DE2022224A1 - Totraumfreie Schmelzeverteilung - Google Patents

Description

Bag 697

Totravimfreie Schmelzeverteilung

B a r m a g
Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Sitz Wuppertal

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung von hochviskosen Flüssigkeiten, vorzugsweise Spinnschmelzen aus synthetischen Hochpolymeren oder Spinnlösungen/ unter Aufrechterhaltung .einer Mindestströmung in allen Teilen der Verteileranordnung.

Beim Herstellen von Fäden, Bändchen oder dergl. nach dem Schmelzspinnverfahren ist es häufig erforderlich, entweder aus einer einzigen Schmelzequelle kommende Schmelze wahlweise auf verschiedene Düsensysteme zu verteilen oder in anderen Fällen verschiedene Schmelzequellen mit einem einzigen oder auch mehreren Düsensystemen zu verbinden. Bisher wurd dies dadurch bewerkstelligt, daß umschaltbare Ventile zwischen Düsensystem und Schmelzequelle bzw. Schmelzequellen geschaltet wurden.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art bestand der Nachteil, daß beiia Abschalten die Schmelze in denjenigen Leitungs- und Ventilteilen stagnierte und einfror, in welchen keine Strömung mehr stattfand. Wurde das Ventil beheizt, so konnte zwar das Einfrieren verhindert werden, dafür waren jedoch infolge der langen Verweilzeit bei

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hoher Temperatur regelmäßig Zersetzungserscheinungen In der Schmelze zu beobachten.

Der Erfindung liegt danach die Aufgabe zugrunde, eine Verteilungsanlage für hochviskose Flüssigkeiten, insbesondere Spinnschmelzen und Spinnlösungen, zu schaffen, bei welcher Toträume und Leitungsteile, in welchen bei Absperren einzelner Quellen oder Verbraucher die Strömungsgeschwindigkeit Null wird, vermieden werden. Die Verbraucherstellen werden im v/eiteren allgemein mit "Senken" bezeichnet. Diese technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Verteilung von hochviskosen Flüssigkeiten, vorzugsweise Spinnschmelzen aus synthetischen Hochpolymeren oder Spinnlösungen unter Aufrechterhaltung einer Mindestströmung in allen Teilen der Verteileranordnung gelöst, welche sich dadurch auszeichnet, daß jeweils einzeln absperrbare Quellen und Senken, jeweils von der einen Art mindestens zwei und von der anderen Art mindestens eine, in mindestens einer Ringleitung so angeordnet sind, daß der Druckabfall bzw. -anstieg von jeder von zwei benachbarten, in Betrieb befindlichen gleichartigen Stellen zu jeder beliebigen Stelle der anderen Art verschieden ist, daß die Absperrorgane für die Quellen und Senken in der Ringleitung liegen und sowohl im geöffneten als auch im geschlossenen Zustand den Ringleitungsquerschnitt freigeben.

Die verwendeten Ventile sind sog. Tellerventile an sich bekannter Art, die im vollständig geöffneten und im vollständig geschlossenen Zustand mit ihren angeströmten Flächen an die Wandung der Ringleitung bzw. an den Strömungsverlauf angepaßt sind.

Sind Quellen oder Senken je für sich in einer Ringleifcung an-

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geordnet und die Ringleitungen, von denen die innere zu einer einzigen Quelle oder Senke reduziert sein kann, durch Zuleitungskanäle miteinander verbunden, so erfolgt die Anordnung der Ventile in der Ringleitung seitlich asymmetrisch versetzt von der Einmündung der Zuleitungskanäle. Dadurch wird bewirkt, daß, bedingt durch die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten an den Eininündungsstellen und damit die unterschiedliche. Druckverteilung» auch dann in einem Abschnitt der Ringleitung eine Strömung aufrechterhalten wird, wenn das in diesem Abschnitt der Ringleitung sitzende Ventil geschlossen ist. Zwar ist dabei die Strömungsgeschwindigkeit gegenüber den übrigen Teilen der Ring leitung verringert, der Schmelzestrom kommt % jedoch nicht zur Ruhe und friert daher weder ein noch findet eine schädliche Zersetzung von Schmelzeteilen statt.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Anordnung von Quellen und Senken derart sein, daß entweder eine Mehrzahl von Quellen > auf eine im Zentrum angeordnete Senke (Spinneinrichtung) wirkt oder umgekehrt. In weiterer Ausgestaltung kann die Schmelze auch von einer Vielzahl von Quellen auf eine Vielzahl von Senken verteilt werden. Dabei können die zu den Quellen führenden Leitungen zu einem weiteren, im inneren des äußeren Verteilungsringes liegenden Ring geführt sein, in dem die einzelnen Quellen in Entsprechung zu den Verteilungsventilen der äußeren λ Ringleitung angeordnet sind.

Dies alles gilt jedoch nur dann, wenn der Betrieb der Anordnung gewährleistet, daß mindestens je eine Quelle und eine Senke, ständig in Betrieb sind.

Anhand äcr beigegebenen Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 zwei Schraelzeguellen, die ein einziges Düsensystem versorgen.

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Flg. 2 Fließschema entsprechend der Figur 1 bei. einer abgeschalteten Senke.

erfindungsgemäße Anordnung mit einer Schmelzequelle in der Mitte und fünf Düsensysteme, die von der Ringleitung aus versorgt werden.

Fließschema gemäß Figur 3, ebenfalls bei einer abgeschalteten Senke.

Anordnung gemäß Figur 3, bei der mehrere Schmelzequellan in einer inneren Ringleitung liegen.

Fließschema gemäß Figur 5 bei einer abgeschalteten Senke.

Ausführungsform eines Absperrventils in geschlossenem und

in geöffnetem Zustand.

Figur 1 zeigt die einfachste erfindungsgemäße Form einer Schmelzeverteilung, bei welcher zwei Quellen 1 und 2 und eine Senke 3 in der Ringleitung 4 vorhanden sind. In der in der Zeichnung dargestellten Form ergibt sich für den Fall gleich ergiebiger Quellen der Unterschied in der Druckverteilung dadurch, daß der Abstand zwischen den beiden Quellen 1 und 2 etwa gleich dem Abstand zwischen der Quelle 2 und der Senke ist, der Abstand zwichen der Quelle 1 und der Senke 3 aber glßich dem doppelten Abstand zwischen der Quelle 2 und der Senke 3. Es versteht sich von selbst, daß dies nur eine beispielsweise Ausführungsform ist, die Verteilung der Abstände zwischen den Quellen 1 und 2 einerseits und der Senke 3 zu den beiden Quellen andererseits ist solange beliebig, wie bei der besonderen Anordnung nach Figur 1 der Z:.bste'.nä

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zwischen der Quelle 2 und der Senke 3 nicht gleich dein Abstand zv/ischen der Quelle 1 und der Senke 3 wird; in: einem solchen Falle und auch dann, wenn sich dieses Verhältnis angenähert einstellt, würde zwischen den beiden Quellen 1 und 2 eine Strömung nicht mehr stattfinden.

Das gleiche gilt für die umgekehrte Anordnung derart, daß etwa die beiden Quellen 1 und 2 zu Senken werden, die Senke 3 zti einer Quelle. Die Pfeile in den Figuren zeigen jeweils die Fließrichtung an, die sichln letzterem Fall entsprechend ändern würde.

In Figur 2 ist nun das Ventil 1 geschlossen und hier mit I¹ bezeichnet, d.h. die Quelle 1 abgeschaltet. Wie die eingetragenen Pfeile zeigen, wird auch hier die Aufrechteehaltung der Strömung gewährleistet, wobei sich lediglich die Ströme zwischen den Quellen 1 und 2 umkehrt. Würde die Quelle 2 abgesperrt, so würde - wie leicht zu ersehen - ebenfalls die Strömung ohne Störung aufrechterhalten.

Es zeigt sich also, daß bei einer Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2 und bei Einhalten der Bedingung, daß mindestens je eine Quelle und eine Senke in Betrieb sei, bei allen möglichen Variationsformen, d.h. unabhängig davon, ob es sich um zwei Quellen und eine Senke oder eine Quelle und zwei Senken handelt, ob alle Quellen und Senken in Betrieb sind oder ob eine abgeschaltet ist, in dem Ring kein Leitungsabschnitt vorhanden ist, in welchem die Strömung gleich Null werden kann.

Figur 3 und 4 zeigen nun den Fall, daß eine einzige Quelle im Zentrum und mehrere Senken - im Beispiel drei Stück - in einer Ringleitung liegen. Von der zentral gelegenen Quelle führen so viele Verbindungsleitungon In den die Senken aufweißen-

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don Ring/ wie Serkon vorhanden sind. Dabei ist in Figur 4 eine Senke abgeschaltet, während in Figur 3 alle Senken an die Quella angeschlossen sind. Auch hier gilt v/ieder das gleiche für den umgekehrten Fall, daß in der IUngleitung mehrere bzw. drei Quellen und in der Mitte eine Senke angeordnet sind. Dadurch nun, daß die Senken (bzw. Quellen) 7,8,9 in bezug auf die beiden benachbarten Einmündungen - für Senke 7 beispielsweise die Einmündungen 13 und 14 - asymmetrisch angeordnet sind/ derart, daß die Entfernung zwischen 7 und 13 wesentlich geringer als die zwischen 7 und 14 ist, muß - da die beiden sich in der Senke jeweils treffenden Teilströme beim Einlauf in die Senke gleichen Druck aufweisen müssen - der Druck bei 14 in bezug auf 7 größer sein als der Druck bei 13. Dies bewirkt aber, daß beispielsweise dann, wenn eine Senke (s. Senke 9 in Figur 4) abgesperrt v/ird, eine Strömung von 15 nach 13. aufrechterhalten bleibt.

Eine weitere Ausgestaltungsform wird in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Hier sind mehrere Quellen 16, 17, 18 und mehrere Senken 19, 20, 21 jeweils auf einer Ringleitung 22 für die Quellen und 23 für die Senken angeordnet. Zwischen beiden Ringleitungen sind Verbindungleitungen 24, 25, 26 angeordnet, wobei auch hier das Prinzip eingehalten werden muß, daß sowohl die Quellen als auch die Senken asymmetrisch zu den jeweils benachbarten Einmündungen 27, 29, 31 bzw. 28, 30, 32 liegen müssen. Figur 6 z.eigt zu gleichen Anordnung ein Strömungsschema bei geschlossener Senke.21.

Bei allen möglichen Variationsformen ist dabei Grundprinzip, daß die Verteilung der Abstände bzw. Strömungswiderstand© zwischen Quellen einerseits und Senken andererseits und Quellen und Senken in beliebiger Reihenfolge no gewühlt wird, daß es bei jtuiei.t beliebigen Betriebszustand keinen Leltimgsabi-schnifct gibt, der im

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auf bside möglichen StrÖmungGxichtungen symmetrisch läge und infolgedessen keine Strömung aufwiese.

Zum Absperren der Quellen und Senken sind vorzugsweise Tellerventile bekannter Art vorgesehen, die sowohl im vollständig geöffneten als auch im vollständig geschlossenen Zustand mit ihren angeströmten Flächen an den Strömungsverlauf angepaßt sind. Eine beispielsweise Ausführungsfora eines solchen Ventils wird in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Die jeweils an der Stolle der Anordnung des Tellerventils zusammenstoßenden Leitungen sind die zwei Teile der Ringleitung 4 2 und 43 und die die Senke oder Quelle darstellende Ku- oder Ableitung 44. Das Tellerventil besteht in wesentlichen aus der Ventilspindel 34 mit der Dichtpackung 35 und dem Teller 36 mit Führungsteil 39. Dabei ist der Teller so gearbeitet, daß eine schräge ■Spite 37 zusammen mit den Führungsteilen 39 bei geschlossenem Ventil die Qaelle oder Senke abschließt, während bei geöffnetem Ventil eine Dichtfläche 38 sich auf die Ringfläche 41 auflegt und so einerseits die Stoffbüchsenpackung 35 entlastet und andererseits dafür sorgt, daß keine strömungsungünstigen Zwischenräume entstehen. Dabei kann auch durch Abrundung der Obergänge zwischen der Dichtfläche 37 und dem Führungsteil 39 und dergleichen dafür Sorge getragen werden, daß, gegenüber der in der Zeichnung dargestellten, die Form noch strömungsgünstiger wird.

Wesentlich ist bsi allen Variationsfomten, daß die Druckabfälle von jeder von zvai benachbarten in Betrieb befindlichen gleichartigen Stellen zu jeder beliebigen Stelle der anderen Art verschieden ist. Mo im beschreibenden Text von verschiedenen Leitungslängen gesprochen V7ird, ist dies eine vereinfachte boschreibende Darstellung und muß im Sinna von unterschiedlichen Druckabfällen bzw. S tröiriungsv.'i der ständen verstanden werden.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Vorrichtung 2ur Verteilung von hochviskosen Flüssigkeiten/ vorzugsweise Spinnschmelzen aus synthetischen Hochpolymeren oder Spinnlösungen, unter Aufrechterhaltung einer Mindestströraung in allen Teilen der Verteileranordnung, dadurch gekennzeichnet/ daß jeweils einzeln absperrbare Quellen (1,2;6?16,17,18) und Senken (3;7,8/9;19,20/21), jeweils von der einen Art mindestens zwei und von der anderen Art mindestens eine, in mindestens einer Ringleitung (4;5; 22/23) so angeordnet sind/ daß der Druckabfall bzw. -anstieg von jeder von zwei benachbarten, in Betrieb befindlichen gleichartigen Stellen zu jeder beliebigen Stelle der anderen Art verschieden ist, daß die Absperrorgane (34-39) für die •Quellen (1,2,;6;,16,17,18) und Senken (3;7/8/9?19,2O,21) in der oder den Ringleitung(en) (4;5;22/23) liegen und sowohl in geöffnetem als auch in geschlossenem Zustand den Ringlei tungsquerschnitt freigeben.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Quellen (1/2) und Senken (3) in einer einzigen Ringleitung (4) angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellen (16,17,18) und Senken (19,20,21) jeweils für sich in je einer Ringleitung (22;23) angeordnet und diese durch Verbindungsleitungen (24/25,26) untereinander verbunden sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Quelle (6) vorhanden ist, von dieser ausgehend zu einer die Senken (7,8,9) zusammenfassenden Ringleitung (5)

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   soviele Verbindungaleitungen (10,11,12) führen, wie Senken (7,8,9) in der Ringleitung (5) vorhanden und die Senken
   (7,3,9) so angeordnet sind, daß der Druckabfall zu den zwei jeweils einer Senke (7,8,9) benachbarten Einmündungen (13, 14,15) in dia Ringleitung (5) unterschiedlich groß ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und A, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Senke vorhanden ist, von dieser ausgehend zu der die Quellen zusammenfassenden Ringleitungen soviele Verbindungsleitungen führen wie Quellen in der Ringleitung vorhanden sind und die Quellen so angeordnet sind, daß der Druckabfall zu den zwei benachbarten Einmündungen in die
   Ringleitung unterschiedlich groß ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellen Zuleitungen (44) und die Senken Ableitun-

   . gen (44) sind, die jeweils durch ein in der Ringleitung
   (4;5;22,23) liegendes Tellerventil (34-39) an sich bekannter Art, welches sowohl in vollstöndlg geöffnetem als auch in vollständig geschlossenem Zustand mit seinen angeströmten Flächen an den Strömungsverlaüf angepaßt ist, absperrbar sind.

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