CS242525B1 - Rozvodné zvlákňovacie zariadenie pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín - Google Patents

Abstract

Rozvodné zvlákňovacie zariadenie pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín najma syntetických polymérov s elektrickým odporovým ohrevom pre široké rozmedzie technologicky požadovaných pracovných teplot zvlákňovania, napr. 50 °C až 350 °C s možnosťou výměny čerpadlových blokov pre rožne programy zvlákňovania, pričom produkčně kanály sú přístupné pre uloženie statických zmiešavacích prvkov připadne přístupné pre mechanické čistenie a odstraňovanie ulpievajúcich inkrustov. Rozvodné zvlákňovacie zariadenie možno doporučit' pre zvlákňovanie 1'ubovoíných vláknotvorných viskóznych kvapalín, roztokov a tavenín v súčinnosti s použitím l'ubovotných aditív a farebných pigmentov.

Description

Rozvodné zvlákňovacie zariadenie pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín najma syntetických polymérov s elektrickým odporovým ohrevom pre široké rozmedzie technologicky požadovaných pracovných teplot zvlákňovania, napr. 50 °C až 350 °C s možnosťou výměny čerpadlových blokov pre rožne programy zvlákňovania, pričom produkčně kanály sú přístupné pre uloženie statických zmiešavacích prvkov připadne přístupné pre mechanické čistenie a odstraňovanie ulpievajúcich inkrustov.

Rozvodné zvlákňovacie zariadenie možno doporučit' pre zvlákňovanie 1'ubovoíných vláknotvorných viskóznych kvapalín, roztokov a tavenín v súčinnosti s použitím l'ubovotných aditív a farebných pigmentov.

40 20

Obr. 1 a ,242525

Vynález sa týká rozvodného zvlákňovacieho zariadenia na zvlákňovanie viskóznych kvapalín, najma syntetických polymérov a jeho výhrevu pre široký rozsah pracovných technologických podmienok zvlákňovania.

Dosial' používané rozvodné zvlákňovacie zariadenia, takzvané rozvodné vetvy, sú zvárané tlakové nádoby zložitého tvaru, vo vnútri ktorého je vovarený rúrkový rozvodný systém pre rozvod viskóznej kvapaliny ku dávkovacim, obvykle zubovým čerpadlám. Novšie riešenia rozvodných zvlákňovacích zariadení stavebnicového typu sú konstruované tak, že do vyhrievacieho telesa tlakovej nádoby sa ukládá domontovatel'ným sposobom rozvodný čerpadlový blok.

Ohřev je realizovaný parami teplonosného média zo zvláštneho vykurovacieho kotlá, alebo elektrické ohrevné telesá sú instalované do tlakovej nádoby rozvodného zvlákňovacieho zariadenia tak, že sú ponorné pod hladinou teplonosného média a jeho parmí sú vyhrievané všetky odíahlé miesta zariadenia včítane duplikátorového produkčného potrubia.

Bežne používaným teplonosným médiom pre vyhrievanie rozvodných zvlákňovacích a iných zariadení v chemickom a vláknárenskom priemysle je dinýl, čo je zmes 73,5 % difenyloxidu a 26,5 % difenylu, ktorý je doporučený pre rozsah práč. teplot 260 až 300 °C.

Pri zvlákňovaní viskóznych kvapalín, roztokov alebo tavenin syntetických 'polymérov, do ktorých sú v procese tavenia ešte před zvlákňovaním přidávané rožne aditíva, svetlostabilizačné přísady, farebné pigmenty za účelom získania vyššej kvalitatívnej úrovně úžitkových vlastností vyrábaných chemických vláken, sú požadované nižšie pracovně technologické teploty zvlákňovania, například 220 až 250 °C.

Pri přípravě niektorých špeciálnych vláken, například pri zvlákňovaní uhlíkatých vláken sa vyžadujú nižšie pracovně technologické teploty, napr. 200 °C, čo je mimo možnosti použitia dostupných, bežne používaných teplonosných médií, pretože pod teplotou bodu varu sú v kvapalnej fáze a pri ich použití v tejto fáze na vyhrievanie technologických zariadení je nutná špeciálna čerpacia technika pre cirkuláciu ohrevného média, pričom nie sú záruky rovnoměrného ohřevu odfahlých dutin zariadenia, alebo potom je nutné vyhrievaný priestor napojit na vákuovací systém a vákuovaním znížiť bod varu teplonosného média na požadovaná úroveň pracovných teplot, pričom sa vyžaduje úplná hermetizácia vákuovaného priestoru.

Popři nesporných výhodách s použitím teplonosného média pri pracovných teplotách nad bodom varu, kedy je použitie média opodstatněné, má tento spůsob ohřevu rad závažných nevýhod.

Pre vybavenie rozvodného zvlákňovacieho zariadenia je potřebný značný počet pomocných armatur, ako sú stavoznaky, vypúšťacie — napúšťacie ventily, odvzdušňovací ventil a kondenzátor, u ktorých sú mimoriadne vysoké nároky na údržbu pre zabezpečenie ich trvalej těsnosti pri pracovných teplotách a tlakoch. Problém hermetizácie je mimoriadne závažný pri prípadnom použití vákuovania funkčného priestoru za účelom zníženia bodu varu použitého teplonosného média.

Všetky armatúry vyvedené zo zariadenia znamenajú odvod tepla a jeho značné straty, čo je energeticky nevýhodné. Potřebné je médiové — dinýlové hospodárstvo s přečerpávacím systémom. Nutný je potrubný systém pre přívod dusíka pre případné opravy zváraním.

Pri použití teplonosného média sú kladené zvýšené nároky na prevedenie krytia svorkovnic, všetkých elektrických častí a platia přísné požiarno-bezpečnostné předpisy. V neposlednom radě aj malé poruchy těsnosti vykurovacieho systému znamenajú únik teplonosného média, čo zhoršuje celkové pracovně prostredie.

Konštrukcie rozvodných zvlákňovacích zariadení s elektrickým odporovým ohrevom bez použitia teplonosného média nie sú známe. Sú však známe riešenia jednomiestných zvlákňovacích hláv s elektrickým odporovým pásovým ohrevom, — laboratórneho, alebo poloprevádzkového typu, u ktorých boia evidovaná značná výměna pásových ohrevov z důvodu ich krátkej životnosti.

Na rozvodné zvlákňovacie zariadenie sú kladené vysoké požiadavky z hfadiska rovnoměrnosti ohřevu a přesnosti regulácie pracovných technologických teplůt. Požaduje sa ďalej rovnaké zdržanie zvlákňovaného média v rozvodnom systéme, s čím súvisia rovnaké dížky produkčných rúr, alebo kanálov od centrálneho přívodu ku jednotlivým zvlákňovacím blokom a prí zvlákňovaní s přísadami, najmá keď sa realizuje farbenie vo hmotě, — sú kladené vysoké požiadavky na účinné premiešavanie viskóznej kvapaliny, čo má priamy vplyv na úroveň kvality vyrábaných chemických vláken.

Všetky uvedené nedostatky a nevýhody odstraňuje nové riešenie podfa tohoto vynálezu, pričom sú rešpektované všetky spomínané náročné požiadavky.

Rozvodné zvlákňovanie zariadenia pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín podfa tohoto vynálezu pozostáva z rozvodného bloku a niekofkých čerpadlových blokov, na ktoré sú upnuté zubové dávkovacie čerpadlá, hubicové bloky a ohrevné bloky opatřené vnútornou i vonkajšou teplot, izoláciou.

Ohrevné bloky doškového tvaru, — výhodné aj s výstupkou do tvaru písmena L pozostávajú z ohrievacej tyče typu OACLEY, ktoré sú ohýbané do požadovaného tvaru a zaliate do hliníka. Dosadacie plochy ohrevných blokov sú hladko opracované.

Ohrevné bloky sú na svojom vonkajšom povrchu opatřené dokonale priliehajúcou izoláciou, ktorá napomáhá vyrovnávaniu teplot medzi jednotlivými blokmi, — takzvanými zónami. Každá zóna je opatřená dvojitým teplomerom pře reguláciu a zápis teplot. V každom ohrevnom bloku sú zaliaté až tri tyče typu OACLEY, pričom prevádzkuje iba jedna a ďalšie dve sú náhradně. V případe prepálenia odporovej tyče sa připojí náhradná tyč pohotovo, — bez výměny ohrevného bloku, t. j. — počas prevádzky.

V rozvodnom bloku ako aj čerpadlových blokoch je vyhotovený systém rozvodných kanálov pre rozvod viskóznej kvapaliny od centrálneho přívodu ku zubovým dávkovačům čerpadlám a od nich ku zvlákňovacím blokom.

V rozvodnom systéme kanálov rozvodného čerpadlového bloku možu byť vložené statické zrnenšovače pre zabezpečenie homogenity viskóznych kvapalín.

Rozvodné kanály možu byť opatřené zátkami, čím sú přístupné pře odstraňovanie inkustov účinným mechanickým sposobom pomocou predlžených vrtákov, výstružníkov a nakoniec možno kanály vyleštit a zátkami opat uzatvoriť.

Rozvodné zvlákňovacie zariadenie stavebnicového typu pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín podlá dalších význakov tohoto vynálezu pozostáva z rozvodného bloku a vyměnitelným sposobom montovaného jedného alebo niekolkých čerpadlových blokov pre rózne požadované programy prúdovené zvlákňovania.

Na připojených výkresoch sú znázorněné dva typy rozvodných zvlákňovacích zariadení, podlá tohoto vynálezu, pričom na obrazoch la, 1b je znázorněné zvlákňovacie zariadenie, do ktorého sa ukládá jú hubicové bloky zo spodu a na obr. 2a, 2b je znázorněné zvlákňovacie zariadenie, do ktorého sa ukladajú hubicové bloky z hora.

Na obr. la je vo zvislom priečnom řeze znázorněné štvormiestne rozvodné zvlákňovacie zariadenie pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín vo dvojprúde a na obr. lb je v bokoryse znázorněný pozdížny rez toho istého zvlákňovacleho zariadenia, ktoré pozostáva z rozvodného bloku 10' a vyměnitelných čerpadlových blokov 20, na ktoré sú priskrutkované hubicové bloky 28, zubové dávkovacie čerpadlá 28 a ohrevné bloky 30, 40 s vnútornou izoláciou 31, 41 a vonkajšou izoláciou a zakrytovaním 50.

Rozvodný blok 10, výhodné hranolovitého tvaru, vytvára nosník, na ktorý sú priskrutkované ostatně časti rozvodného zvlákňovacieho zariadenia. V rozvodnom bloku je vytvořený systém rozvodných kanálov 11, v ktorých sú inštalované prvky statických zmiešovačov 12. Rozvodné kanály 11 sú opatrené zátkami 14, 24 pre umožnenie mechanického čistenia a odstránenie inkrustov.

Čerpadlové bloky 20 vyměnitelného — — stavebnicového typu umožňujú volbu róznych programov zvlákňovania. Podlá požiadaviek na sortiment jemnosti vyrábaných vláken. Výměnou čerpadlového bloku možno volit velkost dávkovačích čerpadiel, počet hubicových blokov v jednom zvlákňovacom mieste, takže možno realizovat zvlákňovanie vo dvojprúde, štvorprúde, připadne osemprúde.

Pře jednoúčelové zariadenie možno rozvodný blok 10 a čerpadlové bloky 20 zlúčiť do jedného kompaktného celku.

Ohrevné bloky 33, 40 sú hliníkové odliatky, v ktorých sú zaliate odporové tyče typu OACLEY. V každom ohrevnom bloku sú zaliate tri odporové tyče, pričom dve sú náhradně a predížujú životnost ohřevu na trojnásobok.

Odporové tyče sú opatřené nehriatými predlženými koncami, vyvedenými do svorkovnic. Ohrevné bloky možu byť vyhotovené s výstupkom do tvaru písmena L, takže sa vyhrievanie realizuje z troch stráň.

Ohrevné bloky 30, 40 zakrytované spodnou izoláciou 31, 41, ktorá je naskládaná z niekolkých azbestových lepeniek a antireflexných hliníkových fólií proti vyžarovaniu a úniku tepla. Spodná izolácia 31, 41, slúži na vyrovnanie případných teplotných rozdielov medzi jednotlivými ohrevnými blokmi 30, 40 takzvanými zónami.

Celé zariadenie je opatřené vrchnou teplotnou izoláciou. ktorá pozostáva z panelových dielov z minerálnej pisti a vonkajším vzhladovým zakrytovaním 50.

Do rozvodného bloku 10 je připojené centrálně přívodně potrubie S0 vyhrievané elektrickými odporovými ohrevmi.

Všetky strojně agregáty v linke — taviaci stroj, centrálně přívodně potrubie ako aj rozvodné zvlákňovacie zariadenie je vyhrievané elektrickými odporovými ohrevmi, čo umožňuje volbu pracovných teplot zvlákňovania v širokom rozmedzí.

Na obr. 2a je vo zvislom priečnom řeze znázorněné štvormiestne rozvodné zvlákňovacie zariadenie pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín a na obr. 2b je v pódoryse znázorněný pozdížny rez toho istého zvlákňovacieho zariadenia, ktoré pozostáva z rozvod, bloku 10, a vyměnitelných čerpadlových blokov 20, na ktoré sú priskrutkované ohrevné bloky 30, 40 doškového tvaru opatřené spodnou izoláciou 31, 41 a vrchnou izoláciou zakrytovaním 50.

Jednotlivé zvlákňovacie miesta na obrazoch 2b znázorňujú možné varianty jednoprúdovébo, dvojprúdového, štvorprúdového zvlákňovania podlá počtu osadených hubicových blokov 28. Zvlákňovanie v niektorej z variant možno zabezpečit výměnou čerpadlových blokov 20, ktoré sú konstruované pre určité typy a velkostné rady zub. dávk. čerpadiel 26 a hub, blokov 28.

Rozvodné zvlákňovacie zariadenie podlá tohoto vynálezu bolo realizované a overené. Skonštruované bolo štvormiestne rozvodné zvlákňovacie zariadenie znázorněné na obraze la, lb pře zvlákňovanie vo dvojprúde s rozstupom zvlákňovacích miest 750 mm, s celkovou dížkou rozvodného bloku 2 750 milimetrov. Ohřev rozvodného zvlákňovacieho zariadenia bol realizovaný osmými ohrevnými blokmi s celkovým elektrickým príkonom 8 X 1 500 W. Podobné ohřev centrálneho prívodného potrubia bol realizovaný troma zónami s celkovým elektrickým príkonom 3 X 1 500 W.

Ohrievacie zóny rozvodného zvlákňovacieho zariadenia sú jednoduchého doškového tvaru odliate z hliníka. V každom ohrevnom telese — tzv. — zóně sú zaliate tri odporové tyče typu „OCLEY“, z ktorých dve sú nahradené, čím sa celková životnost ohrevného telesa predížuje na trojnásobok. Podobné sú vyhotovené ohrievacie telesá korýtkového tvaru pre ohřev centrálneho prívodného potrubia.

V každom elektrickom odporovom ohřeve je inštalovaný dvojitý odporový teploměr pre reguláciu a registráciu teplót. Naviac je inštalovaný jeden teploměr v sacom kanále čerpadlového bloku, pričom meracia koncovka je dokonale obtékaná zvlákňovaným polymérom. Skúšky zvlákňovania boli dosial převedené u polypropylénu pri 230 stupňoch C.

Vyhrievanie celej zvlákňovacej linky je pohotové a doba nahrievania rozvodného zvlákňovacieho zariadenia spolu s centrálnym prívodným potrubím na teplotu 250 °C trvá 4 hodiny. Po kratšom zábehu zvlákňovania po nasadení hubicových blokov je zariadenie vytemperované na technologicky požadovanú pracovnú teplotu, čo potvrdzujú súhlasné údaje teplomerov v jednotlivých ohrievacích zónách ako aj teploměru osadeného v sacom kanále čerpadlového bloku.

Bezprostredne po náběhu, ako aj počas dlhodobého procesu zvlákňovania boli zistené disproporcie teplót na jednotlivých zvlákňovacích miestach.

Podmienkou pre požadovanú rovnoměrnost ohřevu celého rozvodného zvlákňovacieho zariadenia vyhrievaného doškovými odporovými ohrevmi bez teplonosného média je dokonalá priliehavosť ohrevných telies, čo súvisí so stupňom opracovania dosadacích plóch ohrevných telies ako aj rozvodných a čerpadlových blokov, ďalej preciznost správného uchytenia a zavesenia zariadenia cez tepelno-izolačné prvky, ako aj prevedenie a těsnost vnútornej i vonkajšej teplotnej izolácie.

Pri splnění uvedených konštrukčných zásad možno doporučit rozvodné zvlákňovacie zariadenie s elektrickým odporovým ohrevom bez teplonosného média, pre l'ubovolné vláknotvorné viskózne kvapaliny, roztoky a taveniny v súčinnosti s použitím 1'ubovolných farbív, alebo aditív pre široké rozmedzie technologicky požadovaných teplot.

Claims (5)

1. PREDMET

   1. Rozvodné zvlákňovacie zariadenie pre zvlákňovanie viskóznych kvapalín opatřené vonkajšou izoláciou a zakrytovaním vyznačené tým, že rozvodný blok (10] ako aj čerpadlové bloky (20) so systémom rozvodných kanálov (11, 21) sú vyhrievané elektrickými odporovými telesami, zabudovanými v ohrevných blokoch (30, 40) obklopujúcich aspoň čiastočné rozvodný blok (10J i čerpadlové bloky (20).
2. 2. Rozvodné zvlákňovacie zariadenie podlá bodu 1, vyznačené tým, že čerpadlové bloky (20) a rozvodný blok (10) tvoria kompaktný celok.
3. 3. Rozvodné zvlákňovacie zariadenie poVYNALEZU dl'a bodov 1 alebo 2 vyznačené tým, že před každým rozvětvením rozvodných kanálov (11, 21) je uložený statický zmešovač (12, 22).
4. 4. Rozvodné zvlákňovacie zariadenie podlá niektorého z bodov 1 až 3, vyznačené tým, že rozvodné kanály (11, 21) sú opatřené zátkami (14, 24).
5. 5. Rozvodné zvlákňovacie zariadenie podlá niektorého z bodov 1 až 4, vyznačené tým, že ohrevné bloky (30, 40) obklopujúce rozvodný blok (10) a čerpadlové bloky (20) sú opatřené vnútornou tesne priliehajúcou izoláciou (31, 41).