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Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung / zur Handhabung von Fl³ssigkeiten, wie Polymerisatschmelzen,
und insbesondere eine Vorrichtung zum Schmelzen von Polymerisaten und Handhaben
der Polymerisatschmelzen vor den Aussto#en oder Ausspritxen bei den bekannten Schmelzspinnverfahrensweisen.
Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung der genannten Art,
In cher di . Polymerisatqualitat bei einem hohen Spiegel wõhrend einer lõngeren
Zeitdauer als bei den bisherigen
Vorrichtungen und Arbeitsweisen
aufrecht erhalten wird.
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Die Erfindung umfaßt auch eine abgeänderte Kraft-oder Motorwellenanordnung
zum Antrieb der Verteilerpumpe. bei den genannten Vorrichtungen.
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Bei den bekannten Schmelzspinnverfahren werden Flocken von festem
Polymerisat, beispielsweise Polyamidflocken (Nylon) dem Oberteil eines Gitters oder
Rostes zugefthrt wo wie geschmolzen werden. Das verfl³ssigte Polymerisat fA dann
auf ein unterhalb des Gitters befindliches Schmelzbad. Eine Verteilarpumpe ist an
der Badsohle eingetaucht, um das geschmolzene Polymerisat zu mehreren Abmesspumpen
oder Spinnpumpensu verteilen, welche das Polymerisat-unter Druck zu Spinnd³sen f³r
das Ausstoßen oder Ausspritzen zuführen. Oberhalb des Gitters ist ein Mtor angeordnat,
der eine senkrechte Welle antreibt, die si abwärts durch eine Fuhrungshülse oder
Laufbuchse dureh das Gitter hindurch zu der Verteilerpumpe erstreckt.
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Wenn eine Vorrichtung dieser Art einige Tage lang kontinuierlich betrieben
worden ist, tritt eine Verschlechterung des geschmolzenen Polymerisats in dem Schmelzbad
ein, worauf die gesamte Gitteranordnung zur Reinigung auseinandergenommen werden
muB.
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Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, die Gebrauchs- oder Arbeitsdauer
einer Vorrichtungder eingangs geMMtten Art, im besonderen einer Polymerisatschmelzvorrichtung,
beachtlich zu erhöhen.
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Ferner ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung von verbesserten Pumpenwellenausführungen
für die Vorrichtung.
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Die Vorrichtung gemõ# der Erfindung umfa#t a) einen Flüssigkeitskörper
mit einer oberen, einen Flüssigkeitsspiegel abgenzenden Oberflõche, b) eine sich
durch diese Oberflõche erstreckende drehbare Welle, c) eine diese Welle oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels umgebende Buchse und d) eine Pumpeneinrichtung auf der
Welle oberhalb des FlUssigkeitsspiegels, um einem Aufwartsstrom der FlUssigkeit
entlang dieser 17elle entgegenzuarbeiten.
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Bei Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Schmeizen von
Polymerisat wird eine beachtliche Zunahme der Gebrauchs-oder Betriebsdauer des Schmelzgitters,
bevor eine SAuberung oder Reinigung erforderlich wird, ermöglicht.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung stellt Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausfthrangsform
der Vorrichtung gemõ# der Erfindung dar, welche eine Schmelzanordnung mit Mantel
zeigt.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang Linie 2-2 von Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang Linie 3-3 von Fig. 1, und Fig.
4 zeigt in Seitenansicht einen Teil einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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In Fig. 1-wird beispielsweise eine Schmelzanordnung mit Mantel 20
gezeigt welche im allgemeinen eine große Kammer 22 umfaßt, die eine Mehrzahl von
erhitzten Gittern oder Rippen 24 zusammen mit einer Pumpeneinrichtung 26 zum Pumpen
des geschmolzenen Polymerisats zu mehreren AbmeR-oder Abgabepumpen (. nicht gezeigt)
enthAlt. Beispielsweise wird ein Warmeaustauschmedium durch das Innere der Rippe
24 gepumpt, durch welches sie auf eine etwas oberhalb des Schmelzpunkts des Polymerisats
liegende Temperatur erhitzt werden. Polymerisatschnitzel werden durch die Offnung
28 am oberen. Ende der Kammer 22 mittels einer geeigneten Förder-oder Trichtereinrichtung
(nicht gezeigt) zugegeben und durch die BerUhrung mit den Gittern 24 geschmolzen.
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Das geschmolzene Polymerisat flieRt an den Oberflache der Gitter
24 herab und fallut auf die OberflAche 29 eines Schmelzbades 30 am Boden der Kammer
22 (vgl. Fig. 2).
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Die Pumpeneinrichtung 26 umfaßt eine auf der Sohle des Schmelzbades
30 angebrachte Verteilerpumpe 32, welche in dem flüssigen Polymerisat untergetaucht
ist und das Polymerisat in dem Bad 30 durch einen geeigneten Verteilerdurchgang
34 zu den Abmepumpen (nicht gezeigt) pumpt. Bei der dagestellten Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist durch die Mittelrippe 24 eine aufrechte
H³lse oder Buchse 36 gef³hrt. Die Pumpa 32 wird von einer aufrechten Welle 38 angetrieben,
welche sich durch die Buchse 36 zu'einem senkrecht angebrachten Elektromotor 40
(Fig. 1) erstreckt. Die Welle 38 kann in irgendeiner bekannten Weise auf die Ausgangswelle
des Motors 40 und die Pumpe 32 verkeilt oder befestigt sein. Wie in Fig. 3 dargestellt,
ist am unteren Ende der Welle 38 vorzugsweise ein Paddel 42 angebracht, um das geschmolzene
Polymerisat zu rthren.
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Wie vorstehend ausgefthrt, nimmt bei Betrieb der Vorrichtung in der
bis jetzt beschriebenen Ausbildung wAhrend einer gegebenen Zeitdauer, insbesondere
wAhrend einiger Tage, die Qualität des Abgabepolymerisats allmählich bis zu einem
Punkt ab, bei welchem die Anordnung 20 auseinandergenommen und gereinigt werden
muß. Als Hauptursache fUr eine derartige Produktverschlechterung wurde die Bildung
von ruhenden oder unbewegten Bereichen
in dem Polymerisat festgestellt.
Das Polymerisat in solchen stillstehenden Bereichen verbleibt in der Kammer 22 wAhrend
einer gentgend langen Zeitdauer, um sich unter der Einwirkung von Hitze zu verschlechtern
und bildet Gele, welche das Polymerisat in dem Schmelzbad verunreinigen. Es wurde
festgestellt, daß das Polymerisat dazuneigt, zwischen der Welle 38 und der Buchse
36 aufzusteigen ; außerdem fallen bisweilen kleine Flockenteilchen zwischen die
Welle 38 und die Buchse 36, wobei ein stillstehender Bereich gebildet wird. Aufgrund
der hohen Temperaturen, unter welchen die Vorrichtung im Betrieb steht, und einer
möglichen schlechten Ausrichtung der Welle innerhalb der Buchse 36 ist die wirksame
Abdichtung der Enden der Buchse 36 mit der Welle 38 schwierig.
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Gemäß der Erfindung wird die Bildung von ruhenden oder unbewegten
Bereichen beachtlich herabgesetzt und die Arbeitsdauer zwischen den Reinigungsvorgängen
um etwa 70 % durch die Aufnahme einer Hilfspumpeneinrichtung am unteren Teil der
Welle 38 verlängert, wobei diese Hilfspumpe das Polymerisat nach unten pumpt und
verhindert, daß geschmolzenes Polymerisat an. der Welle hochsteigt. Wie aus den
Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, gemma welchen der Motor 40 die Welle 38 in linksdrehender
Richtung von der Pumpe 32 aus gesehene in Umdrehung
versetzt, kann
die Hilfspumpe vorgesehen sein, indem man ein linksgängiges Schraubengewinde 44
am unteren Teil der Welle 38, der sich von etwas oberhalb bis unterhalb von dem
unteren Ende der Buchse oder Hülse 36 erstreckt, bildet. Vorzugsweise besitzt das
Gewinde 44 einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt und ist ziemlich dicht
in die Buchse 36 eingepaßt. Hierdurch wird die Neigung des Polymerisats zum Aufsteigen
an der Welle 38 unter Bildung eines unbewegten Bereichs innerhalb der Buchse 36
wesentlich herabgesetzt. Ein Spiel von etwa | 1t6 mm (1/16 inch) zwischen der Au#enflõche
des Gewindes 44 und der InnenflAche der Buchse 36 erwies sich als zuu friedenstellendo
wenn eine Welle 38 mit einem Durchmesser von etwa 19 mm (3/4 inch) in einer Buchse
36 mit eihem Innendurchmesser von etwa 25, 4 mm (1 inch) zur Anwendung gelangt.
Der Au#endurchmesser der Welle 38, gemessen an der õu#eren OberflAche des Gewindes
oder der Wendungen, beträgt eoait bei dieser beispielsweisen Ausführungsformi etwa
22,2 mm. wie ersichtlich, wird, wenn die Welle 38 in entgegengesetzter Richtung
durch den Motor 40 in Umdrehung versetzt wird, ein recht@gõngies Schraubangewinde
46 wie in Fig. 4 gezeigt, verwendet.
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Um zu vermeiden, daß feste Flockenteilchen in die Buchse 36 von oben
eintreten, ist ein aus einem schweren ringförmigem Glied gebildeter Ablenkring 48
gleit-oder verschiebbar auf der Welle 38 angebracht. Dieser Ring oder Bund 48 besitzt
vorzugsweise einen Innendurchmesser von etwa der gleichen Größe des Außendurchmessers
der Welle 38 und einen Außendurchmesser, welcher am unteren Ende des Ringes oder
Bundes etwa die Größe des Außendurchmessers der Buchse 36 besitzt. Das obere Ende
des Bundes 48 besitzt eine Aüßenoberfläche 50, welche unterBildung eines Stumpfkegels
sich verjUngt, so daß Flockenteilchen, welche auf den Ring oder Bund 48 auftreffen,
von der Welle 38 fortgelenkt und am Eintreten zwischen die Welle 38 und die Buchse
36 verhindert werden. Ein Abdichtungsring 52 aus einem geeigneten Material von niedriger
Reibung, welches bei der innerhalb der Kammer 22 auftretenden Temperatur stabil
ist, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, wird unter Druck auf die Welle 38 zwischen
den Bund oder Ringteil 48 und die Buchse 36 dicht aufgebracht, um einen verschiebbaren
oder gleitbaren Verschluß zwischen der Welle 38 und dem oberen Ende der Buchse 36
zu ergeben. Der Ring oder Bund 48 besteht vorzugsweise aus einem verhältnismäßig
massivem Glied und drUcWct mit ausreichender Kraft auf die obere Oberfläche des
Abdichtungsringes. 52, um diesen in di-chter Verbii-idung
oder
in dichtem Eingriff mit dem Oberrand der Buchse 36 zu halten. Neben seiner Hauptwirkung
des Abdichtens und Abschließens von WeRe 38 und Buchse 36 vermeidet der Dichtungsring
52 eine Meta} l-an-Metall-Gleitberthrung zwischen dem Ring un-d der Budhse 36, welche
zu einer Erzeugung von Metallteilchen führen kdnnte, die das Polymerisat in dem
Schmelzbad 30 verunreinigen würden.
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Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird durch den wirksamen
VerschluB des oberen Endes der Buchse 36 und der Welle 38, der durch den Ring oder
Bund 48 und den Abdichtungsring 52 geschaffen wird, das Eintreten von Polymerisatflocken
in das Innere der Buchse 36 von oben vermieden, wGhrend durch die von dem Gewinde
44 gebildete Hilfspumpe das Aufsteigen des Polymerisats in dem Schmelzbad an der
Welle 38 und das Eintreten in die Buchse 36 von unten vermieden wird.
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Es ist insbesondere. zu beachten, dß die an dem unteren Ende der
Welle 38 gebildete Hilfspumpenanor0dnung keine genaue Bearbeitung oder Einpassung
der Teile erfordert, was insbesondere bei einer Anwendung orteilhaft ist, bei welcher
die Vorrichtung großen Temperaturanderungen unterworfen ist. In Ahnlicher Weise
erfordert die am oberen Ende der Buchse 36 vorgesehene Dichtung bei der erltuterten
bevorzugten Ausführungsform keine besondere PrAzision bei der Herstellung und es
sind kein «
kostspieligen Materialien erforderlich. Die Ausbildung
des Dichtungsringes 52 aus einem geeigneten Kunststoff mit niedrigen Reibungseigenschaften,
beispielsweise PolytetrafluorAthylen, ergibt den erforderlichen verschiebbaren oder
Gleitkontakt ohne die Wahrscheinlichkeit einer Einfthrung von Metallschnitzel oder-flocken
in das Schmelzbadg was beim Versuch mit einer Metallauf-Metall-Abdichtung an dieser
Stelle auftreten könnte.
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Die Bildung von stillstehendem oder unbewegtem Polymerisat innerhalb
der Buchse 36 wird in dieser Weise vermieden, wodurch eine wesentlich längere kontinuierliche
Betriebsdauer vor dem Erforderlichwerden einer Reinigung erzielt wird.