DE2037127A1 - Spinnkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnkopf, bei dem eine Spinndüsenplatte sowie eine Verteilerplatte und/oder ein Siebpaket mittels eines Düsenplattenhalters lösbar mit einem eine koaxiale Zulaufleitung aufweisenden Düsendeckel verbunden sind und bei dem der zwischen Düsendeckel und der Verteilerplatte bzw. dem Siebpaket eingeschlossene Schmelzeraum sich von der Zulaufleitung zur Verteilerplatte bzw. zum Siebpaket hin konisch erweitert.

Ein derartiger Spinnkopf, welcher zur Herstellung von Fasern, Fäden oder Garnen aus verschiedenen hochpolymeren Spinnmassen, wie Polyestern oder Polyamiden, geeignet ist und bei dem eine erhitzte Schmelze unter hohem Druck durch Spinnöffmangen ausgepreßt wird, 1st beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 132 beschrieben. Dort wird auch versucht, eines der schwierigsten Probleme beim Schmelzspinnen zu lösen, nämlich Strömungstoträume zu vermeiden, in denen die Schmelzeströmung stagniert und ein thermischer Abbau der Polymermasse zum allmählichen Verstopfen der Strömungskanäle führt. Zur Lösung dieses Problems wird in der britischen Patentschrift Nr. 1 132 836 vorgeschlagen, zwischen Siebpaket und Düsendeckel einen Verteilsrkörper anzuordnen, wel-

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eher den Schmelzeraum derart ausfüllt, daß die obere Fläche des Verteilerkörpers mit dem Düsendeckel einen nach außen hin sich verengenden Strömungsweg bildet. Dadurch wird oberhalb des Verteilerkörpers ein gleichbleibender Strömungsguerschnitt erzielt, der sich allerdings unter dem Verteilerkörper zur Mitte hin verjüngen soll.

Obwohl der in dieser britischen Patentschrift Nr. 1 132 836 beschriebene Spinnkopf zweifelsohne im Bereich zwischen Verteilerkörper und Siebpaket eine gleichmäßige Verteilung der Schmelze auf die gesamte Siebfläche bewirkt und damit zur Vergleichmäßigung des Spinndrucks über all© Spinndüsenöffnungen beiträgt, löst er das Problem der Ablagerung abgebauter Polymermassen keinesfalls zufriedenstellend? wahrscheinlich durch die Durchtrittsöffnungen am äußeren Rand des Verteilerkörpers bedingt, wo die Strömung plötzlich stark eingeschnürt wird, stellen sich bei diesem bekannten Spinnkopf wie auch bei anderen zum Stand der Technik gehörenden und den Gattungsbegriff der vorliegenden Erfindung erfüllenden Spinnköpfen an der unteren Fläche des Düsendeckeis schnell Ablagerungen ein_ff die nach etwa 2 bis 4 Tagen zur Unbrauchbarkeit des Spinnkopfes führen»

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, die Laufzeit der Spinndüsenöffnungen wesentlich zn verlängern? indem Ablagerungen thermisch" abgebauter Polymermassen durch strö- mungstechnische Maßnahmen weitgehend verhindert werden. Bei der Lösung dieses Problems ist von dem Gedanken ausgegangen worden,, daß die mit der Schmelze in Berührung gelangenden Flächen keine Profiländerungen aufweisen dürfen, welche su S tröniungs tot räumen führen, und daß die Strömungsquerschnitte- sich zur Düsenplatte hin nicht erweitern dürfen»

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Unter "Strömungsquerschnitt¹¹ soll dabei jeweils die Ring-, Zylinder- oder KegelmantelflLäche verstanden werden, welche senkrecht zur jeweiligen Strömungsrichtung an einem Scheibenschnitt längs des Spinnkopfes von der Schmelze durchströmt wird.

Der erfindungsgemäße Spinnkopf ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Düsendeckel und der Verteilerplatte bzw. dem Siebpaket ein Strömungsleitkörper angeordnet ist, dessen obere Fläche mit der unteren Fläche des Düsendeckels einen sich nach außen hin verengenden Strömungsweg und dessen untere Fläche mit der oberen Fläche der Verteilerplatte bzw. des Siebpaketa einen sich nach innen hin verengenden Strömungsweg begrenzen. ,

Besonders geeignet ist ein Spinnkopf, bei dem der Strömungsleitkörper ein diskusförmiger Rotationskörper ist, der auf drei oder mehr Stützkörpern gelagert ist. Durch diese Ausführung ist sichergestellt, daß der Strömungsweg stets von glatten Flächen ohne krasse Prof!!änderungen begrenzt wird und daß an der äußeren Kante des Strömungsleitkörpers keine Einschnürung der Strömung erfolgt, sondern die Schmelze unter Umkehr ihrer Strömüngsrichtung von "Innen-Außen" auf "Außen-Innen¹¹ ihre Geschwindigkeit beibehält oder geringfügig erhöht»

Um zu verhindern, daß die durch die koaxiale Zulaufleitung in den Schmelzeraum gelangende Schmelze am Staupunkt des Strömungsleit- I körpers Ablagerungen bildet und/oder in unmittelbarer Sfähe der Sulaufmündung Toträume entstehen, bildet die obere Fläche des diskusförmigen Strömungsleitkörpers zur Mittelachse des Spinnkopfes hin vorzugsweise einen in die Zulaufleitung hineinrangenden Verdrängerkörper, während die untere Fläche des Düsendeckels über einen gekrümmten Flächenabschnitt In die Zulaufleitung übergeht.

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Der Strömungsleitkörper weist am Strömungsumkehrpunkt, also am übergang von der oberen Fläche zur unteren Fläche sweckmäßigerweise einen Radius auf, welcher vorsugsweise zwischen 2 und 5 mm liegt.

Schließlich ist es noch zweckmäßig,- daß der Strömungsleitkörper aus rost- und säurebeständigem Stahl besteht und polierte Flächen aufweist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung Bäher erläutert. Darin ists

Fig. 1 ein'Spinnkopf für normalen Spinndrück und

Flg. 2 ein Spinnkopf sum Spinnen unter höheren Drücken·,-"' beispielsweise bis zu etwa 250 atü« ■ .· -

Der I» Pig« 1 dargestellte Spinnkopf- besteht ans einem Düsendeckel X, mit dem mitieXe ^ines -DüsenplattenhaXters 2-die Düsen platte 3, die ¥erteilerplatte 4 und das Siebpaket 5 lösbar verbunden sind* Der Düsendeekel 1 besltst ein© 'koaxiale Zulauf- ' leitiang 8, welch© vorzugsweise über einen kreisbogenförmig gekrümmten Plächenabschnitt 1" in die untere Fläche X¹" des. Düsen-'-deckels 1 übergeht; diese untere Fläche X* ist stm Siebpaket S bzw. sur Verteilerplatte 4 hin konisch nach.auBan gerichtet undbiXdet 8usan3nen mit der oberes Fläch® 4^B.bsw«. 5^? platte 4 bssw. des Siebpaketes 5 den Sehmelgerausio

In diesen Schmelzeraum_r sitzt der

ausgebildet ₉ daß seine ©b einen sich nach außen fein

auf drei Stötgköxpern 1 gelagert ₉ StrömuagsXeitkörp@r S₀ Es ist so

r© Fläche β°. mit der unteren Fläche 1°

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untere Fläche 6" mit der Fläche 4' bzw. 5' einen sich nach innen hin verengenden Strömungsweg begrenzen. Vorzugsweise weist dieser Strömungsleitkörper 6 die Form eines Diskus auf, an dessen oberer Fläche 6V allerdings vorzugsweise ein profilierter Verdränger körper 6¹" sitzt, der koaxial in die Zulaufleitung 8 hineinragt. Dabei ist es erforderlich, daß die Zulaufleitung 8, wie oben beschrieben, einen gekrümmten übergang 1" zur Fläche 1' aufweist.

Der Verdrängerkörper 6^nl auf der oberen Fläche 6V des Strömungsleitkörpers 6 ist beispielsweise als Spitze ausgebildet, die in der Mittelachse 9 des Spinnkopfes liegt und zur Fläche 6' ebenfalls einen gekrümmten übergang aufweist.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Spinnkopf der Fig. 1 hat sich im Betrieb bestens^v bewährt. Laufzeiten von 265 Stunden und mehr sind dabei erzielt worden, ohne daß Ablagerungen zu Betriebsstörungen geführt hätten. Neben den rein verfahrensmäßigen Vorteilen, die der ererfindungsgemäße Spinnkopf erzielt, seien aber auch noch die rein konstruktiven Vorteile erwähnt, welche darin bestehen, daß ein simpler Drehkörper ohne schwierig herauszuarbeitende Kanäle, Einbuchtungen, Durchtrittsöffnungen od.dgl. mittels weniger Handgriffe in jede Spinndüseneinheit eingebaut werden kann, welche den Gattungsbegriff erfüllt, und dann zu den genannten außergewöhnlichen Ergebnissen führt.

Während bei dem in Fig. 1 dargestellten Normaldruck-Spinnkopf die Einzelelemente mittels (nicht dargestellter) Schraubbolzen zusammengehalten werden, sind bei dem Hochdruck-Spinnkopf in Fig. 2 der Düsendeckel 1 und der DUsenplattenhalter 2 miteinander verschraubt. Die übrigen Einzelteile entsprechen im wesentlichen denen der Fig. 1.

Mit der Hochdruckausführung der Fig. 2 sind unter Verwendung normaler Siebanordnungen 92 atü, unter Verwendung von besonders

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dicken Siebpackungen 180 atü und unter Verwendung einer Sandpackung 254 atü als Betriebsdruck erzielt worden. Dabei .ließen sich Polyäthylenterephthalat-Schmeizen ebenso störungsfrei verspinnen wie Polyamid-Schmelzen.

Besonders geeignet hat sich der erfinäungsgeiaäße Spinnkopf auch beim Verspinnen von* Nylon 6.6 (Polyamid 6.6):, welchem Stabilisierungsmittel zugesetzt waren, dia gewöhnlich zu besonders starken Ablagerungen geführt hatten.

Hier wurden mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Spinnkopf Laufzeiten von bis zu 265 Stunden erreicht.

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Claims (5)

Patentans prüche

1. Spinnkopf, bei dem eine Spinndüsenplatte sowie eine Verteilerplatte und/oder ein Siebpaket mittels eines Düsen-" plattenhalters, lösbar mit einem eine koaxiale Zulaufleitung aufweisenden Düsendeckel verbunden sind und bei dem der zwischen dem Düsendeckel und der Verteilerplatte bzw. dem Siebpaket eingeschlossen© Schmelzeraum sich von der Zulauf-' , leitung zur Verteilerplatte bzw, zum Siebpaket hin konisch erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Düsendeckel (1) und der Verteilerplatte (4) bzw. dem Siebpaket

(5) ein Strömungsleitkörper (6)angeordnet ist _t dessen obere Fläche (6*} mit der unteren Fläche ίI¹) des Düsendeckels (1) einen sich nach außen hin verengenden StrÖKiungsweg und dessen untere Fläche |6") mit der oberen Fläche (4* bzw. 5') der Verteilerplatte (4) bzw. des Siebpakets (5) einen sich nach innen-hin verengenden Strömungsweg"begrenzen·

2. Spinnkopf nach Anspruch I, dadurch .gekennzeichnet r SaS der Strömungsleitkörper (6) ein diskueförmiger Rotationskörper ist, der auf drei oder mehr Stützkörpera (7) gelagert ist." \

3. Spinnkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß die obere Fläche (€'} des diskusförmigen StrtSnrnngsleltkörpers

(6) zur Mittelachse (9) des Spinnkopfes hin einen in die Z ulauf leitung (8) hineinragenden Verdrängerkörper "■( 6¹") bildet und die untere Fläche (I¹) des Düsendeckels {l')über einen gekrümmten Flächenabschnitt il^w) in die Sulaufleitung (8) tibergeht.

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4. Spinnkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, ■ daß der Strömungsleitkörper (6) am übergang von der oberen Fläche (6') zur unteren Fläche (6") einen Radius (R) aufweist, welcher zwischen 2 und 5 iran liegt.

5. Spinnkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsleitkörper (β) aus rost- und säurebeständi* gem Stahl besteht und polierte Flächen (S¹.; 6") aufweist.

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