CN1780941B - 用来纺造和卷绕合成长丝的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来纺造和卷绕合成长丝的装置。此装置具有一用来熔融纺造构成长丝的单丝的纺丝装置、一用来冷却单丝的冷却装置、一用来给冷却装置供给冷却空气的空气调节装置和一用来将长丝卷绕成卷筒的卷绕装置。为了避免卷绕还是热的长丝，按照本发明卷绕装置的卷绕部件设置在一空气调节室内，其中空气调节室与空气调节装置连接，其中，卷绕装置(4)的空气调节室(17)在筒管锭子(21)区域内具有至少一个可关闭的卷筒开口(26)，通过该卷筒开口可取出绕完的卷筒(20)。

Description

用来纺造和卷绕合成长丝的装置

技术领域

本发明涉及一种用来纺造和卷绕合成长丝的装置。 

背景技术

在熔融纺造合成长丝时塑料尤其是以颗粒形状熔化并通过纺丝装置挤出成大量条状单丝。这时在纺丝装置内产生大约300℃数量级的温度。为了冷却刚纺出的单丝以及避免过度加热，这种装置具有冷却和空气调节装置。例如由DE 4223198A1可知，为了冷却单丝一方面空气调节装置为冷却装置提供冷却空气，另一方面对安装卷绕装置的厂房进行空气调节。为了调节通常在多层厂房上延伸的装置的周围的温度，必须采用功率非常大的空气调节装置，以对厂房进行空气调节。因此已知装置需要高的能量消耗。此外厂房只能有条件地冷却，因为周围始终必须适当地保留操作人员。特别是在长丝以＞4000m尤其是＞6000m的卷绕速度卷绕的高速纺丝法时，出现另外的问题，即长丝在卷绕时没有充分冷却。但是以热卷绕长丝产生的卷筒由于随后冷却的长丝出现的收缩现象而形状不稳定。 

由DE 19837491A1已知一种用于高速纺造和卷绕合成长丝的装置，其中产生一空气调节装置的沿长丝流程从纺丝装置到卷绕装置的冷却空气流。由此可以改善长丝直到卷绕为止的冷却。但是沿整个纺丝路线产生的冷却空气流直接对在纺丝装置和卷绕装置之间的长丝热处理的及长丝引导产生不利影响。由于以下原因还造成另外的问题，即从纺丝装置出发沿纺丝路线行进的冷却空气流在纺丝装置区域内由于热辐射已经直接大大加热，因此在卷绕装置区域内决不能再达到冷却效果。 

发明内容

本发明的目的是这样地改进这一类型的用来纺造和卷绕合成长丝的装置，使得以尽可能小的能量消耗冷却长丝，并在规定的空气调节的环境下进行长丝卷绕。 

本发明另一个目的是，提供一种用来纺丝和卷绕的装置，其中用 来卷绕长丝的空气调节的环境可以根据过程用简单的方式方法改变。 

此目的通过具有以下特征的用来纺丝和卷绕的装置实现。 

按本发明的用来纺造和卷绕合成长丝的装置，具有一用来熔融纺造构成长丝的单丝的纺丝装置、一用来冷却单丝的冷却装置、一用来给冷却装置供给冷却空气的空气调节装置和一用来将长丝卷绕成卷筒的卷绕装置，其特征为：至少卷绕装置的借以将长丝卷绕成卷筒的卷绕部件设置在一在卷绕装置上形成的空气调节室内，并且空气调节室与空气调节装置连接，其中，卷绕装置的空气调节室在筒管锭子区域内具有至少一个可关闭的卷筒开口，通过卷筒开口可取出绕完的卷筒。 

本发明的特征是，对于长丝制造所需要的空气调节只在长丝周围附近进行。为此至少通过它将长丝卷绕成卷筒的卷绕装置的卷绕部件安装在一在卷绕装置上形成的空气调节室内。空气调节室与空气调节装置连接，使得在空气调节室内始终保持一对于长丝卷绕所需要的环境条件。本发明特别的优点在于，可以安装在不进行空气调节的厂房内。配设于本装置的空气调节装置与已知空气调节装置相比具有小得多的功率，这造成可观的能量节约。空气调节装置的直接接近卷绕装置的空气调节室使得在卷绕时可以强烈冷却长丝，因此本发明的装置特别适合于用高的速度纺丝和卷绕。 

本发明优良的改进结构通过以下的特征和特征组合限定。 

一方面为了防止来自空气调节室对卷绕装置周围附近的影响，另一方面使得可以在卷绕装置上更换卷筒，本发明这样的改进结构特别有利，在这种结构中卷绕装置的空气调节室具有至少一个可关闭的卷筒口，绕完的卷筒可以通过此开口取出。因此空气调节室内的温湿和外界之间的直接连接只有在为了取出绕完的卷筒的短暂的卷筒更换阶段时才出现。 

被长丝拖带的外界空气的进入可以通过这样的方法有利地避免，即卷绕装置的空气调节室具有至少一个窄的长丝开口或多个窄的长丝开口，长丝可单独地或一起穿过它们输入卷绕部件。 

通过本发明的其空气调节室具有一用来引导冷却空气的输入口和输出口以连接到空气调节装置上的优选结构保证，连续更新空气调节室内的冷却空气，并连续排出受热的冷却空气。在不卷绕长丝的阶段 或者在长丝更换时冷却空气流使长丝引导变得困难的阶段中可以关闭空气调节室的输入口。关闭输入口还可以用来改变输入口张开的开口横截面，以控制或调节气量。 

空气调节室的输入口由在它上面连接冷却装置冷却室的一个骤冷甬道的长丝开口构成的这种本发明的改进结构对于这样的过程特别有利，在这个过程中制造不额外热处理的非拉伸的部分取向长丝。 

为了在卷绕装置的空气调节室内强制引导冷却空气，输出口最好连接在一空气调节装置的抽吸器上，使得受热的冷却空气可以连续地从空气调节室中排出。这里输出口最好也做成可关闭的，以便通过部分关闭来改变排出的冷却空气量或完全抑制冷却空气的排出。 

为了得到空气调节室在卷绕装置内高的集成度，空气调节室部分由卷绕装置机架的机架壁构成。这里空气调节室最好与机架固定连接，使得卷绕装置成为一个完整的单元，它可以用简单的方式方法更换和运输。特别是考虑到，在整套设备中并排设置多个这种卷绕装置，因此可以达到特别小的间距。 

卷绕装置的空气调节室包围至少卷绕部件，它们由用来往复引导多股平行行进的长丝的往复运动机构，一用来将长丝铺放在卷筒上的加压辊以及一用来支承卷筒的筒管锭子构成。 

为了同时冷却驱动装置和功率电子装置，卷绕装置的空气调节室也可以设计成这样，使驱动电子装置、控制电子装置和驱动装置被空气调节室包围。 

为了制造例如全拉伸丝，本发明的装置具有一处理装置，它包括至少一个拉伸装置。这时优选采用本发明这样的改进结构，在这种结构中处理装置安装在一处理室内，并且处理室连接在空气调节装置上。 

这时空气可以直接通过处理室单独的输入口和输出口或通过长丝开口导入。处理室最好通过一骤冷甬道与冷却装置的冷却室和/或与卷绕装置的空气调节室连接。 

附图说明

参照附图详细说明本发明装置的几个实施例。附图表示： 

图1本发明装置一实施例的示意剖视图； 

图2本发明装置另一实施例的示意剖视图； 

图3图2中实施例的局部示意图； 

图4本发明装置又一实施例的示意剖视图。 

具体实施方式

图1中以剖视图示意表示本发明装置的第一个实施例。本发明装置由一纺丝装置1、一冷却装置2、一卷绕装置4以及一空气调节装置3组成，纺丝装置包括一加热的纺丝头6，它通过一熔体输入管与这里未画出的熔体源例如挤出机连接。这里多个纺丝装置可以配设于一共同的熔体源。纺丝头6在其底面上具有纺丝喷嘴7。这里在一个纺丝头6上可以例如并排排成一行地固定多个纺丝喷嘴7。 

纺丝喷嘴7具有大量喷丝孔，以便由输入的聚合物熔体分别挤出一束细的条状单丝。单丝束用图形标记10表示。在纺丝装置1下方设置冷却装置2，它具有一直接设置在纺丝喷嘴7下方的冷却室8。冷却室8通过透气的吹气壁与吹气室9连接。吹气室9通过一空气通道11.1连接在空气调节装置3上。 

为此空气调节装置3具有一空气调节器46和一风机47，通过空气调节器46产生冷却空气，它通过风机47和空气通道11.1送入吹气室9内。 

在冷却装置2下方设一上油装置12和一导丝器13，它们将单丝束10合并成长丝5。为了从纺丝装置1中抽出单丝束5并将长丝5引到卷绕装置4，设有两个顺次设置的受驱动的导丝辊15.1和15.2，它们被长丝5部分缠绕。 

卷绕装置4包含多个用来卷绕纺出的长丝5的卷绕部件。为此作为卷绕部件设有一往复运动机构18、一加压辊19和一筒管锭子21。卷绕部件18、19、21悬伸地固定在机架22上。筒管锭子21通过锭子驱动装置23并且往复运动机构18通过往复运动驱动装置24驱动。在卷绕部件前面设置一顶导丝器16。在机架22上连接一空气调节室17，其壁48包围卷绕部件18、19和21。空气调节室17的壁48具有一窄 的长丝开口25，输入的长丝5穿过此开口。空气调节室17在长丝5的入口侧通过一输入口28和一空气通道11.2连接在空气调节装置3或空气调节器46上。为此空气通道11.2与空气调节器46连接。在空气调节室17的相对一侧设置一输出口29，空气调节室17通过它经过空气通道11.3和一抽吸器30与空气调节装置3的空气调节器46连接。由此有利地达到冷却空气的强制导引，它沿长丝行进方向流动，从而起支持长丝导引的作用。 

在筒管锭子21的自由端处空气调节室17具有一通过门27关闭的卷筒开口26。卷筒开口26的尺寸这样确定，使绕完的卷筒可以从筒管锭子21上拉出并可通过卷筒开口26取出。 

在本发明装置的图1中所示的实施例中仅仅举例表示长丝流程。但是装置部件可以毫无困难地这样扩展，使得平行地或成组并排地纺造多股长丝、抽出并卷绕。为了长丝的快速纺造，给纺丝装置1输入熔化的聚合物熔体，并通过纺丝头6底面上的纺丝喷嘴7挤出单丝束10。单丝束10的各根条状单丝在纺出时立即被引入冷却装置2的冷却室8中。通过由空气调节装置3输入的、经过吹气室9均匀吹入冷却室8中的冷却空气进行单丝束10的冷却。单丝束10在从冷却室8出来后通过上油装置12和导丝器13合并成长丝5。长丝5通过导丝辊15.1和15.2引到卷绕装置4。这时长丝5通过长丝开口25进入卷绕装置4的空气调节室17中，并借助于往复运动机构18、加压辊19和筒管锭子21卷绕成卷筒20。为了长丝5的剩余冷却，通过输入口28和空气通道11.2由空气调节器46给空气调节室17输入冷却空气。为此空气调节器46可以包含风机形式的吹气装置。冷却空气在长丝入口侧进入空气调节室17。在空气调节室17内受热的冷却空气在相对一侧通过输出口29和空气通道11.3由抽气机30抽出并向输给空气调节器46备用。由此在空气调节室17内保持一均匀的经空气调节的环境，使长丝5可以在相同条件下充分冷却的情况下卷绕成卷筒20。 

一旦绕完卷筒20，卷绕便中断，并将筒管锭子21上的卷筒20换成空卷筒。为此打开卷筒开口26的门27，进行卷筒更换。接着开始 新的卷绕过程，关上卷筒开口26的门27。 

空气调节室17在壁48的部分区域内最好具有观察窗，以便可以连续地观察卷绕过程。此外空气调节室17的部分壁48直接由机架22或机架22的壁构成。 

图2和3表示本发明装置的另一个实施例。图2中的剖视图示意表示此实施例，在图3中以局部视图示意表示此实施例。如果没有具体指某个图形，以下说明适合于两个图形。 

在图2和3中所示的实施例基本上和上述实施例相同，因此参照上述说明，这里仅仅介绍其区别。相同功能的构件通过相同的附图标记表示。 

按图2和3的实施例主要由一纺丝装置1和一卷绕装置4组成，其中在纺丝装置1和卷绕装置4之间的过渡处设置一牵引导丝辊31。纺丝装置1和设置在纺丝装置下方的冷却装置2的结构与按图1的实施例相同，其中纺丝头6具有多个依次设置的纺丝喷嘴7，以纺造总共4股长丝。 

在紧靠冷却装置2的下方冷却室8上连接一骤冷甬道32。骤冷甬道32以相对的一端与卷绕装置4的空气调节室17连接。卷绕装置4在一纵轴上分布有多个卷绕部位。长丝5在每个卷绕部位上卷绕成一卷筒20。为此卷筒20固定在一筒管锭子21.1上。筒管锭子21.1这样驱动，使得存在一均匀的卷绕速度，以卷绕长丝5。筒管锭子21.1平行于纵轴可旋转地悬臂支承在一筒管回转架33上在筒管回转架上隔开一定距离设置第二个筒管锭子21.2。筒管回转架33可旋转地支承在机架22上，使得筒管锭子21.1和21.2可以交替地引导到一卷绕区和一更换区内。为此筒管回转架33配设有一驱动装置。在卷绕区内筒管锭子21.1或21.2与加压辊19共同作用，加压辊紧靠在待卷绕的卷筒20的圆周上。加压辊19最好可旋转地支承在一可运动的支架上，它例如可回转地与机架22连接。 

为了将长丝5在每个卷绕部位卷绕成卷筒20，设置一往复运动机构18，长丝在每个卷绕部位通过它在往复行程内往复运动。 

在往复运动机构18上方在机架件22.1上设置多个顶导丝器16和多个可自由旋转的分配辊35。在卷绕部位旁边侧面在机架件22.2上安装牵引导丝辊31。为了分配在牵引导丝辊31圆周上引导的长丝5，在牵引导丝辊31后面设置一导丝条36，长丝5通过它以平行的行进路线从牵引导丝辊31中输出。接着长丝5通过分配辊35引到卷绕部位。 

这里卷绕装置4以其纵轴垂直于纺丝装置1和牵引导丝辊8设置。此外在设置牵引导丝辊31和纺丝装置1的端面末端处形成卷绕装置4的操作面。在机架22的自由端上在自由悬伸的筒管锭子21.1和21.2上方设置一操作面板34。操作者可以通过操作面板34操作所有可以控制的致动器以及卷绕装置4和牵引导丝辊31的功能流程。同时装置可以在设置于骤冷甬道32下方的卷绕装置4的端面区域内通过操作者操作。在机架22以及机架件22.1和22.2上固定用来形成封闭的空气调节室17的壁48。这里空气调节室17的尺寸这样选择，使它包围基本上所有卷绕部件以及所有驱动装置、驱动电子装置和控制电子装置。为此电子构件和驱动装置内置在机架22内。由EP 0 845 432 A1已知一种这一类型的卷绕装置，因此这里参照这份公开文献。 

为了长丝5的进入，在前部区域牵引导丝辊31上方在空气调节室17的壁48内形成一长丝开口25。在长丝开口25处骤冷甬道32直接连接在空气调节室17上。 

在卷绕装置4的操作面上在空气调节室17的外部可自由接近地固定操作面板34。为了操作卷绕装置4，空气调节室在筒管锭子21.1和21.2区域内具有一卷筒开口26，它设计得可通过一门27关闭。在卷筒开口26上方长丝入口区域内设有另一操作开口36，它设计得在运行状态通过另一门37关闭(图3)。在卷绕装置4的底面上在空气调节室17的壁48内通过底面栅格形成一输出口29。输出口29通过汇集管接头38和空气通道11.2与抽气机30连接，抽气机与空气调节器46共同作用。空气调节装置3通过空气通道11.1与冷却装置2连接。 

在图2和3中所示的装置特别适合于制造预取向的长丝，即所谓的POY丝。通过纺丝装置1和卷绕装置4相互的L形布置，使长丝5 在处理后向卷绕装置4的分配可以在一横向于铅垂纺丝平面布置的倾斜分配平面内进行。因此可以实现非常小的结构高度，整个装置在两层上延伸，其中在下层内安装带空气调节室17的卷绕装置4，上层具有带熔体源如挤出机的纺丝装置1。这里通过冷却装置2引入冷却室8中的冷却空气流通过骤冷甬道32引导直到空气调节室17。这里冷却空气流和长丝5一起通过空气调节室17的长丝开口25到达卷绕装置4的卷绕部位。用过的冷却空气通过在卷绕装置4底面上的在空气调节室17内形成的输出口29抽出，并通过抽气机30回输给空气调节器46。此外输出口29特别地设计成底面栅格具有这样的优点，即在长丝卷绕时形成的挥发性成分例如残留上油剂或磨屑直接一起抽出。在图2和3中所示的结构中，从纺丝到卷绕的长丝处理分别在一优化的环境气氛中进行。为了在空气调节室17内急剧地冷却，存在这样的可能性，即在空气调节室17内形成一附加的输入口28。 

在图4中的剖视图示意表示本发明装置的又一个实施例。本发明装置的这个实施例基本上和按图1的实施例相同，因此参照上述说明，在这里仅仅指出其区别。这里相同功能的构件用相同的附图标记表示。纺丝装置1、冷却装置2和卷绕装置4基本上和按图1的实施例相同。在冷却装置2和卷绕装置4之间设一处理装置14。这里处理装置14由喷气变形装置39和拉伸装置40构成。拉伸装置40具有两个上下设置的导丝辊单元41.1和41.2，它们分别由一受驱动的导丝辊和一可自由旋转的过绕辊构成。喷气变形装置39和拉伸装置40设置在一处理室42内。处理室42在壁48的顶面上具有一长丝入口43，在底面上有一长丝出口44。在长丝入口43上连接一骤冷甬道32，它使处理室42连同冷却室42与冷却装置2连接。在处理室42的出口侧上形成一输出口29，它通过空气通道11.2和抽气机30与空气调节器46连接。 

卷绕装置4设置在处理室42下方，此卷绕装置基本上与按图1的实施例相同。这里卷绕装置4具有用于两个卷绕部位以及两个固定在筒管回转架33上的筒管锭子22.1和22.2的卷绕部件。这里在卷绕装置4上形成的空气调节室17包围所有主要的卷绕部件。其中每个卷 绕部位在空气调节室17上形成一个长丝入口25.1和25.2。空气调节室17在上部区域内具有一输入口28，在下部区域内具有一输出口29。输入口28配有一活门45，通过它可以完全或部分关闭输入口28的开口横截面。输出口29可以配有一相应的活门。 

在图4中所示的实施例中通过纺丝装置1纺出两股并排和平行的长丝，通过冷却装置2冷却并输送给处理装置14。其中长丝通过上油装置12上油，并通过导丝器13合并到一处理距离。长丝5通过骤冷甬道32经过长丝入口43到达处理室42中，处理装置14安装在它里面。长丝5平行并排地首先通过喷气变形装置39进行喷气变形，接着通过拉伸装置40拉伸。为了处理室42的空气调节，通过骤冷甬道32和长丝入口43引入冷却空气流。长丝入口43做得与此相应。用过的冷却空气通过输出口29从处理室中抽出，并通过抽气机30回转给空气调节器46。处理室42最好具有一操作开口，它通过一门关闭。在图4中未画出这种状态。 

长丝通过卷绕装置4从处理室42中抽出。这时长丝5通过长丝出口44从处理室42中出来并经过长丝入口25.1和25.2到达卷绕装置4的卷绕部位。为了在卷绕装置4的空气调节室17内造成相应的经空气调节的环境，通过输入口28引入由空气调节装置3提供的冷却空气。这里输入口28的开口横截面可通过活门(Blende)45调整，使得可以在空气调节室17内造成任意的环境条件。因此对于长丝处理的每个工步可以调整到与长丝最佳地匹配的环境状态。在处理室和空气调节室内的环境可以相互独立地调整。但是也存在这样的可能性，即通过骤冷甬道将处理室42与卷绕装置的空气调节室17直接连接。 

本发明装置的所示实施例仅仅表示可能方案的一部分。原则上本发明包括造成用于长丝处理和长丝卷绕的与室内空气调节无关的空气调节环境的所有装置。因此这种装置也可以优良地安装在未经空气调节的厂房内。因此用于空气调节所需要的空气调节装置可设计得具有相当小的功率。所示的空气调节装置的结构同样仅仅是示例性的。 

图形标记表 

1          纺丝装置      27          门 

2          冷却装置      28          输入口 

3          空气调节装置  29          输出口 

4          卷绕装置      30          抽吸器 

5          长丝          31          牵引导丝辊 

6          纺丝头        32          骤冷甬道 

7          纺丝喷嘴      33          筒管回转架 

8          冷却室        34          操作面板 

9          吹气室        35          分配辊   

10         单丝束        36          操作开口 

11         空气通道      37          门 

12         上油装置      38          汇集管接头 

13         导丝器        39          喷气变形装置 

14         处理装置      40          插接装置 

15.1、15.2 导丝辊        41.1、41.2  导丝辊单元 

16         顶导丝器      42          处理室 

17         空气调节室    43          长丝入口 

18         往复运动机构  44          长丝出口 

19         加压辊        45          活门 

20         卷筒          46          空气调节器 

21         筒管锭子      47          风机 

22         机架          48          壁 

22.1       机架 

23         锭子驱动装置 

24         往复运动驱动装置 

25         长丝开口 

26         卷筒开口 

Claims (12)

1.用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，具有一用来熔融纺造构成长丝(5)的单丝(10)的纺丝装置(1)、一用来冷却单丝(10)的冷却装置(2)、一用来给冷却装置(2)供给冷却空气的空气调节装置(3)和一用来将长丝(5)卷绕成卷筒(20)的卷绕装置(4)，其特征为：至少卷绕装置(4)的借以将长丝(5)卷绕成卷筒(20)的卷绕部件(18，19、21)设置在一在卷绕装置(4)上形成的空气调节室(17)内，并且空气调节室(17)与空气调节装置(3)连接，其中，卷绕装置(4)的空气调节室(17)在筒管锭子(21)区域内具有至少一个可关闭的卷筒开口(26)，通过该卷筒开口可取出绕完的卷筒(20)。

2.按权利要求1所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：卷绕装置(4)的空气调节室(17)具有至少一个窄的长丝开口(25)，长丝(5)可通过该长丝开口单独或共同地输送给卷绕部件(18，19、21)。

3.按权利要求2所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：为了连接到空气调节装置(3)上，空气调节室(17)具有用来引导冷却空气的一输入口(28)和一输出口(29)，其中空气调节室(17)的输入口(28)做成可关闭的。

4.按权利要求3所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：空气调节室(17)的输入口(28)由长丝开口(25)构成，在此从冷却装置(2)的一个冷却室(8)中流出的冷却空气可通过一骤冷甬道(32)引入到空气调节室(17)中。

5.按权利要求3或4所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：空气调节室(17)的输出口(29)连接在空气调节装置(3)的一抽气机(30)上，受热的冷却空气可通过此抽气机输出。

6.按权利要求5所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：空气调节室(17)的输出口(29)设计成可关闭的。

7.按权利要求1所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：空气调节室(17)的壁(48)部分地由卷绕装置的一机架(22)的机架壁构成。

8.按权利要求1所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：卷绕部件至少由一往复运动机构(18)、一加压辊(19)和一筒管锭子(21)构成。

9.按权利要求1所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：驱动电子装置、控制电子装置和卷绕装置(4)的驱动装置被空气调节室(17)包围。

10.按权利要求1所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：一设置在卷绕装置(4)前面的牵引导丝辊(31)设置在空气调节室(17)内。

11.按权利要求1所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：在冷却装置(2)和卷绕装置(4)之间在一处理室(42)内设置至少一个处理装置(14)，并且处理室(42)连接在空气调节装置(3)上。

12.按权利要求11所述的用来纺造和卷绕合成长丝(5)的装置，其特征为：通过一骤冷甬道(32)，处理室(42)与冷却装置(2)的冷却室(8)连接和/或与卷绕装置(4)的空气调节室(17)连接。

Images