CN107964713B - 用于合成丝线的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于合成丝线的冷却装置，所述合成丝线特别是变形区域中的捻线，所述冷却装置包括长形散热器，所述散热器具有用于引导所述丝线的敞口的冷却凹槽。所述冷却凹槽经由计量开口连接至用于供应冷却液体的计量装置。由于丝线的动力学特性，为了获得均匀的润湿和强烈的冷却，所述散热器在丝线入口处包括至少一个陶瓷嵌件，所述陶瓷嵌件在所述冷却凹槽内形成波纹状凹槽底部，并且所述丝线能够在所述陶瓷嵌件的表面上接触地被引导，所述计量开口被分配至所述陶瓷嵌件。因而，能够在更长距离上向所述丝线连续地供应冷却液体。

Description

用于合成丝线的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种用于合成丝线的冷却装置，所述合成丝线特别是变形区域中的捻线，所述冷却装置包括长形散热器，所述散热器具有用于引导所述丝线的敞口的冷却凹槽，所述冷却凹槽经由凹槽底部中的计量开口连接至用于供应冷却液体的计量装置。

背景技术

在合成丝线的生产过程中，已知为了纺织目的而在下游过程中使在熔融纺丝过程中生产的复丝卷曲。这样，赋予合成丝线类似于天然纤维的结构。合成丝线的进一步处理通过变形机进行，该变形机具有多个处理工位，以便在每个处理工位使一个相应丝线卷曲。丝线的卷曲也被称为所谓的“变形”，可以通过所谓的假捻处理实现。这里，在所谓的变形区域内被热处理的丝线上产生的机械假捻。为了进行热处理，将捻线加热至大约200℃的温度，然后再次冷却。由于在丝线中产生的假捻与丝线延伸方向相反地传播，因此必须确保在丝线上产生的捻拧尽可能不受阻碍地通过冷却装置并且能够进入加热装置。为此，通常利用形成为弯曲冷却轨道的冷却装置。这里，在冷却轨道上使用最大可能的曲率半径，以便保持捻线和冷却装置表面之间的接触摩擦较低。这种冷却轨道仅利用周围空气来冷却丝线。因此，这种冷却装置需要相对较长的冷却部分，这通常导致变形机的多级设计。

在现有技术中，还已知一种冷却装置，这种冷却装置借助于冷却液体的帮助强化丝线的冷却。例如，从EP 0 403 098 A2已知一种通用的冷却装置。这里，在变形区域内，捻线被引导通过散热器表面上的冷却凹槽，该散热器在凹槽的底部中存储用于润湿丝线的冷却液体。丝线的润湿有利于丝线与接触轨道之间丝线的摩擦行为，从而促进捻拧传递。然而，因为捻线结构，冷却液体渗入捻线内是个问题。假捻产生其自身的动力学行为，并且在捻线中，使得冷却液体更为难以粘附，冷却液体仅被丝线携带并且在丝线离开冷却凹槽时甩掉。特别是对于更大的丝线支数，在内部无法实现足够的冷却，从而在已知的冷却装置中，随后在冷却轨道上引导丝线以便进行残余冷却。

发明内容

从这个意义来说，本发明的目的是改进同样的冷却装置，使得通过施加冷却液体实现尽可能强烈的丝线冷却。

本发明的进一步目的是以可能最低过量的过多残余冷却液体来进行丝线的润湿。

根据本发明，该目的的实现在于，散热器在丝线入口处包括至少一个陶瓷嵌件，该陶瓷嵌件在所述冷却凹槽内形成波纹状凹槽底部，并且所述丝线能够在所述陶瓷嵌件的表面上接触地被引导，所述计量开口被分配至所述陶瓷嵌件。

本发明所具有的特别优点在于，冷却凹槽内的冷却液体分布在润湿区域上，而不会被丝线直接带走。这里，丝线在冷却凹槽内形成波纹状凹槽底部的陶瓷嵌件上接触地被引导。因而，能够在多个支撑点上引导丝线。尽管接触强烈，但是这限制了丝线上的摩擦，并且不会妨碍捻拧。填充有冷却液体的凹槽底部的波纹抵消了丝线上液体的强烈蒸发(特别是开始发生的蒸发)，并且连续地重新向丝线施加液体。

由此，优选在凹槽底部的入口区域中供应冷却液体，该入口区域布置于所述波纹状凹槽底部的上游。因而，所述计量开口通向所述入口区域，该入口区域被丝线接触或优选不接触地跨越。因此，可以向冷却凹槽内以计量的方式连续供应冷却液体。

由于在变形区域中引导的丝线表现出高的自然动力学特性，特别是冷却装置(该冷却装置被分配给随后的变形单元)的丝线出口，为了稳定引导丝线，优选实施本发明的改进，在该改进中，所述散热器在所述冷却凹槽的丝线出口处包括具有波纹状凹槽底部的至少一个另外的陶瓷嵌件，所述冷却凹槽在所述陶瓷嵌件之间包括至少一个具有光滑凹槽底部的引导部分。因而，在丝线出口处能够在冷却凹槽中充分接触丝线地引导丝线，并且不允许出现较高的丝线摩擦。而且，丝线上的可能液体残留能够保留在凹槽底部中。因此避免了液体在离开冷却凹槽之后滴落。

为了能够利用位于所述丝线入口和所述丝线出口的陶瓷嵌件之间的引导部分进行冷却，设置成这样，即：所述引导部分的所述光滑凹槽底部与具有波纹凹槽底部的陶瓷嵌件相比具有更大的凹槽深度。因此，避免了丝线接触，并且实现了自由引导丝线的均匀冷却。

为了特别地允许在丝线入口处根据丝线支数对丝线进行计量式润湿，所述陶瓷嵌件均形成所述冷却凹槽的长度部分，根据所述丝线支数，该长度部分在10mm到60mm范围内。因而，在所述冷却凹槽中可以彼此间隔开地形成多个这种陶瓷嵌件。

因为所述陶瓷嵌件的波纹凹槽底部结构，能够在变形区域中实现相对较大的丝线偏转。因而，所述陶瓷嵌件在所述散热器上优选相对于彼此被布置成使得所述凹槽底部在丝线运行方向上具有半径在300mm到1000mm范围内的引导曲率。由此，可以在变形机内实现非常紧凑的变形区域。

所述散热器上的冷却凹槽的结构设计也可以有利地以节段的形式实现，从而各个冷却凹槽部分由陶瓷嵌件或材料嵌件交替地形成，所述陶瓷嵌件和所述材料嵌件共同保持在支撑件上。所述陶瓷嵌件形成所述冷却凹槽的用于接触地引导所述丝线的引导部分，而所述材料嵌件均形成具有光滑凹槽底部的用于非接触地引导所述丝线的引导部分。

然而，这里还有一种可能，即将所述材料嵌件和所述支撑件形成为一体。

为了避免产生水蒸气并污染周围环境，本发明的改进是特别有利的，在该改进中，所述散热器布置在壳体内，位于丝线入口和丝线出口之间；并且在所述丝线出口的区域中，在所述壳体中形成有能够连接至抽取装置的抽吸开口。

为了除水蒸气之外还能够带走可能的残余液体，设置成这样，即：所述抽吸开口形成在壳体底部中，位于所述散热器和所述丝线出口之间。因而，能够产生抽吸流，该抽吸流被引导至所述丝线的在散热器和丝线出口之间的自由引导的部分。

通过本发明的改进能够特别地改善变形区域内的丝线引导，其中，入口导丝器被分配至所述壳体的所述丝线入口，并且出口导丝器被分配至所述壳体的所述丝线出口。由此，能够特别精确地且可重现地调节丝线引入冷却凹槽内的入口角度和丝线引出所述冷却凹槽的出口角度。因此，无需在变形机对冷却装置进行特别对准。

附图说明

下面将参照附图通过多个示例性实施方式更详细地说明根据本发明的用于合成丝线的冷却装置，在附图中：

图1示意性地示出了冷却装置的第一示例性实施方式的纵向剖视图。

图2.1和图2.2示意性地示出了图1的示例性实施方式的横截面图。

图3示意性地示出了根据本发明的冷却装置的另一示例性实施方式的纵向剖视图。

图4示意性地示出了根据本发明的冷却装置的另一示例性实施方式的纵向剖视图。

具体实施方式

在图1、图2.1和图2.2中，以若干视图例示了根据本发明的冷却装置的第一示例性实施方式。图1示意性地示出了根据本发明的冷却装置的纵向剖视图，在图2.1和图2.2中分别示出了根据本发明的冷却装置的横截面图。在没有明确提到任何一幅附图的情况下，如下描述适合于所述附图。

根据本发明的冷却装置的第一示例性实施方式包括长形散热器1。敞口的冷却凹槽2在散热器1的上侧延伸。冷却凹槽2在形成于散热器1的端面处的丝线入口7和丝线出口8之间延伸。在丝线入口7处，陶瓷嵌件3.1被保持在散热器1上的冷却凹槽2中。陶瓷嵌件3.1集成在冷却凹槽2中并且形成波纹状凹槽底部4.1。入口区域7.1布置在波纹状凹槽底部4.1的上游，入口区域7.1形成了丝线入口7。计量开口5在陶瓷嵌件3.1的入口区域7.1中开口。剂量开口5经由计量通道5.1连接至计量装置6，计量通道5.1穿过陶瓷嵌件3.1和散热器1。

计量装置6具有流体线路6.1、计量部件6.2和容器6.3。冷却液体存储在容器6.3中，冷却液体通过计量部件6.2(例如计量泵)和流体线路6.1供送至计量通道5.1。

陶瓷嵌件3.1在冷却凹槽2内在图1中由参考符号L标识的长度部分上延伸。根据丝线支数，陶瓷嵌件3.1具有在10mm到60mm的范围内的长度部分。

如图1的图示所揭示的，丝线出口8同样分配有陶瓷嵌件3.2。陶瓷嵌件3.2集成在冷却凹槽2内并形成波纹状凹槽底部4.1。陶瓷嵌件3.1和3.2的波纹状凹槽底部4.1的设计基本相同。为了进一步说明陶瓷嵌件3.1和3.2，在图2.1中示出了在波纹状凹槽底部的区域中的、陶瓷嵌件3.1的横截面图。

如图2.1的图示所揭示的，用于形成冷却装置2的陶瓷嵌件3.1嵌入在散热器1中。这里，波纹状凹槽底部4.1由多个凹入通道9和多个升高腹板10形成。腹板10具有优选若干毫米的宽度。这里，通道9和腹板10可以具有相同或不同的宽度。

腹板10形成凹槽底部4.1并且具有在图2.1中由附图标记t₁标识的凹槽深度。相比而言，通道9实现为具有更大的凹槽深度，在图2.1中，该凹槽深度由附图标记t₃标识。

如图1的图示所揭示的，在陶瓷嵌件3.1和3.2之间的中央区域中，冷却凹槽2具有带光滑凹槽底部4.2的引导部分。这里，光滑凹槽底部4.2的凹槽深度被设计成大于陶瓷嵌件3.1和3.2上的波纹状凹槽底部4.1的凹槽深度。在图1和图2.2中，光滑凹槽底部4.2的凹槽深度由附图标记t₂表示。因而，只有在丝线入口7和丝线出口8处，丝线才在冷却凹槽2的波纹状凹槽底部4.1上接触地进行引导。在中央区域中，丝线在冷却凹槽2的光滑凹槽底部4.2上方不接触地进行引导。

在操作期间，经由计量装置6将冷却液体供应至冷却凹槽2。冷却液体经由陶瓷嵌件3.1上的入口区域7.1中的计量开口5出现。这里，相对于波纹状凹槽底部4.1，入口区域7.1可以具有相同或更大的凹槽深度。入口区域7.1的凹槽深度优选选择成略微大于波纹状凹槽底部4.1的凹槽深度。因此，丝线在其进入冷却凹槽2时在波纹状凹槽底部4.1上发生首次接触。进入的冷却液体被移动的丝线部分地拾取，并且部分地分布在波纹状凹槽底部4.1上。就此而言，陶瓷嵌件3.1的长度部分L形成了润湿区域，在该润湿区域中，冷却液体被供应至移动的丝线。

为了实现丝线和波纹状凹槽底部4.1之间强烈接触，陶瓷嵌件3.1和3.2在丝线运行方向上形成有半径为R的引导曲率。为此，在图1中示意性地绘制了半径R。用于引导丝线的引导曲率R通常在300mm到1000mm的范围内。

因而，仅在陶瓷嵌件3.1和3.2的区域中接触地引导丝线。在中央区域中，丝线在冷却凹槽2中不接触地进行引导，在丝线上可在所有侧进行自由蒸发，因而实现了强烈的冷却。

为了防止冷却装置的周围被污染，散热器优选布置在壳体内。为此，在图3中，以纵向剖视图示意性地示出了冷却装置的进一步示例性实施方式。

根据图3的示例性实施方式具有多部件散热器1。在该示例性实施方式中，散热器1由支撑件12与多个陶瓷嵌件3.1和多个材料嵌件11.1、11.2和11.3形成。陶瓷嵌件3.1至3.4与材料嵌件11.1至11.3交替地保持在支撑件12上并且在它们的上侧上形成敞口的冷却凹槽2。因而，每个嵌件3.1至3.4和11.1至11.3都形成了冷却凹槽2的一部分。

陶瓷嵌件3.1的设计与上述示例性实施方式相同，具有入口区域7.1和位于凹槽底部4.1中的波纹。所有其余陶瓷嵌件3.2、3.3和3.4具有波纹状凹槽底部4.1。

另一方面，冷却凹槽2中的材料嵌件11.1、11.2和11.3形成了光滑凹槽底部4.2。这里，光滑凹槽底部4.2在冷却凹槽2中形成有更大的凹槽深度，从而丝线仅在波纹状凹槽底部4.1上接触地进行引导。

陶瓷嵌件3.1分配有计量开口5，计量开口5经由计量通道5.1连接至计量装置6。

散热器1在壳体13内在丝线入口14和丝线出口15之间延伸。丝线入口14和丝线出口15均形成在壳体13的端部处。在该示例性实施方式中，丝线入口14由集成的入口导丝器14.1形成，而丝线出口15由集成的出口导丝器15.1形成。入口导丝器14.1和出口导丝器15.1优选由陶瓷形成并且具有引导凹槽。原理上，导丝器14.1和15.1可以独立于丝线入口14和丝线出口15布置在壳体13的内部或壳体13的外部。

在该示例性实施方式中，入口导丝器14.1和出口导丝器15.1布置在距离冷却凹槽2的丝线入口7和丝线出口8较短距离处。在这种情况下，导丝器14.1和15.1的引导凹槽与冷却凹槽2中的陶瓷嵌件3.1和3.4相互作用以进行丝线引导。

在丝线出口15的区域中，抽吸开口17形成在壳体13的壳体底部16中。抽吸开口17布置在散热器1的端面和出口导丝器15.1之间。抽吸开口17经由抽取线路18联接至抽取装置(这里没有具体示出)。

在相反侧，在入口区域中，壳体13具有空气开口19。空气开口19形成在入口导丝器14.1和散热器1的端面之间的区域中。空气开口19在壳体13的周围开口。

通过布置在壳体13外部的计量装置6确保冷却液体的供应。为此，计量装置6具有计量部件6.2(如计量泵)以及填充有冷却液体的容器6.3。计量部件6.2经由流体线路6.1连接至散热器的计量通道5.1。

在操作过程中，计量装置6将预定数量的冷却液体连续地输送至散热器1，该计量数量的冷却液体经由冷却凹槽2的入口区域7.1中的计量开口5供应。为了冷却热丝线，将合成丝线(特别是位于变形过程中的捻线)引导通过冷却凹槽2。丝线在陶瓷嵌件3.1、3.2、3.3和3.4的表面上接触地运行通过冷却凹槽2。这里，在陶瓷嵌件3.1中进行丝线的润湿，在陶瓷嵌件3.1中，液体被分布在凹槽底部4.1的波纹结构中。

在丝线冷却过程中产生的水蒸气被收集在壳体13中并且经由抽吸开口17抽走。这里，经由空气开口19使连续的新鲜空气流进入壳体13的内部。因而在丝线运行方向上建立了均匀的空气流，这促进了冷却凹槽2上方的水蒸气的移除。此外，在丝线出口侧，使用该空气流从丝线抽取仍然松散地附着在散热器1和出口导丝器15.1之间的自由引导的丝线部分上的残余冷却液体。因而，避免了残余液体从壳体13逃逸。

在图3所示的示例性实施方式中，散热器包括具有不同嵌件的多部件结构。散热器1的结构构造还可以以如下方式实现，即：由这些嵌件形成的冷却凹槽部分通过光滑凹槽底部连接至彼此。

在图4中示出了根据本发明的冷却装置的进一步可能的示例性实施方式。根据图4的示例性实施方式与根据图3的示例性实施方式基本相同，从而在此将仅仅说明不同之处。

在图4所示的示例性实施方式中，散热器1由支撑件12和多个陶瓷嵌件3.1、3.2、3.3和3.4形成。为此，支撑件12具有布置在陶瓷嵌件3.1至3.4之间的冷却凹槽2的多个引导部分。因此，冷却凹槽2的光滑凹槽底部4.2与支撑件12组合。支撑件12可以形成为例如由塑料或金属制成的铸件，陶瓷嵌件3.1至3.4被保持在该铸件上。

在图4所示的示例性实施方式中，壳体13具有分别位于其端面处的丝线入口14和丝线出口15。这里，丝线由丝线入口14直接引导至散热器1，而不用导丝器。同样，也没有给出口侧的丝线出口15分配任何出口导丝器。这里，丝线在丝线入口7由陶瓷嵌件3.1直接引导，而在丝线出口8处由陶瓷嵌件3.4直接引导。

与冷却丝线有关的功能和根据图3的示例性实施方式相同，因此在此将不再进一步说明。

根据本发明的冷却装置特别适合于在具有多个处理工位的变形机中使用。

Claims (12)

1.一种用于合成丝线的冷却装置，所述冷却装置包括长形散热器（1），所述散热器（1）具有用于引导所述丝线的敞口的冷却凹槽（2），所述冷却凹槽（2）经由凹槽底部（4.1，4.2）中的计量开口（5）连接至用于供应冷却液体的计量装置（6），

其特征在于，所述散热器（1）在丝线入口（7）处包括至少一个陶瓷嵌件（3.1），所述陶瓷嵌件（3.1）在所述冷却凹槽（2）内形成波纹状凹槽底部（4.1），并且所述丝线能够在所述陶瓷嵌件（3.1）的表面上接触地被引导，所述计量开口（5）被分配至所述陶瓷嵌件（3.1）。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述计量开口（5）布置在所述陶瓷嵌件上的所述波纹状凹槽底部（4.1）的上游，并且通向所述冷却凹槽（2）的所述凹槽底部（4.1）的入口区域（7.1）。

3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述散热器（1）在所述冷却凹槽（2）的丝线出口（8）处包括具有波纹状凹槽底部（4.1）的至少一个另外的陶瓷嵌件（3.2），所述冷却凹槽（2）在所述陶瓷嵌件（3.1，3.2）之间包括至少一个具有光滑凹槽底部（4.2）的引导部分。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，具有光滑凹槽底部（4.2）的所述引导部分与具有波纹状凹槽底部（4.1）的所述陶瓷嵌件（3.1，3.2）相比具有更大的凹槽深度。

5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述陶瓷嵌件（3.1，3.2）均形成所述冷却凹槽（2）的、在10 mm到60 mm范围内的长度部分（L）。

6.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述陶瓷嵌件（3.1，3.2）在所述散热器（1）上相对于彼此被布置成使得所述凹槽底部（4.1）在丝线运行方向上具有半径（R）在300 mm到1000 mm范围内的引导曲率。

7.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，为了形成所述冷却凹槽（2），所述散热器（1）具有多个陶瓷嵌件（3.1，3.2）和多个材料嵌件（11.1-11.3），所述陶瓷嵌件（3.1，3.2）和所述材料嵌件（11.1-11.3）均形成所述冷却凹槽（2）的凹槽部分并交替地保持在支撑件（12）上，所述材料嵌件（11.1-11.3）均形成具有光滑凹槽底部（4.2）的所述引导部分。

8.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述材料嵌件（11.1-11.3）和所述支撑件（12）形成为一体。

9.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述散热器（1）布置在壳体（13）内，位于丝线入口（14）和丝线出口（15）之间；并且在所述丝线出口（15）的区域中，在所述壳体（13）上形成有能够连接至抽取装置的抽吸开口（17）。

10.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，所述抽吸开口（17）形成在壳体底部（16）中，位于所述散热器（1）和所述丝线出口（15）之间。

11.根据权利要求9或10所述的冷却装置，其特征在于，入口导丝器（14.1）被分配至所述壳体（13）的所述丝线入口（14），并且出口导丝器（15.1）被分配至所述壳体（13）的所述丝线出口（15）。

12.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述合成丝线是变形区域中的捻线。

Images