CN118265820A - 变形装置和变形方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产卷曲塑料长丝的变形装置，包括具有带有压缩热空气供应口和导丝缝管的喷嘴插入件的变形喷嘴和冷却机构，其中，冷却机构是集成在变形喷嘴中的逆向空气流机构。本发明还涉及一种用于生产卷曲塑料长丝的变形方法，其中至少一根塑料长丝在变形喷嘴中在输送方向上通过压缩热空气流被吹送穿过喷嘴插入件并在邻接喷嘴插入件的导丝缝管内被卷曲，随后至少一根卷曲塑料长丝被冷却，其中，至少一根卷曲塑料长丝被如此冷却，使得至少部分与压缩热空气流相反取向且比压缩热空气流冷的逆向空气流被引导向至少一根卷曲塑料长丝。根据本发明，逆向空气流机构包括冷空气供应接口，其中，与导丝缝管对齐取向的逆向空气流缝管布置在冷空气供应接口与导丝缝管之间，并且其中，贯穿喷嘴布置在逆向空气流缝管与冷空气供应接口之间。

Description

变形装置和变形方法

本发明涉及一种用于生产卷曲塑料长丝的变形装置，其包括具有带有压缩热空气供应口和导丝缝管的喷嘴插入件的变形喷嘴和冷却机构，其中该冷却机构是集成在该变形喷嘴中的逆向空气流机构。本发明还涉及一种用于生产卷曲塑料长丝的变形方法，其中至少一根塑料长丝在输送方向上通过压缩热空气流被吹送穿过变形喷嘴中的喷嘴插入件并在邻接该喷嘴插入件的导丝缝管内被变形，随后该至少一根卷曲塑料长丝被冷却，其中该至少一根卷曲塑料长丝被如此冷却，至少部分与该压缩热空气流相反取向且比该压缩热空气流更冷的逆向空气流被引导向该至少一根卷曲塑料长丝。

本发明所述的塑料长丝或丝线的卷曲在纺织技术中通常也被称为塑料长丝或丝线的变形。

例如在人造草的生产中使用卷曲塑料长丝或卷曲塑料丝线，在此，在各种人造草类型情况下，卷曲塑料丝线(称为苔藓纤维)作为填料被加入在由光滑塑料线形成的直立长草叶片之间的底部区域中。这导致很柔软紧密的结构，其中草的长叶片通过卷曲丝线来支撑。

文献DE2457825A1公开一种具有柱形填充室的卷曲装置。卷曲装置配设有用于热介质的入口和四条窄管线。这四条管线被布置成热介质湍流发生在扩散室中。填料室具有半球形入口端并配设有径向延伸的多个开口以允许介质逸出。

从文献DE2903508A1中知道的一种纱线卷曲装置包括用于热介质的喷嘴单元、具有热介质出口的填充室、具有用于冷介质出口机构的停留时间控制室以及混合喷嘴。喷嘴单元连接到填充室壳体，填充室壳体由径向延伸肋条组件组成。热介质可以通过相邻肋条之间的空隙径向流出。

在文献DE2753618A1中描述一种类似的卷曲装置。在那里，纱线穿过入口，在入口之后设有处理喷嘴，该处理喷嘴具有中心通道和四个沿其切向布置的通道。纱线随流体旋动并沿通道被送入弛豫室，弛豫室配设有多个孔，流体通过所述孔被释放到大气。该装置具有第二喷嘴以提供用于阻抑和冷却纱线的流体。

文献DE102007022112A1披露一种用于卷曲合成丝线的装置。该装置具有变形喷嘴，在被引导穿过变形喷嘴的热空气作用下，丝束长丝限留在变形喷嘴中。由于有热，长丝形成环圈和弧段，由此在变形喷嘴的填充室中形成丝线堵头。也被加热且因此以环圈形式变形的长丝在丝线堵头处被压缩，由此导致长丝卷曲。

在已知变形喷嘴的一个改进方案中，代替填充室，设有导丝缝管，热长丝被引导经过导丝缝管。借此吹送长丝经过变形喷嘴的压缩热空气通过导丝缝管被突然外排。由于其性质，导丝缝管仍将丝束保持在一起。在导丝缝管区域中出现断流，单长丝突然松弛并卷曲。

在上述两种已知的变形装置中，具有透气导套的冷却筒分别布置在变形喷嘴下方，在该筒中产生负压。由于空气继续从变形喷嘴流出以及由负压产生的冷却筒抽吸作用，来自变形喷嘴的卷曲丝以多个环的形式放置于在冷却筒导套上形成的轨道上。由于冷却筒转速低于来自变形喷嘴的丝线的喂给速度，故长丝保持其卷曲，卷曲通过冷却被固定。

在传统的变形装置中，旋转冷却筒连同位于其中的真空腔确保变形单丝的积聚、冷却和逐点精确去除。

然后，通过位于冷却筒下游的牵伸装置如导丝盘将卷曲长丝牵伸成卷曲丝线。

在该过程结束时，卷曲丝线被卷绕到卷绕头上。

例如，在将这种卷曲丝线用于人造草生产之前，在实践中经常再次对其进行热处理，由此进一步加强卷曲并且缩短丝线。

在已知的卷曲长丝生产中，尤其由冷却筒造成的高能耗是成问题的。为了其工作，冷却筒需要真空，而真空必须由压缩机产生。此外，筒和压缩机需要较大的空间。

因此，本发明的目的是提供用于生产卷曲塑料长丝的变形装置和变形方法，借此能节省能量和安装空间。

一方面，该目的通过一种用于生产卷曲塑料长丝的变形装置来实现，该变形装置包括具有喷嘴插入件的变形喷嘴和冷却机构，喷嘴插入件具有压缩热空气供应口和导丝缝管，其中冷却机构是被集成到所述变形喷嘴中的逆向空气流机构，其中逆向空气流机构包括冷空气供应接口，其中与导丝缝管对齐取向的逆向空气流缝管布置在所述冷空气供应接口与导丝缝管之间，且其中在所述逆向空气流缝管与冷空气供应接口之间布置有贯穿喷嘴。

根据本发明的装置不需要冷却筒。相反，根据本发明的装置具有作为冷却机构被集成到变形喷嘴中的逆向空气流机构。在本发明中，与现有技术相比，由于没有冷却筒而节省安装空间和能量。

在除了压缩热空气供应口外都周向封闭的变形喷嘴的喷嘴插入件中，至少一根塑料长丝通过借助变形喷嘴中的压缩热空气供应口产生的热空气流被强烈加热，使得至少一根塑性长丝形成环圈。与此同时，该至少一根热塑料长丝通过压缩热空气被输送向导丝缝管。

在与喷嘴插入件邻接的导丝缝管中，如上所述，被压缩热空气强烈加热的至少一根塑料长丝通过突然断流被卷曲。

导丝缝管优选具有纵缝，从喷嘴插入件进入导丝缝管的热空气可以通过该纵缝沿变形喷嘴的输送方向逸出。

同时，至少一根卷曲塑料长丝通过压缩热空气的气流在由逆向空气流机构产生的逆向空气流的方向上被输送。在本发明中，至少一根卷曲塑料长丝在变形喷嘴内通过与压缩热空气流相反定向的逆向空气流被冷却，由此该卷曲被固定。

此外，逆向空气流在逆向空气流与压缩热空气流相遇点处引起对至少一根卷曲塑料长丝的轻微减速和进而压缩，其结果是卷曲被进一步加强。

在根据本发明的装置中，逆向空气流机构包括冷空气供应接口，其中与导丝缝管对齐取向且与之接合的逆向空气流缝管布置在冷空气供应接口和导丝缝管之间。

根据本发明，所述至少一根卷曲塑料长丝在其离开导丝缝管之后进入逆向空气流缝管，在逆向空气流缝管中该至少一根卷曲塑料长丝以丝束形式与逆向空气流相遇。逆向空气流减速该至少一根卷曲塑料长丝，这进一步增强其压缩和卷曲，同时导致其冷却。由于冷却，发生卷曲固化。

由于逆向空气流缝管是开有槽缝并且优选开有纵向缝，故逆向空气流部分从中逸出。逆向空气流由比压缩热空气冷的空气组成。由于未从导丝缝管逸出且已稍微冷却但仍温热的压缩热空气与逆向空气流相反地被吹送，故逆向空气流在逆向空气流缝管的开始处、即靠近导丝缝管处是最不冷的，并且在逆向空气流缝管走向中变得越来越冷，直到冷空气供应接口。这导致至少一根卷曲塑料长丝的卷曲在逆向空气流缝管中的逐渐固化。

特别有利的是，至少一个被加热的可被用来预先加热至少一根塑料长丝的导丝盘在变形装置的长丝处理方向上布置在变形喷嘴之前。事实表明，在本发明中，单个这种被加热的导丝盘对已足以实现至少一根塑料长丝的有利预加热。由此可节省更多的安装空间。

该目的还通过一种用于生产卷曲塑料长丝的变形方法来实现，其中至少一根塑料长丝借助压缩热空气流在输送方向上被吹送穿过变形喷嘴中的喷嘴插入件并且在与喷嘴插入件邻接的导丝缝管中被卷曲，随后至少一根卷曲塑料长丝被冷却，其中至少一根卷曲塑料长丝被如此冷却，至少部分反向于热压缩气流定向且比热压缩气流冷的逆向空气流被引导向至少一根卷曲塑料长丝，其中逆向空气流借助与导丝缝管对齐取向并与其接合的逆向空气流缝管被引导到至少一根卷曲塑料长丝上，并且其中至少一根卷曲塑料长丝通过在输送方向上位于逆向空气流缝管下游且在传送方向上吹送空气的贯穿喷嘴被拉动穿过逆向空气流缝管。

在本发明方法中，用于冷却在变形喷嘴中被卷曲的至少一根塑料长丝的冷却筒被省掉。因此，本发明方法可以在消耗很少能量且还需要很少空间的变形装置上执行。在本发明方法中也不需要由在现有方法中所使用的冷却筒导致的高维护支出。

在根据本发明的方法中，在变形喷嘴中不仅发生至少一根塑料长丝的卷曲，也发生其冷却，并且因此发生卷曲的固定。

在本发明方法中，该至少一根塑料长丝首先在优选呈管状的喷嘴插入件中被流入其中的压缩热空气流加热，该喷嘴插入件除了压缩热空气供应口外是纵向封闭的。在变形喷嘴的最好纵向开槽的导丝缝管中，该至少一根塑料长丝通过突然断流被卷曲。

该至少一根卷曲塑料长丝接着与逆向空气流相遇，逆向空气流的指向与朝向至少一根卷曲塑料长丝的输送方向相反，冷却长丝，因此固化其卷曲。

根据本发明，逆向空气流通过逆向空气流缝管被引导到至少一根卷曲塑料长丝上，逆向空气流缝管与导丝缝管对齐取向并与之接合。该至少一根卷曲塑料长丝可在丝束中被进一步引导穿过逆向空气流缝管，其中逆向空气流因此可以通过有针对性方式被同时引导到所述至少一根卷曲塑性长丝上。由于逆向空气流缝管的槽缝设计，冷空气逆输送方向地自此离开。结果，借此将至少一根卷曲塑料长丝输送至逆向空气流缝管的与压缩热空气的温差以及在从导丝缝管到逆向空气流缝管的过渡处的冷空气强度与逆向空气流缝管的另一端相比仍是适度的，从而至少一根卷曲塑料长丝可在逆向空气流缝管中逐渐冷却和固化。

由于在根据本发明的变形方法中变形喷嘴承担至少一根卷曲塑料长丝的卷曲和冷却，故本发明的变形方法比上述已知变形方法实质上更经济。根据本发明所形成的变形喷嘴比仅适于卷曲的变形喷嘴与冷却筒的组合占用小许多的安装空间且耗用少得多的能量。

然而，使用根据本发明的变形方法所生产的变形长丝本质上等同于常规变形长丝。

根据本发明，至少一根卷曲塑料长丝通过在输送方向上在逆向空气流缝管下游并在变形喷嘴的输送方向上吹送空气的贯穿喷嘴被拉动穿过逆向空气流缝管。贯穿喷嘴造成在输送方向上定向的空气流，空气流在出口管或变形喷嘴的排出端的方向上输送至少一根卷曲塑料长丝，尽管有逆向空气流。可通过这种方式避免至少一根卷曲塑料长丝在变形喷嘴内的停滞或积聚。

如果至少一根塑料长丝在被引导穿过变形喷嘴之前被单个被加热的导丝辊对预加热，则本发明方法可以以降低的工作成本在特别紧凑的装置上很有效地实施。

在本发明方法的简单但仍高效的实施例中，逆向空气流处于环境压力。

以下参考图来更详细解释本发明的优选实施例、其结构、功能和优点，其中：

图1以剖切侧视图示意性示出本发明的变形装置的变形喷嘴的实施例；和

图2以非剖切侧视图示意性示出图1的变形喷嘴。

图1和图2示出根据本发明的变形喷嘴1的一个可能实施例。

在其输送方向A上，变形喷嘴1一个接一个地包括喷嘴针2、具有位于其上的压缩热空气供应口4的喷嘴插入件3、导丝缝管5、逆向空气流缝管6、贯穿喷嘴7、冷空气供应接口8和出口管9。

喷嘴插入件3是变形喷嘴1的内部中空区，其除了压缩热空气供应口4外在周向上是封闭的。相应地，至少一根塑料长丝、优选由许多塑料长丝构成的长丝束可以在喷嘴插入件3内被加热或保温。通过从压缩热空气供应口4流入喷嘴插入件3的压缩热空气进行加热或保温。通过压缩热空气供应口4在喷嘴插入件3中产生在变形喷嘴1的输送方向A上流动的压缩热空气流B。压缩热空气流B的压力例如在5至6巴的范围内，温度在100℃至150℃或在120℃至130℃的范围内。

导丝缝管5如此机械联接到喷嘴插入件3，即，至少一根温热的塑料长丝可直接从喷嘴插入件3进入导丝缝管5。导丝缝管5也是内部中空的，但在其周面上开有槽缝，从而空气可自此离开。

导丝缝管5通过接合件10被连接至逆向空气流缝管6，使得其旋转轴线位于一条线上。逆向空气流缝管6也是内侧中空的并且在其周面上开有槽缝，使得空气也可自此离开。

逆向空气流缝管6的与导丝缝管5相对就位的一端被机械连接到变形喷嘴1的连接块11。连接块11在内侧包括导丝通道12，在变形喷嘴1的输送方向上首先与之连接的是贯穿喷嘴7，接着是冷空气供应接口8。

从贯穿喷嘴7进入导丝通道12的空气流C至少部分在输送方向A上取向。从冷空气供应接口8进入导丝通道12的逆向空气流D至少部分与输送方向A相反地取向，因此至少部分逆着压缩热空气流B。

从贯穿喷嘴7流入导丝通道12的空气和从冷空气供应接口8流入导丝通道12的空气都比压缩热空气流B冷得多。来自冷空气供应接口8的空气或由此产生的逆向空气流D可以处于环境压力，即1bar。

进入变形喷嘴1的至少一根塑料长丝、优选共同形成丝束并被引入变形喷嘴中的多根塑料单长丝如8根塑料单长丝预先通过单长丝挤出装置来产生，可选地穿过水浴，然后通过至少一个、优选单独一个被加热的导丝盘对被拉动，由此被加热且经受一定应力，然后在仍然热的柔软状态下被直接供应至通常位于被加热的导丝盘对下方的变形喷嘴。

至少一根塑料长丝例如可以由LDPE(低密度聚乙烯)或PP(聚丙烯)构成，其中许多其它塑料材料也可被用于此目的。

所述至少一根塑料长丝在通常大于5bar的高空气压力下和在取决于材料但通常大于100℃的高温下被吹送经过变形喷嘴1。具有高空气压力和高温的空气通过连接至喷嘴插入件3的压缩热空气供应口4来产生。

压缩热空气通过设置在喷嘴插入件3的出口处的导丝缝管5被突然排放到外面。压缩热空气的排放沿导丝缝管5的纵缝均匀发生。尽管如此，在导丝缝管5内该至少一根塑料长丝或丝束还是保持在一起。在导丝缝管5中出现断流，在导丝缝管中至少一根塑料长丝或丝束单丝突然松弛和卷曲。

通过压缩热空气供应口4，至少一根卷曲塑料长丝被继续流动的空气进一步推动，并且它直接与逆向空气流D的环境逆向空气相遇。至少一根卷曲塑料长丝在逆向空气中被减速和冷却。

在变形方法的进一步过程中，导丝盘将至少一根卷曲塑料长丝进一步输送到卷绕机。该至少一根卷曲塑料长丝在变形喷嘴1的喷嘴出口13与导丝盘之间的路径中进一步冷却。

导丝盘一般不被加热并以非常低的丝线张力例如以约100米/分钟的速度牵伸卷曲长丝。

然后，通过卷绕机将变形后丝线卷绕到卷绕头上。

在根据本发明的变形装置上可彼此并排布置多个变形喷嘴1，故可以同时对多个丝束进行变形。

在根据本发明的变形装置中，温度、空气压力和丝线速度或长丝速度被精确设定且相互协调，故在变形喷嘴1内不存在堵塞。

Claims (4)

1.一种用于生产卷曲塑料长丝的变形装置，所述变形装置包括变形喷嘴(1)和冷却机构，所述变形喷嘴(1)具有喷嘴插入件(3)，所述喷嘴插入件(3)具有压缩热空气供应口(4)和导丝缝管(5)，其中，所述冷却机构是集成在所述变形喷嘴(1)中的逆向空气流机构，其特征是，所述逆向空气流机构包括冷空气供应接口(8)，其中，与所述导丝缝管(5)对齐取向的逆向空气流缝管(6)布置在所述冷空气供应接口(8)与所述导丝缝管(5)之间，并且其中，贯穿喷嘴(7)被布置在所述逆向空气流缝管(6)与所述冷空气供应接口(8)之间。

2.根据权利要求1所述的变形装置，其特征是，在所述变形装置的长丝处理方向上在所述变形喷嘴(1)前面布置一个单独的被加热的导丝盘对。

3.一种用于生产卷曲塑料长丝的变形方法，其中，至少一根塑料长丝在变形喷嘴(1)中在输送方向(A)上通过压缩热空气流(B)被吹送穿过喷嘴插入件(3)并且在邻接所述喷嘴插入件(3)的导丝缝管(5)内被卷曲，随后所述至少一根卷曲塑料长丝被冷却，其中，所述至少一根卷曲塑料长丝被冷却，使得至少部分与所述压缩热空气流(B)相反取向的逆向空气流(D)被引导向所述至少一根卷曲塑料长丝，所述逆向空气流(D)比所述压缩热空气流(B)更冷，其特征是，所述逆向空气流(D)通过与所述导丝缝管(5)对齐取向并且与所述导丝缝管(5)相连的逆向空气流缝管(6)被引导至所述至少一根卷曲塑料长丝上，并且其中，所述至少一根卷曲塑料长丝通过贯穿喷嘴(7)被拉动穿过所述逆向空气流缝管(6)，所述贯穿喷嘴(7)在所述输送方向(A)上位于所述逆向空气流缝管(6)下游并且在所述输送方向(A)上吹送空气。

4.根据权利要求3所述的变形方法，其特征是，所述逆向空气流(D)具有环境压力。