PL179382B1

PL179382B1 - Spinning nozzle

Info

Publication number: PL179382B1
Application number: PL31434096A
Authority: PL
Inventors: Bogumil Laszkiewicz; Zbigniew Lewandowski; Janusz Jarzebowski
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 1996-05-16
Filing date: 1996-05-16
Publication date: 2000-08-31
Also published as: PL314340A1

Abstract

1. Dysza przędzalnicza przeznaczona zwłaszcza do formowania włókien z roztworów celulozy o dużej lepkości, wyposażona w cylindryczny korpus zamknięty od strony wylotu płytą czołową z przelotowymi otworami, korzystnie o kołowym przekroju poprzecznym zwiększającym się równomiernie w kierunku wylotu, wewnątrz którego jest umieszczony ruszt oraz filtr dociśnięte nakrętką do płyty czołowej, wyposażona nadto w płytę zawierającą przelotowe, kapilarne otwory, korzystnie o kołowym przekroju poprzecznym zmniejszającym się równomiernie w kierunku wylotu, znamienna tym, że płyta (2) z kapilarnymi otworami jest umieszczona wewnątrz korpusu (1) dyszy przed płytą czołową, przy czym jej kapilarne otwory są usytuowane naprzeciw otworów w płycie czołowej korpusu (1) i równocześnie naprzeciw otworów umieszczonego przed nią rusztu (3), przed którym jest z kolei umieszczony filtr (4) w postaci zestawu siatek filtrujących, nadto płyta (2) i ruszt (3) są zamocowane w prowadzących trzpieniach (5) przymocowanych do płyty czołowej korpusu (1), zaś nakrętka (6) dociskająca płytę (2) i ruszt (3) wraz z filtrem (4) do płyty czołowej korpusu (1) jest umieszczona wewnątrz korpusu (1) dyszy.1. A spinning nozzle designed especially for for forming fibers from cellulose solutions o high viscosity, equipped with a cylindrical body closed on the outlet side with a front plate with through holes holes, preferably of circular cross section transverse, increasing evenly in the direction of the outlet inside which it is placed grate and filter pressed against the plate with a nut front, also equipped with a plate containing through, capillary holes, preferably o circular cross-section reducing evenly towards the outlet, characterized in that the plate (2) with capillary holes is placed inside the nozzle body (1) in front of the plate front, with its capillary openings positioned against the holes in the body faceplate (1) and simultaneously opposite the holes the grate (3) in front of it in turn there is a filter (4) in the form of a kit the filter nets, and the plate (2) and the grate (3) are attached in the guide pins (5) attached to the body faceplate (1), and nut (6) holding down the plate (2) and the grate (3) together with filter (4) to the face plate of the body (1) is placed inside the nozzle body (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest dysza przędzalnicza przeznaczona zwłaszcza do formowania włókien z roztworów celulozy o dużej lepkości.The subject of the invention is a spinning nozzle intended, in particular, to form fibers from highly viscous cellulose solutions.

Znane dysze przędzalnicze są wyposażone w cylindryczny korpus zamknięty od strony wylotu płytą czołową z przelotowymi otworami o różnym kształcie przekroju poprzecznego i wzdłużnego i dużej gładkości powierzchni, rozmieszczonymi symetrycznie na całej powierzchni płyty. Dysze są wykonane z metalu odpornego na korozję i naprężenia.Known spinning nozzles are equipped with a cylindrical body closed at the outlet side by a faceplate with through-holes of various cross-sectional and longitudinal shapes, and high surface smoothness, arranged symmetrically over the entire surface of the plate. The nozzles are made of corrosion and stress resistant metal.

Do formowania włókien z roztworów celulozy o dużej lepkości jest konieczne stosowanie dysz, których płyta czołowa jest wykonana z materiału odpornego na działanie wysokich ciśnień niekiedy rzędu 10⁷ N/m² i równocześnie na tyle miękkiego, aby możliwe było wykonanie w nim odpowiedniej liczby otworów.To form fibers from high-viscosity cellulose solutions, it is necessary to use nozzles whose faceplate is made of a material resistant to high pressures, sometimes of the order of 10 ⁷ N / m ^2, and at the same time soft enough to be able to make an appropriate number of holes in it.

I tak w książce Technologia włókien sztucznych, WNT 1969, są opisane między innymi, dysze przędzalnicze do formowania włókien wiskozowych, zaopatrzone w otwory o kołowym przekroju poprzecznym i lejkowatym przekroju wzdłużnym. Płyty czołowe tych dysz są wykonane najczęściej ze stopu patyny ze złotem. Niedogodnością tych dysz jest wysoki koszt materiału, z którego są wykonane płyty czołowe tych dysz.Thus, in the book Technology of synthetic fibers, WNT 1969, there are described, inter alia, spinning nozzles for forming viscose fibers, provided with holes with a circular cross-section and a funnel-shaped longitudinal section. The face plates of these nozzles are most often made of a patina gold alloy. A disadvantage of these nozzles is the high cost of the material from which the face plates of these nozzles are made.

Z polskiego opisu patentowego nr 165 105 jest znana dysza przędzalnicza, której korpus, wyposażony w kanały grzewcze, jest zamknięty od strony wylotu płytą nośną wykonana ze stali stopowej wysokiej jakości, w której są wykonane stopniowane otwory, w które są wprasowane lub w których są osadzone płytki z materiału o mniejszej twardości niż stal, zwłaszcza z metalu szlachetnego, zawierające kapilary. W korpusie dyszy, od wewnętrznej strony płyty nośnej, jest umieszczona dziurkowana płyta, której otwory są rozmieszczone tak jak otwory płyty nośnej. Między płytą nośną i płytą dziurkowaną znajduje się filtr. Płyta dziurkowana, płyta nośna i filtr są dociśnięte do korpusu dyszy gwintowaną nakrętką wkręconą w ściankę korpusu dyszy. Niedogodnością tej dyszy jest niezwykle trudna i pracochłonnaPolish patent specification No. 165 105 discloses a spinning nozzle, the body of which, equipped with heating channels, is closed at the outlet side by a support plate made of high-quality alloy steel, in which stepped openings are made into which they are pressed or embedded. plates of a material less harder than steel, in particular of noble metal, containing capillaries. In the nozzle body, on the inside of the support plate, is a punched plate, the holes of which are arranged in the same way as the holes in the support plate. There is a filter between the support plate and the punch plate. The punch plate, support plate and filter are pressed against the nozzle body by a threaded nut screwed into the wall of the nozzle body. The inconvenience of this nozzle is extremely difficult and laborious

179 382 operacja umieszczenia płytek z kapilarnymi otworami w otworach jej płyty nośnej. Duża pracochłonność i wymagana duża precyzja wykonania tej dyszy znacznie podwyższają jej koszt. Nadto dysza ta często ulega zniszczeniu podczas czyszczenia.179 382 operation of placing plates with capillary holes in the holes of its support plate. The high labor-intensity and the required high precision of the nozzle's manufacturing significantly increase its cost. Moreover, this nozzle is often damaged during cleaning.

Znane są również dysze przędzalnicze odporne na działanie wysokiego ciśnienia, stosowane do formowania włókien ze stopionego polimeru, wyposażone w płyty czołowe wykonane ze specjalnych gatunków stali o grubości powyżej 5 mm.There are also known high pressure spinning nozzles for forming molten polymer fibers with face plates made of special grades of steel with a thickness greater than 5 mm.

Wydrążenie otworów w płycie z twardego materiału o dużej grubości jest pracochłonne, czasochłonne i kosztowne. Nadto płyty te zawierają małą liczbę otworów w celu zapobieżenia sklejaniu się włókien podczas ich formowania.It is laborious, time consuming and costly to drill holes in a plate of thick hard material. Moreover, the plates contain a small number of holes in order to prevent the fibers from sticking together during their formation.

Dysza przędzalnicza, przeznaczona zwłaszcza do formowania włókien z roztworów celulozy o dużej lepkości, wyposażona w cylindryczny korpus zamknięty od strony wylotu płytą czołową z przelotowymi otworami, korzystnie o kołowym przekroju poprzecznym zwiększającym się równomiernie w kierunku wylotu, w wewnątrz którego jest umieszczony ruszt oraz filtr dociśnięte nakrętką do płyty czołowej, wyposażona w płytę zawierającą przelotowe, kapilarne otwory, korzystnie o kołowym przekroju poprzecznym zmniejszającym się równomiernie w kierunku wylotu charakteryzuje się tym, że płyta z kapilarnymi otworami jest umieszczona wewnątrz korpusu dyszy przed płytą czołową, przy czym jej kapilarne otwory są usytuowane naprzeciw otworów umieszczonego przed nią rusztu, przed którym jest z kolei umieszczony filtr w postaci zestawu siatek filtrujących, nadto płyta i ruszt są zamocowane w prowadzących trzpieniach przymocowanych do płyty czołowej korpusu, zaś nakrętka dociskająca płytę i ruszt wraz z filtrem do płyty czołowej korpusu jest umieszczona wewnątrz korpusu dyszy. Korzystnie średnica otworów o kołowym przekroju poprzecznym w płycie czołowej jest nie mniejsza niż 1 mm, korzystnie równa 5 mm, a odległość między przelotowymi kapilarnymi otworami jest mniejsza niż 0,1 mm, korzystnie równa 0,5 mm. Płyta czołowa jest wykonana ze stali stopowej, zaś płyta z kapilarnymi otworami jest korzystnie wykonana ze stopów: platyny i złota, tantalu i niklu, chromu i niklu. Ruszt, filtr, nakrętka mocująca i trzpienie prowadzące są także wykonane z materiałów odpornych na korozję.A spinning nozzle, especially designed to form fibers from high-viscosity cellulose solutions, equipped with a cylindrical body closed at the outlet side by a faceplate with through holes, preferably with a circular cross-section increasing evenly towards the outlet, inside which the grate and the filter are placed a capillary nut, provided with a plate containing through capillary holes, preferably with a circular cross-section decreasing uniformly towards the outlet, characterized in that the capillary-hole plate is placed inside the nozzle body in front of the face plate, its capillary holes being arranged opposite the openings of the grate placed in front of it, in front of which a filter in the form of a set of filter nets is placed, moreover, the plate and the grate are mounted in guiding pins attached to the front plate of the body, and the nut pressing the plate and grate together with the filter to the surface The end plate of the body is placed inside the nozzle body. Preferably, the diameter of the holes with circular cross-section in the faceplate is not less than 1 mm, preferably equal to 5 mm, and the distance between the through capillary holes is less than 0.1 mm, preferably equal to 0.5 mm. The face plate is made of alloy steel, and the plate with capillary holes is preferably made of platinum and gold, tantalum and nickel, chromium and nickel alloys. The grate, filter, clamping nut and guide pins are also made of corrosion-resistant materials.

Dysze według wynalazku zamocowuje się, częścią wlotową, w ogrzewanej głowicy przędzarki.The nozzles according to the invention are mounted, with the inlet portion, in a heated spinning head.

Dysza według wynalazku wykazuje wytrzymałość na działanie dużych naprężeń rzędu nawet 10⁷ N/m², w związku z czym może być z powodzeniem stosowana do formowania włókien z roztworów celulozy o dużej lepkości. Zastosowanie w dyszy według wynalazku łatwej do wymiany płyty z kapilarnymi otworami umożliwia łatwą i szybką zmianę asortymentu formowanych włókien pod względem ich grubości i kształtu przekroju poprzecznego, przy czym kapilarne otwory są wykonane bezpośrednio w materiale tej płyty, co znacznie obniża koszt wytworzenia dyszy według wynalazku w porównaniu z dyszami znanymi. Płyta z kapilarnymi otworami jest jedynym elementem wykonanym z kosztownego materiału cechującego się odpornością. na wysokie naprężenia i równocześnie dostatecznie miękkiego, a nadto jest jedynym elementem wymiennym w przypadku uszkodzenia dyszy, przy czym łatwy jest jej demontaż i montaż w dyszy. Łatwy montaż i demontaż tej płyty umożliwia szybkie i łatwe czyszczenie i kontrolę jej kapilarnych otworów. Zamocowanie dyszy w ogrzewanej głowicy przędzarki eliminuje konieczność wykonania w korpusie dyszy dodatkowych kanałów na płyn grzewczy. Część dyszy wystająca poza głowicę przędzarki ułatwia ustawienie głowicy w odpowiedniej odległości nad powierzchnią kąpieli zestalającej, co jest szczególnie istotne przy formowaniu włókien celulozowych z N-tlenku-N-metylomorfoliny sposobem sucho-mokrym.The nozzle according to the invention has a high stress resistance of even 10 ⁷ N / m ² , and therefore it can be successfully used to form fibers from high-viscosity cellulose solutions. The use of an easily replaceable plate with capillary holes in the inventive nozzle allows the assortment of formed fibers to be easily and quickly changed in terms of their thickness and cross-sectional shape, with the capillary openings being made directly in the material of the plate, which significantly reduces the cost of producing the inventive nozzle in compared with known nozzles. The capillary-hole plate is the only component made of an expensive tough material. to high stresses and, at the same time, sufficiently soft, and in addition, it is the only replacement element in the event of a nozzle failure, and it is easy to disassemble and install in the nozzle. The easy assembly and disassembly of this plate enables quick and easy cleaning and inspection of its capillary holes. Fixing the nozzle in the heated spinning head eliminates the need for additional channels for the heating fluid in the nozzle body. The part of the nozzle protruding beyond the spinning head facilitates the positioning of the head at an appropriate distance above the surface of the solidifying bath, which is particularly important when forming cellulose fibers from N-methylmorpholine N-oxide by the dry-wet method.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dyszę zamocowaną w głowicy przędzarki, w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - płytę czołową dyszy, zaś fig. 3 - płytę dyszy z kapilarnymi otworami.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the nozzle fitted in the spinner head in longitudinal section, Fig. 2 shows the die face, and Fig. 3 shows the die plate with capillary holes.

Dysza przędzalnicza jest wyposażona w cylindryczny korpus 1 zamknięty od strony wylotu płyta czołową z przelotowymi otworami o kołowym przekroju poprzecznym, zwiększającym się równomiernie w kierunku wylotu, których średnica od strony wlotowej jestThe spinning nozzle is equipped with a cylindrical body 1 closed on the outlet side a faceplate with through holes of circular cross-section, increasing uniformly towards the outlet, the diameter of which on the inlet side is

179 382 równa 5 mm. Płyta czołowa korpusu 1 jest wykonana ze stali stopowej. Wewnątrz korpusu 1, przed płytą czołową, jest umieszczona płyta 2 ze stopu chromu i niklu, w której są wykonane, w odległości 0,5 mm jeden od drugiego, przelotowe kapilarne otwory o kołowym przekroju poprzecznym zmniejszającym się równomiernie w kierunku wylotu, umieszczone naprzeciw otworów płyty czołowej korpusu 1 i naprzeciw otworów rusztu 3 umieszczonego przed płytą 2. Nadto przed rusztem 3 jest umieszczony filtr 4 w postaci zestawu siatek filtrujących. Płyta 2 i ruszt 3 są zamocowane na prowadzących trzpieniach 5 przymocowanych do płyty czołowej korpusu 1 i dociśnięte do tej płyty, wraz z filtrem 4, za pomocą dociskającej nakrętki 6 umieszczonej wewnątrz korpusu 1, Filtr 4, ruszt 3 prowadzące trzpienie 5 i nakrętka 6 są wykonane ze stali chromowo-niklowej.179 382 equal to 5 mm. The face plate of the body 1 is made of alloy steel. Inside the body 1, in front of the face plate, there is a plate 2 made of a chromium-nickel alloy, in which there are made, at a distance of 0.5 mm from each other, through capillary holes with circular cross-section decreasing evenly towards the outlet, located opposite the holes. the face plate of the body 1 and opposite the openings of the grate 3 placed in front of the plate 2. Moreover, a filter 4 in the form of a set of filter nets is placed in front of the grate 3. The plate 2 and the grate 3 are fixed on the guide pins 5 attached to the face plate of the body 1 and pressed against this plate, together with the filter 4, by means of a tightening nut 6 placed inside the body 1, the filter 4, the grate 3, the guide pins 5 and the nut 6 are made of chrome-nickel steel.

Roztwór polimeru włóknotwórczego jest tłoczony pod ciśnieniem, niekiedy równym 10⁷ N/m², do wnętrza korpusu 1, w którym kolejno zostaje przefiltrowany w filtrze 4, przetłoczony przez otwory rusztu 3, a następnie przez kapilarne otwory płyty 2 i w końcu, po rozdzieleniu w otworach płyty czołowej korpusu 1, jest kierowany do kąpieli zestalającej.The fiber-forming polymer solution is pressed under a pressure, sometimes equal to 10 ⁷ N / m ² , into the body 1, where it is successively filtered in filter 4, forced through the openings of the grate 3, then through the capillary openings of the plate 2 and finally, after being separated into through the openings of the face plate of the body 1, it is directed into the solidifying bath.

Fig. 1Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. A spinning nozzle designed especially for forming fibers from high-viscosity cellulose solutions, equipped with a cylindrical body closed at the outlet side by a faceplate with through holes, preferably with a circular cross-section increasing evenly towards the outlet, inside which the grate and the filter are placed nut for the faceplate, further provided with a plate containing through capillary holes, preferably with a circular cross-section decreasing uniformly towards the outlet, characterized in that the plate (2) with capillary holes is placed inside the nozzle body (1) in front of the faceplate, its capillary openings are located opposite the openings in the front plate of the body (1) and at the same time opposite the openings of the grate (3) placed in front of it, in front of which is in turn placed a filter (4) in the form of a set of filter nets, also the plate (2) and the grate (3) is fastened to the guide pins (5) to the face plate of the body (1), while the nut (6) pressing the plate (2) and the grate (3) together with the filter (4) to the face plate of the body (1) is placed inside the body (1) of the nozzle.

2. The nozzle according to claim 6. A method according to claim 1, characterized in that the diameter of the holes with circular cross-section in the face plate of the body (1) is not less than 1 mm, preferably equal to 5 mm.

3. The nozzle of claim The method of claim 1, characterized in that the distance between the capillary holes in the plate (2) is not less than 0.1 mm, preferably equal to 0.5 mm.

* * *