專利名稱：用于輸送引導和加熱運行中的人造長絲的導絲輥的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用來輸送，引導和加熱運轉(zhuǎn)中的人造長絲的按權(quán)利要求1前序部分的導絲輥。
例如由德國實用新型1694542已知這樣一種導絲輥。
在借助于輸送長絲的導絲輥對運行中的長絲進行熱處理時要求，旋轉(zhuǎn)的導絲輥外廓在其整個圓周上具有均勻的表面溫度，為此導絲輥外廓通過裝在導絲輥內(nèi)部的基本上平行于導絲輥外廓的輻射加熱器加熱。
因為長絲沿占用長度多次環(huán)繞導絲輥外廓，還要求導絲輥外廓沿占用長度具有一個基本上恒定的表面溫度，但是這里由于熱傳導或環(huán)流的冷空氣特別是在導絲輥的末端區(qū)域出現(xiàn)較大的熱損失。
在DE19532036C1中這個問題這樣來解決，在輻射加熱器和導絲輥外廓之間裝一個可調(diào)蓋板，使得在導絲輥外廓內(nèi)形成一個根據(jù)不同的調(diào)整狀態(tài)而不同程度地加熱的區(qū)域。但是這種結(jié)構(gòu)具有效率差這樣一種明顯的缺點，因為蓋板遮擋從輻射加熱器中持續(xù)地產(chǎn)生的熱量向?qū)Ыz輥外廓輻射。
按照US4,880,961的結(jié)構(gòu)也包含具有較差效率的輻射加熱器這樣一種工作原理，因為為了加熱導絲輥外廓，由輻射加熱器產(chǎn)生的熱量必須穿過具有不同壁厚的壁。
因此本發(fā)明的目的在于設計一種開頭所述那一類的導絲輥，導絲輥外廓借助于輻射熱這樣地加熱，使得導絲輥的占用長度具有基本上相同的表面溫度。
本發(fā)明的另一個目的在于制造一種導絲輥，在這種導絲輥中由加熱器產(chǎn)生的能量沒有明顯的損失都用來加熱導絲輥外廓。
按照本發(fā)明這個目的通過權(quán)利要求1、權(quán)利要求4或權(quán)利要求11的特征來解決。
本明的其他優(yōu)良的具體結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中確定。
本發(fā)明特別的優(yōu)點在于根據(jù)導絲輥外廓上的溫度分布進行輻射加熱。因此特別是在導絲輥的末端區(qū)域由輻射加熱器給予更多的熱輻射。為此按照權(quán)利要求1輻射加熱器設計成在其整個長度上相鄰圈之間具有不同間距的螺旋形電熱絲。因此導絲輥外廓上由于熱傳導需要輸入較大熱量的區(qū)域其螺旋形電熱絲各圈之間具有比較小的間距。
通過按本發(fā)明的導絲輥沿導絲輥表面占用長度上可以實現(xiàn)任意的溫度分布。這里熱輻射既可以通過螺旋形電熱絲的圈數(shù)，也可以通過相鄰圈之間間距的構(gòu)成優(yōu)良地預先規(guī)定。
按本發(fā)明特別是按權(quán)利要求4的導絲輥的另一個優(yōu)點在于導絲輥外廓通過熱輻射和對流加熱。這里充分利用這樣一種效應，在導絲輥外廓內(nèi)部通過導絲輥外廓的旋轉(zhuǎn)在導絲輥外廓和輻射加熱器之間形成的環(huán)形空腔內(nèi)產(chǎn)生空氣流動。這種氣流通過對流促使能量從加熱器向?qū)Ыz輥外廓傳遞。實際斷定，在這種結(jié)構(gòu)時輻射加熱器可以在低于正常的溫度區(qū)域在800℃至1000℃的范圍內(nèi)工作。
在按權(quán)利要求2的本發(fā)明的一種具體結(jié)構(gòu)中輻射加熱器的螺旋形電熱絲埋在一個保護管內(nèi)，保護管螺旋形地固定在支座上。因此例如在更換導絲輥外廓時避免與螺旋形電熱絲直接接觸。
按權(quán)利要求3或4為了埋入螺旋形電熱絲，如果在支座和螺旋形電熱絲之間設置絕緣材料有好處。由此將達到螺旋形電熱絲直接固定在支座外圓上并且它的輻射熱可以毫不減弱地傳向?qū)Ь€輥外殼的方向。這個實施例優(yōu)選適用于將導絲輥外殼加熱到300℃范圍內(nèi)的較高溫度，因為通過對流傳遞的能量特別大?；\罩在導絲輥外殼和螺旋形電熱絲之間的氣流直接和螺旋形電熱絲相接觸。
為了提高輻射加熱器散發(fā)出的熱能，如果按權(quán)利要求5的實施例在支座和輻射加熱器之間設置一個反射器有好處，此外由此也限制向內(nèi)發(fā)射的熱能，特別是為了避免較高的軸承溫度，在反射器和支座之間安裝一個絕熱層是有好處的。
按照權(quán)利要求8的另一個優(yōu)選的實施例在支座上導絲輥外殼內(nèi)端面的對面安裝一個輔助輻射加熱器。由此在導絲輥外殼外緣區(qū)域以及在它的端面內(nèi)產(chǎn)生附加的熱輸入。因此這個輔助輻射加熱器在導絲輥經(jīng)受最大冷卻的區(qū)域內(nèi)輸入熱能。
在按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中表明，為了將導絲輥外殼加熱到約250℃的溫度，螺旋形電熱絲只要500℃至800℃范圍內(nèi)的較低表面溫度就已經(jīng)足夠了。
按權(quán)利要求10或11的導絲輥結(jié)構(gòu)特別地可以應用于具有約250至300mm的較大占用長度的導絲輥中。其中輸入導絲輥區(qū)域內(nèi)不同的熱能通過相互獨立的可調(diào)的輻射加熱器直接產(chǎn)生。此外通過用多個輻射加熱器加熱導絲輥外殼有這樣的優(yōu)點，可以調(diào)整到精確分等的表面溫度，并且可以用很快的調(diào)節(jié)時間進行表面溫度的精確調(diào)節(jié)。其中區(qū)域可以具有相同的或者不同的寬度，這里在一個區(qū)域內(nèi)螺旋形電熱絲的各圈之間相互可以設置得具有相同的或不同的間距。
根據(jù)按權(quán)利要求3的本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施例相鄰輻射加熱器之間最好安裝一塊隔板，它們固定在支座上，離導絲輥外殼至少具有幾毫米的氣隙。由此各自形成隔開的加熱區(qū)，它們由各自所屬的輻射加熱器加熱。
這里如果按權(quán)利要求13在導絲輥外殼上每個區(qū)域裝一個溫度測頭，同時各個輻射加熱器在一個調(diào)節(jié)回路中根據(jù)測得的溫度進行調(diào)節(jié)有好處。這里存在這樣的可能性，借助于控制裝置可以給定占用長度上的溫度分布。
根據(jù)按權(quán)利要求14的一種優(yōu)選的實施例給予控制熱能的另一種可能性。這里輻射加熱器的螺旋形電熱絲具有不同的加熱長度，使得可以改變它的單位負荷。特別是裝在導絲輥末端區(qū)域的輻射加熱器，它的長度短于裝在導絲輥中部區(qū)域的輻射加熱器的螺旋形電熱絲，達到一個在約每平方厘米5瓦的范圍內(nèi)的單位負荷。
現(xiàn)在借助于實施例參照附圖對本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和應用可能性作比較詳細的闡述。
附圖中表示


圖1和2各自示意表示一個帶一個輻射加熱器的導絲輥的縱剖視圖；圖3和4各自示意表示一個帶多個輻射加熱器的導絲輥的縱剖視圖。
圖1和2中示意表示導絲輥的縱剖視圖。只要不特別說明，下面的敘述都按這兩個圖進行。導絲輥具有一個外殼1，導絲輥的自由端與一個端壁25固定相連。在端壁25的中部具有一個與外殼1同心的凸臺9?？?0穿過端壁25和凸臺9，在凸臺的末端孔10錐形擴大。驅(qū)動軸3帶錐部8的末端形狀貼合地插在孔10內(nèi)。通過一個夾緊元件5帶凸臺9的端壁25牢固地夾緊在驅(qū)動軸3的錐部8上。驅(qū)動軸3在另一端用軸承11和13支承在導絲輥支架2內(nèi)。驅(qū)動軸3連同罐狀罩在上面的導絲輥外殼1通過驅(qū)動裝置12驅(qū)動。驅(qū)動裝置同樣固定在導絲輥支架2上。
在驅(qū)動軸3的伸出的部分和罐狀包圍驅(qū)動軸3的導絲輥外殼1之間裝有一個管狀支座4，它和導絲輥支架2固定相連。驅(qū)動軸3的伸出部分以及凸臺9穿過管狀支座4。支座4以一定的間距安裝在端壁25的對面。同樣導絲輥外殼1和支座4之間形成一個環(huán)(形空間)28。在環(huán)28內(nèi)裝一個輻射加熱器6。輻射加熱器6具有一個螺旋形電熱絲19，它以許多圈26螺旋形地圍繞支座4。螺旋形電熱絲19與一個裝在導絲輥支架2上的接頭14相連，通過接頭14給輻射加熱器供電。
在圖1所示實施例中螺旋形電熱絲19裝在一個保護管7內(nèi)，因此保護管7螺旋形地環(huán)繞支座4，并固定在支座4上。
保護管7連同螺旋形電熱絲19的圈這樣地環(huán)繞支座4設置，使支座端部區(qū)域內(nèi)相鄰圈之間的間距小于支座中部區(qū)域內(nèi)相鄰圈之間的間距。在保護管7和導絲輥外殼1的內(nèi)徑之間形成一個大致6至15mm的間距。通過在輻射加熱器整個加熱長度上圈的不同分布，使導絲輥外殼上與具有小的圈26的間距的輻射加熱器區(qū)域相對的區(qū)域加熱較強。因此由于熱損失負荷較大的區(qū)域輸入更多的熱能。
為了使熱輻射有目的地向外傳向?qū)Ыz輥外殼1，如果象圖1中下半部分所示在保護管7和支座4之間裝一個反射器17有好處。為了防止過多的熱能到達驅(qū)動軸3、并因此到達軸承11，在反射器17和支座4之間裝一層絕熱層18。
圖2中支座4的圓周上設有一層絕緣材料20。絕緣材料在它一側(cè)圓周上具有一個螺旋形環(huán)繞的槽31。槽31的圈26在支座的整個長度上做得相互具有不同的間距。特別是在導絲輥外殼的邊緣設置比在導絲輥外殼中部區(qū)域間距更小的圈。螺旋形電熱絲19放在槽31內(nèi)。因此螺旋形電熱絲19相對于環(huán)形空腔28或者導絲輥外殼1沒有防護殼。在這種結(jié)構(gòu)時通過對流傳遞的熱量明顯增加。由于導絲輥外殼1的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的氣流有利于環(huán)形空腔28內(nèi)的對流。這里在較高轉(zhuǎn)速時由于在邊緣區(qū)域形成的氣流所產(chǎn)生的熱損失基本上得到補償。此外輻射加熱器的能量更有效地傳入導絲輥外殼1。
圖3和4中示意表示其導絲輥外殼通過多個相互一個接一個順序排列的輻射加熱器加熱的導絲輥的縱剖視圖。
按圖3的導絲輥的結(jié)構(gòu)基本上與圖1中的導絲輥的結(jié)構(gòu)相同，因此參照對于圖1的敘述。圖3中支座4上相互一個接一個地安裝輻射加熱器6.1，6.2，6.3，6.4和6.5。其中輻射加熱器6.1至6.5分別由一個埋在保護管7內(nèi)的螺旋形電熱絲19組成。這里保護管7螺旋形環(huán)繞支座4。每個螺旋形電熱絲19通過接頭14與供電單元相連。相鄰輻射加熱器6.1，6.2和6.2，6.2和6.3，6.4和6.4，6.5之間分別有一個隔板16固定在支座4上。隔板16盤形地繞支座4安裝，其中在隔板16的外徑和導絲輥外殼1之間形成一個氣隙27。氣隙27與輻射加熱器6和導絲輥外殼1之間形成的間距相比小得多，只有幾毫米。
圖3中所示的結(jié)構(gòu)中保護管7的圈具有相同的間距，使得每個由兩個相鄰隔板構(gòu)成的加熱區(qū)29.1至29.5在螺旋形電熱絲19的整個長度上均勻地加熱。為了實現(xiàn)以更高的熱能在導絲輥外殼上加熱的區(qū)域，各個輻射加熱器6.1至6.5螺旋形電熱絲19的長度各不相同。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中輻射加熱器6.1和6.5分別做得具有較短的螺旋形電熱絲。因此螺旋形電熱絲的單位負荷提高，使得各個加熱區(qū)29.1和29.5散發(fā)出更大的熱能。輻射加熱器6.1和6.5同樣處于導絲輥外殼內(nèi)出現(xiàn)較大熱損失的區(qū)域內(nèi)。
輻射加熱器6.1至6.5分別以它們的保護管7通過反射器17和絕熱層18固定在支座上。
但是因為在普通的導絲輥中首先在導絲輥末端區(qū)域，并且特別在導絲輥外殼1的端壁25上出現(xiàn)比較大的冷卻，因為一方面端壁25沒有或者說沒有充分地加熱，另一方面端壁25具有比較大的散熱面，在支座4上與端壁25相對的自由端上設置一個輔助的輻射加熱器15，通過這個輔助的輻射加熱器15首先給導絲輥外殼1的末端區(qū)域和導絲輥外殼1的端壁25輸入熱能，使得可以補償在所述區(qū)域內(nèi)的能量散失，通過這個補償導絲輥外殼1外表面上在其占用長度上基本上具有恒定溫度的區(qū)域擴大了其長度尺寸，使得在不增加導絲輥結(jié)構(gòu)長度的情況下可以擴大導絲輥上的占用長度。
在圖4表示的導絲輥中同樣在支座4上相互一個接一個地設置多個輻射加熱器6.1至6.4。其中螺旋形電熱絲19放入設有螺旋槽31的絕緣材料20中。絕緣材料20固定在支座4上。如在圖3中已經(jīng)說過的，相鄰的輻射加熱器通過隔板16相互隔開。在每個這樣組成的加熱區(qū)29.1至29.4中分別在導絲輥外殼1中裝有溫度測頭21.1至21.4。溫度測頭21.1至21.4與一個裝在驅(qū)動軸3末端的測量值傳輸裝置24相連。測量數(shù)據(jù)傳輸裝置24在導絲輥旋轉(zhuǎn)的和固定不動的構(gòu)件之間傳輸測量數(shù)據(jù)。然后測量數(shù)據(jù)輸?shù)娇刂蒲b置22，控制裝置22與一個調(diào)節(jié)裝置30相連。這里調(diào)節(jié)裝置30調(diào)節(jié)輻射加熱器6.1至6.4的能量供給。因此每個單獨的輻射加熱器可以根據(jù)導絲輥外殼的表面溫度進行調(diào)節(jié)，或者可沿導絲輥外殼1的占用長度調(diào)整到任意的溫度分布。
這種調(diào)節(jié)裝置具有這樣的優(yōu)點，對熱流產(chǎn)生影響的材料特定的特性對導絲輥外殼所希望的表面溫度沒有影響。
權(quán)利要求
1.用來輸送、引導和加熱運行中的人造長絲的導絲輥，帶一個旋轉(zhuǎn)的導絲輥外殼(1)和一個固定的管狀支座(4)，其中導絲輥外殼(1)罐狀地罩在支座(4)上，同時還帶一個用本加熱導絲輥外殼(1)的輻射加熱器(6)，其中輻射加熱器(6)安裝在支座(4)的圓周上，離導絲輥外殼(1)一定的距離，其特征在于輻射加熱器(6)是一個以多圈(26)徑向環(huán)繞支座(4)的螺旋形電熱絲(19)，它在它的整個長度，即加熱長度上的相鄰圈之間具有不同的間距。
2.按權(quán)利要求1的導絲輥，其特征在于螺旋形電熱絲(19)埋在一個保護管(7)內(nèi)，保護管(7)螺旋形固定在支座(4)上。
3.按權(quán)利要求1的導絲輥，其特征在于螺旋形電熱絲(19)不帶保護管固定在支座(4)上，在支座(4)和螺旋形電熱絲(19)之間設有絕緣材料(20)。
4.用來輸送、引導和加熱運行中的人造長絲的導絲輥，帶一個旋轉(zhuǎn)的導絲輥外殼(1)和一個固定的管狀支座(4)，其中導絲輥外殼(1)罐狀地罩在支座(4)上，同時還帶一個用來加熱導絲輥外殼(1)的輻射加熱器(6)，其中輻射加熱器(6)安裝在支座(4)的圓周上，離導絲輥外殼(1)一定的距離，其特征在于輻射加熱器(6)是一個以多圈(26)徑向環(huán)繞支座(4)的不帶保護管的螺旋形電熱絲(19)，在支座(4)和螺旋形電熱絲(19)之間設有絕緣材料(20)。
5.按權(quán)利要求1至4之任一項的導絲輥，其特征在于在支座(4)和輻射加熱器(6)之間裝一個反射器(17)。
6.按權(quán)利要求5的導絲輥，其特征在于在反射器(17)和支座之間裝一個絕熱層(18)。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項的導絲輥，其特征在于在支座(4)和輻射加熱器(6)之間裝一個絕熱層(18)。
8.按權(quán)利要求1至7之任一項的導絲輥，其特征在于在支座(4)上導絲輥外殼(1)端壁(25)的對面裝一個輔助輻射加熱器(15)。
9.按權(quán)利要求1至8之任一項的導絲輥，其特征在于螺旋形電熱絲(19)具有500°至800℃范圍內(nèi)的表面溫度。
10.按權(quán)利要求1至9之任一項的導絲輥，其特征在于在支座(4)上一個接一個地螺旋形安裝各自帶有一個螺旋形電熱絲(19)的多個輻射加熱器(6.1-6.4)，輻射加熱器(6.1-6.4)可以相互獨立地調(diào)節(jié)。
11.用來輸送、引導和加熱運行中的人造長絲的導絲輥，帶一個旋轉(zhuǎn)的導絲輥外殼(1)和一個固定的管狀支座(4)，其中導絲輥外殼(1)罐狀地罩在支座(4)上，同時還帶一個用來加熱導絲輥外殼(1)的輻射加熱器(6)，其中輻射加熱器(6)安裝在支座(4)的圓周上，距導絲輥外殼(1)一定的距離，其特征在于在支座(4)上一個接一個地螺旋形安裝各自帶一個螺旋形電熱絲(19)的多個輻射加熱器(6.1-6.4)，輻射加熱器(6.1-6.4)可以相互獨立地調(diào)節(jié)。
12.按權(quán)利要求10或11的導絲輥，其特征在于相鄰的輻射加熱器(6.1，6.2)通過一個隔板(16)相互分開，它固定在支座(4)上，并與導絲輥外殼(1)具有一個幾毫米的氣隙(27)。
13.按權(quán)利要求10至12之任一項的導絲輥，其特征在于對于每個輻射加熱器(6.1-6.4)在導絲輥外殼(1)上裝一個溫度測頭(21.1-21.4)，溫度測頭(21.1)和相應的輻射加熱器(6.1)在一個調(diào)節(jié)回路中與控制裝置(22)相連。
14.按權(quán)利要求10至13之任一項的導絲輥，其特征在于螺旋形電熱絲(19.1-19.4)的加熱長度各不相同。
15.按權(quán)利要求14的導絲輥，其特征在于裝在導絲輥外殼(1)端部的輻射加熱器(6.1，6.4)的螺旋形電熱絲(19.1，19.4)短于裝在導絲輥外殼(1)中部的輻射加熱器(6.2，6.3)的螺旋形電熱絲(19.2，19.3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來輸送、引導和加熱運行中的人造長絲的導絲輥。對此導絲輥具有一個旋轉(zhuǎn)的導絲輥外殼,它罐狀地罩在固定不動的管狀支座上。在導絲輥外殼和支座之間形成的中間空腔內(nèi)支座圓周上與導絲輥外殼相隔一定距離處安裝一個用來加熱導絲輥外殼的輻射加熱器。其中輻射加熱器由徑向環(huán)繞支座的具有許多圈的螺旋形電熱絲構(gòu)成,它在其整個長度上相鄰各圈之間具有不同的間距。
文檔編號D02J13/00GK1190680SQ98104279
公開日1998年8月19日 申請日期1998年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月20日
發(fā)明者于爾根·蓋特納, 烏韋·巴德 申請人:巴馬格股份公司