WO2005123994A1 - Vorrichtung zum spinnen von fäden - Google Patents

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WO2005123994A1
WO2005123994A1 PCT/EP2005/005534 EP2005005534W WO2005123994A1 WO 2005123994 A1 WO2005123994 A1 WO 2005123994A1 EP 2005005534 W EP2005005534 W EP 2005005534W WO 2005123994 A1 WO2005123994 A1 WO 2005123994A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
heating box
spinning
spinning pump
melt
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/005534
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Tietze
Bernd Helmstorff
Original Assignee
Zimmer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zimmer Ag filed Critical Zimmer Ag
Priority to BRPI0512093-4A priority Critical patent/BRPI0512093A/pt
Publication of WO2005123994A1 publication Critical patent/WO2005123994A1/de

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Classifications

    • 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
    • D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
    • D01D1/06—Feeding liquid to the spinning head
    • D01D1/09—Control of pressure, temperature or feeding rate

Definitions

  • the present invention relates to a device for spinning threads with a heating box, a plurality of spinning nozzles arranged in the heating box and at least one spinning pump arranged on the outside of the heating box, wherein one melt line leading to the spinning pump, several distributor lines leading from the spinning pump to the spinning nozzles and one Spinning pump surrounding heating jacket are provided.
  • Devices for spinning threads are known from the prior art, which essentially consist of an extruder or another melt-producing unit, for example directly from a reactor, one or more spinning beams, a blowing shaft, a preparation device and a drafting system.
  • the spinning beam usually comprises a heating box, a spinning pump and several spinning nozzles, usually arranged in a row.
  • the extruder delivers the molten thermoplastic material to the spinning pump via a melt line.
  • the spinning pump distributes the molten material via distribution lines to the spinnerets, from which the material emerges like a thread.
  • the threads are cooled and prepared with a preparation liquid, which facilitates the subsequent processing.
  • the threads are then passed over a drafting system, which consists, for example, of several drafting rollers, in order to ultimately be wound up into a roll.
  • the quality of the threads is significantly influenced by the uniform temperature of the melt and the residence time of the melt in the device. It has proven to be advantageous to keep the temperature of the melt as constant as possible while guiding the melt. For this purpose it is necessary to to heat melt-carrying components of the device in order to counteract heat loss via the components to the environment. This is usually done by arranging the melt-carrying components in the heating box.
  • DE 196 24 946 AI proposes a spinning beam with a heating box, the heating box essentially consisting of two elongated heating chambers into which a heating medium, such as diphyl steam, is introduced.
  • the spinning nozzles arranged in series and the spinning pump are arranged between the mutually facing surfaces of the two heating chambers.
  • a heat-insulating cover is also provided above the spinning pump. Both the spinning pump and the spinnerets are thus warmed up laterally through the two heating chambers.
  • a so-called pump block is arranged between the spinning pump and the spinnerets, which is gas-tight and is filled with a heating medium. The pump block effects a temperature compensation between all adjacent components, so that the goal of a uniform temperature of the melt can be achieved during the melt flow in the components.
  • a device for spinning threads in which the heating box forms only one chamber, the melt line, the distribution lines and the spinnerets being arranged in the heating box.
  • the heating box is heated by a vaporous heating medium.
  • the spinning pump is not arranged inside the heating box but on the outside of the heating box. This enables easier maintenance or repair of the spinning pump in the event of a malfunction.
  • the spinning pump is heated by the heat transfer via the wall of the heating box.
  • DE 199 24 838 AI proposes a spinning device for spinning molten polymers, in which the spinning pump connected to the heating box via a supporting structure is surrounded by a heating jacket which is firmly connected to the supporting structure.
  • the support structure serves the purpose of spacing the spinning pump from the heating box, so that the two areas are thermally decoupled.
  • the spinning pump should only be heated via the surrounding heating jacket.
  • the heating box and heating jacket can be heated both together and via separate heating circuits.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a device for spinning threads, which ensures a constant temperature of the melt during the melt flow in the components and the repair of the connection surface to the spinning device and pump and disassembly of the spinning pump in the event of an accident to simplify.
  • the device for spinning threads according to the invention has a heating box.
  • a heating box for example, vaporous heating medium can be introduced, which in the context of a cycle again the heater box is led out.
  • Several spinnerets are arranged in the heating box, which means that the spinning nozzles can be embedded both directly in the heating box and in a recess in the wall of the heating box.
  • a spinning pump is arranged on the outside of the heating box. This can be, for example, a planetary gear pump with one input and several outputs.
  • a melt line leading to the spinning pump, a plurality of distribution lines leading from the spinning pump to the spinning nozzles and a heating jacket surrounding the spinning pump are provided.
  • the heating jacket is detachably placed and fastened on the heating box.
  • the device according to the invention has the advantage that the spinning pump can be heated to a sufficient extent on the one hand by the heating jacket, so that a constant temperature of the melt is ensured in the components during the flow of melt, and on the other hand the spinning pump can be easily dismantled in the event of an accident and pump and Sealing surface on the heating box can be easily repaired.
  • the heating jacket which is releasably attached to the heating box, can be removed in the event of a malfunction of the spinning pump, so that the spinning pump and connection surface (sealing surface) are easily accessible.
  • the device is also useful in the event of a leak, which can occur in particular at the transition points between the spinning pump and the melt line or the distribution lines.
  • the space enclosed by the heating jacket fills with the emerging melt, which hardens here.
  • the heating jacket is attached to the heating box by means of screws. It is particularly preferred to attach the heating box to the heating box by means of spot welds, since spot welds on the one hand bring about the necessary attachment and on the other hand enable the heating jacket to be easily detached from the heating box. The spot welds can be destroyed with simple tools.
  • the heating box has a carrier plate placed on the outside, on which the spinning pump is arranged and the heating jacket is placed and fastened.
  • a carrier plate placed on the outside, on which the spinning pump is arranged and the heating jacket is placed and fastened.
  • the carrier plate has a circumferential collar which projects radially outward.
  • the circumferential collar on which the heating jacket is placed and fastened is spaced from the surface of the heating box. In this way, the heating jacket remains largely thermally unaffected by the heating box, so that the two heating circuits can be easily controlled.
  • the invention does not rule out that the heating jacket and heating box have a common heating circuit.
  • an inlet opening for supplying the melt via the melt line into the spinning pump and a plurality of outlet openings for removing melt from the spinning pump into the distributor lines are preferably provided in the carrier plate.
  • the distributor lines and also at least partially the melt line are arranged in the heating box. In this way, the temperature of the melt is kept at a constant level throughout the melt flow, namely also within the lines.
  • the heating box In order to also be able to heat the section of the melt line which extends between the heating box and a melt feed device (e.g. extruder), the heating box has a tubular, protruding projection through which the melt line extends. Within the tubular extension, which forms part of the heating box, the melt line is thus led into the area of the heating box in which the spinnerets are located. In this way, the melt does not assume a lower temperature on its way from the melt feed device to the spinning pump than in the other sections of the device.
  • a melt feed device e.g. extruder
  • the heating jacket is preferably designed as a double tube jacket and has an inlet and outlet for a heating medium.
  • a double-tube jacket is to be understood as a jacket whose inside is formed by a first tube with a smaller pressure gauge and whose outside is formed by a second tube with a larger diameter, an intermediate space being formed between the two.
  • these are arranged within a row of outwardly facing depressions in the heating chamber, the row of depressions being enclosed by the interior of the heating box.
  • the latter causes the heating medium inside the heating box to surround the depressions and thus a very uniform one Heating the spinnerets used therein can cause.
  • the heating box and the heating jacket each have their own heating circuit.
  • different heating of the components is possible, so that a possible temperature difference, e.g. caused by pressure differences in the components, can be counteracted by appropriate control.
  • FIG. 1 shows a partial side view of the device according to the invention in a sectional illustration
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of the device from FIG. 1.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention in a partial view.
  • FIG. 2 shows the device from FIG. 1 in a perspective view for better understanding, the illustration of some components shown in FIG. 1 being omitted for reasons of clarity.
  • the device 2 for spinning threads essentially has an extruder 4 or another melt-producing unit, for example a reactor, a spinning beam 6 and a plurality of downstream devices for further processing of the resulting threads, the illustrations of the downstream devices being dispensed with.
  • the spinning beam 6 essentially consists of a heating box 8, one or more spinning pumps 10, of which only one is shown, a plurality of spinning nozzles 12, on the latter 2, and in each case one heating jacket 14 for the spinning pumps 10.
  • the heating box 8 has at least one inlet and one outlet (not shown) for a heating medium, such as diphyl vapor, so that the heating medium can get into the enclosed interior 16 of the heating box 8.
  • a heating medium such as diphyl vapor
  • a series of cylindrical or rectangular recesses 18 are provided, which point outwards (FIG. 2).
  • the spinnerets 12 are arranged in the depressions, so that the spinnerets 12 are correspondingly arranged in the heating box 8, but without being arranged directly in the interior 16 of the heating box 8.
  • the row of depressions 18 is enclosed by the interior 16 of the heating box 8, so that the spinnerets 12 can be heated by the heating medium over the wall of the depressions 18.
  • the heating box 8 also has a tubular, projecting extension 20, the enclosed space 22 of which is in flow connection with the interior 16 of the heating box 8.
  • the tubular extension 20 extends to the extruder 4, where it is closed at the end in order to prevent the heating medium from escaping.
  • a carrier plate 24 is provided from the outside.
  • the carrier plate 24 is circular and is fastened within a circular recess 26 in the heating box 8 in such a way that its tightness is ensured.
  • An inlet opening 28 and a plurality of outlet openings 30 extend through the carrier plate 24.
  • a circumferential collar 32 which stands radially outward is provided. The collar 32 is thus designed in the manner of a flange. The collar 32 is spaced from the surface of the heating box 8 (a), as can be seen in particular in FIG.
  • a circumferential groove 34 is also provided, which encloses a connection surface 36.
  • the spinning pump 10 which can be a planetary gear pump, for example, is arranged on the outside of the heating box 8. It is attached to the connection surface 36 of the carrier plate 24 in such a way that liquid melt can enter the spinning pump 10 via the inlet opening 28 and can exit again through the outlet openings 30.
  • the spinning pump 10 is also laterally surrounded by the heating jacket 14, and a cover should also be provided at the top, the illustration of which has been omitted for reasons of better clarity.
  • the heating jacket 14 is designed as a so-called double tube jacket, i.e. it essentially consists of an inner tube 38 and an outer tube 40, between which an annular space 42 for a heating medium is arranged. In the case of electrical heating, only a single pipe is used, which is enclosed by heating tapes. The end faces of this space 42 are closed to ensure its tightness.
  • the heating jacket 14 also has an inlet 44 and an outlet 46 for the heating medium.
  • the heating medium can be conducted in a heating circuit (not shown) which can be connected to the heating circuit for the heating box 8, but is preferably designed as a separate heating circuit.
  • the heating jacket 14 is detachably placed and fastened on the heating box 8.
  • the heating jacket 14 is releasably placed and fastened on the carrier plate 24 of the heating box 8, more precisely on the collar 32 of the carrier plate 24.
  • the detachable fastening is advantageously realized by spot welds 48 spaced apart from one another between the collar 32 of the carrier plate 24 and the heating jacket 14.
  • the spot welds 48 on the one hand ensure that the heating jacket 14 is held securely and on the other hand that it can be easily removed by conventional tools.
  • the detachable attachment can also be realized by screws or the like, but the embodiment shown is preferred for the above reasons.
  • the device 2 also has at least one melt line 50 per spinning pump 10.
  • the melt line 50 extends from the extruder 4 through the tubular extension 20 into the interior 16 of the heating box 8 in order to open into the inlet opening 28 in the carrier plate 24.
  • a plurality of distributor lines 52 continue to run, which lead from the outlet openings 30 in the carrier plate 24 to the spinning pumps 12 in the recesses 18.
  • openings 54 corresponding to the depressions 18 are provided in the wall.
  • the extruder 4 extrudes the melt into the melt line 50, which is heated by the heating medium (not shown) in the space 22 of the tubular extension 20 and in the interior 16 of the heating box 8.
  • the melt reaches the spinning pump 10 via the melt line 50.
  • the spinning pump 10 is heated by the heating jacket 14 surrounding it.
  • the melt is finally conveyed via the distribution lines 52 to the spinnerets 12, from which the melt emerges in the form of many individual threads 56 in order to be subsequently processed.
  • the functional failures of a device for spinning threads can be attributed to a leak at the spinning pump or in the area of the connection point between the spinning pump and the heating box.
  • the device according to the invention in the embodiment shown counteracts this to the extent that a support plate 24 is provided from the outside, that is to say initially manufactured as a separate individual part. Since the carrier plate 24 can initially be manufactured as an individual part before it is placed on the heating box, a much more precise manufacture of the connection surface 36 for the spinning pump 10 is possible. In this way, leakage is particularly evident the connection point between the carrier plate 24 and the spinning pump 10 counteracted.
  • the device according to the invention has the advantage that the detachable heating jacket 14 together with the melt hardened therein and the surrounding spinning pump 10 can be released in order to be easily removed and repaired at another location. In the meantime, a new spinning pump and a new heating jacket can already be attached to the spinning beam 6, so that the device 2 can continue to be operated.
  • the spot welds 48 can be released simply by means of an attached lever or wedge.
  • heating box 8 and heating jacket 14 by means of separate heating circuits also enables independent heating of the components, which can cause different temperatures due to the way they work. For example, the temperature inside the spinning pump 10 rises more because of the high pressure therein, so that a temperature difference can arise between the melt in the melt line 50 and the melt in the spinning pump 10. By means of different heating, a constant temperature of the melt can be ensured in the components while the melt is being conducted.

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

Abstract

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Spinnen von Fäden weist einen Heizkasten (8), mehrere in dem Heizkasten angeordnete Spinndüsen (12) und mindestens eine aussen an dem Heizkasten angeordnete Spinnpumpe (10) auf. Von der Spinnpumpe führen Verteilerleitungen (52) zu den Spinndüsen (12). Die Spinnpumpe wird von einem Heizmantel (14) umgeben, der lösbar auf dem Heizkasten befestigt ist. Vorzugsweise ist der Heizmantel mit dem Heizkasten verschraubt oder verschweisst. Der lösbar auf dem Heizkasten befestigte Heizmantel kann im Falle einer Havarie abgenommen werden, so dass Spinnpumpe und Anschlussfläche (Dichtfläche) leicht zugänglich sind. Auch im Falle einer Leckage, die insbesondere an den Übergangsstellen zwischen der Spinnpumpe und den Verteilerleitungen auftreten kann, ist die erfindungsgemässe Spinnvorrichtung von Vorteil.

Description

Vorrichtung zum Spinnen von Fäden
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen von Fäden mit einem Heizkasten, mehreren in dem Heizkasten angeordneten Spinndüsen und mindestens einer außen an dem Heizkasten angeordneten Spinnpumpe, wobei eine zu der Spinnpumpe führende Schmelzeleitung, mehrere von der Spinnpumpe zu den Spinndüsen führende Verteilerleitungen und ein die Spinnpumpe umgebender Heizmantel vorgesehen sind.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Spinnen von Fäden bekannt, die im Wesentlichen aus einem Extruder oder einer anderen schmelzeproduzierenden Einheit, beispielsweise direkt aus einem Reaktor, einem oder mehreren Spinnbalken, einem Blasschacht, einer Präparationseinrichtung und einem Streckwerk bestehen. Der Spinnbalken umfasst in der Regel einen Heizkasten, eine Spinnpumpe und mehrere meist in Reihe angeordnete Spinndüsen. Der Extruder gibt das schmelzflüssige thermoplastische Material über eine Schmelzeleitung an die Spinnpumpe ab. Die Spinnpumpe verteilt das schmelzflüssige Material über Verteilerleitungen auf die Spinndüsen, aus denen das Material fadenartig austritt. Im nachfolgenden Blasschacht werden die Fäden gekühlt und mit einer Präparationsflüssigkeit präpariert, was die nachfolgende Bearbeitung erleichtert. Im Anschluss werden die Fäden über ein Streckwerk geführt, das beispielsweise aus mehreren Streckrollen besteht, um letztlich zu einer Rolle aufgewickelt zu werden.
Beim Spinnen von thermoplastischen Fäden wird die Qualität der Fäden maßgeblich durch die gleichmäßige Temperatur der Schmelze sowie der Verweilzeit der Schmelze in der Vorrichtung beeinflusst. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Temperatur der Schmelze während der Schmelzeführung möglichst konstant zu halten. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die schmelzeführenden Komponenten der Vorrichtung zu beheizen, um einem Wärmeverlust über die Komponenten an die Umgebung entgegen zu wirken. Dies erfolgt in der Regel dadurch, dass die schmelzeführenden Komponenten in dem Heizkasten angeordnet werden.
So schlägt die DE 196 24 946 AI einen Spinnbalken mit einem Heizkasten vor, wobei der Heizkasten im Wesentlichen aus zwei langgestreckten Heizkammern besteht, in die ein Heizmedium, wie beispielsweise Diphyldampf, eingebracht wird. Zwischen den zueinander weisenden Flächen der beiden Heizkammern sind die in Reihe angeordneten Spinndüsen und die Spinnpumpe angeordnet. Oberhalb der Spinnpumpe ist ferner eine wärmeisolierende Abdeckung vorgesehen. Sowohl die Spinnpumpe als auch die Spinndüsen werden somit seitlich durch die beiden Heizkammern aufgewärmt. Darüber hinaus ist zwischen der Spinnpumpe und den Spinndüsen ein sogenannter Pumpenblock angeordnet, der gasdicht ausgebildet und mit einem Heizmedium gefüllt ist. Der Pumpenblock bewirkt einen Temperaturausgleich zwischen allen angrenzenden Komponenten, so dass das Ziel einer gleichmäßigen Temperatur der Schmelze während der Schmelzeführung in den Komponenten erreicht werden kann.
Aus der DE 198 09 495 AI ist ferner eine Vorrichtung zum Spinnen von Fäden bekannt, bei dem der Heizkasten lediglich eine Kammer ausbildet, wobei die Schmelzeleitung, die Verteilerleitungen und die Spinndüsen in dem Heizkasten angeordnet sind. Der Heizkasten wird durch ein dampfförmiges Heizmedium aufgeheizt. Die Spinnpumpe ist im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Stand der Technik nicht innerhalb des Heizkastens, sondern außen an dem Heizkasten angeordnet. Dies ermöglicht eine einfachere Wartung oder Reparatur der Spinnpumpe im Falle einer Funktionsstörung. Die Erwärmung der Spinnpumpe erfolgt hierbei durch die Wärmeübertragung über die Wand des Heizkastens. Dies führt jedoch zu einer unzureichenden Erwärmung der Spinnpumpe, so dass eine konstante Temperatur der Schmelze während der Schmelzeführung nicht erreicht wird. Um diesem Problem zu begegnen, schlägt die DE 199 24 838 AI eine Spinnvorrichtung zum Verspinnen schmelzflüssiger Polymere vor, bei der die über eine Stützkonstruktion mit dem Heizkasten verbundene Spinnpumpe von einem Heizmantel umgeben ist, der fest mit der Stützkonstruktion verbunden ist. Die Stützkonstruktion dient dabei dem Zweck, die Spinnpumpe von dem Heizkasten zu beabstanden, so dass eine thermische Entkopplung der beiden Bereiche gegeben ist. Die Erwärmung der Spinnpumpe soll ausschließlich über den sie umgebenden Heizmantel erfolgen. Die Erwärmung von Heizkasten und Heizmantel kann sowohl gemeinsam als auch über separate Heizkreisläufe erfolgen.
Der vorbeschriebene Stand der Technik hat den Nachteil, dass entweder keine konstante Temperatur der Schmelze während der Schmelzeführung in den Komponenten gewährleistet oder die Reparatur bzw. Demontage der Spinnpumpe im Falle einer Havarie erschwert ist. Unter einer Havarie ist insbesondere eine Leckage an der Spinnpumpe selbst oder an den Übergängen zwischen der Spinnpumpe und der Schmelzeleitung bzw. den Verteilerleitungen oder ein Defekt der Spinnpumpe zu verstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Spinnen von Fäden zu schaffen, die eine konstante Temperatur der Schmelze während der Schmelzeführung in den Komponenten gewährleistet und die Reparatur der Anschlussfläche an die Spinnvorrichtung und Pumpe sowie Demontage der Spinnpumpe im Falle einer Havarie zu vereinfachen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß an Hand der in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spinnen von Fäden weist einen Heizkasten auf. In einen solchen Heizkasten kann beispielsweise dampfförmiges Heizmedium eingebracht werden, das im Rahmen eines Kreislaufes wieder aus dem Heizkasten herausgeführt wird. In dem Heizkasten sind mehrere Spinndüsen angeordnet, wobei hierunter zu verstehen ist, dass die Spinndüsen sowohl direkt im Heizkasten als auch in einer Vertiefung in der Wand des Heizkastens eingelassen sein können. Ferner ist außen an dem Heizkasten eine Spinnpumpe angeordnet. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Planetenradpumpe mit einem Eingang und mehreren Ausgängen handeln. Darüber hinaus sind eine zu der Spinnpumpe führende Schmelzeleitung, mehrere von der Spinnpumpe zu den Spinndüsen führende Verteilerleitungen und ein die Spinnpumpe umgebender Heizmantel vorgesehen. Erfindungsgemäß ist der Heizmantel lösbar auf dem Heizkasten aufgesetzt und befestigt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Spinnpumpe einerseits durch den Heizmantel in ausreichendem Maße beheizt werden kann, so dass eine konstante Temperatur der Schmelze während der Schmelzeführung in den Komponenten gewährleistet ist, und andererseits die Spinnpumpe im Falle einer Havarie leicht demontiert und Pumpe sowie Dichtfläche am Heizkasten leicht repariert werden können. So kann der lösbar auf dem Heizkasten befestigte Heizmantel bei einem Funktionsausfall der Spinnpumpe abgenommen werden, so dass Spinnpumpe und Anschlussfläche (Dichtfläche) leicht zugänglich sind. Auch im Falle einer Leckage, die insbesondere an den Übergangsstellen zwischen der Spinnpumpe und der Schmelzeleitung bzw. den Verteilerleitungen auftreten kann, ist die Vorrichtung von Nutzen. In diesem Fall füllt sich der vom Heizmantel umschlossene Raum mit der austretenden Schmelze, die hier aushärtet. Um das ausgehärtete Material zusammen mit der Spinnpumpe zu entfernen, muss lediglich der Heizmantel und die Spinnpumpe gelöst und abgenommen werden. Das Entfernen des ausgehärteten Materials aus dem Heizmantel und von der Spinnpumpe kann nun an einem anderen Ort erfolgen, während an der Vorrichtung bereits eine neue Spinnpumpe sowie ein neuer Heizmantel angebracht werden kann, um den weiteren Betrieb der Vorrichtung zu gewährleisten und die Ausfallzeiten zu minimieren. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Heizmantel mittels Schrauben auf dem Heizkasten befestigt. Besonders bevorzugt ist es, den Heizkasten mittels Punktschweißungen auf dem Heizkasten zu befestigen, da Punktschweißungen einerseits die notwendige Befestigung bewirken und andererseits ein leichtes Lösen des Heizmantels von dem Heizkasten ermöglichen. Die Punktschweißungen können mit einfachen Werkzeugen zerstört werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Heizkasten eine außen aufgesetzte Trägerplatte auf, auf der die Spinnpumpe angeordnet und der Heizmantel aufgesetzt und befestigt ist. Eine solche Vorrichtung lässt sich besonders einfach herstellen, da die Trägerplatte unabhängig von dem Rest des Heizkastens hergestellt und bearbeitet werden kann. Dies ist insofern von Vorteil, als dass die Trägerplatte, die ja die Anschlussfläche für die Spinnpumpe bildet, sehr genau gefertigt werden muss, um ein Abdichten der Spinnpumpe ohne zusätzliche Dichtungsmaterialien zu ermöglichen und ein Austreten der Schmelze zu verhindern. Eine hohe Dichtigkeit der Vorrichtung ist somit gewährleistet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Trägerplatte einen radial nach außen vorstehenden, umlaufenden Kragen auf. Der umlaufende Kragen, auf dem der Heizmantel aufgesetzt und befestigt ist, ist von der Oberfläche des Heizkastens beabstandet. Auf diese Weise bleibt der Heizmantel dem Heizkasten gegenüber weitgehend thermisch unbeeinflusst, so dass eine einfache Steuerung der beiden Heizkreisläufe möglich ist. Durch die Erfindung ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass Heizmantel und Heizkasten einen gemeinsamen Heizkreislauf haben.
Vorzugsweise sind bei in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung in der Trägerplatte eine Einlassöffnung zur Schmelzezufuhr über die Schmelzeleitung in die Spinnpumpe und mehrere Auslassöffhungen zur Schmelzeabfuhr aus der Spinnpumpe in die Verteilerleitungen vorgesehen. Um neben der Spinnpumpe und der Spinndüse auch die anderen Komponenten der Vorrichtung zu beheizen, sind die Verteilerleitungen und auch zumindest teilweise die Schmelzeleitung in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Heizkasten angeordnet. Auf diese Weise wird die Temperatur der Schmelze während der gesamten Schmelzefuhrung, nämlich auch innerhalb der Leitungen, auf einem konstanten Niveau gehalten.
Um auch den Abschnitt der Schmelzeleitung, der sich zwischen dem Heizkasten und einer Schmelzezuführeinrichtung (z. B. Extruder) erstreckt, beheizen zu können, weist der Heizkasten einen rohrformigen, vorstehenden Ansatz auf, durch den sich die Schmelzeleitung erstreckt. Innerhalb des rohrformigen Ansatzes, der einen Teil des Heizkastens bildet, wird die Schmelzeleitung somit in den Bereich des Heizkastens geführt, in dem sich die Spinndüsen befinden. Auf diese Weise nimmt die Schmelze auf Ihrem Weg von der Schmelzezuführeinrichtung zur Spinnpumpe keine niedrigere Temperatur als in den anderen Abschnitten der Vorrichtung an.
Vorzugsweise ist der Heizmantel als Doppelrohrmantel ausgebildet und verfügt über einen Zu- und Ablauf für ein Heizmedium. Unter einem Doppelrohrmantel ist ein Mantel zu verstehen, dessen Innenseite von einem ersten Rohr mit kleinerem Druckmesser und dessen Außenseite von einem zweiten Rohr mit größerem Durchmesser gebildet wird, wobei sich zwischen den beiden ein Zwischenraum ausbildet.
Um die Montage bzw. Demontage der Spinndüsen zu vereinfachen, sind diese in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung innerhalb einer Reihe von nach außen weisenden Vertiefungen in der Heizkammer angeordnet, wobei die Reihe von Vertiefungen von dem Innenraum des Heizkastens umschlossen ist. Letzteres bewirkt, dass das Heizmedium innerhalb des Heizkastens die Vertiefungen umgeben und somit eine sehr gleichmäßige Erwärmung der darin eingesetzten Spinndüsen bewirken kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen der Heizkasten und der Heizmantel jeweils einen eigenen Heizkreislauf auf. Auf diese Weise ist eine unterschiedliche Erwärmung der Komponenten möglich, so dass einem etwaigen Temperaturunterschied, der z.B. durch Druckunterschiede in den Komponenten entsteht, durch entsprechende Steuerung entgegengewirkt werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefugten Figuren eingehender erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in geschnittener Darstellung und Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1.
Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Teilansicht. Fig. 2 zeigt die Vorrichtung von Fig. 1 zum besseren Verständnis in einer perspektivischen Darstellung, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen auf die Darstellung einiger in Fig. 1 gezeigten Komponenten verzichtet wurde.
Die Vorrichtung 2 zum Spinnen von Fäden weist im Wesentlichen einen Extruder 4 oder eine andere schmelzeproduzierenden Einheit, beispielsweise einen Reaktor, einen Spinnbalken 6 und mehrere nachgeschaltete Einrichtungen zur Weiterbearbeitung der entstandenen Fäden auf, wobei auf die Darstellungen der nachgeschalteten Einrichtungen verzichtet wurde. Der Spinnbalken 6 besteht im Wesentlichen aus einem Heizkasten 8, eine oder mehrere Spinnpumpen 10, von denen lediglich eine dargestellt ist, mehreren Spinndüsen 12, auf deren Darstellung in Fig. 2 verzichtet wurde, und jeweils einem Heizmantel 14 für die Spinnpumpen 10.
Der Heizkasten 8 weist mindestens einen Einlass und einen Auslass (nicht dargestellt) für ein Heizmedium, wie beispielsweise Diphyldampf, auf, so dass das Heizmedium in den umschlossenen Innenraum 16 des Heizkastens 8 gelangen kann. In der Fadenaustrittsseite des Heizkastens 8 ist eine Reihe von zylindrischen oder rechteckigen Vertiefungen 18 vorgesehen, die nach außen weisen (Fig. 2). In den Vertiefungen sind die Spinndüsen 12 angeordnet, so dass die Spinndüsen 12 sinngemäß in dem Heizkasten 8 angeordnet sind, ohne allerdings unmittelbar im Innenraum 16 des Heizkastens 8 angeordnet zu sein. Die Reihe der Vertiefungen 18 ist von dem Innenraum 16 des Heizkasten 8 umschlossen, so dass die Spinndüsen 12 durch das Heizmedium über die Wand der Vertiefungen 18 beheizt werden können.
Der Heizkasten 8 weist ferner einen rohrformigen, vorstehenden Ansatz 20 auf, dessen umschlossener Raum 22 in Strömungsverbindung mit dem Innenraum 16 des Heizkastens 8 steht. Der rohrförmige Ansatz 20 erstreckt sich bis zu dem Extruder 4, wo er stirnseitig verschlossen ist, um ein Austreten des Heizmediums zu verhindern.
Auf der den Vertiefungen 18 abgewandten Seite des Heizkastens 8 ist eine von außen aufgesetzte Trägerplatte 24 vorgesehen. Die Trägerplatte 24 ist kreisrund ausgebildet und innerhalb einer kreisrunden Aussparung 26 in dem Heizkasten 8 derart befestigt, dass dessen Dichtigkeit gewährleistet ist. Durch die Trägerplatte 24 erstrecken sich eine Einlassöffhung 28 und mehrere Auslassöffnungen 30. An der dem Heizkasten 8 abgewandten Seite der Trägerplatte 24 ist ein radial nach außen stehender, umlaufender Kragen 32 vorgesehen. Der Kragen 32 ist also in der Art eines Flansches ausgebildet. Der Kragen 32 ist von der Oberfläche des Heizkastens 8 beabstandet (a), wie dies insbesondere in Fig.l zu erkennen ist. In der nach außen weisenden Stirnseite der Trägerplatte 24 ist ferner eine umlaufende Nut 34 vorgesehen, die eine Anschlussfläche 36 umschließt. Die Spinnpumpe 10, bei der es sich beispielsweise um eine Planetenradpumpe handeln kann, ist außen an dem Heizkasten 8 angeordnet. Sie ist dabei an der Anschlussfläche 36 der Trägerplatte 24 derart befestigt, dass flüssige Schmelze über die Einlassöffnung 28 in die Spinnpumpe 10 gelangen und durch die Auslassöffnungen 30 wieder austreten kann. Die Spinnpumpe 10 ist femer von dem Heizmantel 14 seitlich umgeben, wobei auch eine Abdeckung nach oben vorgesehen sein sollte, auf deren Darstellung aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit verzichtet wurde.
Der Heizmantel 14 ist als so genannter Doppelrohrmantel ausgebildet, d.h. er besteht im Wesentlichen aus einem innenliegenden Rohr 38 und einem außenliegenden Rohr 40, zwischen denen ein ringförmiger Raum 42 für ein Heizmedium angeordnet ist. Bei einer elektrischen Beheizung findet nur ein einzelnes Rohr Verwendung, das von Heizbändern umschlossen ist. Die Stirnseiten dieses Raumes 42 sind verschlossen, um dessen Dichtigkeit zu gewährleisten. Der Heizmantel 14 weist femer einen Zulauf 44 und einen Ablauf 46 für das Heizmedium auf. Das Heizmedium kann in einem Heizkreislauf (nicht dargestellt) geführt werden, der mit dem Heizkreislauf für den Heizkasten 8 verbunden sein kann, vorzugsweise aber als separater Heizkreislauf ausgebildet ist.
Der Heizmantel 14 ist lösbar auf dem Heizkasten 8 aufgesetzt und befestigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Heizmantel 14 auf der Trägerplatte 24 des Heizkastens 8, genauer gesagt auf dem Kragen 32 der Trägerplatte 24, lösbar aufgesetzt und befestigt. Die lösbare Befestigung ist vorteilhafterweise durch voneinander beabstandete Punktschweißungen 48 zwischen dem Kragen 32 der Trägerplatte 24 und dem Heizmantel 14 realisiert. Die Punktschweißungen 48 gewährleisten einerseits einen sicheren Halt des Heizmantels 14 und andererseits eine einfache Lösbarkeit durch herkömmliche Werkzeuge. Selbstverständlich kann die lösbare Befestigung auch durch Schrauben o.a. realisiert werden, jedoch ist die dargestellte Ausführung aus vorstehenden Gründen bevorzugt. Die Vorrichtung 2 weist femer mindestens eine Schmelzeleitung 50 pro Spinnpumpe 10 auf. Die Schmelzeleitung 50 erstreckt sich ausgehend von dem Extruder 4 durch den rohrformigen Ansatz 20 bis in den Innenraum 16 des Heizkastens 8, um in die Einlassöffhung 28 in der Trägerplatte 24 zu münden. In dem Innenraum 16 des Heizkastens 8 verlaufen weiterhin mehrere Verteilerleitungen 52, die ausgehend von den Auslassöffnungen 30 in der Trägerplatte 24 zu den Spinnpumpen 12 in den Vertiefungen 18 führen. Um eine Verbindung zwischen den Verteilerleitungen 52 und den Spinnpumpen 12 herstellen zu können, sind in der Wand den Vertiefungen 18 entsprechende Öffnungen 54 vorgesehen.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 2 wird nachfolgend beschrieben. Der Extruder 4 extrudiert die Schmelze in die Schmelzeleitung 50, die durch das Heizmedium (nicht dargestellt) im Raum 22 des rohrformigen Ansatzes 20 und im Innenraum 16 des Heizkastens 8 beheizt wird. Über die Schmelzeleitung 50 gelangt die Schmelze in die Spinnpumpe 10. Die Spinnpumpe 10 wird durch den sie umgebenden Heizmantel 14 beheizt. Über die Verteilerleitungen 52 wird die Schmelze schließlich zu den Spinndüsen 12 gefördert, aus denen die Schmelze in Form vieler einzelner Fäden 56 austritt, um anschließend weiterverarbeitet zu werden.
Gelegentlich sind die Funktionsausfälle einer Vorrichtung zum Spinnen von Fäden auf eine Leckage an der Spinnpumpe oder im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Spinnpumpe und Heizkasten zurückzuführen. Dem wirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der dargestellten Ausführungsform zunächst insofern entgegen, als dass eine von außen aufgesetzte, also zunächst als separates Einzelteil gefertigte, Trägerplatte 24 vorgesehen ist. Da die Trägerplatte 24 zunächst als Einzelteil gefertigt werden kann, bevor diese auf den Heizkasten aufgesetzt wird, ist eine wesentlich genauere Fertigung der Anschlussfläche 36 für die Spinnpumpe 10 möglich. Auf diese Weise wird insbesondere einer Leckage an der Verbindungsstelle zwischen der Trägerplatte 24 und der Spinnpumpe 10 entgegengewirkt.
Wenn es bei herkömmlichen Vorrichtungen zu einer Leckage kommt, so tritt die Schmelze im Bereich der Spinnpumpe aus, um anschließend auszuhärten. Sowohl die Demontage der Spinnpumpe als auch die Reparatur derselben gestaltet sich dann sehr schwierig. Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass der lösbare Heizmantel 14 mitsamt der darin ausgehärteten Schmelze und der umgebenen Spinnpumpe 10 gelöst werden kann, um einfach entfernt und anderen Ortes repariert zu werden. In der Zwischenzeit kann bereits eine neue Spinnpumpe sowie ein neuer Heizmantel an dem Spinnbalken 6 angebracht werden, so dass die Vorrichtung 2 weiterhin betrieben werden kann. Das Lösen der Punktschweißungen 48 kann einfach mittels eines angesetzten Hebels oder Keiles erfolgen.
Der Betrieb von Heizkasten 8 und Heizmantel 14 mittels voneinander getrennter Heizkreisläufe ermöglicht femer eine unabhängige Beheizung der Komponenten, die auf Grund Ihrer Arbeitsweise unterschiedliche Temperaturen hervorrufen können. So steigt beispielsweise die Temperatur innerhalb der Spinnpumpe 10 wegen des hohen Drucks darin stärker an, so dass ein Temperaturunterschied zwischen der Schmelze in der Schmelzeleitung 50 und der Schmelze in der Spinnpumpe 10 entstehen kann. Mittels einer unterschiedlichen Beheizung kann somit eine konstante Temperatur der Schmelze während der Schmelzeführung in den Komponenten gewährleistet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Spinnen von Fäden (56) mit einem Heizkasten (8), mehreren in dem Heizkasten (8) angeordneten Spinndüsen (12) und mindestens einer außen an dem Heizkasten (8) angeordneten Spinnpumpe (10), wobei eine zu der Spinnpumpe (10) führende Schmelzeleitung (50), mehrere von der Spinnpumpe (10) zu den Spinndüsen (12) führende Verteilerleitungen (52) und ein die Spinnpumpe (10) umgebender Heizmantel (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (14) lösbar auf dem Heizkasten (8) aufgesetzt und befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (14) mittels Schrauben, vorzugsweise mittels Punktschweißungen (48), auf dem Heizkasten (8) befestigt ist,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkasten (8) eine außen aufgesetzte Trägerplatte (24) aufweist, auf der die Spinnpumpe (10) angeordnet und der Heizmantel (14) aufgesetzt und befestigt ist.
4. Vorrichtung nach Anspmch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (24) einen radial nach außen vorstehenden, umlaufenden Kragen (32) aufweist, der von der Oberfläche des Heizkastens (8) beabstandet (a) ist und auf dem der Heizmantel (14) aufgesetzt und befestigt ist.
5. Vorrichtung nach Anspmch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trägerplatte (24) eine Einlassöffhung (28) zur Schmelzezufuhr über die Schmelzeleitung (50) in die Spinnpumpe (10) und mehrere Auslassöffhungen (30) zur Schmelzeabfuhr aus der Spinnpumpe (10) in die Verteilerleitungen (52) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerleitungen (52) und auch zumindest teilweise die Schmelzeleitung (50) in dem Heizkasten (8) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkasten (8) einen rohrformigen, vorstehenden Ansatz (20) aufweist, durch den sich die Schmelzeleitung (50) erstreckt
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (14) als Doppelrohrmantel ausgebildet ist und über einen Zu- und Ablauf (44; 46) für ein Heizmedium verfugt.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse (12) innerhalb einer Reihe von nach außen weisenden Vertiefungen (18) in dem Heizkasten (8) angeordnet sind, wobei die Reihe von Vertiefungen (18) von dem Innenraum (16) des Heizkastens umschlossen ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkasten (8) und der Heizmantel (14) jeweils einen eigenen Heizkreislauf aufweisen.
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