DE3113495C2

DE3113495C2 - Spinnbalken für Schmelzspinnanlagen für synthetische Hochpolymere

Info

Publication number: DE3113495C2
Application number: DE3113495A
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 6051 Dietzenbach Koschinek; Bernd 8756 Kahl Kretschmann; Helmut Ing.(grad.) 6457 Maintal Moderlak; Richard 6000 Frankfurt Prehler; Rolf 6056 Heusenstamm Zinßer
Original assignee: Davy McKee AG
Current assignee: LL Plant Engineering AG
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1989-11-02
Also published as: IN157448B; CH655520B; GB2096049B; DE3113495A1; GB2096049A; US4437827A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spinnbalken für Schmelzspinnanlagen für synthetische Hochpolymere. Dieser besteht aus einem langgestreckten Hohlkörper mit Hohlräumen für die Durchleitung eines Heizmediums wie beispielsweise Diphyl-Dampf. Der Spinnbalken besitzt dabei mindestens einen senkrechten Düsenschacht mit beheizbaren Wänden, in dem eine Reihenanordnung einzeln ausbaubarer Düsenblöcke mit rechteckigem Grundriß untergebracht ist. Zur Lösung der Aufgabe, eine möglichst gleichförmige, d.h. allseitige Beheizung der einzelnen Düsenblöcke zu erzielen, wird erfindungsgemäß zwischen jeweils benachbarten Düsenblöcken ein die Breite des Düsenschachtes ausfüllender beheizbarer Körper eingesetzt, dessen Seitenwände mit den angrenzenden Düsenblöcken in Wärmeaustausch stehen. Um dabei auch die Düsenschächte mit unterschiedlichen Anzahlen bzw. Größen von Düsenblöcken bestücken zu können, werden bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der bzw. die beheizbaren Körper innerhalb des Düsenschachtes versetzbar angeordnet. In besonders einfacher Weise werden dabei die beheizbaren Körper als im wesentlichen quaderförmige Kammern ausgebildet, die von dem gleichen Heizmedium durchströmt werden, welches auch den übrigen Teil des Spinnbalkens durchströmt. so hergestellten mehrfarbigen polyedrischen Gegenstände.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spinnbalken für Schmelzspinnanlagen für synthetische Hochpolymere, bestehend aus einem langgestreckten Hohlkörper mit Hohlräumen für die Durchleitung eines Heizmittels sowie mit mindestens einem senkrechten Düsenschacht mit beheizbaren Wänden, in dem eine Reihenanordnung mindestens zweier einzeln ausbaubarer Düsenblöcke mit rechteckigem Grundriß untergebracht ist.

Bei derartigen, bekannten, Spinnbalken sind die Düsenblöcke Teile eines Spinnblocks, der sich insgesamt aus den Teilen bzw. Baugruppen Spinnpumpe, Antriebswelle, Pumpenblock, Düsenblock und Isolier- und Füllstücken zusammensetzt. Der Düsenblock besteht wiederum aus einem Düsenblockgehäuse mit Filter, Stützplatte und Düsenplatte, in der die einzelnen Kapillaren zum Ausspinnen hochpolymerer Filamente angeordnet sind. Die grundsätzliche Ausbildung eines derartigen Spinnblocks ist in der DE-AS 23 31764 beschrieben. Die Düsenplatten können dabei rund oder rechteckig ausgebildet sein. Der Einbau der Düsenblökke in den Düsenschacht des Spinnbalkens kann dabei sowohl von unten als auch von oben erfolgen.

Für die Qualität der ausgesponnenen Fäden ist es Voraussetzung, daß im Bereich jedes Einzelfadens möglichst identische Verfahrensparameter vorliegen. Dies gilt insbesondere für die Temperatur der Spinnschmelze sowie derjenigen Teile aller Spinnblökke, mit denen die Schmelze in Berührung kommt. Spinnsysteme mit mehreren Düsenblöcken pro Düsenschicht erlauben die Herstellung von mehreren Polymerfadenkabeln in einer Spinnposition, was ein günstiges Kapazitäts-Raumbedarf-Verhältnis ergibt.

Bei der herkömmlichen Reihenanordnung der Düsenblöcke befinden sich diese in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander. Dies hat zur Folge, daß der jeweils erste und letzte Düsenblock einer Reihenanordnung mit drei Seiten mit der beheizbaren Düsenschachtwand in Wärmeaustausch stehen, während die dazwischenliegenden Düsenblöcke nur mit zwei Seiten mit der Düsenschachtwand in Wärmeaustausch stehen. Die Beheizung geschieht dabei vorrangig durch Wärmestrahlung. Aufgrund des dadurch bedingten sehr unterschiedlichen Wärmeflusses und unterschiedlicher Wärmeverluste der Mittel — im Vergleich zu den Randdüsenblöcken stellt sich innerhalb einer Reihenanordnung eines Spinnbalkens ein Temperaturprofil ein, wobei die Temperatur im mittleren Teil um bis zu 20°C unter derjenigen Temperatur liegen kann, die an dem jeweils ersten und letzten Düsenblock einer Reihe herrscht. Dies führt notwendigerweise zu unterschiedlichen Eigenschaften der gesponnenen Fäden untereinander.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spinnbalken der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, bei dem innerhalb der Düsenblöcke einer jeden Reihenanordnung möglichst gleiche Temperaturen eingehalten werden können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Spinnbalken erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen jeweils benachbarten Düsenblöcken ein die Breite des Düsenschachtes ausfüllender beheizbarer Körper eingesetzt ist, dessen Seitenwände mit den angrenzenden Düsenblöcken in Wärmeaustausch stehen. Der Wärmeaustausch soll vorrangig durch Wärmestrahlung bewirkt werden. Es versteht sich, daß der beheizbare Körper auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die dem gewünschten Temperaturniveau entspricht.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß jeder Düsenblock von vier Seiten beheizt wird, d. h. in bezug auf die senkrechten Wände des Düsenblocks findet eine allseitige Beheizung statt. Bei einer entsprechenden Temperaturführung des Heizmittels läßt es sich auf diese Weise erreichen, daß an allen Düsenblöcken weitgehend die gleiche Temperatur herrscht, so daß die Fadeneigenschaften aller von einem Spinnbalken gesponnenen Fäden weitestgehend übereinstimmen.

Es ist dabei gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der bzw. die beheizbaren

Körper innerhalb des Düsenschachtes versetzbar angeordnet ist bzw. sind. Wie noch anhand der F i g. 2, insbesondere anhand der F i g. 3 bis 6, aufgezeigt werden wird, läßt sich auf diese Weis": eine sehr unterschiedliche Bestückung des Spinnbalkens mit Düsenblöcken der unterschiedlichsten Art erreichen.

Es ist natürlich möglich, den beheizbaren Körper mit elektrischen Heizwiderständen zu versehen. Da jedoch für die Beheizung des Hohlkörpers des Spinnbal^ens selbst eine Heizflüssigkeit, beispielsweise Diphyl, zur Verfügung steht, ist es besonders zweckmäßig, auch für die beheizbaren Körper die gleiche Art der Flüssigkeitsbeheizung beizubehalten. In diesem Fall wird bevorzugt der beheizbare Körper als im wesentlichen quaderförmige Kammer ausgebildet, die in den Düsenschacht eingesetzt ist. Die den Düsenblöcken benachbarten Kammerwände dienen alsdann dem Wärmeaustausch mit den Düsenblöcken, bevorzugt durch Strahlung.

In bezug auf einen Spinnbalken, bei dTn an dem Düsenschacht seitlich ein im wesentlichen über die Länge des Düsenschachtes durchgehender Pumpenschacht für die Aufnahme mehrerer Pumpenblöcke und Spinnpumpen angesetzt ist, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß innerhalb des Pumpenschachtes zwischen jeweils benachbarten Pumpenblöcken weitere Kammern für die Durchleitung eines Heizmittels angeordnet sind, deren Seitenwände mit den angrenzenden Pumpenblöcken in Wärmeaustausch stehen. Die für jeden Produktstrom separate Beheizung der Pumpenblöcke mittels beheizbarer Kammern, stellt als konsequente Fortbildung aes Erfindungsgegenstandes das Optimum im Hinblick auf eine weitgehend gleichförmige Temperaturführung an den gesamten Spinnblöcken dar. Nun entsteht an den Pumpenblöcken durch die hohe Viskosität der Spinnschmelze in Verbindung mit Drücken in der Größenordnung von 350 bar durch innere Reibung in der Spinnschmelze zusätzlich Wärme, die auf den jeweiligen Pumpenblock übertragen wird. Hier ist infolgedessen eine Kühlung angebracht. Durch die Beaufschlagung der weiteren Kammern zwischen den Pumpenblöcken mit dem gleichen Heizmittel wird erreicht, daß überschüssige Wärme vom Heizmittel abgeführt wird, d. h. das gleiche Heizmittel kann je nach einer Temperaturdifferenz mit positivem oder negativem Vorzeichen als Kühlmittel oder als Heizmittel wirken.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und ihre Einzelheiten werden nachfolgend anhand der F i g. 1 bis 6 näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Spinnbalken in unterschiedlichen Schnittebenen,

Fig. 2 in kleinerem Maßstab eine Draufsicht auf einen Spinnbalken mit zwei Düsenschächten in verkleinertem Maßstab und

Fig. 3 bis 6 Unteransichten des gleichen Düsenschachtes mit jeweils unterschiedlicher Zahl und Größe von Düsenblöcken.

Der Spinnbalken 1 gemäß Fig. 1 besteht aus einem langgestreckten Hohlkörper 2 mit Hohlräumen 3, die sämtlich miteinander in Verbindung stehen und zur Durchleitung eines Heizmittels dienen. In dem Hohlkörper 2 ist (mindestens) ein Düsenschacht 4 angeordnet, der aus senkrechten Schachtwänden 5 besteht, von denen nur die zur Zeichenebene senkrechten Schachtwände im Schnitt dargestellt sind. Sämtliche Schacht

wände 5 begrenzen einen im wesentlichen quaderformigen Raum, der zumindest nach oben im wesentlichen offen ist. Die in F i g. 1 rechte Schachtwand 5 ist auf praktisch ihrer gesamten Länge (senkrecht zur Zeichenebene) mit einer rechteckigen Ausnehmung versehen, in die ein horizontaler Pumpenschacht 6 eingesetzt ist, der aus einem Schachtboden 7, einer Schachtdecke 8 und zwei Seitenwänden 9 besteht, von denen nur die hintere sichtbar ist. Oberhalb der Schachtdecke 8 befindet sich ein durch einen Rohrstutzen 10 begrenzter Zuleitungsraum 11, in dem eine Flanschverbindung 12 einer beheizten Produktzuleitung 13 angeordnet ist, die sämtlich gestrichelt dargestellt sind. Die gestrichelte Darstellung gilt auch für die übrigen, aus dem Spinnbalken 1 ausbaubaren Teile eines Spinnblocks, die nachstehend näher erläutert werden.

Die Produktleitung 13 führt über die Flanschverbindung 12 zu einem mit inneren Kanälen versehenen Pumpenblock 14, an dem seitlich eine Spinnpumpe 15 angesetzt ist, die über eine Kupplung 16 und eine Pumpenwelle 17 antreibbar ist. Der Pumpenblock 14 befindet sich mit der Spinnpumpe 15 innerhalb des Pumpenschachtes 6 und wird dort durch eine Pumpenblockverschraubung 18 gehalten, die durch den Schachtboden 7 hindurchgeführt und durch einen Rohrstutzen

19 gegenüber dem Hohlraum 3 abgedichtet ist.

Ein Düsenblock 20 ist von oben in den Düsenschacht 4 eingesetzt und stützt sich auf einem Auflager 21 ab, das mit der Schachtwand 5 verschweißt ist. Der Düsenblock

20 besitzt ein Düsenblockgehäuse, das aus einem Oberteil 22 und einem Unterteil 23 besteht. Im Oberteil ist ein nicht gezeigtes Filter angeordnet, während sich im Unterteil eine Düsenplatte mit Kapillaren und, darüber, eine Stützplatte mit größeren Bohrungen befindet. Der Düsenblock 20 und der Pumpenblock 14 werden durch eine nicht dargestellte Zugspindelverschraubung abgedichtet gegeneinander gepreßt, so daß die Produktkanäle im Pumpenblock 14 und im Düsenblock 20 kommunizieren. Der restliche Teil des Düsenschachtes 4 ist oberhalb des Düsenblocks 20 durch ein nicht gezeigtes Füllstück (aus Metall) und ein ebenfalls nicht gezeigtes Isoücrfüüstück ausgefüllt. Der Düsenschacht 4 ist nach unten hin teilweise durch eine Schutzplatte 24 gegen Abstrahlung nach unten hin verschlossen. Über eine Dampfzuleitung 25 und eine Kondensatableitung 26 wird in dem Hohlkörper 2 ein Heizmittelkreislauf aufrechterhalten.

Zwischen den einzelnen Düsenblöcken 20 befinden sich die Breite des Düsenschachtes (in Richtung der Zeichenebene) ausfüllende beheizbare Körper 27 mit Seitenwänden 28. die bis unmittelbar an die Düsenblökke 20 heranreichen und mit diesen in Wärmeaustausch stehen.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist der beheizbare Körper 27 als im wesentlichen quaderförmige Kammer 29 ausgebildet, die außer durch die Seitenwände 28 durch einen Kammerboden 30, eine Kammerdecks 31 und zwei Stirnwände 32 begrenzt ist. In der Kammerdecke 31 ist eine Dampfzuleitung 33 angeordnet, die über eine Rohrschnellverschraubung 34 und weitere Verbindungsleitungen 35 mit einem Verteilerrohr 36 verbunden ist, das auch mit der Dampfzuleitung 25 in Verbindung steht. Im Kammerboden 30 ist eine weitere Kondensatableitung 37 angeordnet, die gleichfalls zu einer Rohrschnellverschraubung 38 führt. Auch dieser Kondensatablauf wird mit demjenigen der Kondensatableitung 26 zusammengeführt. Durch die dargestellten Anschlüsse wird auch in der Kammer 29 ein

Heizmittelkreislauf aufrechterhalten. Durch die Rohrschnellverschraubungen 34 und 38 ist gewährleistet, daß die Kammer 29 in kürzester Zeit aus dem Düsenschacht 4 ausgebaut und beispielsweise an eine andere Stelle versetzt werden kann.

Um ein leichtes Auswechseln der Kammer 29 zu gewährleisten, ist diese im wesentlichen lose von oben in den Düsenschacht 4 eingesetzt und stützt sich über Stege 39 und Auflagepratzen 40 auf den oberen Rändern des Düsenschachtes 4 ab.

In F i g. 2 sind gleiche Teile wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu erkennen, daß der Spinnbalken in symmetrischer Anordnung mit zwei in der Draufsicht rechteckigen Düsenschächten 4 ausgestattet ist, und daß in jedem Düsenschacht drei beheizbare Körper 27 angeordnet sind, die zwischen sich vier quaderförmige Hohlräume freilassen, in welche die nicht dargestellten Düsenblöcke 20 (Fig. 1) einsetzbar sind. Es ist gleichfalls erkennbar, daß jeder quaderförmige Hohlraum, sei er seitlich von zwei ²" beheizbaren Körpern 27 begrenzt, oder sei er seitlich von zwei beheizbaren Körpern 27 und andererseits von der gleichfalls beheizten Schachtwand 5 des Hohlkörpers 2 begrenzt, von vier Seiten beheizt ist, d. h. in bezug auf die senkrechten Begrenzungswände jeweils allseitig.

Auch die Leitungsführung für das Heizmedium ist in F i g. 2 gut zu erkennen. Zusätzlich ist ersichtlich, daß die Verbindungsleitungen 35 für die beheizbaren Körper 27 bzw. die Kammern 29 ein waagrechtes Verteilerrohr aufweisen, von dem fünf Rohrstutzen 35a bis 35e ausgehen. Der erste, dritte und fünfte Rohrstutzen 35a, 35c und 35e sind über die bereits beschriebenen Rohrschnellverschraubungen 34 über die Dampfzuleitungen 33 mit den beheizbaren Körpern 27 verbunden. Die dazwischenliegenden Rohrstutzen 356 und 35dsind mit Blindflanschen versehen. Es ist jedoch gleichfalls möglich, ihnen Rohrschnellverschraubungen zuzuordnen, so daß eine geänderte Bestückung des Spinnbalkens mit Düsenblöcken anderer Abmessungen möglich ist. . *o

Die linke und die rechte Hälfte des Spinnbalkens gemäß F i g. 2 sind mit unterschiedlich ausgebildeten Pumpenblöcken 14 bzw. 14a versehen. Die rechte Seite entspricht dabei der Darstellung gemäß Fig. 1. Dabei ist ein über die gesamte Länge des Düsenschachtes 4 durchgehender Pumpenblock 14 vorhanden, der mit Produktkanälen 146 versehen ist, die mit den Spinnpumpen 15 in Verbindung stehen. Die in die Zwischenräume zwischen den beheizbaren Körpern 27 mündenden Enden der Produktkanäle 146 können dabei auf die in F i g. 1 gezeigte Weise mit Düsenblöcken 20 verbunden werden.

In der Darstellung auf der linken Seite von F i g. 2 sind jedem Zwischenraum zwischen den beheizbaren Körpern 27 eigene Pumpenblöcke 14a mit jeweils einer Spinnpumpe 15 zugeordnet. In die zwischen den einzelnen Pumpenblöcken vorhandenen Zwischenräume sind weitere Kammern 42 eingesetzt, die eine analoge Beschaffenheit wie die Kammern 29 aufweisen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß auch die Pumpenblöcke 14a beidseitig und für jeden Produktstrom separat beheizt werden.

In den F i g. 3 bis 6 ist der gleiche Düsenschacht 4 mit unterschiedlichen Bestückungen an Düsenblöcken dargestellt, wobei die Flächen, in denen die Düsenbohrungen bzw. Kapillaren für das Ausspinnen der Fäden angeordnet sind, kreuzschraffiert dargestellt sind. In Fig.3 ist in der Mitte des Düsenschachtes 4 ein beheizbarer Körper 27 angeordnet, auf dessen Seiten sich je ein länglicher Düsenblock 20 befindet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 blieb der mittlere beheizbare Körper 27 erhalten, wobei die verbliebenen Teile des Düsenschachtes 4 nochmals in der Mitte durch zwei weitere beheizbare Körper 27 unterteilt wurden. In die dadurch entstehenden vier Zwischenräume wurden vier Düsenblöcke 20a mit etwa quadratischem Grundriß eingesetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 wurden sämtliche beheizbaren Körper 27 gemäß F i g. 4 entfernt und zwei davon an den gezeigten Stellen angeordnet. Auf diese Weise wurde der Düsenschacht 4 in drei Teillängen unterteilt, in die Düsenblöcke 206 mit wiederum rechteckigem Grundriß eingesetzt wurden. Der Düsenschacht 4 läßt sich noch weiter unterteilen, wie dies anhand von F i g. 6 dargestellt ist. In diesem Fall sind in dem Düsenschacht insgesamt sieben beheizbare Körper 27 eingesetzt, die zwischen sich entsprechend schmale Düsenblöcke 20c einschließen. Aus den F i g. 3 bis 6 ist erkennbar, daß — unabhängig von der Häufigkeit der Unterteilung des Düsenschachtes 4 durch die beheizbaren Körper 27 — jeweils eine allseitige Beheizung der Düsenblöcke 20, 20a, 206 und 20c erfolgt, soweit dies die senkrechten Wände der Düsenblöcke betrifft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spinnbalken für Schmelzspinnanlagen für synthetische Hochpolymere, bestehend aus einem langgestreckten Hohlkörper für die Durchleitung eines Heizmediums sowie mit mindestens einem senkrechten Düsenschacht mit beheizbaren Wänden, in dem eine Reihenanordnung mindestens zweier einzeln ausbaubarer Düsenblöcke mit rechteckigem Grundriß untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils benachbarten Düsenblöcken (20, 20a, 206, 2OcJ ein die Breite des Düsenschachtes (4) ausfüllender beheizbarer Körper (72) eingesetzt ist, dessen Seitenwände (28) mit den angrenzenden Düsenblöcken in Wärmeaustausch stehen.

2. Spinnbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizbare Körper (27) sich mindestens bis zum unteren Ende der Düsenblöcke (20,20a, 206,20c; erstreckt.

3. Spinnbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die beheizbaren Körper (27) innerhalb des Düsenschachtes (4) versetzbar angeordnet ist (sind).

4. Spinnbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizbare Körper (27) als im wesentlichen quaderförmige Kammer (29) ausgebildet ist.

5. Spinnbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (29) an ihren oberen Enden mit Auflagepratzen (40) für die Abstützung auf den Rändern des Düsenschachtes (4) versehen sind.

6. Spinnbalken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (29) über Rohrschnellverschraubungen (34, 38) an die Heizmittelkanäle des Spinnbalkens (1) angeschlossen sind.

7. Spinnbalken nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch die teilweise Abdeckung des Düsenschachtes (4) nach unten mittels einer Schutzplatte (24), die einen freien Durchtritt für Spinnfäden gestattet.

8. Spinnbalken nach den Ansprüchen 1 und 4, bei dem an den Düsenschacht seitlich ein im wesentlichen über die Länge des Düsenschachtes durchgehender Pumpenschacht für die Aufnahme mehrerer Pumpenblöcke und Spinnpumpen angesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Pumpenschachtes (6) zwischen jeweils benachbarten Pumpenblöcken (14a; weitere Kammern (42) für die Durchleitung eines Heizmittels angeordnet sind, deren Seitenwände mit den angrenzenden Pumpenblöcken (Ha)In Wärmeaustausch stehen.