EP1177335B1 - Dampfbeschleierung für spinnsysteme mit rechteckdüsen - Google Patents

Dampfbeschleierung für spinnsysteme mit rechteckdüsen Download PDF

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EP1177335B1
EP1177335B1 EP00925215A EP00925215A EP1177335B1 EP 1177335 B1 EP1177335 B1 EP 1177335B1 EP 00925215 A EP00925215 A EP 00925215A EP 00925215 A EP00925215 A EP 00925215A EP 1177335 B1 EP1177335 B1 EP 1177335B1
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EP
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spinning
distributor
vapour
rectangular
steam
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Heinz-Dieter Beeck
Rainer Tietze
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Lurgi Zimmer GmbH
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Lurgi Zimmer GmbH
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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
    • D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/04—Cleaning spinnerettes or other parts of the spinnerette packs
    • 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
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/084—Heating filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes

Definitions

  • the invention relates to the Dampfbeschlemaschine in the production of polyamide filaments, in particular for rectangular spinnerets according to the bottom-loading concept and thus equipped spinning systems.
  • the DE-A-2 630 055 is also concerned with a method for keeping hole and nozzle plates clean in the extrusion of melt deformable polymer materials, in particular deposits in the vicinity of the nozzle orifices by their gassing with vapors, inter alia, water vapor, which is a degradation process on the deposits derived from the melt exercise, be prevented.
  • the technical realization of this measure is carried out with a spinning device with a rectangle nozzle block inserted from above according to the top-loading principle in the nozzle bar with three rows of holes of nozzle openings.
  • steam ducts are arranged, which direct the steam through distributed to the nozzles inclined slits to the emerging from the nozzle orifices melt, so that the filaments are in the vicinity of the nozzle plate is surrounded by steam on all sides .
  • the steam flow can be adjusted by means of adjustable strips by changing the gap width of the slots.
  • DE-A-2 429 027 refers to a method of quenching a melt-extruded continuous filament emanating from a top loading spinning head wherein steam and air are fed immediately below the round spinneret in successive zones and the filaments are passed through the zones, to quench the continuous filaments.
  • steam is introduced via an annular space and blown from below obliquely against the spinning plate.
  • the advantages of the new Dampfbeschle réelle are in the good temperature of the steam, wherein the steam is supplied through a coil, which is passed through the heating chamber of the spinneret to bring the steam up to the spinning temperature.
  • the steam outlet strips are mounted directly below the spinning beam, ie at the lower edge of the rectangular nozzle package ending therewith, between the spinning beam and the reheater.
  • These steam outlet strips are equipped with a simple labyrinth for pressure equalization, which is particularly inexpensive to manufacture.
  • the steam inlet initially takes place in each case in the middle of the rectangular nozzle package and merges into an upwardly open and relatively wide distributor space along the rectangular nozzle package. This vertical distribution chamber merges into a horizontal and very narrow gap, which opens openly into the spinning chamber.
  • the Fig. 1 shows an exemplary spinning system.
  • the cut passes through a spinning beam (1) with rectangular nozzles (2), its insulation (3) and the reheater (4), and the Monomerabsaugung (5). Underneath you can see the blowing (6) and also the filament share (7) in the spinning chamber (8) of the reheater (4) is indicated here.
  • the steam is supplied through a coil (9), which is passed through the heating chamber (10) of the spinner (1), to the already superheated steam continue to bring to spinning temperature.
  • FIG. 2 the steam outlet strips (11) for Dampfbeschletechnik in the assembled state, ie ready for operation between the spinning beam (1) and the reheater (4) fixedly mounted, shown in detail section.
  • These steam outlet strips (11) are equipped with a simple labyrinth, the distribution chamber (14), for pressure equalization.
  • This labyrinth-type distribution chamber (14) is bounded laterally by the base strip (12) and upwardly by the lower edge of the spinner (1) and otherwise mainly by the recesses (15, 16) in the distributor strip (13), a vertical distributor space (15). and a horizontal gap space (16).
  • the steam inlet (19) initially takes place centrally in the base strip (12), ie also centrally to the rectangular nozzle package (2), and opens into the upwardly open and relatively wide distribution space (15) longitudinally in the distribution strip ( 13).
  • This vertical channel (15) merges into a horizontal, very narrow gap (16), which opens open into the spinning chamber (8). From this channel (16), the vapor then exits in the direction of the nozzle (2) transversely to the filament bundle (7).
  • Fig. 3 shows a steam outlet strip (11) in the disassembled state.
  • the distributor strip (13) one recognizes the screw holes (18) and the recesses (15, 16), which are now open for cleaning, the vertical distributor chamber (15) and the narrow, horizontal gap (16), which are only fully assembled, as already explained, form the vapor uniformity labyrinth (14).
  • the Dampfbeschlemaschine invention is primarily intended for use in systems for spinning high-strength polyamide yarns, but can be used wherever it comes to beschleern a spinneret surface with steam or to create a moist spinning atmosphere. The use must not be limited only to bottom-loading spinning systems.

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Description

  • Die Erfindung betrifft die Dampfbeschleierung bei der Erzeugung von Polyamid-Filamenten, insbesondere für rechteckige Spinndüsen nach dem Bottom-Loading-Konzept und damit ausgestattete Spinnsysteme.
  • Bei der Verspinnung von Polyamiden, insbesondere bei PA6, entweichen während des Filamentaustrittes aus der Spinndüse Monomere und Oligomere in Form von unangenehmen Rauchschwaden, die sich in der Umgebung unkontrolliert ablagern können. Um dies zu verhindern werden diese Emissionen über Absaugdüsen, die möglichst nahe am Spinnaustritt angebracht sein müssen, abgesaugt. Die Funktion und die Ausgestaltung von derartigen Absaugdüsen sind in der DE 198 36 682.5 bekannt gemacht worden. Aus der DE 198 30 453.6 ist weiterhin bekannt, daß überhitzter Dampf, der zur Befeuchtung der Polyamid-Filamente dient und die Absaugwirkung unterstützt, gleichzeitig auch noch die Wischintervallzeit der Spinndüsen verlängert, wenn diese direkt damit angeblasen werden.
  • Übliche Vorrichtungen, die den vorgenannten Zwecken dienen, stören jedoch wiederum beim Putzen oder Wechseln der Düsen. So ist z. B. eine zur Zeit noch übliche Düsenbeschleierung so beschaffen, daß der Dampf an der Längsseite eines Rechteckdüsenpaketes zentral auf die Seitenwand des betreffenden Düsenpaketes geblasen wird, dann in dem Spaltraum zwischen Düsenpaket und Düsenschacht im Spinnbalken nach unten strömt und von einer vorgebauten Prallplatte mehr oder weniger gleichmäßig in Richtung Spinnplatte umgelenkt wird. Diese Vorrichtung ist, abgesehen von der unzureichenden Beschleierung, für Rechteckdüsenpakete nach dem Bottom-Loading-Konzept nicht einsetzbar, ebenso wenig wie die Lösung für runde Spinndüsen aus der Anmeldung DE 198 30 453.6 , die aufgrund des direkt anschließenden Nacherhitzers und auch vom Konzept her ausscheidet.
  • Die DE-A-2 630 055 befasst sich auch mit einem Verfahren zur Reinhaltung von Loch - und Düsenplatten bei der Extrusion von aus der Schmelze verformbaren Polymerstoffen, insbesondere sollen dabei Ablagerungen in der Nähe der Düsenmündungen durch deren Begasung mit Dämpfen u. a. Wasserdampf, die einen Abbauvorgang auf die aus der Schmelze stammenden Ablagerungen ausüben, verhindert werden. Die technische Realisierung dieser Maßnahme erfolgt mit einer Spinnvorrichtung mit von oben nach dem Top-Loading-Prinzip in den Düsenbalken eingesetzten Rechteck-Düsenblock mit drei Lochreihen von Düsenöffnungen. Zwischen den Lochreihen als auch an deren Außenseiten sind durch Leisten abgedeckte Dampfkanäle angebracht, die den Dampf gleich verteilt durch zu den Düsen hin geneigte Schlitze an die aus den Düsenöffnungen austretende Schmelze leiten, so dass die Filamente in der Nähe der Düsenplatte allseits von Dampf umspült werden. Der Dampfstrom kann mit Hilfe verstellbarer Leisten durch Verändern der Spaltbreite der Schlitze eingestellt werden.
  • Der Vollständigkeit halber ist noch auf die DE-A-2 429 027 hinzuweisen, die sich mit einem Verfahren zum Abschrecken einer schmelzextrudierten Endlosfaser, die von einem nachdem Top-Loading-Prinzip eingesetzten Spinnkopf ausgeht, bei dem unmittelbar unterhalb des runden Spinnkopfes in aufeinanderfolgenden Zonen Dampf und Luft zugeführt werden und die Endlosfasern durch die Zonen geführt werden, um die Endlosfasern abzuschrecken, befaßt. Dabei wird Dampf über einem Ringraum eingeleitet und von unten schräg gegen die Spinnplatte geblasen.
  • So stellt sich die Forderung nach einer funktionsfähigen, reinigungs- und bedienungsfreundlichen Vorrichtung zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und die erfindungsgemäße Lösung weist die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 auf.
  • Die Vorteile der neuen Dampfbeschleierung liegen in der guten Temperierung des Dampfes, wobei die Dampfzuführung durch eine Rohrschlange erfolgt, die durch den Heizraum des Spinnbalkens hindurch geführt wird, um den Dampf bis auf Spinntemperatur zu bringen. Vorteilhafterweise sind die Dampfaustrittsleisten direkt unter dem Spinnbalken, also an der Unterkante des damit abschließenden Rechteckdüsenpaketes, zwischen Spinnbalken und Nacherhitzer angebracht. Diese Dampfaustrittsleisten sind mit einem einfachen Labyrinth zur Druckvergleichmäßigung ausgestattet, das besonders kostengünstig zu fertigen ist. Der Dampfeintritt erfolgt dabei zunächst jeweils mittig zum Rechteckdüsenpaket und geht in einen nach oben offenen und relativ breiten Verteilerraum längs des Rechteckdüsenpaketes über. Dieser vertikale Verteilerraum geht in einen horizontalen und sehr schmalen Spaltraum über, der offen in den Spinnraum hinein mündet. Hier tritt dann der Dampf breit und gleichmäßig in Richtung der Düse aus. Dies erfolgt so effektiv, daß sich eine Beschleierung von den Stirnseiten her erübrigt.
  • Die nähere Beschreibung des Verfahren bzw. der Vorrichtung zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und damit ausgestatteten Spinnsystemen zur Erzeugung von Polyamid-Filamenten erfolgt nun weiter anhand von Zeichnungen. Dabei zeigt die
    • Fig. 1 einen Schnitt durch einen Spinnbalken in dem die erfindungsgemäße Dampfbeschleierung eingebaut ist,
    • Fig. 2 im Detailschnitt die Dampfbeschleierung im zusammengebauten und
    • Fig. 3 im demontierten Zustand.
  • Die Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Spinnsystem. Der Schnitt geht durch einen Spinnbalken (1) mit Rechteckdüsen (2), seine Isolierung (3) und den Nacherhitzer (4), sowie die Monomerabsaugung (5). Darunter sieht man die Anblasung (6) und auch die Filamentschar (7) im Spinnraum (8) des Nacherhitzers (4) ist hier angedeutet. Die Dampfzuführung erfolgt durch eine Rohrschlange (9), die durch den Heizraum (10) des Spinnbalkens (1) hindurch geführt wird, um den schon überhitzten Dampf weiter bis auf Spinntemperatur zu bringen. Direkt unter dem Spinnbalken (1), also an der Unterkante des damit abschließenden Rechteckdüsenpaketes (2), zwischen dem Spinnbalken (1) und dem Nacherhitzer (4), werden längsseits - und bei sehr breiten Spinnpaketen beidseitig - Dampfaustrittsleisten (11) angebracht, die jeweils aus einer Basisleiste (12) und einer Verteilerleiste (13) bestehend, zusammen mit der Unterkante des Spinnbalkens (1) eine labyrinthartige Verteilerkammer (14) bilden, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird. Die Stirnseiten des Rechteckdüsenpaketes (2) brauchen aber in keinem Fall mit Dampf beschleiert zu werden.
  • In Fig. 2 werden die Dampfaustrittsleisten (11) für die Dampfbeschleierung im zusammengebauten Zustand, d. h. betriebsbereit zwischen dem Spinnbalken (1) und dem Nacherhitzer (4) fest montiert, im Detailschnitt gezeigt. Diese Dampfaustrittsleisten (11) sind mit einem einfachen Labyrinth, der Verteilerkammer (14), zur Druckvergleichmäßigung ausgestattet. Diese labyrinthartige Verteilerkammer (14) wird seitlich von der Basisleiste (12) und nach oben von der Unterkante des Spinnbalkens (1) begrenzt und ansonsten hauptsächlich von den Aussparungen (15, 16) in der Verteilerleiste (13), einem vertikalen Verteilerraum (15) und einem horizontalen Spaltraum (16), gebildet. Aus der Rohrschlange (9) erfolgt der Dampfeintritt (19) zunächst jeweils zentralmittig in die Basisleiste (12), d. h. auch mittig zum Rechteckdüsenpaket (2), und mündet in den nach oben offenen und relativ breiten Verteilerraum (15) längs in der Verteilerleiste (13). Dieser vertikale Kanal (15) geht in einen horizontalen, sehr schmalen Spaltraum (16) über, der offen in den Spinnraum (8) hinein mündet. Aus diesem Kanal (16) tritt dann der Dampf in Richtung der Düse (2) quer zur Filamentschar (7) aus.
  • Fig. 3 zeigt eine Dampfaustrittsleiste (11) im demontierten Zustand. Am Basisteil (12) sieht man den Dampfeintritt (19) und das einmündende Ende der Rohrschlange (9), sowie die zwei Befestigungsgewinde (17) für die Verteilerleiste (13). An der Verteilerleiste (13) erkennt man die Schraubenlöcher (18) und die nun zum Reinigen offen zugänglichen Aussparungen (15, 16), den vertikalen Verteilerraum (15) und den schmalen, horizontalen Spaltraum (16), die erst im komplett eingebauten Zustand, wie schon erläutert, das Dampfvergleichmäßigungslabyrinth (14) bilden.
  • Die erfindungsgemäße Dampfbeschleierung ist vornehmlich für die Anwendung in Anlagen zur Erspinnung hochfester Polyamid-Garne gedacht, kann jedoch überall dort eingesetzt werden, wo es darum geht eine Spinnaustrittsfläche mit Dampf zu beschleiern oder eine feuchte Spinnatmosphäre zu schaffen. Dabei muß der Einsatz nicht nur auf Bottom-Loading-Spinnsysteme beschränkt bleiben.
    • Bezugszeichenliste
    • Spinnbalken (1)
    • Rechteckdüsen (2)
    • Isolierung (3)
    • Nacherhitzer (4)
    • Monomerabsaugung (5)
    • Anblasung (6)
    • Filamentschar (7)
    • Spinnraum (8) des Nacherhitzers (4)
    • Rohrschlange (9)
    • Heizraum (10) des Spinnbalkens (1)
    • Dampfaustrittsleisten (11)
    • Basisleiste (12); auch Basisteil
    • Verteilerleiste (13); auch Verteilerteil
    • Verteilerkammer (14), labyrinthartige; auch Dampfvergleichmäßigungslabyrinth
    • Verteilerraum (15), vertikal; auch erster Kanal; auch Aussparung
    • Spaltraum (16), horizontal; auch zweiter Kanal; auch Aussparung
    • Befestigungsgewinde (17)
    • Schraubenlöcher (18)
    • Dampfeintritt (19), zentralmittig

Claims (10)

  1. Verfahren zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und damit ausgestatteten Spinnsystemen zur Erzeugung von Polyamid-Filamenten dadurch gekennzeichnet, dass
    - der zur Dampfbeschleierung benötigte Wasserdampf zunächst durch eine im Wärmeträgerdampf des Spinnbalkens liegende Rohrschlange (9) eines Heizraums (10) des Spinnbalkens (1) strömt, um dabei auf die nahezu gleiche Temperatur wie die Spinntemperatur selbst aufgeheizt zu werden,
    - danach über einen Dampfeintritt (19) längsseits pro Rechteckdüsenpaket (2) entweder in eine einzige labyrinthartig ausgestaltete druckvergleichmäßigende Verteilerkammer (14) oder beidseitig längsseits zum Rechteckdüsenpaket (2) in diese genannten Verteilerkammern (14) geleitet wird, ehe er dann unmittelbar an der ganzen Längsseite eines Rechteckdüsenpaketes (2) quer zur Filamentschar(7) austritt, wobei eine Verteilerkammer (14) jeweils nur durch einen einzigen, mittig angeordneten Dampfeintritt (19) aus der Rohrschlange (19) gespeist wird, und der benötigte Wasserdampf
    - schlussendlich gleichmäßig verteilt in den Spinnraum (8) an die Spinnplatte gelangt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammern (14) jeweils aus mindestens zwei Kanälen (15, 16) mit rechteckigen Querschnitt bestehen, die an ihren Längsseiten offen und rechtwinklig ineinander übergehen, wobei der erste Kanal (15) einen mindestens zwei- bis maximal fünffach größeren rechteckigen Querschnitt aufweist als der nachfolgende zweite Kanal (16).
  3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammern (14) in Dampfaustrittsleisten (11) untergebracht sind, die jeweils aus mindestens zwei miteinander verschraubten Leisten (12, 13) bestehen, wobei das jeweilige Basisteil (12) mit dem mittigen Dampfeintritt (19) zwischen dem Spinnbalken (1) und einem Nacherhitzer (4) fixiert ist und das Verteilerteil (13) wiederum mit dem Basisteil (12) so verschraubt wird, dass es zum Reinigen entfernt werden kann.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (14), als ein einfaches Dampfvergleichmäßigungslabyrinth (14) ausgebildet ist, welches erstens aus der fixen und glatten Wand der Basisleiste (12), zweitens aus der fixen und glatten Unterseite des Spinnbalkens (1) und drittens und viertens aus den Aussparungen (15, 16) in der montierbaren Verteilerleiste (13) gebildet wird.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen (2) und damit ausgestatteten Spinnsystemen zur Erzeugung von Polyamid-Filamenten, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Heizraum (10) des Spinnbalkens (1) eine im Wärmekrägerdampt Liegende Rohrschlange (9) für die Dampf zuführung des benötigten Wasserdampfes hindurchgeführt wird, eine druckvergleichmäßigende Verteilerkammer (14), labyrinthartig ausgestaltet ist und jeweils nur durch einen einzigen, mittig angeordneten Dampfeintritt (19) aus der Rohrschlange (9) gespeist wird, wobei längsseits pro Rechteckdüsenpaket (2) entweder eine einzige druckvergleichmäßigende Verteilerkammer (14) angeordnet ist oder die genannten Verteilerkammern (14) beidseitig längsseits zum Rechteckdüsenpaket (2) angeordnet sind, sodass Dampfgleichmäßig verteilt an der gesamten Längsseite eines Rechteckdüsenpaket (2) quer zur Filamentschar (7) austritt und in den Spinnraum (8) an die Spinnplasse gelangt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammenrn (14) jeweils aus mindestens zwei Kanälen (15, 16) mit rechteckigen Querschnitt bestehen, die an ihren Längsseiten offen und rechtwinklig ineinander übergehen, wobei der erste Kanal (15) einen mindestens zwei- bis maximal fünffach größeren rechteckigen Querschnitt aufweist als der nachfolgende zweite Kanal (16).
  7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfaustrittsleisten (11) direkt unter dem Spinnbalken (1), zwischen Spinnbalken (1) und Nacherhitzer (4), angebracht sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der erste und größere Kanal (15) der Verteilerkammern (14) einen nach oben offenen rechteckigen Querschnitt aufweist, der rechtwinklig in einen horizontalen und sehr schmalen Spaltraum des nachfolgenden zweiten Kanals (16) übergeht, der dann mit seiner Längsseite offen in den Spinnraum (8) hinein mündet, und durch den dann der Dampf in Richtung der Düse gleichmäßig verteilt quer zur Filamentschar (7) austritt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammern (14), in Dampfaustrittsleisten (11) untergebracht sind, die jeweils aus mindestens zwei miteinander verschraubten Leisten (12, 13) bestehen, wobei das jeweilige Basisteil (12) mit dem mittigen Dampfeintritt (19) zwischen dem Spinnbalken (1) und dem Nacherhitzer (4) fixiert ist und das Verteilerteil (13) wiederum mit dem Basisteil (12) so verschraubt wird, dass es zum Reinigen entfernt werden kann.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammern (14) jeweils als ein einfaches Dampfvergleichmäßigungslabyrinth (14) ausgebildet sind, welches erstens aus der fixen und glatten Wand der Basisleiste (12), zweitens aus der fixen und glatten Unterseite des Spinnbalkens (1) und drittens und viertens aus den Aussparungen (15, 16) in der montierbaren Verteilerleiste (13) gebildet wird.
EP00925215A 1999-05-05 2000-04-14 Dampfbeschleierung für spinnsysteme mit rechteckdüsen Expired - Lifetime EP1177335B1 (de)

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