專利名稱：用于熱處理纖維的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)用于冷卻合成單絲的冷卻管，其在一個(gè)紡織裝置中垂直安置在紡絲嘴的下方，它的壁部設(shè)有徑向指向的開口，其用于冷卻氣體。
這種冷卻管在EP93108161以及US-PS5056104中公開了。該冷卻管垂直安置在紡絲嘴的下方。
在EP93108161中描述的紡絲設(shè)備，和紡絲嘴排出的纖維單絲通過冷卻管，然后被握合成一個(gè)長絲。
由于纖維單絲速度的原因，在冷卻管中產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓。通過在冷卻管內(nèi)腔和周圍環(huán)境之間的壓力差，周圍空氣則通過冷卻管多孔的或打孔的側(cè)壁流入此管內(nèi)部。
在US5056104的紡絲設(shè)備中，冷卻管安置在紡絲嘴的下方。該紡絲嘴一孔分布在一個(gè)圓上。該冷卻管如此安置，即由嘴孔排出的纖維包圍住冷卻管。為了冷卻作用，空氣在冷卻管之不同的(軸向)延伸段徑向流出。
在合成纖維紡絲時(shí)必需的冷卻作用特別和纖維單絲的數(shù)目及質(zhì)料，單根長絲的粗度，纖維的速度和其它因素有關(guān)。
本發(fā)明的目的是，解決冷卻管的結(jié)構(gòu)設(shè)置，以使其可以簡單地適應(yīng)于不同的處理任務(wù)。
本發(fā)明這一目的按照發(fā)明要求通過權(quán)利要求1特征部分的裝置解決的。即，冷卻管的壁部由重疊安置的環(huán)形元件構(gòu)成，該元件以間距重疊安置，使得兩個(gè)相鄰元件的相互面對的限界表面構(gòu)成其結(jié)構(gòu)為環(huán)形氣體通道的徑向指向的開口。本裝置有利的變型方案是從屬權(quán)利要求2至21的技術(shù)方案。在本專利(申請)中概念術(shù)語“纖維”和“單絲”被用作同義詞。長絲則由數(shù)個(gè)單絲組成。
氣體通道的幾何結(jié)構(gòu)取決于所述元件的幾何形狀和數(shù)個(gè)元件的間距。通過元件相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置，就可以使流入的流體關(guān)于流通量，流動形式和流動方向和要求相適應(yīng)。該裝置可以由多個(gè)不同結(jié)構(gòu)的元件構(gòu)成。流體的流動比例可以在處理行程上是改變的。
本發(fā)明冷卻管由環(huán)形的或超環(huán)面的元件構(gòu)成。這些環(huán)形的元件基本上是相同大的(尺寸)，這意味著，本發(fā)明元件通過其軸向上依次地安置可以構(gòu)成一個(gè)冷卻管的壁部。該元件相互以間距安置，因此，在兩個(gè)相鄰的元件之間形成一個(gè)環(huán)形的隙縫(氣體通道)。應(yīng)該提及的是，這種氣體通道的環(huán)結(jié)構(gòu)通過單個(gè)相鄰元件間的間距架會被中斷。這個(gè)冷卻管的長度是通過元件的數(shù)目和軸向厚度以及相鄰元件的間距確定的。可向單絲輸送的空氣量則特別地取決于元件的數(shù)目和相鄰元件間的間距。
用于單絲的紡絲嘴孔一般按照一個(gè)確定的模型圖案均勻地分布在一個(gè)圓形表面上。為了在這種纖維束中實(shí)現(xiàn)對稱的冷卻關(guān)系設(shè)置了權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)方案。
按照本發(fā)明的冷卻管之特征是，氣體通道可以設(shè)置成不同的幾何結(jié)構(gòu)形狀。
因此，徑向的空氣流可以設(shè)置成基本上與纖維束相垂直和不產(chǎn)生輸送作用(權(quán)利要求3)。在權(quán)利要求4的結(jié)構(gòu)方案中，每個(gè)環(huán)形的空氣流將導(dǎo)致，由纖維攜拉并被加熱的空氣外套被切斷和由新鮮的冷卻空氣來代替。
同時(shí)，該環(huán)形的冷卻還可用于提高作用于纖維上的纖維牽拉力(權(quán)利要求6)或者用于纖維的輸送作用(權(quán)利要求5)。
為了影響每個(gè)單獨(dú)輸入的空氣流的流動比例，設(shè)置了權(quán)利要求7的實(shí)施方案。通過相鄰元件之限界表面的突起結(jié)構(gòu)可以使氣體通道(在冷卻管的軸向截面中看)是噴嘴形的例如拉瓦爾噴嘴型式的結(jié)構(gòu)。在權(quán)利要求8的結(jié)構(gòu)方案中可獲得一個(gè)很均勻的較小壓力差的冷卻氣體流。這個(gè)結(jié)構(gòu)方案可特別考慮所謂的“自吸冷卻管”，正如以后結(jié)合權(quán)利要求11還要討論的。
作為冷卻氣體尤其要考慮大氣的空氣也就是紡絲車間(工場)的室內(nèi)空氣。同時(shí)，按照權(quán)利要求10的結(jié)構(gòu)方案，冷卻氣體量可以通過予先確定外部的空氣壓力而控制并和需求相適應(yīng)。在這個(gè)結(jié)構(gòu)方案中，僅僅是第一和最后元件基本上為壓力密封地裝配在壓力容器的上側(cè)及下側(cè)(端)中，而所有其余的元件則是在它們間相互有間距地疊置。
還有此處可能的是，可更換中間元件，同時(shí)不明顯的改裝壓力容器就能適應(yīng)存在的冷卻任務(wù)。
如已提及的，該冷卻管特別能實(shí)現(xiàn)一個(gè)這樣的紡絲和冷卻，即新紡出的纖維可攜拉很多空氣，以致在冷卻管中產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓和因此形成一個(gè)連續(xù)的從外向里的冷卻流。同時(shí)，該纖維最好以高于3.500m/min的抽出速度從紡絲嘴中抽出。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，這個(gè)抽出速度處于或者高于5.000m/min。在這一情況下，該冷卻管被大氣的空氣所包圍。如公知的紡絲裝置所公開的那樣，此處該冷卻管可以安置在一個(gè)負(fù)壓箱中，同時(shí)，負(fù)壓如此產(chǎn)生，即室內(nèi)空氣的空氣輸送是可控制的并且適應(yīng)于希望的需求。
如已提及的，通過本發(fā)明還可以使US5056104的冷卻管得以發(fā)展變型。在這種冷卻原則，冷卻作用基本上通過對著纖維徑向施加的空氣流完成和僅僅以被動的程度通過攜拉的空氣來實(shí)現(xiàn)。因此，多個(gè)盤形或錐面形的空氣流的控制，對于在新紡出的纖維形成最佳的溫度梯度分布有特別的意義。依此，通過本發(fā)明冷卻管的高度柔韌性，冷卻管就能非常恰當(dāng)?shù)剡m應(yīng)于這個(gè)冷卻原則(權(quán)利要求12)。
在元件之間的間距可以這樣實(shí)現(xiàn)，即元件固定安裝在支架上或一個(gè)支架中。該氣體通道的尺寸確定是特別簡單的并按照權(quán)利要求13通過間距架實(shí)現(xiàn)精的規(guī)格尺寸。同時(shí)，可以涉及安置在兩個(gè)相鄰的元件之間的單獨(dú)構(gòu)件。而且還可以在元件相鄰的限界表面上構(gòu)成這種形式的間距架。
為使元件數(shù)目和氣體通道的寬度有較高的柔性設(shè)置了權(quán)利要求14的結(jié)構(gòu)方案。在這種軸向?qū)бY(jié)構(gòu)中，例如可以涉及兩個(gè)或多個(gè)桿件，它們以軸線與冷卻管軸線平行定位。在這種情況下，每個(gè)元件具有導(dǎo)引套，導(dǎo)引孔或?qū)бS瓦，借助其，元件就可穿置在桿件上和在桿件上導(dǎo)行。通過例如元件的螺紋結(jié)構(gòu)，這些單個(gè)的元件就可以相對相鄰元件為予先確定的間距固定在桿件上。
按照本發(fā)明的冷卻管(在一個(gè)正常實(shí)施方案中)是筒形和最好是圓筒形結(jié)構(gòu)。這也適用于它的外圓周，而且還適用于它的內(nèi)圓周。通過這個(gè)正常結(jié)構(gòu)的不同變型，又可以影響冷卻管中的流動關(guān)系和冷卻關(guān)系。這一點(diǎn)在本發(fā)明冷卻管情況下可以在另一結(jié)構(gòu)方案中以很簡單的方式如此實(shí)現(xiàn)并能補(bǔ)充地組裝在該紡絲設(shè)備中，即應(yīng)用的類似元件具有不同的流通橫截面。在權(quán)利要求16的結(jié)構(gòu)方案中，流通橫截面在紡絲方向上是擴(kuò)大的。因此，在冷卻管中就產(chǎn)生一個(gè)變強(qiáng)的負(fù)壓作用，結(jié)果可吸入一個(gè)增大的冷卻氣體量。這種結(jié)構(gòu)方案又特別適合于權(quán)利要求11的冷卻原則。
特別為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)對長絲質(zhì)量有利的良好的長絲運(yùn)行穩(wěn)定性，冷卻空氣通過開口應(yīng)是無渦流地導(dǎo)入冷卻管的內(nèi)部。
冷卻流體的輸入可以在冷卻管中產(chǎn)生抽吸作用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。還可能的是，如現(xiàn)有已建議的，借助鼓風(fēng)機(jī)將空氣輸入到冷卻管中。
通過適當(dāng)元件的組合方式，用于冷卻流體的開口橫截面就可以如此結(jié)構(gòu)設(shè)置，即該橫截面朝冷卻管內(nèi)部的方向?yàn)槭諗康摹Ｒ来?，就可以影響冷卻空氣流的速度和型式，進(jìn)而就可以在冷卻管的內(nèi)部產(chǎn)生確定的紊流的流動狀態(tài)。這種強(qiáng)制的紊流作用是為了在冷卻流體流中引起可抽吸附加空氣的壓力差。
所述間距架，對于冷卻空氣來說產(chǎn)生一個(gè)流動阻力。為了消除間距架對纖維冷卻的影響，這些間距架最好應(yīng)該錯(cuò)位安置。這種錯(cuò)位的配量結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致，所述纖維只是短時(shí)間地和在不同的位置上受到流動中斷的影響。此外，間距架在流動方向上應(yīng)該具有一個(gè)對流動原理有利的橫截面。
本發(fā)明冷卻管的結(jié)構(gòu)方案還具有優(yōu)點(diǎn)是，生產(chǎn)制造特別簡單和便宜，因?yàn)橛米骼鋮s管的不再是多孔的或打孔的管件，而是由元件組裝的冷卻管。
該間距架還可以用于元件的固定架。它們也可以是元件是各個(gè)元件一個(gè)整體的構(gòu)件。
除了冷卻氣體的流動比例改變以外，還可以規(guī)定冷卻氣體的溫度變化。按照目的要求可以是，在入口截面區(qū)域中，流體以提高的溫度流入處理行程。通過這一措施，在紡絲嘴的熱量損失就減小了。同時(shí)還確保，纖維材料不發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。然后，流體的溫度在處理行程的方向上下降。這種下降可以是連續(xù)的或者跳躍式的。下面，應(yīng)用的概念冷卻空氣和冷卻管對于熱處理的流體和裝置來說是同義詞。為了實(shí)現(xiàn)冷卻氣體的加熱，可以加熱一個(gè)元件或多個(gè)相鄰的元件。
在權(quán)利要求17的結(jié)構(gòu)方案中，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)(量)提高。就此參見專利申請19504422.3(貝格2306)和由此在先的公開內(nèi)容。
已經(jīng)表明，在抽出速度和隨之可實(shí)現(xiàn)的拉伸比例之間存在一個(gè)物理的依賴性。這個(gè)依賴性是如此確立的，即通過在此情況下高于2.000m/min的高抽出速度可實(shí)現(xiàn)分子鏈的一個(gè)予取向。同時(shí)，按此方式予取向長絲(POY)的極限伸長和依此相關(guān)的拉伸性就要減小。對于聚酯長絲(聚對苯二甲酸乙二酯等)和聚酰胺長絲(尼綸6和尼綸6.6)，所述的物理依賴性基本上可從DE-C225499.8(貝格854)的圖解曲線得到。當(dāng)下面談及一個(gè)“正常的抽出速度”和/或一個(gè)“正常的拉伸比例”時(shí)，則如此認(rèn)為一個(gè)拉伸比例，即，要遵守這個(gè)圖解曲線的關(guān)系，也就是說，予取向的長絲是按照傳統(tǒng)的方式而不是按照本發(fā)明原則紡出的。
這種物理的依賴性和生產(chǎn)的長絲終端纖度共同決定了生產(chǎn)力的限界。該生產(chǎn)力又可以在輸送量上測出(每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)的熔化物量)。
在一個(gè)紡絲—拉伸和卷繞程序中，抽出速度的提高、不會相應(yīng)地提高生產(chǎn)力，因?yàn)殡S著抽出速度的提高，拉伸性就下降了，結(jié)果抽出速度只有很小變化或者甚至不變化。
在這樣連續(xù)的紡絲—拉伸和—和卷繞程序中，長絲直接在紡出以后導(dǎo)入一個(gè)拉伸級和通過該拉伸級之后進(jìn)行卷繞。
在一個(gè)斷續(xù)的生產(chǎn)過程中，在紡絲級后連接一個(gè)卷繞工序。然后這樣生產(chǎn)的筒管輸入到一個(gè)拉伸機(jī)械中。并在通過該拉伸級之后又進(jìn)行卷繞。由此，以熔化物排出的輸送量可得出，在給定的抽出速度和拉伸度情況下，肯定達(dá)到的終端纖度。由于物理的依賴關(guān)系，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法中，對于長絲是通過熔化物紡出一個(gè)予取向的長絲和隨后拉伸的情況來說，不可能實(shí)現(xiàn)明顯的生產(chǎn)力提高(對比在國際紡織公報(bào)ITB1973S，374中的文件“紡絲拉伸—快速紡絲—拉伸變形”)。
在一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)方法中，根據(jù)希望的所生產(chǎn)長絲的終端纖度和希望的輸送量就可獲得長絲的卷繞速度，其基本上和拉伸裝置的終端速度相一致。通過規(guī)定一個(gè)希望的拉伸比例，就可獲得長絲從紡絲嘴的抽出速度或者反過來通過規(guī)定一個(gè)希望的抽出速度就可在兩種情況下根據(jù)給定的物理關(guān)系獲得拉伸比例。通過權(quán)利要求17的措施，就可能在額定值的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)力的提高，因此處所述的在抽出速度和拉伸性之間的物理關(guān)系是可以被破壞的。
如果人們基于一個(gè)斷續(xù)的生產(chǎn)方法，其中，長絲在紡絲級中紡出和卷繞并接著在拉伸級中被拉伸和再被卷繞，那么可以想到下面的優(yōu)選方式一種方法要求，拉伸比例保持在確定的限界內(nèi)。這一點(diǎn)特別在拉伸變形情況下是存在的。在此拉伸變形中，一方面終端產(chǎn)品的性質(zhì)，而且變形的可靠性都取決于，選出一個(gè)適當(dāng)?shù)睦毂壤?。否則的話，這種多纖維的長絲在假捻—變形中不能承受載荷。因此導(dǎo)致單根長絲的斷裂。一個(gè)不適宜的拉伸比例不僅意味著所生產(chǎn)長絲的質(zhì)量下降，而且還意味著，由于單絲斷裂可導(dǎo)致程序中斷的危險(xiǎn)。
在另外的生方法中，期望紡絲程序內(nèi)的臨界比例。此處，抽出速度規(guī)定適當(dāng)?shù)南藿鐑?nèi)。該抽出速度必須如此選擇，即予取向的長絲可以可靠地和無單絲斷裂地生產(chǎn)。這一點(diǎn)特別在高強(qiáng)度的長絲或者具有很多根單絲的生絲情況下是必要的，其中，由于很大的空氣摩擦作用存在著單絲斷裂的危險(xiǎn)和因此導(dǎo)致長絲的質(zhì)量變壞或者紡絲程序的中斷。
在兩個(gè)優(yōu)選方案中，可以通過提高輸送量實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的提高，同時(shí)，在一個(gè)方案的紡絲級中，長絲不以提高的卷繞速度卷繞，但是以子取向長絲的加大的纖度進(jìn)行卷繞，并且在拉伸級中以加大的拉伸比例拉伸。此處，在拉伸級中還可在不變的終端纖度情況下獲得所生產(chǎn)長絲長度的增加。在另一個(gè)變型方案中，輸送量的提高導(dǎo)致在紡絲級中卷繞速度提高的結(jié)果。隨后的拉伸如傳統(tǒng)的普通方式一樣地進(jìn)行。
應(yīng)用權(quán)利要求17至21結(jié)構(gòu)設(shè)置的冷卻管之重要意義在于，從紡絲嘴之嘴孔排出的熔化物股之液熔狀態(tài)還要保持一個(gè)(盡管較短)距離，所述熔化物股接著變成單根單絲。這種狀態(tài)可以通過權(quán)利要求20的措施得到加強(qiáng)。
在建議的解決方案具有的優(yōu)點(diǎn)是，不需要改變原來的紡絲裝置，而加熱行程則可以任意地加長和與要求相適應(yīng)。
所要力圖的是加熱紡絲嘴平板的下側(cè)部提高大于5℃，最好為5至30℃。在實(shí)驗(yàn)中，該加熱作用處于大約10℃。
可以想到，與紡絲嘴相鄰的多個(gè)元件可以被加熱。依此，單絲液熔狀態(tài)的距離就會延長。
為了實(shí)現(xiàn)此處產(chǎn)生的熱量比輸送給紡絲嘴(板)而言較少地輸送給長絲，該加熱的元件應(yīng)該以適當(dāng)?shù)姆绞脚渲茫貏e應(yīng)按照權(quán)利要求20的方案設(shè)置。因?yàn)槿刍镆呀?jīng)以高的溫度提供，所以紡絲嘴也已經(jīng)具有一個(gè)處于熔化物溫度范圍內(nèi)的溫度。為使紡絲嘴加熱到一個(gè)更高的溫度，該加熱的元件必需達(dá)到一個(gè)相應(yīng)的溫度。這一點(diǎn)則要求元件的一個(gè)直接加熱方式，其特征可以按照權(quán)利要求18或19來實(shí)現(xiàn)。
在這個(gè)構(gòu)方案中的冷卻管特別適于生產(chǎn)很精細(xì)的長絲，亦即微細(xì)長絲。適用于此的冷卻管結(jié)構(gòu)方案可由權(quán)利要求21獲得。
本發(fā)明冷卻管，特別按照權(quán)利要求11或17的實(shí)施方案，具有一個(gè)最好在540和1650mm之間的長度，以便紡制一個(gè)約0.5至約2DPF的單絲纖度。最好，單絲在一個(gè)單絲纖度約0.5DPF情況下通過一個(gè)在540和770mm之間，最好在600和700mm之間之長度的冷卻管。
在單絲纖度約2DPF情況下，單絲應(yīng)通過一個(gè)這樣的冷卻管，它的和蔗在1.170和1.650mm之間，最好在1.300和1.500mm之間。
下面借助附圖中的實(shí)施例闡述本發(fā)明，附圖中


圖1是生產(chǎn)一種光亮長絲的連續(xù)紡絲—和拉伸程序簡圖；圖2和3是一個(gè)兩級工藝簡圖用于紡絲處理一個(gè)予取向的光亮長絲和接著在第二個(gè)程序級中使予取向的長絲拉伸變形；圖4是冷卻管第一實(shí)施方案的紡絲裝置完整截面簡圖；圖5是壓力可調(diào)的冷卻空氣輸入裝置的實(shí)施方案；圖6是帶有冷卻管另一實(shí)施方案的紡絲裝置完整截面簡圖；圖7是通過噴絲板區(qū)域的截面圖，并帶有冷卻管的被加熱的元件；圖8a和8b是一個(gè)用于在一個(gè)纖維束中央并徑向輸入冷卻空氣的實(shí)施方案；圖9和9a是一個(gè)冷卻管第三實(shí)施方案局部截面圖；圖10，10a是一個(gè)冷卻管第二實(shí)施方案局部截面圖；圖11、11a是一個(gè)冷卻管第五實(shí)施方案局部截面圖；圖12、12a是一個(gè)冷卻管第四實(shí)施方案完整截面圖；圖13是一個(gè)冷卻管第七實(shí)施例方案完整截面圖；圖14是一個(gè)冷卻管第六實(shí)施方案完整截面圖；圖15-18是一個(gè)冷卻管元件的實(shí)施例；圖19-21是流動通道和元件的結(jié)構(gòu)詳圖；圖22是一個(gè)曲線圖解，它表明對于具有不同長絲—纖度的予取向聚酯長絲來說，對應(yīng)于表格1的拉伸速度和極限伸長之間的關(guān)系曲線；圖23是一個(gè)曲線圖解，它表明在規(guī)定的對噴絲級之熱量輸入情況下，極限伸長的提高與生產(chǎn)的長絲終端纖度之依賴關(guān)系；圖24是圖表。
下面描述的方法適于穩(wěn)定的由聚酯或聚酰胺或聚丙烯制成的長絲之紡絲處理。作為聚酯特別要考慮聚對苯二甲酸甲二酯。作為聚酰胺特別要應(yīng)用尼綸6(貝綸)和尼綸6.6。應(yīng)強(qiáng)調(diào)說明的是下面的方法數(shù)據(jù)適用于聚酯。它們相應(yīng)地適用于聚酰胺長絲，但具有通過試驗(yàn)確定的偏差。
下面描述該紡絲方法。
這個(gè)紡絲方法的描述，雖然適于所有實(shí)施例(圖1至圖8)，但有明顯說明的偏差時(shí)例外。
一個(gè)長絲1由一種熱塑性材料紡出。該熱塑性材料通過一個(gè)填充裝置送入該擠壓機(jī)3中。該擠壓機(jī)3通過一個(gè)電機(jī)4驅(qū)動。該電機(jī)4通過一個(gè)電機(jī)控制裝置8進(jìn)行控制。在擠壓機(jī)中，該熱塑性材料被熔化。為此，一方面設(shè)置變形工作，它通過擠壓機(jī)施加給材料。另外，設(shè)置一個(gè)加熱裝置5，其為電阻加熱的結(jié)構(gòu)。它通過一個(gè)加熱控制裝置43進(jìn)行控制。通過熔化管道，該熔化物到達(dá)齒輪泵9、它由泵電機(jī)44驅(qū)動。在泵前的熔化物壓力通過壓力傳感器7檢測和通過將壓力信號回送到電機(jī)控制裝置8而保持常數(shù)。
該泵電機(jī)通過泵控制裝置45如此控制，即泵轉(zhuǎn)數(shù)是可以精確調(diào)節(jié)的。該泵9將熔化物流輸送到加熱的紡絲箱10中，在其下側(cè)置有位于一個(gè)紡絲罐53中的紡絲嘴11(圖4)。該熔化物從紡絲嘴11中排出就形成精細(xì)的單絲＝纖維12。
作為紡絲嘴是一個(gè)平板帶有多個(gè)紡絲嘴孔，通過這些孔和中排出一個(gè)單絲12。該長絲絞通過一個(gè)冷卻筒14(冷卻管)。在冷卻筒14中通過吹風(fēng)裝置15將一股空氣流徑向?qū)χL絲束吹和冷卻。
該冷卻筒在圖1，2中僅簡化地作了描述。它是按照本發(fā)明設(shè)置的。對此詳細(xì)結(jié)構(gòu)可從圖4至21中獲得。
在冷卻筒14的端部，該單絲束通過一個(gè)給油(整理)輥13被握合成一個(gè)長絲1并備有一種整理液體。該長絲從冷卻筒14出來并被紡絲嘴11通過一個(gè)牽伸導(dǎo)絲盤16所牽拉。該長絲多次圍繞該導(dǎo)絲盤。為此設(shè)置一個(gè)相對導(dǎo)絲盤16交錯(cuò)安置的過繞滾17。該過繞滾17是自由可轉(zhuǎn)動的。該導(dǎo)絲盤16則通過導(dǎo)絲盤電機(jī)18和頻率發(fā)送器22以予先于調(diào)節(jié)的速度進(jìn)行驅(qū)動。這個(gè)牽拉速度比單絲從紡絲嘴11的自然的排出速度高許多倍。
通過調(diào)節(jié)該頻率轉(zhuǎn)換器22的輸入頻率就可以調(diào)節(jié)牽拉導(dǎo)絲盤16的轉(zhuǎn)數(shù)。由此，從紡絲嘴11來的長絲1的牽拉速度就確定了。
至今的描述還等同地適用于圖2的紡絲方法。對于圖1過程簡圖的牽拉階段(級)的紡絲方法適于如下該牽拉導(dǎo)絲盤17后跟一個(gè)帶有另一個(gè)過繞滾20的拉伸導(dǎo)絲盤19。兩者就其結(jié)構(gòu)與帶看過繞滾17的牽拉導(dǎo)絲盤16相一致。為了驅(qū)動拉伸導(dǎo)絲盤19設(shè)置帶頻率發(fā)送器23的牽拉電機(jī)21。該頻率發(fā)送(轉(zhuǎn)換)器22和23的輸入頻率通過可控的頻率發(fā)送器24可均勻地予先確定。以此形式和方法就可以在頻率轉(zhuǎn)換器22和23上個(gè)別地調(diào)節(jié)牽拉導(dǎo)絲盤16及拉伸導(dǎo)絲盤19的轉(zhuǎn)數(shù)。該牽拉導(dǎo)絲盤16和拉伸導(dǎo)絲盤19的速度可與此相反地在頻率轉(zhuǎn)換器24上共同地調(diào)節(jié)。
從拉伸導(dǎo)絲盤19，該長絲1到達(dá)所謂的“頂端導(dǎo)絲器”25和由此到達(dá)往復(fù)三角26。
下面的描述以相同方式涉及圖1至8程序的卷繞級。在附圖中未描繪往復(fù)裝置。
同時(shí)，涉及一個(gè)可逆螺紋輥和一個(gè)其中導(dǎo)行的往復(fù)導(dǎo)絲器，它在筒管33的長度上于長絲中往和返地導(dǎo)行。而且，在往復(fù)裝置27后長絲纏繞一個(gè)接觸輥28。該接觸輥28靠置在筒管33的表面上。它用于測量筒管33的表面速度。該筒管33在一個(gè)軸套35上構(gòu)成。該軸套35在一個(gè)筒管心軸34上張緊。該心軸34通過心軸電機(jī)36和心軸控制裝置37如此驅(qū)動，即筒管33的表面速度保持常數(shù)。為此，作為調(diào)節(jié)參數(shù)，可自由的接觸輥28的轉(zhuǎn)數(shù)是在接觸輥29上借助一個(gè)磁鐵的嵌入件30和一個(gè)磁性的脈沖發(fā)送器31進(jìn)行掃描檢測和調(diào)節(jié)的。
在圖1的程序中，通過心軸控制裝置37的調(diào)節(jié)，就可以使卷繞速度與拉伸導(dǎo)絲盤19的圓周速度相協(xié)調(diào)。
在圖2的實(shí)施方案中，從牽伸導(dǎo)絲盤16退繞的長絲直接導(dǎo)行到頂端導(dǎo)絲器25和進(jìn)入往復(fù)三角26中。此處，發(fā)生一個(gè)以相應(yīng)的方式在筒管(軸)33的圓周速度和牽拉速度之間進(jìn)行的協(xié)調(diào)工作，所述牽拉速度是通過牽拉導(dǎo)絲盤16予先想定的。
在兩種情況下，該由接觸輥28掃描和調(diào)節(jié)的筒管33的圓周速度稍稍低于予先規(guī)定的牽拉導(dǎo)絲盤16及19的圓周速度。被卷繞的長絲與幾何(輪廓)的總和有關(guān)由筒管33的圓周速度和未描繪的往復(fù)裝置27的往復(fù)速度獲得。
圖3簡明表明一個(gè)與圖2方法相連接的拉伸—變形程序。該筒管3帶有按照圖2的紡絲程序生產(chǎn)的長絲并安置在一個(gè)拉伸—變形機(jī)之前。該予取向的長絲則通過導(dǎo)絲器38導(dǎo)行到一個(gè)入口輸送裝置39，從此處通過加熱器46，再通過冷卻軌47和通過摩擦—假捻器導(dǎo)送到出口輸送裝置50。接著，長絲卷繞在筒管52上。該輸送裝置39和50以不同的速度驅(qū)動。因此在這些輸送裝置之間的假捻區(qū)中，在加熱和假捻—變形的同時(shí)發(fā)生必需的拉伸作用。
下面按照圖4至8的方法再一次共同地描述一下冷卻管。由于另外的具體細(xì)節(jié)可參見圖1-3。所以圖4的方法僅突出說明缺少的導(dǎo)絲盤。該長絲通過高速，最好為3.500(米/分)或更高速度的卷繞機(jī)從紡絲嘴拉出和因此同時(shí)被拉伸。
從紡絲頭10，使一定劑量的聚合體—熔化物輸入到紡絲嘴11中。該紡絲嘴11包括一個(gè)帶數(shù)個(gè)排出孔的平板，通過排出孔各排出一個(gè)單絲12。在紡絲嘴11的下方安置冷卻管14。該單絲12貫穿該冷卻管14并通過一個(gè)在冷卻管14下方安置的導(dǎo)絲器60握合成一個(gè)長絲1。通過一個(gè)射流噴嘴61，該長絲導(dǎo)行到卷繞頭62。
該冷卻管14包括多個(gè)上下安置的環(huán)形元件63。在兩個(gè)相鄰的元件63之間分別安置一個(gè)間隔架64，因此，在兩個(gè)相鄰的元件63之間形成一個(gè)開口(環(huán)形的氣體通道)65。通過開口65，空氣流向單絲12。該空氣將單絲12冷卻。然后該空氣通過排出口66流走。
該環(huán)形的元件例如是鋼環(huán)。該環(huán)具有一個(gè)在圓周上保持相同的橫截面。此處該橫截面是在一個(gè)軸向平面內(nèi)的截面，亦即在所述元件的管軸線及環(huán)軸線所處平面內(nèi)的橫截面。
該冷卻行程的長度，其基本上與冷卻管的高度相一致，它可以通過元件的數(shù)目和兩個(gè)元件之間的距離并根據(jù)冷卻要求作適應(yīng)地設(shè)置。最好，該間距計(jì)為0.5和3mm之間，特別好為1mm。冷卻流的速度和形式可以通過開口65的流通橫截面以及環(huán)的寬度加以影響。
在按照圖4至8，14，18的冷卻管實(shí)施方案中，該環(huán)形的元件就其橫截面而言，也就是說，在相對該元件環(huán)軸線的軸向截面中具有一個(gè)矩形的橫截面。同時(shí)，該開口65的流通橫截面是不變的。另外得出，該環(huán)形的在元件63之間形成的氣體通道65具有水平的限界壁。該氣體通道亦即相對于元件和冷卻管的垂直環(huán)軸線是精確徑定位的。
在圖9至10的實(shí)施方案中該元件—在相對環(huán)軸線78的軸向平面內(nèi)—具有一個(gè)梯形的橫截面。在圖10的實(shí)施方案中，它們(元件)是從里往外變厚的。因此，氣體通道65的流通橫截面在空氣的流動方向上、亦即從外向里是收縮變窄變化的，這種收斂結(jié)構(gòu)的結(jié)果，該流動速度提高了。
所述元件在軸向截面中的橫截面中以如圖9所示為從外向里是錐形減小的。在這種情況下，空氣流入該冷卻管的速度是減小的。
在圖9中，描述的實(shí)施例，流動橫截面是從里往外增大的。該元件63具有一個(gè)垂直于環(huán)平面的梯形的橫截面。該間距架64在圖9的實(shí)施例中是錯(cuò)位安置的。這一點(diǎn)可以導(dǎo)致一個(gè)均勻的單絲冷卻作用。
該長絲運(yùn)行的速度是很有特點(diǎn)的和表現(xiàn)在，它有先是相對較低的、然后是很猛烈地增大。為了在冷卻時(shí)補(bǔ)償這一效應(yīng)，則冷卻氣體在長絲運(yùn)行方向上的流通量是可以改變的。也就是說，可以要求，冷卻空氣流和長絲束的溫度分布相適應(yīng)。為了依據(jù)長絲運(yùn)行速度或者一個(gè)單絲束的溫度分布來控制冷卻控制流可以規(guī)定，該單絲是如此構(gòu)成的，即冷卻筒的內(nèi)橫截面在長絲運(yùn)行方向上是增大的，如圖12所示。因此，該內(nèi)橫截面＝元件的通道橫截面是擴(kuò)大的。
代替改變冷卻管之冷卻通道的內(nèi)橫截面，按照圖11規(guī)定，元件63相互間的間距設(shè)置為不同的。
在單絲運(yùn)行方向上，各個(gè)相鄰元件63間的距離是減小的。
可以必需的是，該冷卻空氣不是垂直于長絲運(yùn)行方向74，而是相對長絲運(yùn)行方向74為一個(gè)夾角α流入該冷卻管中，如圖9，11，15，19，20。如果空氣對著長絲運(yùn)行方向流動如圖10，那么就可導(dǎo)致，單絲的空氣摩擦增大，因此，用于長絲卷繞的拉力就提高。一種相對長絲運(yùn)行方向?yàn)橐粋€(gè)夾角地流入該冷卻管的流動，如圖11，15，19則長絲拉力就減小，借助該拉力，使握合成長絲的單絲從紡絲嘴中抽出。
概述的內(nèi)容參見如下通過所述元件就其橫截面(相對冷卻管軸線的軸向平面而言)的結(jié)構(gòu)設(shè)置氣體通道的形狀和/或方向就可以確定?？墒乖趶较蛏峡礆怏w通道的軸向?qū)挾仁亲兓?，該方向是通過中央平面73確定的，它如圖19-21特別表明的那樣。同時(shí)作為中央平面，標(biāo)志為盤形的或錐面形的平面，它在構(gòu)成氣體通道的元件限界表面的所有點(diǎn)上具有相同的間距。因此，該間距可以在相對管軸線的(軸線)平行方向上測得。在每種情況下，該氣體通道具有一個(gè)相對管軸線為徑向的流動分量和在特殊情況下還有一個(gè)相對管軸線平行的和紡絲方向相反或相同的流動分量。
這些單個(gè)的元件可以放置在間距架上。為了安置這些元件，它們還可以固定在一個(gè)保持架上，因此，相鄰的元件有一個(gè)間距。首先，在保持架情況下涉及一個(gè)軸向?qū)бb置，它與管軸線平行配置。為此每個(gè)元件63邊緣側(cè)至少具有一個(gè)通孔，通過該孔，總有一個(gè)作為軸向?qū)бb置的桿67延伸。在圖14描繪的實(shí)施例中，設(shè)置兩個(gè)桿67。這些桿67在端側(cè)可以設(shè)有螺紋結(jié)構(gòu)。然后該元件63可以在兩個(gè)擰入桿67相應(yīng)端部的螺母間張緊。
代替桿件，該間距架64在相對管軸線78的軸向平面中具有一個(gè)這樣的橫截面，它與元件的橫截面相適應(yīng)以及與在相鄰元件間構(gòu)成的氣體通道之橫截面相適應(yīng)。這些間距架在冷卻管的圓周方向上具有較小的延伸距并與元件63分別形成一個(gè)結(jié)構(gòu)吻合的連接(圖13)。
開口65的流通橫截面可以通過元件63不同的幾何結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在圖14和圖15該開口65的流通橫截面是常數(shù)。但是進(jìn)入冷卻管的流入方向是不同的。
在圖10、13、16中通過元件63的橫截面形成一個(gè)環(huán)形的并為噴嘴形的流動通道，該噴嘴結(jié)構(gòu)使得流入的空氣加速。
為此，該相鄰的并相互面對著以構(gòu)成氣體通道的元件63之限界表面相互間以凸起的拱結(jié)構(gòu)相對設(shè)置。相應(yīng)的元件橫截面形狀在圖13，16和17中表明。同時(shí)，不僅氣體通道本身為利于流動的結(jié)構(gòu)設(shè)置。通過按照圖16元件的橫截面具有在流動方向上為收斂方式的滴狀結(jié)構(gòu)或者按照圖17的橫截面為透鏡形狀就可以實(shí)現(xiàn)，要環(huán)流過該元件的空氣僅僅存在(發(fā)現(xiàn))一個(gè)較小的流動阻力，因此，還在冷卻管外部壓力和管內(nèi)壓力間較小的壓力差情況下，獲得一個(gè)足夠的流通量。
借助圖4，6描述一下帶冷卻管的紡絲設(shè)備，其中，一個(gè)位于外部壓力和內(nèi)部壓力之間的壓力差是如此產(chǎn)生的，即該紡出的單絲由于其從紡絲嘴抽出時(shí)為很高的速度故攜帶走一個(gè)很大的冷卻空氣量，因此，在冷卻管的內(nèi)部一個(gè)負(fù)壓。這種形式的實(shí)施方案是以一個(gè)確定的抽出速度為先決條件的。這個(gè)抽出速度至少為3.500m/min(米/分)。最好是抽出速度超過5.000m/min。在此情況下，產(chǎn)生另外的優(yōu)點(diǎn)是，該紡出的單絲具有一個(gè)足夠的定向度和不必再經(jīng)受一個(gè)另外的后拉伸處理。這樣生產(chǎn)的筒管就可立即送去進(jìn)一步加工處理。以此形式和方法，還可以特別地紡制微細(xì)單絲。已經(jīng)表明，此處的冷卻管長度必須非常敏感地適應(yīng)于紡出的單絲纖度。對此，按照本發(fā)明的冷卻管是特別適宜的，因?yàn)?，就其長度而言，通過另外的環(huán)形元件的間距或接合是很容易調(diào)節(jié)變化的。同樣，冷卻空氣量通過調(diào)節(jié)隙縫寬度是可以控制的，然而在這種情況下，對流通量起作用的壓力差卻是不可的。具有單個(gè)纖度為0.5DPF的單絲(dtex/單絲＝DPF)需要的冷卻管長度為540和770mm之間，最好在600和700mm之間。具有單個(gè)纖度為2DPF的單絲需要的冷卻管長度為1.170和1.650mm之間，最好在1.300和1.500mm之間。
在圖4和7中描述了圓筒式冷卻管，它包含在一個(gè)壓力箱75中。而且這個(gè)冷卻管的結(jié)構(gòu)設(shè)置，如借助圖9至21在描述的一樣。上述和下邊的元件是密封地安置在壓力箱75中的。在其間安置另外的帶相應(yīng)的間距架和盡可能為軸向?qū)бY(jié)構(gòu)的元件63，它們共同構(gòu)成圓筒的冷卻管。該壓力箱75通過輸入管76施加壓力空氣例如借助一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)。因此，冷卻管從外邊向里邊流入冷卻空氣。特別關(guān)于氣體通道和元件的橫截面形狀以及間隔架和軸向?qū)бY(jié)構(gòu)的配置，前面的描述說明可作完全的內(nèi)容參考。
至今已描述的實(shí)施方案是，單絲12在冷卻管14中運(yùn)行。但是該冷卻管14還可以應(yīng)用于所冷卻的單絲是沿著冷卻管的外表面上運(yùn)行的。
這一點(diǎn)在圖8中作了描述。在圖8b中的噴嘴板是在下面觀察得出的。由此產(chǎn)生，該單個(gè)的噴嘴孔安置在一個(gè)或多個(gè)對中的圓上。在紡絲嘴的下方并和上述圓對中地置有該冷卻管。冷卻管又由單個(gè)的環(huán)形元件所構(gòu)成，如前面關(guān)于形狀，橫截面和氣體通道結(jié)構(gòu)已經(jīng)描述的那樣。
在兩個(gè)相鄰的元件之間，分別設(shè)有間距架，為的是在兩個(gè)相鄰的元件間各構(gòu)成一個(gè)開口65。通過開口65，讓空氣流向單絲12。
該元件最大的外直徑要小于上面置有噴嘴孔的最小圓。這些元件就其外直徑在紡絲方向74上是逐漸變小的，因此，冷卻管或包封的表面是一個(gè)在紡絲方向上收縮的錐形外周面。
該冷卻管的上端側(cè)，亦即和紡絲嘴相鄰的端部是通過一個(gè)平板77封閉的。同樣，該相反對置的端則用一個(gè)平板77封閉。而且，在這個(gè)平板中通入空氣輸入裝置76，通過它，將壓力空氣用一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)送入。這與冷卻管對中的錐面形導(dǎo)行的單絲則在冷卻管的下方借助一個(gè)導(dǎo)絲器握合成一個(gè)長絲。這個(gè)錐面形的單絲僅僅在其圓周的一個(gè)位置上通過空氣輸入裝置76而被中斷。該單絲必須相應(yīng)地繞行偏移。這些單絲的冷卻則通過空氣流完成，亦即這些從里向外基本上徑向?qū)χ鴨谓z吹的空氣流對其冷卻。
在圖6中簡化描述了一個(gè)冷卻管的實(shí)施形式。其與圖5的相應(yīng)部分一致。因此，說明也適用于此處。另外，緊鄰紡絲頭10安置的元件68是可以加熱的。這一點(diǎn)例如借助一個(gè)電阻加熱器69來實(shí)現(xiàn)。該電阻加熱器是一個(gè)在元件中嵌置的電阻絲或電阻棒。該電阻加熱器69通過連接導(dǎo)線70與一個(gè)未描繪的電源相連接。還可能的是，設(shè)置多個(gè)加熱元件。是否設(shè)置這樣的元件，要視對該裝置關(guān)于在單絲12的處理行程內(nèi)所希望的溫度分布之要求而確定。但是首先要因此可以對紡絲嘴11加熱。
一個(gè)類似的實(shí)施方案是借助圖7描述的。此處當(dāng)然又是冷卻管(作為例子)安置在一個(gè)壓力箱中，如以前借助圖5已描述的。因此關(guān)于圖5的說明可以全內(nèi)容地參考，而且同樣可以參考圖6的說明。該加熱的環(huán)形元件68具有一個(gè)輻射表面58，其對著紡絲嘴11指向。這一點(diǎn)也適用于圖6。在那里，該元件之部分對著紡絲嘴的上側(cè)面用作輻射表面。在圖7的實(shí)施方案中與此相反，該里邊的限界壁用作輻射表面，但是此處其是設(shè)置成錐尖向下的錐形結(jié)構(gòu)。通過元件68的加熱和到紡絲嘴11方向上的輻射作用，它就被加熱。這就意味著一方面對處于聚合物熔化溫度下的紡絲嘴的冷卻就可避免了。而且另一方面還可力爭一個(gè)溫度提高。另外，該冷卻管的結(jié)構(gòu)設(shè)置，如前面已經(jīng)描述的那樣。被加熱的元件，除了輻射表面58是嵌置在一個(gè)絕緣材料中的。
關(guān)于這種加熱裝置的意義可從下面的實(shí)施例說明獲知在圖1中描述了一個(gè)連續(xù)的紡絲—拉伸—程序。在這個(gè)程序中，由卷繞速度和輸送量產(chǎn)生最終纖度。
例如可以生產(chǎn)一種具有終端纖度為2旦單絲纖度的長絲。該抽出速度可以計(jì)為3.000m/min。依此在正常的環(huán)境下，亦即沒有加熱紡絲嘴時(shí)可獲得所生產(chǎn)的長絲極限伸長為120％。也就是說，用另外的詞句表達(dá)就是，該予取向、抽出的長絲可以拉伸到其長度的220％才斷裂。依此就得出，該拉比率大約在這個(gè)數(shù)值的2/3，亦即例如1∶1.6。
由此產(chǎn)生一個(gè)抽出速度為4.800m/min(3.00m/min×1.6＝4.800m/min)。在一個(gè)單根單絲纖度為(如已提過的)2旦/單絲和單絲數(shù)為72情況下，可獲得一個(gè)總纖度為150旦。因此，對應(yīng)于每個(gè)紡絲位置得出輸送量為150g/9.00m×4.800m/min＝80g/min?，F(xiàn)在，生產(chǎn)同樣的長絲，抽出速度可提高到4.00m/min。這樣獲得一個(gè)極限伸長為80％。這就是說長絲可以延伸至它的長度之180％才斷裂。當(dāng)再次將一個(gè)拉伸比例大約選定在2/3的區(qū)域中時(shí)，則獲得一個(gè)拉伸比例為1×1.2。這意味著，抽出速度沒有提高。
人們即可看到，在生產(chǎn)相同的終端纖度情況下不會存在輸送泵之輸送量的提高。由此生產(chǎn)的提高的提高或生產(chǎn)力提高是不受重視的。
出于這個(gè)原因，人們?yōu)槔鋮s管裝備了一個(gè)或多個(gè)加熱的元件如圖6或圖7。一個(gè)適當(dāng)?shù)挠糜谳椛浔砻娴膱A錐角(總角度)例如計(jì)為30-40°。該元件(鋼)應(yīng)該加熱到高于300°至約800°的灼熱溫度。非常完全有效的溫度可在450°和700°之間的溫度范圍內(nèi)獲得。
由此表明，在相同的3.000m/min抽出速度和借助加熱的元件對紡絲嘴輻射的情況下，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)明顯的極限伸長的提高和依此長絲之的拉伸性能的提高。在一種加熱到550°的元件輻射情況下，在本實(shí)施例中該極限伸長就可以提高和因此拉伸度可提高5％。這樣，在抽出速度為3.000m/min情況下還可以獲得一個(gè)提高5％的5.040m/min之卷繞速度。這種提高的卷繞速度，在生產(chǎn)入口給定的長絲纖度情況下，則要求輸送泵9的輸送量提高到84g/min以作為先決條件。由此，設(shè)備的生產(chǎn)能力就可以簡單的對紡絲嘴輻射加熱的措施提高5％/。
如圖23的圖解曲線所表明那樣，該生產(chǎn)力提高的程度一方面取決于輻射溫度，另一方面取決于長絲纖度。在較大的長絲纖度情況下，效果是較小的，換句話說，輻射溫度應(yīng)選擇較高些。這種關(guān)系在單個(gè)情況下應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。
在圖2，3的方法中優(yōu)先措施如下例如可以生產(chǎn)一種變形的長絲55f109，也就是生產(chǎn)一種為55旦和109單根單絲的長絲。這意味著，每個(gè)長絲具有一個(gè)0.5DPF的單纖維纖度(旦/每個(gè)單絲)。該拉伸(度)可鑒定為1.6是用于拉伸—變形程序的最佳值。這種拉伸可實(shí)現(xiàn)一個(gè)良好的卷曲變形和可靠的變形過程而不會單絲斷裂。這個(gè)拉伸比例意味著，一個(gè)予取向的長絲，其在109單絲情況下具有一個(gè)88旦的纖度，輸送到筒管33上。為了使這種長絲可以保持1.6的拉伸比例進(jìn)行予取向，就必須調(diào)整到一個(gè)1/2至1/3較高的極限伸長。在拉伸比例為1.6情況下，該極限伸長應(yīng)該達(dá)到約220％。從圖22的圖解曲線及表格可以得出抽出速度為2.600m/min，它在圖2的方法中通過牽拉導(dǎo)絲盤16來調(diào)節(jié)。為了在抽出速度為2.600m/min時(shí)生產(chǎn)一種予取向的88旦長絲，對應(yīng)于每個(gè)紡絲位置，泵的輸送量必須調(diào)節(jié)到25.5g/min。一個(gè)輸送量的提高是不可能的，因?yàn)椴蝗坏脑挸槌鏊俣群鸵来说睦煨跃蜁淖兊?。也就是說，這由變形所確定的拉伸性限定了生產(chǎn)這種予取向長絲的生產(chǎn)力。
當(dāng)應(yīng)用圖6及7的冷卻管時(shí)是不同的。在相同的位伸性情況下，通過在元件溫度約550°時(shí)對紡絲嘴的輻射可以提高抽出速度20％，亦即達(dá)到3.360m/min。而輸送量與此相應(yīng)的升高到32.9g/min。依此，在其他相同的機(jī)器配置情況下可獲得一個(gè)高于20％的生產(chǎn)力提高。
作為優(yōu)選，可以生產(chǎn)一種變形的長絲55f109。但是因此在卷繞區(qū)中抽出速度和卷繞速度不應(yīng)該超過3.000m/min。對于這個(gè)限制的原因是在敏感的復(fù)合絲情況下有時(shí)的程序困難。而且這種困難可能由于其最高速度受到限制的卷繞機(jī)的機(jī)械配置所決定。
如從表格1及圖22的圖解曲線所得出的那樣，這種長絲具有一個(gè)96％的極限伸長。同時(shí)，在拉伸區(qū)選擇的拉伸比例位于斷裂長度為196％的約2/3處?？蛇x定一個(gè)1.3∶1的拉伸比例。由此得出，該送入拉伸—變形程序的予取向長絲之纖度必須計(jì)為55分特克斯(dtex)×1.3＝7.5旦(den)。依此又得出，這個(gè)長絲在紡絲區(qū)對應(yīng)于每個(gè)紡絲位置具有的輸送量為71.5g/9.000m×3.000m/min＝23.8g/min。
當(dāng)現(xiàn)在再應(yīng)用一個(gè)圖6或圖7的冷卻管并且第一元件加熱到550℃的時(shí)，則在抽出速度為3.000m/min時(shí)獲得一個(gè)提高20％的并為96％×120％＝115％的極限伸長，且在一個(gè)2.15％的斷裂長度內(nèi)。依此，在以后的拉伸級中，該拉伸比例可以調(diào)節(jié)到這個(gè)數(shù)值的約2/3，也就是說具有1.45。這又意味著，為了生產(chǎn)55旦的終端纖度必須供給一個(gè)具有纖度為55×1.45＝79旦的予取向復(fù)合絲。為了在抽出速度為3.000m/min時(shí)生產(chǎn)一個(gè)79旦的長絲，每個(gè)紡絲位置的輸送量必須調(diào)節(jié)到26.3g/min。因此在這個(gè)紡絲級中的生產(chǎn)力就可以提高26.3－23.8/23/8＝10％。
能夠看出，這些基于予先計(jì)算和實(shí)施例的單值，對于一個(gè)確定的聚合物(聚酯)是可測定的。而對于這些單值，還會根據(jù)所使用聚合物的產(chǎn)地和類型而引起差異，而差異則應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)測知。這一點(diǎn)一方面適用于已測知的極限伸長，也適用于拉伸比例與已測得極限伸長的依賴關(guān)系，以及適用于在輻射速度和極限伸長的提高之間的關(guān)系，同樣適用于和纖度相關(guān)的生產(chǎn)力提高。
這些特殊性就在于，在紡絲嘴中的熔化物是被加熱的。為此，紡絲嘴被加熱，而且還有附加的熱量輸入，其來自熔化物和周圍的紡絲頭以及周圍的紡絲箱。最好，紡絲嘴的溫度提高至少5℃至40℃。在實(shí)驗(yàn)中獲得，有利的溫度提高為8至20℃。這一點(diǎn)總是基于已加熱的紡絲箱的溫度。在(正常方式)相對較低的紡絲嘴溫度情況下，通過附加的熱輸入所起的加熱作用肯定是相對較大的。
不僅在紡絲嘴不利的熱輻射損失得以補(bǔ)償，而且還發(fā)生一個(gè)附加的溫度提高。在傳統(tǒng)的方法中紡絲嘴底側(cè)測得的溫度約290°，而在一個(gè)輻射器溫度為550℃的輻射加熱情況下，可產(chǎn)生一個(gè)310℃溫度提高。
權(quán)利要求
1.用于冷卻合成單絲的冷卻管，其在一個(gè)紡絲裝置中垂直安置在紡絲嘴下方，而且它的壁部設(shè)有徑向指向的開口用于冷卻氣體，其特征在于該冷卻管的壁部由重疊安置的環(huán)形元件(3)構(gòu)成，該元件以間距重疊如此安置，即兩個(gè)相鄰元件的相互面對的限界表面構(gòu)成其結(jié)構(gòu)為環(huán)形氣體通道的徑向指向的開口。
2.按權(quán)利要求1所述的冷卻管，其特征在于所述元件是圓環(huán)形狀的。
3.按權(quán)利要求1或2所述的冷卻管，其特征在于該環(huán)形的氣體通道的中央平面分別位于一個(gè)水平的環(huán)平面中。
4.按權(quán)利要求1或2所述的冷卻管，其特征在于環(huán)形氣體通道的中央平面位于一個(gè)錐形表面上。
5.按權(quán)利要求4所述的冷卻管，其特征在于該錐形表面的錐尖是與單絲的紡絲方向上相反指向的。
6.按權(quán)利要求4所述的冷卻管，其特征在于錐形表面的錐尖是與單絲的紡絲方向一致指向的。
7.按權(quán)利要求1至6之一所述的冷卻管，其特征在于兩個(gè)相鄰元件的相互面對的限界表面在元件的軸向截面中是凸出的拱形結(jié)構(gòu)。
8.按權(quán)利要求1至7之一所述的冷卻管，其特征在于兩個(gè)相鄰元件的相互面對的限界表面是如此成形的，即在它們之間產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的氣體通道并在元件的軸向截面中具有有利的流動結(jié)構(gòu)形狀。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的冷卻管，其特征在于所述元件在其軸向截面中是滴狀的結(jié)構(gòu)和在冷卻氣體的流動方向上逐漸收斂的。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的冷卻管，其特征在于該冷卻管在垂直的方向上貫穿一個(gè)壓力容器并且該壓力容器連接到一個(gè)壓力空氣源上。
11.按權(quán)利要求1至9之一所述冷卻管，其特征在于該冷卻管在其外圓周上施以室內(nèi)空氣。
12.按權(quán)利要求1至9之一所述的冷卻管，其特征在于冷卻管的內(nèi)部連接到一個(gè)壓力空氣源上并施以高壓空氣和紡絲嘴置于一個(gè)或多個(gè)圓上，該圓具有一個(gè)比冷卻管的外徑要大的直徑和與其對中地安置。
13.按前述權(quán)利要求之一所述的冷卻管，其特征在于在元件之間的間距通過間距架(64)構(gòu)成，該間距架作為單個(gè)構(gòu)件設(shè)置在相鄰的元件之間或者在軸向上構(gòu)成相鄰元件之一上。
14.按前述權(quán)利要求之一所述的冷卻管，其特征在于所述元件在軸向?qū)бY(jié)構(gòu)中是可移動安置的，該導(dǎo)引結(jié)構(gòu)是與環(huán)軸線平行定位的。
15.按前述權(quán)利要求之一所述的冷卻管，其特征在于所述元件在環(huán)平面中和/或與其相垂直具有不同的尺寸和/或橫截面。
16.按權(quán)利要求15所述的冷卻管，其特征在于所述元件在其相應(yīng)的環(huán)平面中流通—橫截面沿紡絲方向?yàn)樵黾拥摹?br> 17.按前述權(quán)利要求之一所述的冷卻管，其特征在于至少一個(gè)在入口橫截面區(qū)中的元件(68)，最好是與紡絲嘴相鄰的元件(68)是被加熱的。
18.按權(quán)利要求17所述的冷卻管，其特征在于該加熱的元件(68)通過一個(gè)電阻加熱器(69)加熱，該加熱器(69)是一個(gè)環(huán)形導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)或棒狀結(jié)構(gòu)并嵌置在所述元件中或安置在元件上。
19.按權(quán)利要求17所述的冷卻管，其特征在于該加熱的元件(68)本身設(shè)置成電阻加熱器。
20.按權(quán)利要求17至19之一所述的冷卻管，其特征在于該加熱的元件具有一個(gè)輻射表面，它對著圓形紡絲嘴的下側(cè)面指向，同時(shí)，該輻射表面具有一個(gè)與紡絲嘴對中的錐體軸線或環(huán)面軸線。
21.按前述權(quán)利要求之一所述的冷卻管，其特征在于用于紡制具有單纖維纖度為0.5-2分特(decitex)(每個(gè)單絲)的單絲之冷卻管是在540和1650mm之間的長度，最好在540和770mm之間，特別好在600和700mm之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)用于纖維-紡絲裝置的冷卻器，它形成一個(gè)用于纖維(12)的冷卻行程和具有開口(65)，通過開口冷卻流體流向纖維(12)。該冷卻器由多個(gè)上下重疊安置的環(huán)形元件(63)構(gòu)成。在元件(63)之間安置有間距架(64)，因此，空氣可從元件之間流入冷卻器中。
文檔編號D01D5/092GK1131207SQ95117280
公開日1996年9月18日 申請日期1995年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月30日
發(fā)明者漢斯亞格·梅斯 申請人:巴馬格股份公司