CN107304487B - 用于冷却环形挤出的单丝簇的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却环形挤出的单丝簇的设备，该单丝簇通过环形纺丝喷嘴的多个喷嘴孔挤出。所述设备具有：吹气流发生器，该吹气流发生器具有径向环绕的吹气出口并且被居中布置在环形纺丝喷嘴的下方。吹气流发生器由连接适配器保持，该连接适配器将吹气流发生器与进气通道连接。为了使得所输入的冷却空气在马上要进入吹气流发生器中之前均匀化,特别是在冷却空气温度方面均匀化，根据本发明，所述连接适配器配设有由多孔的金属泡沫——优选多孔的铝泡沫——制成的流动屏障。

Description

用于冷却环形挤出的单丝簇的设备

技术领域

本发明涉及一种用于冷却环形挤出的单丝簇/单丝帘的设备。

背景技术

在熔纺/熔融纺丝合成的纤维条子或长丝的过程中，多个细小的条子形的单丝通过纺丝喷嘴的喷嘴孔挤出。为此，在高压下向纺丝喷嘴输送熔融的聚合物。为了形成一个纤维条子或多个长丝，将多个条子形的单丝在其整体上或以束的方式合并。在合并之前，通过冷却空气流冷却单丝，从而单丝的熔融状态在从喷嘴孔排出之后转换为凝固状态。对于纤维条子或长丝的质量特别重要的是所有单丝的冷却的均匀性。因此特别对于制造短纤维/切段纤维已知的是，将多个新挤出的单丝以环形的布置结构引导，其中，在单丝簇的中央布置有吹气流发生器，该吹气流发生器产生沿径向从内向外的冷却空气流。因此可以从单侧均匀地冷却多个单丝。这种用于冷却环形挤出的单丝簇的设备例如由DE 37 08 168A1已知。

在该已知设备中，在环形纺丝喷嘴下方布置有吹风烛/吹风筒/吹风棒(Blaskerze)作为吹气流发生器，其利用打开的端部连接在连接适配器上。连接适配器与进气通道连接，通过该进气通道输入冷却空气。为了产生尽可能均质且均匀的冷却空气流，吹风烛具有多孔的吹气外罩，该吹气外罩可以由烧结金属或金属泡沫制成。然而这种吹气外罩具有相对较小的壁厚，从而冷却空气的均匀化仅在一定条件下可能实现。因此已知的是，在输入冷却空气时便已可能在压力、温度和体积流量中出现不均匀性。特别是所输入的冷却空气中的温度差直接作用于单丝的冷却性能。

此外在该已知设备中进气通道必须穿透单丝幕，因此不能排除在进气通道上在单丝引导的区域中的额外的热边界效应，这种热边界效应作用于进气通道的内部。

原则上也已知了下述这种设备，其中，将冷却空气从上方通过纺丝箱体在环形纺丝喷嘴的中央处输送给吹气流发生器。在此然而热边界效应由于在纺丝箱体内部被加热的引导熔体的部分而增强，从而在所输送的冷却空气中的温度差还可能更强烈。

发明内容

现在本发明的目的是，这样改进用于冷却环形挤出的单丝簇的所述类型的设备，使得纤维条子和单丝的冷却能够以高均匀性实现。

该目的根据本发明由下述方式实现，即为所述连接适配器配设有由多孔的金属泡沫——优选多孔的铝泡沫——制成的流动屏障。

本发明的突出之处在于，冷却空气在进入吹气流发生器之前必须穿透金属细孔的迷宫式密封结构，并在此时使冷却空气中的温度差均匀化。通过形成由金属泡沫制成的流动屏障，实现了相对高的导热能力，该导热能力能够实现冷却空气中的温度均衡。特别是通过使用铝泡沫实现了冷却空气温度的高程度的协调。

为了能够使用常见的冷却空气源——该冷却空气源例如通过传统的空调形成，特别有利的是本发明的如下所述的改进方案，其中，流动屏障具有在5PPI至15PPI(每英寸的孔数)范围内的孔径。因此可以实现在冷却空气流穿过时相对小的压力降。

除了冷却空气温度之外也可以特别有利地使得冷却空气的压力波动和体积流量波动在进入吹气流发生器中之前均匀化。为此，流动屏障设计为板形，具有的最小高度为10mm、优选30mm，并且流动屏障在空气通道的自由的流动横截面内部延伸。因此也可以有利地补偿压力冲击，其例如通过接通和断开相邻的冷却设备引起。流动屏障因此防止了，冷却空气输送中的干扰可能作用到吹气流发生器中。

为使冷却空气及时地协调，流动屏障可以要么直接布置在连接适配器的进气侧上要么布置在连接适配器的排出侧上。原则上也存在以下可能性：既在连接适配器的进气侧上又在连接适配器的排出侧上布置两个单独的流动屏障。因此存在以下可能性：为已经被用于冷却环形挤出的单丝簇的吹气流发生器类型补充配备根据本发明的流动屏障。

在流动屏障布置在连接适配器的进气侧上时，优选地实施本发明的如下改进方案，其中，空气通道被布置在连接适配器的进气侧上并形成进气通道。这个改进方案特别适合于在排出侧上获得连接适配器与吹气流发生器之间的高度一体化。

因此还设计为，将连接适配器布置在环形喷嘴的中央处、纺丝箱体的下侧，其中，进气通道穿透纺丝箱体直至到达连接适配器。

在此，吹气流发生器优选地通过吹气喷嘴装置形成，其中，径向环绕的通风缝形成吹气出口。这是一种特别紧凑的布置结构，其中，所输入的冷却空气在即将进入吹气喷嘴装置中之前被协调。

在流动屏障另选地布置在连接适配器的排出侧上时，优选地实施如下改进方案，其中，空气通道被布置在连接适配器的排出侧上并形成吹气流发生器的吹气入口。

为此，吹气流发生器是空心圆柱形的吹风烛，该吹风烛具有位于内部的空气通道，该空气通道在打开的端部上形成吹气入口。支承吹风烛的连接适配器被以隔开一段距离的方式布置在环形纺丝喷嘴下方。就此来说可以将吹风烛的吹气入口直接用于接纳流动屏障。

吹气出口在吹风烛中通过气体可透过的吹气外罩形成，该吹气外罩直至到达封闭的端部为止围绕所述空气通道。进入吹气外罩内部的空气通道中的冷却空气在此已经具有均匀化的温度和均匀化的压力。

根据本发明的设备的突出之处在于，环形引导的单丝簇可以在整个周部上被均匀冷却。在此有利地避免由于压力不均匀和体积流量不均匀引起的单丝簇的不均匀的偏移。由于协调的冷却空气温度而能实现单丝簇内单丝的相同的冷却。

附图说明

下面根据设备的一些实施例参考附图详细阐述本发明。其中：

图1示意性示出根据本发明的用于冷却环形挤出的单丝簇的设备的第一实施例。

图2示意性示出根据本发明的用于冷却环形挤出的单丝簇的设备的另一实施例。

图3示意性示出由金属泡沫制成的流动屏障的视图。

具体实施方式

在图1中示意性示出用于冷却环形挤出的单丝簇的根据本发明的设备的第一实施例的一个视图。在此将该设备直接集成在纺丝箱体6上。纺丝箱体6在其下侧上支承环形纺丝喷嘴4。环形纺丝喷嘴4具有多个喷嘴孔4.1，所述多个喷嘴孔均匀分布地设计在环形纺丝喷嘴4的下侧上。环形纺丝喷嘴4与在此未示出的纺丝泵耦合，以便挤出聚合物熔体。

相对于环形纺丝喷嘴4在中心在纺丝箱体6的下侧保持连接适配器2。连接适配器2支承被布置在环形纺丝喷嘴4下方的吹气流发生器1。吹气流发生器1在该实施例中通过吹气喷嘴装置9形成。吹气喷嘴装置9具有两个喷嘴板10.1和10.2，这两个喷嘴板在它们之间形成压力室25。压力室25通过通风缝12与周围环境连接。通风缝12形成环绕的吹气出口11。

吹气喷嘴装置9被布置在连接适配器2的排出侧30上。连接适配器2为此具有支架14和被固定在支架14上的接纳栓部13。支架14被布置在纺丝箱体6上。接纳栓部13用于接纳喷嘴板10.1和10.2。

在连接适配器2的对置的进气侧29上在空气通道8内部布置有流动屏障5。空气通道8在此形成进气通道3，通过该进气通道将冷却空气从在此未示出的冷却空气源输送给连接适配器2。

流动屏障5由多孔的金属泡沫制成并且板形地在空气通道8的整个流动横截面上延伸。空气通道8通过支架14中的进入开口31与吹气喷嘴装置9的压力室25连接。

为了进一步阐明流动屏障5额外地参考图3。在图3中示意性地在一个视图中示出流动屏障的一个实施例。

流动屏障5由多孔的金属泡沫32制成。为了在流动阻力相对较小的情况下给流过的冷却空气提供尽可能大的内表面，金属泡沫32具有多个敞开的细孔33，该细孔的孔径在5PPI至15PPI的范围内。单位PPI在此表示每英寸单位长度的细孔33的数量。就此来说在流动屏障5中形成相对大的细孔。在冷却空气温度均匀化方面，流动屏障5优选地由铝泡沫制成。在此，相对高的导热能力特别有利于在冷却空气流过时获得/保持均匀化。

流动屏障5优选设计为板形并具有至少为10mm的高度。在冷却空气体积流量较大的情况下，将最小高度选择为大约30mm。流动屏障5的高度在图3中用字母H表示。

流动屏障5的外轮廓基本上取决于空气通道8的流动横截面，在该空气通道中布置有流动屏障5。因此能实现圆形的、椭圆形的或有角的横截面。

在图1所示的根据本发明的设备的实施例中，通过环形纺丝喷嘴4挤出的单丝簇在排出之后紧接着通过相对剧烈的吹气流冷却。吹气喷嘴装置9为此在通风缝12上产生连续的吹气流，该吹气流在整个周部上均匀地从内向外穿透单丝簇7。此外，设备在图1中显示为正在运行中。通过进气通道3例如借助于鼓风机输入冷却空气并且冷却空气在空气通道8的端部上穿透流动屏障5。随后将冷却空气通过进入开口31导入吹气喷嘴装置9的压力室25中。冷却空气从那里径向向外经过通风缝12并到达单丝簇7上。

在图2中示意性在一个视图中示出根据本发明的设备的另一实施例。

该设备在纺丝装置下方具有连接适配器2，该连接适配器在排出侧30上支承吹气流发生器1。吹气流发生器1在这种情况下设计为吹风烛15。吹风烛15具有多孔的吹气外罩20，该吹气外罩例如可以由无纺布、泡沫材料、筛网或烧结材料制成。吹气外罩20在其整个周部上形成吹气出口11，以产生沿径向从内向外流动的冷却空气。

在自由的端部上，吹风烛15通过定中心附件/定中心凸肩27封闭。利用对置的打开的端部，吹风烛15在导向管23中通过连接件32引导。导向管23被保持在连接适配器2上并在连接适配器2的内部通入压力室25中。连接适配器2的压力室25与侧向输入的进气通道3连接，该进气通道被连接在连接适配器2的进气侧29上。

在压力室25的内部，连接适配器2保持导向缸24，该导向缸通过活塞杆35与吹风烛15的连接件32连接。通过导向缸24可以使吹风烛15在导向管23的内部在静止位置与运行位置之间进行调整。为了实现密封，在连接件32的外周部上相对于导向管23的壁部设有密封件26。

连接件32和吹风烛15的吹气外罩20形成位于内部的空气通道8，该空气通道在吹风烛15的打开的端部上形成所设计的吹气入口21并与压力室25连接。在空气通道8的内部在连接件32的区域中布置有流动屏障5。流动屏障5设计为板形并在空气通道8的整个流动横截面上延伸。流动屏障5由金属泡沫制成，如在根据图3的例子中所述的。就此来说在此参考图3及其说明。

在图2中示出在运行中的实施例。为此将吹风烛15在连接适配器2上引导到运行位置中，从而定中心附件27被保持在挡块19上。挡块19基本上相对于环形纺丝喷嘴4位于中心地保持在纺丝箱体6的下侧。环形纺丝喷嘴4通过熔体分配器18与纺丝泵16连接。纺丝泵16通过熔体入口17与在此未示出的挤出机装置连接。

在示出的运行位置中，通过纺丝泵16将聚合物熔体输入环形纺丝喷嘴4，该环形纺丝喷嘴在其下侧挤出多个单丝。这些单丝形成单丝簇的环形的布置结构，其被均匀分布地引导到吹风烛15的周部。

为了产生冷却空气流，通过进气通道3将冷却空气引导到连接适配器2的压力室25中。压力室25与连接适配器2的排出侧30上的吹气入口21连接，其中，冷却空气在空气通道8的内部穿透流动屏障5。在此可以有利地协调冷却空气中的温度差、体积流量波动和压力冲击，从而在吹气外罩20的区域中存在均匀化的冷却空气。通过吹气外罩20随后产生沿径向从内向外流动的冷却空气流并吹到单丝簇7上。

本发明的突出之处特别在于，金属泡沫的多孔的结构特别适合于在流动屏障上产生小流动阻力，从而在输送冷却空气和产生吹气流时仅需考虑小的压力降。

Claims (12)

1.一种用于冷却环形挤出的单丝簇的设备，该单丝簇通过环形纺丝喷嘴(4)的多个喷嘴孔(4.1)挤出，所述设备具有：吹气流发生器(1)，该吹气流发生器具有径向环绕的吹气出口(11)并且被居中布置在环形纺丝喷嘴(4)的下方；和连接适配器(2)，该连接适配器将吹气流发生器(1)与进气通道(3)连接，

其特征在于，

所述连接适配器(2)配设有由多孔的金属泡沫(33)制成的流动屏障(5)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述金属泡沫是多孔的铝泡沫。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述流动屏障(5)的金属泡沫(33)具有在5PPI至15PPI范围内的孔径。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述流动屏障(5)设计为板形，并具有10mm的最小高度(H)。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述流动屏障(5)设计为板形，并具有30mm的最小高度(H)。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述流动屏障(5)在连接适配器(2)的进气侧(29)上在空气通道(8)的自由的流动横截面内部延伸，空气通道(8)形成进气通道(3)。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述连接适配器(2)在环形纺丝喷嘴(4)的中央处被布置在纺丝箱体(6)的下侧，进气通道(3)穿透纺丝箱体(6)直至到达连接适配器(2)。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述吹气流发生器(1)通过吹气喷嘴装置(9)形成，其中，径向环绕的通风缝(12)形成吹气出口(11)。

9.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述流动屏障(5)在连接适配器(2)的排出侧(30)上在空气通道(8)的自由的流动横截面内部延伸，空气通道(8)形成吹气流发生器(1)的吹气入口(21)。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述吹气流发生器(1)是空心圆柱形的吹风烛(15)，该吹风烛在打开的端部上具有吹气入口(21)，连接适配器(2)被以隔开一段距离的方式布置在环形纺丝喷嘴(4)下方并且支承吹风烛(15)。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述吹风烛(15)具有能让气体透过的吹气外罩(20)作为吹气出口(11)，该吹气外罩围绕空气通道(8)直至到达封闭的端部。

12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述吹风烛(15)被以高度可调的方式设计在连接适配器(2)上。

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