用于生产人造丝线和纤维的纺丝头组件.pdf

一种用于生产人造丝线和纤维的纺丝头组件，具有一容纳喷嘴组(3)的外壳(2)。喷嘴组(3)包括一倚靠于支撑部分(5)上的纺丝头组件上部(6)，和一设置于支撑部分之下由外壳(2)支撑的喷嘴(4)。纺丝头组件上部和支撑部分围成一过滤空间(25)。喷嘴组支撑于外壳内，其方式为，当对贮砂空间(25)施加压力时，支撑部分(5)和喷嘴(4)之间的密封件(30)轴向受压，沿轴向的运动自由度通过一止动件(17)所限制。因此，当压力作用于纺丝头组件时以及在无压状态下，都可以使过滤空间可靠地密封于外壳。

1.  一种纺丝头组件(1)，它带有一容纳喷嘴组(3)的外壳(2)，喷嘴组(3)具有一倚靠于一支撑部分(5)上的纺丝头组件上部(6)、和一设置于支撑部分之下并支撑于外壳之上的喷嘴(4)，纺丝头组件上部和支撑部分围成一过滤空间(25)，并且密封件(20、38)设置于支撑部分和喷嘴之间，其中喷嘴组(3)支撑于外壳内，其方式为当对过滤空间施加压力时，用来密封支撑部分和喷嘴之间的密封件(20、38)被轴向压合在一起，沿轴向的运动自由度由一止动件(17)限制。

2.  如权利要求1所述的纺丝头组件，其特征在于，支撑部分(5)具有一向外啮合于喷嘴(4)上的凸肩(15)，止动件为一处于外壳(2)内部、支撑部分的凸肩之下的轴环(17)。

3.  如权利要求2所述的纺丝头组件，其特征在于，支撑部分(5)的凸肩(15)和外壳(2)的轴环(17)设计为，在插入用来密封支撑部分和外壳之间的密封件(20、38)后，当过滤空间(25)处于无压状态时，它们之间具有一确定的间隙X₁。

4.  如权利要求1-3中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，喷嘴组(3)可以利用一可旋入外壳的止推环(33)轴向支撑于外壳(2)内。

5.  如权利要求1-4中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，密封件(20、38)由一环形密封件(38)构成，其设置于支撑部分(5)和喷嘴(4)之间，并且围成一单层或多层过滤片(37)。

6.  如权利要求1-4中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，密封件(20、38)由一单层或多层过滤片(18)构成，其设置于支撑部分(5)和喷嘴(4)之间，并且由一密封环(20)加边。

7.  如权利要求1-6中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，纺丝头组件上部(5)和支撑部分(4)之间的分离面(27)由一环形密封件(28)所密封。

8.  如权利要求7所述的纺丝头组件，其特征在于，纺丝头组件上部(6)和支撑部分(5)形成一外围的凹部(29)，环形密封件(28)插入其中。

9.  如权利要求1-8中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，喷嘴头上部(6)具有一帽状型式，且支撑部分为一支撑板(5)。

10.  如权利要求1-9中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，一单层或多层过滤片(26)设置于支撑部分(5)上。

11.  如权利要求1-10中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，一分配空间(22)设置于支撑部分(5)和喷嘴(4)之间。

12.  如权利要求1-11中任一项所述的纺丝头组件，其特征在于，纺丝头组件上部(6)具有一用来将纺丝头组件(1)固定于纺丝头的固定件(30)，纺丝头组件上部克服扭转固定于外壳(2)内。

用于生产人造丝线和纤维的纺丝头组件
本发明涉及一种用于生产人造丝线和纤维的纺丝头组件，它具有一容纳喷嘴组的外壳，该喷嘴组具有一纺丝头组件上部、一支撑部分和一喷嘴。
具有至少一个纺丝头组件的熔体纺丝设备用于人造丝线和纤维的生产。已知的纺丝设备的纺丝头组件具有一容纳喷嘴组的外壳。该喷嘴组通常包括沿流动方向一个接一个地设置的一纺丝头组件上部、一支撑部分和一喷嘴。
DE 42 36 570 A1和DE 33 24 833 A1公开了具有设置在一圆柱形外壳内的纺丝头组件上部和一喷嘴的喷嘴组。
EP 0 931 863 A2(US-A-5,662,947)介绍了一种具有上述这种喷嘴组的纺丝头组件。在该例中，用一锥形环密封件将喷嘴组与支撑板之间加以密封。作为纺丝头组件上部，一个在外环上带孔的外周分层的位移体位于锥形环密封件之内。一碗状支撑板支撑于插入到外壳内的板状喷嘴上。这样，碗状支撑板的一外周缘倚靠于喷嘴板上，一环形密封件设置在支撑板和喷嘴板之间的周缘上。纺丝头组件上部和支撑部分依靠一压紧圈而相互支持。
碗状支撑板围成一圆柱形过滤空间，受压时该过滤空间起作用。当压力作用于过滤空间时，上述的熔体就会施加一径向力于环形密封件，通过此压力将其压紧在外周缘上。结果，尽管在环形密封件的外圆周表面和外凸肩的内圆周表面之间完成密封，但是由此阻止了熔体通向外面，这一方面仍然会使熔体穿过环形密封件和凸肩之间的水平缝隙，另一方面也会穿过环形密封件与支撑板之间的水平缝隙。这些缝隙是由于过多的沉淀现象发生时其后的密封件缺少轴向支撑而产生的。这基本上有过滤空间/喷嘴组处于压力和无压状态下两种情况。
此外，当压力作用于过滤空间时，环形密封件的材料可能会流入缝隙中。在实际上，这会导致在外壳内部形成残渣，而这些残渣很难清除掉。
另一个缺点是，很难将过滤材料，特别是滤砂从碗状支撑部分中除去。这些残渣一般仍留在碗状支撑部分的壁上。
基于此，本发明的目的是提供一种纺丝头组件，其喷嘴组在压力作用于过滤空间时以及在无压状态下，都可以可靠地密封于外壳，从而确保高的产品质量。
根据本发明，通过权利要求1中所限定的特征可以实现本发明的这一目的。本发明的有利实施例即为从属权利要求的主题。
根据本发明的纺丝头组件的喷嘴组是已知的一种自密封喷嘴组，当对过滤空间施加压力时，支撑部分被压紧在喷嘴上。喷嘴组支撑在外壳内，其方式为当对过滤空间施加压力时，可以使得用来密封支撑部分和喷嘴之间的部件轴向地压合在一起。
支撑部分基本上不支撑于喷嘴上，而是仅仅支撑于密封件上，从而沿轴向压紧密封件。一方面，这确保熔体不会穿过支撑板和喷嘴之间的水平缝隙，另一方面，也不会穿过密封件和喷嘴之间的水平缝隙。
但是，在根据本发明的纺丝头组件中，支撑部分在外壳内的运动自由度受到一止动件的限制。该止动件能够确保排除密封件的过度变形。
在根据本发明的纺丝头组件内，不管组件公差如何，由于密封件在支撑部分和喷嘴之间的压合是沿轴向发生，所以，在对过滤空间施加压力时和在无压状态下，都能确保可靠的密封。
而且，有利地，外壳与产品流不发生接触，而是只用作喷嘴组的轴向支撑。由于外壳根本不吸收任何径向力，因此只需要较小的壁厚，这样反过来导致了相对小的外壳尺寸。
在一特别的优选实施例中，支撑部分具有一向外啮合于喷嘴之上的凸肩，支撑部分的止动件为一轴环，处于外壳内部、支撑部分的凸肩之下。由于支撑部分的凸肩呈环状围绕着密封件，因此形成一容纳密封件的空腔。该空腔阻止了密封件材料在高压下的流动。
优选地，支撑部分的凸肩和外壳的轴环以这样一种方式来设计，即，在插入用来密封支撑部分和喷嘴之间的部件后，当过滤空间处于无压状态时，它们之间始终有一确定的间隙。该间隙的尺寸确定为即使在将密封件固定后，支撑部分的凸肩也不会倚靠在轴环上。
喷嘴组优选地依靠一旋入外壳的止推环轴向支撑于外壳内。由于利用过滤空间内的内部压力来产生必要的压力，所以通常仅用一较小的预应力就足以将喷嘴组密封。
密封件优选地由一平形密封件构成，其设置于支撑部分和喷嘴之间并且围成一单层或多层过滤片。代替平形密封件，也可以将一称作加边单层或多层过滤片的单独的过滤片设置在支撑部分和喷嘴之间。这种过滤片具有一个或多个用一环形密封件加边的网眼层。该密封件适宜为一个环，特别是一铝环，具有U-型或C型的横截面，且围绕于网眼层。
纺丝头组件上部和支撑部分之间的分离面优选地用一环形密封件加以密封，该密封件位于纺丝头组件上部和支撑部分的外围凹部，从而使过滤空间没有死区和空隙。
在一另外的优选实施例中，喷嘴头上部具有一帽状型式，支撑部分为一支撑板。相对于具有一碗状支撑部分的喷嘴组，该实施例的优点是，简化了将过滤片特别是滤砂送入过滤空间和从过滤空间中取出地过程。在拆卸喷嘴组的过程中，粘附于支撑板的滤渣就会松掉。当纺丝头组件上部起离时，就可将滤渣彻底清除而没有一点残余。
该实施例的目的是可以将多个纺丝头组件一个紧接着一个地固定在一纺丝轴上。这要以尽可能小的纺丝头组件外径为前提。
因此，在另一优选实施例中，优选地以一快动作紧固件的形式来将可更换纺丝头组件固定于整个纺丝系统或纺丝轴。该紧固件位于纺丝头组件上部。该紧固件适宜为一种卡口联接件。由于用来闭合或打开紧固件的扭矩通过外壳作用于喷嘴头上部，所以喷嘴头上部克服扭转而固定在外壳内。
下面参照附图对纺丝头组件的一优选实施例进行详细说明，在图中：
图1以一透视图示出纺丝头组件的第一优选实施例的外壳和喷嘴组，
图2以一截面图示出图1中的纺丝头组件，
图3以一放大图示出图2中的细部A，
图4以一截面图示出纺丝头组件的第二优选实施例，以及
图5以一放大图示出图4中的细部B。
图1以一透视图示出纺丝头组件1的第一优选实施例。纺丝头组件1具有一容纳喷嘴组3的基本上呈管状的外壳2。外壳2是依照已知的顶加载原理构造而成，即，将在以下详细说明的喷嘴组3所包括的各个部分从上插入到外壳内。图1显示外壳处于使用位置，它固定于一纺丝轴。在图1中产品流的流动方向用A来表示。
喷嘴组3具有一喷嘴4、一支撑板5和一喷嘴头上部6。喷嘴4为一具有多个连续孔7的圆盘，在图1中仅示出其中的两个孔作为范例。它由一外周凸肩8支撑于外壳2下侧的内周凸肩9上。
支撑板5具有一带有多个连续分配管道11的板状体10，其具有一向上变尖的外围延伸部分12和一下部的外围延伸部分13。下延伸部分13具有一向下突出的水平密封面14，该水平密封面14邻接于一个凸肩15，凸肩15进一步向下突出并且啮合于支撑板4上(图3)。具有一基本上为矩形横截面的凸肩15的内侧形成一垂直密封面16。在凸肩15下面，外壳2具有一轴环17。
支撑板5依靠一设置在支撑板和喷嘴之间的加边多层过滤片18密封于喷嘴4。该多层过滤片18具有多个用一具有平U形横截面的铝密封环20加边的网眼层19。密封环20位于由喷嘴4的水平密封面21和支撑板5的水平密封面14及垂直密封面16所限定的空腔中。
在加边多层过滤片18上，一高度为0.5-4mm的分配空间22形成于支撑板5和喷嘴4之间。但是，这种分配空间并不是必需的。
碗状喷嘴头上部6具有一覆盖部分23和一柱状部分24，通过它喷嘴头上部倚靠于支撑板5的上部外周凸肩12上。纺丝头组件上部6和支撑板5围成一圆筒状过滤空间25。
纺丝头组件上部完全地、紧压地并且以一罩状的形式围绕着过滤空间25。由于可以用砂来填充过滤空间25，所以也可以将过滤空间设计成一贮砂空间。还可以将倚靠于支撑板10上的单独过滤片26松散地插入到贮砂空间内，单独过滤片的数量决定了过滤度以及压力差。
纺丝头组件上部6的柱状部分24和支撑部分10的上凸肩12之间的分离面27由一环形密封件28密封。环形密封件28位于一环形槽29内，该槽29形成于柱状部分24和凸肩12中。它与贮砂空间25的壁是齐平的。
纺丝头组件上部6的覆盖部分23具有一设计来容纳卡口联接件的中间槽30，纺丝头组件1依靠它从上方置于纺丝轴的熔体供给管，未示出。聚合物经由一位于覆盖部分23的槽30中间的熔体管道31供应到贮砂空间25。为了将纺丝头组件1与熔体供给管加以密封，将一套管式密封件32安置在熔体管道31内。
用一旋入外壳2的止推环33将喷嘴组3支撑在上述外壳内。支撑于纺丝头组件上部6的覆盖部分23的外轴环34上的止推环33在喷嘴组3上施加一轴向预应力，该预应力足以在无压状态下利用环形密封件20相对于喷嘴4密封支撑板5。在此情况下，纺丝头组件上部6和支撑板4在外壳2内没有间隙。当对贮砂空间25施加压力时，支撑板5被压到密封环20上，由环形密封件28所密封的纺丝头组件上部和支撑板之间的分离面27被沿径向压到密封面上。支撑板和喷嘴之间的密封环20仅仅沿轴向受压，由于加边过滤片18的空腔阻止了材料的流动。支撑板5的外凸肩15和外壳2的轴环17的尺寸确定为在无压状态下，凸肩和轴环之间留有一确定的间隙X1。在压力作用下，该间隙的尺寸减小，直到支撑板紧靠于外壳。从而限制了沿轴向移动的自由度。
纺丝头组件上部6由销35、36克服扭转固定于外壳2内。
下面对纺丝头组件的工作进行简要说明。
经由未示出的熔体供给管，聚合物通过纺丝头组件上部6的熔体管道31进入贮砂空间25，在聚合物穿过支撑板5的分配孔11进入到分配空间22之前，它在那里由过滤砂和松散的单独过滤层26所过滤。在透过多层过滤片18后，熔体进入喷嘴4的喷嘴管道7，从而从喷嘴喷出丝线或纤维。
为了卸下纺丝头组件1，只需松开止推环33将纺丝头组件上部6从外壳2取出即可。同时，粘附于支撑板5的滤砂从过滤空间25的壁上松脱而没有一点残余。随后，将滤砂与支撑板5和喷嘴4一起从外壳2取出。纺丝头组件的安装则以相反的程序进行。
图4和5示出纺丝头组件的第二优选实施例。此实施例与参照图1-3所述的优选实施例不同之处仅在于，代替加边的多层过滤片，而将一多层过滤片与一单独的环形密封件一起设置在支撑板和喷嘴之间。与图1-3中相应的图4和5中纺丝头组件的各部分用相同的参考符号来表示。图4和5中的多层过滤片用参考符号37表示，环形密封件用符号38来表示。同样仅仅轴向受压的环形密封件38由一种弹性材料构成，并且具有一矩形横截面。这两个优选实施例在其他的构造和功能方面都没有差异。