处的齿轮副。为此尤其优选如下的本发明改进方案，在此，通道系统在壳板中具有多个壳体孔，该壳体孔通入行星齿轮组的行星齿轮的通道孔。
优选彼此平行相邻地采用多个行星齿轮组来同时润湿大量纱线。为此，壳体孔在其中一个壳板内具有多个入口孔并且在布置在相邻的行星齿轮组之间的壳板内具有多个轴向分布孔。于是可以让流体沿轴向直接通过行星齿轮的通道孔被供给每个行星齿轮组。
行星齿轮组的输入区的填充可以有利地通过多个分布槽来保证，分布槽在本发明的一个有利改进方案中形成在壳板的面向行星齿轮的一侧。在此，分布槽分别在行星齿轮的其中一个通道孔与行星齿轮组的几个输入区之一之间延伸。
为了能将极低的计量流体流量连续供应给纱线，尤其优选如下的本发明改进方案，在此，所述行星齿轮组被联接至驱动轴，并且其中该驱动轴被连接至步进电机。于是可以高精度且很均匀地设定极低的转速。
可以通过步进电机形成很紧凑的单元，其以壳体被保持在计量泵的外壳板上，驱动轴在其上被直接联接至步进电机转子。行星齿轮组的驱动轴于是直接作为步进电机的电机轴。
因为这样的用于润湿多根纱线的装置优选被用于在12至32根纱线之间的相对多的纱线且因此必须将共12至32条输送管线连接至相应数量的泵出口，故尤其优选如下的本发明改进方案，在此，在壳板内的对应配属于其中一个行星齿轮组的泵出口分别以插入连接件形式形成。于是，例如可以将软管管线通过简单的插头型联接直接保持在泵出口上。安装起来相当费力的大而笨重的螺纹紧固件于是可以被省掉。
根据本发明的计量泵于是尤其适用于产生相对多的均匀生成的计量流体流。在此情况下，行星齿轮组被设计成具有多个行星齿轮以实现每个壳板的泵出口的高密度。每个行星齿轮组的行星齿轮数量在2-6个行星齿轮范围内。
附图说明
以下，基于本发明装置的实施例和本发明计量泵的实施例参照附图来更详细说明本发明，其中：
图1示意性示出本发明的用于润湿多根纱线的装置的实施例的视图，
图2示意性示出图1的实施例的本发明计量泵的横截面图，
图3示意性示出图1的实施例的本发明计量泵的另一纵剖视图，
图4示意性示出图1的实施例的本发明计量泵的横截面图，
图5示意性示出用于驱动本发明计量泵的步进电机的横截面图，
图6示意性示出本发明计量泵的另一实施例的纵剖视图，
图7示意性示出图6的实施例的另一纵剖视图，
图8示意性示出图6的实施例的横截面图。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的用于润湿多根纱线的装置的实施例。此实施例具有多个润湿机构1.1-1.6。润湿机构的数量是一个例子。润湿机构的数量基本上与彼此平行相邻地要作为一组被同时润湿的纱线的数量相协调。在此，例如作为润湿机构1.1-1.6示出了润湿体2，其在一侧具有敞开的润湿槽3。计量孔4通入润湿槽3。计量孔4被连通至其中一个输送管线5.1-5.6。
如图1所示呈润湿体2形式的润湿机构是一个例子。原则上可以利用这样的润湿机构来准备纱线或冷却纱线，润湿机构根据应用状况被相应设计。例如，为了冷却纱线而采用长形的润湿槽，流体在输入区被供给润湿槽。
每个润湿机构1.1-1.6经由单独的输送管线5.1-5.6连接至计量泵6。为此，计量泵6具有多个输送机构，几个泵出口7.1-7.6之一分别配属于所述输送机构。输送管线5.1-5.6被连接至泵出口7.1-7.6。
计量泵6通过泵入口17和流入管线30被连接至流体储蓄器(在此未示出)，流体储蓄器保持为润湿所提供的流体。计量泵6被电动机31驱动，电动机可以被例如设计成步进电机。
以下将参照图2至图4来更详细描述计量泵6的结构和输送机构的结构。
图2和图3均示出了计量泵6的纵剖视图，图4示出了计量泵6的横截面。在没有明确参照其中一幅图的情况下，以下的描述适用于所有图。
计量泵6由多个壳板12.1-12.4构成，它们在此情况下具有圆形横截面。壳板12.1-12.4在它们之间包围多个行星齿轮组8.1-8.3，每个行星齿轮组在定心板11.1-11.3内被包围。壳板12.1-12.4和内置的定心板11.1-11.3以压力密闭方式被保持在一起。
每个行星齿轮组8.1-8.3形成以下将基于图4的视图来更详细描述的多个输送机构。
如可从图4的视图中看到地，其中一个行星齿轮组、在此是行星齿轮组8.1具有两个外行星齿轮9.1、9.2和一个设于中心的太阳齿轮10。太阳齿轮10通过轴毂联接29被保持在驱动轴19的周面上。行星齿轮9.1、9.2相对地布置在太阳齿轮10的两侧且与太阳齿轮10啮合。为此，行星齿轮9.1、9.2在定心板11.1中被自由引导。在行星齿轮9.1、9.2与太阳齿轮10的齿啮合点之前和之后不远处的区域中，定心板11.1分别具有一个自由空间，该自由空间作为输入区和输出区。如果太阳齿轮10被逆时针驱动，则在行星齿轮9.1和太阳齿轮10之间的上区域内形成第一输入区27.1。输出区28.1形成在与齿啮合点对置的一侧。在技术领域中，输入区也被称为分段腔，输出区被称为压力腔。在相反一侧，在行星齿轮9.2与太阳齿轮10之间的齿啮合点的下方形成第二输入区27.2。与此相对，输出区28.2位于齿啮合点的顶侧。
如图4所示的行星齿轮组8.1于是形成两个产生两股单独的计量流体流的输送机构。行星齿轮9.1、9.2的数量是一个例子。也可以将多于两个的行星齿轮配属给太阳齿轮10。
如也可以从图4的视图中看到地，输入区27.1、27.2被分别分配一个分布槽18.1、18.2，分布槽形成在壳板12.2的一侧。在此，分布槽18.1、18.2分别从输入区27.1、27.2延伸至形成在行星齿轮9.1、9.2内的通道孔13。
为了进一步解释输入区27.1、27.2的填充，以下参照图2。
如可以从图2的视图中看到地，行星齿轮组8.1-8.3的所有的行星齿轮9.1、9.2分别具有一个通道孔13。通道孔13优选形成在行星齿轮9.1、9.2的中心区内。通道孔13通过通道系统14被连通至泵入口17。在此情况下，由壳板12.1、12.2和12.3内的多个壳体孔形成通道系统14。为此形成多个轴向延伸的分布孔15.1、15.2，其延伸穿过壳板12.2、12.3并且将行星齿轮组8.1-8.3的行星齿轮9.1、9.2内的道孔13相互连通。
在被驱动轴19穿过的外壳板12.1上，形成有泵入口17。泵入口17经由入口通道16.1连通至在壳板12.1内的入口腔20。入口腔20关于驱动轴19同心形成并且通过密封件21被对外封闭。入口腔20通过作为壳体孔倾斜布置的两个入口孔16.2、16.3连通至第一行星齿轮组8.1的行星齿轮9.1、9.2中的通道孔13。于是可以让经由泵入口17输入的流体被供给在所有行星齿轮组8.1-8.3的行星齿轮中的通道孔13。
如已经根据图4所呈现和描述地，壳板12.3、12.4也在面向行星齿轮组8.2、8.3的一侧具有多个分布槽18.1、18.2以将行星齿轮9.1、9.2的通道孔13连通至行星齿轮组8.2、8.3的输入区27.1、27.2。
如可以从图4的视图中看到地，行星齿轮组8.1的输出区28.1、28.2均通过壳板12.2内的一个轴向出口孔26.1、26.2分别连通至一个泵出口。
如可以从图3的视图中看到地，轴向出口孔26.1、26.2分别通入壳板12.2的径向出口孔25.1、25.2。径向出口孔25.1、25.2连通形成在壳板12.2的周面上的泵出口7.1、7.2。在此实施例中，泵出口7.1、7.2均具有一个插入连接机构24，其允许直接连接输送管线的一个管线端。
但在此要明确指出的是泵出口7.1-7.6也可以被设计成带有螺纹。
在壳板12.3、12.4中形成的泵出口7.3-7.6按照相同的方式分别通过一个径向出口孔25.1、25.2和一个轴向出口孔26.1、26.2连通至行星齿轮组8.2、8.3的输出区28.1、28.2。
设置用于驱动行星齿轮组8.1、8.3的驱动轴19延伸穿过壳板12.1、12.2和12.3且通过壳板12.4的一端可转动安装。驱动轴19借助在此未更详细示出的驱动端被联接至电动机。图5示出用于驱动轴19驱动的一个可行实施方式。
图5示意性示出电动机的横截面图，电动机在此实施例中可以是步进电机。电动机31具有电机壳体32，其直接保持在壳板12.1上。驱动轴19以自由驱动端33突入电动机31内。在驱动端33的周面上布置有转子34，它与定子35相互作用。驱动轴19于是可通过电动机31被直接驱动。
在如图1所示的根据本发明的用于润湿多根纱线的装置的情况下，计量泵6被电动机31以预定转速驱动。在此，流体经由泵入口17和供应管线30被吸入，并且通过行星齿轮组8.1-8.3被送至各自输入区27.1、27.2。在此，流体分别进入行星齿轮9.1、9.2的通道孔13并且均匀流过轴向间隙。太阳齿轮10的转动造成啮合的行星齿轮9.1、9.2被驱动，从而流体自输入区被送入输出区。计量流体流于是经由泵出口7.1-7.6进入输送管线5.1-5.6并被送至润湿机构1.1-1.6。借助行星齿轮组8.1-8.3的、在定心板11.1-11.3内被自由引导的行星齿轮9.1、9.2，实现了很小的前端间隙和进而小的无用空间。此外，保证了行星齿轮组8.1-8.3的轴向间隙的连续冲洗，使得在泵内发生连续流体流动。本发明的装置于是允许以基本均匀的计量流体流连续工作以润湿纱线。于是，可以保证在长使用寿命范围内的高水平的计量精度。
根据图1的实施例的本发明的装置与计量泵一起工作，计量泵具有多个行星齿轮组用于形成输送机构。在此，每个行星齿轮组由两个行星齿轮和一个太阳齿轮构成。此实施例是一个例子。例如，甚至可以将带有多个行星齿轮的一个行星齿轮组用于供应流体至根据图1的本发明装置的润湿机构。这样的计量泵6实施例在图6、图7和图8的许多视图中被示出。图6和图7分别示出计量泵6的纵剖视图，而图8示出其横截面图。在没有明确参照其中一幅图的情况下，以下的描述适用于所有图。
根据图6至图8的计量泵6的实施例由壳板12.1、12.2构成，其在此例子中也具有圆形横截面。但要在此指出的是12.1、12.2的外轮廓可以具有任何期望设计，例如也可以呈多边形。壳板12.1、12.2在它们之间包围一个行星齿轮组8.1，其在定心板11.1中被包围。壳板12.1和12.2和内置的定心板11.1以压力密闭方式被保持在一起。
如可以从图8的视图中看到地，行星齿轮组8.1在此实施例中具有六个外行星齿轮9.1-9.6和一个设于中心的太阳齿轮10。太阳齿轮10通过轴毂联接29被保持在驱动轴19的周面上。行星齿轮9.1-9.6布置成均匀分布在太阳齿轮10周围且与太阳齿轮10啮合。为此，行星齿轮9.1-9.6在定心板11.1内被自由引导。行星齿轮组8.1于是形成共六个输送机构用于在泵出口7.1-7.6产生六股单独的计量流体流以润湿纱线。此计量泵实施例于是可以被直接用在如图1所示的本发明装置实施例中以供应共六个润湿机构。在此，行星齿轮组8.1的齿轮组的功能作用与图4的实施例相同，因而在此刻参照以上说明。在行星齿轮9.1-9.6与太阳齿轮10之间的每个齿轮副于是对应配属于一个输入区27和一个输出区28。对应配属于行星齿轮9.1-9.6的输入区27分别通过分布槽18连通至在其中一个所述行星齿轮9.1-9.6中的通道孔13。
于是，每个行星齿轮9.1-9.6具有单独的通道孔13，该通道孔通过通道系统14被联合连通至泵入口17，如可以在图6的视图中看到的那样。在此情况下，通道系统14由多个壳体孔形成，它们作为入口孔16.2-16.7从中心入口腔20到面向行星齿轮组8.1的侧壁地穿过壳板12.1。入口孔16.2-16.7分别通入行星齿轮9.1-9.6中的其中一个通道孔13。泵入口17通过入口通道16.1连通至入口腔20。在此实施例中，泵入口17形成有插入连接机构24，从而可以实现流入管线的管线端的直接连接。
在被驱动轴19穿过的外壳板12.1上，形成有泵入口17。驱动轴19和入口腔20在壳板12.1中通过密封件21被对外封闭。
如已经可以从图8的视图中看到地，行星齿轮组8.1的输出区28分别通过壳板12.2中的一个轴向出口孔26被连通至其中一个泵出口7.1-7.6。
如可以从图7的视图中看到地，轴向出口孔26分别通入壳板12.2的径向出口孔25。径向出口孔25将形成在壳板12.2周面上的泵出口7连通至各自的齿轮副的各自输出区。此实施例于是具有共六个泵出口，其中图7仅示出了泵出口7.1和7.4。在此实施例中，泵出口7.1和7.4也分别具有一个插入连接机构24，其允许输送管线的管线端的直接连接。
如可以从图6和图7的视图中看到地，驱动轴19以一端安装在壳板12.2中。借助在此未示出的相反一端，驱动轴19被连接至驱动装置。行星齿轮组8.1的太阳齿轮10与驱动轴19之间的联接在此实施例中由轴毂联接29形成。
在工作中，于是可以形成六个输送机构，它们产生六股均匀计量的流体流且经由泵出口7.1-7.6将其排出。就此而言，只具有一个行星齿轮组8.1的计量泵实施例也适用于实现图1所示的装置。
在此要指出，在根据本发明的所示计量泵实施例中的壳体孔的设计是例子。在此重要的是，泵入口被连通至行星齿轮内的通道孔。在此，也可以采用多个泵入口来改变通道系统的结构设计。为了无需脱气地尽量获得无干扰的润湿，借助行星齿轮的流体供应是极其有利的。于是实现了围绕行星齿轮的均匀冲洗，该行星齿轮以无用体积最小的方式被集成到行星齿轮组中。

Claims (15)

1.一种用流体润湿多根纱线的装置，该装置具有分配给纱线的多个润湿机构(1.1-1.6)和通过多个输送管线(5.1-5.6)连接至所述润湿机构(1.1-1.6)的计量泵(6)，其中所述计量泵(6)具有用于产生多个计量流体流的多个输送机构并具有多个泵出口(7.1-7.6)，所述输送管线(5.1-5.6)与所述泵出口相连，并且所述输送机构由布置在壳板(12.1,12.2)之间的至少一个行星齿轮组(8.1)形成，所述行星齿轮组(8.1)具有多个行星齿轮(9.1-9.6)和一个设于中心的太阳齿轮(10)，其特征是，所述多个行星齿轮(9.1-9.6)被在相邻的壳板(12.1,12.2)之间的定心板(11.1)自由引导且分别具有一个通道孔(13)，所述通道孔(13)通过通道系统(14)连通到至少一个泵入口(17)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述通道系统(14)在所述壳板(12.1,12.2,12.3)内具有多个壳体孔(15, 16.2, 16.3)，所述壳体孔通入所述行星齿轮组(8.1-8.3)的所述行星齿轮(9.1,9.2)的通道孔(13)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征是，多个行星齿轮组(8.1-8.3)被保持在所述壳板(12.1-12.4)之间，并且所述壳体孔在其中一个所述壳板(12.1-12.4)中具有多个入口孔(16.2,16.3)并且在布置在相邻的行星齿轮组(8.1-8.3)之间的壳板(12.1-12.4)中具有多个轴向分布孔(15)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征是，所述壳板(12.1-12.4)在朝向行星齿轮组(8.1-8.3)的一侧具有多个分布槽(18.1,18.2)，每个分布槽在其中一个所述通道孔(13)和所述行星齿轮组(8.1-8.3)的几个输入区(27.1,27.2)中的一个输入区之间延伸。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征是，所述行星齿轮组(8.1-8.3)被联接至驱动轴(19)，并且所述驱动轴(19)被联接至步进电机(31)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征是，所述步进电机(31)以壳体(32)被保持在所述外壳板(12.1)上，其中所述驱动轴(19)直接联接至所述步进电机(31)的转子(34)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征是，分配给其中一个所述行星齿轮组(8.1-8.3)的所述泵出口(7.1-7.6)在其中一个所述壳板(12.2-12.4)中分别以插入连接器(24)形式形成。
8.一种计量泵，该计量泵具有配属于单独的泵出口(7.1-7.6)的多个输送机构，其中所述输送机构由布置在壳板(12.1,12.2)之间的至少一个行星齿轮组(8.1)形成，所述行星齿轮组(8.1)具有多个行星齿轮(9.1-9.6)和一个设于中心的太阳齿轮(10)，其中所述多个行星齿轮(9.1-9.6)被在相邻的壳板(12.1,12.2)之间的定心板(11.1)引导且分别具有一个通道孔(13)，所述通道孔(13)通过通道系统(14)连通到至少一个泵入口(17)。
9.根据权利要求8所述的计量泵，其特征是，所述通道系统(14)在所述壳板(12.1,12.2,12.3)内具有多个壳体孔(15,16.2,16.3)，所述多个壳体孔通入所述行星齿轮组(8.1-8.3)的所述行星齿轮(9.1,9.2)的所述通道孔(13)。
10.根据权利要求9所述的计量泵，其特征是，多个行星齿轮组(8.1-8.3)被保持在所述壳板(12.1-12.4)之间，并且所述壳体孔在其中一个所述壳板(12.1-12.4)中具有多个入口孔(16.2, 16.3)并且在布置在相邻的行星齿轮组(8.1-8.3)之间的所述壳板(12.1-12.4)中具有多个轴向分布孔(15)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的计量泵，其特征是，所述壳板(12.1-12.4)在朝向所述行星齿轮组(8.1-8.3)的一侧具有多个分布槽(18.1,18.2)，每个分布槽在其中一个所述通道孔(13)和所述行星齿轮组(8.1-8.3)的几个输入区(27.1,27.2)中的一个输入区之间延伸。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的计量泵，其特征是，所述行星齿轮组(8.1-8.3)被联接至驱动轴(19)，其中所述驱动轴(19)被联接至步进电机(31)。
13.根据权利要求12所述的计量泵，其特征是，所述步进电机(31)以壳体(32)被保持在所述外壳板(12.1)上，并且所述驱动轴(19)直接联接至所述步进电机(31)的转子(34)。
14.根据权利要求8至10中任一项所述的计量泵，其特征是，分配给其中一个所述行星齿轮组(8.1-8.3)的所述泵出口(7.1-7.6)在其中一个所述壳板(12.2-12.4)中分别以插入连接器(24)的形式形成。
15.根据权利要求8所述的计量泵，其特征是，所述计量泵用在纱线润湿装置中。
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