專利名稱：對傳送中的合成纖維加熱的加熱導(dǎo)軌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱傳送中的合成纖維的加熱導(dǎo)軌，在加熱過程中，纖維與加熱導(dǎo)軌相接觸。
EP0406673—A2(EP—1725)文獻中已公開了這類加熱導(dǎo)軌。
這種熟知的加熱導(dǎo)軌的布置基于這樣一種認識，即熱量的傳遞與加熱器的曲率半徑有關(guān)。隨著曲率半徑的減小，纖維在加熱導(dǎo)軌上的接觸壓力增大，導(dǎo)致纖維和加熱導(dǎo)軌之間更緊密接觸，因此可以改善熱傳導(dǎo)。
然而，在曲率增大的情況下，存在纏繞摩擦較大的缺點。在熟知的加熱導(dǎo)軌中，按照上述專利文獻的教導(dǎo)，采取縮短加熱導(dǎo)軌的措施，有可能至少部分地彌補上述不足。
本發(fā)明的任務(wù)在于進一步消除與彎曲的加熱導(dǎo)軌有關(guān)的纏繞摩擦，使這種纏繞摩擦實際上可以忽略不計。
完成本發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是沿加熱導(dǎo)軌按間距A裝有若干導(dǎo)紗器，纖維經(jīng)過加熱導(dǎo)軌接觸面的與纖維運動交叉的直的形成線，在導(dǎo)紗器的導(dǎo)向下作鋸齒形運動，其幅值為U。
據(jù)此可使導(dǎo)軌的曲率很小，即，選擇很大的曲率半徑，至少大于10m。毫無疑問，最好使加熱導(dǎo)軌筆直地沿纖維運動方向延伸。
EP0412429—A2(Bag.1720)還公開了一種假捻卷曲機(Falschzwirnkrauselmaschine)，其中使纖維沿加熱導(dǎo)軌傳送，但纖維不與加熱導(dǎo)軌接觸而與纖維導(dǎo)紗器接觸，纖維導(dǎo)紗器與纖維處于一個平面內(nèi)，該平面與加熱導(dǎo)軌平行，并與加熱導(dǎo)軌保持一段距離，導(dǎo)紗器引導(dǎo)纖維作鋸齒形運動。在這種機器中，將加熱導(dǎo)軌和導(dǎo)紗器加熱至聚合物的熔融溫度，而合成纖維即由此聚合物制成。已經(jīng)證明，在這種情況下輸送纖維，具有良好的傳熱性能—在更大范圍內(nèi)，熱傳導(dǎo)與在各導(dǎo)紗器上的包圍角(Umschlingungswinkel)的大小無關(guān)，而且與上述包圍角之和亦無關(guān)。這一見解是以往的經(jīng)驗所未能預(yù)料的，過去的觀點認為包圍角的大小與傳熱強度有直接的關(guān)系。按照本發(fā)明，也可以將上述見解用于接觸式加熱器。
在此種情況下，可以如同已經(jīng)說過的那樣使加熱導(dǎo)軌沿纖維運動方向根本不彎曲。這樣做既有利于導(dǎo)軌的加工，又便于導(dǎo)紗，因為在這種情況下通過加熱導(dǎo)軌不會導(dǎo)致纖維張力增大。
按下述配置可使纖維作鋸齒形運動將導(dǎo)紗器沿加熱導(dǎo)軌配置，使之從加熱導(dǎo)軌的接觸平面大體垂直的方向伸出，其縱向間距為A，側(cè)向距離為U。在本發(fā)明另一實施例中，U的幅度值為縱向間距A的6—15‰，最好為9—14‰，導(dǎo)紗器的直徑在纖維包圍導(dǎo)紗器的范圍內(nèi)取8—25mm，最好為10—20mm，這樣可使纖維的導(dǎo)熱性能和摩擦性能達到最佳。將上述加熱導(dǎo)軌用于卷曲合成纖維的假捻卷曲機中時，首先其優(yōu)點在于不妨礙在加熱區(qū)內(nèi)由于假捻(Falschdrauer)產(chǎn)生的捻轉(zhuǎn)的傳送，因為在導(dǎo)紗器上的包圍很小。經(jīng)由本發(fā)明，不再通過改進接觸加熱表面和纖維之間的接觸緊密程度來產(chǎn)生傳熱，而是通過制止阻礙傳熱的空氣套的形成以及極為有效地消除已經(jīng)在導(dǎo)紗器上產(chǎn)生的空氣套。在給定的尺寸下，尤其在纖度＜100分特(dtex)范圍內(nèi)可以理想地對纖維進行處理。
此處應(yīng)滿足下述公式D＝0.0355×A/U×T其中D＝導(dǎo)紗器在與纖維接觸范圍內(nèi)的直徑，或兩個先后相繼的接觸面的平均直徑；U＝先后相繼的導(dǎo)紗器的交疊或鋸齒曲線的幅值；A＝兩個先后相繼的導(dǎo)紗器的縱向距離；T＝纖度，以dtex表示，即克/10.000米。
按照獨立權(quán)利要求1和從屬權(quán)利要求2解決的熱力技術(shù)任務(wù)對加熱導(dǎo)軌在假捻卷曲機中的應(yīng)用是特殊的，特別適合于上面所描述尺寸的情況，它對于這類加熱導(dǎo)軌產(chǎn)生另一問題是，控制纖維的溫度對被卷曲纖維的質(zhì)量具有決定性的意義。為此，必須十分精確且可準確再現(xiàn)地確定纖維的運動。
按照從屬權(quán)利要求4和5布置加熱導(dǎo)軌，則上述要求是符合本發(fā)明的。此時，采用圓柱形導(dǎo)紗器，不僅可使導(dǎo)紗器有很精確并可復(fù)現(xiàn)的尺寸，而且可使公差很小的導(dǎo)紗器無需壓配地安裝在其中的凹部也同樣有非常精確的尺寸?？梢源篌w無間隙地將導(dǎo)紗器裝入上述凹部中，僅只需在軸向予以固定。
從權(quán)利要求10提出了這種固定措施，這種措施裝拆簡單，因此，不需要更換磨損的或損壞的導(dǎo)紗器的費用。
此外，必須保證能方便地放入纖維，不需用雙手將纖維伸入加熱至200℃以上的加熱器。因此，在放入纖維時，必須確保纖維繃緊并形成一直線。這可以通過按照權(quán)利要求7的技術(shù)方案來實現(xiàn)。
為了能更好地利用熱能，一根加熱導(dǎo)軌至少適用于兩根纖維。根據(jù)權(quán)利要求6中的布置，可以大大節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本。
前面已經(jīng)提到，按照權(quán)利要求1或2配置的導(dǎo)紗器主要在熱力技術(shù)方面具有重要意義，即可以不出現(xiàn)或消除使纖維隔熱的空氣套。如果只有幾個導(dǎo)紗器能完全達到上述要求，而其它導(dǎo)紗器只能較少的完全達到上述要求，也能實現(xiàn)上述目標。因此，可實施如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)方案。
通過加熱導(dǎo)軌對纖維均勻加熱只有在下列條件下才有可能，即該加熱導(dǎo)軌和在其上形成的加熱面能傳送足夠的熱量，而且能沿加熱導(dǎo)軌的長度均勻地傳遞熱量。為了簡便起見，可用一縱向延伸的棒狀電阻加熱器來實現(xiàn)上述要求。由此產(chǎn)生的問題是一方面此電加熱器棒與加熱導(dǎo)軌之間必須具有緊密而良好的導(dǎo)熱性接觸，另一方面又應(yīng)便于更換。這個問題可通過按權(quán)利要求11的布置來解決。
EP412429所披露的加熱裝置由兩根彼此呈屋頂形的加熱導(dǎo)軌組成，兩根加熱導(dǎo)軌如此傾斜，以致兩加熱導(dǎo)軌彼此構(gòu)成一鈍角。這種布置還具有較準確的定位精度，其位置應(yīng)便于調(diào)節(jié)且可重現(xiàn)。權(quán)利要求12給出了有關(guān)的解決方案。按照權(quán)利要求13的布置，所推薦的U形輪廓能同時在加熱裝置的長度方向進行溫度比較。
采用假捻卷曲變形工藝(Falschzwirn—Texturieren)卷曲合成纖維時，特別難于解決的是加工纖度小的纖維，特別是纖度＜100dtex的纖維。這類纖維有例如由聚酰胺(尼龍)加工出的用于女士們的長統(tǒng)襪的纖維。如果將加熱導(dǎo)軌加熱至超過聚合物例如聚酰胺的熔融溫度，這類加工尤其是一個難題。但這種高溫不僅有利于有效地傳熱，還能縮短加熱器長度。這種高溫還具有下述效果加熱器可按已知直線自清洗，清洗周期可以延長。另一方面，這種高溫又有下述效果使纖維在過熱時熔融。應(yīng)避免這類過熱。為此，權(quán)利要求15提出了合適的工藝規(guī)程。
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明進行描述。其中

圖1為所描述的加熱裝置的縱向剖面示意圖；圖2為本發(fā)明的帶有雙槽的加熱裝置的頂視圖；圖3為三個先后相繼排列的導(dǎo)紗器的示意圖，用以表示它們的尺寸；圖4給出了帶有交替的接觸區(qū)和非接觸區(qū)的實例；圖5為圖1所示的加熱裝置的橫向剖面圖的示意表示；圖6為圖2所示的加熱裝置的橫向剖面圖的示意表示。
通常，加熱裝置10裝在一隔熱箱(圖中未示出)中并被埋入絕熱材料(例如玻璃纖維)中。隔熱箱有一個蓋(未示出)，以便能開啟此箱，使人們能接近加熱裝置10并放入纖維。
從所有實施例可看出，導(dǎo)紗器與纖維接觸的包圍面的直徑較大。反之，在相鄰兩導(dǎo)紗器之間的間距A較大時，纖維經(jīng)由先后相繼布置的導(dǎo)紗器的重疊部分U被傳送的鋸齒線占有較小的幅值。因此，纖維包圍導(dǎo)紗器或包圍在導(dǎo)紗器上所形成的接觸表面的包圍角及其和很小。這樣就不會妨礙假捻卷曲機的假捻區(qū)中的纖維捻轉(zhuǎn)。而且由于直徑大，纖維的接觸長度足夠長，纖度小(例如20dtex)的纖維在經(jīng)過導(dǎo)紗器被傳送時繞其軸捻轉(zhuǎn)一次，因此，可以徹底消除圍繞纖維并阻礙熱傳導(dǎo)的空氣套。
纖度大的纖維需經(jīng)兩個或三個導(dǎo)紗器傳送實現(xiàn)全加捻。但是因為沿加熱導(dǎo)軌長度分布的導(dǎo)紗器的數(shù)目尤其是沿多根加熱導(dǎo)軌分布的導(dǎo)紗器的數(shù)目至少應(yīng)保證是2或3的兩倍，因此，當纖維經(jīng)過加熱裝置運送時，至少可以兩次完全去除包圍纖維的空氣套。在圖3中示出了采用不同直徑D1和D2的導(dǎo)紗器。各導(dǎo)紗器按相同的間距A布置。這種布置使纖維運動成鋸齒形。此鋸齒形曲線的幅值用U表示。U值的大小與先后相繼的兩個導(dǎo)紗器的重疊部分的大小相等，由此得出，先后相繼布置的導(dǎo)紗器均從中間平面50突出。
當在本申請的范圍內(nèi)談到導(dǎo)紗器或接觸面的直徑時，要考慮兩個在纖維運動中先后相繼布置的導(dǎo)紗器的平均直徑。由圖3可知，重疊部分U可由下式求得(D1/2－B1)＋(D2/2－B2)在圖1和圖2的實施例中，加熱導(dǎo)軌在其縱向槽12的背離側(cè)上具有兩條大體位于纖維導(dǎo)槽12之下的槽。將加熱元件24和26放入這些槽中。用一根沿加熱導(dǎo)軌整個長度延伸的固定導(dǎo)軌58將上述加熱元件夾緊。此外，固定導(dǎo)軌58也有可嵌入加熱元件24、26的槽。通過拆卸固定導(dǎo)軌58，可以很方便地更換加熱元件24、26。
圖1所示的加熱裝置的兩部分具有相同的結(jié)構(gòu)，圖2示出了加熱裝置第一部分的下列特征加熱導(dǎo)軌的縱向槽12內(nèi)嵌入接觸塊40，上述接觸塊為微長的長方六面體，它們與縱向槽12適配，并與兩個先后相繼布置的導(dǎo)紗器32之間的自由空間適配。長方六面體的高度僅部分地填嵌在槽中。由于縱向槽12的槽底是直的，而且各長方六面體的尺寸都一樣，因此，朝向縱向槽12的開口的接觸塊40的上側(cè)與一平面成一直線。纖維就沿這一平面?zhèn)魉?，并由彼此相繼布置的導(dǎo)紗器32導(dǎo)向而按如前所述的鋸齒形轉(zhuǎn)向。在所描述的情況中，第二加熱裝置沒有這種接觸塊，在此處纖維不接觸地沿槽底傳送。為此，沿第二部分的長度方向分布有間距物64。纖維的運動為纖維首先與第一加熱部分的接觸塊40接觸，然后被送過第二加熱部分。兩個加熱部分均能被加熱到高于熔融溫度的溫度。在纖維于傳送時與接觸塊接觸的第一加熱部分中，尤其出乎意料的是，還可以利用這種溫度，在這種溫度下，通過燃燒也就是通過殘留物氧化，可以達到自清洗的效果。
也可以使接觸式加熱器的工作溫度處于對纖維進行加熱的標定溫度范圍。圖1的分成兩部分的加熱裝置只作為一個實例給出。也可以使纖維只用一個接觸式加熱器處理，該加熱器的溫度能再次處于標定溫度范圍或超過熔融溫度的范圍。在圖1所示的實施例中，也可以在纖維運動中將非接觸加熱部分安排在接觸式加熱部分之前。
可將接觸塊40如此夾入上述槽中，即按照壓配合加工接觸塊40。也可以用側(cè)面夾緊螺釘固定接觸塊。還有一種可能是將加熱導(dǎo)軌在槽壁的范圍內(nèi)局部地用螺釘固定在一起，致使接觸塊夾緊。接觸塊40可以將導(dǎo)紗器之間的間隔完全填滿，當然，也可以只在這些間隔的一部分上延伸，使纖維傳送時在其余部分不接觸，而是通過輻射和對流被加熱。同樣，還可以使接觸塊的兩端緊緊地靠著導(dǎo)紗器圓周，使纖維始終與一個加熱表面接觸，也就是說，使纖維交替?zhèn)魉蜁r與接觸塊和隨后的導(dǎo)紗器接觸。
圖4中示出的加熱裝置與圖1中的加熱裝置大體相當，因此，可參照圖1的說明了解該裝置。它只有下列區(qū)別在這種加熱導(dǎo)軌中交替地設(shè)置接觸塊40和非接觸區(qū)60，傳送纖維時，在接觸塊范圍內(nèi)，纖維與加熱表面接觸，在非接觸區(qū)內(nèi)，纖維與加熱表面有一定間隔。因此，在兩個導(dǎo)紗器32之間，或者是在槽中放置接觸塊40，提供接觸區(qū)，或者是省去了接觸塊，提供非接觸區(qū)。
接觸塊的厚度是有限制的，其厚度至少應(yīng)大于總槽高的1/10，但至少應(yīng)小于總槽高的1/2，最好小于總槽高的1/5。
權(quán)利要求
1.用于加熱傳送中的合成纖維的加熱導(dǎo)軌，在加熱過程中，纖維與加熱導(dǎo)軌接觸，其特征在于，沿加熱導(dǎo)軌按間距(A)裝有若干導(dǎo)紗器，纖維經(jīng)過加熱導(dǎo)軌接觸面的與纖維運動交叉的直的形成線，在導(dǎo)紗器的導(dǎo)向下作鋸齒形運動，其幅值為U。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，上述接觸面沿纖維走向是平的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，所述接觸面在鋸齒形轉(zhuǎn)向?qū)Ъ喥鞯姆秶鷥?nèi)是隔斷的。
4.如上述任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，沿加熱導(dǎo)軌設(shè)置有接觸區(qū)和非接觸區(qū)。
5.如上述任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，在鋸齒形運動中纖維的轉(zhuǎn)向是通過導(dǎo)紗器實現(xiàn)的，上述導(dǎo)紗器做成圓柱形棒，大體垂直于加熱導(dǎo)軌的接觸表面，并與加熱導(dǎo)軌的接觸表面保持幅值為U的距離。
6.如上述任一項或多項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，鋸齒形傳送軌跡的幅值U是導(dǎo)紗器間距A的6‰—15‰，最好為9—14‰；處于接觸范圍內(nèi)的導(dǎo)紗器直徑為8—25mm，最好為12—20mm。
7.如上述任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，上述加熱導(dǎo)軌帶有縱向槽，縱向槽的槽底構(gòu)成接觸表面。
8.如權(quán)利要求7所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，其側(cè)壁(18，20，22)具有凹部(28)，導(dǎo)紗器被嵌入其中，導(dǎo)紗器以其圓柱表面?zhèn)认虻厣烊肷鲜霾壑校瑢?dǎo)紗器彼此相對地交錯設(shè)置在它們共有的中間平面(50)的兩側(cè)，使上述圓柱表面引導(dǎo)纖維實現(xiàn)鋸齒形轉(zhuǎn)向。
9.如權(quán)利要求8所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，上述凹部(28)具有圓柱形橫截面，此橫截面與導(dǎo)紗器的橫截面適配，同時，凹部在壁上形成縫隙(30)，通過上述縫隙各導(dǎo)紗器(32)的部分橫剖面伸入上述槽(12)中，伸入槽中的部分小于導(dǎo)紗器的位于凹部(28)內(nèi)的部分。
10.如權(quán)利要求9所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，導(dǎo)紗器(32)和上述凹部(28)具有圓柱形橫截面。
11.如權(quán)利要求5—10中任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，導(dǎo)紗器(32)的離開加熱表面的端部按錐形(34)做出倒角。
12.如上述任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，加熱導(dǎo)軌具有兩條平行槽(12)；位于上述兩條槽之間的隔板(20)大于在其中嵌入導(dǎo)紗器(32)的在該隔板上形成的凹部的半徑而小于該凹部的直徑。
13.如權(quán)利要求12所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，嵌入隔板(20)中的導(dǎo)紗器(32)的直徑大于嵌入側(cè)壁(18，22)中的導(dǎo)紗器的直徑。
14.如權(quán)利要求13所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，在每塊側(cè)壁上裝有一塊薄板蓋，它們沿加熱導(dǎo)軌的縱向延伸，并裝在導(dǎo)紗器的前端面上，至少覆蓋住伸出側(cè)壁的導(dǎo)紗器前端面的一部分。
15.如上述任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，導(dǎo)軌底側(cè)有縱向槽，槽中嵌入電阻加熱體(24)；該電阻加熱體(24)由一夾持件夾緊在導(dǎo)軌上并被蓋住。
16.如權(quán)利要求7—15中任一項所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，在按鋸齒形設(shè)置的導(dǎo)紗器之間的槽底部插入矩形金屬塊，其厚度小于槽的深度。
17.如權(quán)利要求7—16中任一項所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，槽底具有槽深較大的縱向區(qū)和槽深較小的縱向區(qū)，在槽深較大的縱向區(qū)內(nèi)裝入按鋸齒形布置的導(dǎo)紗器，槽深較小的縱向區(qū)用作接觸面。
18.如權(quán)利要求17所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，最小的槽深至少為10mm；在較小的槽深和較大的槽深的縱向區(qū)之間的臺階高度至少為最大槽深的1/10，且不大于最大槽深的1/2，最好小于最大槽深的1/5。
19.如上述任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，纖維以鋸齒形非接觸方式在加熱導(dǎo)軌的部分區(qū)域傳送，而在加熱導(dǎo)軌的另一部分區(qū)域卻以鋸齒形并與加熱面接觸的方式傳送。
20.帶有兩個如上述任一項權(quán)利要求所述的加熱導(dǎo)軌的加熱裝置，其特征在于，在傳送纖維的過程中，在一個加熱導(dǎo)軌最好是在第一加熱導(dǎo)軌內(nèi)，纖維與加熱表面接觸，而在另一加熱導(dǎo)軌最好是第二加熱導(dǎo)軌內(nèi)，纖維與加熱表面保持一段距離。
21.如權(quán)利要求20所述的加熱導(dǎo)軌，其特征在于，嵌入隔板(20)內(nèi)的導(dǎo)紗器(32)的直徑大于嵌入側(cè)壁(18，22)的導(dǎo)紗器直徑。
22.如權(quán)利要求21所述的加熱裝置，其特征在于，固定導(dǎo)軌被加工成U形輪廓，它的側(cè)緣沿四周夾住加熱導(dǎo)軌。
23.多股合成纖維的假捻卷曲變形方法，在該方法中，通過傳送系統(tǒng)將纖維送入假捻區(qū)，使纖維經(jīng)過一根縱向延伸的加熱導(dǎo)軌并與之接觸，再經(jīng)一根與上述加熱導(dǎo)軌連接的縱向延伸的冷卻導(dǎo)軌進行假捻，然后通過傳送系統(tǒng)使纖維離開假捻區(qū)，其特征在于，在傳送過程中，纖維至少與加熱導(dǎo)軌長度的一部分接觸，同時作鋸齒形轉(zhuǎn)向運動。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，纖維的纖度小于100dtex，上述纖維最好是尼龍(聚酰胺—6)纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加熱運行中的合成纖維并能降低摩擦的加熱導(dǎo)軌。纖維在傳送中與加熱導(dǎo)軌接觸，沿加熱導(dǎo)軌設(shè)置有相互隔開的導(dǎo)紗器，纖維在上述導(dǎo)紗器的導(dǎo)引下按預(yù)定的幅值沿導(dǎo)紗器與加熱導(dǎo)軌的接觸表面作鋸齒形運動。上述加熱表面沿纖維走向最好是平的?？蓪?dǎo)紗器加工成圓柱形棒，它們垂直于加熱導(dǎo)軌的接觸表面，并嵌入接觸表面。
文檔編號D02J13/00GK1128815SQ9510914
公開日1996年8月14日 申請日期1995年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月22日
發(fā)明者瑪利·菲歇爾 申請人:巴馬格股份有限公司