DE19920682B4

DE19920682B4 - Dampfbeschleierung für Spinnsystem mit Rechteckdüsen

Info

Publication number: DE19920682B4
Application number: DE19920682A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Dieter Beeck; Rainer Tietze
Original assignee: ZiAG Plant Engineering GmbH
Current assignee: Lurgi Zimmer GmbH
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 1999-05-05
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2019-05-06
Also published as: US6790392B1; EP1177335A1; DE19920682A1; DE50015706D1; ATE438749T1; WO2000068475A1; EP1177335B1

Abstract

Verfahren zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und damit ausgestatteten Spinnsystemen zur Erzeugung von Polyamid-Filamenten, insbesondere nach dem Bottom-Loading-Konzept, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Dampfbeschleierung benötigte Wasserdampf zunächst durch eine im Wärmeträgerdampf des Spinnbalkens liegende Rohrschlange (9) strömt, um dabei auf die nahezu gleiche Temperatur wie die Spinntemperatur selbst aufgeheizt zu werden, danach durch eine druckvergleichmäßigende Verteilerkammer (14) geleitet wird, ehe er dann unmittelbar an der ganzen Längsseite eines Rechteckdüsenpaktes (2) austritt und schlussendlich gleichmäßig verteilt in den Spinnraum (8) an die Spinnplatte gelangt.

Description

Die Erfindung betrifft die Dampfbeschleierung bei der Erzeugung von Polyamid-Filamenten, insbesondere für rechteckige Spinndüsen nach dem Bottom-Loading-Konzept und damit ausgestattete Spinnsysteme.

Bei der Verspinnung von Polyamiden, insbesondere bei PA6, entweichen während des Filamentaustrittes aus der Spinndüse Monomere und Oligomere in Form von unangenehmen Rauchschwaden, die sich in der Umgebung unkontrolliert ablagern können. Um dies zu verhindern werden diese Emissionen über Absaugdüsen, die möglichst nahe am Spinnaustritt angebracht sein müssen, abgesaugt. Die Funktion und die Ausgestaltung von derartigen Absaugdüsen sind in der DE 198 36 682 C1 bekannt gemacht worden. Aus der DE 198 30 453 A1 ist weiterhin bekannt, daß überhitzter Dampf, der zur Befeuchtung der Polyamid-Filamente dient und die Absaugwirkung unterstützt, gleichzeitig auch noch die Wischintervallzeit der Spinndüsen verlängert, wenn diese direkt damit angeblasen werden.

Übliche Vorrichtungen, die den vorgenannten Zwecken dienen, stören jedoch wiederum beim Putzen oder Wechseln der Düsen. So ist z. B. eine zur Zeit noch übliche Düsenbeschleierung so beschaffen, daß der Dampf an der Längsseite eines Rechteckdüsenpaketes zentral auf die Seitenwand des betreffenden Düsenpaketes geblasen wird, dann in dem Spaltraum zwischen Düsenpaket und Düsenschacht im Spinnbalken nach unten strömt und von einer vorgebauten Prallplatte mehr oder weniger gleichmäßig in Richtung Spinnplatte umgelenkt wird. Diese Vorrichtung ist, abgesehen von der unzureichenden Beschleierung, für Rechteckdüsenpakete nach dem Bottom-Loading-Konzept nicht einsetzbar, ebenso wenig wie die Lösung für runde Spinndüsen aus der Anmeldung DE 198 30 453 A1 , die aufgrund des direkt anschließenden Nacherhitzers und auch vom Konzept her ausscheidet.

Aus der DE 199 22 816 A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Dampfanblasung, die Kanäle über mehrere horizontale Ebenen und eine Vielzahl von Verzweigungen enthält und damit eine Vergleichmäßigung des Dampfstromes bis zu dessen gleichmäßigen Austritt in Schlitzform erreicht, bekannt. Die gleichmäßige Anströmung der Spinnseide durch den Dampf führt zu einer gleichmäßigen Abführung der Monomeren, die damit den Spinnprozess nicht mehr negativ durch Ablagerungen beeinflussen können.

Weiterhin ist aus der DE 24 29 027 A ein Verfahren zum Abschrecken einer schmelzextrudierten Endlosfaser, die von einem Spinnkopf ausgeht, bekannt, bei dem unmittelbar unterhalb des Spinnkopfes in aufeinander folgenden Zonen Dampf und Luft zugeführt werden und die Endlosfasern durch die Zonen geführt werden, um die Endlosfasern abzuschrecken. Dabei wird ein Teil der zugeführten Luft durch nicht-kondensierbares Inertgas ersetzt und das nicht-kondensierbare Inertgas in eine Zone zwischen den Zonen für die Zuführung des Dampfes und der Luft geführt.

Schließlich ist auch aus der JP 56-134206 AA eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen bekannt, die Verfärbungen auf der Spinndüsenoberfläche unterdrückt und Störungen der Garnführung durch niedermolekulare Verbindungen verhindert, wobei sie eine dampferzeugende Kammer umfasst, die mit dem Boden eines hitzeisolierenden Zylinders und einer Dampfkammer in Verbindung steht.

In den genannten Druckschriften sind zwar ebenfalls Verfahren und Vorrichtungen zur Dampfbeschleierung von Spinndüsen beschrieben, ohne jedoch eine im Wärmeträgerdampf des Spinnbalkens liegende Rohrschlange zu offenbaren.

So stellt sich die Forderung nach einer funktionsfähigen, reinigungs- und bedienungsfreundlichen Vorrichtung zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und die erfindungsgemäße Lösung weist die Merkmale der Ansprüche auf.

Die Vorteile der neuen Dampfbeschleierung liegen in der guten Temperierung des Dampfes, wobei die Dampfzuführung durch eine Rohrschlange erfolgt, die durch den Heizraum des Spinnbalkens hindurch geführt wird, um den Dampf bis auf Spinntemperatur zu bringen. Vorteilhafterweise sind die Dampfaustrittsleisten direkt unter dem Spinnbalken, also an der Unterkante des damit abschließenden Rechteckdüsenpaketes, zwischen Spinnbalken und Nacherhitzer angebracht. Diese Dampfaustrittsleisten sind mit einem einfachen Labyrinth zur Druckvergleichmäßigung ausgestattet, das besonders kostengünstig zu fertigen ist. Der Dampfeintritt erfolgt dabei zunächst jeweils mittig zum Rechteckdüsenpaket und geht in einen nach oben offenen und relativ breiten Verteilerraum längs des Rechteckdüsenpaketes über. Dieser vertikale Verteilerraum geht in einen horizontalen und sehr schmalen Spaltraum über, der offen in den Spinnraum hinein mündet. Hier tritt dann der Dampf breit und gleichmäßig in Richtung der Düse aus. Dies erfolgt so effektiv, daß sich eine Beschleierung von den Stirnseiten her erübrigt.

Die nähere Beschreibung des Verfahren bzw. der Vorrichtung zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und damit ausgestatteten Spinnsystemen zur Erzeugung von Polyamid-Filamenten erfolgt nun weiter anhand von Zeichnungen. Dabei zeigt die
1 einen Schnitt durch einen Spinnbalken in dem die erfindungsgemäße Dampfbeschleierung eingebaut ist,
2 im Detailschnitt die Dampfbeschleierung im zusammengebauten und
3 im demontierten Zustand.
Die 1 zeigt ein beispielhaftes Spinnsystem. Der Schnitt geht durch einen Spinnbalken (1) mit Rechteckdüsen (2), seine Isolierung (3) und den Nacherhitzer (4), sowie die Monomerabsaugung (5). Darunter sieht man die Anblasung (6) und auch die Filamentschar (7) im Spinnraum (8) des Nacherhitzers (4) ist hier angedeutet. Die Dampfzuführung erfolgt durch eine Rohrschlange (9), die durch den Heizraum (10) des Spinnbalkens (1) hindurch geführt wird, um den schon überhitzten Dampf weiter bis auf Spinntemperatur zu bringen. Direkt unter dem Spinnbalken (1), also an der Unterkante des damit abschließenden Rechteckdüsenpaketes (2), zwischen dem Spinnbalken (1) und dem Nacherhitzer (4), werden längsseits – und bei sehr breiten Spinnpaketen beidseitig – Dampfaustrittsleisten (11) angebracht, die jeweils aus einer Basisleiste (12) und einer Verteilerleiste (13) bestehend, zusammen mit der Unterkante des Spinnbalkens (1) eine labyrinthartige Verteilerkammer (14), auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird. Die Stirnseiten des Rechteckdüsenpaketes (2) brauchen aber in keinem Fall mit Dampf beschleiert zu werden.
In 2 werden die Dampfaustrittsleisten (11) für die Dampfbeschleierung im zusammengebauten Zustand, d. h. betriebsbereit zwischen dem Spinnbalken (1) und dem Nacherhitzer (4) fest montiert, im Detailschnitt gezeigt. Diese Dampfaustrittsleisten (11) sind mit einem einfachen Labyrinth, der Verteilerkammer (14), zur Druckvergleichmäßigung ausgestattet. Diese labyrinthartige Verteilerkammer (14) wird seitlich von der Basisleiste (12) und nach oben von der Unterkante des Spinnbalkens (1) begrenzt und ansonsten hauptsächlich von den Aussparungen (15, 16) in der Verteilerleiste (13), einem vertikalen Verteilerraum (15) und einem horizontalen Spaltraum (16), gebildet. Aus der Rohrschlange (9) erfolgt der Dampfeintritt (19) zunächst jeweils zentralmittig in die Basisleiste (12), d. h. auch mittig zum Rechteckdüsenpaket (2), und mündet in den nach oben offenen und relativ breiten Verteilerraum (15) längs in der Verteilerleiste (13). Dieser vertikale Kanal (15) geht in einen horizontalen, sehr schmalen Spaltraum (16) über, der offen in den Spinnraum (10) hinein mündet. Aus diesem Kanal (16) tritt dann der Dampf in Richtung der Düse quer zur Filamentschar (7) aus.
3 zeigt eine Dampfaustrittsleiste (11) im demontierten Zustand. Am Basisteil (12) sieht man den Dampfeintritt (19) und das einmündende Ende der Rohrschlange (9), sowie die zwei Befestigungsgewinde (17) für die Verteilerleiste (13). An der Verteilerleiste (13) erkennt man die Schraubenlöcher (18) und die nun zum Reinigen offen zugänglichen Aussparungen (15, 16), den vertikalen Verteilerraum (15) und den schmalen, horizontalen Spaltraum (16), die erst im komplett eingebauten Zustand, wie schon erläutert, das Dampfvergleichmäßigungslabyrinth (14) bilden.
Die erfindungsgemäße Dampfbeschleierung ist vornehmlich für die Anwendung in Anlagen zur Erspinnung hochfester Polyamid-Garne gedacht, kann jedoch überall dort eingesetzt werden, wo es darum geht eine Spinnaustrittsfläche mit Dampf zu beschleiern oder eine feuchte Spinnatmosphäre zu schaffen. Dabei muß der Einsatz nicht nur auf Bottom-Loading-Spinnsysteme beschränkt bleiben.

1: Spinnbalken
2: Rechteckdüsen
3: Isolierung
4: Nacherhitzer
5: Monomerabsaugung
6: Anblasung
7: Filamentschar
8: Spinnraum des Nacherhitzers (4)
9: Rohrschlange
10: Heizraum des Spinnbalkens (1)
11: Dampfaustrittsleisten
12: Basisleiste; auch Basisteil
13: Verteilerleiste; auch Verteilerteil
14: Verteilerkammer, labyrinthartige; auch Dampfvergleichmäßigungslabyrinth
15: Verteilerraum, vertikal; auch erster Kanal; auch Aussparung
16: Spaltraum, horizontal; auch zweiter Kanal; auch Aussparung
17: Befestigungsgewinde
18: Schraubenlöcher
19: Dampfeintritt, zentralmittig

Claims

Verfahren zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und damit ausgestatteten Spinnsystemen zur Erzeugung von Polyamid-Filamenten, insbesondere nach dem Bottom-Loading-Konzept, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Dampfbeschleierung benötigte Wasserdampf zunächst durch eine im Wärmeträgerdampf des Spinnbalkens liegende Rohrschlange (9) strömt, um dabei auf die nahezu gleiche Temperatur wie die Spinntemperatur selbst aufgeheizt zu werden, danach durch eine druckvergleichmäßigende Verteilerkammer (14) geleitet wird, ehe er dann unmittelbar an der ganzen Längsseite eines Rechteckdüsenpaktes (2) austritt und schlussendlich gleichmäßig verteilt in den Spinnraum (8) an die Spinnplatte gelangt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und damit ausgestatteten Spinnsystemen zur Erzeugung von Polyamid-Filamenten dadurch gekennzeichnet, dass für den zur Dampfbeschleierung benötigten Wasserdampf eine im Spinnbalken liegende Rohrschlange (9) vorgesehen ist, die mit einer druckvergleichmäßigenden Verteilerkammer (14) verbunden ist, wobei jeweils eine einzige pro Rechteckdüsenpaketlängsseite (2) angeordnet und labyrinthartig ausgestaltet ist und jeweils nur einen einzigen, mittig angeordneten Dampfeintritt (19) aus der Rohrschlange (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die druckvergleichmäßigenden und labyrinthartig ausgestalteten Verteilerkammern (14) jeweils beidseitig längsseits zum Rechteckdüsenpaket (2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die druckvergleichmäßigenden und labyrinthartig ausgestalteten Verteilerkammern (14), die dem einzigen und mittig angeordneten Dampfeintritt (19) folgen, in ihrer einfachsten Form jeweils aus mindestens zwei Kanälen (15, 16) mit rechteckigen Querschnitten bestehen, die an ihren Längsseiten offen und rechtwinklig ineinander übergehen, wobei der erste Kanal (15) einen mindestens zwei- bis maximal fünffach größeren rechteckigen Querschnitt aufweist als der nachfolgende zweite Kanal (16).
Vorrichtung nach den Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durckvergleichmäßigenden und labyrinthartig ausgestalteten Verteilerkammern (14), die dem einzigen, mittig und horizontal angeordneten Dampfeintritt (19) folgen, in ihrer einfachsten Form jeweils aus mindestens zwei Kanälen (15, 16) mit rechteckigen Querschnitt bestehen, die an ihren Längsseiten offen und rechtwinklig ineinander übergehen, wobei der erste und größere Kanal (15) einen nach oben offenen rechteckigen Querschnitt aufweist, der rechtwinklig in einen horizontalen und sehr schmalen Spaltraum des nachfolgenden zweiten Kanals (16) übergeht, der dann mit seiner Längsseite offen in den Spinnraum (8) hinein mündet, und durch den dann der Dampf in Richtung der Düse gleichmäßig verteilt quer zur Filamentschar (7) austritt.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5 zur Dampfbeschleierung von Rechteckdüsen und damit ausgestatteten Spinnsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass die druckvergleichmäßigenden und labyrinthartig ausgestalteten Verteilerkammern (14), die jeweils einem einzigen Dampfeintritt (19) folgen, in Dampfaustrittsleisten (11) untergebracht sind, die in ihrer einfachsten Form jeweils aus mindestens zwei miteinander verschraubten Leisten (12, 13) bestehen, wobei das jeweilige Basisteil (12) mit dem mittigen Dampfeintritt (19) zwischen dem Spinnbalken (1) und dem Nacherhitzer (4) fixiert ist und das Verteilerteil (13) wiederum mit dem Basisteil (12) so verschraubt wird, dass es zum Reinigen entfernt werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die druckvergleichmäßigende und labyrinthartig ausgestaltete Verteilerkammer (14), die jeweils einem einzigen Dampfeintritt (19) folgt, als ein einfaches Dampfvergleichmäßigungslabyrinth (14) ausgebildet ist, welches erstens aus der fixen und glatten Wand der Basisleiste (12), zweitens aus der fixen und glatten Unterseite des Spinnbalkens (1) und drittens und viertens aus den Aussparungen (15, 16) in der montierbaren Verteilerleiste (13) gebildet wird.