CN110820059B - 导丝辊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于引导和加热合成单丝条子的导丝辊，其具有圆柱形辊套。辊套具有用于引导单丝的外部轮廓和构造成可通过饱和蒸汽加热的内部轮廓。内部轮廓具有突出的并均匀地分布在周向上的多个热肋和位于所述热肋之间的冷凝物沟槽，所述冷凝物沟槽沿轴向指向并通过至少一个排放端部通入空隙中。为了通过饱和蒸汽向辊套中的良好传热来产生热循环，根据本发明的内部轮廓的热肋和冷凝物沟槽分别朝向空隙的方向具有出口坡度，其中，空隙由辊套一端处的内部轮廓的辊套缺口形成。

Description

导丝辊

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于引导和加热合成单丝条子的导丝辊。

背景技术

在生产合成纤维时，在熔融纺丝工艺中由导丝辊引导挤出的单丝条子以用于牵引、拉伸或处理。这种类型的导丝辊具有以预定的周向速度被驱动的辊套，单丝条子通过部分缠绕在所述辊套的周部上而被引导。根据所需的处理，辊套被实施为被加热。因此，通常已知，导丝辊的辊套通过热流体(例如饱和蒸汽)或通过电加热装置(例如通过热辐射器或感应加热装置)加热。在辊套相对较长地悬伸出并且具有大直径的情况下，通过饱和蒸汽加热辊套已经特别成功地在辊套上产生均匀的表面温度。本发明从这种类型的导丝辊入手。

因此，从DE 2 261 459 A1中获知一种导丝辊，其中通过蒸汽加热辊套的内部轮廓。液体在此设置在被构造成与辊套的内部轮廓同心的蒸汽室内。蒸汽室由感应加热装置加热，使得容纳在蒸汽室中的液体蒸发，并且蒸汽沉降在内部轮廓上。为了当在内部轮廓上形成冷凝物时获得强加热，在辊套的内部轮廓上设置有多个热肋，其沿轴向方向延伸并且其间分别形成一个用于收集冷凝物的冷凝物沟槽。然而，由于在辊套的运行状态下的离心力，存在这样的问题，即粘附在辊套的内部轮廓上的冷凝物不能被充分地供给至液体并因此不能蒸发。因此，在已知的导丝辊中不存在连续的蒸发循环。

然而，在现有技术中还已知其中构造在辊套内部的蒸汽室与外部蒸发器相连接的导丝辊。由DE 16 60 564 A1获知一种导丝辊，其中饱和蒸汽被引导到辊套内的蒸汽室中。蒸汽室由辊套的内部轮廓界定，使得蒸汽直接在辊套的内部轮廓上冷凝。辊套的内部轮廓呈截头圆锥形，以便在蒸汽供应源的入口侧上收集和排出冷凝物。因此存在将蒸汽室连接到外部蒸发器的可能性。然而，在内部轮廓上形成的冷凝物同样也阻碍了蒸汽向辊套的内部轮廓的直接传热。特别是在由于坡度而在内部轮廓上产生回流冷凝物的积聚的区域中，严重地阻碍了传热。因此在辊套上产生不均匀地被加热的区域。

发明内容

现在，本发明的一个目的是，以这样的方式改进用于引导和加热合成单丝条子的这类导丝辊，即可以通过连续排出冷凝物来尽可能均匀地对辊套进行温度控制。

本发明的又一个目的在于，以这样的方式设计这类导丝辊，即在辊套内部形成的冷凝物以连续的方式并且独立于离心力排出。

根据本发明，该目的通过一种用于引导和加热合成单丝条子的导丝辊以下述方式实现，即内部轮廓的热肋和冷凝物沟槽分别朝向空隙的方向具有出口坡度，并且空隙由内部轮廓的辊套缺口/辊套释放切口形成在辊套的一个端部上。

本发明的有利的改进方案通过从属权利要求的特征和特征组合来限定。

本发明具有如下特别的优点：沉降在内部轮廓上的冷凝物即使在辊套的高周向速度下也可连续排出，并且因此不会妨碍饱和蒸汽对辊套的加热。通过突出的热肋来保证饱和蒸汽与辊套的内部轮廓之间的持续的表面接触。通过出口坡度，积聚在冷凝物沟槽中的冷凝物被连续地引导到内部轮廓的辊套缺口中。

为了在辊套外轮廓的表面上在限定外轮廓与合成单丝之间的接触区域的、预先限定的所谓占据长度上进行均匀的温度控制，优选进行本发明的如下改进方案，其中热肋和冷凝物沟槽以这样的方式构成，即辊套在轴向方向上的内部轮廓具有一致的恒定的沟槽深度。因此，冷凝物沟槽的坡度导致，相对于圆柱形外轮廓建立的辊套壁连续地逐渐变薄。因此可以有利地补偿随着坡度而增加的冷凝物膜，该冷凝物膜阻碍向辊套的传热。因此，尽管在辊套中形成了冷凝物，也可以实现相对较均匀的表面温度。

为了铺放单丝条子并操作导丝辊，本发明的如下改进方案是特别有利的，其中辊套具有自由伸出的操作端，并且内部轮廓上的辊套缺口面向操作端。因此可以由于在操作端处积聚冷凝物而减小表面温度。由此，辊套的操作端可以被实施为相对较冷，从而对操作者没有直接的风险。

为了定期更换饱和蒸汽和冷凝物，提供了根据本发明的如下改进方案，其中辊套在操作端和相对的驱动端处分别具有一个端壁，辊套的内部轮廓围出蒸汽室，蒸汽室通过驱动端处的端壁上的蒸汽入口与蒸发装置连接。因此，饱和蒸汽可以有利地通过外部蒸发装置供应到辊套内部的蒸汽室。

为了通过冷凝物的排出来实现热循环回路，还设想，内部轮廓上的辊套缺口被分配有虹吸管，排放管沿轴向穿过蒸汽入口和蒸汽室，排放管连接到虹吸管。因此，在操作端处在辊套缺口中积聚的冷凝物可以由虹吸管连续接收并通过排放管排出。

在辊套非常长地伸出的情况下，在蒸汽室内部还设置有具有支承开口的支承壁，以便稳定排放管。支承开口包围管道适配器，该管道适配器形成排放管与虹吸管之间的连接。支承壁在此固定地连接到辊套并且被实施为可相对于管道适配器转动。

为了接收冷凝物，在蒸汽室内固定不动的虹吸管在面向辊套缺口的一端处具有冷凝靴，该冷凝靴被保持成以沿径向定向的入口开口与辊套的内部轮廓间隔很短的距离。因此，可以可靠地接收和排出积聚在辊套缺口中的冷凝物。

为了驱动辊套，本发明的如下改进方案是特别有利的，在该改进方案中辊套的驱动端处的端壁直接连接到驱动轴，其中，驱动轴以与蒸汽入口同轴的方式具有通过通道，并且其中，通过通道由蒸汽管和在蒸汽管内部延伸的排放管穿过。因此，用于引导蒸汽的固定部件可以与导丝辊的旋转部件分离。

驱动轴优选地安装在机架中并且直接连接到驱动装置。

穿过驱动轴的排放管和蒸汽管在驱动轴外部连接到适配装置，通过该适配装置，蒸发装置联接到蒸汽管和排放管。因此，用于加热辊套的热循环回路可以保持独立于导丝辊的相应运行状态。

附图说明

下面将参考附图借助于示例性实施例更详细地说明根据本发明的用于引导和加热合成单丝条子的导丝辊。

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的用于引导和加热合成单丝条子的导丝辊的纵向剖视图；

图2示意性地示出了图1的示例性实施例的辊套的纵向截面；以及

图3.1和图3.2示意性地示出了根据图1的示例性实施例的辊套的多个横截面图。

具体实施方式

在图1中以纵向剖视图示意性地示出了根据本发明的用于引导和加热合成单丝条子的导丝辊的一个示例性实施例。该示例性实施例具有悬伸出的辊套1，其通过驱动端4连接到驱动轴5。驱动轴5通过多个轴承7.1和7.2可旋转地安装在机架6上。为了被驱动，驱动轴5在周部上具有驱动链轮/驱动小齿轮8，该驱动链轮联接到驱动装置(这里未详细示出)。

另外参考图2以便说明辊套1。因此，下面的描述适用于图1和2两者。

辊套1被实施为中空圆筒形并且具有圆柱形外轮廓1.1和结构化的内部轮廓1.2。在外轮廓1.1的表面上合成单丝条子(这里未详细示出)通过接触被引导，以便加热和引导单丝条子。为了加热辊套1，辊套在内部形成有蒸汽室12。为此，辊套1在操作端3处具有封闭的端壁2.1，并且在相对的驱动端4处具有端壁2.2，该端壁2.2在中心具有蒸汽入口14。端壁2.2固定地连接到驱动轴5的法兰9。

辊套1的结构化的内部轮廓1.2具有多个轴向指向的热肋10和分别设置在热肋10之间的冷凝物沟槽11。热肋10和冷凝物沟槽11从驱动端4一直延伸到操作端3，其中在驱动端4处由环绕沟槽29和在操作端3处由辊套缺口13限制热肋10和冷凝物沟槽11。热肋10和冷凝物沟槽11具有朝向排放端部30的坡度。排放端部30被分配给被构造成空隙的辊套缺口13。

另外参考图3.1和3.2以便进一步说明热肋10和冷凝物沟槽11。在图3.1和3.2中分别示出了在驱动端的区域中和在操作端3的区域中的辊套1的横截面图，其中仅示出了辊套1的轮廓。

如从图3.1和3.2可知，内部轮廓1.2相对于圆柱形外轮廓1.1被实施为锥形，使得热肋10和冷凝物沟槽11在整个轴向长度上具有均匀一致的沟槽深度。就此而言，辊套1在操作端3的区域中具有比驱动端4小的壁厚。热肋10具有方形形状，使得在蒸汽室12的内部空间中形成了饱和蒸汽可以直接作用在其上的、相对较大的接触面。冷凝物分别被收集在冷凝物沟槽11中。热肋10和冷凝物沟槽11均匀地分布在辊套1的整个周部上。因此，热能可以均匀地传递到辊套1中。

如从图1和图2中的图示可知，辊套1的端部区域中的辊套缺口13被分配有虹吸管20。虹吸管20通过管道适配器23连接到轴向地穿过蒸汽室12的排放管19。管道适配器23通过旋转支承件27保持在支承壁21的支承开口22中。支承壁21设置在冷凝物沟槽11的排放端部30处并且固定地连接到辊套1的内部轮廓1.2。

虹吸管20在自由端处具有冷凝靴24，该冷凝靴24具有沿径向方向构成的入口开口31，该入口开口以短的间距被分配给辊套缺口13。

如从图1中的图示可知，排放管19穿过端壁2.2中的蒸汽入口14以及连接到蒸汽入口14的蒸汽管17。蒸汽管17和排放管19穿过通过通道16，该通过通道16构造在驱动轴5的中心并且完全穿过驱动轴5。

在驱动轴5的外部在机架6上设置有适配装置18，蒸汽管17和排放管19联接到该适配装置。适配装置18通过冷凝物管线25和蒸汽管线26连接到蒸发装置15。

蒸汽管17通过连接件28设置在辊套1的端壁2.2上，其中，辊套1相对于排放管19和蒸汽管17旋转。

在运行中，饱和蒸汽通过蒸发装置15连续产生，并通过蒸汽管17和蒸汽入口14引导到辊套1的内部。饱和蒸汽加热辊套1的内部轮廓1.2，其中，由于辊套1的旋转，冷凝物积聚在冷凝物沟槽11中。由于冷凝物沟槽11的坡度，冷凝物在辊套1旋转时被引导到冷凝物沟槽11的排放端部30并进入内部轮廓1.2的辊套缺口13。在辊套缺口13中冷凝物积聚在内部轮廓1.2上。通过虹吸管20和冷凝靴24不断地接收一定量的冷凝物，并通过排放管19从蒸汽室12排出。冷凝物通过适配装置18和冷凝物管线25返回到蒸发装置。就此而言，辊套1内部的蒸汽室16连续地连接到热循环回路。

热肋10和冷凝物沟槽11的构造是以这样的方式设计的，即内部轮廓1.2相对于圆柱形外轮廓1.1的壁随着坡度增加而逐渐变薄。因此，可以补偿由流出的冷凝物引起的热阻，使得在辊套1的外轮廓1.1上不会出现温差。此外，热肋10保证与冷凝物沟槽11内的冷凝物的相应高度无关的、连续地由饱和蒸汽引起的、向辊套1中的热流。辊套1的内部轮廓1.2上的热肋10的长度在此基本上决定了可在其上引导合成单丝条子的、外轮廓1.1的占用长度。

如从图1和图2中的图示可知的，热肋10具有基本上矩形的形状。因此，特别是可以在内部实现相对较大的、饱和蒸汽可在其上冷凝的接触面。然而，热肋10和冷凝物沟槽11的形状是示例性的。原则上，梯形、三角形或椭圆的形状也是可实现的。

根据本发明的导丝辊优选用于所谓的纤维生产流水线中，以便引导形成丝束或丝条的大量单丝条子。例如，这种类型的导丝辊在辊套处具有例如800mm左右的外径。这里的悬伸长度例如约为2000mm。

Claims (10)

1.一种用于引导和加热合成单丝条子的导丝辊，其具有圆柱形的辊套（1），单丝在所述辊套（1）的外轮廓（1.1）上能够通过接触而被引导，所述辊套（1）的内部轮廓（1.2）构造成可通过饱和蒸汽加热，其中，所述内部轮廓（1.2）具有突出的且在周向上均匀分布的多个热肋（10）和位于所述热肋（10）之间的冷凝物沟槽（11），所述冷凝物沟槽沿轴向指向并通过至少一个排放端部（30）通入空隙中，其特征在于，内部轮廓（1.2）的所述热肋（10）和所述冷凝物沟槽（11）分别具有朝向所述空隙的方向的出口坡度，所述空隙由所述内部轮廓（1.2）的在所述辊套（1）的一端处的辊套缺口（13）形成。

2.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，所述热肋（10）和所述冷凝物沟槽（11）被构造成，使得所述辊套（1）的内部轮廓（1.2）在轴向方向上具有均匀一致的沟槽深度。

3.根据权利要求1或2所述的导丝辊，其特征在于，所述辊套（1）具有悬伸出的操作端（3），所述内部轮廓（1.2）上的辊套缺口（13）面向所述操作端（3）。

4.根据权利要求3所述的导丝辊，其特征在于，所述辊套（1）在所述操作端（3）处具有第一端壁（2.1），而在相对的驱动端（4）处具有第二端壁（2.2），所述辊套（1）的内部轮廓（1.2）围出蒸汽室（12），所述蒸汽室（12）通过所述驱动端（4）处的第二端壁（2.2）上的蒸汽入口（14）连接到蒸发装置（15）。

5.根据权利要求4所述的导丝辊，其特征在于，所述内部轮廓（1.2）上的辊套缺口（13）配设有虹吸管（20），排放管（19）轴向穿过所述蒸汽入口（14）和所述蒸汽室（12），所述排放管（19）连接到所述虹吸管（20）。

6.根据权利要求5所述的导丝辊，其特征在于，在所述蒸汽室（12）的内部设置有具有支承开口（22）的支承壁（21），所述支承开口（22）以能转动的方式包围管道适配器（23），该管道适配器形成所述排放管（19）与所述虹吸管（20）之间的连接部。

7.根据权利要求5所述的导丝辊，其特征在于，所述虹吸管（20）在面向所述辊套缺口（13）的一端具有冷凝靴（24），所述冷凝靴具有沿径向指向的入口开口（31）。

8.根据权利要求5所述的导丝辊，其特征在于，所述辊套（1）的驱动端（4）处的第二端壁（2.2）与驱动轴（5）连接，所述驱动轴（5）以与所述蒸汽入口（14）同轴的方式具有通过通道（16），所述通过通道（16）被蒸汽管（17）和在所述蒸汽管（17）的内部延伸的排放管（19）穿过。

9.根据权利要求8所述的导丝辊，其特征在于，所述驱动轴（5）安装在机架（6）中并且与驱动装置连接。

10.根据权利要求8所述的导丝辊，其特征在于，所述排放管（19）和所述蒸汽管（17）在所述驱动轴（5）外部与适配装置（18）连接，所述蒸发装置（15）通过所述适配装置连接到所述蒸汽管（17）和所述排放管（19）。

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