PL171009B1 - Urzadzenie do chlodzenia wytloczonej folii dmuchanej PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 U rzadzenie do chlodzenia wytloczonej folii dm u- chanej, zawierajace srodki kontaktujace dla kontaktowania wewnetrznej powierzchni rekaw a w ytloczonej folii dm ucha- nej z gazem chlodzacym te folie z tw orzeniem z gazu kriogeni- cznego o g rz a n eg o gazu zu zy teg o oraz zam kniety system cyrkulacyjny obejm ujacy srodki do odzyskiw ania zuzytego gazu z rekaw a w ytloczonej folii dm uchanej, z n a m ie n n e tym, ze zaw iera srodki (64) w ytw arzania gazu kriogenicznego sta- now iacego gaz chlodzacy, zaopatrzone w pierw szy wlot (66) doplyw u czynnika chlodzacego w ybranego z grupy obejm uja- cej ciekly srodek kriogeniczny oraz m ieszanine cieklego ga- zow ego srodka kriogenicznego, drugi w lot (68) polaczony ze srodkam i (60) odzyskiw ania zuzytego gazu, kom ore (72) p o - laczona z wlotam i, p ierw szym (66) i drugim (68) do mieszania czynnika chlodzacego oraz zuzytego gazu i tw orzenia gazu kriogenicznego, oraz wylot (78) kom ory (72), polaczony ze srodkam i kontaktujacym i (56). FIG. 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do chłodzenia wytłoczonej folii dmuchanej, zwłaszcza do chłodzenia wewnętrznej powierzchni wytłoczonej folii dmuchanej wykonanej z tworzywa sztucznego, pod nieobecność pary wodnej.

Technika wytłaczania folii dmuchanej jest znana w produkcji folii z tworzywa sztucznego, mającej zazwyczaj grubość pomiędzy 10 a 300 mikronów. Tworzywa sztuczne, jak polietylen o małej, liniowej małej i dużej gęstości (LDPE, LLDPE, HDPE), są wytłaczane przez pierścieniową dyszę, aby utrzymywać folię w postaci rękawa, który zwiększa średnicę folii dwu- do sześciokrotnie, po czym rękaw zostaje wprowadzony na rolki.

Kiedy tworzywo sztuczne oddala się od dyszy, zaczyna się ochładzać do temperatury zbliżonej do temperatury otoczenia powietrza, dmuchanego na zewnętrzną powierzchnię rękawa, a w pewnych przypadkach, do wnętrza rękawa. Szybkość chłodzenia rękawajest czynnikiem

171 009 ograniczającym wielkość produkcji i dlatego czyniono wysiłki, aby podwyższyć szybkość z jaką rękaw zostaje ochłodzony.

Występują dwa sposoby zwiększania szybkości chłodzenia istniejących systemów wewnętrznego chłodzenia rękawa. Pierwszy polega na zwiększeniu szybkości z jaką dmuchane jest powietrze do wnętrza rękawa. Drugi sposób polega na obniżeniu temperatury powietrza doprowadzanego do rękawa. Pierwszy sposób jest ograniczony do natężenia przepływu powietrza, które nie powoduje niekorzystnego efektu dla trwałości rękawa. Jak można oczekiwać, nadmierne natężenie przepływu powietrza mogłoby uczynić niemożliwym zachowanie kształtu rękawa, lub mogłoby wpływać na jego zwiotczenie.

Drugi sposób jest ograniczony przez fizyczne zmiany, które zachodzą w powietrzu, przy niskich temperaturach. Oszacowano przy termicznych analizach, że aby uzyskać 20% wzrostu wielkości produkcji folii dmuchanych, to konieczne jest ochłodzenie gazu wchodzącego do systemu wewnętrznego chłodzenia rękawa do około -100°C, podczas gdy zachowuje się to samo natężenie przepływu. Oczywiście po oziębieniu powietrza do tak niskich temperatur, znajdująca się w powietrzu para wodna zamarznie. Istniejące urządzenia chłodzące nie mogą działać skutecznie, gdy występują takie formacje lodowe, a w każdym przypadku powstałe zlodowacenia będą interferować z powierzchnią rękawa. Stwierdzono, że powietrze doprowadzone do wnętrza rękawa nie może być oziębione poniżej punktu rosy powietrza (zazwyczaj około 10°C), o i łe nie eosteną podjęte nadewyczajne środki, abk zreduzować ilość pary wodnej zawartaj w gazie.

Tak więc, chociaż znaczące chłodzenie gazu jest wskazane dla podwyższenia produkcji, to należy jeszcze rozwinąć praktyczny sposób wprowadzenia maksymalnie schłodzonego powietrza do systemu wewnętrznego chłodzenia rękawa, który nie jest wrażliwy na kondensację i/lub zamarzanie pary wodnej.

Na przykład z francuskiego opisu patentowego nr 1434501 znane jest urządzenie do chłodzenia wytłoczonej folii dmuchanej, które zawiera środki kontaktujące wewnętrzną powierzchnię rękawa wytłoczonej folii dmuchanej z czynnikiem chłodzącym, którym jest powietrze, oraz zamknięty system cyrkulacyjny ze środkami do odzyskiwania ogrzanego w rękawie powietrza. Powietrze jest chłodzone przez chłodziarkę.

Urządzenie według wynalazku przeznaczone jest do chłodzenia wytłoczonej folii dmuchanej i zawiera środki kontaktujące dla kontaktowania wewnętrznej powierzchni rękawa wytłoczonej folii dmuchanej z gazem chłodzącym tę folię, z tworzeniem z gazu kriogenicznego ogrzanego gazu zużytego, oraz zamknięty system cyrkulacyjny obejmujący środki do odzyskiwania zużytego gazu z rękawa wytłoczonej folii dmuchanej. Rozwiązanie tego rodzaju charakteryzuje się tym, że zawiera środki wytwarzania gazu kriogenicznego stanowiącego gaz chłodzący, zaopatrzone w pierwszy wlot dopływającego czynnika chłodzącego wybranego z grupy obejmującej ciekły środek kriogeniczny oraz mieszaninę ciekłego gazowego środka kriogenicznego, drugi wlot połączony ze środkami odzyskiwania zużytego gazu, komorę połączoną z wlotami, pierwszym i drugim, do mieszania czynnika chłodzącego i zużytego gazu i tworzenia gazu kriogenicznego oraz wylot komory, połączony ze środkami kontaktującymi.

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku środki wytwarzania gazu kriogenicznego stanowią strumienicę ssącą. Środek kriogeniczny jest wybrany z grupy obejmującej ciekły azot i ciekły dwutlenek węgla. Strumienka ssąca znajduje się wewnątrz rękawa folii dmuchanej.

Do przewodu głównego, łączącego środki odzyskiwania zużytego gazu z drugim wlotem środków wytwarzania gazu kriogenicznego, dołączone są środki wentylacyjne do odprowadzania części zużytego gazu z zamkniętego systemu cyrkulacyjdego.

Środki wentylacyjne zawierają przewód odprowadzający część zużytego gazu z przewodu głównego, w którym to przewodzie odprowadzającym zainstalowana jest przepustnica do regulacji ciśnienia wewnątrz rękawa z folii.

W części przewodu głównego dołączonej do środków wytwarzania gazu kriogenicznego zainstalowana jest druga przepustnica do sterowania natężenia przepływu zużytego gazu. Wspomniane środki wentylacyjne zawierają korzystnie dmuchawę do sterowania ciśnienia wewnątrz rękawa z folii dmuchanej.

171 009

Przewód główny jest korzystnie zaopatrzony w dmuchawę, do zwiększania natężenia przepływu gazu zużytego.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia uzyskanie znacząco większej wydajności produkcji folii dmuchanej, w porównaniu do osiąganej przy stosowaniu dotychczasowych technik. Przewiduje się wprowadzanie schłodzonego gazu nie zawierającego pary wodnej do wnętrza wytłoczonej folii, zazwyczaj w postaci rękawa, tak że schłodzony gaz kontaktuje się z wewnętrzną powierzchnią folii dmuchanej z tworzywa sztucznego. Wprowadzony gaz powoduje chłodzenie rękawa i zostaje następnie usunięty. Całość, lub część zużytego gazu zostaje następnie ochłodzona i zawrócona do urządzenia do wytwarzania rękawa. Wykluczenie powietrza lub jakiegoś innego gazu zawierającego parę wodną z wnętrza rękawa dopuszcza stosowanie gazów, które są oziębione znacznie poniżej uprzednich ograniczeń temperaturowych.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia chłodzenie rękawa z folii gazem bez pary wodnej przy niskich temperaturach, niższych od 10°C. Zdolność chłodzenia gazu bez pary wodnej powoduje szybkie chłodzenie cienkiej folii, nawet przy dużych szybkościach podawania. Przekazywanie zdolności chłodzenia ze schłodzonego gazu do cienkiej folii podnosi temperaturę powstałego gazu, a ten ogrzany zużyty gaz zostaje odprowadzony z rękawa. Zużyty gaz nie zostaje odprowadzony w całości. Przewidziano zamknięty system cyrkulacyjny, w którym zużyty gaz bez pary wodnej zostaje zawrócony z rękawa i w całości lub części ponownie wprowadzony do obiegu, do środków chłodzenia. Wydajność produkcji dmuchanej folii może być zwiększona o 20% lub więcej, ponad wydajność dotychczasowych metod, jeśli stosuje się sposób według wynalazku.

Schłodzony gaz jest otrzymany z ciekłego czynnika chłodzącego, który po zmieszaniu z częścią zawróconego gazu zużytego tworzy gaz o temperaturze odpowiadającej temperaturze przy wlocie rękawa dmuchanej folii, na przykład - 100°C.

Stopień z jakim energia cieplna jest usuwana z folii dmuchanej przez ponownie schłodzony gaz, jest zasadniczo zależny od szybkości z jaką czynnik chłodzący wchodzi do systemu. Przy wykluczeniu obecności powietrza we wnętrzu folii dmuchanej i w pętli cyrkulacyjnej, obniża się znacznie temperatura gazu cyrkulacyjnego, bez tworzenia kondensatu lub kryształków lodu.

Ilość czynnika chłodzącego niezbędnego do chłodzenia zużytego gazu do żądanej temperatury chłodzenia jest równoważna z wielkością siły napędowej koniecznej do recyrkulacji schłodzonego gazu do wytłoczonej folii i zużytego gazu do środków wprowadzających. Strumienica jest korzystnie zasilana ciekłym środkiem kriogenicznym o wysokim ciśnieniu, takim jak ciekły azot lub ciekły dwutlenek węgla, ewentualnie ciekło-gazową mieszaniną kriogeniczną. Ciekło-gazowa mieszanina kriogeniczna znacznie podnosi energię kinetyczną będącą w dyspozycji systemu dla zawracania gazu, podczas gdy tylko w sposób umiarkowany działa na pozostającą w dyspozycji zdolność chłodzenia.

W urządzeniu według wynalazku, wnętrze folii dmuchanej zostaje szybko oziębione przez wprowadzany pod ciśnieniem strumień gazu o niskiej temperaturze w sposób, który podwyższa wydajność produkcji cienkiej folii nawet o 20% lub więcej. Ponadto, ponieważ wyeliminowane są z systemu wszystkie gazy zawierające parę wodną, zmniejszone zostały lub całkowicie wyeliminowane problemy kondensacji i zamarzania, a w konsekwencji uszkodzenia folii dmuchanej.

Rozwiązanie według wynalazku objaśnione zostanie w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat typowej wytłaczarki folii dmuchanej, znanej ze stanu techniki, fig. 2 - schemat pierwszego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku, współpracującego ze znaną wytłaczarką z fig. 1, fig. 3 - strumienicę ssącą zastosowaną w rozwiązaniu według wynalazku dla mieszania termicznego i cyrkulacji cieczy chłodzącej lub mieszaniny ciecz/gaz z zawracanym gazem zużytym, w rzucie bocznym w przekroju, fig. 4 schemat drugiego przykładu według wynalazku, współpracującego z wytłaczarką folii z fig. 1, fig. 5 - schemat następnego przykładu według wynalazku, w którym strumienica ssąca znajduje się wewnątrz komory rękawa z cienkiej folii, a fig. 6 przedstawia wykres porównawczy

171 009 temperatur ochłodzonego gazu w zależności od stosunku masowego zużytego gazu do chłodziwa, przy zadanym poziomie energii doprowadzonego chłodziwa.

Na figurze 1 przedstawiono znaną wytłaczarkę 2 folii dmuchanej, która zawiera sekcję formowania rękawa 4, sekcję sterowania 6 oraz sekcję formowania cienkiej folii 8.

Sekcja formowania rękawa 4 zawiera wlot 10 dla doprowadzania roztopionej żywicy plastycznej, takiej jak polietylen o dużej lub małej gęstości. Przejście 14 przewidziane jest dla przepływu roztopionej żywicy od wlotu 10 do wąskiego pierścieniowego wylotu 16, który formuje roztopioną żywicę na kształt ciągłego rękawa 18, gdy powietrze jest dmuchane do żywicy wewnątrz obwodu wylotu pierścieniowego. Grubość wychodzącego stąd rękawa mieści się zazwyczaj w granicach 10-300 mikronów.

Sekcja sterowania 6 reguluje rozmiar rękawa. Sekcja sterowania 6 jest zaopatrzona w czujniki 20, które wykrywają średnicę rękawa 18 i przekazują wykrywany sygnał do przepustnicy 21, która reguluje ciśnienie wewnątrz rękawa, od czego zależy rozmiar rękawa.

Sekcja formowania folii 8 zawiera ramę 24, która ciągnie wewnątrz boki rękawa 18, tak że boki opadają jeden na drugi i tworzą dwie warstwy folii 26. Folia zostaje przeprowadzona przez szczelinę między rolkami 28, które ciągną obydwie warstwy folii ku górze i odsyłają naprężoną do urządzenia zbiorczego (nie przedstawionego).

Jeśli roztopiona żywica zostaje wytłoczona przez pierścieniowy wylot 16, to powstający rękaw 18 musi zostać ochłodzony. Chłodzenie następuje przynajmniej na zewnętrznej powierzchni rękawa, a w pewnych systemach dmuchanej folii również na wewnętrznej powierzchni. Zewnętrznie chłodzące powietrze zostaje doprowadzone przez przewód 30 do dyszy 32 mającej otwory, które pozwalają, aby ochłodzone powietrze zetknęło się zpowierzchnią rękawa 18 wokół jego obwodu.

System wewnętrznego chłodzenia jest zaopatrzony w otwarty końcowy zespół chłodzenia 34, zawierający wlot 36, dla dopływu powietrza ochłodzonego, lub o temperaturze otoczenia, z nie przedstawionego źródła, przez przewód 38. Nadmuch powietrza jest dostarczany przez nie przedstawioną przepustnicę. Ciśnienie jest odpowiednie, aby doprowadzić ochłodzone powietrze do dyszy lub płyty dyfuzyjnej 42, umieszczonej wewnątrz obwodu żywicy wytłaczanej z wylotu 16, przy czym przepływ jest skierowany wzdłuż wewnętrznej powierzchni rękawa.

Ochłodzone powietrze jest puszczane w obieg wewnątrz rękawa 18 i traci swoje zdolności chłodzenia na korzyść wewnętrznej powierzchni tego rękawa. Powstające ogrzane powietrze (gaz zużyty) zostaje usunięte z rękawa 18 poprzez wylot 46 oraz poza urządzenie formujące rękaw, poprzez przewód 48, przez przepustnicę 21 i nie przedstawioną dmuchawę.

Stopień usuwania energii z pęcherza (t.j. stopień chłodzenia), określa szybkość z jaką może być wytłaczana cienka folia. Usuwanie energii może być widziane jako wynik przepływu masy tworzywa sztucznego i energii, która musi być usunięta na jednostkową masę tworzywa sztucznego. Na przykład stopień usuwania energii z tworzywa sztucznego w znanym systemie przedstawionym na fig. 1 wynosi 30 kW w oparciu o szybkość przepływu masy tworzywa sztucznego 0,075 kg/s i ilość energii, która ma być usunięta na jednostkową masę tworzywa sztucznego około 400 kJ/kg.

Można przyjąć, że około 1/3(10 kW) energii będzie usunięte z wnętrza rękawa, a pozostałe 2/3 (20 kW) z zewnątrz rękawa. Ponieważ obciążenie zewnętrznego chłodzenia pozostaje większe bez względu na rodzaj zastosowanego systemu chłodzenia wewnętrznego, to jakakolwiek próba zwiększania szybkości przepływu masy tworzywa sztucznego wymaga znacznie intensywniejszego chłodzenia, niż może to zapewnić gaz występujący we wnętrzu rękawa.

Na przykład, jeśli konieczny jest wzrost 30% produkcji folii (odpowiednik do stopnia usuwania energii - 39 kW dla powyższego przykładu), ilość energii usuniętej z wnętrza rękawa musi wzrosnąć z 10 kW, jak to przedstawiono w znanym systemie do 19 kW (wzrost 90%). Usuwanie tak dużej ilości energii może być osiągnięte przy zastosowaniu systemu chłodzenia wnętrza rękawa, który może działać przy niższych temperaturach niż to jest przyjęte. Ma się wówczas do dyspozycji system, w którym nie występuje para wodna, korzystnie zamknięty system cyrkulacyjny, który eliminuje problemy kondensacji i/lub chłodzenia, związane ze znanymi systemami chłodzenia wnętrza rękawa, działającymi przy niskich temperaturach.

171 009

Rozwiązanie według wynalazku pozwala wytwarzać dmuchane folie przy zmieniającej się wydajności produkcji, bez zaniepokojenia o tworzenie się kropli wody lub kryształów lodu wewnątrz pęcherza.

Nawiązując do fig. 2 i 3, przedstawiono na nich przykład urządzenia do chłodzenia wnętrza rękawa, według wynalazku, z zastosowaniem strumienicy ssącej dla dystrybucji gazu chłodzącego wewnątrz rękawa. Wytłaczarkę 52 tego samego rodzaju przedstawiono i opisano w związku ze stanem techniki z fig. 1, a jest ona zaopatrzona w system chłodzenia w postaci zamkniętego systemu cyrkulacyjnego 54. System cyrkulacyjny 54 chłodzenia, zawiera środki kontaktujące wewnętrzną powierzchnię rękawa z gazem chłodzącym 56, stanowiące korzystnie wlot gazu chłodzącego do rękawa 58 oraz środki odzyskiwania zużytego gazu 60 w postaci wylotu, dla usuwania zużytego gazu, który spełnił swoje zadanie ochłodzenia wewnętrznej powierzchni rękawa 58.

Gaz chłodzący, który zostaje wprowadzony do rękawa 58 przez przewód doprowadzający 62, wytworzony jest wewnątrz strumienicy ssącej 64. Strumienica 64 łączy ciecz chłodzącą, korzystnie ciekły środek kriogeniczny, zwłaszcza ciekły azot lub ciekły dwutlenek węgla, lub mieszaninę ciekłego i gazowego środka kriogenicznego, z pierwszego wlotu 66 i zużyty gaz w sposób, który zabezpiecza zarówno chłodzenie, jak i siłę napędową dla zużytego gazu. W ten sposób wytwarza się strumień schłodzonego gazu mający odpowiednie ciśnienie, aby wejść do rękawa 58 i chłodzić jego wewnętrzną powierzchnię.

Na figurze 3 przedstawiono strumienicę ssącą 64, która zawiera pierwszy wlot 66 dla dopływu czynnika chłodzącego, takiego jak ciekły azot oraz drugi wlot 68 dla odbierania zużytego gazu na przykład azotu gazowego, który jest gazem zawróconym z rękawa 58 przez przewód główny 70. Komora 72 przyjmuje ciecz chłodzącą z pierwszego wlotu 66 i zużyty gaz z drugiego wlotu 68 i pozwala na termiczne ich mieszanie. Ciecz chłodząca paruje i zapewnia zarówno chłodzenie, jak i siłę napędową dla zużytego gazu, który tworzy ciśnieniowy strumień schłodzonego gazu dla doprowadzenia do wlotu 56 wytłaczarki.

Strumienica 64 ma równoległy obszar przepływu 74, który służy do wzmagania dokładnego termicznego i pędnego mieszania cieczy chłodzącej i zużytego gazu. Zmieszany gaz zostaje następnie przesiany do dyszy 76, która pozwala na obniżenie ciśnienia zmieszanego gazu, zanim opuści on strumienicę 64 przez otwór wylotowy 78.

Korzystne jest, gdy strumienica 64 zabezpiecza maksymalną z możliwych recyrkulację energii, a więc ciąg przy określonym natężeniu przepływu. Ponadto koniecznie należy wziąć pod uwagę ciąg wytwarzany przez strumienicę 64. Ciąg jest mierzony przez różnicę ciśnień pomiędzy zużytym gazem wchodzącym do komory 72 przez drugi wlot 68, a mieszanką gazową wychodzącą przez otwór wylotowy 78.

Większość wymagań dotyczących ciągu dla systemu chłodzenia powierzchni wewnętrznej rękawa jest związana ze spadkiem ciśnienia wejściowego i wyjściowego rękawa. Dla systemu ze stanu techniki przedstawionego na fig. 1, spadek ciśnienia w rękawie może wynosić 5000 Pa (508 mm słupa wody), a spadek ciśnienia na zewnątrz rękawa - 7500 Pa (762 mm słupa wody). Jednakże wiadomo, że spadek ciśnienia wzrasta proporcjonalnie do kwadratu natężenia przepływu powietrza i wprost proporcjonalnie do bezwzględnej temperatury powietrza. Tak więc system wewnętrznego chłodzenia rękawa według wynalazku, może mieć znacząco różne wymagania co do ciągu, w porównaniu do stanu techniki. Na przykład, przy temperaturze wlotowego gazu -125°C (porównanie do około 20°C dla stanu techniki) i natężeniu przepływu gazu chłodzącego około 60% względem natężenia przepływu ze stanu techniki, całkowity ciąg jest zredukowany od 12500 Pa (1270 mm słupa wody) do 4000 Pa (406 mm słupa wody), przy czym wciąż osiąga się 20-30% wzrostu produkcji.

Nawiązując ponownie do fig. 2, w urządzeniu eliminuje się z systemu cyrkulacji ilości zużytego gazu równe ilości środka chłodzącego doprowadzonego przez strumienicę 64. Odpowiednio, urządzenie jest wyposażone w środki wentylacyjne 80 zawierające przewód odprowadzający 82 dla transportowania gazu, który ma być odprowadzony z przewodu głównego 70 przez przepustnicę sterującą 84 i dmuchawę 86.

171 009

Przepustnica sterująca 84 jest sprzężona z czujnikami 20 rozmiaru rękawa, jak to przedstawiono na fig. 1. Czujniki 20 utrzymują ciśnienie wewnątrz rękawa tak, aby utrzymać żądane natężenie wydmuchu. Dla przykładu przedstawionego na fig. 2 nie jest możliwa kompensacja wydmuchu i wymagań ciśnieniowych dla rękawa, bez zastosowania przepustnicy sterującej 84 i dmuchawy 86. Druga przepustnica sterująca 88 zainstalowana jest również w przewodzie głównym 70, aby sterować natężenie z jakim zużyty gaz zostaje zawrócony ponownie do strumienicy 64. Zgodnie z wynalazkiem, oczywistym jest, że w porównaniu systemów wewnętrznego chłodzenia rękawa do stanu techniki, liczba wymaganych dmuchaw jest zredukowana z dwóch do jednej, a natężenie przepływu dmuchaw do obsłużenia jest również znacznie zredukowane (na przykład od 1/2 do 1/4).

Stosownie do charakterystyk roboczych strumienicy ssącej, ponieważ stosunek masy zużytego gazu do czynnika chłodzącego wchodzącego do strumienicy wzrasta, to ciśnienie wzrasta, lub ciąg wytworzony przez strumienicę zmniejsza się. Takie postępowanie, związane z wymaganiami dużego ciągu w pewnych instalacjach dmuchanej folii, może spowodować sytuację, w których strumienica 64 nie może zabezpieczyć ogólnego wzrostu ciśnienia. W takim przypadku, dmuchawa 86 jest korzystnie umieszczona w strumieniu głównym przepływu powrotnego, aby wspomóc strumienicę 64 w spełnieniu wymagań ciągu.

Na figurze 4 przedstawiono przykład wykonania według wynalazku, w którym dmuchawa 86 jest umieszczona w dołączonym systemie cyrkulacyjnym w sposób, który wspomaga strumienicę 64 w zabezpieczaniu niezbędnego wzrostu ciśnienia dla cyrkulacji zużytego gazu. Dmuchawa 86 jest więc umieszczona wzdłuż przewodu głównego 70. Przepustnice sterujące 84 i 88, umieszczono tak, jak opisano w związku z fig. 2.

Dla tego przykładu wykonania według wynalazku, występuje również redukcja jednej dmuchawy w porównaniu do stanu techniki. Jednakże, w tym przykładzie, dmuchawa musi obsłużyć natężenie całego przepływu z rękawa, a nie tylko ilość odprowadzaną do atmosfery. W przykładzie przedstawionym na fig. 4 strumienica 64 nie jest wymagana dla cyrkulacji, ponieważ dmuchawa 86 może być odpowiednio zwymiarowana, aby zapewnić w pełni wymagany wzrost ciśnienia. W tym przypadku, strumienica 64 może być zastąpiona przez dysze rozpylające zasilone przez czynnik chłodzący, a skierowane do przewodu głównego 70.

W innym przykładzie według wynalazku wymagania wzrostu ciśnienia dla strumienicy są zasadniczo wyeliminowane przez umieszczenie strumienicy wewnątrz rękawa. W wyniku tego strumienica może zapewnić znacznie szerszy zakres stosunków masowych zużytego gazu do czynnika chłodzącego, aż do przynajmiej 3:1, bez względu na wzrost ciśnienia.

Na figurze 5, przedstawiona jest strumienica 64 umieszczona w rękawie. Czynnik chłodzący jest prowadzony do strumienicy 64 przez przewód 90. Przewód 90 prowadzi do górnej części strumienicy 64 i stanowi drogę dla przepływu czynnika chłodzącego do pierwszego wlotu 92. Zużyty gaz wchodzi do strumienicy 64 przez drugi wlot 68, podczas gdy zmieszany i schłodzony strumień dla chłodzenia rękawa opuszcza strumienicę 64 przez otwór wylotowy 96. Zmieszany strumień, po opuszczeniu otworu wylotowego 96, zostaje skierowany (jak w stanie techniki przedstawionym na fig. 1) do dyszy lub płyty dyfuzyjnej 42, gdzie przepływ zostaje skierowany wzdłuż wewnętrznej powierzchni rękawa, zanim zostanie on wciągnięty do drugiego wlotu 68. Przepustnica sterująca 88 jest usytuowana przy drugim wlocie 68 dla sterowania natężenia, z jakim zużyty gaz jest zawracany z powrotem do strumienicy 64.

Gaz wentylacyjny zostaje usunięty z rękawa 58 przez przewód 98, który biegnie do góry wewnątrz rękawa 58, aby umożliwić wyciągnięcie cieplejszego gazu zużytego, przez dmuchawę 102. Sterowanie wewnętrznym ciśnieniem rękawa odbywa się, jak w stanie techniki, przez przepustnicę sterującą 100 sprzężoną z czujnikiem rozmiaru 20 (patrz fig. 1). Ilość gazu wentylacyjnego wydalanego z systemu przez przewód 98 jest rzeczywiście równa ilości czynnika chłodzącego wprowadzonego do systemu przez przewód 90.

Jak to już przedstawiono, ponieważ czynnik chłodzący jest zmieszany z zużytym gazem, aktualna temperatura wlotowa gazu dla dmuchania folii zmienia się w zależności od stosunku masowego zużytego gazu do doprowadzonego czynnika chłodzącego. Stopień usuwania energii, zapewniony przez zimny gaz dla folii z tworzywa sztucznego, jest regulowany przez natężenie

171 009 przepływu czynnika chłodzącego wchodzącego do strumienicy. Jednak temperatura wlotowa zimnego gazu, gdy wchodzi on do rękawa i całkowite natężenie przepływu wlotowego jest sterowane przez ilość zużytego gazu, który jest zawrócony i zmieszany z czynnikiem chłodzącym w strumienicy.

Na figurze 6 przedstawiony został typowy wykres dla ciekłego azotu jako czynnika chłodzącego, który wskazuje, ze temperatura wylotowa zmieszanego strumienia jest funkcją stosunku masowego zużytego gazu do wprowadzonego czynnika chłodzącego. Dla danej ilości chłodziwa (określonej przez natężenie przepływu czynnika chłodzącego), iloczyn masowego współczynnika przepływu zimnego gazu wchodzącego do pęcherza, pomnożonego przez różnicę temperatury pomiędzy wlotowym i wylotowym strumieniem gazu, jest stały. Ponadto, małe współczynniki masowe, z odpowiednio małymi natężeniami przepływu zmieszanego gazu, mają względnie niskie temperatury wlotowe, podczas gdy duże współczynniki masowe, z dużymi natężeniami przepływu zmieszanego gazu, mają względnie wyższe temperatury wlotowe. Występuje kilka wskazań, aby system wewnętrznego chłodzenia rękawa działał przy niskich natężeniach przepływu, wliczając w to podwyższoną trwałość rękawa i wymagania mniejszego ciągu. Jednakże, że względu na mechaniczne problemy związane z pracą przy bardzo niskich temperaturach, na przykład mniej niż -100°C, nie zawsze jest możliwa praca systemu przy współczynnikach masowych tak niskich jak 1:1.

Urządzenie według wynalazku zapewnia szybkie chłodzenie wytłaczanej folii, co może być wystarczające do wzrostu wydajności produkcji w porównaniu do znanych systemów chłodzonych powietrzem aż do 20% lub więcej. Zmiana spadku ciśnienia spowodowana zmianą masowego współczynnika przepływu może być wywołana albo przez samą strumienicę, albo przy współdziałaniu z dmuchawą.

Przykład. W przykładzie tym zastosowano urządzenie według wynalazku przedstawione na fig. 2. Ciekły azot w ilości 0,057 kg/s, o ciśnieniu 0,31-1,24 MPa, oraz 0,114 kg/s zużytego gazowego azotu, doprowadzono do strumienicy 64, przedstawionej i opisanej w związku z fig. 3. Całkowite zasilanie mieszanką 0,171 kg/s o temperaturze od -134 do - 118°C odbywało się przez wlot standardowego systemu dmuchania folii z wewnętrznym chłodzeniem rękawa 58, przedstawionego na fig. 1. Strumienica zabezpiecza ciąg 1750 do 3750 Pa (177 do 381 mm słupa wody). Zużyty gaz zostaje usunięty przez wylot 60, przy temperaturze 0°C. Wydajność produkcji folii wynosi 0,0975 kg/s i przewyższa wydajność znanych systemów chłodzonych powietrzem o około 20 do 30%.

171 009

171 009

FIS.

171 009

171 009

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Urządzenie do chłodzenia wytłoczonej folii dmuchanej, zawierające środki kontaktujące dla kontaktowania wewnętrznej powierzchni rękawa wytłoczonej folii dmuchanej z gazem chłodzącym tę folię z tworzeniem z gazu kriogenicznego ogrzanego gazu zużytego oraz zamknięty system cyrkulacyjny obejmujący środki do odzyskiwania zużytego gazu z rękawa wytłoczonej folii dmuchanej, znamienne tym, że zawiera środki (64) wytwarzania gazu kriogenicznego stanowiącego gaz chłodzący, zaopatrzone w pierwszy wlot (66) dopływu czynnika chłodzącego wybranego z grupy obejmującej ciekły środek kriogeniczny oraz mieszaninę ciekłego gazowego środka kriogenicznego, drugi wlot (68) połączony ze środkami (60) odzyskiwania zużytego gazu, komorę (72) połączoną z wlotami, pierwszym (66) i drugim (68) do mieszania czynnika chłodzącego oraz zużytego gazu i tworzenia gazu kriogenicznego, oraz wylot (78) komory (72), połączony ze środkami kontaktującymi (56).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że środki (64) wytwarzania gazu kriogenicznego stanowią strumienicę ssącą.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że środek kriogeniczny jest wybrany z grupy obejmującej ciekły azot i ciekły dwutlenek węgla.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że strumienica ssąca znajduje się wewnątrz rękawa (58) folii dmuchanej.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że do przewodu głównego (70) łączącego środki odzyskiwania zużytego gazu (60) z drugim wlotem (68) środków (64) wytwarzania gazu kriogenicznego dołączone są środki wentylacyjne (80) do odprowadzania części zużytego gazu z zamkniętego systemu cyrkulacyjnego.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że środki wentylacyjne (80) zawierają przewód (82) odprowadzający część zużytego gazu z przewodu głównego (70), w którym to przewodzie odprowadzającym (82) zainstalowana jest przepustnica (84) do regulacji ciśnienia wewnątrz rękawa (58) z folii.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że w części przewodu głównego (70) dołączonej do środków wytwarzania gazu kriogenicznego (64) zainstalowana jest druga przepustnica (88) do sterowania natężenia przepływu zużytego gazu.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że środki wentylacjne (80) zawierają dmuchawę (86) do sterowania ciśnienia wewnątrz rękawa (58) z folii dmuchanej.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przewód główny (70) zaopatrzony jest w dmuchawę (86) do zwiększania natężenia przepływu gazu zużytego.