DE2460642B2 - Vorrichtung zum schmelzspinnen eines faserbildenden synthetischen polymers - Google Patents

Description

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Die Erfindung betriffft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines faserbildencen synthetischen Polymers mit wenigstens einem S:hneckenextruder. wenigstens einer Dosierpumpe, wenigstens einem Spinnkopf und mit einer Vielzahl sich von der Dosierpumpe zum Spinnkopf erstreckenden Leitungen, wobei die Dosierpumpe, der Sp nnkopf und die Leitungen in einem mit einer Heizeinrichtung ausgestatteten Rahmen angeordnet sind, die Leitungen oberhalb des Spinnkopfes liegen und der Schneckenextruder und die Dosierpumpe oberhalb der Leitungen auf einer im wesentlichen horizontalen Linie angeordnet sind.

In der CH-PS 3 01 400 wird eine Schmelzspinnvorrichtung beschrieben, bei der die Dosierpumpe, eine einzelne Leitung und ein einzelner Spinnkopf in einem Rahmen angeordnet sind, der außen von einer Heizeinrichtung umgeben ist. In diesen Rahmen erstreckt sich nur mit seinem Abgabeende ein Schneckenextruder, wobei das Abgabeende mit der Dosierpumpe über eine relativ lange, die Fließeigenschaft und die Temperatur des geschmolzenen Polymers ungünstig beeinflussende Leitung miteinander verbunden sind. Diese Bauweise hat weiter den Nachteil, daß mangels irgendwelcher wärmeisolierender Maßnahmen zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur am Spinnkopf, aber auch an den sonstigen, im Rahmen angeordneten Aggregaten ein erheblicher Wärmebedarf erforderlich ist. Insbesondere kann, da Dosierpumpe, Leitung und Spinnkopf und der Schneckenextruder gesonderte Bauteile darstellen, hinsichtlich des Energiebedarfes zwischen beiden keine begünstigende Wechselwirkung stattfinden. Zwar ist es aus der DL-PS 81 426 schon bekannt, die Dosierpumpe, den Spinnkopf und die sie miteinander verbindende Leitung in einem Rahmen aus wärmeisolierendem Material unterzubringen, jedoch wird hierdurch nur eine teilweise Verbesserung im Wärmebedarf gegenüber der vorgenannten Lösung erreicht. Denn wie bei letzterer stellt die Anordnung aus Dosierpumpe, Leitung und Spinnkopf ein gesondertes Bauteil dar. das an einen Schneckenextruder beispielsweise angeschraubt wird. Dies bedingt ebenfalls die Notwendigkeit eine relativ lange Verbindungsleitung zwischen Dosierpumpe und Abgabeende des Extruders vorzusehen. Beide bekannten Vorrichtungen haben schließlich gemeinsam den Nachteil, daß für solche Schmelzspinnvorrichtungen, insbesondere wenn diese mit einer Vielzahl /on Spinnköpfen ausgestattet werden, ein erheblicher Raumbedarf erforderlich ist. Dieser Umstand wirkt sich nicht nur ungünstig auf die Betriebskosten aus. sondern bedingt ebenfalls einen erhöhten Energiebedarf, um an den einzelnen Bauteilen geeignete Temperaturverhältnisse aufrechterhalten zu können.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schmel/spinnvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung m schaffen, die sidi durch eine kompakte Bauweise und einen besonders wirtschaftlichen Energiebedarf auszeichnen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß der die Heizeinrichtung aufweisende Rahmen zusammen mit dem ?u beheizenden Bereich des Schneckenextruders von einem Gehäuse aus wärmeisolierendem Material umgeben ist, daß die Leitungen in einer im wesentlichen horizontalen Ebene unter dem /u beheizenden Bereich des Schneckenextruders angeordnet sind, und daß bei Vorliegen nur eines Spinnkopfes dieser eine quaderartige Form hat und so angebracht ist. daß seine horizontale Längsachse parallel zur Schnekkenextruderachse liegt und bei Vorliegen von mehreren Spinnköpfen diese in einer im wesentlichen horizonialen, sich parallel zur Schneckenextruderachse erstrekkenden Reihe liegen.

Da der Extruder oder gegebenenfalls mehrere Extruder sowie die diesbezüglichen Dosierpumpen, Leitungen und Spinnköpfe in einem gemeinsamen Rahmen untergebracht sind, wird dutch die Erfindung eine besonders kompakte Vorrichtung der in Rede stehenden Gattung geschaffen. Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen liegen die Spinnköpfe unterhalb des zu beheizenden Bereiches des Schneckenextruders längs einer parallel zur Extruderachse sich erstreckenden Reihe, so daß für die eigentlichen Spinneinrichtungen ein kaum größerer Rai mbedarf als für den Extruder erforderlich ist. Bei relativ geringem Raumbedarf ermöglicht damit die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erhebliche Kapazitätserweiterung im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen. Die Dosierpumpen, Leitungen und Spinnköpfe sind in einem beheizbaren Rahmen untergebracht und werden durch Wärmeleitung, Wärmekonvektion und Wärmestrahlung beheizt. In Verbindung mit der kompakten Bauweise zeichnet sich daher die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen besonders wirtschaftlichen Energiebedarf und damit durch niedrige Betriebskosten aus. Da sich der zu beheizende Bereich des Schneckenextruders ebenfalls in das wärmeisolierende Gehäuse hineinerstreckt, kann zwischen Extruder und den Spinnaggregaten eine sich hinsichtlich des Wärmehaushalts begünstigend auswirkende Wechselwirkung stattfinden. Insbesondere wird

ur Beheizung des Extruders nur ein geringer Energiebedarf erfordert, da dessen zu beheizender Bereich gegenüber der Außenalmosph ire wärmeisoliert ist. Sämtliche Bauteile der Schmelzspinnvorrichtung, insbesondere diejenigen, die mit dem geschmolzenen Polymer in Berührung stehen, lassen sich leicht aus dem Rahmen entfernen. Dies ermöglicht eine besonders einfache Reinigung, Wartung und Durchführung von Austauscharbeiten an den besagten Bauteilen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schmelzspinnvorrichtung, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A nach F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B nach F i g. 1,

Fig.4 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schmelzspinnvorrichtung, F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie A-A nach F i g. 5, F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie B-B nach F i g. 5,

Fig. 8 einen Schnitt durch eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung nach F i g. 5.

F i g. 9 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Schmelzspinnvorrichtung.

F i g. 10 einen Schnitt längs der Linie A-A nach Fig. 9, F ig. 11 einen Schnitt längs der Linie ß-ßnach F i g. 9,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht von der integrierten Ausbildung von Block und Leitungen,

Fig. 13 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach F i g. 12, und

Fig. 14 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie A-A nach Fi g. 13.

Nach Fi g. 1 bis 3 ist eine Vielzahl von Spinnköpfen 2 längs einer Peihe in einem mit einer Heizeinrichtung ausgestatteten Rahmen 1 angeordnet. Nahe einem Schneckenextruder 5 befindet sich weiter eine dergestalt angebrachte Dosierpumpe 4, daß Pumpe und Achse des Extruders 5 eine im wesentlichen horizontale Gerade bilden, die parallel zu den Spinnköpfen 2 liegt. Die Dosierpumpe 4 und der wesentliche Teil des Zylinders und der Schnecke des Extruders 5 sind im oberen Bereich des Rahmens 1 angeordnet. Die Pumpe 4 und die Spinnköpfc 2 sind über eine Vielzahl von Leitungen 5, durch die das geschmolzene Polymer hindurchfließen kann, miteinander verbunden, wobei die Anzahl der Leitungen gleich oder größer als die Anzahl an .Spinnköpfen 2 ist. Die Leitungen 3 erstrecken sich längs einer im wesentlichen horizontalen, zwischen Extruder 5 und den Spinnköpfen 2 liegenden Ebene und sind innerhalb des Rahmens 1 untergebracht.

Bei der Dosierpumpe 4 kann es sich entweder um eine sogenannte Mehrstrompumpe oder um eine Bauart handeln, die aus einer Vielzahl von Dosierpumpeinheiten besteht. Im ersteren Fall besitzt die Pumpe eine Vielzahl von Auslässen, deren Anzahl gleich oder größer als die Anzahl an Spinnköpfen 2 ist, und die eine solche Kapazität hat, daß sich mit ihr die Gesamtmenge an geschmolzenem Polymer dosieren läßt.

Das aus dem Extruder 5 ausgepreßte, geschmolzene ου Polymer wird zur Dosierpumpe 4 gefördert, dort dosiert und in Ströme aufgeteilt, wobei die Anzahl der Ströme gleich der Anzahl an Spinnköpfen 2 ist. Jeder Strom aus geschmolzenem Polymer fließt durch die betreffende Leitung 3 zum zugehörigen Spinnkopf 2, wo das geschmolzene Polymer gefiltert und durch Öffnungen versponnen wird.

Der Rahmen 1 kann ein hohles Gebilde gemäß F i g. 1, 2 und 3 darstellen, das mit einem wärmeübertragenden Medium 12 bestückt ist Beim wärmeübertragenden Medium kann es sich entweder um eine Flüssigkeit oder uia ein dampfförmiges Mediam handeln. Als weitere Alternative hierzu kann der Rahmen 1 aus Metall sein, in dem ein elektrischer Heizdraht eingebettet ist.

Der wesentliche Teil des Zylinders des Estruders 5 sowie die Dosierpumpe 4, die Leitungen 3 und die Spinnköpfe 2 sind im Rahmen 1 untergebracht, so daß sämtliche genannten Bauteile beidseitig beheizt werden, wobei die Dosierpumpe 4 zusätzlich auch von der Unterseite her beheizt wird. Der Rahmen 1 ist von einem Gehäuse aus wärmeisolierendem Material umgeben, wobei das Gehäuse aus einem oberen Gehäuseteil 6 und einem unteren Gehäuseteil 7 besteht.

Der Extruder 5 ist an seinem Ausstoßende mit dem vertikal sich erstreckenden Bereich eines Blockes 10 verbunden, in dem die Leitungen 3 für das geschmolzene Polymer eingebohrt sind. Die Dosierpumpe 4 ist unter Zwischenschaltung einer Platte 11 mit dem vertikal sich erstreckenden Bereich des Blockes 10 verbunden. Die Verbindung von Dosierpumpe 4 und Extruder 5 erfolgt durch Stiftschrauben. Beide Bauteile 4 und 5 lassen sich durch Lösen der Stiftsehrauben vom Block 10 abnehmen. Die Spinnköpfe 2 werden ebenfalls durch Stiflschrauben dergestalt gegen den Block 10 gedrückt, daß der Polymereinlaß für jeden Spinnkopf 2 zum Auslaßende jeder Leitung 3 ausgerichtet ist.

Wie F i g. 4 zeigt, läßt sich die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung auseinandernehmen. Der Rahmen 1 ist dabei im Gehäuseteil 7 eingesetzt. Weiter wird in den Rahmen 1 ein Ausgleichsorgan 8 aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium, eingesei/t. In die im Ausgleichsorgan 8 eingelassenen Bohrungen werden ferner lösbar mit dem Block 10 verbundene Spinnkopfgehäuse 9 eingeführt. Die Bezugszeichen 13 und 14 betreffen Bohrungen, durch die sich Stiftschrauben erstrecken, die in Senkbohrungen 15 des Blockes 10 beim Zusammenbau der Spinnvorrichtung eingesetzt werden. Da der Extruder 5. die Dosierpumpe 4 und die Spinnkopfgehäuse 9 lösbar mit dem Block 10 verbunden sind, lassen sich diese Teile leicht aus dem Rahmen 1 entfernen, wodurch deren Reinigung und Wartung erleichtert wird.

In den F i g. 5 bis 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schmelzspinnvorriehtung gezeigt. Die Leitungen 3 zum Zuführen des geschmolzenen Polymers von der Dosierpumpe 4 zu den Spinnköpfen 2 bestehen aus Rohren, die sich in einer im wesentlichen horizontalen Ebene erstrecken und mit dem Block 10 verbunden sind. Die Leitungen 3 liegen zwischen einer Zwischenplatte 16 aus wärmeisolierendem Material und dem horizontalen Abschnitt des Blockes 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Schneckenextruder 5 eine Zylinderheizung, z. B. in form von Heizbändern 17, auf und reichen gemäß F i g. 7 die Seitenwände des Rahmens 1 im Bereich der Zwischenplatte 16 nicht bis zur Höhe des Extruders 5. Die wärmeisolierende Zwischenplattc 16 befindet sich zwischen dem Extruder 5 und den Leitungen 3. Dieses Heizsystem erweist sich wirkungsvoll, um den Extruder 5 auf einer anderen Temperatur als die Leitungen 3, die Dosierpumpe 4 und die Spinnköpfe 2 zu halten.

Falls erwünscht, kann der Extruder 5 durch die Heizbänder 17 und der Rahmen 1 gemäß F i g. 8 beheizt werden. Dieses Heizsystem erweisi sich in solchen Fällen als vorteilhaft, bei denen es schwierig ist, den Extruder 5 bei einer gewünschten Temperatur zu halten,

wenn er entweder durch das Heizband oder den Rahmen beheizt wird.

Die Anordnung, bestehend aus dem Block 10 und den Leitungen 3, wie sie in Verbindung mit Fig.5 bis 7 beschrieben wurde, ist im Detail in Fig. 12 bis 14 gezeigt. Zur Durchführung des geschmolzenen Polymers sind in dem vertikalen Abschnitt des Blockes 10 Kanäle 18 eingebohrt. Jeder Kanal ist dabei zur betreffenden Leitung 3 ausgerichtet. Die Spinnkopfgehäuse 9 stehen mit der Unterseite des horizontalen Abschnittes des Blockes 10 über nicht gezeigte Schrauben in Verbindung. Die ebenfalls nicht dargestellten Spinnköpfe werden in die Gehäuse 9 eingesetzt und mit dem Block 10 verbunden, indem die nicht gezeigten, in die Bohrungen 19 eingesetzten Stiftschrauben angezogen werden.

In F i g. 9 bis 11 sind zwei Schneckenextruder 5 und 5' und zwei Dosierpumpen 4 und 4' im mit der Heizeinrichtung ausgestatteten Rahmen 1 untergebracht. Die beiden Extruder erstrecken sich horizontal und parallel zueinander, wobei ihre Achsen in einer im wesentlichen vertikalen Ebene liegen. In den betreffenden Extruder werden zwei unterschiedliche Polymere aufgeschmolzen und zu den zugehörigen Dosierpumpen geführt, wo jedes geschmolzene Polymer dosiert und in eine Vielzahl von Strömen aufgeteilt wird. Dabei ist die Anzahl der Ströme gleich oder größer als die Anzahl an Spinnköpfen 2. Die beiden Polymerströme fließen zu jedem Spinnkopf 2 und werden aus diesem in Form von Verbundfäden ausgepreßt.

Anstelle der zuvor genannten und in Fig.9 bis 11 gezeigten Anordnung der Extruder können die Extruder

ίο auch so angebracht werden, daß ihre Achsen auf einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegen.

In der Zeichnung sind vier Spinnköpfe mit jeweils zylindrischer Form und jeweils einer kreisförmigen Spinndüsenplatte dargestellt; es läßt sich jedoch die Anzahl und die Form der Spinnköpfe variieren. Anstelle der zylindrischen Form können auch Spinnköpfe mit Quaderform vorgesehen werden. In diesem Fall werden die Spinnköpfe mit quadratischen oder rechteckförmigen Spinndüsenplatten ausgestaltet. Schließlich ist es möglich, zwei oder mehr Sätze von Extrudern, Dosierpumpen, Leitungen und Spinnköpfen in einem beheizbaren Rahmen entsprechend größerer Abmessung unterzubringen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

60 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines faserbildenden synthetischen Polymers mit wenigstens einem Schneckenextruder, wenigstens einer Dosierpumpe, wenigstens einem Spinnkopf und mit einer Vielzahl sich von der Dosierpumpe zum Spinnkopf erstreckenden Leitungen, wobei die Dosierpumpe, der Spinnkopf und die Leitungen in einem mit einer Heizeinrichtung ausgestatteten Rahmen angeordnet sind, die Leitungen oberhalb des Spinnkopfes liegen und der Schneckenextruder und die Dosierpumpe oberhalb der Leitungen auf eim:r im wesentlichen horizontalen Linie angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die Heizeinrichtung aufweisende Rahmen (1) zusammen mit dc-m zu beheizenden Bereich des Schneckenextruders (5) von einem Gehäuse (F, 7) aus wärmeisolierendem Material umgeben ist, daß die Le tungen (3) in einer im wesentlichen horizontalen Ebene unter dem zu beheizenden Bereich des Schneckenextruders angeordnet sind, und daß bei Vorliegen nur eines Spinnkopfes (2) dieser eine quaderartige Form hat und so angebracht ist, daß seine horizontale Längsachse parallel zur Schnei.-kenextruderachse liegt und bei Vorliegen von mehreren Spinnköpfen diese in einer im wesentlichen horizontalen, sich parallel zur Schneckenextruderachse erstreckenden Reihe liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu beheizende Bereich des Schneckenextruders (5) im Rahmen (1) untergebracht ist.