EP0270901B1 - Spinnzentrifuge - Google Patents

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EP0270901B1
EP0270901B1 EP87117262A EP87117262A EP0270901B1 EP 0270901 B1 EP0270901 B1 EP 0270901B1 EP 87117262 A EP87117262 A EP 87117262A EP 87117262 A EP87117262 A EP 87117262A EP 0270901 B1 EP0270901 B1 EP 0270901B1
Authority
EP
European Patent Office
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spinning
extruder
spinning centrifuge
centrifuge
pump
Prior art date
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EP87117262A
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English (en)
French (fr)
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EP0270901A3 (en
EP0270901A2 (de
Inventor
Erich Dr. Ing. Lenk
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Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0270901A3 publication Critical patent/EP0270901A3/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/18—Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets

Definitions

  • the invention relates to a spinning centrifuge according to the preamble of claim 1.
  • Such a spinning centrifuge is known from European patent application 168 817.
  • the spinning mass is pumped as a spinnable liquid through an extruder, which is arranged outside the spinning pump, into the central inlet of the spinning pump.
  • the purpose of this measure is to increase the spinning pressure beyond what can be achieved by centrifugal acceleration.
  • the disadvantage of the known spinning centrifuge is that dynamic seals between the feed line and the rotating inlet channel of the spinning centrifuge are required, which in addition to the dynamic loads must also withstand considerable thermal loads and are therefore not permanently sealed. Sealing with a gas supply is not appropriate, since this would require regulation of the liquid level in the sealing space occupied by the gas supply.
  • the invention creates a spinning centrifuge in which the spinning liquid is supplied under pressure and which does not require a seal.
  • the invention results from the characterizing part of claim 1.
  • the advantage of the spinning centrifuge according to the invention is in particular that the inlet pressure of the spinning centrifuge can be chosen to be very high due to the lack of a seal.
  • An extruder is used in particular as a pump according to this invention.
  • the advantage of the extruder is that it consists of the coaxial pairing of the screw and cylinder and can therefore be integrated into the central inlet of the spinning centrifuge in a simple construction.
  • the advantage of the extruder is that it does not require any pressure-loaded seals on the inlet side.
  • the casing rotates according to the invention in the pump and in particular in the extruder, it is further suggested as preferred to convey the spinning mass either in liquid form or in a still solid form of a powder or granulate into the stationary screw, the screw then having an axial filling channel with radial Has outlet channels that open into the worm gear.
  • the extruder jacket i.e. the central inlet channel of the spinning centrifuge is weakly conical in its end region, so that there is a funnel-shaped filling pocket.
  • the extruder is designed as a liquid pump or as a conveying device for powder or granules.
  • the dope is fed in a metered amount.
  • the minimum amount must at least correspond to the amount that would be spun if the liquid spin mass in the spinning centrifuge was only affected by the spin pressure caused by centrifugal acceleration.
  • the advantage of the invention and the use of the extruder is that the spinning centrifuge operates in a self-regulating manner if this condition is complied with: if the amount of material spun out (spinning amount) is greater than the amount of material conveyed by the extruder, the spinning centrifuge is depressurized and accordingly reduced Spinning quantity; if the spinning amount is smaller than the amount fed to the extruder, a pressure build-up takes place in the spinning centrifuge, with the result that the spun-out amount increases.
  • the metering device must therefore be set so that at least the amount of spinning mass is fed in, which is spun out under the pressure generated by the centrifugal acceleration.
  • the maximum amount of spinning mass supplied by the metering device must not be greater than the amount of spinning out which is spun out at the maximum possible pressure which is generated by the extruder and the centrifugal acceleration.
  • the spinning mass can be supplied as a powder or granulate.
  • the extruder is advantageously equipped so that the spinning mass is melted in it.
  • the internal heat generated in the extruder as a result of the high speed of the cylinder relative to the screw should generally be sufficient for melting. If this is not the case, contactless heating, e.g. by radiation or induction.
  • the spinning mass is supplied in liquid form, this can be done by means of a metering pump after the spinning mass has previously been melted, for example in an extruder.
  • the melt extruder immediately before the extruder assigned to the spinning centrifuge.
  • a degassing hole can be provided in the stationary screw. If the screw has a central inlet channel through which melt is fed, the degassing and vacuum connection is parallel to the central inlet channel and opens into the region of the screw channel in which the radial outlet channels of the central channel also open.
  • Fig. 1 the section through a spinning centrifuge 1 is shown.
  • the centrifuge consists of the centrifuge wheel 2 and the central centrifuge inlet 3 firmly connected to it.
  • the centrifuge wheel 2 has a disk-shaped radial space 4 or more radial channels.
  • the radial space 4 starts from the central inlet 3 and opens into spinning bores 5 on the circumference of the centrifuge wheel 2.
  • the central inlet 3 is designed as an extruder jacket.
  • the extruder jacket is rotatably supported in bearings 6.
  • the extruder jacket 3 is driven by the drive wheel 7 and drive belt 9 of the drive motor 8 at high speed, e.g. 500 rpm. driven.
  • the extruder jacket 3 is heated on a section by heating jacket 15.
  • the heating jacket 15 is populated with a large number of electric heating elements or heating tubes.
  • the heat transfer is preferably carried out without contact and by radiation, the heating jacket 15 being arranged in a stationary manner and forming a narrow gap
  • the extruder jacket 3 At its free end, the extruder jacket 3 is conical in the inlet area, so that it forms a filling end 10.
  • the taper is only weak, since otherwise there is a risk that the filled granules will be thrown outwards by the centrifugal force.
  • the extruder jacket is provided with axial grooves on the inlet side following the filler neck 10.
  • the extruder screw 11 is mounted in the extruder jacket 3 in the holder 12 in a stationary and stationary manner. In this exemplary embodiment, it extends almost to the level of the radial space 4. Otherwise, it is a conventional extruder design, the design of which depends on the material to be spun (spinning mass) and the other operating conditions, in particular the speed of the centrifuge wheel. If the speed of the centrifuge wheel 2 leads to unacceptable shear speeds and shear forces in the material to be spun, the screw can be rotatably supported and driven by an additional drive motor in the direction of rotation of the extruder shell 3, so that the relative speed between the screw 11 and the extruder shell 3 is reduced.
  • a corresponding drive 26 with screw bearing 27 is shown in dashed lines.
  • the spinning mass is fed in the form of granules through metering device 13, which consists of a hopper and a conveyor belt. It is ensured that the quantity supplied per unit of time does not exceed or fall below certain limit values which depend on the speed of the centrifuge wheel 2. Exceeding the limit value is in itself harmless and only leads to overflow of the filler neck 10. The lower limit value must not be undercut.
  • the lower limit is the amount of the spinnable mass per unit of time (spinning amount) that would be spun out under the given operating conditions (in particular temperature, viscosity) at a pressure which is only generated by centrifugal acceleration at the given speed. If the amount of spinning mass added fell below this limit, the spinning centrifuge would run empty. Otherwise, there is a self-regulation between the two limit values, since a balance is established between the quantity supplied, the pressure generated by the extruder and the centrifugal acceleration on the spinning mass and the quantity spun out.
  • the extruder 2 also consists of the centrifuge wheel 2 and the central inlet 3, which is designed as an extruder jacket.
  • the extruder jacket 3 is rotatably supported in bearings 6 and is driven in rotation by drive belt 9 and drive wheel 7 and drive motor 9.
  • the spinnerets are labeled 5.
  • the emerging threads can be seen.
  • radial channels are located in the interior of the centrifuge wheel, which connect the central inlet 3 to the spinning bores 5.
  • the extruder screw 11 in the exemplary embodiment according to FIG. 2 consists of the lower cylindrical part 11, which extends approximately into the centrifuge wheel 2, as well as a filling area 16 and a holder part 17.
  • the holder part 17 is secured in a holder 12 in a rotationally fixed and axial manner.
  • the filler part connects to the holding part.
  • the filler part 16 is conical in accordance with the filler neck 10 of the extruder jacket.
  • the holding part 17 and the filling part 16 are penetrated by a central channel 18 (filling channel).
  • the filler channel 18 opens into the conical filler part 10 of the extruder shell in radial outlets 20, which are shown as screw-thread-like recesses on the surface of the screw.
  • the screw-thread-like recesses then open into the screw thread or threads of the extruder screw 11.
  • a filler pipe 19 opens into the filler channel 18 and is connected to a metering device 13, here a gear metering pump.
  • a precisely metered amount is fed into the filler channel 18 and the screw-thread-like recess 20 to the extruder.
  • the metering pump 13 is by the Melting extruder 24 is charged.
  • the dope is fed to the melting extruder 24 as a powder or granulate in a metered amount.
  • the spinning mass melted by melting extruder 24 can also be fed directly into the filler pipe 19 of the extruder screw 11 and the spinning centrifuge 1.
  • the holding part 17 of the extruder screw 11 has a vacuum connection 22, which serves as a degassing channel.
  • the degassing duct is parallel to the filler duct 18 and opens into the worm gear-like recess 20, in which the introduced liquid spinning mass enters the worm thread radially outward from the central filler duct 18.
  • a vacuum pump can be connected to the degassing duct 22. This favors the degassing.
  • a seal is designated, through which the filler tube 19 is sealed in the filler channel 18 of the screw. It should be noted that this seal only has to withstand the very low melt pressures in the filling area of the extruder. The same applies to the seal 23, which seals the holding part 17 of the screw from the filler neck 10 of the extruder casing 3. Between the seals 21 and 23 is the area of the melt path in which the melt is exposed to the vacuum.
  • an extruder located in the central inlet of the spinning centrifuge has the advantage that such an extruder does not require a seal that is under high pressure.
  • the extruder can therefore generate pressures which correspond to the pressures customary in spinning.
  • the pressure generated by the centrifugal acceleration is added to this pressure. It is therefore possible to spin even highly viscous melts with fine titers without increasing the thread pulling speed from the nozzles to an unacceptable degree.
  • spinnerets with very small cross sections can be used.
  • the speed of the spinning centrifuge can be set and optimized independently of the pressure required for spinning.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spinnzentrifuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Eine derartige Spinnzentrifuge ist bekannt durch die europäische Patentanmeldung 168 817. Bei dieser Spinnzentrifuge wird die Spinnmasse als spinnbare Flüssigkeit durch einen Extruder, der außerhalb der Spinnpumpe angeordnet ist, in den zentralen Einlaß der Spinnpumpe gepumpt. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, den Spinndruck über das durch die Zentrifugalbeschleunigung erreichbare Maß hinaus zu erhöhen. Der Nachteil der bekannten Spinnzentrifuge besteht darin, daß dynamische Dichtungen zwischen der Zufuhrleitung und dem rotierenden Einlaßkanal der Spinnzentrifuge erforderlich sind, die neben den dynamischen Belastungen auch erheblichen thermischen Belastungen standhalten müssen und daher auf Dauer nicht dicht sind. Die Abdichtung durch eine Gasvorlage ist nicht opportun, da hierzu eine Regelung des Flüssigkeitsstandes in dem von der Gasvorlage eingenommenen Dichtraum erforderlich wäre.
  • Durch die Erfindung entsteht eine Spinnzentrifuge, bei der die Spinnflüssigkeit unter Druck zugeführt wird und die ohne Dichtung auskommt.
  • Die Erfindung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.
  • Der Vorteil der Spinnzentrifuge nach der Erfindung besteht insbesondere darin, daß wegen des Fehlens einer Dichtung der Eingangsdruck der Spinnzentrifuge sehr hoch gewählt werden kann.
  • Als Pumpen zur Förderung und Druckerzeugung der Spinnflüssigkeit sind grundsätzlich alle Pumpen denkbar, die aus einer Paarung eines rotierenden und eines stationären Teiles bestehen, z.B. bei einer Zahnradpumpe: Gehäuse und Zahnräder. Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht darin, daß eine Umkehrung der üblichen Paarung erfolgt: Der sonst stationäre Teil rotiert nach der Erfindung mit dem zentralen Einlaß der Spinnzentrifuge; der sonst rotierende Teil ist nach der Erfindung stationär angeordnet. Wird die Pumpe als Innenzahnradpumpe ausgeführt, so wäre der Zahnkranz mit dem Zentrifugeneinlaß fest verbunden und das Ritzel frei drehbar gelagert.
  • Als Pumpe nach dieser Erfindung findet insbesondere ein Extruder Verwendung. Der Vorteil des Extruders besteht darin, daß er aus der koaxialen Paarung von Schnecke und Zylinder besteht und daher in einer maschinenbaulich einfachen Konstruktion in den zentralen Einlaß der Spinnzentrifuge integriert werden kann. Der Vorteil des Extruders besteht weiterhin darin, daß er zur Einlaßseite hin keine druckbelasteten Dichtungen benötigt.
  • Da bei der Pumpe und insbesondere bei dem Extruder erfindungsgemäß der Mantel rotiert, wird weiterhin als bevorzugt vorgeschlagen, die Spinnmasse entweder in flüssiger Form oder in noch fester Form eines Pulvers oder Granulats in die stationäre Schnecke einzufördern, wobei sodann die Schnecke einen axialen Einfüllkanal mit radialen Auslaßkanälen besitzt, die in den Schneckengang münden.
  • Eine andere Möglichkeit des Einfüllens der Flüssigkeit in fester, pulverförmiger, granulatförmiger oder flüssiger Form besteht darin, daß der Extrudermantel, d.h. der zentrale Einlaßkanal der Spinnzentrifuge in seinem Endbereich schwach konisch ausgebildet wird, so daß sich eine trichterförmige Einfülltasche ergibt.
  • Ein weiterer Vorteil des Extruders besteht darin, daß er nicht nur zum Pumpen und dementsprechend zur Druckerzeugung, sondern auch zum Aufschmelzen der Spinnmasse, z.B. eines fadenbildenden Polymers dienen kann. Dementsprechend ist die Dosiereinrichtung, durch die die Spinnmasse in den Extruder gefördert wird, als Flüssigkeitspumpe oder als Fördereinrichtung für Pulver oder Granulat ausgebildet. In jedem Falle ist erforderlich, daß die Spinnmasse in dosierter Menge zugeführt wird. Dabei muß die Mindestmenge auch bei Schwankungen der Dosierung mindestens der Menge entsprechen, die ersponnen würde, wenn auf die flüssige Spinnmasse in der Spinnzentrifuge allein der durch Zentrifugalbeschleunigung hervorgerufene Spinndruck einwirkt.
  • Der Vorteil der Erfindung und der Verwendung des Extruders besteht darin, daß bei Einhalten dieser Bedingung die Spinnzentrifuge selbstregelnd arbeitet: Sofern die ausgesponnene Materialmenge (Ausspinnmenge) größer ist als die durch den Extruder geförderte Materialmenge, erfolgt in der Spinnzentrifuge ein Druckabbau und demgemäß eine Verringerung der Ausspinnmenge; sofern die Ausspinnmenge kleiner ist als die dem Extruder zugeführte Menge, erfolgt in der Spinnzentrifuge ein Druckaufbau mit der Folge einer Vergrößerung der ausgesponnenen Ausspinnmenge. Die Dosiereinrichtung muß also so eingestellt werden, daß mindestens die Menge an Spinnmasse zugeführt wird, die unter dem durch die Zentrifugalbeschleunigung erzeugten Druck ausgesponnen wird. Maximal darf die durch die Dosiereinrichtung zugeführte Menge an Spinnmasse nicht größer sein als die Ausspinnmenge, die bei dem maximal möglichen Druck, der durch den Extruder und die Zentrifugalbeschleunigung erzeugt wird, ausgesponnen wird.
  • Wie bereits erwähnt, kann die Spinnmasse als Pulver oder Granulat zugeführt werden. In diesem Falle ist der Extruder vorteilhaft so ausgestattet, daß in ihm die Spinnmasse aufgeschmolzen wird. Dabei dürfte die in dem Extruder infolge der hohen Drehzahl des Zylinders gegenüber der Schnecke erzeugte, innere Wärme im allgemeinen zur Aufschmelzung ausreichen. Sofern dies nicht der Fall ist, wird durch die Erfindung eine berührungslose Aufheizung, z.B. durch Strahlung oder Induktion, vorgeschlagen.
  • Wenn die Spinnmasse in flüssiger Form zugeführt wird, so kann dies mittels einer Dosierpumpe geschehen, nachdem zuvor die Spinnmasse z.B. in einem Extruder aufgeschmolzen worden ist. Es ist jedoch auch möglich, den Aufschmelzextruder unmittelbar vor dem der Spinnzentrifuge zugeordneten Extruder anzuordnen. Je nach Art der Verfahrensführung und der Spinnmasse besteht dabei die Gefahr der Gasbildung. Es wird daher weiterhin vorgeschlagen, daß im Eingang des der Spinnzentrifuge zugeordneten Extruders eine Entgasung erfolgt. Hierzu kann in der stationären Schnecke eine Entgasungsbohrung vorgesehen werden. Wenn die Schnecke einen zentralen Eingangskanal besitzt, durch welchen Schmelze zugeführt wird, so liegt der Entgasungs- und Vakuumanschluß parallel zu dem zentralen Eingangskanal und mündet in dem Bereich des Schneckengangs, in dem auch die radialen Auslaßkanäle des Zentralkanals münden.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
    • Es zeigen
    • Fig. 1 den schematischen Schnitt durch ein erstes Beispiel, bei dem die fadenbildende Masse in Form von Granulat zugeführt wird;
    • Fig. 2 die Ansicht, teilweise geschnitten durch ein zweites Beispiel, bei dem die fadenbildende Masse in schmelzeflüssiger Form zugeführt wird.
  • In Fig. 1 ist der Schnitt durch eine Spinnzentrifuge 1 dargestellt. Die Zentrifuge besteht aus dem Zentrifugenrad 2 und dem fest damit verbundenen, zentralen Zentrifugeneinlaß 3. Das Zentrifugenrad 2 weist einen scheibenförmigen Radialraum 4 oder mehrere Radialkanäle auf. Der Radialraum 4 geht von dem zentralen Einlaß 3 aus und mündet in Spinnbohrungen 5 auf dem Umfang des Zentrifugenrads 2. Der zentrale Einlaß 3 ist als Extrudermantel ausgebildet. Der Extrudermantel ist in Lagerungen 6 drehbar gelagert. Der Extrudermantel 3 wird durch Antriebsrad 7 und Treibriemen 9 von Antriebsmotor 8 mit hoher Drehzahl, z.B. 500 U/min. angetrieben. Der Extrudermantel 3 ist auf einer Teilstrecke durch Heizmantel 15 beheizt. Der Heizmantel 15 ist mit einer Vielzahl von elektrischen Heizstäben oder Heizrohren besetzt. Die Wärmeübertragung geschieht vorzugsweise berührungsfrei und durch Strahlung, wobei der Heizmantel 15 ortsfest angeordnet ist und einen engen Spalt mit dem Extrudermantel 3 bildet.
  • An seinem freien Ende ist der Extrudermantel 3 im Einlaßbereich konisch ausgebildet, so daß er ein Einfüllende 10 bildet. Die Konizität ist jedoch nur schwach, da anderenfalls die Gefahr besteht, daß das eingefüllte Granulat durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert wird.
  • Ferner ist der Extrudermantel auf der Einlaßseite im Anschluß an den Einfüllstutzen 10 mit axialen Nuten versehen.
  • Die Extruderschnecke 11 ist in dem Extrudermantel 3 in Halterung 12 ortsfest und stillstehend gelagert. Sie reicht in diesem Ausführungsbeispiel bis nahe auf die Ebene des Radialraums 4. Im übrigen handelt es sich um eine übliche Extruderkonstruktion, deren Auslegung von dem zu verspinnenden Material (Spinnmasse) und den übrigen Betriebsbedingungen, wie insbesondere der Drehzahl des Zentrifugenrades, abhängt. Sofern die Drehzahl des Zentrifugenrades 2 zu unzu lässigen Schergeschwindigkeiten und Scherkräften in dem zu verspinnenden Material führt, kann die Schnecke drehbar gelagert und durch einen zusätzlichen Antriebsmotor im Drehsinne des Extrudermantels 3 angetrieben werden, so daß sich die Relativgeschwindigkeit zwischen Schnecke 11 und Extrudermantel 3 vermindert.
  • Ein entsprechender Antrieb 26 mit Schneckenlagerung 27 ist gestrichelt dargestellt.
  • Die Spinnmasse wird in Form eines Granulats durch Dosiereinrichtung 13 zugeführt, die aus einem Einfülltrichter und einem Förderband besteht. Es wird gewährleistet, daß die pro Zeiteinheit zugeführte Menge bestimmte Grenzwerte, die von der Drehzahl des Zentrifugenrades 2 abhängen, nicht über- bzw. unterschreitet. Das Überschreiten des Grenzwertes ist an sich unschädlich und führt lediglich zum Überlaufen des Einfüllstutzens 10. Der untere Grenzwert darf nicht unterschritten werden. Der untere Grenzwert ist die Menge der spinnbaren Masse pro Zeiteinheit (Ausspinnmenge), die bei den gegebenen Betriebsbedingungen (insbesondere Temperatur, Viskosität) ausgesponnen würde bei einem Druck, der lediglich durch Zentrifugalbeschleunigung bei der gegebenen Drehzahl erzeugt wird. Würde die zudosierte Menge der Spinnmasse diesen Grenzwert unterschreiten, so würde die Spinnzentrifuge leerlaufen. Im übrigen findet zwischen den beiden Grenzwerten eine Selbstregelung statt, da sich ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten Menge, dem durch den Extruder und die Zentrifugalbeschleunigung auf die Spinnmasse erzeugten Druck und der Ausspinnmenge einstellt.
  • Die Spinnzentrifuge 1 nach Fig. 2 besteht ebenfalls aus dem Zentrifugenrad 2 und dem zentralen Einlaß 3, der als Extrudermantel ausgebildet ist. Der Extrudermantel 3 ist in Lagerungen 6 drehbar gelagert und wird durch Treibriemen 9 und Antriebsrad 7 sowie Antriebsmotor 9 drehend angetrieben. Die Spinndüsen sind mit 5 bezeichnet. Es sind die austretenden Fäden zu sehen. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 liegen im Inneren des Zentrifugenrades Radialkanäle, die den zentralen Einlaß 3 mit den Spinnbohrungen 5 verbinden. Die Extruderschnecke 11 besteht bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 aus dem unteren zylindrischen Teil 11, der bis annähernd in das Zentrifugenrad 2 reicht, sowie einem Einfüllbereich 16 sowie einem Halterungsteil 17. Der Halterungsteil 17 ist in einer Halterung 12 drehfest und axial gesichert. An den Halterungsteil schließt sich der Einfüllteil an. Der Einfüllteil 16 ist entsprechend dem Einfüllstutzen 10 des Extrudermantels konisch ausgeführt. Der Halterungsteil 17 und der Einfüllteil 16 werden von einem zentralen Kanal 18 (Einfüllkanal) durchdrungen. Der Einfüllkanal 18 mündet in den konischen Einfüllteil 10 des Extrudermantels in radialen Auslässen 20, die sich als schneckengangartige Ausnehmungen auf der Oberfläche der Schnecke darstellen. Die schneckengangartigen Ausnehmungen münden sodann in den oder die Schneckengänge der Extruderschnecke 11 ein. In den Einfüllkanal 18 mündet ein Einfüllrohr 19, das mit einer Dosiereinrichtung 13, hier einer Zahnrad-Dosierpumpe, verbunden ist. Über die Zahnrad-Dosierpumpe 13 und das Einfüllrohr 19 wird eine genau dosierte Menge in den Einfüllkanal 18 und die schneckengangartige Ausnehmung 20 dem Extruder zugeführt. Die Dosierpumpe 13 wird durch den Aufschmelzextruder 24 beschickt. Dem Aufschmelzextruder 24 wird die Spinnmasse als Pulver oder Granulat in dosierter Menge eingegeben. Wie durch gestrichelte Leitung 25 angedeutet ist, kann die durch Aufschmelzextruder 24 aufgeschmolzene Spinnmasse auch direkt in das Einfüllrohr 19 der Extruderschnecke 11 und der Spinnzentrifuge 1 zugeführt werden.
  • Durch das Aufschmelzen der Spinnmasse können Monomere oder sonstige Bestandteile verdampfen oder als Gase frei werden. Deswegen besitzt der Halterungsteil 17 der Extruderschnecke 11 einen Vakuumanschluß 22, der als Entgasungskanal dient.
  • Der Entgasungskanal liegt parallel zu dem Einfüllkanal 18 und mündet in der schneckengangartigen Ausnehmung 20, in der die eingeführte flüssige Spinnmasse aus dem zentralen Einfüllkanal 18 radial nach außen in den Schneckengang tritt. An den Entgasungskanal 22 kann eine Unterdruckpumpe angeschlossen werden. Hierdurch wird die Entgasung begünstigt.
  • Mit 21 ist eine Dichtung bezeichnet, durch die Einfüllrohr 19 in dem Einfüllkanal 18 der Schnecke abgedichtet ist. Dabei ist zu bemerken, daß diese Dichtung nur den sehr geringen Schmelzedrücken im Einfüllbereich des Extruders standhalten muß. Das gleiche gilt für die Dichtung 23, die den Halterungsteil 17 der Schnecke gegenüber dem Einfüllstutzen 10 des Extrudermantels 3 abdichtet. Zwischen den Dichtungen 21 und 23 liegt der Bereich des Schmelzeweges, in dem die Schmelze dem Vakuum ausgesetzt ist.
  • Zur Funktion:
    • Durch die Dosiereinrichtungen 13 wird Spinnmasse, d.h. fadenbildendes Material in Granulat- oder Pulverform (Fig. 1) oder in schmelzeflüssiger Form (Fig. 2) der Spinnzentrifuge zugeführt. Es kann sich z.B. um Polypropylen, Polyamide, Polyester handeln. Die Spinnmasse gelangt in den Extrudermantel 3, der mit hoher Drehzahl rotiert. Bei der Ausführung nach Fig. 2 erfolgt im Einlaß des Extrudermantels 3 eine Entgasung. Durch die Relativbewegung zwischen der feststehenden (oder langsam mitdrehenden) Schnecke und dem rotierenden Extrudermantel wird die Spinnmasse beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aufgeschmolzen und im übrigen unter hohem Druck in das Innere des Zentrifugenrades 2 gefördert. Dort wird die Spinnmasse in die Radialkanäle nach außen umgelenkt. Die Spinnmasse steht in den Radialkanälen einmal unter dem durch den Extruder erzeugten Druck und zum anderen unter dem durch die Zentrifugalkraft erzeugten Druck.
  • Die Verwendung eines Extruders, der im zentralen Einlaß der Spinnzentrifuge liegt, hat den Vorteil, daß ein derartiger Extruder keine Abdichtung, die unter hohem Druck steht, benötigt. Durch den Extruder können also Drücke erzeugt werden, die den beim Spinnen üblichen Drücken entsprechen. Zu diesem Druck addiert sich der durch die Zentrifugalbeschleunigung erzeugte Druck. Es ist daher möglich, auch hochviskose Schmelzen mit feinen Titern auszuspinnen, ohne die Abzugsgeschwindigkeit der Fäden von den Düsen in unzulässigem Maße zu erhöhen. Insbesondere können Spinndüsen mit sehr kleinen Querschnitten verwandt werden. Andererseits kann die Drehzahl der Spinnzentrifuge unabhängig von dem zum Spinnen erforderlichen Druck eingestellt und optimiert werden.

Claims (9)

1. Spinnzentrifuge
zum Spinnen von Fäden aus einem fadenbildenden Material (Spinnmasse), insbesondere Polymeren wie Polyestern, Polyamiden, Polyolefinen,
mit einer Pumpe, durch die die Spinnmasse flüssig dem zentralen Einlaß (3) der Spinnzentrifuge (1) unter Druck zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet. daß
die Pumpe in dem zentralen Einlaß (3) der Spinnzentrifuge (1) angeordnet ist,
und daß der rotierende Teil der Pumpe mit dem zentralen Einlaß (3) der Spinnzentrifuge (1) drehfest verbunden ist.
2. Spinnzentrifuge nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe ein Extruder (3, 11) ist, der koaxial zur Spinnzentrifuge (1) angeordnet ist,
daß die Extruderschnecke (11) ortsfest gelagert ist, und daß der zentrale Einlaß der Spinnzentrifuge (1) die Extruderschnecke (11) als rotierender Zylindermantel (3) umgibt.
3. Spinnzentrifuge nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet. daß
der Pumpe eine Dosiereinrichtung (13) vorgeordnet ist zur dosierten Zufuhr der Spinnmasse in flüssiger Form.
4. Spinnzentrifuge nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
dem Extruder (3, 11) eine Dosiereinrichtung (13) für Granulat oder Pulver vorgeordnet ist,
und daß der Extruder (3, 11) auch zum Aufschmelzen des Granulats bzw. Pulvers dient.
5. Spinnzentrifuge nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Extrudermantel (3) durch ortsfeste Heizmanschetten (15) umgeben wird, die die erforderliche Heizenergie berührungslos, insbesondere durch Strahlung oder induktiv übertragen.
6. Spinnzentrifuge nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
dem Extruder (3, 11) ein weiterer Aufschmelzextruder (24) vorgeordnet ist.
7. Spinnzentrifuge nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Eingang der Spinnzentrifuge (1) ein Vakuum zum Entgasen der flüssigen Spinnmasse angelegt wird.
8. Spinnzentrifuge nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die ortsfeste Extruderschnecke (11) eine zentrale Eingangsbohrung (18) mit radialen Auslaßkanälen (20) enthält, die in einem Schneckengang münden.
9. Spinnzentrifuge nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Vakuum im Bereich des Schneckengangs angelegt wird, in dem der bzw. die radialen Auslaßkanäle (20) münden.
EP87117262A 1986-11-29 1987-11-24 Spinnzentrifuge Expired - Lifetime EP0270901B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3640962 1986-11-29
DE19863640962 DE3640962A1 (de) 1986-11-29 1986-11-29 Spinnzentrifuge

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0270901A2 EP0270901A2 (de) 1988-06-15
EP0270901A3 EP0270901A3 (en) 1988-08-31
EP0270901B1 true EP0270901B1 (de) 1990-12-27

Family

ID=6315179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP87117262A Expired - Lifetime EP0270901B1 (de) 1986-11-29 1987-11-24 Spinnzentrifuge

Country Status (5)

Country Link
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