APPAREIL DE FUSION ET DE FILAGE AUTOMATIQUE DE LA TEMPERATURE POUR LA
FABRICATION DE FIBRES SYNTHETIQUES.
Les fibres entièrement synthétiques en superpolyamides et matiè res de départ similaires sont obtenues en partant de la matière fondue dans des installations comportant en général un appareil de fusion combiné en bloc de filage avec une filière, parfois avec interposition de dispositifs destinés au traitement de la matière en fusion avant son entrée dans la filière, par exemple d'une chambre à vidéo
Jusqu'ici, on chauffe les blocs de filage de ce genre à l'aide de véhicules de chaleur liquides ou vaporisés tels que l'oxyde de diphényle, la tétraline ou des agents similaires, ces véhicules de chaleur cédant leur chaleur directement à la matière à faire fondre par l'intermédiaire de tubes conducteurs d'une conformation appropriée, ou de corps-métalliques auxquels les tubes conducteurs sont incorporés par coulée, tandis que le chauffage des autres parties de 1? appareillage est réalisé par le fait que les tubes conducteurs les entourent, le plus souvent sous la forme d'une chemise dite de Frederkingo
Les buts du mode de chauffage du bloc de filage, tel qu'il est connu jusqu'ici, sont les suivants
1) La fusion de la matière de départ arrivant d'une manière continue sous une forme solide.
2) Le maintien de la température du bain de fusion entre l'appareil de fusion et la filière.
Cette température du bain de fusion doit être telle qu'il présente une viscosité déterminée, la plus favorable pour l'opération de filage.
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dre et, par conséquent, la capacité de fusion pour une surface de chauffage donnée, dépendent de cette température déterminant la viscosité, à laquelle correspond également une température déterminée du véhicule de chaleur qui règne par conséquent aussi bien dans l'appareil de fusion que dans la filière. Dans ce mode de chauffage à l'aide de véhicules de chaleur liquides ou vaporisés, la température de filage détermine donc la température de fusion de même que la capacité de fusion pour une surface de chauffage prédéterminée, c'est-à-dire qu'on ne peut pas modifier à volonté la température de fusion. Ceci peut également se traduire par des conditions de réglage de la température, la température du véhicule de chaleur étant dans l'ensemble commandée automatiquement d'une manière connue.
Cette interdépendance entre la température de filage et la température de fusion sur laquelle on ne peut agir à volonté, est un inconvénient auquel on cherche à remédier par un bon isolement, mais qui se maintient en principe. Même si on utilise la température de filage pour le réglage général dé la température, on ne peut pas, pour compenser la perte
de chaleur entre l'appareil de fusion et la filière, (perte dont il faut particulièrement tenir compte dans le cas de blocs de filage relativement longs), augmenter à volonté la température de fusion en vue de l'obtention d'une réserve de chaleur. En effet, aux températures relativement élevées, les polyamides et composés apparentés ont tendance à reformer leurs monomères, ce qui est tellement défavorable au processus de filage et au produit de filage, qu'on cherche par tous les moyens à empêcher autant que posa sible cette réaction. Un de ces moyens pourrait consister à effectuer la fusion à une température aussi réduite que possible.
Mais, étant donné que la viscosité exige une température de filage supérieure de 40 à 50[deg.]C environ à la température de fusion, il n'est pas possible d'obtenir cette différence de température avec un véhicule de chaleur présentant la même température dans toutes les parties de l'appareillage.
En revanche, ceci est possible par la voie électrique, parce qu'on peut appliquer l'énergie électrique en quantité nécessaire et réglable à chaque.partie de l'appareillage pour obtenir finalement les températures convenables.
Les buts d'un mode de chauffage électrique du bloc de filage sont les suivants
1) La fusion d'une matière de départ arrivant d'une manière continue sous une forme solide, et ce à une température très peu supérieure
à la température de fusion.
2) Le chauffage progressivement croissant du bain de fusion sur son parcours entre la cuve de fusion et la filière, jusqu'à la température
de filage.
3) Le maintien de la température de filage dans la filière,
4) Le réglage automatique de la température de fusion pour le maintien d'une capacité de fusion déterminée pour une surface de chauffage donnée.
5) Le réglage automatique de la température de filage.
En partant des faits qui viennent d'être décrits, la présente invention concerne un appareil de fusion et de filage chauffé par voie électrique, et destiné à la fabrication de fibres synthétiques, caractérisé en ce que la fusion de la matière de départ arrivant sous une forme solide a lieu sur un corps chauffant métallique auquel est incorporé par coulée au moins un élément chauffant électrique, tandis que les autres parties de l'appareil sont entourées d'un nombre suffisant d'éléments chauffants.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple un,mode de réalisation de l'objet de l'invention.
La figure 1 montre le bloc de filage de l'ensemble qui est chauffé par voie électrique. La figure 2 montre une variante de la cuve de fusion de ce bloc de filage. La figure 3 est une vue à plus grande échelle d'une variante d'un détail de cette cuve de fusion.
Les figures 4 et 5 sont deux schémas de branchemento La figure 1 est une vue schématique du bloc de filage chauffé électriquement. Les dispositifs destinés au refoulement du bain de fusion en partant de la cuve de fusion 1 vers la filière ne sont pas représentés.
La matière de départ solide descend de la trémie 1 a dans la cuve de fusion
1, dans laquelle est monté le corps chauffant 2. Au lieu de prévoir un corps chauffant 2, on peut également chauffer directement le fond de la cuve de fusion 1, sans qu'il en résulte une modification fondamentale du mode de chauffage électrique. La cuve de fusion communique avec une chambre de traitement 18, par exemple une_chambre à vide, qui communique à son tour avec
la tête de filage dont l'orifice de sortie est constitué par une filière.
Etant donné que, pour des raisons concernant la fabrication, l'ensemble du bloc de filage doit pouvoir être démonté par une opération simple et rapide, qui ne doit pas être contrariée par le dispositif de chauffage électrique, ce bloc de filage est entouré d'un corps chauffant tubulaire 21 duquel il n'est séparé que par un faible intervalle annulaire, et auquel
sont fixées d'un bout à l'autre de sa longueur, des lames de chauffage annulaires 22-27, dont le nombre peut être choisi quelconque. Les raccords de branchement du corps chauffant 2 sont constitués, d'une manière appropriée, par des lames ou des barrettes de contact par exemple, partant du corps chauffant 21, de même que les organes de contact du couple thermo-électrique 29
Les lames annulaires de chauffage 22 à 27 sont branchées en parallèle au réseau, et leur puissance est déterminée de façon que la température du bain de fusion augmente progressivement entre la cuve de fusion 1 et la filière, en partant par exemple de la température de fusion pour atteindre la température nécessaire au filage.. Le réglage de précision de la puissance des lames annulaires de chauffage est rendu possible par un rhéostat
36 prévu pour chaque lame. Chacune des lames peut être séparément débranchée à l'aide d'un interrupteur 35, ce qui permet également le réglageo Les lames annulaires 22 à 26 sont maintenues en permanence dans le circuit. Par contre, la lame 27, qui est destinée au chauffage de la filière, est raccordée à un régulateur automatique de température. On peut également éliminer
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lateur automatique de température.
Pour le réglage de la température, on pratique dans la tête de filage, aussi près que possible de la filière, un logement 39 dans lequel
on glisse un couple thermo-électrique 32 agissant sur un thermomètre à maxima et à minima 33, muni d'organes de contact reliés à un relais 34 de façon que le circuit soit interrompu dès que la température atteint le maximum tolérable....... - '
Pour des raisons de sécurité, on peut également commander les lames de chauffage 22 à 26 destinées au chauffage de fond, à l'aide d'un thermomètre incorporé au corps chauffant 21 et d'un relais, de façon à fermer ou à ouvrir le circuit de toutes les lames ou de certaines de celles-ci,
pour que la température du corps chauffant ne dépasse jamais un maximum prédéterminé.
Le corps chauffant 2 occupe une position particulière à l'intérieur du système de chauffage. Pour une surface de chauffage déterminée
par les dimensions de l'ensemble de l'appareil, il est nécessaire que sa capacité de fusion soit réglable dans des limites aussi étendues que possible, parce que la température nécessaire doit être réglable.
Or, on a trouvé qu'il est possible de modifier dans des limites étendues et par des moyens simples l'arrivée de l'énergie, et, par conséquent, la capacité de fusion, si on utilise non pas un seul tube chauffant mais trois
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uniforme de la chaleur, ce qui n'exclut bien entendu pas l'utilisation d'autres formes. Si le courant utilisé est triphasé, on peut prévoir une commutation commune avec branchement en étoile ou en triangle, ou séparée sur
chaque phase. Les différents conducteurs de raccordement aboutissent à des
fiches de branchement fixées dans le corps chauffant. Grâce à ces fiches,
on peut insérer le corps chauffant dans des douilles encastrées dans le fond
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cette cuve. Cet agencement permet également le démontage ou le changement
sûr et simple du corps chauffant; sans qu'il soit nécessaire de desserrer
des bornes quelconques. Pour la protection des fiches de branchement, le
corps chauffant présente des rebords annulaires d'égouttement tels qu'ils
<EMI ID=5.1> incorporés par coulée trois tubes chauffants 3' enroulés en spirales emboîtéeso Les extrémité chauffants aboutissent à des fiches de bran-
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que 4a, isolées et encastrées dans la paroi de la cuve de fusion. En 8 est
indiquée la tubulure d'écoulement du bain de fusion.
La figure 3 montre les détails du dispositif de raccordement <EMI ID=7.1>
la cuve de fusion, 2' le corps chauffant, 3' les tubes chauffants incorporés par coulée à ce corps"- La fiche de branchement est encore désignée par
<EMI ID=8.1>
L'extrémité de la douille de branchement sortant par le bas de la cuve de
fusion l'est munie d'une borne 4b.
Les fiches 4' sortent du corps chauffant 2' par des douilles isolantes 16 encastrées dans des bossages 15 venus de coulée avec le corps
chauffante Ces bossages sont évidés pour présenter plusieurs rainures annulaires concentriques formant entre elles des rebords d'égouttement 17 placés
à des hauteurs différentes des bossages. Ces derniers se terminent par un
embout central conique 13, engagé à la manière d'un bouchon dans un alésage
conique correspondant 14 de la douille isolante 12 encastrée.dans la paroi
de la cuve. Ce dispositif empêche la masse en fusion de mouiller les organes
électriques.
Les figuras. 4. et 5- montrent les schémas de branchement des trois
<EMI ID=9.1>
clarté, les différents, tubes chauffants sont déplacés latéralement les uns
par rapport aux autres.
Dans le cas de la figure 4, les tubes chauffants sont branchés
en étoile, dans le cas de la figure 5, ils sont branchés en triangle., La
commutation peut avoir lieu de l'extérieur à l'aide d'un commutateur étoile-
triangle. Le commutateur de phase 9, 10, 11 est agencé de façon qu'il soit
<EMI ID=10.1>
W et 0 sont indiquées les bornes du réseau.
Le réglage de la température est effectué de la même manière que
pour la filière. Dans le corps chauffant 2 est encastré un couple thermo-électrique 29 agissant sur un thermomètre à maxima et minima 30 muni d'organes
de contact qui coupe et rétablit le courant à l'aide d'un relais 31 à travers
un rhéostat de réglage 37 et un interrupteur 38, suivant le mode de branche-
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de clarté, la figure 1 n'indique que le schéma de commande d'un seul tube
chauffant.
AUTOMATIC TEMPERATURE FUSION AND SPINNING DEVICE FOR
MANUFACTURING OF SYNTHETIC FIBERS.
Fully synthetic fibers made of superpolyamides and similar starting materials are obtained by starting from the molten material in installations generally comprising a melting apparatus combined in a spinning block with a spinneret, sometimes with the interposition of devices intended for the treatment of the material. molten before entering the industry, for example from a video chamber
Hitherto, such spinning blocks have been heated using liquid or vaporized heat vehicles such as diphenyl oxide, tetralin or the like, these heat vehicles giving up their heat directly to the material. to be melted by means of conductive tubes of a suitable conformation, or metallic bodies in which the conductive tubes are incorporated by casting, while the heating of the other parts of 1? switchgear is achieved by the fact that the conductive tubes surround them, most often in the form of a so-called Frederkingo jacket
The purposes of the method of heating the spinning block, as known heretofore, are as follows
1) The melting of the starting material arriving continuously in a solid form.
2) Maintaining the temperature of the melting bath between the melting device and the die.
This temperature of the melt must be such that it has a determined viscosity, the most favorable for the spinning operation.
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dre and, consequently, the melting capacity for a given heating surface, depend on this temperature determining the viscosity, to which also corresponds a determined temperature of the heat vehicle which therefore prevails both in the melting apparatus and in the the sector. In this heating mode using liquid or vaporized heat vehicles, the spinning temperature therefore determines the melting temperature as well as the melting capacity for a predetermined heating surface, that is to say that the melting temperature cannot be changed at will. This can also result in temperature control conditions, the temperature of the heat vehicle being generally controlled automatically in a known manner.
This interdependence between the spinning temperature and the melting temperature on which one cannot act at will, is a drawback which one seeks to remedy by a good insulation, but which is maintained in principle. Even if the spinning temperature is used for the general temperature adjustment, it is not possible, to compensate for the loss
of heat between the melting device and the die (loss which must be taken into account in particular in the case of relatively long spinning blocks), increase the melting temperature as desired in order to obtain a heat reserve . In fact, at relatively high temperatures, polyamides and related compounds tend to reform their monomers, which is so unfavorable to the spinning process and to the spinning product, that every effort is made to prevent this as far as possible. reaction. One of these means could consist in carrying out the melting at as low a temperature as possible.
But, since the viscosity requires a spinning temperature about 40 to 50 [deg.] C above the melting temperature, it is not possible to achieve this temperature difference with a heat vehicle having the same. temperature in all parts of the switchgear.
On the other hand, this is possible electrically, because electrical energy can be applied in a necessary and adjustable quantity to each part of the apparatus in order to finally obtain the suitable temperatures.
The purposes of an electric heating method of the spinning block are as follows
1) The melting of a starting material arriving continuously in a solid form, and this at a very little higher temperature
at melting temperature.
2) The progressively increasing heating of the molten bath on its path between the melting tank and the die, up to the temperature
spinning.
3) Maintaining the spinning temperature in the die,
4) Automatic adjustment of the melting temperature to maintain a determined melting capacity for a given heating surface.
5) Automatic adjustment of the spinning temperature.
Starting from the facts which have just been described, the present invention relates to an electrically heated melting and spinning apparatus, and intended for the manufacture of synthetic fibers, characterized in that the melting of the starting material arriving under a solid form takes place on a metal heating body to which is incorporated by casting at least one electric heating element, while the other parts of the apparatus are surrounded by a sufficient number of heating elements.
The accompanying drawings show by way of example one embodiment of the object of the invention.
Figure 1 shows the spinning block of the assembly which is electrically heated. FIG. 2 shows a variant of the melting tank of this spinning block. FIG. 3 is a view on a larger scale of a variant of a detail of this melting tank.
Figures 4 and 5 are two connection diagrams Figure 1 is a schematic view of the electrically heated spinning block. The devices intended for the delivery of the molten bath from the melting tank 1 to the die are not shown.
The solid starting material descends from hopper 1a into the melting tank
1, in which the heating body 2 is mounted. Instead of providing a heating body 2, it is also possible to directly heat the bottom of the melting tank 1, without resulting in a fundamental modification of the electric heating mode. The melting vessel communicates with a processing chamber 18, e.g. a vacuum chamber, which in turn communicates with
the spinning head, the outlet of which is formed by a die.
Since, for manufacturing reasons, the whole of the spinning block must be able to be dismantled by a simple and quick operation, which should not be hampered by the electric heater, this spinning block is surrounded by a tubular heating body 21 from which it is separated only by a small annular gap, and from which
are fixed from one end to the other of its length, annular heating blades 22-27, the number of which can be chosen any. The connection fittings of the heating body 2 are constituted, in an appropriate manner, by blades or contact strips, for example, starting from the heating body 21, as well as the contact members of the thermoelectric couple 29
The annular heating blades 22 to 27 are connected in parallel to the network, and their power is determined so that the temperature of the melting bath increases progressively between the melting tank 1 and the die, starting for example from the melting temperature to reach the temperature necessary for spinning. The precision adjustment of the power of the annular heating blades is made possible by a rheostat
36 provided for each blade. Each of the blades can be separately disconnected using a switch 35, which also allows the setting. The annular blades 22 to 26 are permanently maintained in the circuit. On the other hand, the blade 27, which is intended for heating the die, is connected to an automatic temperature regulator. We can also eliminate
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automatic temperature regulator.
To adjust the temperature, a housing 39 is made in the spinning head, as close as possible to the die, in which
we slide a thermoelectric couple 32 acting on a maximum and minimum thermometer 33, provided with contact members connected to a relay 34 so that the circuit is interrupted as soon as the temperature reaches the tolerable maximum ..... .. - '
For safety reasons, it is also possible to control the heating blades 22 to 26 intended for background heating, using a thermometer incorporated in the heating body 21 and a relay, so as to close or open the circuit of all or some of the blades,
so that the temperature of the heating body never exceeds a predetermined maximum.
The heating body 2 occupies a particular position inside the heating system. For a determined heating surface
Due to the dimensions of the whole apparatus, it is necessary that its melting capacity be adjustable within limits as wide as possible, because the necessary temperature must be adjustable.
However, it has been found that it is possible to modify within wide limits and by simple means the arrival of energy, and, consequently, the fusion capacity, if one uses not a single heating tube but three
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uniform heat, which of course does not exclude the use of other forms. If the current used is three-phase, it is possible to provide a common switching with star or delta connection, or separate on
each phase. The various connecting conductors lead to
connection plugs fixed in the heating body. Thanks to these files,
the heating element can be inserted in sockets recessed in the base
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this tank. This arrangement also allows for disassembly or change
safe and simple of the heating body; without the need to loosen
any bounds. To protect the connection plugs, the
heating body has annular drip edges such that they
<EMI ID = 5.1> incorporated by casting three 3 'heating tubes wound in nested spirals o The heated ends end in branch plugs
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than 4a, insulated and embedded in the wall of the melting tank. In 8 is
indicated the flow tubing of the molten bath.
Figure 3 shows the details of the connection device <EMI ID = 7.1>
the melting tank, 2 'the heating body, 3' the heating tubes incorporated by casting in this body "- The connection plug is also designated by
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The end of the connection socket protruding from the bottom of the
fusion is provided with a terminal 4b.
The plugs 4 'come out of the heating body 2' via insulating sleeves 16 embedded in bosses 15 cast with the body
These bosses are hollowed out to present several concentric annular grooves forming between them drip edges 17 placed
at different heights of the bosses. These end with a
conical central end piece 13, engaged like a plug in a bore
corresponding conical 14 of the insulating sleeve 12 embedded in the wall
of the tank. This device prevents the molten mass from wetting the organs
electric.
The figuras. 4.and 5- show the connection diagrams of the three
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clarity, the different, heating tubes are moved sideways one by one
compared to others.
In the case of figure 4, the heating tubes are connected
in star, in the case of figure 5, they are connected in delta., The
switching can take place from the outside using a star-
triangle. The phase switch 9, 10, 11 is arranged so that it is
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W and 0 are the network terminals.
The temperature setting is carried out in the same way as
for the sector. In the heating body 2 is embedded a thermoelectric couple 29 acting on a maximum and minimum thermometer 30 provided with organs
switch which cuts and restores the current by means of a relay 31 through
an adjustment rheostat 37 and a switch 38, depending on the branch mode
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for clarity, figure 1 shows only the control diagram of a single tube
heated.