CN1128815A - 对传送中的合成纤维加热的加热导轨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加热运行中的合成纤维并能降低摩擦的加热导轨。纤维在传送中与加热导轨接触，沿加热导轨设置有相互隔开的导纱器，纤维在上述导纱器的导引下按预定的幅值沿导纱器与加热导轨的接触表面作锯齿形运动。上述加热表面沿纤维走向最好是平的。可将导纱器加工成圆柱形棒，它们垂直于加热导轨的接触表面，并嵌入接触表面。

Description

对传送中的合成纤维加热的加热导轨

本发明涉及一种加热传送中的合成纤维的加热导轨，在加热过程中，纤维与加热导轨相接触。

EP0406673—A2(EP—1725)文献中已公开了这类加热导轨。

这种熟知的加热导轨的布置基于这样一种认识，即热量的传递与加热器的曲率半径有关。随着曲率半径的减小，纤维在加热导轨上的接触压力增大，导致纤维和加热导轨之间更紧密接触，因此可以改善热传导。

然而，在曲率增大的情况下，存在缠绕摩擦较大的缺点。在熟知的加热导轨中，按照上述专利文献的教导，采取缩短加热导轨的措施，有可能至少部分地弥补上述不足。

本发明的任务在于进一步消除与弯曲的加热导轨有关的缠绕摩擦，使这种缠绕摩擦实际上可以忽略不计。

完成本发明任务的技术方案是：沿加热导轨按间距A装有若干导纱器，纤维经过加热导轨接触面的与纤维运动交叉的直的形成线，在导纱器的导向下作锯齿形运动，其幅值为U。

据此可使导轨的曲率很小，即，选择很大的曲率半径，至少大于10m。毫无疑问，最好使加热导轨笔直地沿纤维运动方向延伸。

EP0412429—A2(Bag.1720)还公开了一种假捻卷曲机(Falschzwirnkrauselmaschine)，其中使纤维沿加热导轨传送，但纤维不与加热导轨接触而与纤维导纱器接触，纤维导纱器与纤维处于一个平面内，该平面与加热导轨平行，并与加热导轨保持一段距离，导纱器引导纤维作锯齿形运动。在这种机器中，将加热导轨和导纱器加热至聚合物的熔融温度，而合成纤维即由此聚合物制成。已经证明，在这种情况下输送纤维，具有良好的传热性能—在更大范围内，热传导与在各导纱器上的包围角(Umschlingungswinkel)的大小无关，而且与上述包围角之和亦无关。这一见解是以往的经验所未能预料的，过去的观点认为包围角的大小与传热强度有直接的关系。按照本发明，也可以将上述见解用于接触式加热器。

在此种情况下，可以如同已经说过的那样使加热导轨沿纤维运动方向根本不弯曲。这样做既有利于导轨的加工，又便于导纱，因为在这种情况下通过加热导轨不会导致纤维张力增大。

按下述配置可使纤维作锯齿形运动：将导纱器沿加热导轨配置，使之从加热导轨的接触平面大体垂直的方向伸出，其纵向间距为A，侧向距离为U。在本发明另一实施例中，U的幅度值为纵向间距A的6—15‰，最好为9—14‰，导纱器的直径在纤维包围导纱器的范围内取8—25mm，最好为10—20mm，这样可使纤维的导热性能和摩擦性能达到最佳。将上述加热导轨用于卷曲合成纤维的假捻卷曲机中时，首先其优点在于不妨碍在加热区内由于假捻(Falschdrauer)产生的捻转的传送，因为在导纱器上的包围很小。经由本发明，不再通过改进接触加热表面和纤维之间的接触紧密程度来产生传热，而是通过制止阻碍传热的空气套的形成以及极为有效地消除已经在导纱器上产生的空气套。在给定的尺寸下，尤其在纤度＜100分特(dtex)范围内可以理想地对纤维进行处理。

此处应满足下述公式：

D＝0.0355×A/U×T

其中：D＝导纱器在与纤维接触范围内的直径，或两个先后相继的接触面的平均直径；

U＝先后相继的导纱器的交叠或锯齿曲线的幅值；

A＝两个先后相继的导纱器的纵向距离；

T＝纤度，以dtex表示，即：克/10.000米。

按照独立权利要求1和从属权利要求2解决的热力技术任务对加热导轨在假捻卷曲机中的应用是特殊的，特别适合于上面所描述尺寸的情况，它对于这类加热导轨产生另一问题是，控制纤维的温度对被卷曲纤维的质量具有决定性的意义。为此，必须十分精确且可准确再现地确定纤维的运动。

按照从属权利要求4和5布置加热导轨，则上述要求是符合本发明的。此时，采用圆柱形导纱器，不仅可使导纱器有很精确并可复现的尺寸，而且可使公差很小的导纱器无需压配地安装在其中的凹部也同样有非常精确的尺寸。可以大体无间隙地将导纱器装入上述凹部中，仅只需在轴向予以固定。

从权利要求10提出了这种固定措施，这种措施装拆简单，因此，不需要更换磨损的或损坏的导纱器的费用。

此外，必须保证能方便地放入纤维，不需用双手将纤维伸入加热至200℃以上的加热器。因此，在放入纤维时，必须确保纤维绷紧并形成一直线。这可以通过按照权利要求7的技术方案来实现。

为了能更好地利用热能，一根加热导轨至少适用于两根纤维。根据权利要求6中的布置，可以大大节约材料，降低生产成本。

前面已经提到，按照权利要求1或2配置的导纱器主要在热力技术方面具有重要意义，即可以不出现或消除使纤维隔热的空气套。如果只有几个导纱器能完全达到上述要求，而其它导纱器只能较少的完全达到上述要求，也能实现上述目标。因此，可实施如权利要求9所述的结构方案。

通过加热导轨对纤维均匀加热只有在下列条件下才有可能，即该加热导轨和在其上形成的加热面能传送足够的热量，而且能沿加热导轨的长度均匀地传递热量。为了简便起见，可用一纵向延伸的棒状电阻加热器来实现上述要求。由此产生的问题是：一方面此电加热器棒与加热导轨之间必须具有紧密而良好的导热性接触，另一方面又应便于更换。这个问题可通过按权利要求11的布置来解决。

EP412429所披露的加热装置由两根彼此呈屋顶形的加热导轨组成，两根加热导轨如此倾斜，以致两加热导轨彼此构成一钝角。这种布置还具有较准确的定位精度，其位置应便于调节且可重现。权利要求12给出了有关的解决方案。按照权利要求13的布置，所推荐的U形轮廓能同时在加热装置的长度方向进行温度比较。

采用假捻卷曲变形工艺(Falschzwirn—Texturieren)卷曲合成纤维时，特别难于解决的是加工纤度小的纤维，特别是纤度＜100dtex的纤维。这类纤维有例如由聚酰胺(尼龙)加工出的用于女士们的长统袜的纤维。如果将加热导轨加热至超过聚合物例如聚酰胺的熔融温度，这类加工尤其是一个难题。但这种高温不仅有利于有效地传热，还能缩短加热器长度。这种高温还具有下述效果：加热器可按已知直线自清洗，清洗周期可以延长。另一方面，这种高温又有下述效果：使纤维在过热时熔融。应避免这类过热。为此，权利要求15提出了合适的工艺规程。

下面将结合实施例对本发明进行描述。其中：

图1为所描述的加热装置的纵向剖面示意图；

图2为本发明的带有双槽的加热装置的顶视图；

图3为三个先后相继排列的导纱器的示意图，用以表示它们的尺寸；

图4给出了带有交替的接触区和非接触区的实例；

图5为图1所示的加热装置的横向剖面图的示意表示；

图6为图2所示的加热装置的横向剖面图的示意表示。

通常，加热装置10装在一隔热箱(图中未示出)中并被埋入绝热材料(例如玻璃纤维)中。隔热箱有一个盖(未示出)，以便能开启此箱，使人们能接近加热装置10并放入纤维。

从所有实施例可看出，导纱器与纤维接触的包围面的直径较大。反之，在相邻两导纱器之间的间距A较大时，纤维经由先后相继布置的导纱器的重叠部分U被传送的锯齿线占有较小的幅值。因此，纤维包围导纱器或包围在导纱器上所形成的接触表面的包围角及其和很小。这样就不会妨碍假捻卷曲机的假捻区中的纤维捻转。而且由于直径大，纤维的接触长度足够长，纤度小(例如20dtex)的纤维在经过导纱器被传送时绕其轴捻转一次，因此，可以彻底消除围绕纤维并阻碍热传导的空气套。

纤度大的纤维需经两个或三个导纱器传送实现全加捻。但是因为沿加热导轨长度分布的导纱器的数目尤其是沿多根加热导轨分布的导纱器的数目至少应保证是2或3的两倍，因此，当纤维经过加热装置运送时，至少可以两次完全去除包围纤维的空气套。在图3中示出了采用不同直径D₁和D₂的导纱器。各导纱器按相同的间距A布置。这种布置使纤维运动成锯齿形。此锯齿形曲线的幅值用U表示。U值的大小与先后相继的两个导纱器的重叠部分的大小相等，由此得出，先后相继布置的导纱器均从中间平面50突出。

当在本申请的范围内谈到导纱器或接触面的直径时，要考虑两个在纤维运动中先后相继布置的导纱器的平均直径。由图3可知，重叠部分U可由下式求得：(D1/2－B1)＋(D2/2－B2)

在图1和图2的实施例中，加热导轨在其纵向槽12的背离侧上具有两条大体位于纤维导槽12之下的槽。将加热元件24和26放入这些槽中。用一根沿加热导轨整个长度延伸的固定导轨58将上述加热元件夹紧。此外，固定导轨58也有可嵌入加热元件24、26的槽。通过拆卸固定导轨58，可以很方便地更换加热元件24、26。

图1所示的加热装置的两部分具有相同的结构，图2示出了加热装置第一部分的下列特征：

加热导轨的纵向槽12内嵌入接触块40，上述接触块为微长的长方六面体，它们与纵向槽12适配，并与两个先后相继布置的导纱器32之间的自由空间适配。长方六面体的高度仅部分地填嵌在槽中。由于纵向槽12的槽底是直的，而且各长方六面体的尺寸都一样，因此，朝向纵向槽12的开口的接触块40的上侧与一平面成一直线。纤维就沿这一平面传送，并由彼此相继布置的导纱器32导向而按如前所述的锯齿形转向。在所描述的情况中，第二加热装置没有这种接触块，在此处纤维不接触地沿槽底传送。为此，沿第二部分的长度方向分布有间距物64。纤维的运动为：纤维首先与第一加热部分的接触块40接触，然后被送过第二加热部分。两个加热部分均能被加热到高于熔融温度的温度。在纤维于传送时与接触块接触的第一加热部分中，尤其出乎意料的是，还可以利用这种温度，在这种温度下，通过燃烧也就是通过残留物氧化，可以达到自清洗的效果。

也可以使接触式加热器的工作温度处于对纤维进行加热的标定温度范围。图1的分成两部分的加热装置只作为一个实例给出。也可以使纤维只用一个接触式加热器处理，该加热器的温度能再次处于标定温度范围或超过熔融温度的范围。在图1所示的实施例中，也可以在纤维运动中将非接触加热部分安排在接触式加热部分之前。

可将接触块40如此夹入上述槽中，即按照压配合加工接触块40。也可以用侧面夹紧螺钉固定接触块。还有一种可能是将加热导轨在槽壁的范围内局部地用螺钉固定在一起，致使接触块夹紧。接触块40可以将导纱器之间的间隔完全填满，当然，也可以只在这些间隔的一部分上延伸，使纤维传送时在其余部分不接触，而是通过辐射和对流被加热。同样，还可以使接触块的两端紧紧地靠着导纱器圆周，使纤维始终与一个加热表面接触，也就是说，使纤维交替传送时与接触块和随后的导纱器接触。

图4中示出的加热装置与图1中的加热装置大体相当，因此，可参照图1的说明了解该装置。它只有下列区别：

在这种加热导轨中交替地设置接触块40和非接触区60，传送纤维时，在接触块范围内，纤维与加热表面接触，在非接触区内，纤维与加热表面有一定间隔。因此，在两个导纱器32之间，或者是在槽中放置接触块40，提供接触区，或者是省去了接触块，提供非接触区。

接触块的厚度是有限制的，其厚度至少应大于总槽高的1/10，但至少应小于总槽高的1/2，最好小于总槽高的1/5。

Claims (24)

1.用于加热传送中的合成纤维的加热导轨，在加热过程中，纤维与加热导轨接触，其特征在于，沿加热导轨按间距(A)装有若干导纱器，纤维经过加热导轨接触面的与纤维运动交叉的直的形成线，在导纱器的导向下作锯齿形运动，其幅值为U。

2.如权利要求1所述的加热导轨，其特征在于，上述接触面沿纤维走向是平的。

3.如权利要求1或2所述的加热导轨，其特征在于，所述接触面在锯齿形转向导纱器的范围内是隔断的。

4.如上述任一项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，沿加热导轨设置有接触区和非接触区。

5.如上述任一项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，在锯齿形运动中纤维的转向是通过导纱器实现的，上述导纱器做成圆柱形棒，大体垂直于加热导轨的接触表面，并与加热导轨的接触表面保持幅值为U的距离。

6.如上述任一项或多项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，锯齿形传送轨迹的幅值U是导纱器间距A的6‰—15‰，最好为9—14‰；处于接触范围内的导纱器直径为8—25mm，最好为12—20mm。

7.如上述任一项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，上述加热导轨带有纵向槽，纵向槽的槽底构成接触表面。

8.如权利要求7所述的加热导轨，其特征在于，其侧壁(18，20，22)具有凹部(28)，导纱器被嵌入其中，导纱器以其圆柱表面侧向地伸入上述槽中，导纱器彼此相对地交错设置在它们共有的中间平面(50)的两侧，使上述圆柱表面引导纤维实现锯齿形转向。

9.如权利要求8所述的加热导轨，其特征在于，上述凹部(28)具有圆柱形横截面，此横截面与导纱器的横截面适配，同时，凹部在壁上形成缝隙(30)，通过上述缝隙各导纱器(32)的部分横剖面伸入上述槽(12)中，伸入槽中的部分小于导纱器的位于凹部(28)内的部分。

10.如权利要求9所述的加热导轨，其特征在于，导纱器(32)和上述凹部(28)具有圆柱形横截面。

11.如权利要求5—10中任一项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，导纱器(32)的离开加热表面的端部按锥形(34)做出倒角。

12.如上述任一项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，加热导轨具有两条平行槽(12)；位于上述两条槽之间的隔板(20)大于在其中嵌入导纱器(32)的在该隔板上形成的凹部的半径而小于该凹部的直径。

13.如权利要求12所述的加热导轨，其特征在于，嵌入隔板(20)中的导纱器(32)的直径大于嵌入侧壁(18，22)中的导纱器的直径。

14.如权利要求13所述的加热导轨，其特征在于，在每块侧壁上装有一块薄板盖，它们沿加热导轨的纵向延伸，并装在导纱器的前端面上，至少覆盖住伸出侧壁的导纱器前端面的一部分。

15.如上述任一项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，导轨底侧有纵向槽，槽中嵌入电阻加热体(24)；该电阻加热体(24)由一夹持件夹紧在导轨上并被盖住。

16.如权利要求7—15中任一项所述的加热导轨，其特征在于，在按锯齿形设置的导纱器之间的槽底部插入矩形金属块，其厚度小于槽的深度。

17.如权利要求7—16中任一项所述的加热导轨，其特征在于，槽底具有槽深较大的纵向区和槽深较小的纵向区，在槽深较大的纵向区内装入按锯齿形布置的导纱器，槽深较小的纵向区用作接触面。

18.如权利要求17所述的加热导轨，其特征在于，最小的槽深至少为10mm；在较小的槽深和较大的槽深的纵向区之间的台阶高度至少为最大槽深的1/10，且不大于最大槽深的1/2，最好小于最大槽深的1/5。

19.如上述任一项权利要求所述的加热导轨，其特征在于，纤维以锯齿形非接触方式在加热导轨的部分区域传送，而在加热导轨的另一部分区域却以锯齿形并与加热面接触的方式传送。

20.带有两个如上述任一项权利要求所述的加热导轨的加热装置，其特征在于，在传送纤维的过程中，在一个加热导轨最好是在第一加热导轨内，纤维与加热表面接触，而在另一加热导轨最好是第二加热导轨内，纤维与加热表面保持一段距离。

21.如权利要求20所述的加热导轨，其特征在于，嵌入隔板(20)内的导纱器(32)的直径大于嵌入侧壁(18，22)的导纱器直径。

22.如权利要求21所述的加热装置，其特征在于，固定导轨被加工成U形轮廓，它的侧缘沿四周夹住加热导轨。

23.多股合成纤维的假捻卷曲变形方法，在该方法中，通过传送系统将纤维送入假捻区，使纤维经过一根纵向延伸的加热导轨并与之接触，再经一根与上述加热导轨连接的纵向延伸的冷却导轨进行假捻，然后通过传送系统使纤维离开假捻区，其特征在于，在传送过程中，纤维至少与加热导轨长度的一部分接触，同时作锯齿形转向运动。

24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，纤维的纤度小于100dtex，上述纤维最好是尼龙(聚酰胺—6)纤维。

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