用于纱线热处理的封闭式接触加热器组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了封闭式加热器型接触加热器组件，其便于纱线的热处理，具有开放式加热器型接触加热器的质量。接触加热器组件包括加热器管，其具有衬管，结合有连续小半径的导入和导出纱线导向表面。这些小半径纱线导向表面脱敏纱线控制装置的设置，允许纱线在封闭式接触加热器组件上全面和一致的接触。纱线导向表面可弹性地安装，以确保所述导向表面精确配合到衬管上，从而自动地补偿了其多个容许误差。小半径导向表面形成了连续的进口和出口部分，具有比加热器管的接触表面的纵向半径小得多的半径。
【专利说明】用于纱线热处理的封闭式接触加热器组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于拉伸变形丝或膨化长丝生产的接触加热器，更具体地涉及封闭加热或管式接触加热器组件，其通常用在假捻变形机的主要区域中。
【背景技术】
[0002]在纺织工业合成纱的加工中，热处理是该加工的重要组成部分，因为它影响纱线的两个结晶度，继而影响所述纱线的整体水平和上染率。因此对于生产质量优良的纱线来说必不可少的是，该热处理是在加工过程的每个阶段中持续进行的。
[0003]通常，热处理的主要方法是操作纱线穿过接触加热器，其包括纱线接触的加热表面。该加热器表面沿其长度弯曲，以确保纱线对于其整个长度保持紧密接触。利用该接触加热器，纱线的加热主要是通过热传导，并且所述加热器表面的温度通常设置为接近但稍高于目标纱线的温度。在这种情况下，如果纱线在所述加热器表面上的停留时间是足够的，纱线的温度将非常接近加热表面的温度。在用于处理这些纱线的机器中的通常做法是在所述接触加热器上的停留时间在0.1秒和0.2秒之间，这由长度在1.5m和2.5m之间的接触加热器所提供，具有的纱线加工速度通常在600至1200m/min的范围内。
[0004]在这些工艺条件下，在加热表面的温度或纱线接触该加热表面的长度的任何变化将导致加热器表面的出口处的纱线温度的变化，从而导致所述纱线整体水平和上染率的变化。
[0005]当用于假捻变形机的主要区域中时，纱线接触该加热表面还提供了稳定纱线的辅助功能。由于在纱线加捻中使用的高旋转速度，这是必要的。没有这种稳定，这个过程往往会变得不稳定，导致处理速度的限制或成纱质量的短期变化。
[0006]本领域中有两种类型的接触加热器是已知的，即开放式加热器和封闭式加热器。在开放式加热器和封闭式加热器中，通过沿所述表面长度的弯曲，保持纱线直接与加热器表面接触，其中所述弯曲的最佳水平通常在约5米到20米的范围中。
[0007]接触加热器的开放式加热器型的一般特征为具有打开的门或槽，从而使纱线绕在接触加热器的表面上。在正常情况下，当使用汽相加热时，该接触表面形成在管的外侧上——该管是加热器锅炉组件的一部分——并因此通过传热流体蒸气直接从管的内侧加热。该接触表面通常是V形的，纱线在该V形底部运行，并具有耐磨表面或涂层，以防止纱线损坏所述表面。
[0008]在纹理区的丝线布置中，为了确保纱线保持在整个长度内接触加热表面，纱线控制装置在加热器接触表面的入口和出口处设定了纱线角度。这些纱线控制装置可包括陶瓷导丝器，其通常为移动导丝布置的部分，或是纹理区的相邻部分，如冷却板或送纱系统。
[0009]然而，由于加热器表面的大半径，以这样的方式设置这些纱线控制装置以确保100%接触所述加热器表面而不在加热器表面的端部产生缠绕是不切实际的，这将导致纱线与表面的高压且破坏纱线和所述接触表面的端部。为了脱敏纱线控制装置的设定并使所述安置有实用性，接触表面的端部不终止于尖锐的边缘，而是结合有导入和导出部分一通常长达100mm，具有明显较小的半径一通常在50至200mm的范围内。对于本文档的目的，这些导入/导出部分以下简称为小半径导向面，在此简称为“SRGS”。
[0010]这使得纱线控制装置以实际的方式设置，以提供在这些导入/导出部分上的小缠绕，通常在I至10°的区域中。这会导致加热器表面上一致的纱线接触长度却没有在非常小的表面半径上的高接触压力的风险。接触加热器的封闭式加热器型的一般特征为具有在圆形管的内表面中的接触面的管式加热器。
[0011]在正常情况下，当使用汽相加热时，该接触表面由管的内表面形成。也是正常的是，这种内表面包括衬管，其直接与内加热器管表面接触，反过来又由传热流体蒸汽直接加热。这种布置有利于除去上述衬管以进行清洗，或在损坏或磨损的情况下进行更换。由于替换所述衬管很简易，它通常由不锈钢制成，不需要进行表面处理或涂层来保护所述表面免受纱线的磨损。
[0012]这些可拆卸的衬管不包括短的入口和出口部分，且具有相当小的半径，因为产生的形状变化会阻止其插入和拔出。因此，纹理区的丝线布置设计为确保纱线不缠绕到这些衬管的端部上，因为这种接触会迅速损坏加热管，随后会损坏纱线。通常情况下小孔导向器被用来控制纱线在衬管的入口和出口的位置，以这样的方式提供纱线与加热器接触面的半径在切线方向(tangentially)接触。所述小孔导向器通常固定在加热器内管的中心线并由于所述导向器具有比加热器管的内径小的内径，它们保证了纱线不接触和磨损加热器管的端部。在这种布置中，2米的加热器具有17米的半径，加热器:有7.5mm内径的衬管和内径5mm的小孔导向器，在加热器上的最大接触是1535mm，并且取决于公差，纱线的入口和出口位置与所述小孔导向器的距离可少至1030mm。这种短的和可变的接触长度主要导致了低的和可变的热处理，这反过来导致了低膨松纱具有实质的质量变化。此外，该短的和可变的接触长度导致了纱线的稳定性问题，而这反过来造成工艺问题，包括但不限于:短期不稳定、湍振和高水平的拉张变异系数。这种纱线接触长度的变化是纱线质量差的根本原因，封闭式的管状加热器也是如此。
[0013]由于上述原因——在阅读和理解了本说明书后将对本领域技术人员变得很明显——需要改进的封闭接触式加热器组件，用于纱线的热处理，其克服了现有技术的所有缺点。
[0014]发明目的
[0015]本发明的目的是提供有利于纱线热处理的封闭式加热器型接触加热器组件，通过保证纱线与加热表面的充分和恒定接触，该组件比开放式接触加热器优质。
[0016]本发明的另一个目的是保持或提高封闭式接触加热器相比于开放式接触加热器在功率效率方面的优势。
[0017]本发明的另一个目还提供了上面所述的改善，同时保留了用于从其去除衬管的设施。
【发明内容】
[0018]本发明公开了封闭式接触加热器组件，用于纱线的热处理。该封闭式接触器组件包括加热器管，具有同轴地安装在其中的衬管。该加热器管具有连续的SRGS入口和出口部分，该部分具有比加热器接触表面的主要纵向半径小得多的半径。该SRGS可以是单独部件，永久性并牢牢性地固定到所述衬管上，或可选择地该SRGS可弹性地安装以允许它与衬管自对准，从而自动补偿其多个容许误差。
[0019]附连到所述衬管的SRGS形成了连续的入口和出口部分，该部分具有比加热器管的接触表面的纵向半径小得多的半径。
[0020]这些SRGS复制了导入和导出部分，这是通常结合在开放型接触加热器中，并方便使用类似的纱线控制装置，以设定纱线的进入和退出角度，以使纱线接触保持在封闭式接触加热器表面的整个长度上。
[0021]该SRGS优选可拆卸地连接到衬管的至少一端上，以便于从封闭式加热器去除所述衬管以进行更换或清洗。然而，SRGS可永久地附连到衬管的两端上。小半径导向表面是由金属制成，具有在其内表面上的耐磨涂层。然而，小半径导向表面可由陶瓷材料制成。可选择地，小半径导向表面可由硬结晶材料制成。当小半径导向表面弹性地安装时，这可优选的借助于柔性材料来实现，但是也可通过其它已知的工程技术来实现。所述小半径导向表面的纱线引导半径可通常在5至200_的范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是根据本发明构造的具有位于其中的较小半径导向表面的封闭式加热器组件的侧视图；
[0023]图2是图1的封闭式加热器组件沿线2-2的剖面正视图；
[0024]图3示出了图2的封闭式加热器组件的放大前剖视图；
[0025]图4示出了图1的封闭式加热器组件的小半径导向表面的优选实施方式的透视图；
[0026]图5是图4的小半径导向表面的前视图；
[0027]图6是图4的小半径导向表面沿线6-6的前部剖视图；
[0028]图7是图1的封闭式加热器组件的小半径导向表面的可选择实施方式的正视图；以及
[0029]图8是图7的小半径导向表面沿线8-8的前部横截面剖视图。
【具体实施方式】
[0030]本文所述的发明是使用特定的示例性细节或更好地理解来说明的。然而，所公开的发明可由本领域技术人员实现，无需使用这些具体的细节。本发明的上述目的以及现有技术、技术和方法相关的问题和缺点都是通过在下面优选的实施方式中描述的本发明而得以实现以及克服的。
[0031]在本说明书中提及的“优选实施方式”意味着详细描述的特定特征、结构、特性或功能，从而省略了公知的结构和功能，用于清楚描述本发明。
[0032]参照图1-2，示出了根据本发明的封闭式加热器组件10。封闭式加热器组件10包括加热器内管12，其通过弹性安装架18连接到提取管夹持器14上，从而具有同轴地定位在其中的SRGS16。加热器管12具有连续的SRGS入口和出口部分，该部分具有比加热器接触面的主要纵向半径小得多的半径。在这一个优选实施方式中，加热器管12、管夹持器14和SRGS16沿着中心垂直轴线X-X同轴地互连。该SRGS16沿着中心垂直轴线X-X弹性支撑在弹性安装架18中，以便于在其定位过程中为SRGS16自动公差补偿。
[0033]如图2-3所示，加热器管12具有内径20和外径22。内径20适于限定用于在其中定位衬管24的通道。在这一个优选实施方式中，SRGS16通过在中心垂直轴线X-X的两侧保持预定间隙26而连接到衬管24上。间隙26有助于SRGS16相对于加热器内管12的挠曲，从而允许衬管24精确地与SRGS16配合。此外，间隙26减小对SRGS16的热传导，大幅提高了加热器组件10的效率。
[0034]外径22适于在其上定位弹性安装架18。在此一实施方式中，弹性安装架18优选地具有管状结构。然而，该弹性安装架18的形状也可在本发明的其它替代实施中变化。在此一实施方式中，该弹性安装架18是由柔性材料如橡胶制成，然而可以理解的是，本领域中众所周知的其它类型的弹性安装架也可用于弹性安装架18的其它可选择实施方式中。弹性安装架18具有上端部28和底端部30。上端部28与加热器管12的外径20过盈配合。底端部30限定了适于SRGS16由此插入或移除的埋头孔32。然而，这里应当理解的是通过底端部30去除SRGS16不是加热器组件10的日常维护的一部分。
[0035]参照图4_6，SRGS16由第一部分32、第二部分34以及第三部分36限定，这三部分沿着中心轴线Y-Y —体地彼此连接。在此应当理解的是，在将SRGS16定位于所述弹性安装架18中的过程中时，该中心轴线Y-Y与中央垂直轴线X-X共线。在此优选实施方式中，该SRGS16优选地由不锈钢材料制成。第一部分32包括锥形孔38，其优选地以相对于垂直中心轴线Y-Y的轴线约170°的角度延伸。第二部分34包括逐渐发散的径向开口 40，其具有半径R75，在此实施方式中约为75mm。然而，这里理解的是，大范围的不同半径可成功地用于SRGS16的其它可选择实施方式中，其中较大的半径具有最小化纱线应力和表面磨损的优点，同时较小的半径减少了空间要求。例如，当SRGS16的内表面用表面处理方法，如簇绒骑(Tuft riding)或陶瓷涂层等类似方法处理时，SRGS16可具有的半径通常降至20mm,这些涂层提供足够的耐磨性，同时允许在制造中实现微细的公差。用于SRGS16的涂覆金属的使用还具有匹配衬管24的膨胀系数的优点，从而使配合公差问题最小化。此外，SRGS16可由固体陶瓷或较硬的晶体材料如蓝宝石制成，以提供优良的耐磨损性并允许在本发明的其它可选择实施方式中使用小半径。
[0036]在此优选实施方式中，第一部分32具有与衬管外径相匹配的内径Dl。第一和第二部分32、34各具有外径D2，其在此实施方式中约为11.7mm。第二部分34具有与衬管内径相匹配的内径D3。第三部分36优选具有直径D4，其在此实施方式中约为16mm。SRGS16具有一对相对的沿着所述第一部分32和第二部分34的交界处限定的凹槽42。在此优选实施方式中，SRGS16优选地具有23mm的整高H1。第一部分32具有8mm的高度H2。第二部分34具有12mm的高度H3。第三部分36具有3mm的高度H4。第三部分36有倒角表面44，其具有3mm的半径R3。
[0037]在此实施方式中，SRGS16具有内部结构，其专门适用于克服配合公差问题，以及与封闭式加热器10相关联的其它限制。该内部结构使SRGS16与衬管24的半径连续集成，其中所述SRGS16直接与衬管24对准，从而保持所述设备简单地去除衬管24进行清洗或更换。SRGS16有利于连续的SRGS入口和出口部分，其具有比加热器管12的接触表面的主要纵向半径小得多的半径。在这里理解的是，利用自动补偿SRGS16的位置和衬管24的端部之间的容许误差，衬管24自动与SRGS16对准和相配合。另外，在弹性安装架18中安装SRGS16还有助于实现自动补偿，从而允许插入后SRGS16与衬管24对准。
[0038]参照图7-8，示出了 SRGS16的可选择实施方式。该SRGS16由第四部分46、第五部分48和第六部分50限定，这三部分沿着中心轴线Z-Z —体地彼此连接。在此应当理解的是，在弹性安装架18内定位SRGS16的过程中，该中心轴线Z-Z与中央垂直轴线X-X共线。第四部分46包括一对相对的锥形52，其优选地相对于中心轴线Z-Z以大约5°的角度延伸。第五部分48包括逐渐发散的径向开口 54，其在此实施方式中具有75mm的半径R75。在这可选择的实施方式中，第四部分46具有内径D5，其范围约为8mm-8.05mm。在此实施方式中，SRGS16具有约12.6mm的外径D6。第五部分48具有内径D7，其范围约为7.48mm-7.52mm。在此可选择的实施方式中，SRGS16在此优选实施方式中优选地具有23mm的整高H5。第四部分46具有5mm的高度H6。第五部分48具有3mm的高度H7。第六部分50具有15mm的高度。第六部分50具有倒角面56，其具有3mm的半径R3。
[0039]在此可选择的实施方式中，衬垫管24利用永久嵌合装置诸如例如紧密配合装置、压配合装置、收缩配合装置等类似装置连接到SRGS16上。然而，可以理解的是，衬管24利用适当的公差连接到SRGS16上，其中SRGS16和衬管24的配合以及永久固定优选是在加热管12的一端上。
[0040]在这可选择的实施方式中，取消了去除加热器衬管12的设施，因为SRGS16完全集成到加热管12的内接触表面上。在该实施方式中，用于衬管24的整个内表面的抗磨损涂层的使用是必要的。
[0041]参照图1-8，在操作中，封闭式加热器组件10提供了开放式和封闭式接触加热器的双重优点。封闭式加热器组件10产生了最好质量的纱线，其与开放式加热器生产的纱线质量相当，同时提供并保持了封闭式加热器的大量功率效率方面的好处。
[0042]在操作中，使用SRGS16提供了小的半径导向表面，其与衬管24的表面是连续的，这有利地使纱线连续地沿着所述衬管24的内表面保持，从而取消了在封闭式加热器中使用小孔的需要。在操作中，弹性安装架18直接将该SRGS16与衬管24对准，同时保持该设施简单地去除所述衬管24进行清洗或更换。此外，除了去除所述衬管24，SRGS16有利地方便了衬管24具有在其中便利的短入口和出口部分。SRGS16有利地消除了公差问题以及与封闭式加热器相关联的其它限制，从而使SRGS16与衬管24的半径连续地集成。在操作中，加热器管12可具有SRGS16与衬管24的配合和永久固定。
[0043]在操作中，衬管24自动与SRGS16对准和相配合，从而提供了 SRGS16的位置和衬管24的端部之间的容许误差的自动补偿。该自动补偿由在弹性安装架18中安装SRGS16来实现，它允许SRGS16获得与衬管24的充裕对准。在操作中，SRGS16提供了大范围的不同半径，使得较大的半径具有最小化纱线应力和表面磨损的优点，而较小的半径减少了空间要求。
[0044]本发明【具体实施方式】的前述描述已经呈现用于说明和描述。它们不是为了穷举或将本发明限制为所公开的明确形式，显然许多修改和变化根据上述教导是可能的。
[0045]本实施例的选择和描述是为了最好地解释本发明的原则及其实际应用，从而使本领域的其它技术人员能够最好地利用本发明和具有各种为适合预期的特定用途的修改的各种实施方式。应当理解的是，根据环境考虑的各种省略和等同替换是可想到或方便实施，但这样的意图是为了覆盖应用或实施，而不脱离本发明的精神或范围。
【权利要求】
1.用于纱线热处理的封闭式接触加热器组件，该封闭式接触加热器组件包括: 具有同轴地定位在其中的衬管的加热器管，该加热器管具有连续的小半径导向面入口和出口部分，该部分具有比加热器接触表面的主要纵向半径小得多的半径。
2.根据权利要求1所述的封闭式接触加热器组件，其中所述衬管准确地与小半径导向面入口和出口部分配合，以有效地提供基本上连续的内表面，使得小半径导向面入口和出口部分具有比加热器的主纵向半径小得多的半径。
3.根据权利要求2所述的封闭式接触加热器组件，其中小半径导向面部分可拆卸地附连在衬管中。
4.根据权利要求2所述的封闭式接触加热器组件，其中小半径导向面部分永久地附连在衬管中。
5.根据权利要求1所述的封闭式接触加热器组件，其中小半径导向面部分具有介于5mm至200mm的半径。
6.根据权利要求2所述的封闭式接触加热器组件，其中所述匹配小半径导向面部分具有介于5mm至200mm的半径。
7.根据权利要求3所述的封闭式接触加热器组件，其中一个或两个入口和出口导向表面是弹性安装的。
8.根据权利要求2所述的封闭式接触加热器组件，其中所述衬管能从所述组件去除以用于其清洁和更换。
9.根据权利要求2所述的封闭式接触加热器组件，其中小半径导向面是由具有其内表面上的耐磨涂层的金属制成。
10.根据权利要求2所述的封闭式接触加热器组件，其中小半径导向面由硬结晶材料制成。
11.根据权利要求7所述的封闭式接触加热器组件，其中所述弹性安装架由柔性材料制成。
【文档编号】D02G1/02GK104342801SQ201410379608
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】马尔科姆·杰弗里·欣奇利夫 申请人:T-马克有限公司, 安松纺织工程实业私人有限公司