用于熔纺和冷却长丝束的装置的制作方法

本发明涉及用于熔纺和冷却长丝束的装置。

背景技术：

在合成纤维束或纱线的熔纺中，许多纤细条状长丝通过纺丝喷嘴的喷丝孔被挤出。为此，纺丝喷嘴在高压下被供给熔融聚合物。为了形成纤维束或多根丝线，许多条形长丝集合或呈束状会集。在会集之前，长丝通过冷风流被冷却，从而长丝的熔体流状态在离开喷丝孔之后被转化为固化状态。所有长丝均匀冷却对长丝束或纱线质量很有意义。因此，尤其针对短纤维制造知道了将许多刚挤出的长丝送入环形的冷却甬道，外冷风流在冷却甬道中作用于长丝束。这样的装置例如由DE102010024761A1公开了。

该已知装置具有纺丝喷嘴，其包括环形布置的多个喷丝孔用于产生许多长丝。在纺丝喷嘴下方形成在径向上在透风的内吹风壁和透风的外吹风壁之间延伸的环形的冷却甬道。内吹风壁与内吹风室合作，而外吹风壁与外吹风室合作，它们可与一个或多个冷风源相连。就此而言，在冷却甬道内产生在径向上从外向内流动的冷风流和在径向上从内向外流动的冷风流并对准长丝。流入冷却甬道的冷风此时遇到由长丝束形成的流动阻力，该流动阻力根据距纺丝喷嘴的距离而变。因此，已知长丝帘在冷却后会聚成纤维束，因此纺丝喷嘴的所有长丝被供给会聚点。由此，长丝的相互间距随着距纺丝喷嘴的距离增大而缩小，这导致流动阻力增大。另外，长丝移动速度随着距纺丝喷嘴的距离增大而过度地增大，结果，产生较强的空气摩擦。与距纺丝喷嘴的距离的关联性导致了在冷却甬道长度上的相同冷却强度下冷风流在冷却甬道的上侧区域比在下侧区域更容易穿过长丝帘。因此，在冷却甬道下侧区域，冷风在强度不够高的情况下直接被外侧长丝带走，因而没有显著的冷风流穿达内部。但是，冷却甬道内的过高冷风输送强度在冷却甬道上侧区域导致了因空气流碰撞而形成紊流，这不利地影响到长丝条的冷却均匀性。

在该已知装置中，人们试图如此解决该问题，即，将其中一个室连接至一个负压源，因而进行一侧输送冷风至冷却甬道。但仍存在着在冷却甬道的上、下区域之间的穿过长丝束的不同流动阻力和输送冷风随之不均匀作用。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是提供一种根据前言的用于熔纺和冷却长丝束的装置，在此可以通过具有基本分层流动的冷风流实现强冷。

本发明的另一个目的在于改进根据前言的装置，使得即便冷却路程较长，也可以均匀冷却长丝束的所有长丝。

根据本发明如此完成该任务，在纺丝喷嘴下方的冷却甬道的进口处形成通至吸气室的外吸气孔，其中该吸气室可与负压源相连。

本发明有以下特殊优点，在冷却甬道内作用的冷风可附加通过吸气流被影响。因此，一部分冷风流可在冷却甬道上侧区域通过吸气流被接收且被排出。因而，在冷却甬道内出现的冷风流可被如此调节，使得基本上不出现流动紊乱。本发明的另一个重要优点也在于，尤其在长丝进入时可先通过不太强的长丝冷风流产生温和冷却。可由此避免长丝急冷，从而可以在长丝中出现聚合物均匀强化。因此，可以在加工过程末尾制造出具有改善性能的纤维。

为了长丝束可在整个环形挤出区均匀冷却，优选设计下述的本发明改进方案，其中，外吸气孔与冷却甬道同心地环绕形成在吸气室上。为此，可以在冷却甬道的整个横截面范围实现均匀空气流动。

但或者也存在以下可能，即，多个外吸气孔与冷却甬道同心地分布形成在吸气室周边。

因为在通过纺丝喷嘴挤出长丝时取决于聚合物地在纺丝喷嘴下方或多或少产生作为废气的挥发成分，因此本发明装置的下述改进方案是很有利的，其中，吸气室被分为上吸气室和下吸气室并且所述上吸气室和下吸气室可单独与一个或多个负压源相连。因此，可以产生在纱线移动方向上两个相互作用的吸气区。上吸气区用于可直接在纺丝喷嘴下方将在挤出时出现的废气排走而不与长丝一起进入相邻的冷却甬道。下吸气区担负起在冷却甬道内的冷风的控制调节作用。

此外，为了尽量避免吸气区互相影响而规定，该吸气孔具有筛筒，其包括带有不 同开孔的多个周面区。在此，每个吸气室最好对应于该筛筒的其中一个所述周面区。因此，吸气流的强度和取向都可以通过该吸气孔内的筛筒被影响。

流入冷却甬道的冷风优选由同一个冷风源产生，该冷风源根据本发明的一个有利改进方案与所述内风室和外风室相连。因此，在冷却甬道内作用的冷风流可以通过所述冷风源并通过吸气流的负压源被调整。

但或者也存在以下可能，所述内风室和外风室都配属有单独的冷风源以产生冷风流。

为了将由环形纺丝喷嘴产生的所有长丝均匀汇集至一个会聚点，下述的本发明改进方案是很有利的，在此，该内壁与风室一起形成吹风套管，其封闭端朝向冷却甬道的出口且其对置端具有穿过纺丝喷嘴的冷风接管。因此，有利地避免了长丝帘分散且冷风从上方经过纺丝箱被供给吹风套管。

为了可以在常见的维修周期内实现纺丝喷嘴底面的清理而还规定，吹风套管被构造成可以在纺丝喷嘴下方的下工作位置和纺丝喷嘴上方的上维修位置之间升降调节。另外，可以如此避免吹风套管在加工过程启动时被污染，即吹风套管只在初纺后被移入工作位置。另外，长丝被流出的冷风向下送入冷却甬道，这甚至使初纺变得容易。

为了在纺丝喷嘴下方的会聚点内形成纤维束，用制备流体润湿长丝束。为此，下述的本发明改进方案是很有利的，在此，在冷却甬道下方设有具有润湿环的润湿机构，该润湿环形成引导长丝束的通孔。在此，由吹风套管产生的冷风起到支持作用，因而每根长丝被压迫到润湿环的内周面上并保持均匀润湿。因此，例如可以按照不同的长度形成冷却甬道的透风壁，结果，例如在冷却甬道末端只产生沿径向从内向外作用的冷风。

有利地在外风室和纺丝喷嘴之间设置通至环境的自由连通缝。因此，保证了在纺丝喷嘴下方的区域内存在恒定压力状况，其中该静压对应于环境压力。因此，尤其随着时间推移也获得很高的纺丝过程一致性。

为了支持在纺丝喷嘴下方的抽吸，吹风套管的内壁相比于对应于外风室的外壁更进一步延伸向纺丝喷嘴。通过非对称布置所述内壁和外壁而形成预冷区，可借此尤其小心翼翼地冷却长丝。

借助用于多个长丝束的共同吸气室，在考虑到具有多个纺丝喷嘴的多个纺丝工位的情况下可以总体尽量降低设备成本。代替多个负压源，只需要唯一的负压源。这尤 其在所谓的密集分布情况下，即在若干纺丝喷嘴相互间隔近的情况下是有意义的。

附图说明

以下将结合几个实施例参照附图来详述根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的其它优点，其中：

图1示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的第一实施例的纵剖视图，

图2示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的另一个实施例的纵剖视图，

图3示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的第三实施例的纵剖视图，

图4示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的第四实施例的纵剖视图，以及

图5示出根据本发明的用于熔纺和冷却多个长丝束的装置的另一个实施例的横剖视图。

具体实施方式

在图1中以纵剖视图示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的第一实施例。在此情况下，只示意性示出对本发明重要的发明部件。

该实施例具有纺丝喷嘴1，该纺丝喷嘴在其底侧包括喷嘴板2，喷嘴板具有呈环形布置的多个喷丝孔3。纺丝喷嘴1与纺丝泵4相连，该纺丝泵通过熔体供应机构5与在此未示出的熔体源相连。

纺丝喷嘴1及纺丝泵4通常设置在被加热的纺丝箱中。在这里，纺丝喷嘴1被保持在纺丝箱底面上。

在纺丝喷嘴1下方，与纺丝喷嘴1同轴地如此形成环形的冷却甬道6，即通过喷嘴板2的喷丝孔3被挤出的长丝束能非接触地穿过冷却甬道6。

在此实施例中，冷却甬道6在径向上在筒形内壁8和筒形外壁9之间延伸。内壁8具有透风地构成且以壳罩形式包围内风室7。外壁9设置在外风室10内。外壁9可延伸经过具有多个纺丝喷嘴的多个纺丝工位，这尤其在若干纺丝喷嘴1相互间隔小 时是有意义的。

内风室7和外风室10通过两个单独的风道11.1、11.2与一个冷风源12相连。在这里，送风至外风室10通过分配室26来进行，该分配室在冷却甬道6的出口25下方形成且通过孔板与外风室10相连。或者也可以想到这两个风道11.1、11.2分别与一个独立的冷风源相连。

内风室7在冷却甬道6的出口25处通过冷风接管28与风道11.2相连。在冷却甬道6的对置的进口24处，内风室7是封闭的。

在冷却甬道6的进口24和纺丝喷嘴1的底面之间形成通入吸气室15的外吸气孔14。吸气室15通过吸气道16与负压源17相连。

吸气孔14最好被设计成与冷却甬道6同轴且布置在外壁9平面内。在此实施例中，吸气孔14径向环绕构成，其中，吸气室15最好呈环形构成且与冷却甬道6同轴布置。

如图1所示的本发明装置实施例如图所示处于工作位置。在此，通过纺丝泵4连续给纺丝喷嘴1供应加压聚合物熔体流。熔体随后在纺丝喷嘴1的底侧通过喷嘴板2的喷丝孔被挤出形成纤细的长丝条。这些长丝条形成一个长丝束13，其分散在环形横截面范围内。长丝束13通过在此未示出的抽出机构从纺丝喷嘴1被抽出并在在此也未示出的会聚点被会聚成纤维束。此时，长丝束13经过环形的冷却甬道6。在此，通过内风室7和透风的内壁8，第一冷风流沿径向从内向外被引入冷却甬道6。沿径向从外向内流动的第二冷风流通过外风室10和外壁9被引入冷却甬道6。

此外，在冷却甬道6的进口24处，一部分变热的冷风与纱线移动方向相反地通过吸气孔14和吸气室15被吸走。通过吸气孔14离开的吸气流由负压源17确定。最好如此选择吸气室15内的负压，即，只有少量冷风在冷却甬道6的上侧区域与纱线移动方向相反地流走。

流入冷却甬道6内的冷风被长丝束13的运动带动且在冷却甬道6的出口25处离开。

给风室7和10输送冷风通过冷风源12来控制，冷风源例如可通过风扇构成。为了在冷却甬道6内强力输送冷风情况下尤其在长丝间距较大区域不获得在外冷风流和内冷风流之间的太强对流，一部分变热的冷风由吸气室15接收并被排出。因此，可以在冷却甬道6的整个长度范围实现基本无紊流的分层冷风流。沿径向从两侧流至 长丝束的冷风具有强冷特殊优点，因此可以在许多长丝情况下实现本身相对短的冷却路程。

图2以纵剖视图示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的另一个实施例。在此情况下，也只示出了对本发明重要的部件，在此，具有相同功能的部件由相同的附图标记表示。

在如图2所示的实施例中，纺丝喷嘴1呈环形构成且包围安装口18。纺丝喷嘴1具有包括多个喷丝孔3的环形喷嘴板2。纺丝喷嘴1与纺丝泵4相连，纺丝泵通过熔体供应源5被供应熔体。

纺丝喷嘴1和纺丝泵4通常设置在纺丝箱中，该纺丝箱在底面并排固定有多个纺丝喷嘴。

在纺丝喷嘴1下方基本与纺丝喷嘴1同轴地形成环形的冷却甬道6。冷却甬道6在径向上在内壁8和外壁9之间延伸。在此实施例中，内壁8由吹风套管19的壳套构成。内壁8包围形成在吹风套管19内的内风室7。吹风套管19以封闭端一直延伸到冷却甬道6的出口25。在对置端，吹风套管19有冷风接管28，冷风接管穿过纺丝喷嘴1的安装口18并通过柔性风道30与冷风源相连。吹风套管19被设计成可升降调节且如图2所示处于工作位置。当中断处理过程以维修纺丝喷嘴1或更换纺丝喷嘴1时，吹风套管19可进入纺丝喷嘴1上方的上维修位置。图2用虚线示出吹风套管19的上维修位置。

外壁9透风地形成且界定外风室10。外风室10通过风道11.1与冷风源12相连。在此实施例中，外风室10具有一体式结构。在此，根据纺丝位置的设计，所述风室10可以可选地如此构成，即，多个纺丝工位的多个筒形外壁9同时被供应冷风。

吹风套管19通过冷风接管28和风道30与一个单独的在此未详细示出的冷风源相连。就此而言在冷却甬道6中通过吹风套管19产生沿径向从内向外流动的冷风流且通过外风室10的外壁9产生沿径向从外向内流动的冷风流。

在外风室10和纺丝喷嘴1的底面之间的区域内设有两个单独的吸气室15.1、15.2，它们通过吸气孔与在冷却甬道6和纺丝喷嘴1之间形成的纺丝室29相连。纺丝室29在径向上由筛筒20界定，在这里，筛筒20设置在吸气孔14中且具有包括不同开孔的多个周面区21.1、21.2。因此，周面区21.1对应于吸气室15.1，而周面区21.2对应于吸气室15.2。吸气室15.1、15.2通过分开的抽吸通道16.1、16.2与两个单 独的负压源17.1、17.2相连。因此，可以在吸气室15.1、15.2内调节出不同的负压。

为了能在冷却后将长丝束会集成纤维束，在所示实施例中在冷却甬道6下方设有润湿机构22。润湿机构22在此实施例中由环绕的润湿环23构成，该润滑环具有通孔33。润湿环23被连接在流体泵32上，在此，在内侧环绕的润湿面31携带有润湿长丝的流体。

如图2所示的实施例如图所示处于工作位置。纺丝喷嘴1在此情况下通过纺丝泵4被供应聚合物熔体流，其通过喷丝孔3被挤出形成许多长丝条。

长丝条以长丝束13形式被引导经过冷却甬道6以便冷却。此时，首先在纺丝室29区域通过上吸气室15.1产生吸气流，吸气流基本接收在长丝挤出时自纺丝室29出现的废气且经过吸气室15.1和吸气道16.1被排走。随着继续前行，长丝束进入冷却甬道6，在此，经内壁8和外壁9流入的冷风流冲击长丝束。一部分变热的冷风此时在进口24处被下吸气室15.2收走并被排出。

在如图2所示的实施例中，内壁8和外壁9的轴向延伸尺寸表现为不同长短。因此，由吹风套管19构成的内壁8在冷却甬道6的进口24处突出并且与在筛筒20上的周面区21.2和吸气室15.2一起形成预冷区，在预冷区中只有沿径向从内向外的冷风流作用于长丝束。为此，可以实现小心翼翼的长丝条预冷。

在冷却甬道6的下面，长丝束被引导经过润湿环23，其中由吹风套管19产生的沿径向从内向外的冷风流支持长丝帘地流向润湿环23的润湿面31。就此而言，获得所有长丝的强烈润湿。为此存在以下可能，吹风套管19的封闭端在出口25处超过冷却甬道6长度突出。

图3以纵剖视图示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的第三实施例。在以下描述中仅介绍相对于先前附图的改动。具有相同功能的部件带有相同的附图标记。不同于先前的附图，图3中的吸气室具有通向环境的自由连通缝34。自由连通缝34关于纺丝喷嘴1位于负压源17的对置侧。通至环境的自由连通缝34的开口横截面平行于由负压源17产生的空气流的抽吸方向。自由连通缝34延伸经过长丝束13周面的有限角度范围。可借助自由连通缝34保证在纺丝室内存在对应于环境压力的静压。或者，自由连通缝34也可设置在纺丝喷嘴1和吸气室15之间或者在吸气室15和外风室10之间。如在图2所示的实施例中那样，内壁8和外壁9的轴向延伸尺寸在此也表现为不同长短，因而形成预冷区。在图3中，另一抽吸机构36附 加设置在外风室10下方。抽吸机构36就基本结构而言对应于包含吸气室15、吸气道16和负压源的上抽吸机构，因而在此不详细介绍下抽吸机构36的结构。下抽吸机构体现在影响长丝束13冷却时的另一个自由度，由此扩大了产品窗。产品窗是指能在设备上以令人满意的质量制造的长丝的性能范围。

图4以纵剖视图示出根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的另一个第四实施方式。只示出了与在此所示方案相关的部件，其带有与在先前附图中一样的附图标记。关于已知部件的功能，参见对之前附图的说明。在此，自由连通缝34设置在吸气室15和外风室10之间。因此，得到环绕长丝束13的自由连通缝34的环形横截面。外风室10为了形成连通缝34而与吸气室15间隔设置并且还在朝向吸气室的区域内具有斜边35。通过所述环形横截面，空气可尤其均匀地流入纺丝室29，从而长丝束13在整个范围内遇到相同的条件。

图5示意性示出根据本发明的用于熔纺和冷却多个长丝束的装置的另一个实施例的横截面。在此，该横截面穿过吸气室15，该吸气室在此实施方式中不同于先前实施方式地被设计用于抽吸多个长丝束13。在设备工作中，长丝束13的若干长丝在此垂直于纸面的视图中环绕吹风套管19的内壁8。一个筛筒20环绕每个长丝束13位于吸气室内，借助筛筒，所述流在长丝束13内被均匀化。经过筛筒20的所述流通过借助吸气道16与吸气室15相连的负压源17来产生。吸气室15具有通至环境的自由连通缝34，由此保证吸气室15内的压力恒定。

根据本发明的用于熔纺和冷却长丝束的装置的如图1至图5所示的实施例尤其适于极其均匀一致地生产大量长丝。就此而言，该装置最好被用于短纤维制造。通过本发明的装置，就纤度一致性、强度和伸长而言的长丝性能可被改善。因此，在长丝条内有很多长丝的情况下获得高的均匀一致性，这在考虑到有许多纺丝工位时总体得到较高的生产率和改善的加工性能。

但显然，本发明的装置也可被用在制造用于纺织应用或工程应用的部分牵伸丝线或全牵伸丝线的机器中，或者被用在用于制造毡毯行业的卷曲丝线的机器中。