CN1258766A - 用于连续熔融纺制长丝的纺丝箱体 - Google Patents

Abstract

本发明的纺丝箱体包括一个用于纺制长丝的喷丝头组件和用于承载喷丝头组件的承载部件,以及包括用于连接承载部件和喷丝头组件的装置,承载部件和喷丝头组件位于具有熔体进入口的接受器中,另外还包括在喷丝头组件和承载部件之间提供密封件的装置,其中,密封效果可以通过熔体的压力增强,其特征在于,密封件是柔性的并且围绕熔体进入口形成密封效果。

Description

用于连续熔融纺制长丝的纺丝箱体

本发明涉及一种纺丝箱体，该纺丝箱体用于连续熔融纺制由特别是热塑性材料(熔体)构成的长丝。纺丝箱体包括譬如一个加热箱。熔体供应通道、熔体泵和喷丝板为其端部的喷丝头罐体(也称之为“喷丝头组件”)伸入该加热箱内。喷丝头罐体能构成加热箱的垂直旋入部分并固定在有垂直的中央熔体通道的钟形接受器内，此熔体通道进入到喷丝头罐体的熔体入口中。喷丝板握持装置是喷丝头罐体的一部分。

熔融纺丝时，从挤压机到喷丝孔出口这一段对熔体的温度控制是至关重要的。特别要注意的是，对所有的长丝而言，熔体在温度和停留时间方面要有相同的热经历。很小的误差，例如只有2℃的误差，就可能导致明显的色差或增加毛丝断丝率。为了保证具有恒定的温度，现对产品管道和纺丝箱普遍采用凝聚式加热。凝聚式加热使很精确的温度控制成为可能，因为按照此原理首先是箱体中那些比饱和蒸气凝聚温度低的、与饱和蒸汽相接触的地方得到强烈的加热。结果是凝聚表面得到非常均匀的温度分布。所以这一加热原理就能以比较简单的方法使整个熔体分配系统得到极精确的温度控制。

但是，在熔体挤出区域问题较大。在长丝从纺丝喷丝孔挤出之前，喷丝头组件要对熔体进行再一次的过滤和均匀化。在把产品变换成另一根数的长丝时或是为了清洗目的，要将喷丝头组件从纺丝箱体中取出。喷丝头组件的装上和拆下应越方便越好，目的是为了使这方面的工作量减到最少。由于这个原因，饱和蒸汽不能直接围绕喷丝头组件进行环流。因此，供给喷丝头组件和喂送熔体的热量只能通过喷丝头组件和纺丝箱体之间的接触面上的热传导来进行。但是另一方面，恰恰在喷丝板处由于它无法进行隔热因此流失到周围环境的热量是特别大。这意味着在长丝成形的重要区域精确的温度控制特别困难。因此，对这一区域的周密的研究是十分必要，特别是因为现在仍然是趋向于更细的长丝，在纺制更细的长丝时，通过喷丝头组件的熔体流和因此一个重要的热流入量有所减少。

关于热传递或温度均匀性的要求长时间来就已经知道，并也已在专利文献中明确的作了描述，见例如US 4,437,827，为了解决这个问题，该专利专门提出了加热器。与此相关的投资费用很大。而如果必须通过熔体附带其它缺少的热量，则也许需要提高熔体的温度，这可能对质量造成损失。

与此同时，喷丝头组件还需要满足其它的要求，例如应该：——容易更换，——在加工时要求没有异常的加工公差，——在防熔体泄漏方面具有足够的密封效果。

对圆形喷丝头组件而言，需要附加绕垂直轴心的预先确定的角度位置的可调性，以保证每根丝正确的排列在喷丝头下面的空间内。迄今为满足这些要求所作的努力已产生不少的建议和实施装置，下面仅列举其中的几个例子。

在绝大多数情况下，在喷丝头组件的顶(内)端建立与纺丝箱中的载体的连接(例如参见如DE-C-1246221、DE-A-1660697和US 4,696,633)。即使组件是从顶部或侧面装入到接受器内，也是这种连接情况(例如根据专利US 3,655,314或US 3,891,379)。

业已公开的是，喷丝头组件是通过一个凸缘用螺钉固定在下端上，例如参见US 4,494,921。但是，在所说的例子中所用的紧固件是要建立所要求的密封力(通过在组件的顶端压缩一个密封环)。因而，在凸缘和装载体(加热箱)之间存在一个空气缝隙。

甚至有人曾经提出过在长方形组件中设置“支承条”的建议，以使“纺丝头的侧壁和加热箱的侧壁之间通过金属的热接触使纺丝头从加热箱取得良好的热传递，使两者之间实际上不存在温度差异”(EP-B-271801)。但是不能严肃看待这个目的，这将在后面本发明的说明中说明。迄今，还无人建议把这一想法关联到圆形喷丝头组件使用。

根据DE-C-1529819，完成了以喷丝板握持装置的单位面积压力和载体为基础的“良好热传递”。但是它要求有一个特殊形状的载体，该特殊形状有害于对该载体的有效加热。

一个公开的纺丝箱体可从例如在DE-Gbm 8407945中获悉。在这一纺丝箱体中，用在喷丝头罐体(喷丝头组件)的接受器是焊接在加热箱中，从而实际上成为加热箱的一部分。纺丝头罐体在接受器中的设置准则在于，由喷丝板、过滤器壳体和喷丝头罐体的底部构成的层体用螺栓固定在接受器的底部，该螺栓是穿过层体的、拧入接受器底部上的螺母中的螺栓。为了譬如需要清洗将喷丝头罐体和它的组成部分一起从接受器中取出，必需将螺钉松开，之后喷丝头罐体就能从接受器中向下垂直的拉出。由于喷丝头罐体需要经常清洗，根据所加工的材料有时每天清洗一次，所以在接受器底部的内螺纹区内螺栓会有很大的磨损。其中，由于在喷丝头罐体内一般有120-350巴的压力，螺栓必须拧得很紧，螺栓必须用力矩扳手拧紧，以免对螺栓和螺纹造成损坏。通常一个喷丝头罐体至少要用四个螺栓来固定，因此在喷丝头罐体每次清洗时是有很多的工作量。

与纺丝箱体相连接的接受器中的另一种喷丝头罐体的结构已由欧洲专利163248(特别是参见图3和图6)公开。在这个结构中，喷丝头罐体有一个空心的圆柱体，它以向内伸出的台肩承载住喷丝板，在喷丝板上经过环形密封装置支承着过滤器壳体。在过滤器壳体的上方有一个可在空心圆柱体内轴向移动的带中央通孔的活塞。该活塞通过一个侧置的碟形的薄膜的边支承在不充有熔体的喷丝头罐体上。在喷丝头罐体充有熔体的情况下，在压力作用下过滤器壳体与薄膜之间的空间充满熔体，熔体将薄膜压向一个实际相当于活塞缸的截面上，并从而将活塞从过滤器壳体压开。在这一移动中，活塞的行程受到一个环绕中央开口的密封环的限制。密封环由用螺栓与装在加热箱中的牢固的泵体相连接的螺纹环来支承。空心圆柱体以内螺纹与螺纹环的外螺纹相连接，以此，使靠空心圆柱体的台肩支承的喷丝头罐体固定在加热箱上。要取出喷丝头罐体就要松开空心圆柱体与环纹环的连接螺纹。这一装置中的螺纹和薄膜要承受很大的载荷，因为沿空心圆柱体内部空间的整个截面伸展的密封薄膜使得薄膜和螺纹要承载由压力和所述截面所确定的力，由于空心圆柱体的内部空间的截面相当大，所以上述力最高可达15吨。其中，由于螺纹设在过滤器罐体接受器底部附近，在空心圆柱体外表面和加热箱内壁之间就需要有一个自由的环形空间，其原因是空心圆柱体的拧进与拧出需要有一定的间隙。其结果造成热量从加热箱相应的壁传到空心圆柱体时被此环形空间所中断，被中断的首要区域是空心圆柱体以其台肩支承喷丝板的区域，这使喷丝板所要求的连续充分的加热就难以进行。

本发明的任务在于，在减轻对密封的负荷的情况下能方便地，特别是快速地装上和拆下喷丝头罐体。

按照本发明，解决以上任务的技术方案在于，一方面，接受器在放置喷丝板的范围内带有向内伸入的台肩，这些台肩面对着喷丝头罐体的相应的支承座，使喷丝头罐体能旋入接受器内，在接触的情况下，台肩和支承座使喷丝头罐体轴向地固定在接受器内，另一方面，在喷丝头罐体和接受器底部之间设置有密封垫片，使流入喷丝头罐体的熔体在有留出一个熔体通孔的情况下将密封垫片压在接受器的底上并压迫喷丝头罐体的内缘，使其密封。

通过这样的结构，由于有向内伸入的台肩，在喷丝板范围内通过台肩和设在喷丝头罐体上的支承座之间的接触可从旋入加热箱中的接受器将热量连续地传送给喷丝头罐体，因而使喷丝头罐体和直接装在喷丝头罐体内的喷丝板以足够和合适的方式得到所需的热量。由于密封垫片贴靠在喷丝头罐体的内壁上，所以密封垫片只有很小的活动范围，该活动范围相当于通孔的周围表面，因而在密封环的这个活动范围不会遭受很大的力。

有利的密封垫片是设计成带中央通孔的钟形，在装配好的状态下，密封垫片以它的环绕着通孔的底部贴靠在接受器的底上，而密封垫片的外侧边缘是支承在喷丝头罐体的环形台肩上。由于密封垫片这种结构，当喷丝头罐体充以熔体时，密封垫片的一侧在熔体压力作用下被压在接受器的底上，这样，在处于密封垫片的中央通孔范围内的喷丝头罐体和接受器的底部之间就自动的产生了与相应流通压力相适配的密封作用。

喷丝头罐体的有利结构在于，在喷丝头罐体的空心圆柱体中有由一个喷丝板，一个过滤器壳体和在其上一个螺纹环组成的层体，螺纹环构成带中央开口的喷丝头罐体底部，空心圆柱体以台肩支承喷丝板，而螺纹环在压紧各层体构件的情况下旋入空心圆柱体的内螺纹，其中，环肩将设在过滤器壳体上的密封垫片压在螺纹环的锥形内表面上，使密封垫片的通孔周围范围略突出于螺纹环的中央开口。

这一结构使密封垫片通过螺纹环的锥形内表面得到对中，因而在装上喷丝头罐体之后，喷丝头罐体借助前文提到的卡口式接头能以密封垫片的正确位置固定在接受器内。之后密封垫片即以其正确的位置压在接受器的底上，这样，喷丝头罐体就密封好并作好加工材料充入的准备。

为了在过滤器壳体和喷丝板之间形成密封，过滤器壳体的有利结构在于，在喷丝头罐体装好的情况下，过滤器壳体以其圆柱形的突出部贴靠在喷丝板上，突出部包围过滤器壳体中的一个环形槽，在该环形槽内垫有一个密封环。

喷丝头罐体在完成装配并在它承压后，过滤器壳体上的圆柱形突出部贴靠在喷丝板上，以此，突出部中的通过突出部形成的环形凹槽被限制到这一突出部的高度上。放入凹槽中的密封环不会受到过度的挤压。密封环的密封作用自动通过在喷丝头罐体中存在的压力所决定，因为这一压力将密封环向外压在突出部上并自动封住突出部与喷丝板内表面之间可能会有的缝隙。另外，突出部的另一优点在于，通过该突出部，整个喷丝头罐体的高度也就确定了，因而在装配结束时喷丝头罐体就有了规定的尺寸。

最好设置在接受器上的台肩和设在喷丝头罐体上的支座为卡口式接头结构是相宜的。据此，使喷丝头罐体和接受器之间的连接能很容易地脱开和合上，即只要最多转动约90°即可。此外，卡口式接头即使在喷丝头罐体的装拆很频繁的情况下，实际上也不会出现磨损。

带向内伸入的台肩的接受器(这些台肩面向喷丝头罐体的与以上台肩对应的支座)和支承在接受器的底上的密封垫片结构能有利地结合使用，其中，这两个措施在快速安全装拆的意义上起到互补作用。

本发明以图为基础进行详细说明，这些图是：

图1  表示在喷丝头组件中的热流示意图，

图2  表示根据有限元理论构成的组件的模型，

图3  表示通常结构的喷丝头组件中的温度分布示意图，

图4  表示按照本发明设计的喷丝头组件中的温度分布示意图，

图5  表示本发明的一个实施例，

图6  表示在纺丝箱中的喷丝孔在没有聚合物(熔体)情况下的加热

     性能试验结果图，和

图7A和7B表示熔体供入区中的情况示意图。

喷丝头组件的热平衡

图1表示在喷丝头组件中的热流。

图中装载体以标号50和喷丝头组件以标号52表示。装载体50是加热箱的一部分，当前加热箱一般是由狄菲尔换热剂的蒸汽加热(例如根据1993年9月7日的德国实用新型DE-Gbm 9313586.6)。组件容纳在装载体中的一个接受器(“喷丝头腔体”)54中。组件52主要包括一个喷丝板56和一个握持装置58。握持装置58有一个空心腔60，该空腔包含着组件的其它元件，下面以图5对其加以说明。这些元件对图1表示热平衡方面的示意图来说是多余的，因此联系到本图就不作详细说明。图1中的主要热流表达如下：箭头1：通过流入的熔体而进入到喷丝头组件中的热流箭头2：通过与腔体的接触进入到喷丝头组件中的热流箭头3：通过空气间隙进入到喷丝头组件中的热流箭头4：通过排出的熔体离开喷丝头组件中的热流箭头5：通过喷丝板的热辐射离开喷丝板的热流。

熔体带进的热和熔体带走的热均分别占进热和散热的绝大部分，这是流程所决定的。在理想的情况下，这两个热流的量相等。这意味着熔体在它离开喷丝孔之前保持着恒定的温度。为了保证这一点，其它的热流必须平衡。这儿最困难的是喷丝板造成的热损失。由于喷丝板不能隔热，所以大部分的热量以辐射和对流方式散失到周围环境中。这部分热量现在需要尽可能地从纺丝箱经喷丝头组件传至喷丝板，以便使熔体的冷却减少到最少。

在通常结构的喷丝头组件中，这一热量仅仅是从顶部供给。其原因是喷丝头组件的密封关系。为了保证不会有熔体在喷丝头组件的侧部流出，喷丝头组件是对着顶部的密封垫片紧压住。由于这样的紧压虽然得到一个好的热桥，但该热桥位于喷丝板的对面。即便在通过一个法兰固定在纺丝箱底面上的喷丝头组件中，一个可能流经到下部法兰的附加热流也可忽略不计，因为在法兰和纺丝箱之间有一个空气隙。空气的热传导值比喷丝头组件和纺丝箱的要小1000倍。即使只有1/10mm的空气隙，其可能热流仍小得可忽略不计，尤其是与此相关联的辐射面积增大，热辐射散失量超过了该热进入量。有限元法计算

在喷丝头组件和喷丝头腔体中的热分布可以用有限元方法(FEM)进行计算。由于在热流研究方面首先感兴趣的是，热是如何传到实际装置中的元件去，计算是在没有熔体下进行，它得到图2所示的模型。这里，与狄菲尔换热剂温度的温度差异是衡量从熔体排出的热量的一个标准。为了补偿喷丝板在没有聚合物情况下相对于熔体的10℃的温度差，熔体在生产中按照不同的聚合物、喷丝头直径和处理量平均冷却约0.5℃。

为了计算目的假定加热箱和喷丝头组件均具有均匀的热传导能力。由于腔体和喷丝头组件接触部分的表面压力是相对的比较高，所以在这些过渡部位是以同样的热传导能力进行计算。在喷丝头组件和腔体之间的充有空气的空间很小，所以可排除空气的运动。能够这样假定，通过空气隙的热传递仅仅是通过热传导进行的。建立图2所示的喷丝头腔体和喷丝头组件的有限元模型。在模型的周界上可代入不同热传递系数以及环境温度。对此要考虑到通过蒸汽凝聚造成的热传递，通过液态热载体造成的热传递、通过向外辐射造成的热传递，以及通过向隔热装置的热传导造成的热传递。在给定的边界条件下，就能用有限元程序计算和表达固定状态下的温度分布。

图3表示以这样方法计算得到的、喷丝头直径为90mm时的喷丝头组件的温度分布。计算得到狄菲尔换热剂的蒸汽室与喷丝板之间的温度差(Δθ)约为30℃。根据装置的结构(空气隙，壁厚等等)这个值还可能有几度差异。在试验设备上的测定证实了这些计算的结果。这说明，为了补偿这一温度差，由熔体排去的热量相当于熔体至从喷丝头出来时为止约冷却1.5℃。但是这一温度差对于所有的喷丝头来说不能视为恒定的。如果传热条件变了这一温度差还可能变得很多。譬如，喷丝头腔体内的污染能形成热桥并由此对向喷丝板上的均匀供热造成很大干扰。所以这一温度差是衡量在喷丝头出丝处的熔体的温度控制精确度的标准，这尤其是对于非常细的丝而言具有极为重要的意义。在生产厂对喷丝板处的测量表明，在通常结构的喷丝头组件中，温度的变化范围为2℃。

为了也评定结构特征方面的影响，还对几个尺寸作为变动并确定了温度的分布。在喷丝头组件的顶部传热表面作了扩大，例如用一个较大的密封，实际表明这对喷丝板的温度没有影响。即使是喷丝头组件的整个顶部表面与腔体相接触也只使温度最大增加1°～2℃。鉴于出现的梯度，这一影响小到可以忽略不计。其原因在于，一方面是从喷丝头组件顶侧到喷丝板有一个相当长的热传导路径。另一方面是热流受到热传导体的最窄截面的限制，该热传导体主要是通过喷丝头组件的壁厚给定的。流入喷丝板的热流的改进

在分析热流的基础上开发出一种新的喷丝头组件，其中，从狄菲尔换热剂的蒸汽室到喷丝板的热传导路径大为缩短。这一措施的目的是改善喷丝板上的热平衡。因此，在这种解决措施的优选实施形式中，在喷丝板的高度位置装有一个卡口式接头。这提供了附加的热传导路径，能使热流尽可能的接近到热损失的地方。

为了将这个热流变得尽可能大些，在纺丝箱处也要有所改动。所以，重要的是，凝聚表面要变得尽可能的大，特别是在喷丝头腔体的下侧面处。必须保证有足够的热量用于喷丝板的温度平衡。如果不是这种情况，能甚至达到相反的效果，即热量不是供到喷丝板上而是从喷丝板上被带出去。在纺丝箱结构方面，例如可以采取两个在德国的实用新型Nr.9313586.6中有所描述的措施。其一是：加热箱的内部的设计准则在于，狄菲尔换热剂能即时流走而不形成液体积留在腔体内。其二是：为了扩大凝聚面，在喷丝头腔体上附加了筋。以此保证有足够的热量加到喷丝头组件。这一结构的结果能从图4上看到。狄菲尔换热剂的蒸汽室到喷丝板的温差根据有限元计算能减少约10°使该温度碱少到20℃。这表明，与通常结构相比，在温度控制方面改进了大约30％。

图5表示按照本发明的一个带有喷丝头组件(尤其是一个喷丝板握持装置)的纺丝箱体的断面。纺丝箱包括一个加热箱1，熔体管道和熔体泵(未表示出)伸入该加热箱1之内，例如在上述的DE-Gbm8407945中的图所示。在加热箱1中插入接受器2，例如采用焊接的方法，接受器由壁体3组成，它用底部4向内封闭。接受器2所封闭的圆柱形内空间5中插有喷丝头罐体6。为了这个目的，内空间5通过圆柱形开口7与外界开通。底部4由与熔体泵(未表示出)相连的熔体导管8穿入。

喷丝头罐体6是一个转动体。它在图中和接受器2一样是以截面表示出。喷丝头罐体6由层体组成，即由喷丝板9、过滤器壳体10和螺纹环11组成。这三个组件放在空心圆柱体12中，圆柱体以它的台肩13承载住喷丝板9。在螺纹环11边上的空心圆柱体12上有内螺纹14，螺纹环11以外螺纹15与内螺纹14进行螺纹连接。为将螺纹环11拧入到空心圆柱体12中去，在螺纹环11上设有盲孔16和17供卡口式扳手紧固用。拧入到空心圆柱体12中的螺纹环11受到过滤器壳体10的面向喷丝板9一侧的圆柱形凸出部18限位。当螺纹环11拧入到凸出部18与喷丝板9的表面19贴靠时，喷丝头罐体6的整个长度就确定了。圆柱形凸出部18中有一环形凹槽，其中放有密封环20。原料(熔体)加工时它会充满于表面19和过滤器壳体10的底部表面22之间的中间空间21，它的压力使密封环20向外压向圆柱形凸起部18，据此，在这一压力的作用下使过滤器壳体10和喷丝板9之间自动的得到与压力相适配的密封。

作为喷丝头罐体6的组成部分，以其凸缘13支承喷丝板的空心圆柱体12固定在接受器2内，并且是通过如图所示设在空心圆柱体12上的支座24对面的凸肩23进行固定的。凸肩23是插入在接受器2壁3中的插入件25的组成部分，插入件由螺栓26与壁3紧固在一起。凸肩23和支座24一起组成一个卡口式接头，该接头在轴向将喷丝头罐体6锁定住。同时，卡口式接头通过凸肩23和支座24形成一个直接的热桥，使喷丝板9直接得到加热。通过转动空心圆柱体12并从而使喷丝头罐体6转动90°，接受器2和纺丝头罐体6之间的连接就松开。之后就能将喷丝头罐体6从接受器2中经圆柱形开口7取出并可对它的零件进行拆开，譬如是为了清洗过滤器壳体10和喷丝板9。

当将喷丝头罐体6放入到接受器2时放入螺纹环11的基本上是锥形的密封垫片27起作用，螺纹环11具有内锥面28，用以容纳密封垫片27。密封垫片27以它的外边29支承在环形凸肩30上，凸肩30是座落在过滤器壳体10上的熔体分配器31的组成部分。熔体分配器31在这里是喷丝头罐体6的组成部分，它的任务是把由经熔体通道8供入的熔体合理地分配到喷丝头罐体内部，这将在下面作详细说明。

在组装好喷丝头罐体6的情况下，密封垫片27如已讲过的由环形凸肩30所支承，由此它在贴靠螺纹环11的内锥面28的情况下垂直朝着顶部延伸到底面32，该底面32包围住与熔体导管8对中的通孔33。

如图所示，密封垫片27的底面32比螺纹环11的表面34略为高一点，这样当合上卡口式接头24/25时，底面32紧密的贴在接受器2底部4的底面35上。以此建立起接受器2的被熔体通道8穿过的底部4与喷丝头罐体6之间的密封，确切地说，该密封是通过在喷丝头罐体6内部存在的压力建立的，根据该压力的大小，将密封垫片27压在底面35和螺纹环11的锥形内表面28上。此外，密封垫片27径向向外压在螺纹环11和过滤器壳体10之间的对接部位36上，因而也在这儿形成安全的密封。

在运行过程中熔体的流程如下：熔体从熔体通道8流入，经通孔33到熔体分配器31，熔体溢过熔体分配器31流到通道37，图中仅表示出了两个通道。在所示的实施例中约有24个这样的通道。之后熔体流经过以栅格39为底部的过滤器38。此外，在过滤器壳体10上布有通道40(约有50个这样的通道)，熔体经通道40流入空间21。现在熔体经过孔41穿过喷丝板9，孔41以毛细孔的形式终止在喷丝板9的下限定面42上。由此排出单根的长丝，然后长丝组合成一股丝。

为了对理论研究进行验证，在纺丝箱体还作了温度测定。对纺丝箱体作了修改，其准则在于，既能使用通常结构的喷丝头组件，又能使用图5所示的新的喷丝头组件(“快速装上”)。通过这样的试验装置能最大程度地排除不涉及结构差别的影响。作为试验用的纺丝箱被加热到狄菲尔换热剂的温度290℃。之后，冷态(约20℃)使用两个喷丝头组件，并在喷丝孔的壁和中心测定温度。图6表示这一试验的结果。

在图6中以虚线曲线A表示通常的喷丝头组件在喷丝孔中心的加热性能(组件在装入纺丝箱后的温度-时间关系曲线——不带聚合物)，虚线曲线B表示通常的组件在孔壁部分的相应性能。曲线C表示根据本发明(如图5所示)的组件在喷丝孔中心的加热性能，而曲线D(该曲线的绝大部分与曲线C相重合)表示这种新组件孔壁部分的加热性能。

具有改进的热流的新喷丝头组件比通常结构的喷丝头组件早很多地达到最终温度。此外，新喷丝头组件的最终温度相对于计算的约高出10℃。通常结构的喷丝头组件的喷丝孔中心和喷丝孔壁之间的温度差异已是可略去不计的小，但在新的喷丝头组件中，该温差可改善上述的约10℃。试验以此证实了计算结果，根据计算结果在新喷丝头组件中的熔体约比在通常结构的熔体要少冷却0.5℃。这一数值看上去虽很小，但是对于所加工纱的，尤其是对于超细丝的加工质量却非常重要。

图7A表示在“喷丝头腔体”(也就是在加热箱中的用于容纳喷丝头组件的接受器)熔体供给区内的“最佳”情况。接受器本身有一个面向纺丝方向的轴向面100。在组件进入其工作位置后，这个面100面向着喷丝头组件的正面102，在它们之间有一个间隙104。正面102和支座的接触面之间的距离能在制造或在组件装配时(也即在设计时)确定而不需要去考虑加热箱的加工公差。

一个柔性的密封唇106从组件的顶端伸出，目的是与表面100相接触。该柔性密封唇的硬度，抗弯强度和尺寸要选择得能形成图7A那样的面与面的接触。理想的是，密封唇调节了表面102的不平整度。

在熔体最初经进入通道进入时密封唇和平面102之间的泄漏危险是小的，原因在于，一直到密封唇下的组件腔内充满为止，熔体压力小。到充满之后，密封唇受熔体作用压向表面102，这样阻止了泄漏的危险。

在熔体进入之前的接触状况是重要的，如图7B的不合格设计所企图表达的。在这里，密封唇的向上弹力选择得太大。所以，密封唇边缘又向下弯曲，这会使边缘和表面102之间脱开出一个楔形间隙。这样为进入的熔体产生了一个冲击面，它可能导致密封唇从表面102“剥离”而导致泄漏。当然，使密封唇压向表面102的弹力选得过小也能造成泄漏，这样，使进入的熔体能进入密封唇和表面102之间存在的缝隙中。

密封唇设置在一个“埋入”在组件中的密封体中，因此密封体是由组件来承受熔体压力，只是密封唇在熔体压力下须要变形。最好是密封唇和密封体构成一体结构。密封体的有利构形和设置方案在于，密封体能在组件中自行承担附加的密封功能。

密封元件(密封唇)在工作压力下会塑性变形，它在组件从腔体中拿出后重新插入前要进行更换。元件材料的选择准则是，元件在工作压力下可弹性变形并因此能再用，例如可以用铬钢。在再次插入组件时(在熔体进入之前)密封最好是可以弹性变形的。

密封元件(密封唇和密封体)在运行时受到熔体的作用。所以，必须选择与熔体不起反应的密封材料。优先使用的是金属材料，在绝大多数情况下铝和钢是合适的。根据图5的密封(由一个唇和本体部分组成为一件)它的锥形本体部分与组件中的锥形支承面相接触，该密封例如可以用深拉伸工艺或是金属冲压工艺制成。可用的板的厚度最大约3mm(例如对钢约为1mm，而对铝约为1.5～2mm)。

组件最好设有一个挡块，以规定组件在工作位置时它围绕垂直轴的角度位置。以此能预先确定喷丝板中孔相对于冷却通道的位置。在采用卡口式接头与承载体进行连接的结构中，卡口式接头的至少一个元件能起到挡块的功能。

也可以采用多头的卡口式接头，这也许要有些措施使压力分布在卡口式接头的支座上。通常，这就需要有严格的制造公差。由于这些支座的径向尺寸对纺丝箱中组件的节距(相互距离)影响很大，所以这一尺寸应尽可能的小，因为通常希望有最小的节距。组件夹套面和每个支座的外端之间的径向距离最好不大于10mm，在多头的接头情况下，这一尺寸可保持在5mm以下。一般，每头最好不多于三个支座。

本发明的第一方面(在组件的下端进行连接)是喷丝板与加热箱之间的热流途径尽可能的短。本发明在这方面并不限制在装置中结合采用一个密封唇，虽然密封唇最好是结合一个密封装置采用，在熔体压力下该密封能发挥全密封作用。这样的密封譬如已在US 4645444中公开。

这种新型密封的优点是与喷丝头组件和加热箱之间的连接无关，它可以取代例如专利DE-C-1246221或DE-C-1529819或US 4696633的描述的活塞密封。

在图5中，喷丝头组件的圆柱体夹套面是以M表示。这一表面必须具有比喷丝头腔体的内表面的直径要小一些的直径，以使组件能毫无问题的插入到喷丝头腔体中去。支座的底面和组件上端面之间的距离A要选择得比喷丝头腔体的深度略小一些，以保证组件插入时不会与腔体的端面相接触。支座的径向尺寸以D表示。

组件下端处的连接方案自然要求喷丝头腔体下端具有相应的构形。这可通过加热箱本身的构形加以实现，但最好单独构成组件的承载框架并如图5所示，用螺钉把该框架固定在加热箱上。框架最好是可以更换的，即可以松开紧固件，而又不损坏构件。

Claims (6)

1.一种纺丝箱体，包括一个用于纺制长丝的喷丝头组件(6，10)和用于承载喷丝头组件的承载部件(11，12，13)，以及包括用于连接承载部件和喷丝头组件的装置，承载部件和喷丝头组件位于具有熔体进入口(8)的接受器(2)中，另外还包括在喷丝头组件和承载部件之间提供密封件(27，106)的装置，其中，密封效果可以通过熔体的压力增强，其特征在于，密封件(27，106)是柔性的并且围绕熔体进入口(8)形成密封效果。

2.如权利要求1所述的纺丝箱体，其特征在于，密封件(27)在围绕进入口(8)的区域设有柔性的唇(106)，该唇在熔体的压力下可弹性变形。

3.如权利要求1所述的纺丝箱体，其特征在于，承载部件(11)具有和喷丝头组件(6，10)连接的连接部位(36)，密封件(27)具有密封连接部位(36)的外缘(29)。

4.如权利要求3所述的纺丝箱体，其特征在于，喷丝头组件包括一个环形凸肩(30)，密封件(27)以其外缘(29)贴靠在所述环形凸肩(30)上。

5.如权利要求1所述的纺丝箱体，其特征在于，喷丝头组件(6)包括一个具有向内凸肩(23)的喷丝板(9)，该凸肩(23)相对支座(24)设置并构成接受器(2)的一部分，喷丝头组件(6，10)可以通过转动插入到接受器中，从而凸肩(23)和支座(24)在接触的情况下将喷丝头组件锁紧。

6.如权利要求5所述的纺丝箱体，其特征在于，凸肩(23)和支座(24)构造为卡口式接头结构。

Images