專利名稱：過濾裝置和紡絲頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于紡絲頭的過濾裝置和一種用來生產(chǎn)人造長絲的紡絲頭，它具有一殼體，塑料熔液在殼體內(nèi)在其流出噴絲嘴之前在壓力作用下流過一帶有過濾材料的過濾元件，此過濾元件通過一分配裝置根據(jù)熔液壓力的強(qiáng)弱得到軸向壓緊力，它在關(guān)閉密封間隙的情況下作用在過濾元件的密封棱上。
在所謂的熔融紡絲時(shí)聚合物熔液必須在即將流過噴絲板之前借助于一砂粒過濾器、金屬粉末過濾器或?yàn)V燭經(jīng)受最精細(xì)的過濾。由EP 0658 638 B1已知，聚合物熔液引導(dǎo)流過許多并聯(lián)設(shè)置的由金屬絲織物組成的濾燭有這樣的缺點(diǎn)，實(shí)際上排除了全部濾燭同時(shí)入流的可能性，其結(jié)果是，個(gè)別濾燭先污染，并且在短時(shí)間運(yùn)行后全部濾燭必須清洗或更換。
雖然在按DE 4 225 341 A1的這一類型紡絲頭中推薦了一種唯一的環(huán)形過濾元件，它包含一在殼體內(nèi)部的混和裝置，它用來使經(jīng)過過濾的熔液流在充分地均勻混和的情況下從過濾器出來后混合在一起；不過已知過濾元件壓力穩(wěn)定性差，并且夾緊的過濾元件的彈性不足以通過其密封棱封閉其可能出現(xiàn)的密封間隙形式的泄漏部位。為了應(yīng)付這一缺點(diǎn)，雖然實(shí)際上已經(jīng)轉(zhuǎn)變到用碟形過濾器組代替環(huán)形過濾元件；但是由于由此決定的熔液流在具有碟形過濾盤的過濾元件內(nèi)的偏轉(zhuǎn)便導(dǎo)致一種在能量方面不合算的流動(dòng)特性，這阻礙塑料熔液本身的過濾過程。上述解決方案實(shí)施起來也較貴。
其次由DE 4 227 114已知一種紡絲頭，其中由于通過一分配裝置的徑向支承雖然提高了環(huán)形過濾器的穩(wěn)定性，但是其結(jié)果是過濾元件可非常不均勻地流過。
由US-PS’n 4,661,249和2,881,474已知具有一支承管的過濾元件，它具有壁面上的液體通道，它們被過濾材料所包圍。這里過濾元件端側(cè)固定地夾緊在過濾裝置的殼體件內(nèi)，因此那里只能達(dá)到可預(yù)先規(guī)定密封值的范圍內(nèi)的密封。如果由于靜態(tài)夾緊在密封件中出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，就會(huì)產(chǎn)生密封性的損失。
從這種技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā)本發(fā)明的目的是，創(chuàng)造一種用于紡絲頭的改進(jìn)的過濾裝置，它允許一種在能量方面有利的過濾器運(yùn)行，壓力穩(wěn)定，保證良好的持續(xù)的密封性和實(shí)施起來成本低廉。具有權(quán)利要求1和2特征的過濾裝置實(shí)現(xiàn)上述目的。
本發(fā)明另一個(gè)目的是，這樣地改進(jìn)開頭所述這一類紡絲頭，使得形成一種特別均勻的塑料熔液，以便在出口處產(chǎn)生多纖維合成長絲。具有按權(quán)利要求12特征的紡絲頭實(shí)現(xiàn)上述目的。
按權(quán)利要求1特征部分過濾元件在形成一可更換的結(jié)構(gòu)單元的情況下具有一帶有側(cè)壁上的液體通道的被過濾材料包圍的支承管，過濾元件至少在一端以其密封棱軸向突出于支承管和/或軸向縮回，通過這種方法形成一壓力穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元，它即使在高熔液壓力時(shí)也能功能可靠地工作。因?yàn)閷τ谒芰先垡毫魍ǚ较蛟谶^濾元件整個(gè)長度上均勻地沿一個(gè)方向進(jìn)行，這種流動(dòng)在能量方面是有利的，并且熔液的流動(dòng)不經(jīng)受人為的阻力。通過過濾器材料的形成當(dāng)時(shí)的密封棱的突出的或縮回的末端，在規(guī)定的過濾元件的彈性特性時(shí)保證可能出現(xiàn)的密封間隙形式的流通部位可靠的密封。因?yàn)樯鲜鲞^濾元件可以由標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件制成，特別是由常用的金屬絲織物過濾材料制成，因此它的制造成本低廉。
上述按本發(fā)明的結(jié)果也可以按權(quán)利要求2的特征部分通過這樣的方法達(dá)到，即至少在其一端上過濾元件設(shè)有一平面分布的密封棱，其中過濾元件的總剛度這樣地選擇，使得在壓緊力作用下關(guān)閉密封間隙。因此隨著壓緊力的不同對于過濾器連同紡絲頭實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)態(tài)工作的密封系統(tǒng)，它隨著壓緊力的增加進(jìn)行明顯的密封。
按本發(fā)明的紡絲頭的特征特別是，塑料熔液從進(jìn)入到流出均勻地且沒有不同的逗留時(shí)間地行進(jìn)。熔液流通的支承管和分配器頭之間形成的輸出腔保證過濾元件均勻的流通和經(jīng)過過濾的待輸出的塑料熔液的無阻礙的引出。其中通過支承管達(dá)到過濾元件的高的壓力穩(wěn)定性。
為了得到有利的流動(dòng)圖，將輸出腔自由流通的橫截面通過分配器頭直到出口的錐形收縮加以擴(kuò)大，則特別有利。
為了改善塑料熔液側(cè)面流入過濾元件可以在加壓板和分配器頭之間的壓出器上將加壓板的底面倒棱，它起相對于過濾元件的密封棱的密封面的作用。由此避免不利于流體技術(shù)的積流死角(Stauecken)。
為此加壓板底面最好向紡絲頭內(nèi)塑料熔液流出的方向傾斜一個(gè)0°至45°的角度。
為了使熔液在過濾元件末端，特別是過濾元件朝向加壓板的末端處沒有明顯的阻礙地可靠流入過濾材料，支承管和過濾材料連接成一圓柱形過濾外殼，在其末端上形成過濾元件的密封面。這里過濾材料在過濾元件朝向加壓板的末端處以其密封棱軸向突出于或縮入支承管，使得不形成積流死角，特別有好處。
過濾器外殼的彈性令人意外地不受支承管徑向穩(wěn)定性的限制。由于支承管中的流體通道過濾器外殼具備這樣的軸向彈性，它在軸向壓緊力的作用下通過過濾元件的密封棱在動(dòng)力學(xué)方面支持密封間隙的閉合。過濾元件的彈性還可以通過這樣的方法加以促進(jìn)和提高，即使得過濾元件不使用由相當(dāng)剛硬的材料制成的端蓋，而是其彈性僅僅通過過濾材料的壓實(shí)和相應(yīng)的單端焊接達(dá)到即可。
其它優(yōu)良的結(jié)構(gòu)是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
下面借助于附圖對用于紡絲頭的過濾裝置加以較詳細(xì)的說明。
它們以原理性的和不按比例的視圖表示

圖1通過帶有按本發(fā)明的過濾裝置的按本發(fā)明的紡絲頭的縱剖視圖；圖2通過帶有支承管和過濾材料的過濾元件的縱剖視圖；圖2a通過帶有支承管和過濾材料的另一種過濾元件的縱剖視圖；圖3通過按圖2的支承管的縱剖視圖。
圖1中總體以10表示一用來由塑料熔液(未畫出)，特別是聚合物熔液，制造人造長絲的紡絲頭。紡絲頭10具有一空心圓柱形的殼體，它具有一用于塑料熔液流入的上入口14和一用于安裝噴絲嘴的下出口16，該噴絲嘴具有大量用于多纖維合成長絲的單絲的噴出的噴嘴孔(未畫出)。為了產(chǎn)生塑料單絲下出口16以常用的，因此沒有具體畫出的方式用一噴絲板封閉。按向圖1的觀察方向看附圖右半部分表示紡絲頭處于起始位置，左半部分表示工作位置，在工作位置在塑料熔液的壓力和力的作用下紡絲頭10的可動(dòng)部分表示在其工作位置。
對于塑料熔液的過濾過程在熔液通過噴絲板從噴絲嘴中流出之前在壓力作用下流過一帶有過濾材料20的過濾元件18，其中流動(dòng)方向沿徑向從外向內(nèi)進(jìn)行。這種過濾元件18在圖2中以更詳細(xì)的圖示畫出。過濾材料20根據(jù)熔液壓力的強(qiáng)弱通過一分配裝置22受到軸向壓緊力，此壓緊力在關(guān)閉作為塑料熔液可能的流通部位的密封間隙24的情況下作用在過濾元件18的密封棱26,28上。過濾元件18在形成一可更換的結(jié)構(gòu)單元的情況下，如圖2所示，具有一帶有用于塑料熔液的液體通道32的支承管30，其中為了視圖比較簡單起見，在畫出支承管30的圖3中沒有畫出所有的通道32。但是它們按3組相互搭配地均勻分布在筒形支承筒30的外圍上。
這里過濾材料20在與支承管30貼緊的情況下包圍支承管。此外如圖2所示，向朝圖面的觀察方向看過濾材料20在上端處以其密封棱28軸向突出于支承管30，在下端處軸向縮入。
密封材料20最好由一由金屬絲織物制成的打褶的過濾器外殼或由一金屬尤其是優(yōu)質(zhì)鋼的纖維無紡布組成。為了連接外殼末端它們通過一縱向焊縫(未畫出)相互連接，形成一圓柱形空心體。代替打褶過濾外殼也可單層或多層地卷繞在支承管30上(未畫出)。在所示實(shí)施形式中過濾器外殼34由一多層的、過濾精度在5μm至500μm之間的，特別是50μm至150μm之間的優(yōu)質(zhì)鋼絲織物組成。這種過濾材料在市場上以商標(biāo)"Chemicron"供貨。如果如所示情況那樣，過濾器34的外殼是打褶的，那么對于每個(gè)過濾器折皺得到一在過濾器外殼34相對端面上的獨(dú)立的密封棱26,28。除了打褶的過濾器外殼34的結(jié)構(gòu)外它也可以由一具有平整外圍的完全圓柱形的過濾器外殼。其次所用過濾材料20可以構(gòu)成一體的或單件的過濾器外殼34，其中支承管30是整個(gè)過濾元件內(nèi)置的整體組成部分。在必要情況下在一種沒有畫出的實(shí)施形式中也可以完全取消支承管30，僅僅由過濾元件筒構(gòu)成。
過濾器外殼34具備一可預(yù)先規(guī)定的彈性，它在已經(jīng)提及過的軸向壓緊力的作用下在過濾過程，也就是紡絲頭10工作期間通過過濾元件18的密封棱26,28支持當(dāng)時(shí)的密封間隙24的閉合。其次如圖2所示，這里過濾元件18的密封棱26,28相對于支承管30端的圓形平面36向塑料熔液進(jìn)入紡絲頭10的方向傾斜一可預(yù)先規(guī)定的角度，特別是15°。由此形成平行于所述圓形平面36的徑向凸緣38，它如按圖2的視圖中那樣在密封外殼34中相應(yīng)地密封，從而做成圓盤形。即使如前所述，過濾器外殼做成空心圓柱形，也形成上述的密封。外圍一側(cè)通過密封棱26,28提供密封。通過與過濾器外殼34共同作用的支承管30達(dá)到有效的密封作用和防漏，使得總體來說達(dá)到過濾元件18的密封作用。
在制造方面過濾元件18的密封棱26,28分別由一圓周焊縫40構(gòu)成(參見圖2)，它沿過濾器外殼34的打褶的折縫完全覆蓋端面。這里圓周焊縫40通過磨削等等這樣地后續(xù)加工，使密封棱26,28沿一封閉的圓弧平坦地分布，以保證其密封的目的。
分配裝置22具有一在其上端帶一加壓板44的分配頭42。分配頭42在殼體12內(nèi)可縱向移動(dòng)地在一圓柱形支承座46之內(nèi)移動(dòng)。其中過濾元件18包圍所述分配頭42的外圍，并以其一端支承在加壓板44的底面上，以其另一端支承在支承座46的一凸緣48上。這里加壓板44的底面和凸緣48的頂面同樣設(shè)有一傾角，它相當(dāng)于密封棱26、28的傾角，相對于水平面最好為15°。
但是也可以做成具有0°傾角的加壓板44底面。這里可以在過濾元件密封棱26和分配裝置22的密封面之間設(shè)一密封圈(未畫出)，以封閉密封間隙24。
但是對于上述結(jié)構(gòu)特別有利的是，采用按圖2a的過濾元件，而不用單獨(dú)的密封圈。對于過濾元件的這種變型實(shí)施形式采用與上面介紹的過濾元件相同的附圖標(biāo)記，并且這種新的實(shí)施形式也只是在它和上述實(shí)施形式有明顯不同的方面才加以說明。如特別地在圖2a中放大表示的局部Y所示，沿朝向圖面的觀察方向看密封棱28相對于支承管30軸向縮入地設(shè)置。在過濾元件18的另一端，如局部放大圖X所示，密封棱26平面形分布地設(shè)置，也就是說與支承管30所屬的自由端一起位于一水平面內(nèi)。按圖2a的過濾元件18的總剛度的大小這樣來選擇，使得在紡絲頭和特別是其加壓板44越來越大和最后保持不變的壓緊力的作用下密封間隙24的閉合非常明顯地進(jìn)行，直至達(dá)到最大的密封效果，因此在基本上構(gòu)成密封棱26,28的圓形焊縫區(qū)域達(dá)到可靠的密封。
過濾元件18的外圍和支承座46圍成一輸入腔50，其容積大小這樣來確定，使得可能出現(xiàn)的死區(qū)保持盡可能小。支承管30與分配頭42同樣圍成一塑料熔液的輸出腔52，其中輸出腔52也可以由單個(gè)縱向通道組成，它們在其外圍側(cè)設(shè)置在分配頭42上，并且在其縱向可以沿支承管30的整個(gè)高度延伸。從朝圖1的觀察方向看輸入腔50錐形地從上向下逐漸縮小，而輸出腔52從上向下錐形地?cái)U(kuò)大。實(shí)際表明，這在減小死區(qū)的同時(shí)導(dǎo)致流過過濾元件18時(shí)最佳的流動(dòng)特性。
分配頭42通常和一控制頭54共同作用，控制頭可縱向移動(dòng)地在殼體12內(nèi)沿內(nèi)壁移動(dòng)，并隨著向分配頭42方向加大的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)開始成為相對于殼體12的邊緣密封件56。為了使塑料熔液輸入到加壓板44上控制頭54具有一中央孔58，塑料熔液從那里出發(fā)均勻分配在加壓板44整個(gè)上表面上。通過一周邊上的縱向通道60塑料熔液從那里出發(fā)進(jìn)入輸入腔50?？刂祁^54相對于分配頭42通過一彈性隔離座62支承，隔離座為部分扇形形式的碟形彈簧。該隔離座又可以以其下端相應(yīng)地支承在支承座46的一邊緣凸緣上或分配頭42上，以限制控制頭54的行程。
在控制頭54從其右面的未操作位置進(jìn)給運(yùn)動(dòng)到左面的工作位置時(shí)它移動(dòng)一預(yù)先規(guī)定的行程。如果在克服隔離座62的自由彈簧行程以后上述力連同塑料熔液在分配頭42的加壓板44上的壓力沿分配頭方向向下運(yùn)動(dòng)，在過濾元件18的密封棱26,28上產(chǎn)生加大的夾緊力，并使分配頭42和過濾元件18之間或過濾元件和支承座之間作為可能的流通部位的密封間隙24可靠地關(guān)閉。這樣通過這樣地夾緊的過濾元件18的彈性在密封件本身產(chǎn)生動(dòng)態(tài)變形的情況下得到更好的密封效果。
權(quán)利要求
1．用于用來制造人造長絲的紡絲頭(10)的過濾裝置，紡絲頭具有一殼體(12)，塑料熔液在殼體內(nèi)在其流出噴絲嘴之前在壓力作用下流過一帶有過濾材料(20)的過濾元件(18)，過濾元件根據(jù)熔液壓力的強(qiáng)弱通過分配裝置得到一軸向壓緊力，它在密封間隙(24)關(guān)閉時(shí)作用在過濾元件(18)的密封棱(26,28)上，其特征在于過濾元件(18)在形成一可更換的結(jié)構(gòu)單元的情況下具有一帶有側(cè)壁液體通道(32)的支承管(30)，它被過濾材料(20)包圍，過濾材料至少在一端以其密封棱(26)軸向突出于或縮入支承管(30)。
2．用于用來制造人造長絲的紡絲頭(10)的過濾裝置，紡絲頭具有一殼體(12)，塑料熔液在殼體內(nèi)在其流出噴絲嘴之前在壓力作用下流過一帶有過濾材料(20)的過濾元件(18)，過濾元件根據(jù)熔液壓力的強(qiáng)弱通過一分配裝置(22)得到一軸向壓緊力，它在密封間隙(24)關(guān)閉時(shí)作用在過濾元件(18)的密封棱(26,28)上，其特征在于過濾元件(18)在形成一可更換的結(jié)構(gòu)單元的情況下具有一帶側(cè)壁液體通道(32)的支承管(30)，它被過濾材料(20)包圍，過濾材料至少在一端具有一平面分布的密封棱(26)，過濾元件(18)的總剛度這樣來選擇，使得在壓緊力作用下由于過濾元件(18)的彈性使密封間隙(24)被關(guān)閉。
3．按權(quán)利要求1或2的過濾裝置，其特征在于過濾材料(20)由一種由金屬絲織物組成的打褶的過濾器外殼(34)構(gòu)成，其相鄰的相對末端通過一縱向焊縫相互連接。
4．按權(quán)利要求1的過濾裝置，其特征在于過濾器外殼(34)具備一預(yù)先規(guī)定的彈性，它在軸向壓緊力的作用下通過過濾元件(18)的密封棱(26,28)支持密封間隙(24)的關(guān)閉。
5．按權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)的過濾裝置，其特征在于過濾元件(18)密封棱(26,28)之至少一個(gè)相對于支承管(30)末端的圓形平面向塑料熔液流入紡絲頭(10)的方向傾斜一預(yù)先規(guī)定的角度值，最好是0°至40°，尤其是15°。
6．按權(quán)利要求3至5之任一項(xiàng)的過濾裝置，其特征在于過濾元件(18)的密封棱(26,28)各自通過一周向焊縫(40)構(gòu)成，它完全覆蓋過濾器外殼(34)的端面。
7．按權(quán)利要求6的過濾裝置，其特征在于周向焊縫這樣地后續(xù)加工，使密封棱(26,28)沿一封閉的、放在折皺內(nèi)的圓弧平面形地分布。
8．按權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)的過濾裝置，其特征在于分配裝置(22)具有一帶加壓板(44)的分配頭(42)，分配頭在殼體(12)內(nèi)縱向可移動(dòng)地在一支承座(46)之內(nèi)移動(dòng)，過濾元件(18)包圍分配頭(42)的外圍地以一端支承在加壓板(44)上，以另一端支承在支承座(46)上。
9．按權(quán)利要求8的過濾裝置，其特征在于過濾元件(18)的外圍與支承座(46)圍成一塑料熔液的輸入腔(50)，支承管(30)與分配頭(42)圍成一塑料熔液的輸出腔(52)。
10．按權(quán)利要求8或9的過濾裝置，其特征在于分配頭(42)與一控制頭(54)共同作用，控制頭可在殼體(12)內(nèi)縱向移動(dòng)，隨著向分配頭(42)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的加大它開始成為相對于殼體(12)的密封件(56)。
11．按權(quán)利要求1至10之任一項(xiàng)的過濾裝置，其特征在于塑料熔液是聚合物熔液，過濾材料(20)由一多層的優(yōu)質(zhì)鋼絲織物組成。
12．用來制造人造長絲的紡絲頭，具有一殼體(12)，它在出口端具有一有大量噴嘴孔的噴絲嘴，在入口端具有一帶熔液入口(58)的控制頭(54)；紡絲頭還具有一分配裝置(22)和一在控制頭(54)和噴絲嘴之間的過濾元件(18)，其中分配裝置(22)和過濾元件(18)通過熔液壓力一起固定在支承座(46)上，其中過濾元件(18)以一個(gè)密封棱(28)貼合在支承座(46)的一密封面上，以另一密封棱(26)貼合在分配裝置(22)的密封面上，其中分配裝置(22)以一加壓板(44)支承在過濾元件(18)上，以一分配頭(42)伸入過濾元件(18)內(nèi)，并且其中塑料熔液在其從噴絲嘴中流出之前在壓力作用下流過過濾元件(18)的過濾材料(20)，并借助于分配頭(42)引入噴絲嘴內(nèi)，其特征在于過濾元件(18)在其朝向分配頭(42)的內(nèi)側(cè)上具有一帶側(cè)壁液體通道(32)的支承管(30)，以支承過濾材料(20)，并且在支承管(30)和分配頭(42)之間形成一輸出腔(52)。
13．按權(quán)利要求12的紡絲頭，其特征在于支承管(30)和分配頭(42)之間的輸出腔(52)通過分配頭(42)朝出口端方向的錐形收縮形成。
14．按權(quán)利要求12或13的紡絲頭，其特征在于加壓板(44)和分配頭(42)之間的分配裝置(22)的密封面由加壓板(44)的底面構(gòu)成。
15．按權(quán)利要求14的紡絲頭，其特征在于加壓板(44)的底面向塑料熔液從紡絲頭(10)中流出的方向傾斜一可預(yù)先規(guī)定的角度，最好是0°至40°，尤其是15°。
16．按權(quán)利要求12至15之任一項(xiàng)的紡絲頭，其特征在于支承管(30)和過濾材料(20)連接成一圓柱形過濾器外殼(34)，在其端部上形成過濾元件(18)的密封面(26,28)。
17．按權(quán)利要求16之紡絲頭，其特征在于過濾材料(20)在朝向加壓板(44)的端部以其密封棱(26)軸向突出于支承管(30)。
18．按權(quán)利要求16或17的紡絲頭，其特征在于過濾器外殼(34)具備預(yù)先規(guī)定的彈性，它在軸向壓緊力的作用下通過過濾元件(18)的密封棱(26,28)支持密封間隙(24)的關(guān)閉。
19．按權(quán)利要求16至18之任一項(xiàng)的紡絲頭，其特征在于過濾元件(18)的密封棱(26,28)分別由精加工過的圓周焊縫(40)構(gòu)成，它完全覆蓋過濾器外殼(34)的端面。
20．按權(quán)利要求12至19之任一項(xiàng)的紡絲頭，其特征在于過濾材料(20)由一種打褶的金屬絲織物或打褶的無紡布組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于用來制造人造長絲的紡絲頭(10)的過濾裝置以及紡絲頭(10)本身,它具有一殼體(12),塑料熔液在此殼體內(nèi)在其流出噴絲嘴之前在加壓作用下流過具有過濾材料(20)的過濾元件(18),過濾元件通過分配裝置(22)根據(jù)熔液壓力的強(qiáng)弱得到一軸向壓緊力,它作用在過濾元件(18)的密封棱(26,28)上,使密封間隙(24)閉合。通過過濾元件(18)和/或其彈性特性的特殊幾何設(shè)計(jì)可以達(dá)到一種能量方面有利的過濾器運(yùn)行,其中過濾系統(tǒng)壓力穩(wěn)定,并保證良好的持續(xù)密封。
文檔編號D01D4/08GK1304462SQ99807093
公開日2001年7月18日 申請日期1999年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月8日
發(fā)明者拉爾夫·弗努克, 諾伯特·朗, 于爾根·豪斯多夫, 馬庫斯·賴希魏因, 羅蘭·尼奇克, 約爾格·亞歷山大, 斯特凡·貝歇爾 申請人:Hydac處理技術(shù)有限公司, 巴馬格股份公司