CN102797062B - 用于抽取和拉伸合成纱线的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在熔融纺丝过程中抽取和拉伸合成纱线的装置。该装置具有:多个受驱动的导丝辊、分配给所述导丝辊的电机以及多个分配给所述电机的控制单元，其中所述电机通过所述控制单元之一作为一个导丝辊对共同地控制在纱线进程中相继设置的两个导丝辊，设置多个导丝辊对。为了在抽取和拉伸纱线时在设置抽取张力和拉伸张力方面获得更大的灵活性，根据本发明，设置在各导丝辊对的导丝辊之间的一个导丝辊设计成能够单独地驱动和控制。

Description

用于抽取和拉伸合成纱线的装置

技术领域

本发明涉及一种用于在熔融纺丝过程中抽取和拉伸合成纱线的装置。

背景技术

这种类型的装置由WO2011/009497已知。

所述已知的用于抽取和拉伸合成纱线的装置用于熔融纺丝过程中，以便在熔融纺丝之后拉伸一根或多根纱线。为此，引导一根或多根纱线通过包括多个用于抽取和拉伸的导丝辊的布置结构。在纱线进程中两个相继的导丝辊组合形成一个导丝辊对，其中各导丝辊的电机能共同地通过所配设的控制单元控制。为了以分别在导向壳上的部分卷绕地引导所述一根或多根纱线，所述电机由顺时针转向电机和逆时针转向电机构成，所述顺时针转向电机和逆时针转向电机交替地分配给各导丝辊。因此，导丝辊对的各导丝辊通过逆时针转向电机和顺时针转向电机驱动，所述逆时针转向电机和顺时针转向电机通过所述控制单元控制。

在这种已知的装置中，拉伸所需的拉伸力通过可以在导丝辊对的各导丝辊之间设置的速度差产生。为此，所述速度差可以通过改变第一导丝辊对的各导丝辊的导向速度或通过改变第二导丝辊对的各导丝辊的导向速度来改变。因为这种已知的装置在熔融纺丝过程中使用，导向速度的这种改变直接对熔融纺丝过程中上游或下游的纱线引导产生影响。为此，只有当整个过程的所有处理步骤相协调时能进行纱线的拉伸。

发明内容

现在，本发明的目的在于，这样来改进所述类型的用于抽取和拉伸合成纱线的装置，使得可以以较高的灵活性与下游或上游的纱线引导无关地实现纱线的拉伸。

按照本发明，这样来实现所述目的，即提出一种用于在熔融纺丝过程中抽取和拉伸合成纱线的装置，具有:多个受驱动的导丝辊、分配给所述导丝辊的多个电机以及分配给所述电机的多个控制单元，其中在纱线进程中相继设置的并具有两个所分配的电机的两个导丝辊能够作为一个导丝辊对由所述控制单元之一共同控制，设置多个导丝辊对，在各导丝辊对的导丝辊之间设置一个导丝辊，该导丝辊设计成能够单独地驱动和控制。

本发明具有特殊的优点，即，在熔融纺丝过程中，在一根纱线上产生的抽取张力能够独立于该纱线的拉伸操作设置。纱线的抽取和纱线的拉伸可以有利地通过第一导丝辊对的各导丝辊以及所述可单独控制的导丝辊独立地且个别地调整。因此，例如可以进行预拉伸操作，在预拉伸操作中，在第一导丝辊对和所述可单独控制的导丝辊之间设置速度差。此外，用于拉伸纱线的拉伸张力主要通过可单独控制的导丝辊和第二导丝辊对的各导丝辊之间的速度差确定。在这种情况下，纱线可选择在导丝辊的各导丝辊上多次卷绕或单次部分卷绕地被引导。

但优选本发明这样的改进方案，其中电机通过多个逆时针转向电机和多个顺时针转向电机构成，其中在纱线进程中相继的导丝辊交替地分配以逆时针转向电机之一和顺时针转向电机之一。这种改进方案特别适于并排且彼此并行地引导多根纱线，而不需要具有大的伸出长度的导丝辊导向壳。

为了从纺丝装置中抽取纱线，这样一种改进方案已经被证明是成功的，其中，第一导丝辊对的第一导丝辊构成具有不加热的导向壳的抽取辊，该导向壳的导向直径设计成小于该导丝辊对的第二导丝辊的导向壳。由此，在第一导丝辊对的各导丝辊之间可以有利地设置这样的速度差，该速度差有利于纱线进程的稳定性。此外，在抽取纱线之后，可以直接在后面的导丝辊上实现紧密的接触，以便在加热的导向壳上实现对纱线的强热处理。

为了能够通过相应紧凑的设计利用第一导丝辊的不加热的导向壳的结构上的优点，本发明的一个改进方案是特别有利的，其中，第一导丝辊对的两个导丝辊的电机具有不同数量的极对。由此，尽管导向壳的导向直径不同，仍能够使第一导丝辊对的两个导丝辊仍以相同的圆周速度运行。

为了直接在抽取纱线之后为了准备拉伸在纱线中实现必要的塑性的改变，此外还设定，第一导丝辊对的第二导丝辊具有加热的导向壳。

可以有利地这样改进对纱线的热处理，即，设置导丝辊对的各导丝辊之间的导丝辊类似地具有加热的导向壳。

为了除了拉伸纱线以外还能够实现略微的松弛，本发明的一个改进方案是特别有利的，其中，第二导丝辊对的各导丝辊具有两个加热的导向壳，所述导向壳具有不同尺寸的导向直径。以这种方式，由于导丝辊对中的中的两个导丝的导向直径的直径尺寸的差别，可以在各导丝辊之间形成导致纱线张力降低的速度差。由此，各相配的电机能够共同以额定频率运行。

对于在熔融纺丝过程中需要强烈的收缩处理的情况，优选利用本发明的这样的改进方案，其中，在第二导丝辊对的各导丝辊的下游设置放松辊，所述放松辊可单独地驱动和控制。以这种方式可以在拉伸纱线之后形成任意希望的、用于降低张力的速度差。

根据本发明的装置特别适于在纺织应用领域用于拉伸合成纱线。因此可以制造全拉伸丝(FDY)，所述全拉伸丝在1200m/min至6000m/min的速度范围内被引导和拉伸。但也可以利用根据本发明的装置拉伸技术纱线。在这种情况下，多个导丝辊对可以设置在单独控制的导丝辊的上游或下游。

附图说明

下文中基于根据本发明的装置的几个实施例并参考附图来详细说明本发明，其中：

图1示意性示出根据本发明的装置的第一示例性实施形式的导丝辊布置结构，

图2示意性示出根据本发明的装置的另一个实施例的导丝辊布置结构，

图3示出根据按图2的实施例的导丝辊对的横截面视图，以及

图4示意性示出具有根据本发明的装置的另一个实施例的熔融纺丝设备的视图。

具体实施方式

图1示意性示出根据本发明的装置的第一实施例的导丝辊布置形式。

该实施例具有两个导丝辊对1.1和1.2，这两个导丝辊对沿纱线进程相继地设置。第一导丝辊对1.1由两个导丝辊2.1和2.2形成。导丝辊2.1由电机4.1驱动，导丝辊2.2由电机4.2驱动。这两个电机4.1和4.2连接到控制单元7.1。所述控制单元7.1例如可以设计成用于以额定频率控制两个电机4.1和4.2的群转换器。

在图1中所示的实施例中，导丝辊2.1和2.2分别具有一个导向壳3.1和3.2，这两个导向壳的导向直径是不同的。导丝辊2.1的导向壳3.1设计成可加热的，其导向直径大于导丝辊2.2的导向壳3.2。为了尽管在直径不同的情况下仍能够在导向壳3.1和3.2上形成相同的导向速度，电机4.1和4.2设计成具有不同(数量)的极对。因此以对应于电机4.1和4.2的极对比的方式选择导向壳3.1和3.2的直径比。

例如在WO2004/001106Al中公开了这种类型的导丝辊对，这里参考所述文献并且在此方面不再进一步说明。

第二导丝辊对1.2由导丝辊2.4和2.5构成。导丝辊2.4由电机4.4驱动，而导丝辊2.5由电机4.5驱动。电机4.4和4.5连接到控制单元7.3，所述控制单元可以类似地由群转换器构成。导丝辊对1.2与导丝辊对1.1相同，因此导丝辊2.4的导向壳3.4设计成可加热的并具有比导丝辊2.5的导向壳3.5大的导向直径。

在导丝辊对1.1和1.2之间的纱线进程中设置导丝辊2.3，该导丝辊单独地由电机4.3驱动。控制单元7.2分配给电机4.3，从而导丝辊2.3的导向壳3.3的导向速度可以单独地设定。导丝辊2.3设计成能独立于第一导丝辊对1.1的导丝辊2.1和2.2并独立于第二导丝辊对1.2的导丝辊2.4和2.5地而可控制。

在图1中示出的控制单元7.1、7.2和7.3通常连接到一控制装置(未示出)上，所述控制装置控制熔融纺丝过程中纱线的抽取和拉伸。为了说明根据图1的实施例的功能，示出一根纱线8的纱线进程。因此通过导丝辊2.1和2.2从纺丝装置(未示出)中抽取纱线8。为此，导向壳3.1和3.2由电机4.1和4.2以第一导向速度驱动。纱线8绕导向壳3.1和3.2多次卷绕并经由导丝辊2.3被引导至第二导丝辊对1.2。导丝辊2.3通过利用电机4.3对导向壳3.3的驱动而被以第二导向速度驱动，第二导向速度通常高于导丝辊2.1和2.2的第一导向速度。由此已经可以实现略微的预拉伸。但原则上也可以以与导丝辊2.1相同的导向速度驱动导丝辊2.3的导向壳3.3。

在导丝辊2.3和第二导丝辊对1.2的导丝辊2.4和2.5之间进行主拉伸。为此，导丝辊2.4和2.5的导向壳3.4和3.5由电机4.4和4.5以更高的导向速度驱动。在这种情况下，两个导丝辊对1.1和1.2之间的速度差决定了纱线8的最大拉伸程度。原则上，在这种情况下可以通过***的导丝辊设置拉伸张力，从而保持不受导丝辊2.1的影响地从纺丝装置抽取纱线8。在此方面，存在高度的灵活性，以便根据可能存在于熔融纺丝过程中的上游的和下游的处理方法来纱线进行拉伸。

在图1所示的实施例中，第一导丝辊对1.1的导丝辊2.1和2.2和第二导丝辊对1.2的导丝辊2.4和2.5设计成具有不同的导向壳。但原则上也可以将导丝辊对1.1和1.2的导丝辊2.1和2.2以及2.4和2.5设计成具有相同的导向壳。

图2示意性示出根据本发明的装置的另一个实施例。在图2示出的实施例中，选择了这样的导丝辊布置结构，其中，纱线8可以以在导丝辊的导向壳上单次的部分卷绕被引导。为此，第一导丝辊对1.1设置在纱线入口处。该导丝辊对1.1由两个导丝辊2.1和2.2构成，这两个导丝辊的导向壳3.1和3.2由分开的电机驱动。这些电机构造成顺时针转向电机5.1和逆时针转向电机6.1。因此导丝辊2.1通过顺时针转向电机5.1驱动，导丝辊2.2通过逆时针转向电机6.1驱动。顺时针转向电机5.1和逆时针转向电机6.1共同连接到控制单元7.1并且由此这两个电机5.1和6.1被控制在额定频率。控制单元7.1因此由群转换器构成。

在图2所示的实施例中，导丝辊2.1构成为具有不加热的导向壳3.1，所述导向壳具有小于第二导丝辊2.2的导向壳3.2的导向直径的导向直径。对于进一步的细节可附加地参考图3。

图3示意性示出导丝辊对1.1的横向剖视图。导丝辊对1.1的导丝辊2.1和2.2保持在机架9上。导丝辊2.1经由导丝辊支架12.1保持在机架9上，而导丝辊2.1的导向壳3.1以突出的方式被引导。为此，导向壳3.1以空心圆柱形的形式构成，并在内侧连接到驱动轴34.1上。驱动轴34.1由顺时针转向电机5.1驱动。

第二导丝辊2.2通过单独的导丝辊支架12.2保持在机架9上。导丝辊2.2的导向壳3.2连接到驱动轴34.2上，该驱动轴由逆时针转向电机6.1驱动。导向壳3.2以空心圆柱形的形式构成，并且其外壳配合在加热装置11上。加热装置11可以例如由感应线圈构成，并保持在加热支架10上，并电连接在外部的加热控制单元13上。在任何情况下都可以通过加热控制单元13在导向壳3.2上设置希望的表面温度。设定用于调节和监控表面温度的传感器在该实施例中没有示出。

导丝辊2.2的导向壳3.2具有比导丝辊2.1的导向壳3.1大的导向直径，因为导丝辊2.1不具有加热装置并且导向壳3.1是不加热的。为了能够在导向壳3.1和3.2上产生相同的导向速度，顺时针转向电机5.1和逆时针转向电机6.1具有不同的极对数，以便通过控制单元7.1将其共同控制在额定频率。以这种方式，导向壳3.1和3.2之间的直径差可以通过各电机的极对的相应比值来补偿，从而每个导向壳3.1都被以相同的导向速度驱动。

但在图2中示出的根据本发明的装置的实施例中，可以在导丝辊2.1和2.2上保持有利的小的速度差，以便获得纱线8与导向壳3.2的圆周的紧密的接触。

如图2所示，第二导丝辊对1.2设置在第一导丝辊对1.1的下游，所述第二导丝辊对1.2由导丝辊2.4和2.5构成。导丝辊2.4和2.5构成为具有与导丝辊2.2相同的导向壳3.4和3.5，并因此可以参考上面的说明。导丝辊2.4的导向壳连接至逆时针转向电机6.2，而导向壳3.5连接至顺时针转向电机5.3。逆时针转向电机6.2和顺时针转向电机5.3共同连接至控制单元7.3。控制单元7.3例如可以实施为群转换器，从而这两个电机6.2和5.3以相同的旋转频率和相反的旋转方向驱动导向壳3.4和3.5。

在导丝辊对1.1和1.2之间在纱线进程中设置另一个导丝辊2.3，该导丝辊具有加热的导向壳3.3。在这方面，导丝辊2.3的结构基本上与导丝辊2.2的结构相同，因此在这一点上可以参考在图3中给出的解释。导丝辊2.3的导向壳3.3由顺时针转向电机5.2驱动。顺时针转向电机5.2连接至控制单元7.2。控制单元7.2可以是例如单独的转换器的形式，以便单独地控制导向壳3.3的导向速度。

在图2示出的实施例中，因此存在这样的导丝辊布置结构，其中纱线8在导丝辊2.1至2.5的导向壳3.1至3.5上以单次的部分卷绕按S形或Z形的路径被引导。在此方面，导丝辊2.1至2.5交替地由顺时针转向电机或逆时针转向电机驱动。在图2中示出的第一导丝辊2.1的旋转方向在这种情况下只是示例性的。原则上，导丝辊2.1的导向壳3.1可以由逆时针转向电机驱动。因此，后面的导丝辊2.2至2.5可以相应地沿相反的方向被驱动。

在图2所示的实施例中，由第一导丝辊对1.1抽取纱线8，其中导丝辊2.1起抽取辊的作用。导丝辊2.1和2.2的导向壳3.1和3.2在这种情况下可以以相同的导向速度或导向速度略微不同地运行。

为了进行拉伸，导丝辊2.3和2.4在导向速度更高的级别中被驱动，从而在导丝辊2.3和导丝辊2.4之间形成最大的速度差。导丝辊2.4和2.5以相同的导向速度被驱动。但在这种情况下，导丝辊2.4和2.5的导向壳3.4和3.5也可以具有不同的导向直径，以便能够实现在导丝辊2.4和2.5之间略微降低纱线张力。因此可以在导丝辊对1.2之内实现纱线8的松弛。

为了能够在熔融纺丝过程中实现强烈的收缩处理，图2中所示的实施例可以装备另一个导丝辊2.6。在图2中，导丝辊2.6用虚线示出。导丝辊2.6具有连接至逆时针转向电机6.3的导向壳3.6。逆时针转向电机6.3连接至控制单元7.4。控制单元7.4做这种情况下例如可以类似地由单独的转换器构成。导丝辊2.6的导向壳3.6构造成受加热的并以比上游的导丝辊2.5低的导向速度驱动。以这种方式，可以在拉伸纱线之后马上进行强烈的收缩处理。

图4示意性示出熔融纺丝设备的一个实施例，其中集成有根据本发明的装置的一个实施例。为了熔融纺制多根多纤维纱线，设有加热的纺丝箱14，所述纺丝箱在其下侧具有多个喷丝头15。纺丝箱14横向于拉伸的平面定向，因此在图4中只能看到一个喷丝头15。每个喷丝头15都在其下侧具有多个喷丝口，通过所述喷丝口例如由聚酯或聚酰胺构成的聚合物熔体以形成单丝17的形式被挤出。喷丝头连接至熔体流入口16。熔体流入口16连接至熔体源(这里未示出)，例如挤出机。在纺丝箱14的内部可以设置另外的熔体导向及熔体传送部件，这里不对这些部件进行详细描述。

在纺丝箱14的下方设有冷却装置18，所述冷却装置由冷却通道20和吹气装置19的形式构成。冷却通道20设置在喷丝头15的下方，从而通过喷丝头挤出的多根单丝17穿过冷却通道20。在冷却通道20的下方设有集束导丝器(collectiveyarnguide)21，以便合并所述单丝17以分别形成一根纱线8。在此方面集束导丝器21在喷丝头15的下方居中地设置。

冷却通道20后面设有下降通道35，在所述下降通道中，将纱线从相互间的纺丝间距带入处理间距。为此，在下降通道的末端设置入口导丝器22。

在下降通道的下方设置根据本发明的装置的实施例。在这种情况下，设置对应于根据图2的实施例的导丝辊布置结构。对此这里不给出进一步的细节，并可以参考上面的说明。

所示出的用于抽取纱线、用于拉伸纱线和用于松弛纱线的导丝辊布置结构因此包括总共六个导丝辊2.1至2.6，这些导丝辊由总共四个控制单元7.1至7.4控制。导丝辊2.1至2.6通常部分地设置一导丝辊箱中，以便能够实现尽可能强的热处理。

在所述导丝辊布置形式下方设置后处理(上油)装置23和喷气变形装置24，所述后处理装置和喷气变形装置保持在多个导向辊25.1、25.2和25.3之间。因此，在纱线卷绕成卷筒之前，总是通过后处理和喷气变形在纱线8上形成一定纱线紧密度(cohesion)。原则上，所述后处理装置和喷气变形装置可以包括多个工位，这些工位设置在根据本发明的装置的上游和下游。

为了卷绕经拉伸的纱线8，设有绕线装置26，所述绕线装置具有能旋转的锭子支架30，所述锭子支架具有两个悬伸的绕线锭子29.1和29.2。锭子支架30安装在框架31上。在这种情况下，绕线锭子29.1和29.2可以交替地被导入操作区域以便卷绕卷筒，以及导入更换区域以便更换卷筒。在框架31上设有往复装置27和压紧辊28，以便卷绕各根纱线以分别形成一个卷筒33.在往复装置27的上方，给每个卷绕位置配设一个转向辊32，利用所述转向辊纱线入口5被引导经过各卷绕位置。

在在图4中所示的纺丝设备的实施例中，在熔融纺丝之后，将新挤出的纱线8直接在单丝17的干燥状态下供应给根据本发明的装置的导丝辊布置结构并将其拉伸以形成全拉伸丝。

附图标记列表

1.1、1.2导丝辊对

2.1、2.2...2.6导丝辊

3.1、3.2...3.6导向壳

4.1、4.2...4.6电机

5.1、5.2...顺时针转向电机

6.1、6.2...逆时针转向电机

7.1、7.2、7.3、7.4控制单元

8纱线

9机架

10加热支架

11加热装置

12.1.12.2导丝辊支架

13加热控制单元

14纺丝箱

15喷丝头

16熔体流入口

17单丝

18冷却装置

19吹气装置

20冷却通道

21集束导丝器

22入口导丝器

23后处理装置

24喷气变形装置

25.1、25.2、25.3导向辊

26绕线装置

27往复装置

28压紧辊

29.1、29.2卷绕锭子

30锭子支架

31框架

32转向辊

33卷筒

34.1、34.2驱动轴

35下降通道

Claims (11)

1.一种用于在熔融纺丝过程中抽取和拉伸合成纱线的装置，具有:多个受驱动的导丝辊(2.1、2.2、2.4、2.5)、分配给所述导丝辊(2.1、2.2、2.4、2.5)的多个电机(4.1、4.2、4.4、4.5)以及分配给所述电机(4.1、4.2、4.4、4.5)的多个控制单元(7.1、7.3)，其中，第一和第二导丝辊(2.1、2.2)能够作为一个第一导丝辊对(1.1)由所述控制单元(7.1、7.3)之一共同控制，所述第一和第二导丝辊在纱线进程中相继设置并具有两个所分配的电机(4.1、4.2)，设置多个导丝辊对(1.1、1.2)，其特征在于，在各导丝辊对(1.1、1.2)的导丝辊(2.1、2.2、2.4、2.5)之间设置一个第三导丝辊(2.3)，该第三导丝辊设计成能够单独地驱动和控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三导丝辊(2.3)具有加热的导向壳(3.3)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电机由多个逆时针转向电机(6.1、6.2)和多个顺时针转向电机(5.1、5.2)构成，并且相继的第一、第二和第三导丝辊(2.1、2.2、2.3)在纱线进程中交替地被分配以所述逆时针转向电机(6.1、6.2)之一和顺时针转向电机(5.1、5.2)之一。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电机由多个逆时针转向电机(6.1、6.2)和多个顺时针转向电机(5.1、5.2)构成，并且相继的第一、第二和第三导丝辊(2.1、2.2、2.3)在纱线进程中交替地被分配以所述逆时针转向电机(6.1、6.2)之一和顺时针转向电机(5.1、5.2)之一。

5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，第一导丝辊对(1.1)的第一导丝辊(2.1)构成抽取辊，所述第一导丝辊具有不加热的导向壳(3.1)，所述第一导丝辊的导向壳设计成具有比该第一导丝辊对(1.1)的第二导丝辊(2.2)的导向壳(3.2)小的导向直径。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第一导丝辊对(1.1)的两个导丝辊(2.1、2.2)的电机(4.1、4.2)具有不同的极对数。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第一导丝辊对(1.1)的第二导丝辊(2.2)具有加热的导向壳(3.2)。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第一导丝辊对(1.1)的第二导丝辊(2.2)具有加热的导向壳(3.2)。

9.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，第二导丝辊对(1.2)的导丝辊(2.4、2.5)具有两个加热的导向壳(3.4、3.5)，第二导丝辊对的导丝辊的这两个导向壳具有尺寸相同或不同的导向直径。

10.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，在第二导丝辊对(1.2)的导丝辊(2.4、2.5)的下游设置一个另外的导丝辊(2.6)，所述下游的另外的导丝辊(2.6)能单独地驱动和控制并具有加热的导向壳(3.6)。

11.一种熔融纺丝设备，其用于由聚合物熔体制造合成纱线，该熔融纺丝设备具有用于抽取和拉伸纱线的装置，其特征在于，所述装置按权利要求1至10之一设计。