EP1470272B1 - Device for cooling down melt-spun filaments and melt-spinning device - Google Patents
Device for cooling down melt-spun filaments and melt-spinning device Download PDFInfo
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- D01D5/08—Melt spinning methods
- D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
Definitions
- the moisture content of the conditioned cooling air should have a constant humidity setpoint over time.
- this can only be ensured if no interruptions or disturbances occur during the conditioning of the cooling air, which can hardly be avoided in the known device by using a conditioning system
- the flow state V takes place after a water change in the respective steam generator, a preheat phase to heat the steam generator to the required steam temperature.
- the flow state is always maintained after completion of a state of rest before restarting the steam generator.
- the steam generator passes through the cleaning phase in which it can be switched out of service for maintenance. If one starts now on the time axis at the time t 0 , the steam generation to provide the amount of wet steam for conditioning the cooling air, produced by the steam generator 121 and 123 The steam generator 122 is switched to the idle state R and is ready for cleaning or maintenance ready.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abkühlung schmelzgesponnener Filamente gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer Vielzahl strangförmiger Filamente gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 8.The invention relates to a method for cooling melt-spun filaments according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for melt-spinning a plurality of strand-shaped filaments according to the preamble of
Beim Schmelzspinnen werden mittels einer Spinneinrichtung eine Vielzahl von strangförmigen Filamenten aus einer Polymerschmelze durch eine Vielzahl von Düsenbohrungen einer Spinndüse extrudiert. Die frisch gesponnen Filamentstränge werden nach Austritt aus der Spinneinrichtung abgekühlt, um als Faden oder Fadenbündel zusammengefaßt zu werden. Die Abkühlung erfolgt durch eine Kühleinrichtung, die einen von den Filamenten durchlaufenen Kühlschacht besitzt. Der Kühlschacht ist an einer Kühlmittelquelle angeschlossen, die eine konditionierte Kühlluft dem Kühlschacht zuführt. Durch die Konditionierung erhält die Kühlluft einen bestimmten Feuchtegehalt, um damit eine intensive Abkühlung der Filamente zu erhalten. Ein derartiges Verfahren und Vorrichtung sind beispielsweise aus der
Um eine gleichmäßige Qualität der Filamente während des Spinnprozesses zu erhalten, ist insbesondere eine hohe Konstanz der Abkühlparameter erforderlich. Somit sollte der Feuchtegehalt der konditionierten Kühlluft über der Zeit einen konstanten Feuchtesollwert aufweisen. Dies kann jedoch nur sichergestellt werden, wenn bei der Konditionierung der Kühlluft keine Unterbrechungen oder Störungen auftreten, was bei der bekannten Vorrichtung durch Verwendung eines Konditioniersystems kaum zu vermeiden istIn order to obtain a uniform quality of the filaments during the spinning process, in particular a high constancy of the cooling parameters is required. Thus, the moisture content of the conditioned cooling air should have a constant humidity setpoint over time. However, this can only be ensured if no interruptions or disturbances occur during the conditioning of the cooling air, which can hardly be avoided in the known device by using a conditioning system
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Abkühlung schmelzgesponnener Filamente sowie eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer Vielzahl strangförmiger Filamente der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die gesponnen Filamente ständig durch eine Kühlluft mit in wesentlicher konstanter Konditionierung gekühlt werden.It is therefore an object of the invention to provide a method for cooling melt spun filaments and a device for melt spinning a plurality to provide strand-like filaments of the type mentioned, in which the spun filaments are constantly cooled by a cooling air with in essential constant conditioning.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit dem Merkmalen des Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 8 gelöst.The object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device having the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 und vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 9 bis 13 angegeben.Advantageous developments of the method are in the
Die Erfindung sieht vor, daß der zur Konditionierung der Kühlluft benötigte Naßdampf durch mehrere Dampferzeuger erzeugt wird, die parallel mit der Kühlmittelquelle verbunden sind. Damit läßt sich eine gleichmäßige und verbesserte Konditionierung erreichen. Zudem ist eine höhere Flexibilität in der Dampfbereitstellung vorhanden. Der benötigte Dampfmengenbedarf sowie die Anzahl der Dampferzeuger können derart aufeinander abgestimmt werden, daß selbst bei Teilbetrieb der Dampferzeuger eine Mindestdampfmenge nicht unterschritten wird.The invention provides that the wet steam required for conditioning the cooling air is generated by a plurality of steam generators, which are connected in parallel with the coolant source. Thus, a uniform and improved conditioning can be achieved. There is also more flexibility in steam delivery. The required amount of steam required and the number of steam generators can be coordinated so that even when partial operation of the steam generator, a minimum steam quantity is not exceeded.
Um möglichst eine konstante Dampfmenge zur Konditionierung der Kühlluft bereit zu stellen, ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 und Anspruch 8 besonders vorteilhaft. Hierbei wird während der Konditionierung der Kühlluft zumindestens einer der Dampferzeuger außer Betrieb in einen Ruhezustand geschaltet. Die zur Konditionierung erforderliche Dampfmenge wird von den im Betriebszustand gehaltenen Dampferzeugern erzeugt. Der im Ruhezustand befindliche Dampferzeuger kann nun ohne Beeinflussung der erzeugten Dampfmenge gewartet oder gereinigt werden.To provide as possible a constant amount of steam for conditioning the cooling air, the development of the invention according to
Da bei den Dampferzeugern nach bestimmter Betriebszeit eine Reinigung erforderlich wird, ist durch die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 und Anspruch 10 sichergestellt, daß selbst bei Verwendung von zwei parallel geschalteten Dampferzeugern einerseits die zur Konditionierung der Kühlluft erforderliche Dampfmenge sichergestellt ist und andererseits eine periodische Reinigung der Dampferzeuger erfolgen kann.As in the steam generators after a certain period of time cleaning is required, it is ensured by the advantageous development of the invention according to claim 3 and claim 10 that even when using two connected in parallel steam generators on the one hand, the required for the conditioning of the cooling air steam quantity is ensured and on the other hand, a periodic cleaning of the steam generator can be done.
Bei Verwendung von 3, 4 oder mehr Dampferzeugern wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Umschaltung der Dampferzeuger nach einer vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt. Hierzu sind die Dampferzeuger mit einer Steuereinrichtung verbunden, die sicherstellen, daß jeder der Dampferzeuger nach der Reihenfolge nacheinander in einen Ruhezustand versetzt wird. So können die Dampferzeuger beispielsweise nach dem Rotationsprinzip nacheinander eine Ruhephase zur Wartung und Reinigung durchlaufen, ohne daß wesentliche Schwankungen bei der Erzeugung der erforderlichen Dampfmenge auftreten.When using 3, 4 or more steam generators, the switching of the steam generator is carried out according to a preferred embodiment of the invention according to a predetermined order. For this purpose, the steam generator are connected to a control device, which ensure that each of the steam generator is sequentially placed in a state of rest after the order. Thus, the steam generator, for example, according to the rotation principle successively pass through a rest phase for maintenance and cleaning without significant fluctuations in the generation of the required amount of steam occur.
Der Wechsel zum Umschalten der Dampferzeuger kann vorteilhaft durch eine Zykluszeit bestimmt sein, die sich beispielsweise aus dem Reinigungs-, bzw. Wartungszyklus der Dampferzeuger ergibt Somit wird sichergestellt, daß die von jedem Dampferzeuger abgegebene Dampfmenge während des Betriebszustands des jeweiligen Dampferzeugers mit hoher Konstanz erzeugt wird.The change to switch the steam generator can be advantageously determined by a cycle time, resulting for example from the cleaning or maintenance cycle of the steam generator Thus, it is ensured that the output of each steam generator steam quantity is generated during the operating state of each steam generator with high consistency ,
Es ist jedoch auch möglich, die Kondition der Kühlluft durch einen Sensor möglichst am Ausgang der Kühlmittelquelle zu messen und anhand des Meßwertes den Zeitpunkt innerhalb der Reihenfolge zum Umschalten der Dampferzeuger festzulegen. Damit können die Dampferzeuger den jeweiligen Betriebszustand mit maximaler Betriebslaufzeit einhalten. Erst wenn beispielsweise der Feuchtegehalt der Kühlluft einen Grenzwert unterschreitet, wird der in der Reihenfolge nächste Dampferzeuger umgeschaltet.However, it is also possible to measure the condition of the cooling air by a sensor as possible at the outlet of the coolant source and determine the time within the sequence for switching the steam generator based on the measured value. Thus, the steam generator can comply with the respective operating condition with maximum operating time. Only if, for example, the moisture content of the cooling air falls below a limit, the next in the order of the next steam generator is switched.
Bei Verwendung weniger Dampferzeuger ist die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 7 zur Sicherstellung einer konstanten Dampfmenge besonders vorteilhaft. Hierbei wird beim Umschalten eines der Dampferzeuger vom Ruhezustand in den Betriebszustand der Dampferzeuger einen Vorlaufzustand durchlaufen, um beispielsweise in einer Aufwärmphase sich die für den Betriebszustand erforderliche Dampfmengenerzeugung zu nähern. Erst nach Beendigung des Vorlaufzustandes wird der in der Reihenfolge nächste Dampferzeuger vom Betriebszustand in den Ruhezustand geschaltet.When using less steam generator, the process variant according to
Weiter Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels nachfolgend anhand der
Es stellen dar
- Fig. 1
- schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer Vielzahl strangförmiger Filamente
- Fig. 2
- schematisch ein Schaltschema zur Umschaltung der in
Fig. 1 dargestellten Dampferzeuger
- Fig. 1
- schematically a device according to the invention for melt spinning a plurality of strand-shaped filaments
- Fig. 2
- schematically a circuit diagram for switching the in
Fig. 1 illustrated steam generator
In
Unterhalb des Düsenpaketes 5 ist ein Kühlschacht 7 der Kühleinrichtung 2 angeordnet, der die austretenden Filamente 6 umschließt. Der Kühlschacht 7 ist über eine Luftzuführung 8 mit dem Ausgang einer Kühlfluidquelle 9 verbunden. Die Kühlfluidquelle 9 wird über ein der Luftzuführung 8 gegenüberliegenden Seite angeordneten Lufteintritt 10 Frischluft zugeführt. Zur Konditionierung der Kühlluft innerhalb der Kühlfluidquelle 9 ist die Kühlfluidquelle 9 mit mehreren Dampferzeugern 121, 122 und 123 gekoppelt Hierzu ist jeder der Dampferzeuger 121, 121, 122 und 123 jeweils parallel durch die separaten Dampfleitung 111, 112 und 113 mit der Kühlfluidquelle 9 verbunden. Die Dampferzeuger 121, 122 und 123 sind über eine Steuerleitung 14 durch eine Steuereinrichtung 13 ansteuerbar.Below the
Um die durch die Spinneinrichtung 1 frisch gesponnenen strangförmigen Filamente 6 abzukühlen, wird in dem Kühlschacht 7 über die Luftzuführung 8 durch die Kühlfluidquelle 9 eine konditionierte Kühlluft eingeführt. Zum Konditionieren er Kühlluft wird der Kühlfluidquelle 9 einerseits über den Lufteintritt 10 eine Frischluft und andererseits über zumindest zwei Dampfleitungen beispielsweise 111 und 112 der durch die Dampferzeuger 121 und 122 erzeugte Dampf zugeführt. Innerhalb der Kühlfluidquelle 9 wird die Frischluft mit dem Naßdampf vermengt und als konditionierte Kühlluft beispielsweise durch ein Gebläse in die Luftzuführung 8 eingeblasen.In order to cool the strand-
Die Dampferzeuger 121, 122 oder 123 können beispielsweise als mit Wasser gefüllte Zylinder ausgebildet sein, bei welchen das Wasser mit Hilfe elektrischer Energie beispielsweise unmittelbar durch eine Stromleitung im Wasser oder nach dem sogenannten Tauchsiederprinzip erhitzt wird. Bei derartigen Dampferzeugern kommt es im Laufe der Betriebszeit zu einer Anreicherung von Mineralien im verbleibenden Zylinderwasser. Die Mineralanreicherung wirkt sich störend auf die Dampferzeugung aus. Bei Überschreitung des max. zulässigen Mineralgehaltes kann der Dampferzeuger sogar Schaden nehmen. Da ist nach einer bestimmten Betriebslaufzeit der Dampferzeuger ein Reinigungsprozeß erforderlich. Hierbei wird durch das sogenannte Abschlemmen der Mineralgehalt verringert. Beim Abschlemmen wird das benutzte Wasser aus dem Dampferzeuger abgelassen und durch frisches Wasser wieder zugefüllt. Um diese Reinigungsphase zu durchlaufen ist beispielsweise der Dampferzeuger 123 durch die Steuereinrichtung 13 aus einem Betriebszustand in einen Ruhrzustand geschaltet Der Kühlfluidquelle 9 wird nur durch die Dampferzeuger 121 und 122 mit Naßdampf zur Konditionierung der Kühlluft versorgt.The
Um sicherzustellen, daß jeder Dampferzeuger 121, 122 und 123 eine Reinigungsphase durchläuft, wird durch die Steuereinrichtung 13 jedes der Dampferzeuger 121, 122 oder 123 nach einer bestimmten Reihenfolge jeweils aus einem Betriebszustand in den Ruhezustand und umgekehrt geschaltet. In
Die Zykluszeit ist in dem in
Die Zykluszeit zum Umschalten der Dampferzeuger könnte dabei aus einer maximalen Betriebslaufzeit eines Dampferzeugers abgeleitet werden, nach welcher eine Reinigung des Dampferzeugers erforderlich wird. So würde die Betriebslaufzeit des Dampferzeugers nach dem Ausführungsbeispiel nach
Es ist jedoch auch möglich, die Zykluszeit zum Umschalten der Dampferzeuger in Abhängigkeit von der Kondition der Kühlluft auszuführen. Hierzu ist in
Die in
- 11
- Spinneinrichtungspinner
- 22
- Kühleinrichtungcooling device
- 33
- Schmelzezulaufmelt inlet
- 44
- Spinnkopfspinning head
- 55
- Düsenpaketdie pack
- 66
- Filamentefilaments
- 77
- Kühlschachtcooling shaft
- 88th
- Luftzuführungair supply
- 99
- KühlfluidquelleCooling fluid source
- 1010
- Lufteintrittair inlet
- 1313
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1414
- Steuerleitungcontrol line
- 1515
- Sensorsensor
- 1616
- Signalleitungsignal line
- 111111
- Erste DampfleitungFirst steam line
- 112112
- Zweite DampfleitungSecond steam line
- 113113
- Dritte DampfleitungThird steam line
- 121121
- erster Dampferzeugerfirst steam generator
- 122122
- zweiter Dampferzeugersecond steam generator
- 123123
- dritter Dampferzeugerthird steam generator
Claims (13)
- Method of cooling melt spun filaments, wherein a conditioned cooling air is supplied by means of a coolant source into a cooling shaft that surrounds the filaments, and wherein the cooling air is previously conditioned by a wet steam, characterized in that the wet steam is produced by a plurality of steam generators, which connect parallel to the coolant source.
- Method of claim 1, characterized in that the steam generators are selectively switched from an operating state to an idle state, and vice versa, with at least one steam generator being switched to the idle state during the production of the cooling air.
- Method of claim 2, characterized in that during the conditioning of the cooling air, the steam generators are alternately switched to the idle state.
- Method of claim 3, characterized in that the steam generators are switched in accordance with a predetermined sequence.
- Method of claim 4, characterized in that the sequence is determined by a cycle time for cleaning the steam generator, so that the steam generators pass one after the other through a cleaning phase.
- Method of claim 4, characterized in that the condition of the cooling air is measured, and that the sequence is determined by the measurement in such a manner that a switchover will occur when the conditioning goes below a limit value.
- Method of one of claims 2-6, characterized in that when switching one of the steam generators from the idle state to the operating state, the steam generator passes through a preparatory state, and that the steam generator next in line is switched from the operating state to the idle state only after completion of the preparatory state.
- Apparatus for melt spinning a plurality of strandlike filaments (6), with a spin unit (1) for extruding the filaments (6) and a cooling unit (2) for cooling the filaments (6), with the cooling unit (2) comprising a cooling shaft (7), through which the filaments advance, and a source of cooling fluid (9) connecting to the cooling shaft (7), characterized in that for conditioning a cooling air the source of cooling fluid (9) is parallel connected to a plurality of steam generators (121, 122).
- Apparatus of claim 8, characterized in that the steam generators (121, 122) are adapted for switching from an operating state to an idle state, and vice versa, with at least one of the steam generators (121, 122) being kept in the idle state while the cooling air is being conditioned.
- Apparatus of claim 9, characterized in that the steam generators (121, 122) are adapted for alternately switching from the operating state to the idle state, and vice versa.
- Apparatus of one of claims 8-10, characterized in that for controlling the steam generators (121, 122) a control unit (13) is provided, which switches the steam generators (121, 122) according to a sequence.
- Apparatus of claim 11, characterized in that the control unit (13) includes a timer, which is used to cyclically switching the steam generators (121, 122).
- Apparatus of claim 11 or 12, characterized in that a sensor (13) for determining the condition of the cooling air is arranged at the outlet of the coolant source (9), and that the sensor (15) connects to the control unit (13) .
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