DD209999A1 - Kuehlwanne fuer hochpolymerenstraenge - Google Patents

Abstract

Kuehlwanne fuer Hochpolymerenstraenge, die aus dem Giesskopf bei der Herstellung von Granulaten austreten, die darauf abzielt, einen gleichmaessig temperierten, granulierfaehigen Strang auf verkuerzter Wannenlaenge zu erreichen und die Aufgabe erfuellt, bei schneller, den Werkstoff nicht schaedigender Abkuehlung das giesskopfseitige Kuehl-Wannenende mit geringstem Kraftaufwand abrueckbar zu gestalten. Die Aufgabe wird geloest durch einen stationaeren und einem schiebbaren Teil der Kuehlwanne, wobei letzterer im betriebsbereitem Zustand waehrend des Anspinnens unter die stationaere Kuehlwanne geschoben und zum Auffangen der Straenge zurueckgedrueckt wird, wobei sich der Abstand des Kuehlwasserspiegels vom Giesskopf gleichzeitig auf 10 bis 20mm reduziert. Eine Verbindungsrinne zwischen beiden Kuehlwannenteilen, auf der das ueberfallende Kuehlwasser mit erhoehter Geschwindigkeit stroemt, bedingt einen besonderen Kuehleffekt auf kurzer Strecke. Die erfindungsgemaesse Loesung ist in allen Granulierstrecken zwischen Giesskoepfen fuer polymere Schmelzen und Granulatoren einsetzbar.

Description

Titel der Erfindung

Kühlwanne für Hochpolymerenstränge

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung liegt auf dem G_ebiet der Chemiefaserherstellung im Bereich der Granulatproduktion als Vorstufe des Kstrud erspi nne na·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Chemiefaserbetrieben wird ein Teil der hergestellten HochpοIymere in Granulatform der Weiterverarbeitung zugeführt. Dazu ist an das Polykondensation- oder Polymerisationsrohr ein Band- oder Strang-Gießkopf angeschlossen, aus dem diese Zwischenprodukte in der Dicke von durchschnittlich 2 - 5 tnm plastisch austreten* Ihre Temperatur liegt nur wenig unterhalb der stoffspezifischen Schmelzetemperatur. Um thermoo-xidätiven Schaden vorzubeugen, werden die Stränge dem Einfluß des Luftsauerstoffs baldmöglichst durch Eintauchen in ein Wasserbad entzogen und dabei gleich zeitig soweit abgekühlt, daß das Granulieren ait Schneidmessern möglich wird. Die Teaiperaturabsenkung erfolgt dabei in Kühlwannen mit Längen bis zu 15 m und unterschiedlichen Querschnittsabinessungen* Je nach abzuführender Wärmemenge

- 2 - nr mc<OQ0*n

wird der Zulauf an. Kühlwassermengen dimensioniert unter Beibehaltung des gleichmäßigen Wasserstandes, Siehe auch H· Klare: "Synthetisohe lasern, aus Polyamiden", Akademie-Verlag Berlin 1963, Seite 77.

Heben der genannten allgemeinen Kühlwannenausführung in lOra eines Wasserstogs sind andere, speziellere Ausführungen bekannt, die Forderungen in Richtung der räumlichen Anordnung, der Abkühlgeschwindigkeit, oder der !TransportMöglichkeit zur nächstfolgenden Verarbeitungsstufe, die sich meist als Granuliereinrichtung darstellt, erfüllen. Ergeben sich für die Aufstellung einer längeren Kühlwanne Schwierigkeiten durch räumliche Begrenzungen, so kann dieses Umstand Rechnung getragen werden mit der Lösung gemäß DE 2'45725O, in der kurze, tiefe" Wasserkästen vorgesehen sind, in denen gegossene Stränge oder Bändchen zum Behälterboden geführt, umgelenkt und abgekühlt nach oben zur weiteren Bearbeitung in der Schnitzelschneide laufen. Nachteilig 'ergibt sich hier, daß tiefe Wannen mit hohen Wasserständen einen unkontrollierbaren Verlauf der Kühlmittelströmungen, aufweisen,' daait der Abkühlungsverlauf, der einer aaterialbedingten Abkühlungskurve folgen sollte, instabil gestaltet wird. Ein zu schnelles Durchlaufen der Abkühlstrecke gewährleistet keine vollständige Durchkühlung des Stranges bis zum Kern« Schnittbarte sind beim Granulie- '' ren unvermeidbar. Sie sind eine wesentliche Ursache für unerwünschten Abrieb. Ungenügend abgekühlte Stränge ergeben ein zum Verkleben und. Agglomerieren neigendes Granulat, das im Sammelbehälter 3rücken bildet. Sin sehr langsames Abkühlen bedingt andererseits lange Kühlstrecken, die in bestehenden Anlagen selten zu realisieren sind. Lange Wannen schränken transport- und Fluchtwege ein.

Weiterhin ist dafür Sorge zu tragen, daß abkühlende Stränge keiner oxidativeη Beeinflussung ausgesetzt werden. Die 'Gießdüsen sollten aus diesem Grunde auch nur 10 - 20 mm von der Kiüilwasseroberfläche angeordnet sein, um den Weg durch die freie Atmosphäre so kurz als möglich zu halten.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung zielt auf eine Vorrichtung, die werkstoffgerecht abgekühlte granulierfähige Stränge oder Bändchen mit Hilfe einer leistungsfähigen Kühlwanne liefert und gleichzeitig technologisch bedingte Abfallmengen bei Anfahrvorgängen, reduziert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung stand die Aufgabe voran, den aus denr Gießkopf austretenden Strang rechtzeitig dem Einfluß des Luftsauerstoffs zu entziehen, eine materialbedingte Abkühlgeschwindigkeit an das Kühlwasser auf kürzester Strecke zu gewährleisten.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlstrecke eine dem Gießkopf zugewandte horizontal schiebbare Kühlwanne aufweist, die um eine Wannenhöhe tiefer angeordnet ist als eine ein- oder mehrteilige stationäre Kühlwanne, wobei die schie b b a r e Kühlvranne lader Ver^, tikalen absenkbar, in der Horizontalen um ihre Kühlwannenlänge bewegbar und am Übergang beider Kühlwannenteile mit einer Verbindungsrinne versehen ist.

Damit wird es möglich, durch die Bewegung der abschiebbaren Kühlwanne nicht nur den Gießkopf kurzzeitig und ohne Kraftaufwand begehbar zu machen, sondern auch den Wasserspiegel auf den erwünschten Abstand vom Gießkopf zu bringen, der praktisch 10 bis 20 snm betragen soll. Diese Abstandsreduzierung erbringt eine noch zulässige TemperaturabSenkung,

An der Übergangsstelle von der stationären Kühlwanne zur schiebbaren Kühlwanne und _i sofern die stationäre Kühlwanne nochmals unterteilt ist, wird jeweils eine Kühlstrecke mit erhöhter Kühlwassergeschwindigkeit in Fora einer Verbindungsrinne angeordnet, deren Überfallkante 0,5 cm bis

1,0 cm unter dem Wasserapiegel der höheren Kühlwanne liegt» Zur Festlegung der Höhe des Wasserspiegels sind jeweils an der Stirnwand (ausflußseitig) Ablaßventile eingesetzt, die in die tiefer gelegene Kühlwanne münden. In üblicher Weise weist die stationäre Kühlwanne an Auslauf der Stränge eine schiefe Ebene, mit saugfähigem Material belegt, auf, das an den Strängen oder der Folie haftendes V/asser abstreift und abführt.

Soll nun der Gießkopf angesponnen werden, ist die schiebbare Kühlwanne mittels Hydraulik vom Gießkopf abzurücken und unter den stationären Kühlwannenteil zu schieben. Die Wassers t a ndshöhe η an der Fallkante sind mit Hilfe der Ablaßventile einreguliert, Der Gießkopf wird geöffnet und. so lange auf das BIeGh gesponnen, bis kontinuierlich einwandfreie Stränge die Gießdüse verlassen» Έιιη ist die schiebbare Kühlwanne unter den Gießkopf zu bewegen und. in der letzten Bewegungsphase an den Gießkopf auf den Abstand 10 mm bis 20 mm heranzuführen, um die Angriffsfläche für den Luftsäuerstoff weitgehendst zu reduzieren. Die einfallenden Stränge werden in das Abzugswerk geführt und anschließend granuliert. Während der Bewegung der Stränge durch das Kühlwasser zeigen sich insbesondere bei Polyestern zwei Phasen. In einer ersten eine zum Verkleben neigende Oberfläche, in der zweiten ein Verkleben an Trennstellen im Querschnitt. Während der Zustand in der ersten Phase durch Führungselemente (Rollen, Kämme) der Stränge beeinflußt wird, ist dem Zustand in der zweiten Phase nur durch längere Kühlstrecken, die sich im wesentlichen aus der geringen Wärmeleitfähigkeit in Richtung auf den Strangkern ergeben, abzuhelfen. Um diese, vor allem letztere, Kühlwannenlänge zu reduzieren, werden auf der Stranglauflänge erfindungsgemäße Verbind Ungarinnen eingefügt, die die Relativgeschwindigkeit des Kühlwassers, auf den Strang bezogen, auf da3 1,8 bis 2,5fache erhöhen und damit die Kühlwirkung vergrößern. Vorzugsweise wird die Temperaturkurve über dem Kühlweg ein er-

stes Mal durch die Führung über eine Verbindungsrinne, in der eine besonders intensive Wärmeabfuhr von der Oberfläche und beginnend aus dem der Oberfläche nahen Querschnitt erfolgt, wo der Strang eine Qberflächentemperatur von etwa 90 ⁰C aufweist. Dies fällt zusammen mit dem Ende der schiebbaren Kühlwanne. Ia zweiten, dem stationären Teil der Kühlwanne wird, die Verbindungsrin&e dort angesetzt, wo ca. 90 % des Querschnitts auf Temperaturen gekühlt sind, die das Kleben an Trennstellen verhindern und nach der Intensivkühlung auf der Verbindungsrinne mit hoher Sicherheit eine Agglomeration von Teilchen, vor allem eine unerwünschte Brückenbildung im Sammelbehälter d.es anschließend produzierten Granulats, nicht mehr zu erwarten ist.

Weiter Vorteile der Vorrichtung finden sich in

- der Tatsache, daß durch das kurzfristige Einfahren der schiebbaren Kühlwanne in die Betriebsstellung nach dem Anspinnen Abfallmaterial vermieden wird

- der Möglichkeit, durch eine Teilverschiebung der schiebbaren Kühlwanne während des Betriebes auftretende Störungen an einzelnen Düsenbohrungen zu beseitigen und die Düsenplatte mit Gleitmitteln zu versorgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll anhand eines Beispiels näher erläutert werden

Dazu zeigt

Pig. 1 - die Prinzipskizze der Kühlwannenanordnung.

Unter einem Gießkopf 1 mit Zeilendusen. für 10 bis 20 Stränge 14 ist eine 4 m lange, 120 mm und 600 mm breite schiebbare Kühlwanne 2 auf Rollenböcken 5 mit Tragrolle*! 5a angeordnet. An den Längsseiten der schiebbaren Kühlwanne 2

sind Aufgleitkeile 7 angeordnet, die auf den. Tragrollen 5a in Betriebsstellung aufliegen. Am Boden, der- aohiebbaren Kühlwanne 2 werden die Schubkräfte eines pneumatischen Arbeitszylinders angelenkt, der sich an einem Rollenbock abstützt«

Die Wasserstandshöhe 3 ist axt 100 bis 110 mm festgelegt, um damit zu gewährleisten, daß sich keine Schichtenströmungen ausbilden können, Am Kühlwannenboden sind Umlenkrollen 4 zur Führung der einzelnen Stränge 14 angebracht. Am Ende der scbiebbaren Kühlwanne 4 schließt sich in Stranglaufrichtung eine stationäre Kühlwanne 10 an, die . höher liegt und. mit Hilfe höhenverstellbarer Stutzen auf einer Länge von 9 m horizontal auszupegeln ist. Bei gleichen Querschnittsabmessungen beträgt auch hier die Wasserstand.shöhe 100 bis 110 mm. Am Strangauslauf ist ein Wasserabstreifer angebracht. Hier einlaufendes Kühlwasser dient der Erhaltung der Wasserstandshöhe, die von der Höhe der Überfallkante Ba der Verbindungsrinne 3 und der Durchlaßmenge des Regulierventils 9 abhängt, Letzteres wird, in der Form einreguliert, daß an der Überfallkante 1,5 bis 2 cm Kühlwasser ansteht und in laminarer Strömung die 7erbindungsrinne passiert, während der Strang im Gegenstros geführt wird. Die auf dieser Strecke wirksame Kühlwasseraienge erhöht sich auf das 1,8fache gegenüber der Strecken in beiden Kühlwannenabschnitten. Der Zeitpunkt der Einwirkung dieses schnelleren Kühlstroms ist so gelegt, daS der Polyesterstrang 14 mit des Erreichen der überfallkante 3a die materialtypische Neigung zum ?erkleben der Oberflächen bei 90 ⁰C verloren hat. Die Abkühlung des Kerns der Stränge erfolgt endgültig im stationären Teil der Kühlwanne 10, Hach dem Passieren der stationären Kühlwanne 10 laufen die Stränge 14 über einen Wasserabstreifer zur Einzug s einrichtung des Granula tors .-und haben nun eine sittlere Temperatur im Querschnitt von etwa 80 ⁰C, damit auch die Neigung zum Verkleben der Granulatteilchen untereinander verlorengeht»

Claims (2)

1. — 1 —

   Erfindungsanspruch

   1. Kühlwanne für Hochpolymerenstränge _} die zwischen dem Gießkopf und dem Granulator installiert ist, Zu- und Ablaufeinrichtungen für Kühlwasser und Stränge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei- oder mehrteilige Kühlstrecke als eine in horizontaler Richtung schieb- und dabei gleichzeitig absenkbare Kühlwanne (2), die mit einem Hydraulikzylinder (12) verbunden ist, und als mindestens eine, höher als die schiebbare Kühlwanne (2) gelegene stationäre Kühlwanne (10), die auf höhenverstellbaren Stutzen (11) ruht, angeordnet ist, wobei alle Kühlwannenteile untereinander durch je eine Verbindungsrinne (S), deren Überfallkante 0,5 cm bis 2,0 cm unter der Y/asserstandshöhe (3) der stationären Kühlwanne (10) liegt, überbrückt ist,
2. 2. Kühlwanne für Hochpolymerenstränge nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die siit einem Hydraulikzylinder verbundene schiebbare Kühlwanne (2) auf Tragrollen (5a) von Rollenböcken (5) aufliegende Aufgleitkeile (7) besitzt, die mit ihrer größten vertikalen Abmessung über der Mit-

   - te der Tragrolle (5a) in der Arbeitsstellung der schiebbare ti 'Kühlwanne liegt und dabei der Wasserspiegel der schiebbaren Kühlwanne (2) einen Abstand von weniger als 2 csn von der Düsenplatte des Gießkopfes (1) aufweist,

   Hierzu 1 Selie Zeichnungen