专利名称：用于熔融纺丝和冷却单丝束的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于熔融纺丝和冷却单丝束的按权利要求1前序部分的方法以及一种按权利要求8前序部分的用于实施此方法的装置。
背景技术：
由DE 198 21 778 A1已知一种这一类型的方法和这一类型的装置。
在熔融纺造合成纤维条或长丝时，大量细的条状单丝通过纺丝喷头的喷丝孔挤出。为此在高压下给纺丝喷头输入熔化的聚合物。为了形成纤维条或许多长丝，将大量条状单丝全部或成束地合并。在合并以前单丝通过冷空气流冷却，使得熔液状态的单丝在喷出喷嘴孔时立即转变成固体状态。对于纤维条或长丝的质量来说，所有单丝冷却的均匀性具有重要作用。为了冷却非常大量的单丝采用已知的方法和装置，用这种方法和装置时大量单丝通过环形喷丝头挤出成一环状单丝帘，并且在单丝帘内通过一喷气筒产生的径向从内向外的冷空气流促使单丝束冷却。例如由DE 198 21 778 A1已知一种这一类型的方法和装置。用来冷却单丝束的冷空气流通过一喷气筒产生，它具有多孔的外壳面，使得在喷气筒的整个圆周上径向喷出均匀的冷空气流，并穿过单丝帘，以冷却单丝。这里通过调整冷空气流的强度达到单丝帘的扩张，从而实现单丝的穿过和冷却。
为了能够跟随更高的生产速度和更大的生产效率的趋势，借助于具有非常大数量和密度的喷嘴孔的纺丝喷头挤出更大量的单丝，使得在单丝帘内拥有具有较高密度的单丝束。在这种情况下，在已知方法和装置中冷空气流在从内向外穿过单丝帘时被加热。这种效应导致在单丝帘外部的单丝不像在单丝帘内部的单丝一样程度地冷却。而在冷却方面的这种差别对于纤维条或长丝的质量起非常不利的影响。
而由例如DE 101 09 838 A1或US 3,299,469还知道这样的方法和装置，其中冷空气流从外向内穿过单丝帘，以冷却单丝束。但是这种类型的系统存在同样的问题，即由于冷空气在单丝帘内的加热使外部的单丝和内部的单丝相比冷却程度不同。此外从外部作用在单丝帘上的冷空气流促使单丝帘挤压在一起，使得在极端情况下单丝束的各根单丝相互结合。
为了冷却环形单丝束还知道这样的系统，在这种系统中，一较强的冷空气束在纺丝喷头下方穿过单丝帘。但是这种类型的方法和装置如由DE地人195 44 662 A1或DE 197 00 169 A1所知的那样，具有非常短的冷却路程，它要求相当慢的纺丝速度，以产生充分的冷却效果。
由US 3,824,050以及US 3,111,368已知，产生的平行于单丝束的冷却气流沿单丝束行进的方法和装置。但是这里出现这样的问题，即在单丝帘内部行进的单丝冷却得不够。只有平行于冷却气流行进的单丝得到充分的冷却。
发明内容
本发明的目的就是，这样地设计开头所述类型的方法和装置，使得可以均匀冷却挤出成一环形单丝帘的具有高单丝密度的单丝束。
按本发明这个目的通过具有权利要求1特征的方法和具有权利要求8特征的装置来实现。
本发明优良的改进结构通过各从属权利要求的特征及特征组合确定。
本发明避开迄今为止所采用的基本上建立在这样的原理的基础上的做法，即，通过附加措施强化来自一个方向的对准单丝帘的冷空气流。相反本发明选择这样的途径，它建立在一在内部作用在单丝束上的第一冷空气流和一从外部作用的第二冷空气流的基础上。尽管冷空气流的相遇可能导致不许可的涡旋，从而导致对单丝运行平稳性不许可的损害，然而已经证实，单丝束的所有单丝得到非常均匀的冷却。其中外部冷空气流最好这样调定，使它保持由内部冷空气流造成的例如使单丝帘扩张的优点。
在这方面本发明的一种改进结构证明特别合适，在这种改进结构中产生一平行于单丝束方向喷出流动的外部冷空气流。为此按本发明的装置具有一环形喷气头作为喷气装置，此喷气头具有平行于单丝束布置的喷气孔。
为了特别是对于比较粗的单丝，使单丝束外部的单丝得到强有力和充分的冷却，优选采用本发明的一种改进结构，在这种结构中外部冷空气流基本上平行于并逆着单丝束行进方向前进。为此具有喷气孔的喷气头逆着单丝束行进方向布置。
为了冷却非常细的单丝，推荐本发明的这样一种方案，在这种方案中外部冷空气流基本上平行并沿着单丝束行进方向前进。由此可以这样地调整外部冷空气流的直接影响，即，使单丝束细的外部单丝不出现不许可的挤出。这时喷气头可以有利地设置在纺丝装置附近，使得外部冷空气流可以在整个冷却行程上都作用在单丝帘的外部单丝上。通过平行行进的冷空气流可以减小从外部对单丝帘直接的正面吹气。
为了仅仅得到来自由单丝帘带动的周围的外界空气的冷却效果，特别优选采用本发明这样一种改进结构，在这种改进结构中外部冷空气流离单丝束一定距离地引入单丝帘外部环境。这里不出现单丝束的迎面气流。在按本发明的装置方面这种方案可以通过这样的方案实现，即喷气头离单丝帘一定距离这样地设置，使得通过喷气孔喷出的冷空气流直接引入单丝束外部周围。
此外为了提高在调整外部气流方面的灵活性，建议产生具有可以改变的喷出流动的外部冷空气流。这里特别是可以调整到喷出流动相对于单丝束的一个规定的角度位置。为此给喷气装置配设一调整装置，使得外部冷空气流可以沿相对于单丝束任意方向的喷气方向前进。
用于灵活地冷却单丝束的另一个措施通过这样的方法进行，即在环形喷丝头之间一个可以改变的位置处产生外部冷空气流。从而可以使外部冷空气流对单丝束的作用限制在冷却路程上的规定的一段内。这种方案可以用简单的方式通过可沿冷却路程调整高度的喷气装置实现。这里由于这样的原因提供了另一种优点，即可以在过程开始之前调定到喷气装置可能的安设位置，以便例如可以起纺(Anspinnen)单丝束。
为了通过喷气筒影响内部冷空气流，如果喷气筒设计得可相对于一固定装置轴向调整，则特别有利。因此在相应地选择了定心件的情况下可以调整喷气筒的不同高度。
下面参照附图借助于本发明装置的一些实施例对本发明的方法作较详细的说明。
附图表示图1示意表示本发明装置的第一个实施例的横剖视。
图2和3示意表示本发明装置的另外的实施例的横剖视。
具体实施例方式
图1中示意表示用来实施本发明方法的按本发明的装置的第一个实施例。此装置由一纺丝装置和一安装在纺丝装置1下面的冷却装置2。纺丝装置1在其底面上有一环形纺丝喷头4，它具有一带大量喷嘴孔的环形喷丝板。环形纺丝喷头4通过熔液分配器5与纺丝泵6连接。纺丝泵6通过熔液输送管7与一熔液发生器(此处未画出)，尤其是与挤出机或缩聚作用连接。纺丝泵6、熔液分配器5和环形纺丝喷头4被加热。为此通常采用所谓的纺丝箱体，在它上面固定许多相互并排排成一排的环形纺丝喷头。
在纺丝装置1下面的冷却装置2具有一固定装置10和一与固定装置10连接的喷气筒9。喷气筒9具有例如可由无纺布、泡沫材料、网状织物或烧结材料制成的多孔外壳。喷气筒9在自由端上通过一定心凸台21封闭。通过定心凸台21将喷气筒9在其高度上固定。这里可以通过选择和置备定心凸台来调整喷气筒的不同高度。喷气筒9与环形纺丝喷头4同心固定，使得喷气筒9被单丝帘包围，单丝帘由环形纺丝喷头4的挤出单丝束形成。这里在运行状态下通过环形纺丝喷头挤出的单丝束用附图标记3表示。
喷气筒9通过一连接块12沿轴向可调地与固定装置10连接。例如由EP 1 231 302 A1已知一种这一类型的冷却装置，因此在这里详细参照这份资料。在图1中所示的位置，本实施例处于运行状态。这里在固定装置10和连接块12之间作用一弹簧14，使得喷气筒9连同定心凸台21保持在一止挡8上。止挡8直接设置在环形纺丝喷头4底面的中央。如由EP 1 231 302 A1的内容所知，弹簧14也可以有利地用一气缸代替，以使喷气筒固定在运行位置。
在固定装置10上连接一空气输入管11，以给喷气筒9供给冷空气。在固定装置10内部形成一压力腔，它与喷气筒9的内部连通。
在固定装置10区域内喷气筒9的下端上，冷却装置2具有一设置在由单丝束形成的单丝帘之外的喷气装置17。喷气装置17做成环形喷气头18，它基本上包围由单丝束3形成的单丝帘的整个圆周。这里在喷气头18和单丝束3之间形成一距离，其尺寸这样选择，使得由喷气头18产生的外部冷空气流引入单丝束的外界周围。为此喷气头18具有一喷气口19，它逆着单丝束行进方向布置。喷气头18通过一连接管20与一这里未画出的压缩空气源连接。喷气头18在其位置方面做得可以沿冷却行程调整高度，这在图1中用箭头表示。为此喷气头18例如可以固定在一直线导轨上，此直线导轨可沿喷气筒9纵向移动。
在固定装置10圆周上设一上油装置13，它具有一装在固定装置10上的上油环15。上油环15从内部供给上油剂，上油剂通过一上油管16输入。
在运行状态下，熔化的聚合物通过纺丝泵6在高压下经过熔液分配器5输送给环形纺丝喷头4。在环形纺丝喷头4内部聚合物溶液通过在底面上形成的大量喷嘴孔挤出，从而形成大量条状单丝。挤出的单丝束3形成一环状单丝帘，它均匀地从环形纺丝喷头4通过一这里未画出的牵引装置抽出。
为了冷却新挤出的单丝束3，通过空气输入管11将冷却介质，尤其是冷空气输入在固定装置10内部形成的压力腔。冷却介质通过压力腔经过空心圆柱形连接块12引入喷气筒9。现在冷却介质通过喷气筒9的外壳均匀向外喷出。在喷气筒9外壳圆周上形成径向喷出气流，它将内部冷空气流引向单丝束3方向。内部冷空气流挤入单丝束3，并在这里基本上随单丝束3的单丝拖走。同时另一路冷却介质，同样尤其是冷空气输送给喷气头18。在喷气头18处通过喷气孔19产生平行并逆着单丝束3行进方向的喷出气流，它将外部冷却空气流引入紧靠单丝束3外部的周围。外部冷空气流与外界空气混合。并且特别是由单丝束3外部的单丝带走。因此由单丝束3形成的单丝帘从内部和外部得以冷却。
在单丝束3的单丝冷却以后，在上油装置内进行上油。为此上油剂通过管道输送给上油环。上油环例如可以由多孔材料制成，使得上油剂均匀分布在上油环内，并到达表面上以使单丝上油。在上油后单丝束准备好作后续处理。单丝束可以例如引导和卷绕成长丝，或者合并成长丝束并放在一条筒内。
图2中以示意横剖视表示按本发明的用来实施本发明方法的装置的另一个实施例。该实施例基本上和按图1的上述实施例相似，因此在这里参照上述说明而仅仅解释其差别。为此功能相同的构件具有相同的附图标记。
在图2中所示的本发明装置的实施例中通过喷气头18构成在单丝束3的单丝帘外面的喷气装置17。喷气头18设置在纺丝装置1附近，尤其是在环形纺丝喷头4底面上。喷气头18做成环形，并基本上与环形纺丝喷头同心地固定，在喷气头18底面上形成喷气孔19，使得可以产生平行于单丝束3行进方向的喷出气流。喷气头18通过连接管20与一这里未画出的冷却介质源连接。喷气孔19和喷气头18与通过环形纺丝喷头4挤出的单丝束3之间的距离可以这样选择，使得外部冷空气流直接引到单丝束3的附近。
为了冷却单丝束3，通过喷气筒9产生一径向喷出的内部冷空气流，并通过喷气头18产生平行于单丝束3行进方向流动的外部冷空气流。外部冷空气流和内部冷空气流在冷却介质特性以及冷空气流强度方面可相互独立地单独调整。尤其是产生具有较大强度的内部冷空气流，以便使构成单丝帘的单丝束得到均匀的扩张。从而强化外部冷空气流的冷却效果，因为通过扩张加大了外部单丝之间的距离。
在图3中示意表示本发明装置的另一个实施例连同另一种方案的冷却装置。此实施例与上一个实施例相似，因此参照上述说明，在这里仅仅指出其差别。
设置在纺丝装置1下面的冷却装置2的喷气装置17由喷气头18构成，它固定在纺丝装置1附近。喷气头18在其底面上具有环形喷气孔19。喷气孔19配设一调整装置22，以改变其喷出方向。这里调整装置22通过许多平行的并排设置的薄板24构成，它们可通过一执行机构23改变其位置。在喷气孔19内的薄板24促成产生的外部冷空气流喷出方向的校正。因此喷出气流相对于单丝束3的角度位置可以任意调整。在图3中所示的实施例中表示薄板24向单丝束3方向倾斜。从而由喷气孔19产生的喷出气流朝向单丝束3。外部冷空气流通过喷气头18喷出，从而喷向单丝束3。因此这个实施例特别适合于冷却比较粗的单丝，单丝束3的单丝密度相应地也大。
在图1至3中所示的按本发明的用来实施本发明方法的装置在其结构和类型方面仅仅是举例说明。本发明并不仅仅涉及这里所示的实施例，而是包括本领域技术人员所熟知的任何一种产生一形成单丝帘的环形单丝束的纺丝装置。例如单丝束3可以通过许多固定在一环形结构内的纺丝喷头制造。同样所示的用来产生外部和内部冷空气流的实施例也是举例性的。这里重要的是，由单丝束3构成的环形单丝帘从内部和外部冷却。例如喷气筒9可以和一外部的做成环形的横向气流喷气装置相组合，其喷出气流可通过许多薄板进行调整。
附图标记表1 纺丝装置2 冷却装置3 单丝束 4 环形纺丝喷头5 熔液分配器 6 纺丝泵7 熔液输入管 8 止挡9 喷气筒 10 固定装置11 空气输入管 12 连接块13 上油装置14 弹簧15 上油环 16 上油管17 喷气装置18 喷气头19 喷气孔 20 连接管21 定心凸台22 调整装置23 执行机构24 薄板
权利要求
1.用来熔融纺丝和冷却单丝束的方法，其中，单丝束通过一环形纺丝喷头的大量喷丝孔挤出，成为一环形单丝帘，并且其中，单丝束通过一喷气筒在单丝帘内部产生的内部冷空气流进行冷却，其特征为单丝束附加地通过一在单丝帘外部产生的外部的第二股冷空气流进行冷却。
2.按权利要求1的方法其特征为所述外部的冷空气流以一平行于单丝束方向的喷出流动产生。
3.按权利要求2的方法，其特征为所述外部的冷空气流基本上平行并逆着单丝束行进方向前进。
4.按权利要求2的方法，其特征为所述外部的冷空气流基本上平行并沿着单丝束行进方向前进。
5.按上述权利要求之任一项的方法，其特征为所述外部的冷空气流离单丝束一定距离地引入到单丝帘的外部周围。
6.按权利要求1至5之任一项的方法，其特征为所述外部的冷空气流以一可改变的喷出流动产生，并且特别是调整到相对于单丝束吹送方向的一个规定的喷出流动角度位置。
7.按权利要求1至6之任一项的方法，其特征为在环形纺丝喷头下方一可调的位置处产生所述外部的冷空气流，以便在冷却行程的一段内对单丝束进行冷却。
8.用于实施按权利要求1至7之任一项的方法的装置，具有一纺丝装置(1)，此纺丝装置具有带有大量用来将单丝束(3)挤出成为一环形单丝帘的喷丝孔的环形纺丝喷头(4)；还具有一设置在纺丝装置(1)下方的冷却装置(2)，此冷却装置具有一与环形纺丝喷头(4)同心地固定的喷气筒(9)，通过此喷气筒可以在单丝帘内部产生一径向流动的冷空气流，用以冷却单丝束(3)，其特征为在单丝帘外部设一附加的喷气装置(17)，通过它可产生一用来冷却单丝束(3)的外部的第二股冷空气流。
9.按权利要求8的装置，其特征为喷气装置(17)由一带有平行于单丝束(3)布置的喷气孔(19)的环形喷气头(18)构成。
10.按权利要求9的装置，其特征为喷气头(18)设置在离纺丝装置(1)一定距离处，并且喷气头(18)的喷气孔(19)逆着单丝束(3)的行进方向取向。
11.按权利要求9的装置，其特征为喷气头(18)设置在纺织装置(1)附近，并且喷气头(18)的喷气孔(19)沿着单丝束(3)的行进方向取向。
12.按权利要求9至11之任一项的装置，其特征为喷气头(18)离单丝束(3)一定距离这样地设置，即，通过喷气孔(19)喷出的冷空气流引向单丝束(3)的外部周围。
13.按权利要求8至12之任一项的装置，其特征为喷气装置(17)具有至少一个调整装置(22)，用以将冷空气的喷出流动调整到相对于单丝束(3)吹送方向的一个规定的角度位置。
14.按权利要求1至13之任一项的装置，其特征为喷气装置(17)做成高度可调的，从而可以在纺丝装置(1)下方在可改变的位置处产生外部冷空气流。
15.按权利要求8至14之任一项的装置，其特征为喷气筒(9)可相对于一固定装置(10)沿轴向进行高度调整。
全文摘要
本发明涉及一种用于熔融纺丝和冷却单丝束的方法和装置。其中单丝束通过环形纺丝喷头的大量喷丝孔挤出，成为一环形的单丝帘。接着单丝束通过一在单丝帘内部产生的喷气筒的内部冷空气流进行冷却。为了在单丝帘的单丝密度特别高时单丝束内部及外部的单丝保持均匀的冷却，单丝束额外地通过在单丝帘外部产生的一处在单丝帘外部的附加喷气装置的外部的第二股冷空气流进行冷却。
文档编号D01D5/088GK1536103SQ200410032808
公开日2004年10月13日 申请日期2004年4月12日 优先权日2003年4月12日
发明者马蒂亚斯·舍姆肯, 约阿希姆·布伦克, 姆 布伦克, 马蒂亚斯 舍姆肯 申请人:苏拉有限及两合公司