CN1018003B - 拉断机 - Google Patents

Abstract

一种化纤丝束或化纤条的拉断式直接成条用拉断机，它有一个或多个拉伸区I，通常将其中的一个设计成加热区，还有一个或多个拉断区II至V，拉伸和拉断区I至V通常设在多个上下排列的层E1、E2中；有一个丝束喂入装置和纤维条输出装置。将加工单位长度重量较大的丝束的喂入装置加宽，设计成一个个分开的、彼此独立地开列和/或按上下相叠排列；拉伸和/或拉断区I至IV的拉伸和/或拉断装置的宽度＞270毫米。

Description

本发明涉及一种化学纤维丝束或化学纤维条子的拉断式直接成条用的拉断机，它有一个或多个拉伸区，通常将其中的一个设计为加热区，还有一个或多个拉断区，拉伸和拉断区通常呈多层上下排列;有一个丝束的喂入装置机架;以及一个经拉断直接成条的纤维条输出装置。

用化学纤维制成短纤维纱的第一步，是由喷丝孔压出延续的长丝。尤其是为了在棉纺车间制造短纤维纱，化纤制造厂要将长丝切成例如40毫米的有限长度，然后打包，最后将它们供应给纺织工业的纺纱厂，在那里将蓬乱松散的纤维经过开包、梳理和并条，制成纤维条子，然后供纺纱机纺纱。这种面向棉毛加工的传统生产过程由于质量上的原因而不宜加工较长的细纤维。

即使采用丝束切断直接成条机，为了保证质量，也只限于采用一定的原料和较粗的纤维。在这种情况下，化纤厂供应的长丝丝束，在切断装置中改变成由纤维包所规定的长度，并接着合并成条状。

在拉断法直接成条的工艺过程中，由化纤厂提供的无端长丝丝束，经逐级伸长而拉断。这时，条子并合无条件地保持不变，长丝丝束极好的纤维平行度同样也保持不变。纤维扭结，如纤维结和粒结得以避免。拉断式直接成条法制成的纤维条的高质量，除了可以在尤其是在使用聚丙烯腈纤维的情况下利用由纤维伸长而造成的纤维收缩有目的地生产特别膨松的纱以外，还对进一步推广拉断式直接成条的工艺 方法做出贡献。

拉断机用来实施直接成条法，如由DE-OS3400949中已知的，机器中沿传送方向前后设置各种拉伸和拉断区，用于拉伸和拉断纤维。纤维材料被拉断成所需长度和后续工序所要求的纤维长度分布。此外还附设加热区，以提高纤维的收缩能力。化纤厂以纸箱或捆包形式提供的长丝丝束，经喂入装置机架输入拉断机。输出装置将拉断式直接成条法制成的纤维条放在条筒中。因为在后续的工序中，往往将有收缩能力的和已收缩了的纤维条组合起来，所以可以在放入条筒前将纤维条冷却，以保持收缩能力;或继续对它们进行饱和蒸汽处理，以消除收缩能力。为节省空间，在现有的拉断法直接成条机中，加工工序结构紧凑地分在多个层中进行。

现有的拉断法直接成条机可以可靠地加工单丝纤度从3.3分特（dtex）至总喂入重量为120千特（ktex）的聚丙烯腈丝束。只有使用较粗的单丝纤度，才能加工较大的丝束重量。因为较粗的单丝纤度使用范围有限，所以现有的拉断机一般不能用于加工较大的丝束重量。但这就阻碍了在化纤工业中实现提高丝束重量的合理企图。尤其在用湿纺法生产聚丙烯腈长丝丝束时，不能做到装备技术投资较小的设备，以供应价格便宜的、丝束重量较大的丝束。

基于上述原因，本发明的目的是，进一步发展现有的这类化纤丝束或化纤条的拉断式直接成条法用的拉断机，它可以加工总丝束重量较大的丝束，因此，需要时还可以同时加工多个重量小的丝束。

本发明达到此目的办法是，为了加工单位长度重量较大的丝束，特别是为了平行导引一个个分开的，彼此独立地并列和/或上下相叠排列的多个丝束，加宽了丝束喂入装置; 拉伸和/或拉断区的拉伸和/或拉断装置的宽度＞270毫米。因此，在拉伸和拉断区中可以使用较大的压辊夹紧力，丝束或条子以与现有的情况相比为更大的宽度通过加工装置运行。已进行的试验表明，出人意料地存在着一种组合效果，即能够加工长丝细度为3.3分特丝束重量从120至240千特的丝束，必要时甚至能加工重量更大的丝束，而不影响拉断机的结构紧凑性。

本发明拉断机的优点是，丝束或条子可以以较大的宽度通过拉伸和拉断区的加工装置运行，而不会由于丝束断头和缠绕使工艺过程发生故障。因此，可以无故障地加工总重量较大的丝束;还基本上开拓了可以同时加工多个重量较小的丝束的可能性。这时，拉伸和拉断区中的压辊可以采用较大的夹紧力。使用本发明的拉断机，可以将例如从三个并列的包中抽出的丝束，按所要求的彼此的间距，引入丝束喂入装置。总之，从可加工的丝束单位长度重量来看，不存在任何使用范围的限制，目前市场上的所有丝束，以及在可预见的将来会出现的丝束均可使用。利用本发明的拉断机，根据所给定的丝束的特性，可以在平行地或层状输入的情况下，加工1至4个丝束。由于在所建议的这种拉断式直接成条机中，有一个专门的预拉伸装置，因而通过改变总拉伸量，可以以高的生产率，既加工总喂入重量较小的丝束，也加工总喂入重量较大的丝束。此外，尚须指出，按照目前所了解到的，常规的拉断式直接成条机，只有在例外的情况，才能将拉伸值减小至低于约4.5。然而本发明的拉断式直接成条机的试验结果表明，在丝束喂入重量较小时，可以减小拉伸，从而相应地提高了生产率。

在按本发明拉断机的一种最佳结构形式中，拉伸和拉断区设在上下排列的两层中，丝束从上层输入，在相邻层中彼此逆行，在上层设 预拉伸区Ⅰ，而在下层设拉断区Ⅱ至Ⅴ。所以本机器的结构非常紧凑。

在这种拉断机中，最好通过丝束的多次转弯而将丝束喂入装置设计成为预拉伸区，丝束喂入装置后面设一具有“Ω”形缠绕的三辊筒装置，三辊筒装置由两个被传动的下滚筒和一个压力辊组成。为了在机器起动和正常运行时能有平稳而无冲击的工作过程，在将丝束从上层转到下层时，最好使丝束由一个或设在下层或设在上层的传送组导引，传送组由两个传动滚筒和一个压力辊组成，压力辊只与两个传动滚筒中之一个共同工作。

紧接在拉断机拉伸区后面的，是一个所谓预断裂区的第一拉断裂区。它的边界由两个传动滚筒和一个装在它们上面的压力辊构成，区的长度为＞500毫米。由此，纤维的绝大部分可在此预断裂区中拉断，纤维长度在几毫米到预断裂区长度之间，形成了一个近似的正态分布。所选择的区长是否最佳，要考虑两个因素：随着区长的增加使拉断力减小（同时也减小了作为预拉断区边界的辊处所要求的夹紧力）;而减小区长则改善了运行特性，尤其是可避免丝束断头。通过将压辊放在上面的结构和只采用两个传动滚筒，使结构特别紧凑。压辊可用液压加载。这一结构形式对于使预拉断区末端有大的可传递拉力具有极其重要的作用。来自预拉断区的拉力的变化，将不会传给后面的那些拉断区。这里另一优点是能使纤维条在预拉断区和其它拉断区之间以相对于加工的方向而倾斜地移动，因为这样可以更多地缠绕在传动滚筒上，从而保证有较大的可传递摩擦力。

为使机器尺寸能适应具体安装条件，可以至少将一个拉伸区和/或拉断区垂直设置。此垂直区的上下最好以辊组为界，为避免缠绕， 辊组中的压辊只与下滚筒中之一个接触。术语“垂直”的含意也包括丝束在两层之间作倾斜移动的情况在内。

原则上说，丝束可沿任意方向喂入拉断机。为了节约空间，最好在拉断机上面，即各层的上方，设一个喂入装置机架，以与最上层丝束移动相反的方向输入丝束。此外，在喂入装置机架传送路程的开始处，有一个导丝束装置，通过它使多个丝束分开和独立地一个个彼此并列和/或上下排列地移动，并可进入拉伸和拉断区。

在所提出的一种最佳结构形式中，导丝束装置由一个沿丝束传送方向的横向延伸的弯曲导杆组成，弯曲导杆各构成了以端头的弯曲为界的丝束导床，从而以简单的工艺方法，使丝束得到正确的导引和进入拉伸和拉断区。尤其是可以将这种导丝束装置集装在传统的拉断式直接成条机中，而不需要增加其它装置，无需附加开支，也不丧失现有拉断式直接成条机的结构紧凑性。

弯曲导杆最好能对丝束传送方向作横向移动。在这种情况下，导丝束装置能最佳地适应具体要求，例如可以移动弯曲导杆，将丝束的并列移动改为使丝束按上下排列地移动。

按本发明的另一特征，在弯曲导杆之前，丝束绕对所有丝束公用的导杆而回转。这些公用的导杆和弯曲导杆一起，共同形成了对丝束的最佳导引效果，这时，公用的导杆在丝束中造成张力，这一张力对于导向特性起好的作用。

公用导杆最好具有多边形截面，如可制成三角形、四边形或六角形。

在本发明一个最佳设计中，在导丝束装置后面的喂入装置机架上，至少设置一个导杆对，导杆对中的一根导杆设计成弯曲的，它构 成一个以端头的弯曲为界的丝束导床，将丝束并列地和/或上下相叠地合并在一起。通过此导杆对，可以使丝束扁平并列地和上下相叠地移动，并在移动中得以进一步扩散开。

最后，为了进一步改善这种扩散，本发明建议，导杆对中的弯曲导杆，可在它的支架上朝丝束流旋转。

其它详情、特征和优点，由下面对附图的说明中给出，图中示意表示了本发明用于丝束的拉断式直接成条的拉断机的一个最佳结构实例。附图有：

图1    拉断机的第一种结构形式的侧视草图，它带有一个具有导丝束装置的喂入装置机架;

图2    拉断机第二种结构形式的侧视示意图，相当于图1中的结构;

图3    拉断机喂入装置的导丝束装置沿丝束传送方向看的侧视图;

图4    沿图3Ⅳ-Ⅳ线通过导丝束装置的剖视图。

图1表示的拉断机用于丝束1的拉断式直接成条。丝束1从化纤厂供应的捆包2中抽出。图1所示的结构例中，从总共三个捆包2中引出三个丝束1，输入喂入装置机架3，机架排装在拉断机上方的盖上。

在喂入装置机架3的丝束1传送路程的开始处，有一个导丝束装置4，图3和图4对它作了放大表示，从中可看出详细情况。

导丝束装置4有两根为全部丝束1公用的正方形截面导杆5，三个丝束1成“S”形共同围绕它们移动。跟在两根导杆5后面的是三根弯曲导杆6，它们的两端具有向上翘的弯曲7，从而构成了丝束1 的导床8，这时，三个丝束1的每一个在一个弯曲导杆6的导床8中移动。弯曲导杆6固定在筒管9上，筒管则可沿丝束1传送方向的横向在杆10上移动。

从图3所示弯曲导杆6的结构中可以看出，总共设有三根弯曲导杆6，其中的下弯曲导杆6占据了两根上弯曲导杆6之间的中间区，所以抽出的三个丝束1经进一步传送后并列地通过喂入装置机架3移动。如果例如不是三个而是四个丝束1输入拉断机，则可以想象，应有四根弯曲导杆成对地上下设置在导丝束装置4上，于是丝束既彼此并列又上下相叠地移动。

为了使结构例中的三个并列移动的丝束1，在通过导丝束装置4的弯曲导杆6时，扁平地并列移动，并进一步扩散开，故在喂入装置机架3上设有两个带导杆11′、11″的导杆对11。每个导杆对11的导杆11′按与导丝束装置4的弯曲导杆6相类似的方式弯曲，并可在它的支架中朝丝束流转动。为此，将导杆11′装在臂12上，它的旋转轴线在导杆对11的另一根导杆11″的轴上。为了更好地扩散开总单位长度重量大的丝束1，这些导杆11′、11″可例如为600毫米长。

丝束1引入拉断机本身的特征是通过两根导杆13，由于要受力，故导杆13制成实心的。为了最后一次使丝束扩散开，在一根导杆13处装有另一根可旋转的弯曲导杆14。多次转弯后，经预拉伸的丝束进入一个成“Ω”形缠绕的三辊筒装置15。三辊筒装置15由两个被传动的下滚筒和一个液压加载的压力辊组成。

紧接在三辊筒装置15后面的是一个带加热装置16的拉伸机加热区Ⅰ，在此区中，丝束1在热塑性加热状态或冷却状态下伸长，但 不断裂。考虑到所希望的纤维收缩能力，要按材料的特点调整不同的伸长值和温度。此拉伸和加热区Ⅰ构成了拉断机中的上加工层E1。

为了转入下加工面（层E2）中去，丝束1经由滚筒17移动，并经过一个由两个滚筒18和一个压辊19组成的传送组转成相反的加工方向。压辊19用来在机器起动时实现无冲击的工作过程。

滚筒18构成下层E2的预拉断区Ⅱ的开端，这一层以在传送方向后面的带有压辊21的滚筒20为界。在预拉断区Ⅱ中，纤维的绝大部分被拉断，这时，纤维长度在几个毫米和预拉断区Ⅱ的长度之间大体成正态分布。预拉断区Ⅱ的长度应至少为500毫米。所选择的区长是否最佳，要考虑两个因素，即随着区长的增加使拉断力减小（同时也减小了作为预断裂区Ⅱ边界的辊处所要求的夹紧力），而减小区长则改善了运行特性，尤其是可避免丝束断头。构成预拉断区Ⅱ末端的带液压加载压辊21的四滚筒装置（传动滚筒20、滚筒20′）的结构形式，由于能使预拉断区Ⅱ末端产生大的可传递拉力，故起极其重要的作用。来自预拉断区Ⅱ的拉力变化将不会传给后面的预拉断区Ⅲ。

鉴于拉伸使纤维条单位长度重量变低的因素和断裂过程已经进行，所以预拉断区Ⅲ的长度比预拉断区Ⅱ短得多。预拉断区Ⅲ的长度应至少为200毫米。相对于加工方向倾斜地导引纤维条，可允许更多地缠绕着滚筒20，以产生较大的可传递摩擦力。

接在预拉断区Ⅲ后面的是两个拉断区Ⅳ和Ⅴ。它们以三个三辊筒装置22为界，每个三辊筒装置由两个滚筒和一个压力辊组成。拉断区Ⅳ和Ⅵ的长度和具体拉伸量，一方面用来调整纤维平均长度，另方面调整用变异系数CV%表示的纤维长度的变化。

调整拉断区Ⅳ中的拉伸和拉断区长度，主要影响纤维平均长度;而在断裂区Ⅴ中调整作业条件，尤其通过消除超长的纤维，则可影响纤维的长度分布。为此，在断裂区Ⅴ中的拉伸至少是拉断区Ⅳ的二倍。

纤维条离开三辊筒装置22之后，通常在通过一个条子编织机23后，由喂入辊24输送给蒸汽装置25。纤维条经带有风扇27的冷却传送带26到达条筒28。这些装置构成了拉断机的输出装置29。

图2所示拉断机的结构形式与图1的差别在于，在上下层E1和E2之间的第一预拉断区Ⅱ不是水平的，而设置成几乎垂直地向下倾斜。第一预拉断区Ⅱ以上层E1中的辊组30和下层E2中的辊组31为界，辊组30由传动滚筒33和一个压辊34组成，辊组31由传动滚筒35和一个压辊32组成。为了避免缠绕，压辊32只与辊组31的一个下滚筒（传动滚筒35）相接触。

图2所示之拉断机结构形式中，也有一个如图1那样的导丝束装置4。显然，为了简化没有在图中表示。

在一种没有用图表示的拉断机结构形式中，第一预拉断区Ⅱ可设在上下层E1和E2之间的一个分立的层中。

Claims (15)

1、将化学纤维丝束用拉断法直接加工成化学纤维条的拉断机，此拉断机具有一个或多个拉伸区(Ⅰ)，其中的一个通常设计成加热区(Ⅰ)，还有一个或多个拉断区(Ⅱ-Ⅴ)，拉伸拉断区(Ⅰ-Ⅴ)呈上下两层(E1，E2)排列，在这两个相邻层(E1，E2)中，丝束的移动方向相反；还设有一个丝束喂入装置机架(3)，使丝束输入上层(E1)；在上层中设有一个拉伸区(Ⅰ)，而在下层(E2)中设有拉断区(Ⅱ至Ⅴ)；在拉断区的后面设有一个经直接拉断成条的化学纤维条的输出装置(29)；其特征为：为了加工单位长度重量大于120千特的丝束(1)，加宽了丝束喂入装置，此装置平行地导引多个丝束(1)使之一个个分开地、彼此独立地又相互并列和(或)上下重叠地排列；为此，设有一个由一个个沿垂直于丝束(1)传送方向延伸的弯曲导杆(6)组成的导丝束装置(4)，弯曲导杆各构成以端头的弯曲(7)为界的丝束(1)导床(8)；拉伸和(或)拉断区(Ⅰ至Ⅳ)的拉伸和(或)拉断装置的宽度对于全部受导丝束(1)来说＞270毫米。

2、按照权利要求1所述拉断机，其特征为：弯曲导杆（6）可沿垂直于丝束（1）传送方向移动。

3、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：在导杆（6）之前，丝束（1）绕对所有丝束公用的导杆（5）回转。

4、按照权利要求3所述拉断机，其特征为：公用的导杆（5）具有多边形横截面，最好是三角形、四边形或六角形横截面。

5、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：在导丝束装置（4）后面的导丝喂入装置机架（3）上至少设置一个导杆对（11），此导杆对中的一根导杆（11′）设计成弯曲的，它构成了一个以端头的弯曲为界的丝束（1）导床，它将丝束（1）并列地和（或）上下重叠地合并在一起。

6、按照权利要求5所述拉断机，其特征为：导杆对（11）的弯曲导杆（11′）可在它的支架上绕一垂直于丝束流向的水平轴朝丝束流向转动。

7、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：作为预拉伸区的丝束喂入装置机架（3）使丝束（1）多次转弯在（11和13处），在此丝束喂入装置机架（3）的后面设有一个三辊筒装置（15），此三辊筒装置由两个传动下滚筒和一个位于它们上面的受液压加载的压辊所组成，它使丝束绕压辊作“Ω”形缠绕。

8、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：丝束（1）从上层（E1）转到下层（E2）是由一个传送组导引的，传送组由两个传动滚筒（18或33）和一个压力辊（19或34）组成，压力辊（19或34）只与两个传动滚筒（18或33）中之一共同工作。

9、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：预拉断区（拉断区Ⅱ）以两个其上装有一个压力辊（21或22）的传动滚筒（20或35）为界，预拉断区（Ⅱ）的长度调整为＞500毫米。

10、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：纤维条在预拉断区（Ⅱ）和其它拉断区（Ⅲ至Ⅴ）之间相对加工方向倾斜地移动。

11、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：设在预拉断区（Ⅱ）后面的拉断区（Ⅲ）至少长200毫米，最长为1000毫米;在最后一个拉断区（Ⅴ）中的拉伸值至少选为比前面的那个拉断区（Ⅳ）的拉伸值高一倍。

12、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：至少有一个拉伸和（或）拉断区是垂直安装的。

13、按照权利要求12所述拉断机，其特征为：垂直区上下各以辊组为界，它们的压力辊（32或34）只和下滚筒（35或33）之一相接触。

14、按照权利要求1或2所述拉断机，其特征为：在两层（E1，E2）的上方，丝束喂入装置机架（3）以与最上层（E1）丝束相反的移动方向输送丝束（1）。

15、按照权利要求14所述拉断机，其特征为：在丝束喂入装置机架（3）传送路程开始处，有一个导丝束装置（4），通过它使多个丝束（1）一个个分开，并彼此独立地并列和（或）上下排列地移动，并可向拉伸和拉断区（Ⅰ至Ⅴ）供送丝束（1）。

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