專利名稱：運(yùn)行紗線的熱處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種對(duì)運(yùn)行紗線進(jìn)行熱處理的改進(jìn)裝置，特別是賦予紗線一定的收縮和/或膨松和/或彈性特性的熱處理。
所有紗線的加工工藝都要求進(jìn)行熱處理，產(chǎn)生的主要問(wèn)題是急劇的熱傳遞。紗芯應(yīng)均勻地升溫，并以同樣的方式遍布整個(gè)紗線長(zhǎng)度。事實(shí)上，熱處理的溫度及其均勻性對(duì)紗線質(zhì)量有很大影響。
眾所周知，熱處理的差異取決于被加工的材料、紗線的支數(shù)以及紗線通過(guò)加熱器的速度。因此，很容易理解熱傳至細(xì)紗線芯的速度較粗紗線快。同樣都知道，以超過(guò)某個(gè)上限的溫度加熱紗線而使其不受損傷，這是不太可能的。因而，由于熱交換是變形工藝中非常重要的問(wèn)題，為了解決這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)提出了許多解決方法。這些解決方法涉及到熱交換的三種原理，即對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)(與加熱表面直接接觸)。
除要求有良好的傳熱外，還需要保持紗線在規(guī)定的張力下，這取決于處理工藝。例如在拉伸工序的情況下，有可能與變形工序聯(lián)合進(jìn)行，這就需要使紗線保持在最大張力下。另一方面，當(dāng)希望紗線收縮變形，則必須減小張力。最后，這個(gè)問(wèn)題也是起因于紡織機(jī)器生產(chǎn)速度的增加，從三十年前的每分鐘幾十米發(fā)展到今天的一千米，甚至更多，其結(jié)果是導(dǎo)致設(shè)備龐大，加熱器越來(lái)越長(zhǎng)，有可能達(dá)到兩米多。
為獲得良好的熱傳遞均勻性，也為了減輕機(jī)器各部位溫度的調(diào)節(jié)問(wèn)題，使整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量均勻，在建議的諸多解決辦法中，有一種被稱為“順序的(sequential)”熱處理工藝，其生產(chǎn)的加熱器沿長(zhǎng)度方向有隔開(kāi)的、依次進(jìn)行熱處理的數(shù)個(gè)區(qū)域。在這些方法中，可以提及的一種型式是法國(guó)專利No.1204634(對(duì)應(yīng)于美國(guó)專利3015872)所公開(kāi)的內(nèi)容。該專利是在同一加熱器內(nèi)進(jìn)行兩次接連的處理，一是在高于通常必須加熱到的正常溫度的溫度中將紗線加熱一段時(shí)間，使其不受損傷，緊隨第一階段的是紗線在一溫度下進(jìn)行平衡處理，該溫度為加熱紗線的常用溫度。
這一方法在工業(yè)上具有吸引力，從1953年以來(lái)由HOBOURNAERO COMPONENTS有限公司銷(xiāo)售的HOBOURN-E.P.1機(jī)器中就采用此方法，因?yàn)樗軌蛟诮o定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度下，大大減小加熱器的長(zhǎng)度。然而，紡織設(shè)備廠早已將其廢棄，這可以解釋為該方法要求的設(shè)備復(fù)雜，操作困難。
現(xiàn)在找到了一種新穎的、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的加熱器，這就是本發(fā)明的主題。該加熱器不僅能夠順序地進(jìn)行熱處理，而且也具有能很容易地適配不同的處理工藝和被處理的各種紗線的特性。為了獲得傳遞熱能至紗線的相繼的區(qū)域，沿長(zhǎng)度方向聯(lián)合采用不同熱交換原理的區(qū)域，更具體說(shuō)，在這些相繼區(qū)域是靠傳導(dǎo)和輻射進(jìn)行傳熱的。
這樣一種加熱器設(shè)計(jì)，能實(shí)際上完全消除導(dǎo)致紗線生產(chǎn)不均勻的振動(dòng)，并允許較高的生產(chǎn)速度，同時(shí)還有一個(gè)特別緊湊的加熱器組件。
概括地說(shuō)，本發(fā)明用于紗線熱處理，例如用在變形拉伸工藝中的這種新穎加熱器包括圍繞著一加熱裝置的絕熱箱，兩者確定了一個(gè)與外部相通的通道，要處理的紗線通過(guò)該通道；還包括提供引導(dǎo)所述紗線的機(jī)構(gòu)，用于將紗線定位在所述加熱器內(nèi)部。在該加熱器中，運(yùn)行的紗線受到兩次接連的處理，一是在高于必須加熱到的正常溫度的溫度中加熱紗線一段時(shí)間，該段時(shí)間不引起紗線損傷。緊隨第一階段的是在一定溫度下對(duì)紗線進(jìn)行平衡處理，在該溫度下將紗線加熱到常規(guī)溫度。這些連續(xù)階段借助于一個(gè)由包括有兩個(gè)加熱區(qū)的圓柱形組件形成的加熱裝置來(lái)得到，加熱裝置的兩端都配有導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)。所述的加熱區(qū)是通過(guò)嵌入在圓柱形組件內(nèi)部的兩個(gè)電阻元件獲得的，這些電阻元件并聯(lián)，在加熱裝置的長(zhǎng)度方向上彼此之間相對(duì)偏移，并分別與一熱電偶元件相關(guān)聯(lián)，能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)所述的溫度。
根據(jù)此設(shè)計(jì)，得到兩個(gè)分離的加熱區(qū)，一個(gè)為高溫，另一個(gè)為低溫。因此，有可能使紗線急劇升溫至接近其最佳處理溫度的水平，然后是在所述的最佳溫度下進(jìn)行定形處理的階段。
雖然可以設(shè)想單獨(dú)通過(guò)輻射進(jìn)行熱處理，此時(shí)所述的圓柱形加熱裝置只包括至少三個(gè)導(dǎo)紗元件(環(huán))，一個(gè)在入口，一個(gè)在出口，一個(gè)在中間，但根據(jù)本發(fā)明，可以將如本申請(qǐng)人的歐洲專利No.0524111號(hào)所述的采用對(duì)流和傳導(dǎo)兩種型式熱處理結(jié)合起來(lái)，并包括一個(gè)大直徑的區(qū)域(套管)，紗線與該套管的接觸軌跡最好呈螺旋線。
根據(jù)另一實(shí)施例，圓柱形加熱裝置與兩個(gè)直徑相同最好互相分開(kāi)的套管相聯(lián)接，紗線呈切向，優(yōu)選呈螺旋線，與所述套管的外表面相接觸，使其有可能靠接觸進(jìn)行熱交換(傳導(dǎo))，由一個(gè)輻射加熱紗線的加熱區(qū)將所述的兩區(qū)隔開(kāi)。
最后，盡管電阻元件可將其熱能直接傳遞給內(nèi)部裝有這些電阻的加熱裝置，但也可設(shè)想為獲得熱能，把電阻元件排列在一個(gè)內(nèi)有導(dǎo)熱姆換熱劑(DOWTHERM)液體的副箱。
從實(shí)際的觀點(diǎn)來(lái)看，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，加熱裝置包括一個(gè)陶瓷或不銹鋼圓柱，兩個(gè)電阻元件嵌入在該圓柱的內(nèi)部，并分別與熱電偶相關(guān)聯(lián)(配合)。電源及熱電偶元件的連接位于同一端。
此外，雖然這種加熱器可用于處理單根紗線，但也可設(shè)計(jì)為能同時(shí)處理兩根紗線，借助于適當(dāng)?shù)膶?dǎo)紗裝置，使得兩根紗線在加熱器內(nèi)部保持分離，或就在接觸傳熱區(qū)的套管表面開(kāi)導(dǎo)紗槽。
本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，借助下文中非限制性描述的實(shí)施例和附圖，可得到更好地理解。


圖1和圖2為示意圖，分別是根據(jù)本發(fā)明制造的加熱裝置的剖開(kāi)的正視圖和側(cè)視圖，沿實(shí)際加熱器的長(zhǎng)度方向，得到兩個(gè)相繼的溫度區(qū)域；圖3和圖4分別為按照本發(fā)明制造的加熱裝置的透視圖和主視圖，用于生產(chǎn)本申請(qǐng)人的歐洲專利0524111號(hào)中所描述的加熱器；圖5和圖6是采用本發(fā)明加熱裝置的加熱器的另一實(shí)施例的透視圖和主視圖；在該加熱器內(nèi)的兩個(gè)接觸區(qū)域進(jìn)行熱處理，一輻射區(qū)將兩接觸區(qū)隔開(kāi)；圖7是包括由輻射區(qū)隔開(kāi)的兩個(gè)接觸加熱區(qū)的加熱器的一種變型，可同時(shí)處理兩根紗線；沿所述的加熱器長(zhǎng)度方向，不需要附加的導(dǎo)紗裝置而能自動(dòng)導(dǎo)紗；圖8圖示說(shuō)明了獲得熱能的另一種方法。
圖1和圖2圖示說(shuō)明了本發(fā)明新型加熱器中加熱裝置的結(jié)構(gòu)，其大體上由一圓柱構(gòu)成，該加熱裝置以符號(hào)(R)標(biāo)記，圓柱由材料(例如)鋼制成。根據(jù)本發(fā)明，該裝置(R)是借助于兩個(gè)電阻元件(R1，R2)升溫的，兩個(gè)電阻元件分別與熱電偶元件TC1，TC2相關(guān)聯(lián)，并聯(lián)安裝，在所述裝置(R)的長(zhǎng)度方向上彼此之間相對(duì)偏置。電阻元件(R1，R2)使沿該加熱元件的長(zhǎng)度方向得到兩個(gè)溫度不同的區(qū)域，由此提供“順序”型的熱處理能力。
這兩個(gè)電阻元件(R1，R2)使得能在裝置(R)的整個(gè)長(zhǎng)度上產(chǎn)生兩個(gè)不同的溫度區(qū)域(A，B)，區(qū)域(A)對(duì)應(yīng)于電阻元件R1，區(qū)域B對(duì)應(yīng)于電阻元件R2。電阻元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使該裝置的A區(qū)被加熱至高溫(400～700℃)，B區(qū)被加熱到低溫(150～250℃)，此溫度對(duì)應(yīng)于合成纖維的最佳處理溫度。此外，電阻元件(R1，R2)都具有這樣的結(jié)構(gòu)，使能量在各自的全部長(zhǎng)度上均勻散發(fā)，或如圖1所示，設(shè)計(jì)成電阻元件沿其長(zhǎng)度散發(fā)不同的能量，例如，在開(kāi)始部分是低功率，最后部分是高功率。
作為示意性例子，在R1的長(zhǎng)度上1個(gè)600瓦的電阻元件(R1)，其功耗為每平方厘米3.3瓦；在R2的長(zhǎng)度上1個(gè)400瓦的電阻元件(R2)，開(kāi)始部分為每平方厘米1.2瓦的功耗，在未端區(qū)為每平方厘米2.4瓦的功耗，這是適用于所有應(yīng)用場(chǎng)合的。
其次，按照?qǐng)D示的實(shí)施例，熱電偶元件TC1，TC2布置于一導(dǎo)管內(nèi)，該導(dǎo)管在加熱裝置(1)的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。這有可能使通過(guò)所述導(dǎo)管自由端插入的控制熱電偶元件內(nèi)的溫度得以檢測(cè)。也應(yīng)指出，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，電路的連接和熱電偶元件的輸出端位于同一端。
用這樣一種型式的加熱裝置，可以生產(chǎn)出適應(yīng)被處理的紗線的加熱器(如后面的具體例子所示)，并且由這種加熱裝置生產(chǎn)的加熱器包括有絕熱箱，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)未圖示。
在圖3和圖4所示的實(shí)施例中，加熱裝置與在加熱器的入口、中部和出口設(shè)置的導(dǎo)紗環(huán)(2，3，4)結(jié)合，一個(gè)由經(jīng)過(guò)表面處理的鋼或陶瓷制的套管D沿對(duì)應(yīng)于電阻元件R2的B區(qū)長(zhǎng)度上布置。導(dǎo)紗元件(2，3，4)是這樣設(shè)計(jì)的在A區(qū)，紗線(F)離開(kāi)加熱裝置(1)，靠輻射加熱，而在B區(qū)，所述的紗線(F)與套管D的表面呈切線方向，靠接觸加熱，所述的熱處理與歐洲專利0524111號(hào)中講授的方法相似，不同之處僅為以下所述在A區(qū)，溫度升至接近紗線的最佳處理溫度，然后，在B區(qū)是在所述的最佳紗線處理溫度下進(jìn)行定型的階段。
圖5和圖6是采用本發(fā)明加熱裝置的另一種加熱器，其中有另一個(gè)包圍在加熱裝置周?chē)奶坠蹹1，沿對(duì)應(yīng)于A區(qū)的長(zhǎng)度布置，與電阻R1隔開(kāi)。在該方法中，加熱器是這樣實(shí)現(xiàn)的首先，在對(duì)應(yīng)于套管D1的區(qū)域接觸升溫，接著在長(zhǎng)度可以變化的C區(qū)輻射加熱，然后在B區(qū)靠接觸進(jìn)行定型處理。
應(yīng)當(dāng)指出，在該實(shí)施例中，導(dǎo)紗環(huán)(2，3，4)是這樣固定的使紗線(F)相對(duì)于D1，D2的兩表面呈螺旋線的切線方向，保證良好的接觸和防止振動(dòng)現(xiàn)象。
盡管前面的例子中，加熱器的紗線引導(dǎo)是通過(guò)導(dǎo)紗環(huán)實(shí)現(xiàn)的，但也可以采用其它方式，如圖7所示，就在環(huán)繞加熱裝置的套管表面上(深度方向)開(kāi)螺旋槽。
此外，沿加熱器長(zhǎng)度方向兩個(gè)溫度區(qū)域的形成，可以采用其它方法實(shí)現(xiàn)，如圖8所示，將每個(gè)電阻元件R1，R2安裝在一個(gè)裝有DOWTHERM液體的附加箱內(nèi)。
這樣設(shè)計(jì)的加熱裝置，更適用于變形(卷曲)機(jī)上加熱器的制造，特別是假捻機(jī)。小型加熱器可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有種類的合成纖維，例如聚酰胺、聚酯等的處理。在這樣的加熱器內(nèi)，兩個(gè)處理區(qū)域A，B可以長(zhǎng)度相同，也可以長(zhǎng)度不同。作為非限制的說(shuō)明，加熱器長(zhǎng)為1米，其A，B區(qū)長(zhǎng)度分別為350mm和450mm。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)運(yùn)行的紗線進(jìn)行熱處理的裝置，例如用在變形拉伸工藝中，該裝置包括一絕熱箱，該絕熱箱包圍著一個(gè)加熱裝置，確定了一個(gè)可與外部相通的“通道”，待處理的紗線通過(guò)該通道，所述的熱處理裝置配備有引導(dǎo)所述紗線的機(jī)構(gòu)，用于在所述的加熱器中定位紗線，在該加熱器中，運(yùn)行的紗線經(jīng)受兩次接連的處理，一是在高于必須被加熱到的正常溫度的溫度中將紗線加熱一段時(shí)間，在該段時(shí)間中不引起紗線損傷，然后是在一定溫度下進(jìn)行平衡處理，在該溫度下將紗線加熱到常規(guī)溫度，其特征在于上述相繼的處理階段是借助于一個(gè)由包括兩個(gè)加熱區(qū)的圓柱形組件構(gòu)成的加熱裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，加熱裝置的兩端都有導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)，所述的加熱區(qū)是通過(guò)嵌入在圓柱形組件內(nèi)部的兩個(gè)電阻元件獲得的，這些電阻元件并聯(lián)，在所述加熱裝置的長(zhǎng)度方向，彼此之間相對(duì)位移一距離，并分別與一熱電偶元件相關(guān)聯(lián)，從而能夠準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)所述的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于加熱裝置包括一個(gè)大直徑區(qū)域(套管)，紗線最好以螺旋軌跡與該套管接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述圓柱形加熱裝置與兩個(gè)直徑相同最好互相分離的套管聯(lián)接，紗線呈切線，最好是螺旋線，與所述套管的外表面接觸，使其靠接觸進(jìn)行熱交換(傳導(dǎo))，由一輻射加熱紗線的加熱區(qū)將上述區(qū)域隔開(kāi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于該加熱裝置是由一個(gè)陶瓷的或不銹鋼的圓柱制作，兩個(gè)電阻元件被嵌入在該圓柱內(nèi)部，并分別與熱電偶元件相關(guān)聯(lián)，電源及熱電偶元件的連接位于同一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于此裝置被設(shè)計(jì)成能夠同時(shí)處理兩根紗線，借助于適當(dāng)?shù)膶?dǎo)紗機(jī)構(gòu)，或通過(guò)接觸傳熱的加熱區(qū)的套管表面的導(dǎo)紗槽，使兩根紗線在加熱器內(nèi)保持分離。
全文摘要
一種用于運(yùn)行紗線的熱處理裝置，它使紗線受到兩次連續(xù)的處理，一是在高溫區(qū)，另一是在正常的處理溫度區(qū)。借助一個(gè)加熱裝置(1)實(shí)現(xiàn)這些連續(xù)階段。加熱裝置包括兩個(gè)加熱區(qū)(A，B)的圓柱形組件，兩邊各有一導(dǎo)紗件。所述的加熱區(qū)通過(guò)嵌入在圓柱形組件內(nèi)部的兩個(gè)電阻元件(R1，R2)獲得。電阻元件并聯(lián)，在加熱元件的長(zhǎng)度方向彼此相對(duì)偏置，并分別與一熱電偶元件(TC1，TC2)配合。
文檔編號(hào)D02J1/22GK1117096SQ9410805
公開(kāi)日1996年2月21日 申請(qǐng)日期1994年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月20日
發(fā)明者C·馬塔斯加巴爾達(dá), P·米拉貝爾 申請(qǐng)人:Icbt.羅阿內(nèi)公司