CZ311595A3

CZ311595A3 - Storage method and storage bin

Info

Publication number: CZ311595A3
Application number: CZ953115A
Authority: CZ
Inventors: Michael Colin Quigley; Iain Richard Jack; Gary Edward George Gray
Original assignee: Courtaulds Fibres Holdings Ltd
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1996-11-13
Also published as: BR9406547A; US5456748A; FI955654A0; WO1994028214A1; SK149395A3; AU6727994A; FI955654L; FI955654A7; EP0700459A1; CN1124508A; JPH08510417A; TR28415A; RU2126854C1; TW280804B

Description

Skladovací zásobník pro premix

Oblast techniky

V. S C-

LD

CD

C7 O Vrt í—' o

rc

3C

Tento vynález se týká skladovacího zásobníku pro premix, vhodného ke skladování viskózní směsi podobné pastě nebo podobné suspenzi, která obsahuje celulózu dispergovanou v rozpouštědle celulózy. Viskózní směs se zejména udržuje ve zpracovatelném stavu ve skladovacím zásobníku před tím, než se čerpá do prostoru pro uchováni tvořícího se zvlákňovacího roztoku, ve kterém se směs podrobuje působení zvýšeného tlaku a zvýšené teploty, aby se dosáhlo rozpuštění celulózy v rozpouštědle a tak produkce viskózniho celulózového zvlákňovacího roztoku, který je vhodný pro zvlákňování nebo vytlačováni. Tento vynález se také týká způsobu skladování takové viskózní směsi ve zpracovatelném stavu po vytvoření

I směsi a před dopravou této směsi do stupně, kde se připravuje zvlákňovací roztok.

Dosavadní stav techniky

V US patentu č. 4 211 574 McCorsley-e a kol., v US patentu č. 4 142 913 McCorsley-e a kol. a v US patentu č,

144 080 McCorsley-e jsou uvedeny způsoby výroby tuhých prekurzoru roztoků celulózy v aminoxidu. Při každém z takových známých způsobů se celulóza suspenduje za zvýšené teploty ve směsi, která je nerozpouštědlem pro celulózu za teploty suspenze, a která obsahuje terciární aminoxid a vodu. Směs se nechá vychladnout na teplotu místnosti (okolní teplotu) a výsledný tuhý produkt se deziňtegruje na úlomky. Tyto tuhé úlomky se potom skladuji až do doby, kdy jsou zapotřebí a kdy se podrobí působeni zvýšené teploty a tlaku, aby se směs přeměnila na viskózní kapalinu, ve které je celulóza rozpuštěna v aminoxidovém roztoku, za vzniku

Μ

Λ V* i

i i

j

I celulózového zvlákňovacího roztoku, který je vhodný pro zvlákňování nebo podobné zpracováni.

V US patentu Č. 4 416 698 McCorsley-e je uveden způsob výroby celulózového zvlákňovacího roztoku tím, že se za . zvýšené teploty a tlaku umele celulóza a terciární amin-N-oxid ve válci vytlacovacího šneku předtím, než se vytlačuje vzniklý celulózový zvlákňovací roztok za vzniku tvarovaného celulózového produktu. Tento patentový spis se také zmiňuje o možnosti premixování celulózy a terciárního amin-N-oxidu za zvýšené teploty a tlaku, aby se vytvořil celulózový zvlákňovací roztok předtím, než se směs dopraví k vytlačování.

Pokud si původci tohoto vynálezu jsou vědomi, není známo, jak vyrobit viskózní premix celulózy dispergované v rozpouštědle celulózy a jak skladovat premix ve svém viskóznim stavu před dopravou premixu k následujícímu stupni výroby celulózového zvlákňovacího roztoku.

Podstata vynálezu

Předmět vynálezu poskytuje skladovací zařízení pro skladování viskozního premixu z celulózy dispergované v rozpouštědle pro celulózu během časového období po jeho výrobě a před dopravou premixu k dalšímu stupni výroby, jako do stupně výroby zvlákňovacího roztoku.

Další předmět tohoto vynálezu se týká skladovacího zařízeni mezi výstupem z premixéru pro výrobu premixu z celulózy dispergované v rozpouštědle celulózy a vstupem čerpadla pro další dopravu premixu, přičemž premix se předehřivá a míchá ve skladovacím zařízeni až se vyžaduje, í aby byl dopraven čerpadlem do dalšího stupně výroby.

Jeden znak tohoto vynálezu skýtá skladovací zásobník pro premix, jaký je zřejmý z připojeného patentového nároku

1. ....... ......... Běžně míchací členy jsou provedeny na radiálně vnějších koncích ramen, výhodně radiálních ramen, upevněných na hřídeli. Výhodná ramena jsou prostorově vymezena a oddělena a každý míchací člen je nesen párem axiálně sousedících ramen. Výhodně se každý míchací člen při rotaci hřídele pohybuje po kruhové dráze sousedící s bočními stěnami.

S výhodou boční stěny vymezují kruhovou válcovou horní část'zásobníku a komole konickou'spodní část zásobníku.

Podle jiného znaku tohoto vynálezu způsob skladování, za podmínek vhodných pro použití, předtím smísené horké viskozní směsi podobné pastě, která obsahuje celulózu dispergovanou v rozpouštědle pro celulózu, například terciárním aminoxidů a vodě; zahrnuje kontinuální míchání směsi ve vertikálním zásobníku a udržování směsi za zvýšené teploty, obvykle alespoň 65 “C.

Podle dalšího znaku tohoto vynálezu způsob čerpání do dalšího stupně výroby horké viskózní směsi podobné pastě z celulózy, dispergované v rozpouštědle pro celulózu, zahrnuje zavedení směsi' do skladovacího zásobníku a udržováni směsi v zásobníku po časové období, až je žádoucí čerpat směs do dalšího stupně výroby, zatímco v tomto skladovacím zásobníku se směs míchá a udržuje za zvýšené teploty.

Proto ještě dalším znakem tohoto vynálezu je systém pro dopravu, pomocí čerpadla do dalšího stupně výroby, horké viskózní směsi vytvořené v premixéru a obsahující celulózu dispergovanou v rozpouštědle pro celulózu, který zahrnuje skladovací zásobník, jenž má přívod připojený k vývodu z premixéru a vývod připojený k přívodu čerpadla, přičemž skladovací zásobník je opatřen míchacím zařízením, pro míchání směsi zaváděné do zásobníku z premixéru, a topným prostředkem, pro udržováni horké směsi za zvýšené teploty.

>

Popis obrázků na výkresech

Ztělesnění vynálezu bude nyní popsáno formou příkladů se zvláštní odkazem na připojené výkresy, kde:

Obr. 1 je schematické znázornění zařízení pro výrobu směsi, která obsahuje přinejmenším celulózu a rozpouštědlo pro celulózu.

Obr. 2a a 2b jsou schematický boční pohled a pohled v řezu, ukazující částicový materiál, který se ukládá na vnější straně filtračního síta.

Obr. 3a a 3b jsou schematický boční pohled a pohled v řezu, ukazující částicový materiál, který se ukládá na vnější straně filtračního síta, ze kterého se odstraňuje.

Obr. 4 je schematický pohled v řezu ve zvětšeném měřítku na premixér ze zařízení znázorněného na obr. 1.

Obr. 5 je částečný pohled v řezu ve zvětšeném měřítku na skladovací zásobník ze zařízeni znázorněného na obr. 1.

Obr. 6 a obr. 7 jsou schematický koncový pohled v řezu a pohled se shora ve zvětšeném měřítku na část vratného dvojitého pístového čerpadla, ze zařízeni znázorněného na obr. 1.

Nejlepši provedeni tohoto vynálezu

Obr. 1 znázorňuje schematicky zařízení obecně označené vztahovou značkou l, pro výrobu směsi celulozového materiálu dispergovaného v rozpouštědle pro celulózu. Zařízeni 1 zahrnuje první soubor kotoučů 2 buničiny, druhý soubor kotoučů 2 buničiny, zařízení 4 k dezintegrování buničiny a připojený ventilátor 23, separátory 5a a 5b buničiny, filtrační zařízení 6, premixéry 7a a 7b, skladovací zásobníky 84 a 85 a vratná dvojitá pístová čerpadla 88 a 89.

Vícevrstvá první složená kotoučová buničina 9 z celulozového materiálu se připravuje odtahováním kotoučové buničiny z prvního souboru kotoučů 2 buničiny, za použití spodního páru svěracích válců 8 a horního páru svěracích válců. 10.. Na.cestě, mezi svěracími; válci 8 a 10 se první složená kotoučová buničina 9 zavádí mezi pár prostorově, odkloněných vodicích desek 11 pro buničinu. Vícevrstvá druhá složená kotoučová buničina 12 z celulozového materiálu se také připravuje z druhého souboru kotoučů 3 buničiny, za použití spodního¹ páru svěracích kotoučů·· 13 a horního páru. svěracích kotoučů 14. Druhá složená kotoučová'buničina. se vede mezi svěrací válce 13 a 14 pomocí prostorově odkloněných vodicích desek 15. Prostorově odkloněné vodici desky 11 a 15 jsou umístěny mezi svěrací válce 8 a 10 a 13 a 14.', takže vedou vícevrstvé složené kotoučové buničiny 9 a 12 mezi svěracími válci, bez potřeby operátorové interakce. Výhodně prostorově odkloněné¹ vodicí desky 11 a 15 jsou zavěšeny k zajištěni přístupu v případě zablokováni během použiti mezi vodícími deskami.'

Jak může být zřejmé z obr. 1, v prvním souboru kotoučů buničiny je osm kotoučů a v druhém souboru kotoučů 3 buničiny jsou čtyři kotouče. Kotouče buničiny se dodávají konečnému uživateli na základě viskozity kapalného produktu vyráběného předem stanoveným způsobem z buničinového materiá6 lu. I když se rozmezí viskozity mění od šarže k šarži, konečný uživatel může vybrat zásobní kotouče, které mají visk02itní rozmezí z předem vybraného pásma viskozity.

Protože bylo nalezeno, že lepší jakosti premixu na bázi celulózy se dosáhne společným míšením kotoučů, které mají vysoké a nízké viskozitni rozmezí za účelem vyrobení smési buničinového materiálu, který má požadované intermediárni rozmezí viskozity, kotouče v prvním souboru kotoučů 2 buničiny mají rozmezí viskozity v nižších hodnotách a kotouče v druhém souboru kotoučů 2 buničiny mají viskozitni rozmezí v pásmu vyšších hodnot. Rychlost pohybu vícevrstvých složených kotoučových buničin 9 a 12 do zařízení 4. k dezintegrování buničiny se řídí, aby se dosáhlo směsi buničinového materiálu o požadovaném viskozitním rozmezí.

2a účelem výroby shodného premixu je důležitá přesná kontrola množství celulózy, která se přidává do premixeru 7a $ a 7b pro mícháni. Protože kotouče buničiny obsahují jak celulózu, tak vodu, je nezbytné stanovit obsah vody v kotoučích buničiny a odvodit naprosto suchou hmotnost přítomné celulózy. V nejjednodušší formě se může stanovit hmotnost .

rozvláknéné buničiny ze zařízení 4 k dezintegrování buničiny na váze (neznázornéna) před tím, než se buničina o-požadované hmotnosti přidá do premixéru 7a nebo 7b. Pokud se použije této metody, předpokládá se, že kotouče buničiny. sestávají · z určitého procenta hmotnostního celulózy a určitého procenta hmotnostního vody, například z 94 % hmotnostních celulózy a 6 % hmotnostních vody. Avšak výhodně naprosto suchá hmotnost buničinového materiálu se vypočítá jako dávka do dezintegrovacího zařízení za použiti čidel 16 a 17, které snímají složené kotoučové buničiny 9 a 12..

Každé čidlo 16 a 17 zahrnuje snímač β-záření pro měření hmotnosti na jednotku plochy do vrstev složené kotou- . čové buničiny 9 a 12 a popřípadě také obsahuje zařízení

Ί k měření vlhkosti, využívajícího technického způsobu mikrovlnné absorpce k měření obsahu vlhkosti složené kotoučové buničiny 9 nebo 12. Pokud se-nepoužívá měření vlhkosti, obsah vlhkosti v každé složené kotoučové buničině se předpokládá přibližně 6 % z hmotnosti složené kotoučové buničiny, přičemž zbývajících 94 % hmotnostních tvoří celulóza. Se signálními hodnotami hmotnosti na jednotku plochy každé složené kotoučové buničiny 9 a 12, šířky každé složené kotoučové buničiny a obsahu vlhkosti každé složené kotoučové buničiny se může vypočítat množství celulózy dodávané do zařízeni 4 k dezintegrováni buničiny a tento vzorec se může použít k řízení množství celulózy přidávané do každého premixéru.

. ~ Detektory kovů~13 a 19 jsou’také určený k detekci nežádoucí, přítomnosti kovu v. složenývh kotoučových buničinách 9, a 12. Jestliže, detekce ukáže kov, proces se může automaticky zastavit.

i i

Vicevrtstvé první a druhé složené kotoučové buničiny 9 a'12 se jako celulózový materiál dodávají do přívodu

I * zařízení 4. k dezintegrování buničiny, kde se složená kotoučová buničina nařeže nebo dezintegruje na nepravidelné vločky nebo částice buničinového materiálu. Zařízení 4 k dezintegrování buničiny je opatřeno rotačními řezacími noži 20, které jsou určeny k řezáni nebo roztrhání celulózového materiálu tvořeného složenou kotoučovou buničinou s minimálním stlačením nařezaných hran materiálu zě složené kotoučové buničiny. To je žádoucí, protože tento nařezaný materiál ze složené kotoučové buničiny je později schopen lépe expandovat a mísit se saminoxidem a vodou. Zvláště výhodným typem dezintegrovače buničiny je nůž vyrobený firmou Ulster Engeneering a dodávaný na trh firmou Birkett Cutmaster Limited, který je znám jako AZ 45 Speciál.· Takový dezintegrovač je opatřen nožovým typem řezacího nože (typ 31 mm x 7 hook). Rotační řezací nože 20 ze zařízení 4. k dezintegro- *

- 3 vání buničiny se otáčejí při frekvenci otáčení přibližně 140 za minutu a řežou celulózový materiál na nepravidelné tvary nebo vločky az do rozměru přibližně od 1 do 20 cm², obvykle přibližně od 3 do 15 cm². Avšak kromě produkce těchto relativně velkých vloček nebo částic celulózového materiálu řezací nože také vytváří množství mnohem jemnějších celulózových částic neboli prachové drti. Obvykle během procesu * trhání složené kotoučové buničiny se až do 99 % materiálu ze složené kotoučové buničiny nařeže na tyto větší kusy nebo částice celulózového materiálu, přičemž zbývající 1 % se formuje do prachové drti.

Nařezaný a dezintegrovaný celulózový natěrial, včetně prachové drti, vystupuje výstupem ze zařízení 4 k dezintegrování buničiny a dopravuje se přes cirkulační sekci vedením '? S do odbočného ventilu 22. Buničinový materiál se dopravuje :· ¹ ΐΐ proudem vzduchu vytvářeným vzduchovým ventilátorem 23 na ’ výstupu ze zařízení 4 k dezintegrování buničiny, který saje vzduch na vstupu vzduchu A přes filtr 21- Tento ventilátor má / lopatky, které jsou opatřeny řeznými břity a ty napomáhají ; S dezintegrovat a rozmělňovat další částice celulózového J materiálu, který vystupuje ze zařízení 4 k dezintegrování buničiny.

Způsob se provádí jako šaržový způsob, a v závislosti na tom, v které části šaržového procesu se pracuje, odbočný ventil 22 řídí nařezanou buničinu z vedeni 21 buaf přes potrubí 25 k separátoru 5a buničiny nebo z potrubí 26 k separátoru 5b buničiny. Každý z těchto separátoru 5a a 5b buničiny pracuje podobným způsobem, a proto zde dále bude podrobněji popsán pouze separátor 5a buničiny.

Separtátor 5a buničiny má přívod 27, první vývod 28 uspořádaný v přímce s prvním přívodem 27 a druhý výstup 29 odsazený od dráhy mezi přívodem 27 a prvním vývodem 28. Síto je uspořádáno v úhlu přímé dráhy mezi přívodem 27 a prvním vývodem 28. Při použiti se nařezaný buničinový materiál včetně prachové drti dopravuje proudem vzduchu potrubím 25 — přes přívod 27 a směřuje k prvnímu vývodu 28. Síto 30 má velikost ok 2,54 mm.a ponechává prachovou drt až do velikosti částic 2,54 mm a proud dopravujícího vzduchu procházet a vystupovat prvním vývodem 28. Větší částice nařezaného celulózového materiálu, které jsou příliš velké, aby prošly oky síta 30, se odchylují úhlovým sítem 30 směrem dolů do druhého výstupu'29. Prachová drt a proud dopravujícího vzduchu, které vystupují z prvního vývodu 28., se vedou vedením a 32 a vstupuji do filtračního zařízení 6.

Filtrační zaří zeni 6 slouží k’výjmuti¹'prachové drti'' z proudu dopravujícího vzduchu. Zvláště vhodná forma. filtračního zařízení 6 zahrnuje, filtr JETLINE V, který vyrábí firma. NEU Engeneering- Limited of Working, Surrey, Anglie. Takové filtrační zařízení 6 má větší počet filtračních rukávů 40 (viz obr. 2a; 2b, 3a, a 3b), uspořádaných vertikálně v řadách, jako například've- -dvanácti’ řadách o šesti.......

filtračních rukávech na. řadu. Každý filtrační/rukáv £0 o ploše právě pod. 1 m² poskytuje při všech 96’rukávech plochu 100 m² sekce, která obvykle zahrnuje rukáv z plsti vyztužený jehlami, který je opřen o tuhý vertikální rám 41 zhotovený z drátu z nerezavějící oceli. Filtrační zařízení 6 se* provozuje za přetlaku, přičemž prachová drt udržovaná v přiváděném vzduchu se dmychá smérem vzhůru a radiálně dovnitř přes trubicovitý filtrační rukáv 40 ve směru šipek na obr. 2a. Koláč 42 z prachové drti se tvoři na vnějších stranách rukávu 40 a čistý vzduch se dopravuje směrem vzhůru výstupní trubicí 44. která je tvarována do Venturiho trubice, čirý vzduch vystupuje výstupem 45 (viz obr. 1) ve směru šipky B. ’

Koláč 42 prachové drti se odstraňuje z filtračních rukávů 40 vzduchem pulzujícím periodicky směrem dolů integrální výstupní trubici 44, která je tvarována do

Venturiho trubice, přičemž každá řada filtrační trubice se čisti střídavě. Každý čisticí proces zahrnuje injekční zavádění stlačeného vzduchu směrem dolů vedením 46 z potrubí stlačeného, vzduchu do každého filtračního rukávu 40 přes výstupní trubici 44, která je tvarována do Venturiho trubice.

Tak se okamžitě obraci *tok vzduchu přes filtrační rukáv a filtrační rukáv se přerušovaně profukuje, co odstraňuje koláč z prachové drti (viz obr. 3a a 3b). Prachová drť odstraňovaná z filtračních rukávů 40 se snáší do skladovacího |

I zásobníku 50 na dně filtračního zařízení 6. Skladovací i zásobník 50 má čtyři boční stěny pod úhlem směrem dovnitř i a směrem dolů k rotačnímu ventilu 51. Každá ze čtyř bočních stěn skladovacího zásobníku 50 je opatřena párem profukova- * cích trysek 52, které se provozují periodicky, aby se ' zabránilo hromaděni prachové drti na bočních stěnách ¹ skladovacího zásobníku 50.

*

Při otáčení rotačního ventilu 51 a provozu ventilátoru * prachové drti se prachová drt dopravuje potrubím 56 do ® ‘ ’·· odbočného ventilu 57. V závislosti na tom, které cesta šarže je v provozu, odbočný ventil 57 bud usměrňuje tok prachové drti vedením 58a do cyklonového separátoru 59a nebo vedením 58b do cyklonového separátoru' 59b. Za předpokladu, že !

odbočný ventil 57 způsobuje usměrňování prachové drti a dopravujícího vzduchu do cyklonového separátoru 59a, prachová drt vystupuje z posledně jmenovaného separátoru a je ⁵ dopravována trubkovým vedením 60 k T-kusu a do vedení 62, které vede z druhého výstupu 29 separátoru 5a buničiny.

Rotační ventil 61 je opatřen trubkovým vedením 60. Dále rotační ventil 63 je opatřen vedením 62 přiléhajícím k jeho vstupnímu konci. Za předpokladu, že tyto ventily 61 a 63 jsou v provozu, prachová drt dopravovaná trubkovým vedením 60 se znovu spojuje s většími částicem nařezaného celulózového materiálu odděleného v separátoru 5a buničiny. Vystupující vzduch z cyklonového separátoru 59a se recirkuluje zpět do separačního zařízení 6 potrubím 70, k odstranění jakékoli další prachové drti, která stále'múze být přítomna ve vzduchu výstupujícím z cyklonového separátoru 59a.

Separátor 5b buničiny se uvádí do provozu, pokud odbočný ventil 22 usměrňuje nařezanou celulózu a dopravující vzduch potrubím 26. Prachová drť se dostává z prvního vývodu separátoru 5b celulózy a je dopravována potrubím 72 a vedením · 32 do filtračního zařízení 6. Odbočný ventil 57 zajišťuje, že se prachová drť z filtračního zařízeni 6 usměrňuje vedením 58b do cyklonového separátoru 59b. ze kterého se prachová drť *- vede výstupem 74'pro opětovné spojeni s~hfutíšími částicem celulózového materiálu, oddělenými v separátoru 5b buničiny, a vystupuje·, potrubím .75. Toto opětovné, spojení prachové, drtí. se uskutečňuje, pokud se rotační ventily 76 a 77 uvedou v chod a nejsou ve svém stacionárním stavu.

-V každé-šarží;sě zpracovává přibližně' 453 kg buničiny a kazdou-hodinu.se zpracují čtyři šarže.·. Tak se zpracuje přibližně 1812 kg- buničiny.každou hodinu, z čehož se přibližně 1 % (to znamená asi 18 kg) buničiny znovu spojuje s většími částicem nařezaného buničinového materiálu. Bez zařazení filtračního zařízeni 6 by se toto množství prachové drti ztrácelo z procesu.

Dezintegrovaná buničina a prachová drť z vedeni 62 a potrubí 75 se zavádí do vstupů 80 a 81 premixéru 7a a 7b. v závislosti na tom, která šarže se zpracovává. Každý ze vstupů 80 a 81 se obvykle zahřívá pomoci teplovodného pláště 82 (viz obr. 4), kterým se cirkuluje horká voda, například o teplotě 49 ’C. Horká voda se dodává přívodní trubici 82a a vrací se potrubím 82b pro vraceni horké vody.

Protože premixéry 7a a 7b jsou v podstatě identické, dále bude podrobně popsán pouze premixér 7a. Premixer 7a má čtyři další přívody 33 (pouze jeden z nich je znázorněn), pro zavádění vodného roztoku terciárního aminoxidu do tohoto premixeru, přičemž směs sestává z 78 % hmotnostních aminoxidu a 22 % hmotnostních vody. Zvláště výhodný terciární aminoxid je N-methylmorfolin-N-oxid. Teplota áminoxidového roztoku se pečlivě reguluje, aby byla na požadované hodnotě přibližně 82 *C, například 80 ’C, předtím, než se roztok zavede do premixeru. Množství áminoxidového roztoku zaváděného do premixéru 7a se opatrně řídí měřičem hmotového toku a ventilem 83c v přívodním potrubí 83d tak, že tvoří směs s přidávanou buničinou, která sestává přibližné z 13 dílů hmotnostních celulózového materiálu a 87 dílů hmotnostních aminoxidu a vody. Obvykle v každé šarži se do premixéru vnáší přibližně^ 3624 kg áminoxidového roztoku a zhruba 544 kg dezintegrované buničiny.

Do každého premixéru se pro mícháni s jinými materiály také obvykle přidává stabilizátor, jako je práškový propylgalát. Stabilizátor se přidává k zabránění nebo omezení', rozkladu aminoxidu a rozkladu celulózy. Je vhodné, aby se stabilizátor přidával k dezintegrované buničiné předtím než se buničina zavede do premixéru. V tomto stupni se mohou přidávat také ostatní přísady. Příklady takových přísad jsou matovaci prostředky, například oxid titaničitý, modifikátory viskozity a pigmenty.

Premixer 7a obsahuje misicí komoru, ve které je namontována horizontální hřídel 65., která má radiální lopatky 65a z ni vystupující. Lopatky 65 a jsou ve formě míchačů tvořených brázdícími břity a vystupuji radiálně, obvykle do rozdílných axiálních rovin. Horizontální hřídel 65 je poháněna vně namontovaným motorem a otáčí se relativné pomalu, přibližně s frekvenci otáček 72 za minutu. V přímce ve stěnách mísící komory premixéru 7a jsou namontovány čtyři prostorové rafinační mixéry 67 (pouze jeden z nich je znázorněn na obr. 4), z nichž každý je poháněn vně namontova-. ným motorem 67a, který se otáčí relativně rychle, při rychlosti odpovídající frekvenci otáček přibližné 3000 za minutu. Osa 68 rotace každého zjemňovaciho břitu je umístěna ortogonálně k ose rotace pomalu se otáčejících lopatek 65a, která se otáčí obvodovou rychlostí v rozmezí od 4 do 6 m/s, výhodně od 5 do 5,5 m/s. Rychle se otáčející rafinační mixéry 67 byly původně zamýšleny k vytváření úlomků větších částic z dezintegrované buničiny, poté co se nechala nabotnat v aminoxidovém roztoku. Pomalu otáčející se lopatky jsou určeny k vzájemnému míchání zavedených složek, aby se usnadnilo dipergovánř,celulózy v'aminoxidovémn roztoku’.' Kombinoval né účinky pomalu, se otáčejících lopatek 65a a.rychle se otáčejících, rafinačních mixérů 67 vytváří homogenně promíchanou směs., celulózového materiálu., který je dispergován v aminoxidu a vodě. Prvky označené vztahovými značkami 65c, 67b a 83e, znázorněné na obr. 4, představuji část elektronického -systému“řizeného-počítačem^pro automatické řízení celého procesu·a'zvláště motor 65b, motory 67á a měří č. hmo tno vého.. toku ve směru k.ventilu 83c.

Vnější pouzdro každého premixéru, které skýtá stěny mísící komoře, má vyhřívaci pláště 69, kterým cirkuluje horká voda, obvykle o teplotě okolo 82 ’C, například 80 ’C, k dosažení toho, aby obsah každé mísící komory byl uchováván při zvýšené teplotě přibližně 82 ’C, například 80 ’C. Horká voda se dodává zaváděcím potrubím 69a a vrací se k novém ohřátí vratným potrubím 69b. Každá mísící operace vyžaduje k provedení přibližně 21 minutu. Aminoxidový roztok se na počátku vnese do premixéru přibližně během 5 minut a postupně se zavádí buničina a propylgalát, během časového období přibližně 10 minut. Míšeni potom probíhá po dobu alespoň 4 minut, obvykle přibližně 6 minut; při zvýšené teplotě přibližně 82 ’C, například 80 ’C, v kterémžto čase se dostane vysoce jakostní směs, ve které se celulózový materiál rozpadl na oddělená jednotlivá vlákna, která jsou v podstatě rovnoměrné dispergována v terciárním aminoxidu. Výsledkem je premix, který má relativně vysoký obsah celulózy, okolo 13 %. Premix se může potrom převést působením tepla a tlaku na viskózní zvlákňovací roztok, ve kterém je celulóza rozpuštěna v aminoxidovém roztoku. Zvlákňovací roztok takto vyrobený je vhodný pro následující výrobu celulózových produktů. Zvláště vhodná směs byla zjištěna na použiti zařízeni RT3000 Model Mixer, které vyrobila firma Winkworth Machinery Limited at Swallowfield, Near Reading, Berkshire, Spojené, království.

Premixery 7a a 7b jsou opatřeny ventily umístěnými jako spodní výstupy 82a a 82b, které jsou připojeny k přívodům 83a a 83b z vertikálních skladovacích zásobníků 84 a 85. Skladovací zásobníky 84 a 85 mají výstupní otvory 86 a 87, které jsou připojeny na vstupní strany vratných dvojitých pístových čerpadel 88 a 89. Vratná dvojitá pístová čerpadla 88 a 89 mají výstupní potrubí 90 a 91 připojená k stupni výroby zvlákňovacího roztoku (není znázorněno).

A’·

V závislosti na tom, která šarže se zpracovává, směs se vede,-, bud z premixéru 7a, přes skladovací zásobník 84 k vratnému dvojitému pístovému čerpadlu 88 pro dopravu výstupním potrubím 90 do stupně výroby zvlákňovacího roztoku nebo se vede z premixéru 7b, přes skladovací zásobník 85 k vratnému dvojitému pístovému čerpadlu 89 pro dopravu výstupním potrubím 91 do stupně výroby zvlákňovacího roztoku.

Skladovací zásobníky 84 a 85 slouží k udržování směsi vzniklé v premixérech 7a a 7b za smíšeného homogenního stavu o správné konsistenci a viskozitě. Protože skladovací zásobníky 84 a 85 jsou identické a také vratná dvojitá pístová čerpadla 88 a 89 jsou shodná, dále zde bude podrobně popsán pouze skladovací zásobník 84 a vratné dvojité pístové čerpadlo 38.

Skladovací zásobník 84 (znázorněn schematicky na obr. 5) je uspořádán vertikálně a má kruhově válcovou horní část 84a a komole konickou spodní část 84b. Vyhřívací trubky 84c jsou uspořádány mimo horní část 84a a spodní část 84b pro vedení horké vody okolo stěn zásobníku k tomu, aby se dosáhlo, že obsah zásobníků bude mít zvýšenou teplotu okolo 82 ’C, například teplotu 80 C. Horká voda se dodává vstupy 84h a .84i a vrací se k novém ohřátí výstupy 84 j a 84k. Uvnitř skladovacího zásobníku 84 je vertikálně, osově umístěný hřídel 84d, nesoucí osově prostorově nezávislá radiální ramena 84e, která jsou schopná rotace při relativně pomalé rychlosti o frekcenci otáčeni od 2 dolO za minutu, například 8 za minutu. Hřídel 84d je je podpírán horním ložiskem (neznázorněno), spodním ložiskem 84q a mezilehlými ložisky nesoucími radiální, ramena.· 84p. Osově připojené páry ramen 84e nesou běžné míchadlo 84f. se čtyřmi takovými míchadly 84f, které jsou znázorněny na obr. 4. Tato míchadla 84f jsou umístěna radiálně, na protažená ramena 84e. a při- použití vychylují míchací dráhu, která přilehlá ke stěnám skladovacího zásobníku 84. Při použití míchadel 84f působí míchání premixu obsaženého jak v horní části 84a, tak ve spodní části 84b skladovacího zásobníku 84.. Na obr. 5 je znázorněna pouze polovina počtu radiálních ramen 84e a míchadel 84f, protože odpovídající ramena a míchadla (neznázorněno) vystupuji i na pravou stranu skladovacího zásobníku 84, a každé rameno na pravé straně je umístěno diametrálně v přímce s odpovídajícím ramenem 84e. Ramena 84e nesoucí horní míchadla 84f v horní části 84a jsou vyrovnána s (to znamená jsou ve stejné osové rovině) rameny 84e nesoucími horní míchadla 84f ve spodní části 84b. Ramena 84e nesoucí nižší míchadlo 84f v horní části 84a a ramena 84e nesoucí nižší míchadla 84f ve spodní části 84b jsou také vyrovnána v obecné rovině, která je odsazena například o 90 * od osové roviny obsahující jiná16 radiální, ramena 34e. Je třeba vzít v úvahu, že obr. 5 je pouze schématem, proto odsazení radiálních ramen není znázorněno úplně.

Premix zavedený do·skladovacího zásobníku 84 se muže udržovat ve stavu použitelné viskozity při správně zvýšené teplotě po požadované časové období, například až několika hodin. Relativně pomalu se otáčející míchadla 84f udržují celulózu dispergovanou v aminoxidovém roztoku tak, že směs zůstává v homogenním stavu. Premix může tak být udržován v použitelném stavu po časové období předtím, než je dopraven do stupně přípravy zvlákňovacího roztoku a slouží k dosažení vhodného stupně kontroly ve výrobním procesu. Tak skladovací zásobník 84 poskytuje změnu při tomto procesu a je schopen absorbovat libovolné diskontinuální pohyby proti proudu, například způsobené zastavením procesu pro systémové chyby v nebo podobně, bez potřeby odložit již smíchaný premix.

Vratné dvojité pístové čerpadlo 88 je čerpadlem dvojitým, hydraulicky ovládaným, tak zvaným čerpadlem na beton. Zvláště vhodná čerpadla na beton jsou čerpadla Schwing typu.KSP 17 HD EL, která vyrábí firma Schwing GmbH. &. Takové vratné.dvojité pístové čerpadlo 88 na beton bylo nalezeno jako zvláště vhodné pro dopravu premixu do stupně přípravy zvlákňovacího roztoku bez ztráty homogenity premixu. Pro použití se premix dodává otvorem ventilu 95, přes výstupní otvor ze skladovacího zásobníku 84 do vstupu 95 (viz obr. 6 a obr. 7) vratného dvojitého pístového čerpadla 88.·

Při sacím zdvihu jednoho z pístů vratného dvojitého pístového čerpadla se premix odtahuje výstupním otvorem ze skladovacího zásobníku do jednoho ze dvou válců 97. 98 vratného dvojitého pístového čerpadla 82· Při následujícím vyprázdňovacím zdvihu pístu se premix dříve natažený do válce tlačí dopravním potrubím 99, aby se dopravil výstupním potrubím 90.· Dopravní potrubí 99 je namontováno na otočném hřídeli 100 a při uvedení hydraulického pístu 105 do pohybu je otočně pohyblivé mezi polohou znázorněnou plnými čárami na obr. 7, ve kterých je válec 98 připojen k výstupnímu potrubí 90 a polohou znázorněná čárkovanými čárami na obr. 7, ve které je válec 97 připojen k výstupnímu potrubí 90,. Podle jiného provedení tok z střídajících se válců se může řídit talířovými ventily. Na obr. 7 otvor 101 (znázorněn čerchovanou čárou) z výstupního potrubí 90 a otvory 102 a 103 jsou na konci válců 97 a 98. Provozováni dopravního potrubí 100 a zbytku vratného dvojitého pístového čerpadla 88 je popsáno podrobněji v Schwingově US patentu č. 4 373 875, jehož celý obsah se zde uvádí jako součást dosavadního stavu techniky. Bylo shledáno, že vratné dvojité pístové čerpadlo 88 má být robustní pro použiti a;poskytuje.positivní čerpací účinek pro dopravu premixu na bázi celulózy. Relativně pomalé vratné písty se úplně nevyprázdňujř, nenastává oddděleni aminoxidů od celulózy v jakémkoli významném stupni a celulóza se neodbourává. To je prvotní, protože velký podíl kinetické energie pohybujícího se pístu se používá k pohybu premixu. Kromě toho ,čeř.pad.lo působí jako odměřovací.čerpadlo.-Protože— objem každého válce je. znám,.a protože každý válec se plní premixem při sacím zdvihu, může se přesně stanovit množství premixu při každém vyprázdňovacim zdvihu. Tak se může přesně řídit množství premixu, které je dopravováno za časové období, řízením rychlosti vratných pistů. Čerpadlo je relativně spolehlivé pro použití, není příčinou oddělování celulózy od aminoxidů a přesně odměřuje premix. Premix obsahuje přibližně 13 % hmotnostních celulózy a vratné dvojité pístové čerpadlo je schopno čerpat premix spolehlivě a účinné.

Premix z vratných dvojitých pistových čerpadel 88 a 89 se dopravuje výstupními potrubími 90 a 91, která jsou vyhřívána horkou vodou, do stupně přípravy zvlákňovacího roztoku, přičemž zvlákňovací roztok takto vzniklý se následně tvaruje a regeneruje na celulózový produkt,jako je vlákno, filament, tyčinka, trubice, deska nebo film. Výstupní potrubí 90 a 91 jsou opatřena ventily 92a a 92b a recirkulační potrubí 93a a 93b jsou připojena ve směru proudu z ventilů 92a a 92b. pro připojeni výtoků z vratných dvojitých pístových čerpadel 88 a 89. do přívodů skladovacích zásobníků 7a a 7b. Recirkulační potrubí 93a a 93b jsou opatřena ventily 94a a 94b. Uzavřením ventilů 92a a 92b a otevřením ventilů 94a. 94b a 95 se premix může čerpat okolo uzavřených obvodů včetně skladovacích zásobníků 7a a 7b, aniž by se čerpal do stanice přípravy zvlákňovacího roztoku. Tak pokud dojde k zablokování výstupních potrubí 90 a 91 ve směru proudu od ventilů 92a a 92b. tyto ventily se mohou uzavřít a směs se může recirkulovat zpět do skladovacích zásobníků.

V popsaném zařízení je řada potrubí obalena tepelnou ·,' izolací. Jednotlivě se horká voda dodává potrubími 83d a 96a. Přívodní potrubí (není znázorněno) připojená ke vstupům 84h a 84i zásobníku jsou obalená tepelnou izolací, stejně jako potrubí připojující spodní výstupy 82a a 82b premixéru k přívodům 83a a 83b do skladovacího zásobníku. Výstupní potrubí 90 a 91 jsou také obalena tepelnou izolaci

I když zde nejsou znázorněny a popsány podrobné stupně, ve kterých se řídí dávkování složené kotoučové buničiny z kotoučů buničiny do zařízení k dezintegrování buničiny, dodává dezintegrovaná buničina do premixéru, zahrnující stupen získávání jemných částic odfiltrovaných z dezintegrované buničiny, přidávají požadovaná množství složek premixu do premixéru, misí složky premixu v premixéru, míchá vzniklý premix ve skladovacích zásobnících a čerpá premix do stupně přípravy zvlákňovacího roztoku, jsou výhodně automaticky sledovány za řízení počítačem..

Mícháni a recirkulace ve skladovacím zásobníku má dvě výhody. Při uzavřeni systému, recirkulování minimalizuje rozvrstvění premixu, které by jinak nastalo, jak se aminoxid odčerpává ode dna zásobníku, kdy zanechává více suchý materiál v horní části a vlhčí materiál u dna. Recirkulace udržuje smés v rovnováze a zajištuje minimální oddělování. Bylo nalezeno, že tento účinek oddělování je méně kritický, pokud koncentrace aminoxidu překročí 82 % hmotnostních.

Druhou výhodou mícháni v zásobníku je, že dovoluje další botnání celulózy, co zlepšuje jakost zvlákňovaciho roztoku vznikajícího z premixu.

Průmyslová využitelnost

Vynález nachází použiti v textilním průmyslu pro výrobu produktů z celulózy.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

u.\i jlNÁSyiA .·Λ3Η<<

avy o

9 6 JA Z l

CTSOQ o [ 0 x C í)

1. Způsob skladování, za podmínek vhodných pra pou- ’ žití, .předběžné smísané horké viskózní směsi podobné jpastě-po která obsahuje celulózu dispergovanou v rozpouštědle cěTíiTóžy, vyznačuj 1 ci s 9 t í m, že se kontinuálně míchá směs, udržovaná za zvýšené teplotě, ve vertikálním zásobníku.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m, že se směs míchá míchacími členy otáčejícími se okolo společné vertiá1 ηí-osy a opisujícími rozdílná kruhové dráhy odděleně po výšce nádoby.

3 . 2p ůsob pod: e nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í s 9 t í m, že směs se míchá mí c hac í m i č 1 eny nesenými na s po 1 ečnám ve r t i k á 1 η í m hřídel i , který 5 9 0 t áČ í r ych 1 os t í da - nou počtem 1 0 tácek ne j výše 19 za minut U . 4 . 2p ůsob pod i e n ě k t e r ého z ná rok IU 1 až 3, v y z n a č u j í c í 3 9 ti m, ž e 3 9 směs udržuje na

teplotě alespoň 65 například na teplotě 80 ’C.

.5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se t í m, že svislou nádobou je zásobní násypka a směs se ze skladovacího zásobníku odta-huje přečerpáním směsi do dalšího zpracovacího stupně, přičemž ve skladovacím zásobníku se směs míchá a udržuje na zvýšené teplotě.

í
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se t i m, že směs se přečerpává vratným pístovým čerpadlem, majícím alespoň jeden píst, se sacím a výtlačným zdvihem, přičemž při každém sacím zdvihu se směs vytlačuje spodní vypustí skladovacího zásobníku a do válce k následnému vyprázdnění přt následujícím výtlačném zdvihu.

, . .
7. Způsob .pod l.s nároku 6, vyznač u· j f c i se t i- m, že směs cirkuluje ze skladovacího zásobníku čerpadlem a zpět do skladovacího zásobníku.
8. Skladovací zásobník předběžně smíchané horké, visko zní pastě podobné směsi v použitelném stavu podle nároku

1 mající sklado-vací zásobník na premix jako svislou nádobu opatřenou bočními stěnami, vymezujícími nádobu, se svislou osou kruhového průřezu, s horním přívodem, pro zavádění této směsi podobné pastě do nádoby, a výstupním otvorem pro vyjímání této směsi podobné pastě z nádoby, vyznačuj í c í s e' t í mf že zásobník jě dále opatřen vertikálním, osově umístěným otáčivým hřídelem (84d)', uloženým v ložisku v nádobě, několika míchacími členy (84e, 84f) upevněnými k hřídeli (84d), motorovým prostředkem pro otáčení hřídelem tak, že míchací členy opisují kruhovou dráhu v nádobě, a vyhřívacími prostředky (84c), pro vyhřívání stěn nádoby.
9. Skladovací zásobník podle nároku 8, v y.z n a č u jící se * í m, že míchací členy (34ř) jsou neseny na vnějších koncích radiálně protažených ramen ( 8 4 e ) upevněných fc hřídeli (84d) a jsou umístěny přilehle k vnitřku těchto bočních stén nádoby.
10. Skladovací zásobník podle nároku 9, vyznačují c í se t i m, že radiálně protažená ramena (84a) jsou axiálně odděleně rozmístěna ve směru délky hřídele 84d).
11. Skladovací zásobník podle nároku 10, vyznačující se ti m, že každý míchací člen (84f) je nesen odlišným párem axiálně sousedících Členů z uvedených axiálně odděleně rozmístěných ramen (84).

S
12. Skladovací zásobník podle nároku 3 až II, v y z na č u j i c í s e t í m, že svislou nádobou je zásob22 ní násypka (34) 2 smés se ze zásobní násypky (34) vyjímá přečerpáním směsi do dalšího zpracovacího stupně, přičemž v zásobní násypce se smés míchá a udržuje na zvýšené teplotě.
13. Skladovací zásobník nároků 3 až 12, v y z n a č ující se t í m, že vyhřívací prostředky zahrnují vyhřívací potrubní prostředky (34c), umístěné na bočních stěnách, pro dopravu vyhřívací kapaliny k vyhřívání nádoby.