CN112239908A - 用于回收一部分驱动能量的输送机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于回收一部分驱动能量的输送机构。该输送机构设计用于输送和/或牵伸合成丝线，其中该输送机构至少具有第一导丝盘和与第一导丝盘间隔开的第二导丝盘，每个导丝盘具有专用的驱动装置，其特征是，一个导丝盘能借助其驱动装置被驱动，另一个导丝盘能再生运行以发电，并且一个导丝盘能通过该合成丝线与另一个导丝盘相互耦联，从而被驱动的导丝盘通过该合成丝线使再生运行的导丝盘运动，再生运行的导丝盘的电流能被供给至被驱动的导丝盘的驱动装置。

Description

用于回收一部分驱动能量的输送机构
技术领域
本发明涉及用于回收(recover)输送机构的一部分驱动能量的输送机构，该输送机构被设计成用于抽出、引导和/或牵伸合成丝线，并且本发明涉及用于在输送机构中回收一部分驱动能量的方法。
背景技术
设置用于抽出、引导和/或牵伸合成丝线的输送机构具有一个以上的被驱动的导丝盘。导丝盘通常以不同的预定转速被驱动，使得围绕导丝盘铺设的合成丝线被牵伸预定量。通过不同的导丝盘转速，合成丝线经受拉力以牵伸丝线或牵伸形成丝线的长丝，例如牵伸POY(预取向丝)成为FDY(全牵伸丝)。
合成丝线可以具有单根长丝或多根长丝。如果合成丝线具有多根长丝，则它也被称为合成复丝线。
通常，每个导丝盘具有专用的驱动装置，其中该导丝盘为了在丝线中施加拉力而以不同速度被驱动。
为了在丝线中产生拉力，各自导丝盘分别通过其自己的驱动装置以不同的转速被驱动，使得被引导经过各自导丝盘的丝线被处于更高转速的导丝盘拉扯和牵伸。
各自导丝盘的驱动装置优选是电驱动装置，其中，依据转速和电驱动持续时间，可能引起高的电力成本。电力成本的节省容许更便利的且更环保的合成丝线生产。
DE102007025831A1例如描述了一种用于丝线处理装置的导丝盘的节能运行方法。
在导丝盘驱动装置减速中积蓄的动能在此被转化为电能。在减速或制动期间所汲取的电能被供应给用于加热合成丝线的加热装置。但在不需要或不会消耗回收电能的情况下，通过减速所产生的多余热能必须被冷却。
在最糟糕情况下，减速能量所汲取的能量无法被转化为电能，并且制动作用只被转化为热能。在错误消散或冷却的情况下，多余热能可能辐射到合成丝线上，并且在最糟糕情况下损坏丝线。此外，借助空调系统的冷却可能同样需要能量，其可能不利地影响到紧邻周围和环境。此外，热能的未利用降低了上述导丝盘驱动装置的效率。
发明内容
本发明的目的因此是提供一种输送机构，其效率高、环保并且没有不利地影响待输送丝线的质量。
此目的通过输送机构来达成。
根据一个方面，提供一种用于回收输送机构的一部分驱动能量的输送机构，该输送机构设计用于抽出、引导和/或牵伸合成丝线，其中该输送机构至少具有第一导丝盘和与第一导丝盘间隔的第二导丝盘，每个导丝盘具有专用的驱动装置，其中，一个导丝盘能以其驱动装置被驱动，另一个导丝盘能被再生发电运行，并且一个导丝盘能与另一个导丝盘通过合成丝线相互耦联，从而被驱动的导丝盘通过合成丝线使再生运行的导丝盘运动，其中该再生运行的导丝盘的电流可被馈给被驱动的导丝盘的驱动装置。
这具有以下优点，通过简单的方式，导丝盘能以不同的转速被运行，并且还通过一个导丝盘的再生运行，电流可被回收，其可被馈入用于驱动导丝盘的驱动装置的电路。此外，输送机构的效率得以改善，因为超过90％的馈入电能可被回收以用于驱动导丝盘的驱动装置。
导丝盘在此应该是指滚筒或辊，其可利用电驱动装置(导丝盘壳)被驱动，电驱动装置优选可被用在人造纤维纺丝机和/或拉捻机(draw twisters)或拉卷机(drawwinders)。导丝盘通常起到丝线引导或抽出件的作用，以赋予合成丝线恒定的抽出速度。牵伸需要至少一对导丝盘，在此，用作抽出件的导丝盘具有比用作牵伸件的导丝盘更高的转速，用作牵伸件的导丝盘的转速低于用于抽出件的导丝盘的转速。
合成丝线在此也应该是指任何合成丝线，其具有至少一根长丝，长丝的长度和直径容许丝线通过导丝盘被抽出、引导和/或牵伸。合成丝线通常由纺织纤维例如POY或FDY或者用于工业品如轮胎、安全带的工业纤维IDY(工业丝)、工布纤维等构成，它们通常源于化工品生产。
合成丝线在此也应该是指可以由塑料熔体例如像PET、聚酰胺、聚酯等制造的任何丝线。
根据输送机构的一个示范性实施例，第一导丝盘和第二导丝盘具有导丝盘壳，合成丝线可被缠绕在导丝盘壳上，且第一导丝盘和第二导丝盘分别具有电驱动装置，其中，至少一个驱动装置可被调控到两个不同的第一和第二状态，其中第一状态是该驱动装置驱动导丝盘的驱动状态，第二状态是在合成丝线上运动的导丝盘的动能可被转化为电流的再生状态。
导丝盘壳完全围绕导丝盘，从而要被抽出、引导和/或牵伸的丝线可经过导丝盘壳被抽出、引导或牵伸。至少一个驱动装置可以具有异步电机、同步电机和/或适合驱动导丝盘的电机，从而导丝盘的相关的导丝盘壳能以预定的转动频率运动。至少一个驱动装置可以附加地在驱动状态与再生状态之间被调控。导丝盘的或导丝盘驱动装置的驱动装置在此应该是指，为了借助驱动装置的导丝盘的运动，必须提供呈电流形式的能量。导丝盘的或导丝盘的驱动装置的再生状态在此应该是指与导丝盘耦联的驱动装置将回转动能、在此是导丝盘壳的转动转化为电流。
根据输送机构的另一个示范性实施例，至少一个导丝盘的驱动装置被连接至变换器(converter)，至少一个导丝盘的驱动装置借助该变换器可被调控到第一状态或第二状态。
变换器优选由如下的变换器构成，即，其可以至少就幅值而言、最好就频率和幅值而言切换交流电压。
通过变换器，可以将驱动装置从用于驱动导丝盘的电流被馈给驱动装置的驱动工作状态切换到再生工作状态，从而被驱动的导丝盘的回转动能可以经由耦合至再生控制驱动装置的丝线被传输且被转化为电流。
根据该输送机构的另一个示范实施例，该合成丝线起到输送带作用并且具有起到张紧段和松弛段作用的多个部分，和/或合成丝线具有至少一根长丝和/或多根长丝。张紧段在此打算限定如下的合成丝线部分，其被拉伸和绷紧。松弛段是指松弛的未拉伸而松垂的丝线部分。
依据合成丝线的生产过程，合成丝线可以具有单根长丝或多根长丝。
根据输送机构的另一个示范实施例，第一导丝盘和第二导丝盘能以不同的转动频率来运行，和/或各自导丝盘的相关的导丝盘壳具有相同的半径或具有不同的半径。
转动频率在此应该是指导丝盘壳以预定转速转动或者导丝盘壳绕导丝盘的转动轴线转动经过特定单位时间。
第一和第二导丝盘的导丝盘壳的不同半径尺寸提供更好的传动比，从而运动动能可被更好地转化。
两者提供如下优点，丝线被更好牵伸并且被调控至再生工作状态的驱动装置且最好是电动机可将动能转化为电流，由此输送机构能更高效运行。
本发明的目的进一步是提供一种方法，借此能以高效且环保的方式运行至少具有第一和第二导丝盘的该输送机构。
根据本发明，该目的通过所述方法来达成。
根据一个方面，提供一种用于在根据其中一个在先示范实施例的输送机构中回收一部分驱动能量的方法，其中第一和第二导丝盘借助合成丝线通过将合成丝线缠绕在第一和第二导丝盘的各自导丝盘壳上被相互耦联，其中，一个导丝盘的驱动装置被调控到驱动状态以便以预定转动频率驱动导丝盘，另一个导丝盘的驱动装置被调控到再生状态，在再生状态下能量回收驱动装置被发现且在合成丝线上被移动。
驱动状态和/或驱动运行状态应该是指借助驱动装置的导丝盘的电机驱动状态。再生状态和/或再生运行状态应该是指导丝盘驱动装置的如下状态，此时电动机起到发电机作用且产生电流、即再生控制。
根据该方法的一个改进方案，该合成丝线在适当考虑其相同的抗拉强度情况下通常被如此缠绕在第一导丝盘和第二导丝盘上，即，处于驱动状态的导丝盘通过合成丝线使处于再生状态的导丝盘运动，处于再生状态的导丝盘的驱动装置处于能量回收状态并且具有与处于驱动状态的导丝盘不同的转动频率。
这带来以下优点，这些导丝盘具有不同的转速，从而丝线被牵伸且与此同时电能可被回收。
能量回收状态在此应该是指驱动装置的再生状态，其容许被动运动的导丝盘的动能被转化为电流且被回收。被动运动在此应该是指第一导丝盘借助耦联至第二导丝盘的合成丝线和通过处于驱动状态的第二导丝盘的驱动装置而运动。
根据该方法的一个改进方案，第一导丝盘的和第二导丝盘的驱动装置通过共用中间电路相互连接。
根据该方法的一个改进方案，再生运行的导丝盘具有比电机驱动的导丝盘更慢的转动。
在此，转动频率应该也是指绕驱动轴转动的导丝盘的轮壳的转速。
根据该方法的一个改进方案，自处于再生状态的导丝盘汲取的能量经由共用中间电路被馈入处于驱动状态的导丝盘的驱动装置，和/或该驱动装置被调控到驱动状态以便以预定转动驱动在丝线引导方向上位于下游的导丝盘，在丝线引导方向上位于上游的另一个导丝盘的驱动装置被调控到再生状态。
附图说明
以下，参照附图来更详细描述所述输送机构的用于回收一部分驱动能量的方法的一个示范实施例，其中：
图1示出根据本发明的用于回收一部分驱动能量的输送机构的侧视示意图，其包括用于以相关的丝线引导方向抽出、牵伸和/或引导合成丝线的第一和第二导丝盘，
图2示出用于图1所示的输送机构的电路图的示意图，
图3示出图1所示的输送机构的俯视图，其包括第一和第二导丝盘，此时合成丝线缠绕在各自的导丝盘壳上，和
图4示出根据本发明的用于回收一部分驱动能量的方法的示意性框图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的输送机构10的侧视示意图，其包括第一导丝盘11和第二导丝盘12。导丝盘11、12形成一对导丝盘用于抽出、牵伸和或引导合成丝线2。第一导丝盘11可以是丝线引导导丝盘，第二导丝盘12可以是丝线抽出导丝盘。
第一导丝盘11具有预定半径R1和导丝盘壳111，第二导丝盘12具有半径R2和第二导丝盘壳112。
在所示的示范性实施例中，导丝盘11和12具有相同的半径R1＝R2。
每个导丝盘11、12分别具有带有半径R1或R2的筒形导丝盘壳111、112，该导丝盘壳可绕相关的驱动轴或转动轴W1、W2转动并且可以借助电驱动装置21、20被驱动。
在一个示范性实施例(未示出)中，第一导丝盘11的半径R1小于第二导丝盘12的半径R2以便可以提供不同的传动用于第一导丝盘11的动能回收。利用不同的半径，可以获得第一与第二导丝盘11、12之间的不同传动比。
在图1中，第一导丝盘11被切换或调控至再生工作状态G，其中导丝盘壳111的回转动能借助第一导丝盘11的电驱动装置21被转化为电流，其中第一导丝盘11通过合成丝线2被转动耦联至第二导丝盘12。即，第一导丝盘11的驱动装置21通过适当控制相关的变换器31被调控至再生状态G。再生状态G用回转箭头G标示。
根据图1的输送机构的示范性实施例，第一导丝盘11和第二导丝盘12分别具有电驱动装置21、20，其中，至少一个驱动装置可以被调控至两个不同的工作状态。
不同的工作状态在此是指第一导丝盘11的驱动装置20的再生工作状态G或驱动工作状态A。在驱动装置20的再生工作状态G中，第一导丝盘11的运动动能被转化为电流。
第二导丝盘12在驱动工作状态A中被调控，其中电流被馈送至第二导丝盘12的驱动装置20，从而第二导丝盘12的导丝盘壳112以预定的周向速度或转动频率U2被驱动。驱动状态A用回转箭头A标示。
此外，在图1中示出合成丝线2，其被多圈缠绕在第一导丝盘11和第二导丝盘12上，其中，箭头F1、F2、F3和F5分别表示合成丝线2的丝线引导方向。合成丝线2优选具有多根长丝。这些长丝以缆线形式绕各自导丝盘11、12被引导和缠绕，从而借助缆线将第一导丝盘11与第二导丝盘12耦联起来。结果，被驱动装置20驱动的第二导丝盘12可以驱动第一导丝盘11。
在图3中，以俯视图示出合成丝线2围绕各自导丝盘11、12或导丝盘壳111、112的缠绕引导。
如可以从图1和图3中看到地，丝线12被多圈缠绕在第一和第二导丝盘11、12上并具有负荷不同的丝线部分2.1、2.2、2.3、2.4和2.5。丝线部分2.1在此是尚未处理牵伸的丝线部分。丝线部分2.5是牵伸丝线部分。
在穿引和缠绕在第一和第二导丝盘11、12上之后，合成丝线起到与输送带相似的作用。合成丝线2具有起到张紧段和松弛段作用的多个部分。张紧段在此应该限定合成丝线的被拉伸和绷紧的部分、即部分2.2、2.4。松弛段是指松弛的非拉伸而悬垂的丝线部分、即部分2.3。
如可以从图3中看到地，导丝盘11和12通过合成丝线2的多圈缠绕相互耦联，从而驱动的第二导丝盘12与再生切换的或被控制的第一导丝盘11一起运动，在第一导丝盘11和第二导丝盘12之间获得不同的转动频率，其中处于驱动状态A的第二导丝盘12优选具有比再生被控制的导丝盘11更高的转动频率。
因为第一导丝盘11的和第二导丝盘12的转动频率不同，故丝线2被有利地牵伸，与此同时，第一导丝盘11的动能被转化为电流，其可以经由中间电路160被馈送至第二驱动导丝盘12的驱动装置20。
图2示出包括中间电路160的电路示意图600，该电路图可被用在根据图1和图3的第一导丝盘11和第二导丝盘12中。
如可以从电路图600中看到地，第一导丝盘11具有第一驱动装置21，其如由相背三角形(away-facing triangles)所表示地在再生状态G中被调控，而第二导丝盘12的驱动装置20在驱动状态A中被调控，如相向三角形(mutually facing triangles)示意所示。
驱动装置21和驱动装置20通过电线40、42被分别电连接至第一变换器31或第二变换器32并且借助附加电线60被耦联，从而形成中间电路160。给每个驱动装置21、20分配一个专用的变换器31、32。
可选地，隔断电容器100可以作为电流暂时储蓄用缓冲存储器来提供。如图2示意性所示的隔断电容器100也可以被其它的缓冲蓄电器更换，或者可以至少部分被省掉。
电线40、42被电连接至电源(未示出)、优选是交流电源。
第一变换器30、第二变换器31和第三变换器32的控制和第一和第二驱动装置21、20以及电源的控制通过控制线51-55实现，它们被连接至CPU(中央处理单元)50并且形成和产生控制信号以控制变换器30、31、32和驱动装置20、21。信号耦合和控制可以借助LAN利用电线连接实现和/或借助W-LAN信号控制系统无线实现。
在图4中示出示意性框图，借此表示用于在输送机构中从包括图1至图3的第一导丝盘10和第二导丝盘20的成对导丝盘中回收一部分驱动能量的方法的单独的方法步骤。
在第一方法步骤S500中，第一导丝盘10和第二导丝盘20通过其各自驱动装置21、20被加速至预定转动频率。第一导丝盘11的转动频率U1在此已经小于第二导丝盘12的转动频率U2。但也可行的是，在穿引合成丝线2时，第一导丝盘11和第二导丝盘12以相同的转动频率被驱动。第一导丝盘11的驱动装置21和第二导丝盘12的驱动装置20分别处于驱动状态A并且以预定的转动频率U1、U2运行。
一旦第一和第二导丝盘11、12已达到各自预定的转动频率U1、U2，在第二方法步骤S501中，例如根据图1和图3中的缠绕形式通过穿丝枪将合成丝线2缠绕在第一导丝盘10的和第二导丝盘20各自导丝盘壳111、112上，以便通过合成丝线将第一导丝盘11的驱动装置21与第二导丝盘12的驱动装置20相互耦联。在合成丝线2穿引中，两个驱动装置21、20通过相关的变换器31、32和CPU50被调控到驱动状态A并且被供应电流。
在第三方法步骤S502中，在成功穿引和借助合成丝线2耦联第一和第二导丝盘11和12之后，第二导丝盘12的驱动装置20保持在驱动状态A下以便以预定转动频率驱动第二导丝盘12，其中CPU50控制变换器31和第一导丝盘11的第一驱动装置21，从而驱动装置21被调控至再生状态G。
第一导丝盘11的驱动装置21和第二导丝盘12的驱动装置20现在分别处于不同的工作状态。
第一导丝盘11的第一驱动装置21处于再生状态G并以低于第二导丝盘12的转动频率U2的预定的转动频率U1被控制。第一导丝盘11的转动频率U1在此可以达到3000转/分钟。第二导丝盘12的第二驱动装置20处于驱动状态A并且以大于第一导丝盘11的转动频率U1的预定的转动频率U2被控制。第二导丝盘12的转动频率U2在此可以达到3050转/分钟。
转动频率U2与转动频率U1之比R可以根据公式[1]
Figure BDA0002583319990000081
在R＝1.01至1.1的范围内。
在第四方法步骤S503中，变换器31和32被切换，从而自第一导丝盘11的驱动装置21汲取的电流通过中间电路60可被供给第二导丝盘12的驱动装置20。第一导丝盘11的驱动装置21被控制以便能量回收并被移动经过合成丝线2并由此汲取运动动能。
在第五方法步骤S504中，来自第一导丝盘11的运动动能的电流被供给第二导丝盘的第二驱动装置20，从而首先供给第二驱动装置20的一部分电能可被回收。回收部分可以对应于在先已被供给第二驱动装置的电流的超过90％。
所述输送机构和用于回收一部分驱动能量的方法不局限于在此所述的示范性实施例。在此所述的示范性实施例的改进方案也被连带包含在内。于是，借助合成丝线的耦联例如伴随多个导丝盘对或者三个或五个导丝盘等也是可行的。在此基本重要的是，借助合成丝线2耦联的多个驱动装置中的至少一个驱动装置在再生状态中被调控，由此回收的能量被馈入另一个导丝盘的驱动电流电路中。
另外，每个变换器30、31、32可被连接至专用电源，可以在任何所选频率下运行，并且可以具有专用频率设定装置。
另外，导丝盘与丝线的耦联可通过其它缠绕图案(在此未示出)实现。

Claims (10)

1.一种用于回收输送机构的一部分驱动能量的输送机构，所述输送机构被设计用于抽出、引导和/或牵伸合成丝线，其中，所述输送机构至少具有第一导丝盘和与所述第一导丝盘间隔开的第二导丝盘，每个导丝盘具有专用的驱动装置，其特征是，一个导丝盘能借助其驱动装置被驱动，并且另一个导丝盘能再生运行以发电，并且一个导丝盘能通过所述合成丝线与另一个导丝盘相互耦联，从而使得所述被驱动的导丝盘通过所述合成丝线使所述再生运行的导丝盘运动，其中，所述再生运行的导丝盘的电流能被供给至所述被驱动的导丝盘的驱动装置。
2.根据权利要求1所述的输送机构，其特征是，所述第一导丝盘和所述第二导丝盘具有导丝盘壳，所述合成丝线能被缠绕在所述导丝盘壳上，并且所述第一导丝盘和所述第二导丝盘分别具有电驱动装置，至少一个驱动装置能被调控到两个不同的第一状态和第二状态，其中，所述第一状态是所述驱动装置驱动所述导丝盘的驱动状态，所述第二状态是再生状态，在所述再生状态中，在所述合成丝线上运动的所述导丝盘的动能能够被转化为电流。
3.根据权利要求2所述的输送机构，其特征是，所述第一导丝盘和所述第二导丝盘中的至少一个导丝盘的驱动装置被连接至变换器，借助所述变换器能将至少一个导丝盘的驱动装置调控到所述第一状态或所述第二状态中。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的输送机构，其特征是，所述合成丝线起到皮带输送机构的作用，其中，所述合成丝线的多个部分能起到张紧段和松弛段的作用，和/或所述合成丝线具有至少一根长丝和/或多根长丝。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的输送机构，其特征是，所述第一导丝盘和所述第二导丝盘能以不同的转动频率运行，和/或各个导丝盘的相关的导丝盘壳具有相同的半径或具有不同的半径。
6.一种用于在根据前述权利要求1至5中任一项所述的输送机构中回收一部分驱动能量的方法，其中，第一导丝盘和第二导丝盘借助合成丝线通过将所述合成丝线缠绕在所述第一导丝盘和所述第二导丝盘的各自导丝盘壳上而被相互耦联，其中，一个导丝盘的驱动装置被调控到用于以预定的转动频率驱动所述导丝盘的驱动状态，另一个导丝盘的驱动装置被调控到再生状态，在所述再生状态中，能量回收驱动装置被发现并且在所述合成丝线上运动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述合成丝线在适当考虑其相同抗拉强度情况下通常被缠绕在所述第一导丝盘和所述第二导丝盘上，使得处于所述驱动状态中的导丝盘通过所述合成丝线使处于所述再生状态中的导丝盘运动，并且处于再生状态的导丝盘的驱动装置处于能量回收状态并且具有与处于所述驱动状态的导丝盘不同的转动频率。
8.根据权利要求6或7中至少一项所述的方法，其特征是，所述第一导丝盘的驱动装置和所述第二导丝盘的驱动装置通过共用中间电路被相互连接。
9.根据前述权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征是，再生运行的导丝盘具有比电机驱动的导丝盘更低的转动频率。
10.根据前述权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征是，从处于所述再生状态的所述导丝盘中汲取的能量通过共用中间电路被馈入处于所述驱动状态的导丝盘的所述驱动装置中，和/或所述驱动装置被调控到用于以预定转动来驱动在丝线引导方向上位于下游的所述导丝盘的驱动状态，并且在所述丝线引导方向上位于上游的另一个导丝盘的驱动装置被调控到再生状态。
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