CN1218073C - 用于填塞卷曲的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于多纤维丝的填塞卷曲变形的方法和装置。其中长丝分两级输送给卷曲变形装置。在第一级内长丝通过第一输送喷嘴的输送介质流以一定长丝速度(拉入速度)拉入，在第二级内用第二输送喷嘴的输送介质流以第二长丝速度(输送速度)输入卷曲变形装置。其中输送速度至少等于或大于拉入速度。

Description

用于填塞卷曲的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种多纤维丝的填塞卷曲的方法和一种用来实施这种方法的装置，其中，长丝借助于输送介质流输入卷曲变形装置，在该装置内长丝在填塞箱内形成填塞丝，填塞丝在冷却路程内冷却并在冷却路程末端填塞丝松散成为卷曲丝。
背景技术
由EP0539808B1已知这种方法和用来实施这种方法的装置。
多纤维丝合成的长丝纱借助于一输送喷嘴输入卷曲变形装置。为此输送喷嘴具有一注入器，它将压力流体引入输送喷嘴的一个输送通道。卷曲变形效应建立在下述基础之上，即，丝线通过采用高温输送介质加热并填塞在连接在输送喷嘴上的填塞箱内，形成一填塞丝。高温输送介质可以通过加工在填塞箱内的开口排出，填塞丝通过一安装在卷曲变形装置后面的输送辊以规定速度从填塞箱中输出，接着冷却。
通过应用在EP0539808B1中所述的做成拉瓦尔喷嘴(Lavalduese)的输送喷嘴，流道填塞卷曲法可以具有高达4000米/分的长丝输送速度。特别是这种提高是在没有加大输送介质压力的情况下达到的。
长丝速度的进一步提高需要更高的输送介质压力，因为否则在输送喷嘴内建立的长丝拉力不足以将长丝可靠地拉入卷曲变形装置。但是另一方面，输送介质更高的压力导致填塞丝从填塞箱中吹出，因为填塞丝和填塞箱壁之间的摩擦力已经不够大。此外，在速度高和特别是支数小时由于存在形成绕团的危险，安装在卷曲变形装置后面的输送辊可能不能再用。
由DE2116274B2已知另一种装置，其中输送喷嘴和卷曲变形装置共同作用。这里输送通道在即将通入卷曲变形装置的填塞箱之前有一卸荷区，在该区内在输送通道内流通的输送流体可以膨胀。这时长丝鼓胀，其中单丝束变得松散。因此这种已知装置有这样的缺点，即在长丝速度较高，从而流体压力较大时，膨胀的单丝束在卸荷腔和长丝通道最后一段之间的交接区内被卡住，从而在卸荷腔内便已经形成不希望的填塞丝。已知装置的另一个缺点是，长丝在填塞箱内的存放量仅仅取决于在长丝通道的最后一段内跟随流动的输送流体。长丝不能按规定输入填塞箱内。
发明内容
因此本发明的目的是，这样地改进用于填塞卷曲多纤维丝的这一类型的方法和这一类型的装置，使得一方面可以用高的长丝速度，另一方面可以产生具有高而稳定的卷缩率的丝线。
为实现上述目的，本发明提供一种使多纤维丝填塞卷曲变形的方法，其中长丝借助于输送介质流输入卷曲变形装置，在该装置内长丝在填塞箱内形成填塞丝，填塞丝在冷却路程内冷却并在冷却路程末端填塞丝松散成为卷曲丝，其特征为：长丝在一个第一级内通过具有一定长丝速度(拉入速度)的第一输送介质流拉入；长丝在一个第二级内通过一具有一定长丝速度(输送速度)的第二输送介质流输入卷曲变形装置，其中所述输送速度至少等于或大于所述拉入速度。
相应地，本发明提供一种用来实施所述方法的装置，具有一具有喷嘴形输送通道的输送喷嘴和一与输送喷嘴共同作用的卷曲变形装置，它具有一设置在输送通道轴向延长线上的填塞箱，其特征为：设有带一喷嘴形输送通道的另一输送喷嘴，两个输送喷嘴沿长丝行进方向按下列方式顺次设置：一个输送通道的出口位于第二个输送通道入口的正对面，通过输送喷嘴可以相互独立地产生两股输送介质流，以便将长丝拉入第一级，并在一设置在后面的第二级内输入卷曲变形装置的填塞箱内。
本发明具有特别的优点，即，长丝输入卷曲变形装置的两个前后衔接的输送级内。这里第一输送级设计成这样，使长丝以高的速度拉入装置内。这里在第一级内的长丝速度称作拉入速度。在紧接在第一输送级后面的第二输送级内已经以高的速度起动的长丝以一输送速度输入卷曲变形装置内。这里在第二级内的输送速度至少等于或大于第一级的拉入速度。从而确保，在长丝内不低于最小的长丝张力，使两级之间单丝束保持紧密。本发明的另一个优点是，长丝输入填塞箱基本上可以仅仅根据填塞丝形成的需要来安排。长丝的拉入以建立高的长丝速度通过第一级内的输送介质流产生。
按本发明的方法特别适合于高的长丝速度，其中拉入速度至少为3000米/分，尤其是至少为4000米/分。这里长丝优先借助于一拉伸装置从纺丝区中拉出，在拉伸后被第一级的输送喷嘴接收。但是长丝也可以从喂给筒子上拉出。与长丝的供给无关，在第一级内的拉入速度特别适应于输入的长丝具有不低于10cN的足够的长丝张力。
为了能够实现例如由于聚合物材料的不同所要求的过程变动，在第一输送级内的第一输送介质流和在第二输送级内的第二输送介质流相互独立地控制。因此可以进行精确的调整，以使既能在前面的长丝流程中建立长丝张力，又能在填塞箱内形成卷曲。
为了产生输送介质流，在第一级内的输送流体保持至少2bar至最大15bar，尤其是至少4bar至最大12bar的压力。而用来产生第二输送介质流的输送流体的压力调整在从至少1bar至最大8bar，尤其是至少2bar至最大6bar的一个较小的范围内。但是一般来说，在第一级内的输送流体的压力具有比第二级内输送流体压力大的数值。这里精确的调整值同样取决于前述这些参数，如聚合物种类、长丝张力、卷曲生成等等。
在本发明一种特别优良的改进结构中，用于第一输送介质流和第二输送介质流的输送流体通过一共同的注入器注入。为此在输送喷嘴之间形成一膨胀腔，第一输送喷嘴输送通道的出口和第二输送喷嘴输送通道的入口通入该膨胀腔内。膨胀腔与一可控制的节流阀连接，因此进入膨胀腔的第一输送介质流的一部分可以被排出。因此第一输送介质流的留在膨胀腔内的部分被用来产生在后接的输送通道内的第二输送介质流。通过可控制的节流阀可以调节排出的输送介质流。
有利地，本发明提出，输入长丝的支数最高为300dtex，丝线具有至少20％的卷曲率，并在4cN/dtex的拉力时具有至少65％的卷曲稳定性。
以及，本发明另外规定，输入长丝的支数最多为100dtex，丝线具有至少为20％的卷曲率，并在4cN/dtex的拉力时具有至少65％的卷曲稳定性。
在按本发明的方法进行的试验中，在规格为167f46和83f36的预拉伸聚酯丝中，当供丝速度为5100米/分时可以达到25％的卷曲率，和在长丝拉力为4cN/dtex时达到85％的卷曲稳定性。卷曲率和卷曲稳定性的数值按DIN53840第一部分算出。
在规格为83f34的预拉伸聚酰胺丝中，当供丝速度为4500米/分时可以达到20％的卷曲率，和在长丝拉力为4cN/dtex时90％的卷曲稳定性。
热空气特别适合于用作输送流体介质。实际表明，丝线的卷曲率随热空气温度的升高而增大，其中对于聚酯确定180℃的上限，对于聚酰胺确定240℃的上限。
用过热的、可能的话干燥的蒸汽可达到更好的卷曲值。
为了即使在高的长丝速度时也保证在填塞箱内可靠地形成填塞丝，最好将填塞箱前部区域内的输送介质流通过开口借助于负压排出。
在过程开始时存在这样的可能性，间歇地在填塞箱后部区域内通过一开口引入与长丝运动方向相反的流体，并由此对长丝产生制动作用。从而在填塞箱内形成填塞丝。
为了实现本方法，按本发明的装置具有两个分别带一喷嘴形输送通道的输送喷嘴。两个输送喷嘴沿长丝行进方向这样地顺次设置，使得一个输送通道的出口正好位于第二个输送通道入口的对面。这里通过输送喷嘴可相互独立地产生两股输送介质流，以便将长丝拉入第一级并在后置的第二级内输入卷曲变形装置的填塞箱。
这里存在这样的可能性，每个输送喷嘴具有一个注入器，以便分别将一股介质流引入相配的输送通道内。这里注入器可以单独地或共同地通过一个可控制的压力源供给。在由共同的压力源供给时设置相互单独地调整压力的装置。
但是输送喷嘴也可以这样地相互连接，使它们共同通过一个注入器供给。
这时如果输送喷嘴这样地相互连接，使得在输送通道之间形成一膨胀腔，则特别有利，其中通入膨胀腔的输送通道的出口横截面大于后置的输送通道的最小横截面，使得保证在后续输送通道内输送流体的输送。在这种情况下膨胀腔与一可控制的节流阀相连。
为了在拉入时在长丝上能够产生尽可能大的长丝张力，在第一输送喷嘴内形成的输送通道最好做成拉瓦尔喷嘴，使得在拉瓦尔喷嘴最小横截面内输送流体可以达到声速。为了保证在填塞腔之内长丝均匀地填塞，第二输送喷嘴的输送通道直接通入填塞箱。
这里如果输送通道的出口和填塞箱的入口设置在一负压腔内特别有利。填塞箱通过开口缝隙与负压腔连接，负压腔连接在一可控的负压源上。通过本发明的这种改进结构提供调整第二输送介质流的另一种可能性。
为了冷却从填塞箱中出来的填塞丝，卷曲变形装置后面最好设置一冷却筒。这时填塞丝在冷却筒圆周上移动并通过冷却介质，尤其是冷空气，冷却。
附图说明
下面参照附图对一个实施例作详细说明。
附图表示：
图1带有用来实施本发明的方法的按本发明的装置的结构；
图2用来实施本发明的方法的装置的第一个实施例的剖视图；
图3用来实施本发明的方法的装置的第二个实施例的剖视图。
具体实施方式
图1中示意表示用来实施本发明的方法和按本发明的装置的结构。这里长丝1沿长丝行进方向2输入。长丝1可以直接从纺丝装置或者由一喂给筒子输入。该结构沿长丝行进方向看由一第一导丝辊单元3、一连接在后面的双辊导丝器4以及一填塞卷曲变型装置5组成。填塞卷曲变形装置5后面设一冷却筒7。沿长丝流程，冷却筒7后面设另一导丝辊单元8。
在所示结构中长丝1被由一受驱动的导丝辊和一过绕辊组成的导丝辊单元3从纺丝装置或一喂给筒子中拉出。长丝1在导丝辊单元3和双辊导丝器4之间得到拉伸。这里双辊导丝器4由两个受驱动的导丝辊构成，其中最好至少一个导丝辊做成可加热的。接着长丝1拉入和输送到填塞卷曲变形装置5，并形成一填塞丝6。其中长丝在卷曲变形装置内在热空气或蒸汽作用下，在形成回环的情况下卷曲成填塞丝6，它在一这里做成冷却筒的冷却路程上冷却。这时卷曲被定形。卷曲丝1借助于导丝辊单元8从冷却筒7上拉出，这时填塞丝6重新松散，但单丝的卷曲仍然保留。
在图2中以剖视图示意地表示在图1中示意表示的填塞卷曲变形装置的第一个实施例。填塞卷曲变形装置5由一第一输送喷嘴24、一第二输送喷嘴25和一卷曲变形装置26组成。这里输送喷嘴24和25以及卷曲变形装置26合并成一个构件。输送喷嘴24具有一喷嘴形输送通道13，它在上侧与长丝入口9、在下侧与一膨胀腔14相连。输送通道13最好做成拉瓦尔喷嘴。在输送通道13的入口区内输送喷嘴24具有一注入器12。注入器12通过一输入管11与一这里未画出的压力源连接。注入器12以许多注入孔通入输送通道13。
紧靠第一输送喷嘴24的下方设一第二输送喷嘴25。输送喷嘴25具有一输送通道16。它在上侧通入膨胀腔14，在下侧与卷曲变形装置26的堵塞箱17连接。在第一输送喷嘴24的输送通道13和第二输送喷嘴25的输送通道16之间形成一膨胀腔14。膨胀腔14通过卸荷通道15与节流阀27连接。
在第二输送喷嘴25之下形成一卷曲变形装置26。卷曲变形装置26具有一填塞箱17。填塞箱17在上部区域内被一负压腔19包围。负压腔19连接在负压源20上。填塞箱17和负压腔19通过许多缝隙形开口18相互连接。为此开口18加工在负压腔19区域内填塞箱17的圆柱形箱壁上。在负压腔19之外形成填塞箱17的输出口21。
在图2中所示的装置中，长丝1以一定拉入速度通过长丝入口9拉入输送通道13。为此通过输入管11经过注入器12将输送流体10引入输送通道13。这里输送流体10在输入管11处的压力这样选择，使得长丝1的拉入速度在长丝入口9处保持足够的长丝张力。输送流体10在输送通道13内造成第一输送介质流，它输送长丝。输送介质流和长丝1穿过在本实施例中做成拉瓦尔喷嘴的输送通道13。输送介质流在膨胀腔14内膨胀，输送流体10的压力下降。此外输送流体的一股支流经过卸荷通道通过节流阀27排出。支流10.1的流量可以借助于节流阀27调整。输送流体余下的支流10.2借助于第二输送喷嘴25的输送通道16产生一第二输送介质流，它将长丝1以输送速度输入填塞箱17。这里膨胀腔14内的压力这样选择，使得第二输送介质流造成这样的长丝输送速度，它至少等于但是最好大于长丝的拉入速度。由此在两级之间在长丝内产生一长丝张力，它防止单丝束提前松散，从而保证长丝可靠地继续输送到填塞箱17内。在第二输送介质流10.3的主要部分在流出输送通道16后通过开口缝隙18排出期间，长丝1在形成回环的情况下填塞并形成填塞丝6。如在该实施例中所示，输送流体的排出可以通过一负压腔19支持，输送流体借助于负压源20从负压腔中排出。填塞丝6通过填塞箱17的输出口21离开填塞卷曲变形装置5。
在卷曲变形过程开始时，在填塞箱17内的长丝1起初可能不能填塞成一填塞丝6。为了形成填塞，通过输入口23将制动流体22这样地输入填塞箱17，使制动流体22对长丝1产生制动作用并引入填塞机制，以形成填塞丝6。
图3中示意表示填塞卷曲变形装置的另一实施例，它例如为可用于图1的结构中。填塞卷曲变形装置由一第一输送喷嘴24、一第二输送喷嘴25和一卷曲变形装置26组成。这里输送喷嘴24做成单独的构件。输送喷嘴25和卷曲变形装置26统一成一个构件。
输送喷嘴24和卷曲变形装置26在其结构方面类似于按图2的实施例。在这方面参阅上述说明。
第二输送喷嘴以小的间距或直接地设置在输送喷嘴24的下方。输送喷嘴25具有一喷嘴形输送通道16，它在上侧与长丝入口9.2连接，在下侧与卷曲变形装置26的填塞箱17连接。输送通道16配设一注入器12.2。注入器12.2通过输入管11.2与一这里未画出的压力源连接。通过输入管11.2和注入器12.2将有压力的输送流体引入输送管道16。输送流体形成一输送介质流，它将长丝1通过输送通道16输入填塞箱17。
在图3中所示的实施例中，输送喷嘴24内的输送介质流由通过注入器12.1输送给输送通道13的输送流体构成。在输送喷嘴25内的第二输送介质流由通过注入器12.2引入输送通道16的输送流体构成。按图3的填塞卷曲变形装置的实施例的功能与上述实施例相同，因此在这方面参照上述说明。
按本发明的方法以及按本发明的装置的特征为：为了拉入长丝和将长丝输入填塞箱，采用两股可相互独立产生的输送介质流。因此在长丝1拉入填塞卷曲变形装置时输入流体的压力这样地选择，使得保持一最起码的长丝张力。这时压力最高可以到15bar。而将长丝输入填塞箱的流体的压力这样选择，使得保证在填塞箱内可靠地形成填塞丝。这里用来输送长丝的流体的压力最好调整到2bar至最大6bar之间。按本发明的方法适用于所有类型的聚合物。特别是可以用于由聚酯、聚酰胺或聚丙烯组成的丝线。其中适用于所有类型的聚酯，例如PET、PPT或PTT。用按本发明的方法可以例如由规格为167f46和63f36的聚酯丝在喂丝速度为5100米/分时达到25％的卷曲率和在4cN/dtex的长丝拉力下65％的卷曲稳定性。由此提供了这样的可能性，特别是在一个工艺阶段内直接由刚纺出的长丝制造纺织卷曲丝。
              附图标记表
1 长丝                         2 长丝行进方向
3 导丝辊                       4 导丝辊
5 填塞卷曲变形装置             6 填塞丝
7 冷却路程                     8 导丝辊
9 长丝入口                     10 输送流体
10.1 输送流体支流              10.2 输送流体支流
10.3 流出的输送流体            11 输入管
12 注入器                      13 输送通道
14 膨胀腔                      15 卸荷通道
16 输送通道                    17 填塞箱
18 开口缝隙                    19 负压腔
20 负压源                      21 输出口
22 制动流体                    23 制动流体输入口
24 输送喷嘴                    25 输送喷嘴
26 卷曲变形装置                27 节流阀

Claims (19)

1.使多纤维丝填塞卷曲变形的方法，其中长丝借助于输送介质流输入卷曲变形装置，在该装置内长丝在填塞箱内形成填塞丝，填塞丝在冷却路程内冷却并在冷却路程末端填塞丝松散成为卷曲丝，其特征为：长丝在一个第一级内通过具有一定拉入速度的第一输送介质流拉入；长丝在一个第二级内通过一具有一定输送速度的第二输送介质流输入卷曲变形装置，其中所述输送速度至少等于或大于所述拉入速度。
2.按权利要求1的方法，其特征为：所述拉入速度至少为3000米/分。
3.按权利要求1或2的方法，其特征为：第一输送介质流和第二输送介质流相互独立地控制。
4.按权利要求1的方法，其特征为：用来产生第一输送介质流的输送流体的压力为2bar至15bar。
5.按权利要求1的方法，其特征为：用来产生第二输送介质流的输送流体的压力为1bar至8bar。
6.按权利要求1的方法，其特征为：第一输送介质流和第二输送介质流通过一个共同的注入器产生，其中，第一输送介质流在长丝输入一个膨胀腔后膨胀，第一输送介质流的一部分在第二级之前排出，因此第一输送介质流的余留部分构成第二输送介质流。
7.按权利要求6的方法，其特征为：在第二级之前排出的输送介质流的量是可调的。
8.按权利要求1的方法，其特征为：所述输送流体是热空气或过热蒸汽。
9.按权利要求1的方法，其特征为：输入长丝的支数最高为300dtex，丝线具有至少20％的卷曲率，并在4cN/dtex的拉力时具有至少65％的卷曲稳定性。
10.按权利要求1的方法，其特征为：输入长丝的支数最多为100dtex，丝线具有至少为20％的卷曲率，并在4cN/dtex的拉力时具有至少65％的卷曲稳定性。
11.按权利要求1的方法，其特征为：第二输送介质流基本上借助于抽吸通过填塞箱壁上的开口排出。
12.用来实施按权利要求1至11之任一项的方法的装置，具有一具有喷嘴形输送通道(16)的输送喷嘴(25)和一与输送喷嘴共同作用的卷曲变形装置(26)，它具有一设置在输送通道(16)轴向延长线上的填塞箱(17)，其特征为：设有带一喷嘴形输送通道(13)的另一输送喷嘴(24)，两个输送喷嘴(24，25)沿长丝行进方向按下列方式顺次设置：一个输送通道(13)的出口位于第二个输送通道(16)入口的正对面，通过输送喷嘴(24，25)可以相互独立地产生两股输送介质流，以便将长丝(1)拉入第一级，并在一设置在后面的第二级内输入卷曲变形装置(26)的填塞箱(17)内。
13.按权利要求12的装置，其特征为：所述输送喷嘴(24，25)分别具有一注入器(12.1，12.2)，它们分别将介质流引入相配的输送通道(13，16)中，并且注入器(12)中的至少一个与一可控的压力源连接。
14.按权利要求12的装置，其特征为：所述输送喷嘴(24，25)相互连接，并具有一共同的注入器(12)，该注入器将介质流引入一第一输送通道(13)，并与一可控制的压力源连接。
15.按权利要求12或14的装置，其特征为：所述输送喷嘴(24，25)这样地相互连接：即，在输送通道(13，16)之间形成一膨胀腔(14)，其中通入该膨胀腔(14)的输送通道(13)的出口横截面大于设置在后面的输送通道(16)的最小横截面，该膨胀腔(14)与一可控制的节流阀(27)连接。
16.按权利要求12的装置，其特征为：沿长丝行进方向看，第一输送喷嘴(24)具有一做成拉瓦尔喷嘴的输送通道(13)，它具有一最小横截面，在它里面输送流体达到声速。
17.按权利要求12的装置，其特征为：设置在第一输送喷嘴(24)后面的第二输送喷嘴(25)与卷曲变形装置(26)连接，其中第二输送喷嘴(25)的输送通道(16)通入填塞箱(17)。
18.按权利要求17的装置，其特征为：输送通道(16)的出口和填塞箱(17)的入口设置在一负压腔(19)内，其中填塞箱(17)通过开口缝隙(18)与负压腔(19)连接，并且负压腔(19)连接在一可控的负压源(20)上。
19.按权利要求12的装置，其特征为：所述卷曲变形装置(26)后面连接一冷却筒(7)，填塞丝(6)在该冷却筒的圆周上移动，进行冷却。
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