专利名称：纺丝装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用来挤出单丝簇的带一环形喷咀的纺丝装置。
由US6,171,536已知一种这一类型的纺丝装置。
已知纺丝装置在底面上具有一带有多个喷丝孔的环形纺丝喷咀，聚合物熔液通过喷丝孔挤出成条状单丝。这种类型的纺丝装置用在短纤丝设备(Stapelfaseranlagen)中，在这里单丝簇在冷却后合并成丝束。为了使得能够均匀地挤出聚合物熔液，聚合物熔液在即将挤出之前进行过滤，从而保证聚合物熔液的纯度和均匀性。为此已知纺丝装置具有一环形汇集腔，它具有一紧靠在纺丝喷咀前形成的输出区和一上输入区。在输入区内设有一过滤装置，它具有一带有近似乎U形横截面的环形过滤元件。为此在一个末端处一外筛板和一内筛板相互拼接，并放入汇集腔的环形输入区。在这里筛板的相对的末端构成汇集腔的熔液入口。
在已知纺丝装置中采用的过滤装置虽然可以扩大过滤面积，但是也带有明显的缺点，即通过筛板不能达到深度效果(Tiefenwirkung)。其结果是缩短使用寿命，并由于污垢越来越多流量越来越小。
已知纺丝装置的另一个缺点在于，为实现喷咀直径的高的熔液压力要求汇集腔有相当厚的侧壁。
因此本发明的目的是，这样地改进用来挤出单丝簇的带一环形纺丝喷咀的纺丝装置，使聚合物熔液在挤出前在大过滤面积和深过滤效应(Tiefenfiltration)下进行过滤。
按照本发明这个目的通过这样的方法来实现，即汇集腔的输入区由多个分别具有一熔液入口和一熔液出口的过滤腔构成，并且过滤装置具有多个基本上圆柱形的分别带有粉末状过滤材料的过滤元件，其中每个过滤腔配设一个过滤元件。
本发明也并不是由EP0178570A1所知的这种纺丝装置所推出的，在这种纺丝装置中采用多个滤烛，以过滤通过纺丝喷咀挤出之前的聚合物熔液。一方面所述纺丝装置完全不适合于挤出对于制造短纤维所要求的环形单丝簇，另一方面滤烛同样具有不充分的深度效应。
相反本发明建立在基本上圆柱形的过滤元件的基础上，这些过滤元件各自具有粉末状过滤材料，以便由此得到充分的深过滤。其次由于在过滤装置区域内过滤腔的直径较小过滤腔内的压力负荷非常小。
本发明一种特别优良的改进结构设想，过滤元件分别做成带与过滤腔的熔液出口连接的输出孔的空心圆柱形，并且过滤元件分别具有一从外向内流通的由粉末状过滤材料组成的过滤器外壳，其中在过滤元件的过滤器外壳和过滤腔之间形成一定距离。从而达到聚合物熔液在过滤元件圆周上的均匀流入。由于过滤元件的圆柱形结构聚合物熔液在过滤元件之内走过的路程与聚合物熔液进入的径向方向无关，保持同样的长度。由此有利地达到同样的停留时间。
由按权利要求3的纺丝装置的改进结构给出了过滤元件一种特别简单和有效的结构。其中过滤器外壳由一朝出口张开的内管和一包围内管的外管构成。在内管和外管之间设有一封闭的环形外罩，以存放粉末状过滤材料。在内管和外管上设有大量穿透的孔，以使聚合物熔液流入和流出。这里存在这样的可能性，在内管和/或外壳周向上设置一个附加的网状外壳。
过滤材料最好由金属粉末或砂子，例如石英砂构成。
但是原则上存在这样的可能性，在内管和外管之间形成的外罩用任意的过滤材料填充。
为了在纺丝喷咀的整个环形横截面上得到已过滤熔液的均匀输入，过滤腔相互离开一定距离这样地环形设置，使得过滤腔的熔液出口直接通入汇集腔的输出区。
熔液输入管可以有利地通过多个分配通道与过滤腔的熔液入口连接，但是也可以通过一个环形分配通道与过滤腔的熔液入口连接。这里重要的是，在熔液输入管和过滤腔的熔液入口之间通过分配通道分别形成一样长的路程，以避免在纺丝装置内聚合物熔液有不同的滞留时间。
在本发明一种特别有利的改进结构中在汇集腔的输出区内纺丝喷咀之前设有一环形孔板，使从过滤腔的熔液出口中流出的熔液流在汇集腔的输出区内达到更好的混和。
为了输入对于冷却单丝簇所需要的冷空气流，纺丝喷咀和过滤装置通过一环形支架固定。其中通过一安装在支架内侧上的加热元件保证纺丝装置熔液输入部分的加热。为此最好采用电加热带作为加热元件。
支架的其余部分可以有利地通过一载热流体加热，这里支架的外壳和支架端面与一含有载热流体的加热箱连接。
下面参照附图对按本发明的纺丝装置的一个实施例作较详细的说明。
附图表示
图1示意表示按本发明的纺丝装置的第一个实施例；图2示意表示按本发明的纺丝装置的另一个实施例的剖视图；图1中示意表示按本发明的纺丝装置的第一个实施例。图1.1中示意表示沿纺丝装置纵向的剖视图，在图1.2中示意表示纺丝装置的横截面，在图1.3中表示图1.1的剖视图的局部放大图。
如果没有指明针对某个附图，那么下述说明适合于所有附图。
纺丝装置具有一被加热的支架17。这里没有画出对于支架17加热所需要的加热元件。支架17用来安装环形纺丝喷咀1，它安装在支架17的底面上。纺丝喷咀1具有多个喷丝孔5。在纺丝喷咀1上方形成一环形汇集腔，它包含一下部的环形输出区2.2和一上部的输入区2.1。汇集腔的输出区2.2做成环形并覆盖纺丝喷咀1的整个表面。在输出区2.2之内安装一孔板16和一中间垫板29。孔板16包含多个垂直孔32，在纺丝喷咀1和孔板16之间形成的环形腔33通过垂直孔与汇集腔的输出区2.2的其余部分连接。中间垫板29构成汇集腔的输入区2.1和输出区2.2之间的连接。
汇集腔的输入区2.1由多个做得相互离开一定距离的过滤腔3构成。在输出区2.2的环形横截面上方均匀分布地在支架17内制造总共11个过滤腔3。这里过滤腔3的数量只是一个举例。过滤腔3分别具有一上熔液入口7和一下熔液出口8。过滤腔3的熔液出口8按照过滤腔布局的间距(分度)在中间垫板29上形成。
汇集腔的输入区2.1用来安装过滤装置。为此过滤装置由多个过滤元件4组成，它们各自安装在过滤腔3内。总共11个过滤元件4做成空心圆柱形，并具有一可穿透的过滤器外壳11。这里过滤器外壳11的直径这样地选择，使得过滤腔3的壁和过滤元件4之间形成一间距。
过滤元件4具有一内管12，它一端封闭，而相对的另一端张开。内管12开口的末端构成过滤元件的输出口10，它与过滤腔3的熔液出口8连通。在内管12的圆周上在开口端处形成一环形凸缘31，它轴向支承在中间垫板29上，并且沿径向紧密地支承在支架17上。在凸缘31的与中间垫板29相对的一侧上一外管13支承在凸缘31上。外径13以一定距离包围内管12并延伸到内管12的封闭端。在内管12的封闭端上设有一端盖24，它使内管12与外管13连接。从而形成一封闭的环形外罩。它里面装入粉末状过滤材料9。外管13、内管12以及端盖24具有多个穿透孔14。过滤元件4突起地装在过滤腔3内，其中凸缘31构成过滤腔3内熔液入口7和熔液出口8之间的隔板。
过滤装置的过滤元件4在其结构方面做成一样的，以便达到熔液均匀的过滤。
过滤腔3的熔液入口7与一个熔液输入管6连接。为此设有一分配管道系统，通过它给每个单独的过滤腔3配设一单独的分配管15。分配管道系统由一纺丝泵21供给。纺丝泵21与一个熔液发生器，例如一个挤出机连接。
在图1中所示的纺丝装置的实施例中聚合物熔液通过纺丝泵21输送给分配管道15。通过分配管道15分别有一熔液支流输送到熔液入口7中的一个。因此聚合物熔液的熔液支流进入每个过滤腔3。在过滤腔3内聚合物熔液分配到过滤器外壳11的整个圆周上，并通过外管13的穿透孔14渗入过滤器外壳11内。粉末状过滤材料9被浸透，聚合物熔液通过内管12的穿透孔14引入中央熔液通道30。支流从中央熔液通道30经过输出口10到达过滤腔3的熔液出口8。熔液支流从熔液出口8到达汇集腔的输出区2.2内。在输出区2.2内所有流经过滤腔3的支流汇合。然后聚合物熔液通过孔板16的孔32引导，从而在孔板16和纺丝喷咀1之间的环形腔33内进行一附加的混和。然后聚合物熔液经过纺丝喷咀1的喷丝孔5挤出。形成一单丝簇，它们对应于纺丝喷咀的环形布局产生一封闭的单丝帘。
为了过滤聚合物熔液过滤元件4在过滤器外壳11内优先具有金属粉末或石英砂。由此在聚合物熔液过滤时达到高的深度效应。此外过滤器外壳11做成这样并内置在过滤腔3内，使得聚合物熔液在过滤期间的停留时间基本一样，而与流入的地点无关。其次在聚合物熔液过滤时可以实现比较高的压差。压力负荷限制在与纺丝喷咀相比很小的过滤腔3直径上。
在按图1的实施例中过滤元件的结构只是举例说明。例如存在这样的可能性，在管子的内部和外部区域内设置附加的过滤网。同样在外罩内也可以装入任意的过滤材料。
在图2中表示按本发明的纺丝装置的另一个实施例。这里相同功能的构件配备相同的附图标记。按图2的实施例在其结构方面基本上与上述实施例相同，因此在这里仅仅说明主要区别。
按图2的纺丝装置实施例具有一环形支架17。环形支架17这样地(一体)内置在一加热箱20内，使支架17的外壳27和支架17的上端面28可通过一个包含在加热箱20中的热载体加热。支架17在中央形成一用于这里未画出的冷却装置的安装孔34。在支架17的内侧18上装一加热元件19。此加热元件最好做成加热带，它加热支架17的整个内侧面18。
支架17用来安装纺丝喷咀1，孔板16、中间垫板29以及多个过滤元件4。纺丝喷咀1、孔板16、中间垫板29和过滤元件4的布局和结构与按图1的实施例相同，因此参照前面的说明。
过滤腔3的熔液入口7与一环形分配通道22连接。分配通道22通过一条或几条熔液管道23与一个纺丝泵21和一个熔液输入管6连接。这里分配通道22、熔液管道23和纺丝泵21设置在加热箱20内，并被加热。
与纺丝装置的上述实施例不同聚合物熔液首先通过纺丝泵21输入环形分配通道22内。聚合物熔液从分配通道22分别以支流进入所属过滤腔3。在过滤后支流重新在汇集腔2.2的输出区内汇合并相互混和。通过孔板16后聚合物熔液借助于纺丝喷咀1挤出成多个单丝。
附图标记表1 纺丝喷咀 2 汇集腔2.1 输入区 2.2 输出区3 过滤腔 4 过滤元件5 喷咀孔 6 熔液输入管7 熔液入口 8 熔液出口9 过滤材料 10 输出口11 过滤器外壳 12 内管13 外管 14 穿透孔15 分配管道 16 孔板17 支架 18 内侧19 加热元件 20 加热箱21 纺丝泵 22 分配通道23 熔液管道 24 端盖25 开口 26 筛板27 外壳 28 端面29 中间垫板 30 熔液通道31 凸缘 32 孔33 环形腔
权利要求
1.用来挤出单丝簇的纺丝装置，带一具有多个喷丝孔(5)的环形纺丝喷咀(1)、一连接在纺丝喷咀(1)前的具有一上输入区(2.1)和一与上输入区(2.1)连通的下环形输出区(2.2)的环形汇集腔(2)、一设置在汇集腔的输入区(2.1)内的过滤装置(4)和一设置在过滤装置(4)前面的熔液输入管(6)，其特征为汇集腔的输入区(2.1)由多个分别带一熔液入口(7)和一熔液出口(8)的过滤腔(3)构成，过滤装置具有多个基本上圆柱形的分别带一种粉末状过滤材料(9)的过滤元件(4)，其中每个过滤腔(3)配设一个过滤元件(4)。
2.按权利要求1所述的纺丝装置，其特征为过滤元件(4)各自做成带一与过滤腔(3)的熔液出口(8)连接的输出口(10)的空心圆柱形，并且过滤元件(4)分别具有一从外向内流通的由粉末过滤材料(9)组成的过滤器外壳(11)，其中在过滤元件(4)的过滤器外壳(11)和过滤腔(3)之间形成一间距。
3.按权利要求2所述的纺丝装置，其特征为过滤器外壳(11)由一朝输出口(10)张开的内管(12)和一包围内管(12)的外管(13)组成，其中在内管(14)和外管(13)之间形成一封闭的用来安装过滤材料(9)的外罩，并且其中内管(12)和外管(13)分别包含多个穿透孔(14)。
4.按权利要求2或3所述的纺丝装置，其特征为过滤材料(9)由砂子或金属粉末构成。
5.按上述权利要求之任一项所述的纺丝装置，其特征为过滤腔(3)相互以一定间距这样地环形设置，使过滤腔(3)的熔液出口(8)直接通入汇集腔的输出区(2.2)内。
6.按权利要求1至5之任一项所述的纺丝装置，其特征为过滤腔(3)的熔液入口(7)通过多个分配管道(15)与熔液输入管(6)连接。
7.按权利要求1至5之任一项所述的纺丝装置，其特征为过滤腔(3)的熔液入口(7)通过一环形分配通道(22)与熔液输入管(6)连接。
8.按权利要求1至7之任一项所述的纺丝装置，其特征为环形孔板(16)设置在汇集腔的输出区(2.2)内纺丝喷咀(1)之前。
9.按权利要求1至8之任一项所述的纺丝装置，其特征为纺丝喷咀(1)和过滤装置(4)通过一环形支架(17)固定，在支架(17)内侧(18)上设有加热元件(19)，最好是电加热带。
10.按权利要求9所述的纺丝装置，其特征为支架(17)这样地与一加热箱(20)连接，使支架(17)的外壳(27)和支架(17)上端面(28)可通过载热流体加热。
全文摘要
介绍一种借助于一环形纺丝喷嘴挤出单丝簇的纺丝装置。做得带有多个喷丝孔的纺丝喷嘴前面设有一环形汇集腔，它具有一上输入区和一与上输入区连通的环形下输出区。在汇集腔的输入区内设有一过滤装置，它前面设一熔液输入管。按照本发明汇集腔的输入区由多个过滤腔构成，它们分别具有一熔液入口和一熔液出口。其中过滤装置具有多个基本上圆柱形的分别带有粉末状过滤材料的过滤元件，其中每个过滤腔配设一个过滤元件。从而一方面达到大的过滤面积，另一方面达到聚合物熔液的深度过滤。
文档编号D01D1/10GK1407144SQ0212528
公开日2003年4月2日 申请日期2002年7月31日 优先权日2001年8月18日
发明者H·勃兰特, H·拉威, A·贝克, J·德赖尔, O·席尔勃 申请人:诺马格有限及两合公司