DE102016004715A1

DE102016004715A1 - Apparatus for cooling an annular extruded filament bundle

Info

Publication number: DE102016004715A1
Application number: DE102016004715.1A
Authority: DE
Inventors: Ralph Bressmer; Wilhelm-Martin Callsen-Bracker
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Bressmer Ralph De; Callsen Bracker Wilhelm Martin De
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-19
Also published as: CN107304487B; CN107304487A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen einer ringförmig extrudierten Filamentschar, die durch eine Vielzahl von Düsenbohrungen einer Ringspinndüse extrudiert werden. Die Vorrichtung weist einen Blasstromerzeuger auf, der einen radial umlaufenden Blasauslass aufweist und mittig unterhalb der Ringspinndüse angeordnet ist. Der Blasstromerzeuger wird von einem Anschlussadapter gehalten, der den Blasstromerzeuger mit einem Zuluftkanal verbindet. Um die zugeführte Kühlluft unmittelbar vor Eintritt in den Blasstromerzeuger zu vergleichmäßigen, insbesondere hinsichtlich einer Kühllufttemperatur ist erfindungsgemäß dem Anschlussadapter eine Strömungsbarriere aus einem offenporigen Metallschaum vorzugsweise einem offenporigen Aluminiumschaum zugeordnet.The invention relates to a device for cooling a ring-shaped extruded filament bundle, which are extruded through a plurality of nozzle bores of a ring spinning nozzle. The device has a blower power generator which has a radially encircling blower outlet and is arranged centrally below the ring spinning nozzle. The blower generator is held by a connection adapter which connects the blower generator with a supply air duct. In order to even out the supplied cooling air immediately before entry into the blower power generator, in particular with regard to a cooling air temperature, a flow barrier made of an open-pore metal foam is preferably assigned to the connection adapter, preferably an open-pore aluminum foam.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen einer ringförmig extrudierten Filamentschar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for cooling a ring-shaped extruded filament bundle according to the preamble of claim 1.

Beim Schmelzspinnen von synthetischen Fasersträngen oder Fäden wird eine Vielzahl von feinen strangförmigen Filamenten durch Düsenbohrungen einer Spinndüse extrudiert. Hierzu wird der Spinndüse ein aufgeschmolzenes Polymer unter hohem Druck zugeführt. Zur Bildung eines Faserstranges oder mehreren Fäden wird die Vielzahl der strangförmigen Filamente in ihrer Gesamtheit oder bündelweise zusammengefasst. Vor dem Zusammenfassen werden die Filamente durch einen Kühlluftstrom abgekühlt, so dass sich der schmelzflüssige Zustand der Filamente nach dem Austritt aus den Düsenbohrungen in einen verfestigten Zustand umwandelt. Für die Qualität des Faserstranges bzw. der Fäden ist die Gleichmäßigkeit der Abkühlung aller Filamente von großer Bedeutung. So ist es insbesondere für die Herstellung von Stapelfasern bekannt, dass die Vielzahl der frisch extrudierten Filamente in einer ringförmigen Anordnung geführt werden, wobei im Zentrum der Filamentschar ein Blasstromerzeuger angeordnet ist und einen radial von innen nach außen gerichteten Kühlluftstrom erzeugt. Damit können einerseits eine Vielzahl von Filamenten gleichmäßig gekühlt werden. Eine derartige Vorrichtung zum Abkühlen einer ringförmig extrudierten Filamentschar ist beispielsweise aus der DE 37 08 168 A1 bekannt.In melt-spinning synthetic fiber strands or yarns, a plurality of fine strand-like filaments are extruded through nozzle bores of a spinneret. For this purpose, the spinneret is fed a molten polymer under high pressure. To form a fiber strand or a plurality of filaments, the plurality of filamentary filaments is summarized in their entirety or in bundles. Prior to consolidation, the filaments are cooled by a flow of cooling air so that the molten state of the filaments, after exiting the nozzle bores, converts to a solidified state. For the quality of the fiber strand or threads, the uniformity of the cooling of all filaments is of great importance. Thus, it is known, in particular for the production of staple fibers, that the plurality of freshly extruded filaments are guided in an annular arrangement, wherein a blower generator is arranged in the center of the filament bundle and produces a radially inward-outward flow of cooling air. Thus, on the one hand, a plurality of filaments can be uniformly cooled. Such a device for cooling a ring-shaped extruded filament bundle is for example from DE 37 08 168 A1 known.

Bei der bekannten Vorrichtung ist unterhalb einer Ringspinndüse eine Blaskerze als Blasstromerzeuger angeordnet, die mit einem offenen Ende an einem Anschlussadapter angeschlossen ist. Der Anschlussadapter ist mit einem Zuluftkanal verbunden, durch welchen eine Kühlluft zugeführt wird. Um einen möglichst homogenen und gleichmäßigen Kühlluftstrom zu erzeugen, weist die Blaskerze einen porösen Blasmantel auf, der aus einem Sintermetall oder einem Metallschaum gebildet sein könnte. Derartige Blasmäntel besitzen jedoch eine relativ geringe Wandstärke, so dass eine Vergleichmäßigung der Kühlluft nur beding möglich ist. So ist bekannt, dass bereits bei der Zuführung der Kühlluft Ungleichmäßigkeiten im Druck, in der Temperatur und im Volumenstrom auftreten können. Insbesondere Temperaturunterschiede in der zugeführten Kühlluft wirken sich unmittelbar auf das Abkühlverhalten der Filamente aus.In the known device, a blow candle is arranged as a blower generator below a ring spinning nozzle, which is connected with an open end to a connection adapter. The connection adapter is connected to a supply air duct, through which a cooling air is supplied. In order to produce the most homogeneous and uniform cooling air flow, the blow candle has a porous bladder jacket, which could be formed from a sintered metal or a metal foam. However, such Blasmäntel have a relatively small wall thickness, so that a homogenization of the cooling air only conditionally possible. It is thus known that unevenness in the pressure, in the temperature and in the volume flow can occur even when the cooling air is supplied. In particular, temperature differences in the supplied cooling air have a direct effect on the cooling behavior of the filaments.

Bei der bekannten Vorrichtung muss zudem der Zuluftkanal den Filamentenvorhang durchdringen, so dass zusätzliche thermische Randeffekte im Bereich der Filamentführung am Zuluftkanal nicht auszuschließen sind, die sich ins Innere des Zuluftkanals auswirken.In the known device, moreover, the supply air duct must penetrate the filament curtain, so that additional thermal edge effects in the region of the filament guide on the supply air duct can not be ruled out, which have an effect on the interior of the supply air duct.

Grundsätzlich sind auch derartige Vorrichtungen bekannt, bei welcher die Kühlluft dem Blasstromerzeuger von oben durch einen Spinnbalken im Zentrum der Ringspinndüse zugeführt wird. Hierbei werden jedoch die thermischen Randeffekte aufgrund der beheizten schmelzeführenden Teile innerhalb der Spinnbalken noch verstärkt, so dass Temperaturunterschiede in der zugeführten Kühlluft noch intensiver auftreten können.In principle, such devices are known in which the cooling air is supplied to the blower generator from above through a spinning beam in the center of the ring spinning nozzle. In this case, however, the thermal edge effects due to the heated melt-carrying parts within the spinning beam are enhanced, so that temperature differences in the supplied cooling air can occur even more intense.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Abkühlen einer ringförmigen extrudierten Filamentschar derart weiterzubilden, dass die Abkühlung der Faserstränge und Filamente mit hoher Gleichmäßigkeit ausgeführt werden kann.It is an object of the invention to develop a generic device for cooling an annular extruded filament so that the cooling of the fiber strands and filaments can be performed with high uniformity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Anschlussadapter eine Strömungsbarriere aus einem offenporigen Metallschaum vorzugsweise einem offenporigen Aluminiumschaum zugeordnet ist.This object is achieved in that the connection adapter is associated with a flow barrier of an open-cell metal foam, preferably an open-cell aluminum foam.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühlluft vor Eintritt in den Blasstromerzeuger ein Labyrinth von metallischen Poren durchdringen muss und dabei sich Temperaturunterschiede in der Kühlluft vergleichmäßigen. Durch die Ausbildung der Strömungsbarriere aus einem Metallschaum wird eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit erreicht, die den Temperaturausgleich in der Kühlluft ermöglicht. Insbesondere durch die Verwendung eines Aluminiumschaumes wird ein hoher Grad an Harmonisierung der Kühllufttemperatur erreicht.The invention is characterized in that the cooling air must penetrate a labyrinth of metallic pores before entering the blower generator and thereby equalize temperature differences in the cooling air. By forming the flow barrier of a metal foam, a relatively high thermal conductivity is achieved, which enables the temperature compensation in the cooling air. In particular, by using an aluminum foam, a high degree of harmonization of the cooling air temperature is achieved.

Um die üblichen Kühlluftquellen, die beispielsweise durch herkömmliche Klimageräte gebildet sind, verwenden zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher die Strömungsbarriere eine Porenweite im Bereich von 5 PPI bis 15 PPI (Pore Per Inch) aufweist. Damit kann ein relativ geringer Druckabfall beim Hindurchtreten des Kühlluftstromes erreicht werden.In order to be able to use the customary cooling-air sources, which are formed, for example, by conventional air-conditioning appliances, the development of the invention is particularly advantageous, in which the flow barrier has a pore width in the range from 5 PPI to 15 PPI (pore per inch). Thus, a relatively small pressure drop when passing through the cooling air flow can be achieved.

Neben der Kühllufttemperatur lassen sich auch besonders vorteilhaft Druckschwankungen und Volumenstromschwankungen der Kühlluft vor Eintreten in den Blasstromerzeuger vergleichmäßigen. Hierzu ist die Strömungsbarriere plattenförmig mit einer Mindesthöhe von 10 mm vorzugsweise 30 mm ausgebildet und erstreckt sich innerhalb eines freien Strömungsquerschnittes eines Luftkanals. So können auch vorteilhaft Druckschläge, die beispielsweise durch Zu- und Abschaltung von benachbarten Abkühlvorrichtungen verursacht werden, kompensiert werden. Die Strömungsbarriere verhindert somit, dass sich Störungen in der Kühlluftzufuhr bis in den Blasstromerzeuger auswirken können.In addition to the cooling air temperature, pressure fluctuations and volumetric flow fluctuations of the cooling air can also be made particularly uniform prior to entering the blower generator. For this purpose, the flow barrier is plate-shaped with a minimum height of 10 mm, preferably 30 mm, and extends within a free flow cross-section of an air channel. Thus, also advantageous pressure surges, which are caused for example by connection and disconnection of adjacent cooling devices can be compensated. The flow barrier prevents Thus, that disturbances in the cooling air supply can affect the blower generator.

Damit eine rechtzeitige Harmonisierung der Kühlluft eintritt, lässt sich die Strömungsbarriere entweder unmittelbar auf einer Zulaufseite des Anschlussadapters oder auf einer Ablaufseite des Anschlussadapters anordnen. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass sowohl auf der Zulaufseite des Anschlussadapters als auch auf der Ablaufseite des Anschlussadapters zwei separate Strömungsbarrieren angeordnet sind. Damit besteht die Möglichkeit, die bereits zum Abkühlen ringförmig extrudierter Filamentschare eingesetzten Typen von Blasstromerzeugern mit der erfindungsgemäßen Strömungsbarriere nachzurüsten.To ensure timely harmonization of the cooling air, the flow barrier can be arranged either directly on an inlet side of the connection adapter or on a discharge side of the connection adapter. In principle, there is also the possibility that two separate flow barriers are arranged both on the inlet side of the connection adapter and on the outlet side of the connection adapter. This makes it possible to retrofit the types of blower power generators already used for cooling annularly extruded filament coales with the flow barrier according to the invention.

Bei einer Anordnung der Strömungsbarriere auf einer Zulaufseite des Anschlussadapters ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Luftkanal auf einer Zulaufseite des Anschlussadapters angeordnet ist und den Zulaufkanal bildet. Diese Weiterbildung ist insbesondere geeignet, um eine hohe Integration zwischen dem Anschlussadapter und dem Blasstromerzeuger auf der Ablaufseite zu erhalten.In an arrangement of the flow barrier on an inlet side of the connection adapter, the development of the invention is preferably carried out, in which the air channel is arranged on an inlet side of the connection adapter and forms the inlet channel. This development is particularly suitable to obtain a high integration between the connection adapter and the Blasstromzeuger on the drain side.

So ist desweiteren vorgesehen, den Anschlussadapter an der Unterseite eines Spinnbalkens im Zentrum der Ringdüse anzuordnen, wobei der Zulaufkanal den Spinnbalken bis zum Anschlussadapter durchdringt.Thus, it is further provided to arrange the connection adapter on the underside of a spinning beam in the center of the annular nozzle, wherein the inlet channel penetrates the spinning beam to the connection adapter.

Dabei wird der Blasstromerzeuger bevorzugt durch eine Blasdüseneinrichtung gebildet, bei welcher ein radial umlaufender Luftschlitz den Blasauslass bildet. Dies stellt eine besonders kompakte Anordnung dar, bei welcher die zugeführte Kühlluft kurz vor Eintritt in die Blasdüseneinrichtung harmonisiert wird.In this case, the blower power generator is preferably formed by a blowing nozzle device, in which a radially encircling air slot forms the blower outlet. This represents a particularly compact arrangement, in which the supplied cooling air is harmonized shortly before entering the tuyere.

Bei einer alternativen Anordnung der Strömungsbarriere auf einer Ablaufseite des Anschlussadapters ist die Weiterbildung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Luftkanal auf der Ablaufseite des Anschlussadapters angeordnet ist und einen Blaseinlass des Blasstromerzeugers bildet.In an alternative arrangement of the flow barrier on a discharge side of the connection adapter, the development is preferably carried out, in which the air channel is arranged on the discharge side of the connection adapter and forms a blowing inlet of the blower power generator.

Hierzu ist der Blasstromerzeuger eine hohlzylindrische Blaskerze mit einem innenliegenden Luftkanal, der an einem offenen Endeden Blaseinlass bildet. Der Anschlussadapter, der die Blaskerze trägt ist mit Abstand unterhalb der Ringspinndüse angeordnet. Insoweit lässt sich der Blaseinlass der Blaskerze unmittelbar dazu nutzen, um die Strömungsbarriere aufzunehmen.For this purpose, the blower generator is a hollow cylindrical blower with an internal air duct, which forms the blowing inlet at an open end. The connection adapter which carries the blow candle is arranged at a distance below the ring spinning nozzle. In that regard, the blow inlet of the blow candle can be used directly to accommodate the flow barrier.

Der Blasauslass wird bei der Blaskerze durch einen gasdurchlässigen Blasmantel gebildet, welcher den Luftkanal bis zu einem geschlossenen Ende umschließt. Die in dem Luftkanal innerhalb des Blasmantels eintretende Kühlluft weist dabei bereits eine vergleichmäßigte Temperatur und einen vergleichmäßigten Druck auf.The blower outlet is formed in the blow candle by a gas-permeable Blasmantel, which encloses the air duct to a closed end. The cooling air entering in the air duct within the Blasmantels already has a uniform temperature and a uniform pressure.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die ringförmig geführte Filamentschar über den gesamten Umfang gleichmäßig gekühlt werden kann. Hierbei werden ungleichmäßige Auslenkungen der Filamentschar aufgrund von Druckungleichmäßigkeiten und Volumenstromungleichmäßigkeiten vorteilhaft vermieden. Aufgrund einer harmonisierten Kühllufttemperatur sind identische Abkühlungen der Filamente innerhalb der Filamentschar möglich.The device according to the invention is characterized in that the annularly guided filament bundle can be uniformly cooled over the entire circumference. In this case, uneven deflections of the filament bundle due to pressure irregularities and volume flow irregularities are advantageously avoided. Due to a harmonized cooling air temperature, identical cooling of the filaments within the filament bundle is possible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to some embodiments of the device with reference to the accompanying figures.

Es stellen dar:They show:

1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abkühlen einer ringförmig extrudierten Filamentschar 1 schematically a first embodiment of the device according to the invention for cooling a ring-shaped extruded filament bundle

2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abkühlung einer ringförmig extrudierten Filamentschar 2 schematically another embodiment of the device according to the invention for cooling a ring-shaped extruded filament bundle

3 schematisch eine Ansicht einer Strömungsbarriere aus Metallschaum 3 schematically a view of a flow barrier made of metal foam

In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abkühlen einer ringförmig extrudierten Filamentschar schematisch in einer Ansicht dargestellt. Hierbei ist die Vorrichtung unmittelbar an einem Spinnbalken 6 integriert. Der Spinnbalken 6 trägt an seiner Unterseite eine Ringspinndüse 4. Die Ringspinndüse 4 weist eine Mehrzahl von Düsenbohrungen 4.1 auf, die an der Unterseite der Ringspinndüse 4 gleichmäßig verteilt ausgebildet sind. Die Ringspinndüse 4 ist mit einer hier nicht dargestellten Spinnpumpe gekoppelt, um eine Polymerschmelze zu extrudieren.In the 1 a first embodiment of the inventive device for cooling a ring-shaped extruded filament bundle is shown schematically in a view. Here, the device is directly on a spinning beam 6 integrated. The spinning beam 6 carries on its underside a ring spinneret 4 , The ring spinneret 4 has a plurality of nozzle bores 4.1 on, at the bottom of the ring spinneret 4 are formed evenly distributed. The ring spinneret 4 is coupled to a spinning pump, not shown here, to extrude a polymer melt.

Zentrisch zur Ringspinndüse 4 ist an der Unterseite des Spinnbalkens 6 ein Anschlussadapter 2 gehalten. Der Anschlussadapter 2 trägt einen Blasstromerzeuger 1, der unterhalb der Ringspinndüse 4 angeordnet ist. Der Blasstromerzeuger 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Blasdüseneinrichtung 9 gebildet. Die Blasdüseneinrichtung 9 weist zwei Düsenplatten 10.1 und 10.2 auf, die zwischen sich einen Druckraum 25 bilden. Der Druckraum 25 ist über einen Luftschlitz 12 mit der Umgebung verbunden. Der Luftschlitz 12 bildet einen umlaufenden Blasauslass 11.Centric to the ring spinning nozzle 4 is at the bottom of the spinner 6 a connection adapter 2 held. The connection adapter 2 carries a blower generator 1 , which is below the ring spinning nozzle 4 is arranged. The blower generator 1 is in this embodiment by a blowing nozzle device 9 educated. The blowing nozzle device 9 has two nozzle plates 10.1 and 10.2 on, between them a pressure room 25 form. The pressure room 25 is over a louvre 12 connected to the environment. The Louvre 12 forms a circumferential blowing outlet 11 ,

Die Blasdüseneinrichtung 9 ist an einer Auslaufseite 30 des Anschlussadpaters 2 angeordnet. Der Anschlussadapter 2 weist hierzu eine Halterung 14 und eine an der Halterung 14 befestigten Aufnahmezapfen 13 auf. Die Halterung 14 ist an dem Spinnbalken 6 angeordnet. Der Aufnahmezapfen 13 dient zur Aufnahme der Düsenplatten 10.1 und 10.2. The blowing nozzle device 9 is on an outlet side 30 the connection adpater 2 arranged. The connection adapter 2 has a holder for this purpose 14 and one on the bracket 14 attached spigot 13 on. The holder 14 is at the spinning beam 6 arranged. The spigot 13 serves to accommodate the nozzle plates 10.1 and 10.2 ,

Auf einer gegenüberliegenden Zulaufseite 29 des Anschlussadapters 2 ist innerhalb eines Luftkanals 8 eine Strömungsbarriere 5 angeordnet. Der Luftkanal 8 bildet hierbei einen Zuluftkanal 3, durch welchen eine Kühlluft von einer hier nicht dargestellten Kühlluftquelle dem Anschlussadapter 2 zugeführt wird.On an opposite inlet side 29 of the connection adapter 2 is inside an air duct 8th a flow barrier 5 arranged. The air duct 8th in this case forms a supply air duct 3 through which a cooling air from a cooling air source, not shown here, the connection adapter 2 is supplied.

Die Strömungsbarriere 5 ist aus einem offenporigen Metallschaum gebildet und erstreckt sich plattenförmig über den gesamten Strömungsquerschnitt des Luftkanals 8. Der Luftkanal 8 ist über Einlassöffnungen 31 in der Halterung 14 mit dem Druckraum 25 der Blasdüseneinrichtung 9 verbunden.The flow barrier 5 is formed of an open-pored metal foam and extends plate-shaped over the entire flow cross-section of the air channel 8th , The air duct 8th is over inlet openings 31 in the holder 14 with the pressure room 25 the blowing nozzle device 9 connected.

Zur weiteren Erläuterung der Strömungsbarriere 5 wird zusätzlich zu der 3 Bezug genommen. In 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Strömungsbarriere schematisch in einer Ansicht dargestellt.To further explain the flow barrier 5 will be in addition to the 3 Referenced. In 3 an embodiment of the flow barrier is shown schematically in a view.

Die Strömungsbarriere 5 ist aus einem offenporigen Metallschaum 32 hergestellt. Um der durchströmenden Kühlluft eine möglichst hohe innere Oberfläche bei relativ geringem Strömungswiderstand zu bieten, besitzt der Metallschaum 32 eine Vielzahl von offenen Poren 33 mit einer Porenweite im Bereich von 5 PPI bis 15 PPI. Die Einheit PPI kennzeichnet dabei die Anzahl der Poren 33 pro Längeneinheit Inch. Insoweit sind relativ große Poren in der Strömungsbarriere 5 ausgebildet. Im Hinblick auf die Vergleichmäßigung der Kühllufttemperatur wird die Strömungsbarriere 5 bevorzugt aus einem Aluminiumschaum hergestellt. Hierbei ist die relativ hohe Wärmeleitfähigkeit besonders vorteilhaft, um bei der durchströmenden Kühlluft eine Vergleichmäßigung zu erhalten.The flow barrier 5 is made of an open-pored metal foam 32 produced. In order to provide the highest possible inner surface with relatively low flow resistance to the cooling air flowing through, the metal foam has 32 a variety of open pores 33 with a pore size ranging from 5 PPI to 15 PPI. The unit PPI indicates the number of pores 33 per unit length in inches. In that regard, relatively large pores in the flow barrier 5 educated. With regard to equalization of the cooling air temperature, the flow barrier becomes 5 preferably made of an aluminum foam. Here, the relatively high thermal conductivity is particularly advantageous in order to obtain a homogenization in the flowing cooling air.

Die Strömungsbarriere 5 ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet und weist eine Höhe auf, die mindestens 10 mm beträgt. Bei größeren Kühlluftvolumenströmen wird eine Mindesthöhe von ca. 30 mm gewählt. Die Höhe der Strömungsbarriere 5 ist in 3 mit dem Buchstaben H gekennzeichnet.The flow barrier 5 is preferably plate-shaped and has a height which is at least 10 mm. For larger cooling air volume flows, a minimum height of approx. 30 mm is selected. The height of the flow barrier 5 is in 3 marked with the letter H.

Die Außenkontur der Strömungsbarriere 5 richtet sich im wesentlichen nach dem Strömungsquerschnitt des Luftkanals 8, in welchem die Strömungsbarriere 5 angeordnet ist. So können runde, ovale oder eckige Querschnitte realisiert werden.The outer contour of the flow barrier 5 depends essentially on the flow cross-section of the air channel 8th in which the flow barrier 5 is arranged. So round, oval or square cross sections can be realized.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die durch die Ringspinndüse 4 extrudierte Filamentschar unmittelbar nach Austritt durch einen relativ scharfen Blasstrom abgekühlt. Die Blasdüseneinrichtung 2 erzeugt hierzu an dem Luftschlitz 12 einen kontinuierlichen Blasstrom, der die Filamentschar 7 über den gesamten Umfang gleichmäßig von innen nach außen durchdringt. Hierzu ist die Vorrichtung in 1 im Betrieb dargestellt. Über den Zuluftkanal 3 wird eine Kühlluft beispielsweise mittels eines Ventilators zugeführt und durchdringt die Strömungsbarriere 5 am Ende des Luftkanals 8. Anschließend wird die Kühlluft über die Einlassöffnungen 31 in den Druckraum 25 der Blasdüseneinrichtung 9 geleitet. Von dort tritt die Kühlluft über den Luftschlitz 12 radial nach außen und trifft auf die Filamentschar 7.At the in 1 illustrated embodiment of the device according to the invention is through the ring spinneret 4 extruded filament bundle cooled immediately after exiting through a relatively sharp blow stream. The blowing nozzle device 2 generates for this purpose at the louver 12 a continuous blowing stream, which is the filament bundle 7 uniformly penetrates from the inside to the outside over the entire circumference. For this purpose, the device is in 1 shown in operation. About the supply air duct 3 a cooling air is supplied, for example by means of a fan and penetrates the flow barrier 5 at the end of the air duct 8th , Subsequently, the cooling air through the inlet openings 31 in the pressure room 25 the blowing nozzle device 9 directed. From there, the cooling air passes over the air slot 12 radially outward and meets the filament system 7 ,

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Ansicht dargestellt.In 2 is a further embodiment of the device according to the invention shown schematically in a view.

Die Vorrichtung weist unterhalb einer Spinneinrichtung einen Anschlussadapter 2 auf, der an einer Ablaufseite 30 einen Blasstromerzeuger 1 trägt. Der Blasstromerzeuger 1 ist in diesem Fall als eine Blaskerze 15 ausgebildet. Die Blaskerze 15 besitzt einen porösen Blasmantel 20, der beispielsweise aus einem Vlies, Schaumstoff, Siebgewebe oder einem Sintermaterial hergestellt sein kann. Der Blasmantel 20 bildet über seinen gesamten Umfang einen Blasauslass 11, um eine radial von innen nach außen strömende Kühlluft zu erzeugen.The device has a connection adapter below a spinning device 2 on, on a drain side 30 a blower generator 1 wearing. The blower generator 1 is in this case as a blow candle 15 educated. The blow candle 15 has a porous Blasmantel 20 , which may be made of, for example, a nonwoven, foam, mesh or a sintered material. The Blasmantel 20 forms a blowing outlet over its entire circumference 11 to generate a cooling air flowing radially from inside to outside.

An einem freien Ende ist die Blaskerze 15 durch einen Zentrieransatz 27 verschlossen. Mit dem gegenüberliegenden offenen Ende ist die Blaskerze 15 in einem Führungsrohr 23 durch ein Anschlussstück 32 geführt. Das Führungsrohr 23 ist an dem Anschlussadapter 2 gehalten und mündet im Innern des Anschlussadapters 2 in einen Druckraum 25. Der Druckraum 25 des Anschlussadapters 2 ist mit einem seitlich zugeführten Luftkanal 8 verbunden, der an einer Zulaufseite 29 des Anschlussadapters 2 angeschlossen ist.At a free end is the blow candle 15 through a spigot 27 locked. With the opposite open end is the blow candle 15 in a guide tube 23 through a connection piece 32 guided. The guide tube 23 is on the connection adapter 2 held and opens inside the connection adapter 2 in a pressure room 25 , The pressure room 25 of the connection adapter 2 is with a laterally supplied air duct 8th connected to an inlet side 29 of the connection adapter 2 connected.

Innerhalb des Druckraumes 25 hält der Anschlussadapter 2 einen Führungszylinder 24, der über eine Kolbenstange 35 mit dem Anschlussstück 32 der Blaskerze 15 verbunden ist. Durch den Führungszylinder 24 lässt sich die Blaskerze 15 innerhalb des Führungsrohres 23 zwischen einer Ruheposition und einer Betriebsposition verstellen. Zur Abdichtung ist an dem Außenumfang des Anschlussstückes 32 gegenüber der Wandung des Führungsrohres 23 eine Dichtung 26 vorgesehen.Inside the pressure room 25 holds the connection adapter 2 a guide cylinder 24 that has a piston rod 35 with the connector 32 the blow candle 15 connected is. Through the guide cylinder 24 lets the blow candle 15 inside the guide tube 23 between a rest position and an operating position. For sealing is on the outer circumference of the connecting piece 32 opposite the wall of the guide tube 23 a seal 26 intended.

Das Anschlussstück 32 und der Blasmantel 20 der Blaskerze 15 bilden einen innenliegenden Luftkanal 8, welcher am offenen Ende der Blaskerze 15 einen ausgebildeten Blaseinlass 21 bildet und mit dem Druckraum 25 verbunden ist. Innerhalb des Luftkanals 8 im Bereich des Anschlussstückes 32 ist eine Strömungsbarriere 5 angeordnet. Die Strömungsbarriere 5 ist plattenförmig ausgeführt und erstreckt sich über den gesamten Strömungsquerschnitt des Luftkanals 8. Die Strömungsbarriere 5 ist aus einem Metallschaum ausgeführt, wie im Beispiel nach 3 beschrieben ist. Insoweit wird an dieser Stelle Bezug zu der 3 und deren Beschreibung genommen.The connection piece 32 and the Blasmantel 20 the blow candle 15 form an internal air duct 8th , which at the open end of the blow candle 15 a trained blowing inlet 21 forms and with the pressure chamber 25 connected is. Inside the air duct 8th in the area of the connection piece 32 is a flow barrier 5 arranged. The flow barrier 5 is designed plate-shaped and extends over the entire flow cross-section of the air duct 8th , The flow barrier 5 is made of a metal foam, as in the example 3 is described. In that regard, reference is made at this point to the 3 and their description taken.

In 2 ist das Ausführungsbeispiel in Betrieb gezeigt. Hierzu wird die Blaskerze 15 an dem Anschlussadapter 2 in eine Betriebsstellung geführt, so dass der Zentrieransatz 27 an einem Anschlag 19 gehalten ist. Der Anschlag 19 ist im wesentlichen zentrisch zu einer Ringspinndüse 4 an der Unterseite eines Spinnbalkens 6 gehalten. Die Ringspinndüse 4 ist über einen Schmelzeverteiler 18 mit einer Spinnpumpe 16 verbunden. Die Spinnpumpe 16 ist über einen Schmelzezulauf 17 mit einer hier nicht dargestellten Extrudereinrichtung verbunden.In 2 the embodiment is shown in operation. This is the blow candle 15 on the connection adapter 2 guided into an operating position, so that the centering approach 27 at a stop 19 is held. The stop 19 is essentially centric to a ring spinning nozzle 4 at the bottom of a spinner 6 held. The ring spinneret 4 is via a melt distributor 18 with a spinning pump 16 connected. The spinning pump 16 is over a melt feed 17 connected to an extruder device, not shown here.

In der dargestellten Betriebsstellung wird über die Spinnpumpe 16 eine Polymerschmelze der Ringspinndüse 4 zugeführt, die an ihrer Unterseite eine Vielzahl von Filamenten extrudiert. Die Filamente bilden eine ringförmige Anordnung einer Filamentschar, die gleichmäßig verteilt zum Umfang der Blaskerze 15 geführt werden.In the illustrated operating position is via the spinning pump 16 a polymer melt of the ring spinning nozzle 4 supplied, which extruded on the underside of a plurality of filaments. The filaments form an annular arrangement of a filament bundle which is evenly distributed to the periphery of the blow candle 15 be guided.

Zur Erzeugung eines Kühlluftstromes wird über den Zuluftkanal 3 eine Kühlluft in den Druckraum 25 des Anschlussadapters 2 geführt. Der Druckraum 25 ist mit dem Blaseinlass 21 auf der Ablaufseite 30 des Anschlussadapters 2 verbunden, wobei die Kühlluft innerhalb des Luftkanals 8 die Strömungsbarriere 5 durchdringt. Dabei lassen sich Temperaturunterschiede in der Kühlluft, Volumenstromschwankungen und Druckstöße vorteilhaft harmonisieren, so dass im Bereich des Blasmantels 20 eine vergleichmäßigte Kühlluft ansteht. Über den Blasmantel 20 wird dann ein radial von innen nach außen strömender Kühlluftstrom erzeugt und auf die Filamentschar 7 geblasen.To generate a cooling air flow is via the supply air duct 3 a cooling air into the pressure chamber 25 of the connection adapter 2 guided. The pressure room 25 is with the blowing inlet 21 on the drain side 30 of the connection adapter 2 connected, with the cooling air inside the air duct 8th the flow barrier 5 penetrates. In this case, temperature differences in the cooling air, volume flow fluctuations and pressure surges can be harmonized advantageous, so that in the area of Blasmantels 20 a uniform cooling air is pending. About the Blasmantel 20 Then, a radially flowing from inside to outside cooling air flow is generated and on the filament bundle 7 blown.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die offenporige Struktur des Metallschaumes besonders geeignet ist, um einen geringen Strömungswiderstand an der Strömungsbarriere zu erzeugen, so dass nur ein geringer Druckabfall bei der Auslegung der Kühlluftzufuhr und Blasstromerzeugung berücksichtigt werden muss.The invention is characterized in particular by the fact that the open-pore structure of the metal foam is particularly suitable for generating a low flow resistance at the flow barrier, so that only a small pressure drop must be taken into account in the design of the cooling air supply and blowing power generation.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3708168 A1 [0002]

Claims

Apparatus for cooling an annular extruded filament bundle passing through a plurality of nozzle bores ( 4.1 ) a ring spinning nozzle ( 4 ) are extruded with a blower generator ( 1 ), which has a radially circulating blast outlet ( 11 ) and the center below the ring spinning nozzle ( 4 ) and with a connection adapter ( 2 ), the blower generator ( 1 ) with a supply air duct ( 3 ), characterized in that the connection adapter ( 2 ) a flow barrier ( 5 ) of an open-pored metal foam ( 33 ) is preferably associated with an open-pored aluminum foam.

Device according to claim 1, characterized in that the metal foam ( 33 ) of the flow barrier ( 5 ) has a pore size in the range of 5 PPI to 15 PPI.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the flow barrier ( 5 ) is plate-shaped with a minimum height (H) of 10 mm, preferably 30 mm is formed.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flow barrier ( 5 ) within a free flow cross-section of an air channel ( 8th ) on an inlet side ( 29 ) of the connection adapter ( 2 ) and that the air duct ( 8th ) the inlet channel ( 3 ).

Apparatus according to claim 4, characterized in that the connection adapter ( 2 ) at the bottom of a spinner ( 6 ) in the center of the ring spinning nozzle ( 4 ) is arranged and that the supply air duct ( 3 ) the spinning beam ( 6 ) to the connection adapter ( 2 ) penetrates.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the blower generator ( 1 ) by a blowing nozzle device ( 9 ) is formed, in which a radially encircling air slot ( 12 ) the blowing outlet ( 11 ).

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flow barrier ( 5 ) within a free flow cross-section of an air channel ( 8th ) on a drain page ( 30 ) of the connection adapter ( 2 ) and that the air duct ( 8th ) a blowing inlet ( 21 ) of the blower generator ( 1 ).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the blower generator ( 1 ) a hollow cylindrical blow candle ( 15 ), which at an open end the blowing inlet ( 21 ), and that the connection adapter ( 2 ) at a distance below the ring spinning nozzle ( 4 ) is arranged and the blow candle ( 15 ) wearing.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the blow candle ( 15 ) as blowing outlet ( 11 ) a gas-permeable Blasmantel ( 20 ), which the air duct ( 8th ) encloses to a closed end.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the blow candle ( 15 ) on the connection adapter ( 2 ) is designed adjustable in height.