本发明涉及一种用于丝变形的喷嘴,它由一个输送部分和一个打了孔的填塞室构成,其中输送部分具有一个走丝通道,走丝通道通过环形通道以及送气孔与气体进口相连,送气孔位于一个假想锥体的外表面上,为了穿丝,喷嘴在沿走丝通道的轴向平面内具有一个可以打开和关闭的穿丝缝。 在DE-AS1435653中介绍了一种连续填塞卷曲热塑丝的方法,并为实现该方法提供了一种设备,在这种设备中,丝通过热的流动介质借助一个喷射器送入带有透气侧壁的填塞室,并形成了丝塞,接着它在设备的末端被接收并卷起。
其它这种类型的设备介绍于DE-OS2632083和DE-GGm7723587中。特别是后者在工作中保证了填塞卷曲的质量。但是所有这些现有的设备都存在着重要的缺陷,即设备起动时的穿丝是非常麻烦和费时的,例如如果在运转过程中,在出现断丝或类似情况需重穿入丝时,穿丝工作只有在关闭热压缩气体,有时要在设备冷却到相当程度时才能进行。
由欧洲专利108205,123072,26360,110359已知一些方案使变形喷嘴可以打开。采用的措施是,变形喷嘴由两半组成,在工作状态下两半是被紧紧地压在一起的。这只有在输送部分及与其相连的填塞箱在强度方面是一样的时候才有可能。因此对于打了孔的填塞箱必须采取特别的措施,以达到要求的强度。
本发明的目的在于提供一种用于丝变形的喷嘴,它由一个输送部分和一个填塞箱组成,其中输送部分具有走丝通道,走丝通道通过送气孔与气体输入通道相连,送气孔位于一个假想的锥体表面上。为了穿丝、喷嘴在走丝通道的轴向平面内具有一个可以打开和关闭的穿丝缝。该喷嘴使丝穿入填塞卷曲设备中时可以不改变其工作状态。
应该避免现有设备和方法的缺点,并提供一个可打开的喷嘴,该喷嘴在不降低效率的条件下,可以保证简单、快速地将丝导入喷嘴中。为此应能通过喷嘴的结构设计,尤其是使填塞箱具有便于气体流动的结构形式,来保证工作介质能以最佳方式排出,而且并不因此而损害为将填塞箱设计得特别结实而必须具有的足够的强度。
上述目的按本发明是通过一个丝变形喷嘴来实现的,该喷嘴由导言所定义的那种形式的输送部分和一个打了孔的填塞室组成,其中输送部分和填塞箱作为机械上独立的构件,填塞箱直接固定在输送部分上并与输送部分的气流通道互相连通。在这种喷嘴中,输送部分由一个静止部分和活动部分组成。其中,静止部分是一个带有通孔的壳体,而活动部分是一个密封地装在通孔中并可旋转的套筒。套筒具有走丝通道,壳体和套筒在沿轴向的平面内具有一个缝隙,它们的安置要使套筒的缝隙在一个固定的旋转位置(穿丝位置)与壳体的缝隙构成一个汇入走丝通道的穿丝缝,而在其它旋转位置(工作位置)套筒的缝隙被壳体盖住。此外,在这种变形喷嘴中填塞箱是一根管子,管子上具有一个长缝,它与喷嘴输送部分静止部分的缝对齐。
在这种喷嘴中输送部分和填塞箱的结构有所差别。为此要考虑到,在输送部分中充满了高的空气压力或蒸汽压力的介质,丝在输送部分中不仅得到了高热能,而且处于高速流动的工作介质中,例如热空气或蒸汽中,因此也得到了很高的动能。所以在那里无论如何必须避免泄漏。
按本发明,套筒应精确地与通孔相配合,使除了穿丝缝之外不出现泄漏。尽管在套筒和通孔之间预先规定了特别小的间隙,仍应保证即使在工作时被加热的条件下,套筒在任何时侯都可以转动,为此按本发明要事先考虑使套筒的工作温度不能高于壳体的温度。这一条件是按如下实现的,即壳体通过基本上平行于套筒延伸的气体通道加热,通道一方面与热压力气体的接头相连,另一方面与送气通道相连。为此热的压力气体,最好是在下端部附近进入壳体,通过至少一个在壳体中的气体通道导向送气通道入口区,并由此将壳体加热到略微超过套筒温度,绝不能低于套筒温度。
气体的输入最好在壳体内进行,因为这样在喷嘴中的热传导最有利而且气体的导入也比较方便。同时输入通道汇入装有套筒的通孔中,它们的安置使输入通道至少在套筒的工作位置被盖住。而角向距离应设计成使壳体和套筒之间的气流通道不仅在工作位置而且在穿丝位置都是连通的。由此可以保证,在穿丝的情况下,丝仍然在压缩气体的作用下输送,而且不论是喷嘴还是丝,在穿丝时都保持在工作温度上。
对于填塞箱要考虑到,首先它必须具有最有利的结构型式以利于排出工作介质以及拉下丝塞,而当填塞箱作得同样坚固时,则不能满足上述要求。
作为分离构件的填塞箱虽然在所有的实施例中都和输送部分构件之一相连,但是它仍按独立的构件设计的,并且在任何情况都有一穿丝缝,该缝在穿丝的位置与输送部分的缝对齐。填塞箱的穿丝缝在本发明的一个实施例中由一块薄板封闭,该薄板可以插入缝中并大体上一直插到缝的内圆周上。事实证明这种薄板是一种很好的封闭元件,因为它并不挡住两边的缝隙,这两边缝隙的总宽度大体上能与填塞箱的孔或缝相匹配。以这种方法可以在填塞箱中获得均匀的流场。
在另一种结构形式中,填塞箱在内应力作用下,使穿丝缝关闭。要穿丝时,通过张开机构可以使穿丝缝打开。可将输送部分的套筒作为张开机构。在这种情况下,套筒以其一端插入填塞箱,并通过一个与填塞箱内圆相配合的凸轮连接,起到张开的作用。另一种方案也可以使填塞箱和套筒的端面通过一个与套筒偏心的导引弧和一个插入该导引弧中的销子连接起来。根据导引弧不同的偏心形式使套筒和填塞箱之间的强制连接,当填塞箱在内应力作用下使穿丝关闭的情况下,可以用于张开填塞箱,或用于沿关闭穿丝缝的方向径向压紧填塞箱。
下面对本发明的实施例进行介绍
其中
图1为变形喷嘴的外视图
图2至图5为分成两部分的部分壳体剖面图
图6为分成两部分的套筒上部分的剖面图
图7为分成两部分的套筒上部分外视图
图8为套筒下部分剖视图
图9为套筒下部分视图
图10为通过壳体和套筒的水平剖面图,套筒处于工作位置
图11为通过壳体和套筒的水平剖面图,套筒处于穿丝位置
图12为填塞箱可张开的设备纵剖面图
图13a和13b为通过图12中填塞箱的剖面图,图13a为穿丝缝处于打开的情况,而图13b为穿丝缝处于关闭的情况
图14为填塞室可压在一起的实施例的纵剖面图
图15为通过图14填塞箱的横剖面图
图1以平行透视图的形式给出了填塞卷曲装置的总体外视图。输送部分由壳体51和套筒52组成。套筒52装在壳体51的通孔57中,并可借助于调整杆31旋转。
填塞箱23是一根比较薄的管子,在它的上部具有长缝,而在下部是不能透过空气的。壳体51、套筒52和填塞箱23在它们的整个长度上各有一条长缝70、71和28。
填塞箱23通过双头螺栓72与壳体51相连。壳体的缝71与填塞箱的缝28相互对齐。缝70、71和28总是沿径向设置的。填塞箱23的缝28可以通过闭合板54关闭。板的厚度近似为缝的宽度。板装在一个摆动杆73.1上。摆动杆可以绕转轴73.2转动。为了穿丝,闭合板可以借助摆动机构73从填塞箱的缝28中转出。
为了使壳体51便于加工,将壳体分为两部分,如在图1至图5中所示。图2至图5给出了壳体的最佳实施例方案,该壳体主要具有加工工艺方面的优点;当然作成一个整体的壳体51同样也是可行的。
通孔57贯穿于整个壳体。
图4和图5给出了壳体下部分的外视图和剖视图。壳体的下部分具有一个压缩气体的管接头75和一个气体通道10。气体通道平行于通孔57,其出口位于壳体两部分的分界面77。通孔57在其整个轴向长度上沿径向开了缝。壳体51中的通孔和缝71要在这两部分组装在一起时进行组合加工。以这种方式保证了在两部分中的通孔57和穿丝缝准确地对准。壳体的上部分示于图2和图3中。在图2中用外视图表示的分界面77中加工了一个通道系统。该通道系统从盲孔10出发,该盲孔在二部分组装在一起时和下部分气体通道10对齐。通道系统从气体通道10分出两条分配通道56,它们分别从两侧围住通孔57。分配通道56以二条槽道58汇入通孔57。这一前面所描述的通道系统在喷嘴壳体51的上部分加工成槽的形式。这些槽铣在上部分的分界面77中。通过将壳体的两部分相互连接并夹紧,这些槽就构成了通道系统,热空气或蒸汽通过该通道系统引入套筒52。
套筒52的结构及热空气或蒸汽的进一步分配可从图6至图9看出。套筒52也由两部分组成。图6及图7中所给出的上部分78具有狭窄的、位于旋转部分轴线上的走丝通道1,以及四个分布于周围的径向盲孔59。在套筒的上部分从下面向上钻了四个送气孔6,而且这些送气孔6位于一个想象的圆锥的外表面上。套筒的上部分通过螺纹62拧进下部分中。因此上部分和下部分的分界面63紧密地靠在一起。套筒的下部分还具有另一走丝通道4(混合通道)以及锥形的走丝通道的扩展段5(扩散器)。
外表面以及缝都在组装好的状态下进行组合加工。
图10和图11给出了安装好的输送部分在分配通道56高度处的横剖面图,其中图10为工作状态,图11为套筒52在导丝的位置。套筒52的穿丝缝70在工作位置相对于壳体51的缝71错开90°,并被通孔57的内壁盖住。在穿丝位置,这些缝互相对齐。然而在这二个调整位置,套筒52的盲孔59都与壳体通道系统的槽道58相连通。因此在穿丝位置,喷嘴也被送入热气体。
图12为变形喷嘴另一实施例的纵剖面图;而图13a、13b为该变形喷嘴填塞室的剖面图。变形喷嘴的输送部分由壳体51和套筒52组成。套筒52装在壳体的通孔57中。套筒分成两部分。套筒的上部78具有一环形凸台32,它靠在壳体的上端面。在壳体中,分配通道74位于通孔57的三个侧面。分配通道位于与通孔57垂直的一个平面中。分配通道74与热空气源或蒸汽源相连。从分配通道74引出多条气体通道10,这些气体通道与通孔57平行。气体通道10的出口位于壳体51的上端面。分配通道74和气体通道10作得这样长是为了加热壳体。在环形凸台32与壳体51的端面相对着的端面上加工了一个环形槽34。这一环形槽与气体通道10的出口相吻合。在套筒52的上部分78中从环形凸台32的外圆上加工了四个径向的连接孔59。连接孔59与环形槽34相连。连接孔59在环形凸台32外圆处用螺纹堵头22堵死。送气通道6从连接孔59的里端引出。送气通道6的出口位于套筒上部分78的下端面,使送气通道6通向套筒下部分80的混合通道4。在套筒上部分的周围,例如可以设置四个连接孔59和相应的四个送气通道6。送气通道6位于假想的锐角锥体的外表面。套筒上部分78通过螺纹62与套筒下部分80相连。套筒52通过顶盖33固定。顶盖33包围住环形凸台32并用螺钉与壳体51相连。套筒52可以通过手柄31旋转。
混合通道4终止于扩散器5。填塞箱23与扩散器5相连。填塞箱是一根比较薄的管子。该管子的部分长度上有长缝25。该长缝是利用圆盘铣刀部分深入到填塞箱23的外壳中铣成的。长缝用于使热气体(热空气、蒸汽)可以从填塞箱排出。此外,填塞箱23还具有穿丝缝28。穿丝缝28沿填塞箱的整个长度延伸。填塞箱的穿丝缝28与壳体的穿丝缝71对齐。填塞箱具有一个法兰36。填塞箱在其与穿丝缝28相对的一侧利用该法兰通过螺钉37与壳体51连接将来。法兰上与穿丝缝错开90°具有长孔38.1和38.2。法兰以这种方式用穿过长孔的螺钉与壳体51相连,使填塞箱23的壁为了打开和关闭穿丝缝28可以作一定的径向运动。套筒以其端部39装到填塞箱23中。套筒52的端部39以及填塞箱23的上部分之横截面均呈椭圆形,并彼此基本上是完全一致的。填塞箱制成使其处于内预应力的作用之下。该预应力例如可以通过一个弹簧圈40将其包围住而产生。
图13b示出了套筒52处于工作位置的状态。套筒52的穿丝缝70不与壳体51的穿丝缝71及填塞箱23的穿丝缝28对齐。在这一工作位置,套筒52的椭圆端头39和填塞箱23的内椭圆筒的主轴线重合在一起。因此,由于填塞箱受内预应力的作用,填塞箱的穿丝缝28闭合。
图13a示出了穿丝位置。所有的穿丝缝70、71和28互相对齐。由于旋转了套筒52,这时套筒52的椭圆端头39的主轴线位于填塞箱23椭圆形内横截面的短轴上。因此填塞箱23在其穿丝缝28处张开。
在填塞箱23的下面,有一传送装置24。它由两个被传动旋转的传送辊组成,传送辊位于一个与填塞箱轴线垂直的平面内。传送辊的周边具有一个沿圆周的槽44。两个传送辊的槽在填塞箱轴线方向构成了一个通道,该通道的截面基本上与填塞箱的截面相适应。在填塞箱中形成的丝塞可以以这种方式通过这两个传送辊24传送。在DE-A2632082中给出了它的详细结构。
在图14中给出了变形喷嘴的另一实施例的纵向外视图及纵剖面图,其通过填塞箱的横截面图示于图15中。
变形喷嘴的输送部分由壳体51和套筒52构成。套筒52装在壳体的通孔57中。套筒分为两部分。套筒的上部分78具有一个环形凸台32,它靠在壳体的上端面上。壳体在通孔57的三个侧面设置了一个分配通道75。分配通道74与一个热空气或蒸汽源相连。多条气体通道10从分配通道74引出,这些气体通道平行于壳体的通孔57。气体通道10的出口位于壳体51的上端面。在环形凸台面对着壳体51的端面上加工了一个环形槽34。该环形槽与气体通道10的出口相配合。在套筒52的上部分78中环形凸台32的外圆上加工了径向的连接孔59。连接孔59与环形槽34相通。连接孔59在环形凸台32的外圆用螺丝堵头22堵死。
一个个的送气通道6从连接孔59的内端引出。送气通道6的出口位于套筒上部分78的下端面,使送气通道对准套筒下部分80的混合通道4。在套筒上部分78的周围可以设置四个连接孔59以及相应的四个送气通道6。送气通道6位于假想的锐角锥体的外表面上。套筒上部分78通过螺纹62与套筒下部分连接起来。套筒52通过顶盖33固定。顶盖33包围住环形凸台32并用螺钉与壳体51连接起来。套筒52可以通过手柄31转动。
混合通道4后接着扩散器5。填塞箱23连接于扩散器5。填塞箱是一根比较薄的管子。该管子在部分长度上有长缝25,长缝是由部分深入填塞箱23壳体内的圆盘铣刀铣削出来的。长缝用于使热气体(热空气、蒸汽)可以从填塞箱排出。此外,填塞箱23还具有穿丝缝28。穿丝缝28沿填塞箱的整个长度延伸。填塞箱的穿丝缝28与壳体的穿丝缝71对齐。填塞箱具有一个法兰36。填塞箱在其与穿丝缝相对的一侧利用该法兰通过螺钉37与壳体相连。法兰上与穿丝缝错开90°有长孔38.1和38.2。法兰以这种方式用螺钉穿过该长孔与壳体51相连,使填塞箱23的壁为了打开和关闭穿丝缝可以作一定的径向运动。套筒在其对着填塞箱的端部有两个销子41.1和41.2。这些销子嵌在槽42.1和42.2中,这些槽加工在填塞箱上相应的端面上。这些槽如图15所示相对于填塞箱上的穿丝缝28在两个方向错开约90°。此外,槽42.1和42.2是偏心的。当套筒52相对于壳体51和填塞箱23转动时,销子41.1和41.2将填塞箱壁径向压在一起或将填塞箱径向彼此张开。填塞箱的最后一段弧41.1和43.2基本上是沿圆周方向的。当销子41.1和41.2位于这些弧中时,填塞箱处于工作位置,填塞箱的穿丝缝28是关闭的,而套筒52的穿丝缝相对于壳体51的穿丝缝71大体上错开了90°
传送装置24参看图12、13a、13b的结构。
符号表
1 走丝通道
4 混合通道、末端扩张区
5 扩散器、锥形出口区
6 送气通道、溢流孔、斜孔
10 气体输入通道
22 螺纹堵头
23 填塞箱
24 传送装置
25 纵向缝隙
28 穿丝缝
31 调整杆
32 环形凸台
33 顶盖
34 环形槽
36 法兰
37 螺钉
38.1 长孔
38.2 长孔
39 端部、凸轮端部
40 弹性环
41.1 销
41.2 销
42.1 槽
42.2 槽
43.1 弧段
43.2 弧段
44 槽
51 壳体、输送部分、喷嘴座
52 套筒
54 闭合薄板
56 分配通道
57 通孔
58 槽道
59 径向盲孔
62 细螺纹
63 分界面
64 配合面
68 配合面
70 穿丝缝、缝隙
71 穿丝缝、缝隙
72 双头螺栓
73 转动机构
74 分配通道
75 接头、压力气体接头
76 分界面
77 分界面
78 套筒上部
79 套筒下部