CS218398B1 - Zařízení pro provozní kontinuální mrazení duší hadic před konfekcí - Google Patents

Abstract

Zařízení podle vynálezu je určeno zejména k mrazení duší vysokotlakých hadic drátotových na pružném trnu. Zmrazením duše před oplétáním nebo· ovinováním se odstraňuje nebezpečí proříznutí nebo deformace duše, popřípadě i deformace pružného trnu, tahem drátu nebo příze. Jedná se o zařízení, v němž se k mrazení dusí hadic používá kapalný dusík, který je dávkován ze zásobní nádoby do mrazicí komory speciálním ponorným dávkovacím čerpadlem,. Velikost dávky je regulována změnou počtu otáček motoru čerpadla! ovládaného jednoduchým regulačním obvodem v závislosti na teplotě v mrazicí komoře indikované teplotním čidlem. Hlavní částí čerpadla je dávkovači jednotka, kterou tvoří vlnovec zhotovený z nerezové oceli nebo tombaku, v jehož čelech jsou zasazeny ventily s velmi lehkými uzavíracími destiCkami o, plošné hmotností 0,03 až 0,10 g cm-2, zhotovenými ze slídy nebo tenké ocelové nerezavějící fólie. Výhodou zařízení podle vynálezu je úspora kapalného dusíku dosažená jednak přesným dávkováním v závislosti na teplotních poměrech v komoře a jednak použitím zásobních nádob většího objemu.

Description

Vynález se týká zařízení pro provozní kontinuální mrazení duší hadic před konfekcí, určené zejména k mrazení duší vysokotlakých hadic drátových na pružném trnu před oplétáním!. Zařazení tohoto· zařízení před oplétací nebo ovinovací stroj odstraňuje nebezpečí proříznutí nebo deformace duše, případně i deformace pružného trnu, tahem drátu nebo příze a další s těmito poruchami spojené problémy, například obtížné nebo i nemožné vytlačení trnu z hotové hadice.

Zmrazování duší před oplétáním nebo ovinováním používá řada výrobců hadic, jsou známy a komerčně vyráběny různé konstrukční typy zařízení, která používají ke zmrazování duší hadic převážně kapalného dusíku; použití jiných mrazicích médií, například kysličníku uhličitého — je pro tento účel méně vhodné. V principu se většina mrazicích zařízení skládá z vlastní mrazicí komory, zásobní nádoby s dávkovacím zařízením¹ na kapalný dusík a případně i jednoduchého regulačního obvodu pro regulaci dávkování. K dávkování dusíku se u všech těchto zařízení používá ručně nebo automaticky ovládaných ventilů, přičemž tlakový spád v potrubí je dán pouze přetlakem plynu nad kapalinou v zásobní nádobě.

Nejdokonalejším zařízením tohoto typu je zařízení, u kterého slouží k dávkování kapalného dusíku ventil — například solenoidový — ovládaný jednoduchým regulačním obvodem v závislosti na teplotě indikované teplotním čidlem uvnitř mrazicí komory.

Hlavní nevýhodou všech známých zařízení je skutečnost, že dávkování přetlakem plynu nad kapalinou je prakticky možné pouze u menších nádob. Tyto nádoby je ale nutno často doplňovat, což je operace náročná na spotřebu kapalného dusíku — zejména tehdy, jedná-li se o zásobování většího počtu mrazicích linek a tedy značně dlouhé rozvody. Vždy je totiž nutno veškerá potrubí prochladit na teplotu varu dusíku, tj. —'195 °C. Z tohoto důvodu je tedy výhodné provádět plnění pokud možno co nejméně často a použít proito větších zásobních nádob. Osvědčuji se nádoby o objemu 1Ό0 až 300 1 s širokým hrdlem, které však nelze vůbec tlakovat vzhledem k tomu, že jejich izolace je tvořena dvojitým evakuovaným pláštěm a v důsledku toho jsou jejich stěny namáhány již pouhým atmosférickým tlakem tak značně, že toto namáhání nelze dále zvětšovat vnitřním přetlakem.

Další nevýhodou dosavadních řešení je to, že v průběhu vyprazdňování zásobní nádoby se mění hydrostatický tlak kapalného dusíku, což způsobuje značné obtíže při dávkování, zejména u zařízení s ručně ovládanými dávkovacím! ventily. Nedostatkem známých řešení je též nadměrná spotřeba kapalného dusíku v důsledku toho, že dávkovači a regulační orgány těchto zařízení nejsou schopny reagovat včas a s potřebnou citlivostí na změny teplotních poměrů v mrazicí komoře.

Z rozboru uvedených nedostatků vyplývá nutnost řešit dávkování kapalného dusíku vhodným čerpadlem, které je schopno vstřikovat přesně a pravidelně velmi malé množství — cca 0,1 1 za minutu — do mrazicí komory. Pro tento účel nelze použít čerpadla rotační, odstředivá ani čerpadla s dopravním šnekem, protože dopravované množství zde příliš závisí na ponoru čerpadla, tzn. na stupni vyprázdněných zásobních nádob. Rovně běžná pístová mikročerpadle s kuličkovými ventily nevyhovují.

Problém zde spočívá v tom, že teplota čerpaného dusíku se neustále automaticky udržuje na teplotě varu a každá změna tlaku vede k odpaření nebo kondenzaci na rozhraní fází. Například při sání vznikne nad kuličkou ventilu podtlak daný hmotností kuličky, dusík se vypaří a tím částečně nebo úplně přeruší dávku kapaliny.

Výše uvedené problémy řeší zařízení podle vynálezu, složené z mrazicí komory, zásobní nádoby s ponorným dávkovacím· čerpadlem na kapalný dusík a regulačního· obvodu, jehož podstatou je, že hlavní částí použitého ponorného čerpadla je zde dávkovači jednotka vytvořená kovovým vlnovcem, do jehož čel jsou zasazeny speciální ventily. Funkčními orgány těchto ventilů jsou uzavírací destičky, které musí být velmi lehké, aby při jejich nadzvednutí nedocházelo k odpařování dusíku. Pro bezporuchové přesné a pravidelné dávkování je nezbytné, aby hmotnost uzavírací destičky připadající na 1 cm² její plochy ležela v intervalu ,0,03 až 0,10 g.

Proti známým typům zmrazovacích zařízení je zařízení podle vynálezu výhodné zejména v tom, že umožňuje pravidelným dávkováním velmi malých množství kapalného dusíku udržovat teplotu v mrazicí komoře s podstatně menšími odchylkami od stanovené žádané hodnoty. Tím je zabezpečeno, že nedojde k podchlazení duše hadice na zbytečně nízké teploty a v souvislosti s tíml pak k nadměrné spotřebě kapalného dusíku, jehož výroba je značně energeticky náročná. Další úspora kapalného· dusíku je dána omezením ztráit v důsledku méně častého plnění, což u zařízení podle vynálezu vyplývá z možnosti· použít zásobních nádob většího objemu, například 100 až 300 1.

Tyto i další výhody jsou patrny z následujícího popisu zařízení podle vynálezu. Příklad konstrukce zařízení je schematicky znázorněn na přiložených výkresech, kde představuje obr. 1 — dávkovači čerpadlo v částečném řezu a olbr. 2 — schéma celkového uspořádání mrazicího zařízení.

Zařízení (viz obr. 2) se skládá z mrazicí komory 15, zásobní nádoby 12, ponorného dávkovacího čerpadla (obr. 1) a •regulačního obvodu pro regulaci teploty v mrazicí komoře (na obr. není zakreslen). Mrazicí 'komora 15 je tvořena mrazicí trubkou 18, zprostředkovávající styk mrazené duše 19 s kapalným dusíkem, a pláštěm 17 opatřeným povrchovou izolaci. Jedná se o běžný kon218398 strukční typ mrazicí komory používaný již u řady dříve známých zařízení k mrazení duší hadic.

Zásobní nádoba 12 na kapalný dusík o objemu 100 až 300 1, nejlépe 200 1, má široké hrdlo opatřené izolovaným-víkem 11; izolace stěn této zásobní nádoby je řešena dvojitým evakuovaný.m pláštěm. S víkem 11 zásobní nádoby 12 je pevně spojena nosná kostra 3 ponorného dávkovacího čerpadla. Hlavní částí tohoto Čerpadla (viz obr. 1) je dávkovači jednotka, kterou tvoří vlnovec 4, zhotovený z nerezové oceli ne^[bo tomhaku, do· čehož čel jsou zasazeny ventily 5. Funkčními prvky těchto ventilů jsou velmi lehké uzavíraeí destičky 6 o plošné hmotnosti v intervalu 0,03 až 0,10 g cm'², které dosedají na broušené plochy těles ventilů. Uzavírací destičky jsou zhotoveny ze slídy nebo tenké ocelové nerezavějící fólie a mají tvar čtverce nebo jiného víceúhelníku, jehož rohy distancují plošky ná broušených plochách.

Dovolený zdvih destiček je v mezích 0,5 až 1,5 mm a je omezen děrovaným víkem ventilu. K výstupnímu otvoru ventilu v horními čele vlnovce je připojena výtlaková trubka 1, která je pevně spojena s nosnou kostrou 3 a zabezpečuje dopravu kapalného dusíku do mÍrazicí trubky 16 mrazicí komory

15. Funkcí pohyb vlnovce 4 je zprostředkován vnějším rámem 9, který je pevně spojen se Spodním čelem vlnovce 4 a přes tažnou trubku 2 připojen k excentru 7 motoru 8.

Tažná trubka 2 je umístěna koaxiálně s výtlakovou trubkou 1, k excentru 7 je připojena pomocí kloubů a je odlehčena odfrézováním podélných otvorů tak, aby při minimálním vedení tepla byla ještě dostatečně pevná. Motor 8 je pevně uchycen na nosné kostře 3 a spolu ,s ní uzavřen v izolačním krytu 13 (viz obr. 2), který je opatřen vrstvou polystyrénové izolace, a kolem vystupující výtlakové trubky 1 má vytvořenou prstencovou štěrbinu 14.

Nosná kostra 3, výtlaková vrstva 1 a tažná trubka¹ 2 jsou konstruovány a vzájemně uspořádány tak, aby spodní sací otvor dávkovači jednotky čerpadla, krytý sítkem ID, byl ve vzdálenosti 10 až 20 mm ode dna¹ zásobní nádoby. Vzhledem k tomu, že dávkovači jednotka pracuje při abnormálně nízké teplotě (—195 ^OC), je účelné omezit pohyb vlnovce na 20 až 50 °/o dovolené deformace při normální teplotě. Ze stejných důvodů je výhodné upevnit vlnovce k čelům mechanickým přihnutím do drážek a potom utěsnit pájením — například stříbrem.

V čerpadle byla kromě dávkovači jednotky s vlnovcem odzkoušena i dávkovači jednotka s pístem. Dávkování bylo rovněž vyhovující, někdy však docházelo k zadření pístu.

Dávkovači čerpadlo pracuje v maximu s výhodou s 50 až 100 zdvihy za minutu; velikost dávky lze regulovat, v rozmezí dovolených deformací, výškou zdvihu a plynule změnou počtu otáček motoru — nejlépe motoru sejnosměrného.

Teplota na výstupu z mrazicí komory je indikována teplotním čidlem 18, na ovládacím panelu ji lze sledovat pomocí milivoltmetru. Je-li ve srovnání s žádanou hodnotou teplota vyšší, tedy mrazení nedostatečné, je obsluha upozorněna červeným signalizačním světlem. Pokud je teplota nižší, při nadměrném mrazení, rozviti se zelené signalizační světlo a současně regulátor zapojí čerpadlo na snížené otáčky. Totéž nastane i při přemrazení duše na výstupu v důsledku zastavení oplétacího stroje.

Claims (2)

1. Zařízení pro provozní kontinuální mrazení duší hadic před konfekcí, zejména pro mrazení duší vysokotlakých hadic drátových na pružném trnu před ukládáním opletu, sestávající z mrazicí komory, zásobní nádoby s dávkovacím ponorným čerpadlem na kapalný dusík a regulačního obvodu, vyznačené tím, že dávkovači jednotka ponorného čerpadla je vytvořena kovovým vlnovcem (4), do jehož čel jsou vsazeny ventily (5), opatřené uzavíracími destičkami (8) s plošnou hmotností 0,03 až 0,10 gem^-2.

VYNÁLEZU

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že na ventil v horním čele vlnovce (4] je napojena výtlaková trubka (1) pevně spojená s nosnou kostrou (3) a spodní čelo vlnovce (4j je pevně spojeno s vnějším rámem (9) připojeným prostřednictvím tažné trubky (2) excentru (7) motoru (8) uchyceného na nosné kostře (3), která je upevněna k víku (11) zásobní nádoby (12) a spolu s motorem (8) uzavřena v izolačním krytu (13) s prstencovou štěrbinou (14) kolem vystupující výtlakové trubky (1).