專利名稱：連續(xù)制造無紡織物料幅的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)制造由氣動拉伸的熱塑性塑料長絲構成的紡粘型無紡織物料幅的設備，它包括噴絲頭、其中可引入來自供氣艙用于冷卻長絲的作業(yè)空氣的冷卻室、含有底托通道的拉伸單元、以及用于將長絲堆疊成無紡織物料幅的堆疊裝置。術語作業(yè)空氣指的是冷卻長絲用的冷卻空氣。
為了解決此技術問題，本發(fā)明提供的一種前言所述類型的設備，其特征在于，設在冷卻室旁的供氣艙再分成至少兩個艙段，由這兩個艙段可供給不同溫度的作業(yè)空氣。在本發(fā)明的范圍內，供氣艙由至少兩個垂直地彼此上下排列的艙段組成。恰當?shù)貎H設兩個垂直地彼此上下排列的艙段。按本發(fā)明特別優(yōu)選的實施形式，從第一個艙段可供給溫度在15℃與75℃之間的，優(yōu)選在18℃與70℃之間的作業(yè)空氣，以及從第二個艙段可供給溫度在15℃與38℃之間的，優(yōu)選在18℃與35℃之間的作業(yè)空氣。恰當?shù)?，第一和第二個艙段垂直地彼此上下排列，以及在這里第一個艙段構成上部艙段，以及第二個艙段構成下部艙段。在本發(fā)明的范圍內，從上部艙段供給的空氣有比從下部艙段供給的空氣高的溫度。但原則上從上部艙段供給的空氣也可以有比從下部艙段供給的空氣低的溫度。優(yōu)選地，在每個艙段上至少連接一臺用于供給作業(yè)空氣的鼓風機，在本發(fā)明的范圍內，每個艙段的溫度可以調節(jié)。仍在本發(fā)明的范圍內，可以調整各艙段所供氣流的體積流量。通過調整尤其上部艙段的體積流量和溫度，可以減少長絲的冷卻，使得允許更高的長絲速度以及能紡出更纖細的長絲。
在由先有技術已知的設備中，供氣艙通常稱送風艙(Anblaskabine)。在這些設備中實施用空氣向長絲或絲束有目的地送風。在本發(fā)明的范圍內，在按本發(fā)明的設備中不進行長絲或絲束的送風。確切地說，作業(yè)空氣被長絲或長絲簾吸入。換句話說，絲束抽吸它所需要的作業(yè)空氣。在本發(fā)明的范圍內，冷卻室相當于一個從動系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內不發(fā)生長絲的送風，而僅僅進行從艙段抽吸作業(yè)空氣。圍繞著一根根長絲分別同心地形成一空氣邊界層，以及基于此邊界層的結構，長絲或絲束吸入作業(yè)空氣。邊界層保證長絲彼此有一足夠的間距。因此取消了主動送風，這就能有效地保證長絲沒有產(chǎn)生干擾性偏斜的可能性，以及不發(fā)生長絲彼此有害的相對運動。在冷卻室與艙段之間恰當?shù)卦O蜂窩式整流器。
基于本發(fā)明的冷卻室設計或將供氣艙分成艙段的設計，以及由于有可能供給不同溫度或不同體積流量的氣流，因而可以達到“紡絲、冷卻”區(qū)與“拉伸、底托”區(qū)有效分離或去耦。換句話說，在拉伸單元內的壓力改變對冷卻室內部狀況的影響，采用按本發(fā)明的措施后基本上得到了補償。這種氣動去耦通過后面涉及的另一些按本發(fā)明的特征進一步得到支持或促進。
設備的紡絲頭有排出長絲的噴口。按在本發(fā)明的范圍內有特別重要意義的一種特別優(yōu)選的實施形式，在噴絲頭中央的噴絲頭噴口彼此的間距大于在外部區(qū)內的。也就是說，在噴絲頭噴絲板內噴口的間隙從外向中心方向逐步增大。采用噴口的這種結構，可以十分有效地保證長絲之間有足夠的最小距離。
在本發(fā)明的范圍內，供氣艙設置為離噴絲頭的噴絲板有一間距；以及恰當?shù)毓馀撛O在噴絲板下方幾厘米處。按本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施形式，在噴絲板與供氣艙之間設一單體吸除裝置。此單體吸除裝置從直接在噴絲板下方的長絲形成腔抽吸空氣，由此達到可從設備去除在聚合物長絲之外排出的燒毛(Gase)，如單體、低聚物、分解產(chǎn)物等。此外，借助單體吸除裝置可以控制在噴絲板下方的氣流，要不然由于隨遇狀態(tài)氣流不可能是穩(wěn)定的。單體吸除裝置恰當?shù)赜幸怀槲?，?yōu)選地至少一臺抽風機與抽吸室連接。優(yōu)選地，抽吸室朝長絲形成腔方向在其下部區(qū)內有第一抽吸縫。按特別優(yōu)選的實施形式，抽吸室在其上部區(qū)還有第二抽吸縫。通過此第二抽吸縫的抽吸，有效地達到不會在噴絲板與抽吸室之間的區(qū)域內形成有害的紊流。恰當?shù)?，用單體吸除裝置抽吸的體積流量是可調的。
在本發(fā)明的范圍內，在冷卻室與拉伸單元之間設一中間通道，該中間通道從冷卻室出口到拉伸單元底托通道的進口之間在垂直剖面內呈楔形聚合。恰當?shù)兀虚g通道到底托通道的進口在垂直剖面內楔形地聚合到底托通道的進口寬度。優(yōu)選地，可調整中間通道不同的斜角。在本發(fā)明的范圍內，中間通道的幾何尺寸是可變的，以便能提高空氣速度。以此方式可以避免在高溫時出現(xiàn)不希望的長絲松弛。
本發(fā)明以下列認識為基礎只要落實按本發(fā)明的措施，便可以有效地解決上述技術問題，并能出人意料地尤其提高長絲速度和長絲纖度。其結果是獲得視覺上高質量的無紡織物。此外，本發(fā)明以下列認識為基礎為了解決此技術問題，要求長絲的冷卻與長絲的拉伸氣動去耦；以及，氣動去耦可通過落實上述按本發(fā)明的特征達到。為此，本發(fā)明的關鍵首先在于按本發(fā)明設計冷卻室和供氣艙，以及要供給的空氣不同的溫度和體積流量有調節(jié)的可能性。但為了氣動去耦，上述另一些按本發(fā)明的措施也是有貢獻的。在本發(fā)明的范圍內做到了，長絲冷卻在工作上可靠地與長絲拉伸去耦或氣動去耦。在這里，氣動去耦指的是，盡管在拉伸單元內的壓力變化影響冷卻室內的狀況，但通過在分開的供氣裝置內調整的可能性，可基本上補償對長絲的這種影響。
在本發(fā)明的范圍內，在拉伸單元上連接一個具有至少一個擴散器的鋪設單元。優(yōu)選地，此鋪設單元或擴散器設計為多級，優(yōu)選兩級。按本發(fā)明特別優(yōu)選的實施形式，鋪設單元由第一擴散器和與之相連的第二擴散器組成。優(yōu)選地在第一和第二擴散器之間設一環(huán)境空氣進氣縫。在第一擴散器內，導致減小在底托通道末端為長絲拉伸所必要的高的空氣速度。由此造成明顯的壓力恢復。優(yōu)選地，在第一擴散器下部發(fā)散區(qū)內的張角α可無級調整。為此，第一擴散器發(fā)散的側壁可以回轉。發(fā)散側壁的這種可調性可相對于第一擴散器中間平面對稱或不對稱地進行。在第二擴散器的始端設環(huán)境空氣進氣縫。基于從第一擴散器高的排出脈沖，導致通過環(huán)境空氣進氣縫從周圍環(huán)境吸入二次空氣。優(yōu)選地，環(huán)境空氣進氣縫的寬度是可調的。在這里，優(yōu)選地此環(huán)境空氣進氣縫調整為，被吸入的二次空氣體積流量達進入的作業(yè)空氣體積流量的30％。恰當?shù)?，第二擴散器的高度可調，而且優(yōu)選地高度可無級調整。因此，相對于堆疊裝置或相對于堆疊篩帶的距離可以改變?？梢钥闯觯捎冒幢景l(fā)明由兩個擴散器組成的鋪設單元，可在長絲形成區(qū)與堆疊區(qū)之間實現(xiàn)有效的氣動去耦。
原則上也在本發(fā)明的范圍內的是，按本發(fā)明的設備可有一個沒有導氣機構或沒有擴散器的鋪設單元。于是長絲空氣混合物從拉伸單元排出以及沒有遭遇直接在堆疊裝置上或在堆疊篩帶上的導氣機構。此外，也在本發(fā)明的范圍內的是，長絲在從拉伸單元排出后受靜電影響，以及為此或通過靜電場或通過動態(tài)場移動。在這種情況下長絲被充電，阻止了長絲互相接觸。恰當?shù)兀L絲然后通過第二由場被推進運動，這種運動帶來優(yōu)化堆疊的結果。接著，可能仍附在長絲上的電荷，例如通過特殊的導電堆疊篩帶和/或通過適用的放電裝置從長絲導出。
在本發(fā)明的范圍內，堆疊裝置有一條用于無紡織物料幅的連續(xù)運動的堆疊篩帶，并有至少一個設在堆疊篩帶下方的抽吸裝置。此至少一個的抽吸裝置優(yōu)選地設計為抽風機。恰當?shù)?，在這里涉及一種可控制和/或可調的抽風機。按本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施形式，沿堆疊篩帶的運動方向至少連續(xù)設置三個抽吸區(qū)，其中，主抽吸區(qū)設在無紡織物料幅的堆疊區(qū)內，第一抽吸區(qū)設在堆疊區(qū)之前，以及第二抽吸區(qū)設在堆疊區(qū)之后。因此，第一抽吸區(qū)沿生產(chǎn)方向設在堆疊區(qū)之前或主抽吸區(qū)之前，而第二抽吸區(qū)沿生產(chǎn)方向設在堆疊區(qū)或主抽吸區(qū)之后。恰當?shù)?，主抽吸區(qū)通過相應的壁與第一抽吸區(qū)和與第二抽吸區(qū)分開。優(yōu)選地，主抽吸區(qū)的壁設計為噴嘴狀。在本發(fā)明的范圍內，在主抽吸區(qū)內的抽吸速度比在第一抽吸區(qū)內和在第二抽吸區(qū)內的大。
采用按本發(fā)明的設備，與前言說明的由先有技術已知的設備相比，顯著提高了長絲速度和長絲纖度。因此可以達到更大的長絲生產(chǎn)能力和獲得具有更纖細的纖度的長絲?？梢詿o困難地將纖度減小到顯著小于1的值。按本發(fā)明的設備適用于寬的應用范圍，尤其還適用于聚酯長絲。采用按本發(fā)明的設備可以生產(chǎn)非常均勻的無紡織物，它們以視覺上的高質量為特征。
圖2表示設備中按本發(fā)明的冷卻室2和設在冷卻室2旁的供氣艙8。在本實施例中，供氣艙8再分為上部艙段8a和下部艙段8b。從這兩個艙段8a、8b可供不同溫度的作業(yè)空氣。恰當?shù)匾约霸诖藢嵤├校瑴囟仍?8℃與70℃之間的作業(yè)空氣從上部艙段8a進入冷卻室。優(yōu)選地，溫度在18℃與35℃之間的作業(yè)空氣從下部艙段8b進入冷卻室2。優(yōu)選地，從上部艙段8a排出的作業(yè)空氣的溫度高于從下部艙段8b排出的作業(yè)空氣的溫度。但原則上從上部艙段8a排出的作業(yè)空氣也可以有比從下部艙段8b排出的作業(yè)空氣低的溫度。此外，作業(yè)空氣被從噴絲頭1排出的圖中未表示的長絲吸入。恰當?shù)睾驮诒緦嵤├?，在艙?a、8b上分別連接一供作業(yè)空氣用的鼓風機9a、9b。在本發(fā)明的范圍內，所供作業(yè)空氣的體積流量是可調的。按本發(fā)明，進入上部艙段8a或進入下部艙段8b的作業(yè)空氣的溫度也是可調的。在本發(fā)明的范圍內，艙段8a、8b既設在冷卻室2的右邊也設在其左邊。艙段8a、8b的左半部同樣與相應的鼓風機9a、9b相連。
尤其由圖2可見，在噴紗頭1的噴絲板10與供氣艙8之間設一單體吸除裝置27，借助它可從設備除去在紡絲過程中產(chǎn)生的會帶來干擾的燒毛。單體吸除裝置27有一抽吸室28和一臺與抽吸室28連接的抽風機29。在抽吸室28的下部區(qū)內設第一抽吸縫30。按本發(fā)明，除此之外還附加地在抽吸室28的上部區(qū)內設第二抽吸縫31。恰當?shù)匾约霸诒緦嵤├?，第二抽吸縫31設計得比第一抽吸縫30窄。按本發(fā)明采用附加的第二抽吸縫31，避免了在噴絲板10與單體吸除裝置27之間有害的紊流。
由

圖1可以看出，從冷卻室2的出口到拉伸單元4底托通道5進口的中間通道3在此垂直剖面內呈楔形聚合，而且恰當?shù)睾驮诒緦嵤├芯酆系降淄型ǖ?的進口寬度。按本發(fā)明特別優(yōu)選的實施形式，中間通道3不同的斜角是可調的。優(yōu)選地和在本實施例中，底托通道5朝鋪設單元6的方向在此垂直剖面內呈楔形聚合。在本發(fā)明的范圍內底托通道5的通道寬度是可調的。
尤其由圖3可見，鋪設單元由第一擴散器13和與之相連的第二擴散器14組成，以及，在第一擴散器13與第二擴散器14之間設環(huán)境空氣進氣縫15。圖3表示，每個擴散器13、14包括一上收斂部分和一下發(fā)散部分。因此，每個擴散器13、14在上收斂部分與下發(fā)散部分之間有一個最狹窄的部位。在第一擴散器13中，這導致減小在拉伸單元4末端處用于長絲拉伸必要的高的空氣速度。由此造成明顯的壓力恢復。第一擴散器13有一發(fā)散區(qū)32，它的側壁16、17活瓣式地可以調整。以此方式可調整發(fā)散區(qū)32的張角α。恰當?shù)?，張角α?.5與3°之間，優(yōu)選1°或1°左右。張角α優(yōu)選地可無級調整。側壁16、17的調整既可相對于中面M對稱地進行，也可不對稱地進行。
第二擴散器14的始端通過環(huán)境空氣進氣縫15按引射原理吸入二次空氣?；趶牡谝粩U散器13排出的作業(yè)空氣高的排出脈沖，將二次空氣從周圍環(huán)境通過環(huán)境空氣進氣縫15吸入。環(huán)境空氣進氣縫15的寬度，恰當?shù)睾驮诒緦嵤├惺强烧{的。第二擴散器14的張角β優(yōu)選地也可以無級調整。此外，第二擴散器14安置成高度可調。以此方式，在擴散器14到堆疊篩帶7之間的距離a可以調整。由于第二擴散器14的高度可調性和/或由于第一擴散器13在發(fā)散區(qū)32中側壁16、17的可調性，所以環(huán)境空氣進氣縫15的寬度可以調整。在本發(fā)明的范圍內，環(huán)境空氣進氣縫15調整為使二次空氣進行切向入流。此外，在圖3中表示了鋪設單元6的幾個特征尺寸。中面M與第一擴散器13的側壁16、17之間的距離S2，恰當?shù)貫?.8S1至2.5S1，在這里S1等于在第一擴散器13最狹窄部位處中面M離側壁的距離。在第二擴散器14最狹窄部位處，中面M到側壁的距離S3優(yōu)選地為0.5S2至2S2，中面M到第二擴散器14的側壁下棱邊的距離S4為1S2或10S2。長度L2的值為1S2至15S2。至于環(huán)境空氣進氣縫15的寬度，則可以是不同的可變值。
在本發(fā)明的范圍內，由冷卻室2、中間通道3、拉伸單元4和鋪設單元6組成的機組，除空氣吸入冷卻室2和空氣在環(huán)境空氣進氣縫15處進入外，構成一個閉合的系統(tǒng)。
圖4表示用于未表示的無紡織物料幅的連續(xù)運動的堆疊篩帶7。優(yōu)選地和在本實施例中，沿堆疊篩帶7的運動方向連續(xù)排列三個抽吸區(qū)18、19、20。在無紡織物料幅的堆疊區(qū)內設一主抽吸區(qū)19。第一抽吸區(qū)18設在堆疊區(qū)之前或主抽吸區(qū)19之前。第二抽吸區(qū)20連接在主抽吸區(qū)19之后。原則上可為每個抽吸區(qū)18、19、20配設一單獨的抽風機。但也屬本發(fā)明的范圍的是，只采用一臺抽風機，以及，在抽吸區(qū)18、19、20內各自的抽吸狀況借助調整機構和節(jié)流機構調整。第一抽吸區(qū)18以壁21和22為界。第二抽吸區(qū)20以壁23和24為界。優(yōu)選地和在本實施例中，主抽吸區(qū)19的壁22、23構成一種噴嘴的輪廓形狀。在主抽吸區(qū)19內的抽吸速度，恰當?shù)馗哂谠诘谝怀槲鼌^(qū)18和在第二抽吸區(qū)20內的抽吸速度。在本發(fā)明的范圍內，在主抽吸區(qū)19內的抽吸功率可與在第一抽吸區(qū)18和在第二抽吸區(qū)20內的抽吸功率無關地加以控制和/或調整。第一抽吸區(qū)18的任務是，排出隨堆疊篩帶7供入的空氣量，以及使在朝主抽吸區(qū)19的邊界處的流動矢量與堆疊篩帶7成正交地定向。此外，第一抽吸區(qū)18還用于將在這里已堆疊好的長絲工作可靠地保持在此堆疊篩帶7上。在主抽吸區(qū)19內，隨長絲流動的空氣應能無阻礙地流出，所以無紡織物可工作可靠地堆疊。連接在主抽吸區(qū)19后面的第二抽吸區(qū)20用于使堆疊好的無紡織物能安全輸送地固定在堆疊篩帶7上。在本發(fā)明的范圍內，至少一部分第二抽吸區(qū)20沿堆疊篩帶7的輸送方向設在壓輥對33之前。恰當?shù)?，至少第二抽吸區(qū)20長度的三分之一，優(yōu)選地至少第二抽吸區(qū)20長度的一半，就輸送方向而言處于壓輥對33之前。
權利要求
1.一種連續(xù)制造由氣動拉伸的熱塑性塑料長絲構成的紡粘型無紡織物料幅的設備，包括噴絲頭(1)、其中可引入來自供氣艙(8)用于冷卻長絲的作業(yè)空氣的冷卻室(2)、含有底托通道(5)的拉伸單元(4)以及包括用于將長絲堆疊成無紡織物料幅的堆疊裝置，其特征為設在冷卻室(2)旁的供氣艙(8)再分成至少兩個艙段(8a、8b)，由這兩個艙段可分別供給不同溫度的作業(yè)空氣。
2.按照權利要求1所述的設備，其特征為從第一個艙段(8a)可供給溫度在15℃與75℃之間的、優(yōu)選在18℃與70℃之間的作業(yè)空氣；以及，從第二個艙段(8b)可供給溫度在15℃與38℃之間的、優(yōu)選在18℃與35℃之間的作業(yè)空氣。
3.按照權利要求1或2之一所述的設備，其特征為在噴絲頭(1)中央的噴絲頭(1)噴口(9)彼此的間距，大于在外部區(qū)內的。
4.按照權利要求1至3之一所述的設備，其特征為在噴絲頭(1)與供氣艙(8)之間設一單體吸除裝置(27)，用于吸除在噴絲過程中形成的燒毛。
5.按照權利要求1至4之一所述的設備，其特征為在冷卻室(2)與拉伸單元(4)之間設一中間通道(3)，該中間通道(3)從冷卻室(2)出口到拉伸單元(4)的底托通道(5)進口在垂直剖面內呈楔形聚合；以及，中間通道(3)不同的斜角是可調的。
6.按照權利要求1至5之一所述的設備，其特征為一個具有至少一個擴散器(13、14)的鋪設單元(6)與拉伸單元(4)相連。
7.按照權利要求6所述的設備，其特征為鋪設單元(6)由一個第一擴散器(3)和一個與之相連的第二擴散器(14)組成；以及，在第一擴散器(13)與第二擴散器(14)之間設一環(huán)境空氣進氣縫(15)。
8.按照權利要求1至7之一所述的設備，其特征為堆疊裝置有一條用于無紡織物料幅的連續(xù)運動的堆疊篩帶(7)，并有至少一個設在堆疊篩帶(7)下方的抽吸裝置。
9.按照權利要求8所述的設備，其特征為沿堆疊篩帶(7)的運動方向至少連續(xù)設置三個彼此隔開的抽吸區(qū)，其中，主抽吸區(qū)(19)設在無紡織物料幅的堆疊區(qū)內，第一抽吸區(qū)(18)設在堆疊區(qū)之前，以及第二抽吸區(qū)(20)設在堆疊區(qū)之后。
10.按照權利要求9所述的設備，其特征為主抽吸區(qū)(19)的抽吸功率可與第一抽吸區(qū)(18)和第二抽吸區(qū)(20)內的抽吸功率無關地調整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)制造由氣動拉伸的熱塑性塑料長絲構成的紡粘型無紡織物料幅的設備，它包括噴絲頭和冷卻室，在冷卻室中可引入來自供氣艙用于冷卻長絲的作業(yè)空氣。此設備還有一個含有底托通道的拉伸單元和用于將長絲堆疊成無紡織物料幅的堆疊裝置。設在冷卻室旁的供氣艙再分成至少兩個艙段。由這兩個艙段可分別供給溫度不同的作業(yè)空氣。
文檔編號D04H3/16GK1441104SQ02121789
公開日2003年9月10日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權日2002年2月28日
發(fā)明者漢斯-格奧爾格·赫斯, 德特勒夫·弗賴, 彼得·施拉克 申請人:賴芬豪澤機械工廠股份有限公司