PL183977B1

PL183977B1 - Sposób transportowania roztworu celulozy w wodnym aminotlenku trzeciorzędowym i element konstrukcyjny urządzenia do wytwarzania kształtek celulozowych

Info

Publication number: PL183977B1
Application number: PL96320457A
Authority: PL
Inventors: Wolfram Kalt; Johann Männer; Heinrich Firgo; Franz Schwenninger
Original assignee: Chemiefaser Lenzing Ag
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 2002-08-30
Also published as: SK65897A3; JP3817266B2; ES2119575T3; WO1997012083A1; ATA159695A; HUP9701894A3; HK1009468A1; HUP9701894A2; ATE167902T1; RU2160331C2; NO972099D0; AU703044B2; JPH10511149A; NO310474B1; PL320457A1; TW371677B; SK284760B6; RO116567B1; CZ140397A3; EP0781356A1

Abstract

1. Sposób transportowania roztworu ce- lulozy w wodnym aminotlenku trzeciorze- dowym przez element konstrukcyjny, ze zróz- nicowana predkoscia przeplywu, znamien- ny tym, ze w miejscu elementu konstruk- cyjnego, w którym predkosc przeplywu jest stosunkowo mala, powoduje sie wyplywanie czesci roztworu celulozy z otworu w elemen- cie konstrukcyjnym. 5. Element konstrukcyjny urzadzenia do wytwarzania ksztaltek celulozowych sposo- bem aminotlenkowym, transportujacy roz- twór celulozy ze zróznicowana predkoscia przeplywu, znamienny tym, ze w miejscu, w którym predkosc przeplywu jest stosun- kowo mala, zawiera otwór odprowadzajacy czesc roztworu celulozy. F i g . 3 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób transportowania roztworu celulozy w wodnym aminotlenku trzeciorzędowym i element konstrukcyjny urządzenia do wytwarzania kształtek celulozowych.

W niniejszym opisie i zastrzeżeniach patentowych posłużono się oznaczeniem masy lepkiej lub masy przędnej na określenie roztworu, który zawiera celulozę i wodny aminotlenek trzeciorzędowy i który może być przetwarzany w dowolne kształtki celulozowe,

183 977 zwłaszcza włókna i folie. Wytwarzanie masy przędnej i jej przetwarzanie jest poniżej dla uproszczenia nazywane ogólnie sposobem aminotlenkowym.

Aminotlenki trzeciorzędowe są znane jako alternatywne rozpuszczalniki dla celulozy. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US-PS 2,179,181 znane jest na przykład rozwiązanie, w którym aminotlenki trzeciorzędowe mają zdolność rozpuszczania celulozy bez derywatyzacji, zaś z rotworów tych można poprzez strącanie otrzymywać kształtki celulozowe, na przykład włókna. Z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP-A-0 553 070 Zgłaszającego znane są inne aminotlenki trzeciorzędowe. Wszystkie aminotlenki trzeciorzędowe, które mają zdolność rozpuszczania celulozy, są poniżej dla uproszczenia określane wspólnie jako NMMO (=N-tlenek N-metylomorfoliny).

Aminotlenki trzeciorzędowe mają jako alternatywne rozpuszczalniki tę zaletę, że w przeciwieństwie do sposobu lepkościowego celuloza jest rozpuszczana przez NMMO bez derywatyzacji, dzięki czemu nie musi być regenerowana chemicznie, NMMO pozostaje niezmieniony chemicznie i przy strącaniu przechodzi do kąpieli koagulującej, po czym jest z niej odzyskiwany i można go wykorzystać do przygotowania nowego roztworu. Sposób NMMO daje zatem możliwość stworzenia zamkniętego obiegu rozpuszczalnika. Ponadto NMMO charakteryzuje się wyjątkowo małą toksycznością.

Przy rozpuszczaniu celulozy w NMMO zmniejsza się jednak stopień polimeryzacji celulozy. Ponadto, zwłaszcza wskutek obecności jonów metali (na przykład FE³⁺), następuje gwałtowne rozszczepianie łańcuchów, a co za tym idzie, wyraźny rozkład celulozy i rozpuszczalnika (Buijtenhuijs i inni: The Degradation and Stabilization of Cellulose Dissolved in N-Methylmorpholin-NOxide (NMMO), w Das Papier, rocznik 40, zeszyt 12, strony 615-619,1986).

Również aminotlenki mają, ogólnie rzecz biorąc, ograniczoną stabilność termiczną, która zmienia się w zależności od struktury. Monohydrat NMMO ma w warunkach normalnych postać białej, krystalicznej substancji stałej, która topi się w 172°C. Przy ogrzewaniu monohydratu od 120/130°C następuje silnie zabarwienie. Od 175°C zapoczątkowana zostaje reakcja egzotermiczna o wybuchowym przebiegu, z jednoczesnym całkowitym odwodnieniem stopionej substancji i intensywnym wytwarzaniem gazu, przy czym osiągane są temperatury ponad 250°C.

Wiadomo, że metaliczne żelazo i miedź, a zwłaszcza ich sole, znacznie obniżają temperatury rozkładu NMMO, przy czym jednocześnie ulega zwiększeniu szybkość rozkładu.

Do opisanych wyżej problemów dochodzi jeszcze jeden: termiczna niestabilność samych roztworów celulozy w NMMO. Pod pojęciem tym należy rozumieć, że w roztworach o podwyższonych temperaturach przetwarzania (około 110-120°C mogą być wyzwalane niekontrolowane procesy rozkładu, które przy jednoczesnej emisji gazów mogą prowadzić do gwałtownych wyfuknięć, zapłonów, a nawet do wybuchów.

Przemysłowe wytwarzanie i przeróbka roztworów celulozy w wodnym aminotlenku odbywa się w urządzeniu przemysłowym, którego elementy są wykonane zwłaszcza z żelaza i stali, i w którym zastosowane są różne elementy aparatury, jak na przykład przewody rurowe, filtry, pompy, zawory kulowe lub zbiorniki buforowe z żelaza lub stali. Praktycznie wszystkie stosowane elementy charakteryzują się tym, że następuje w nich oddziaływanie na przepływ roztworu celulozy, które z reguły przy wysokolepkich roztworach prowadzi do różnych prędkości przepływu roztworu w danym elemencie.

Określone elementy, zastosowane w urządzeniu do wytwarzania kształtek celulozowych sposobem aminotlenkowym, charakteryzują się tym, że zawierają miejsca, w których przepływ nawet całkowicie zamiera. Obszary o takich statycznych warunkach przepływu są nazywane strefami martwymi.

Obchodzenie i unikanie stref martwych, w których medium przez długi czas podlega obciążeniu temperaturowemu, ulegając w opisanym wyżej sensie degeneracji, i może uwalniać metale z elementów aparatury z jednoczesnym wytwarzaniem korozyjnych produktów rozkładu, stanowi podstawową kwestię przy opracowywaniu ostatecznego kształtu sposobu aminotlenkowego.

Szczególnie niebezpiecznymi strefami martwymi są właśnie te, które przy mechanicznym ruchu elementu urządzenia umożliwiają zawracanie roztworów, rozłożonych względnie

183 977 wzbogaconych w metale wskutek korodowania metalowych elementów, do głównego strumienia lepkiego, niestabilnego termicznie roztworu celulozy. Stwierdzono na przykład, że w bardzo małą szczelinę pomiędzy tłokiem i obudową, przepłukiwanego wstecznie, agregatu filtracyjnego (fig. 4) roztwór celulozy może wnikać w nieznacznych ilościach i podlegać pełnej degeneracji.

Z zastosowanego świadomie w dostępnych na rynku urządzeniach, ciasnego dopasowania pomiędzy ruchomymi elementami (uszczelnienie metalowe) oraz wysokiej lepkości roztworu wynika, zmieniająca się zależnie od lokalnej dokładności pasowania, w sumie jednak bardzo mała, prędkość przepływu wnikającego roztworu. Prędkość ta zmniejsza się z upływem dni i tygodni w warunkach panujących w elemencie temperatur, przy czym powstające w trakcie procesów egzotermicznych ciepło reakcji jest w całości odprowadzane dzięki niewielkiej masie wnikającego roztworu. Degeneracja roztworu zachodzi przy tym na tyle, że wraz z upływem czasu tworzą się, zawierające metal, osady, które nie mają już zdolności płynięcia i które nawet przy stosowaniu elementów ze stali stopowej mogą zawierać duże ilości żelaza, rzędu kilku % masowych.

W obecności takich pozostałości z procesów rozkładu i osadów, przesuw tłoka, potrzebny przy wstecznym płukaniu filtru ewentualnie przy wymianie sita, powoduje wówczas wprowadzenie tych niebezpiecznych pozostałości do układu, co może przykładowo zapoczątkowywać egzotermiczny przebieg reakcji w strumieniu produktu.

Z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP-A-0 652 098 znany jest sposób filtracji niestabilnego termicznie, stopionego polimeru, przy czym należy uniknąć martwych stref. Osiąga się to za pomocą sposobu, w którym stopiony polimer pompuje się od dołu do, omywanych ciekłym nośnikiem ciepła, rur płaszczowo-rurowego wymiennika ciepła, przy czym w każdej rurze wymiennika ciepła jest tak osadzona, tworząc zewnętrzną szczelinę pierścieniową, świeca filtracyjna, że strumień główny polimeru po przejściu przez świece filtracyjne oraz strumień uboczny bez przejścia przez świece filtracyjne wychodzą górą z rur wymiennika ciepła, a następnie są łączone.

Techniczne środki unikania stref martwych są opisane na przykład w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO 94/02408, przy czym wykorzystywana jest zasada uszczelnienia, aby zapobiec wnikaniu masy przędnej pomiędzy ruchomymi częściami zbiornika.

Ponieważ w wielu ruchomych elementach opisany sposób postępowania przy uszczelnianiu martwych przestrzeni nie daje się zrealizować lub nie jest skuteczny w dłuższym czasie, zadaniem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu transportowania roztworu celulozy w wodnym aminotlenku trzeciorzędowym przez element konstrukcyjny, w którym prędkość przepływu roztworu celulozy jest zróżnicowana, przy czym sposób ten ma być wolny od przedstawionych wyżej problemów i zapewniać dzięki temu niezawodny transport roztworu celulozy.

Sposób transportowania i przetwarzania roztworu celulozy w wodnym aminotlenku trzeciorzędowym przez element konstrukcyjny ze zróżnicowaną prędkością przepływu według wynalazku charakteryzuje się tym, że w miejscu elementu konstrukcyjnego, w którym prędkość przepływu jest stosunkowo mała, powoduje się wypływanie części roztworu celulozy z otworu w elemencie konstrukcyjnym.

Korzystnie powoduje się wypływanie przez znajdujący się w elemencie konstrukcyjnym otwór, ukształtowany korzystnie w postaci otworu okrągłego lub szczeliny, roztworu celulozy mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 10°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.

Korzystnie powoduje się wypływanie przez znajdujący się w elemencie konstrukcyjnym otwór, ukształtowany korzystnie w postaci otworu okrągłego lub szczeliny, roztworu celulozy mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 5°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.

Korzystnie roztwór celulozy transportuje się przez filtr, pompę, zawór, kołnierz lub injektor z płukaniem wstecznym stanowiące element konstrukcyjny.

183 977

Element konstrukcyjny urządzenia do wytwarzania kształtek celulozowych sposobem aminotlenkowym, transportujący roztwór celulozy ze zróżnicowaną prędkością przepływu, odznaczą się według wynalazku tym, że w miejscu, w którym prędkość przepływu jest stosunkowo mała, zawiera otwór odprowadzający część roztworu celulozy.

Korzystnie znajdujący się w nim otwór jest korzystnie ukształtowany w postaci otworu okrągłego lub szczeliny umożliwiającej wydostawanie się roztworu celulozy, mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 10°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.

Korzystnie znajdujący się w nim otwór jest korzystnie ukształtowany w postaci otworu okrągłego lub szczeliny umożliwiającej wydostawanie się roztworu celulozy, mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 5°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.

Korzystnie jest · filtrem, pompą, zaworem, kołnierzem lub injektorem z płukaniem wstecznym.

Wyrażenie powoduje się wypływanie z elementu konstrukcyjnego należy rozumieć w ten sposób, że tę część roztworu celulozy oddziela się od strumienia głównego i nie łączy się jej już z nim ponownie.

Wyrażenie stosunkowo mała oznacza porównanie prędkości przepływu roztworu celulozy ze strumieniem głównym, który jest transportowany przez element konstrukcyjny. Wynalazek opiera się na znajomości faktu, że problemów związanych ze zdegenerowanym roztworem celulozy, który przywiera do metalowych powierzchni w martwych przestrzeniach, nie można skutecznie rozwiązać w ten sposób, że zastosowane elementy konstrukcyjne zostaną jak najlepiej uszczelnione z wyeliminowaniem martwych przestrzeni, jak próbowano uczynić w stanie techniki, lecz w przeciwieństwie do tego w martwej przestrzeni ma być umieszczony otwór, z którego wychodzi roztwór celulozy, który dzięki temu nie może się gromadzić i podlegać rozkładowi.

Otwór, z którego wychodzi roztwór celulozy, stanowi przykładowo otwór okrągły lub szczelina, która umożliwia wydostawanie się roztworu celulozy w wybranych warunkach pracy.

Utworzenie tego typu otworu według wynalazku zapobiega zatem gromadzeniu się i rozkładowi masy przędnej w martwych przestrzeniach.

Korzystny przykład realizacji sposobu według wynalazku odznacza się tym, że powoduje się wypływanie części roztworu celulozy przez otwór, znajdujący się w elemencie konstrukcyjnym, który jest tak ukształtowany korzystnie w postaci otworu okrągłego lub szczeliny, że może przezeń wydostawać się roztwór celulozy, który według opisanej wyżej termostabilności ma w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 10°C, a zwłaszcza 5°C, poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.

Okazało się, że termostabilność roztworu celulozy obniża się tym bardziej, im więcej czasu potrzebuje on do wyjścia przez otwór. Wspomniany wyżej, korzystny przykład realizacji sposobu według wynalazku stanowi zatem wskazówkę dla specjalisty, w jaki sposób należy odpowiednio ukształtować otwór dla roztworu celulozy. Metoda badania termostabilności jest opisana poniżej.

Element konstrukcyjny, przez który zgodnie ze sposobem według wynalazku transportuje się roztwór celulozy stanowi na przykład filtr, pompa, zawór, kołnierz lub injektor z płukaniem wstecznym.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto element konstrukcyjny urządzenia do wytwarzania kształtek celulozowych sposobem aminotlenkowym, przez który transportuje się roztwór celulozy ze zróżnicowaną prędkością, odznaczający się tym, że element konstrukcyjny w miejscu, w którym prędkość przepływu jest stosunkowo mała, zawiera otwór, przez który część roztworu celulozy wydostaje się z elementu konstrukcyjnego.

Korzystny przykład wykonania elementu konstrukcyjnego według wynalazku odznacza się tym, że otwór, znajdujący się w elemencie konstrukcyjnym, jest tak ukształtowany,

183 977 korzystnie w postaci otworu okrągłego lub szczeliny, że może przezeń wydostawać się roztwór celulozy, który według opisanej wyżej termostabilności ma w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżąca maksymalnie 10°C, zwłaszcza 5°C, poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.

Stwierdzono zatem, że całkowicie nowy sposób postępowania w metodzie aminotlenkowej polega na tym, aby martwe przestrzenie, występujące w najróżniejszych elementach konstrukcyjnych, wyeliminować poprzez umieszczenie odpowiednich otworów, przez które zbierający się, lepki roztwór celulozy może wydostawać się z danego elementu konstrukcyjnego. Otwór powinien być tak ukształtowany, aby prędkość odprowadzania produktu była korzystnie na tyle duża, żeby następujący w zależności od temperatury i czasu przebywania w elemencie konstrukcyjnym, rozkład masy przędnej nie wystarczał do tego, by przy zmieszaniu określonej ilości masy, wychodzącej z elementu konstrukcyjnego, z określoną ilością nienaruszonej masy przędnej w istotnym stopniu obniżyć jej termostabilność.

Okazało się, że sytuacja możliwa do zakceptowania z punktu widzenia niezawodności procesu oraz korzystna ekonomicznie zachodzi wówczas, gdy w opisanej poniżej próbie można wykazać, że w wyniku dodania 1% (w odniesieniu do nienaruszonej masy przędnej) wychodzącej masy termostabilność ulegnie obniżeniu o mniej niż 10°C, w stosunku do nienaruszonej masy przędnej bez dodatku.

Pod pojęciem nienaruszona masa przędna należy rozumieć masę przędną, transportowaną przez element konstrukcyjny w strumieniu głównym.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony na zamieszczonych poniżej przykładach i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyniki pomiaru termostabilności nienaruszonej masy przędnej mieszaniny osadzonej na tłoku znanego filtru z płukaniem wstecznym oraz mieszaniny nienaruszonej masy przędnej i masy przeciekowej, fig. 2-4 przedstawia różne elementy konstrukcyjne według wynalazku, przy czym fig. 2a przedstawia w przekroju część injektora z płukaniem wstecznym według stanu techniki, a fig. 2b - część injektora z płukaniem wstecznym według wynalazku, fig. 3 - schematycznie zawór kulowy w przekroju i fig. 4a - schematyczny przekrój znanego filtru z płukaniem wstecznym oraz fig. 4b - schematyczny przekrój filtru z płukaniem wstecznym według wynalazku.

Test stabilności termicznej

1. Nienaruszona masa przędna (kontrola)

Najpierw nienaruszona masa przędna (skład: 15% celulozy, 75% NMMO, 10% H₂O) w stałej, wykrystalizowanej postaci została drobno zmielona w młynku laboratoryjnym.

Test przeprowadzono w piecu Sikarex (typ: TSC 512, producent: Systag), przy czym 11,5 g opisanej wyżej próbki ogrzano w zamkniętym naczyniu ciśnieniowym z wkładem szklanym. Jako program temperaturowy zastosowano step Experiment firmy Standard Software, w którym pomiędzy dwoma stopniami izotermicznymi (1. stopień 90°C, 2. stopień 180°C) następowało bardzo wolne nagrzewanie (szybkość grzania 6°C/h). Dzięki temu osiągnięto w interesującym obszarze dynamiczny przebieg procesu, który zapewnił bardzo dobrą powtarzalność efektów egzotermicznych. W trakcie tego nagrzewania mierzono w sposób ciągły różnicę temperatur pomiędzy temperaturą płaszcza grzejnego (TM) i temperaturą próbki (TR). Otrzymane dane zostały przetworzone na komputerze.

Reprezentatywny wynik jest przedstawiony na fig. 1 jako krzywa A (kontrola), przy czym na osi odciętych naniesiona jest temperatura płaszcza (od 100°C), zaś na osi rzędnych różnica temperatur (°C) pomiędzy próbką i płaszczem (TR-TM). Z krzywej A wynika, że aż do temperatury płaszcza 150°C w próbce nie zachodzą praktycznie żadne reakcje egzotermiczne, ponieważ temperatura próbki w trakcie nagrzewania była stale o około 5°C niższa od temperatury płaszcza. Odpowiada to normalnemu procesowi grzania z podaną wyżej szybkością.

Począwszy od temperatury płaszcza około 150°C krzywa A rośnie coraz bardziej stromo, co oznacza, że temperatura próbki rośnie szybciej niż temperatura płaszcza. Tłumaczy się to zachodzeniem reakcji egzotermicznych w próbce. Przy temperaturze płaszcza 165°C różnica temperatur wynosi już 10°C, co oznacza temperaturę próbki 175°C.

2. Pozostałość z tłoka filtracyjnego

183 977

Jako następna próba powtórzony został powyższy test z wewnętrzną mieszaniną, złożoną z 11,5 g wspomnianej wyżej, drobno zmielonej masy przędnej z 0,115 g (= 1%) badanej masy, która w postaci warstwy osadziła się na tłoku filtru z płukaniem wstecznym, znanego ze stanu techniki i przedstawionego na fig. 4. Rezultat jest naniesiony na fig. 1 jako krzywa B.

Z krzywej tej wynika, że reakcje egzotermiczne w badanej masie występują od temperatury około 120°C, co świadczy o tym, że testowana mieszanina jest o wiele mniej stabilna termicznie niż nienaruszona masa przędna (kontrolna krzywa A).

3. Masa przeciekowa według wynalazku

Na zakończenie test opisany w punkcie 2 powtórzono z udziałem masy przeciekowej, która wydostała się ze szczeliny filtru ukazanego na fig. 4b, znajdującej się pomiędzy tłokiem i ścianką tłoka. Rezultat jest naniesiony na fig. 1 jako krzywa C.

Z krzywej tej wynika, że badana masa jest w większym stopniu stabilna termicznie niż warstwa znana ze stanu techniki. Badana masa jest nawet tylko nieznacznie mniej stabilna niż nienaruszona masa przędna (kontrolna krzywa A).

4. Badanie zdatności otworu przeciekowego

W celu sprawdzenia, czy otwór umieszczony zgodnie z wynalazkiem w elemencie konstrukcyjnym nadaje się w sensie wynalazku do tego, by wystarczająco szybko wypuszczać masę przędną, zmierzono najpierw termiczną stabilność nienaruszonej masy przędnej (patrz wyżej punkt 1), a następnie opisanej w punkcie 3 mieszaniny, złożonej z nienaruszonej masy przędnej i 1%o masowego (w odniesieniu do nienaruszonej masy przędnej) masy przeciekowej. Otwór zapewnia w sensie niniejszego wynalazku wystarczającą niezawodność procesu wówczas, gdy termostabilność mieszaniny różni się jedynie nieznacznie od termostabilności nienaruszonej masy przędnej. Jako wskaźnik dla tej cechy na potrzeby niniejszego opisu i zastrzeżeń patentowych zdefiniowano tak zwana temperaturę wzrostu. Pod pojęciem temperatury wzrostu rozumiana jest taka temperatura płaszcza (temperatura programu), przy której temperatura próbki pomiarowej jest wskutek reakcji egzotermicznych wyższa o 10°C od temperatury płaszcza grzejnego.

W sensie niniejszego opisu i zastrzeżeń patentowych termostabilność mieszaniny różni się nieznacznie od termostabilności nienaruszonej masy przędnej wówczas, gdy różnica temperatur wzrostu nienaruszonej masy przędnej i mieszaniny wynosi maksymalnie 10°C.

Zasada pomiaru jest poniżej opisana w odniesieniu do fig. 1.

Najpierw zgodnie z powyższą metodyką wykreśloną krzywą A dla nienaruszonej masy przędnej. Z krzywej A wynika, że nienaruszona masa przędna ma temperaturę wzrostu około 165°C.

Następnie przygotowano, przeznaczona do testowania, mieszaninę nienaruszonej masy przędnej i masy przeciekowej i przetestowano ją. Przy założeniu, że otrzymuje się wówczas krzywą C z fig. 1, temperatura wzrostu jednorodnej mieszaniny wynosi około 163°C. Oznacza to, że różnica temperatur wzrostu wynosi 2°C (165 - 163), zaś otwór, z którego wychodziła mieszanina przeciekowa, jest w sensie wynalazku odpowiednio ukształtowany, ponieważ termostabilność mieszaniny tylko nieznacznie różni się od termostabilności nienaruszonej masy przędnej.

Poniżej, w odniesieniu do schematów przedstawionych na fig. 2 do 4, pokazano, w jaki sposób w znanych elementach można rozmieścić otwory, z których może wydostawać się roztwór celulozy.

Figura 2a i 2b ukazują w sposób schematyczny przekroje części urządzenia buforowego z zasobnikiem 1 do umieszczenia masy przędnej, przy czym wielkość zasobnika 1 można regulować za pomocą ruchu cylindrycznego tłoka 2a względnie 2b. Zasobnik 1 jest przez kanał 3a względnie 3b zasilany masą przędną. Odnośniki 4a względnie 4b oznaczają kanały odpływowe. Odnośniki 5a względnie 5b oznaczają obudowę buforową. Tego typu urządzenie buforowe jest z uwagi na filtry z płukaniem wstecznym, nazywane również injektorem z płukaniem wstecznym.

Figura 2a przedstawia urządzenie buforowe według stanu techniki, w którym tłok 2a jest dokładnie, to znaczy praktycznie bez szczeliny przeciekowej, wpasowany w cylindryczny zasobnik 1. Mimo to doświadczenie wskazuje, że pomiędzy powierzchnią tłoka

183 977 i ścianką cylindrycznego zasobnika istnieje martwa przestrzeń. Przy przemieszczaniu tłoka 2a jego powierzchnia pokrywa się masą przędną i ulega rozkładowi w zależności od temperatury i czasu przebywania, przy czym z powierzchni tłoka mogą być wymywane jony metali.

Unika się tego według wynalazku w ten sposób, że pomiędzy tłokiem 2b (fig. 2b) i cylindryczną ścianką zasobnika 1 znajduje się szczelina, której wielkość jest tak dobrana, że - w zależności od panującego w zasobniku ciśnienia i lepkości masy przędnej - w każdym roboczym położeniu tłoka może z niej wychodzić wystarczająca ilość masy przędnej, nie może tworzyć się martwa przestrzeń, zaś na tłoku nie może osadzać się masa przędna, czyli spełniony jest opisany wyżej wymóg wystarczającej stabilności termicznej. Wychodząca masa przędna jest na fig. 2b przedstawiona za pomocą strzałek, skierowanych ukośnie do góry.

Figura 3 ukazuje schematycznie zawór kulowy w przekroju. Odnośnik 5 oznacza dźwignię, za pomocą której można zamykać lub otwierać zawór kulowy. Pierścienie uszczelniające 6a względnie 6b są regulowane za pomocą elementu wsuwanego 7a względnie 7b. Odnośnik 8 oznacza otwór przeciekowy według wynalazku, przez który to otwór może wydostawać się masa przędna, która znajduje się w komorze 9 zaworu kulowego. Wychodząca z zaworu kulowego masa przędna jest przedstawiona za pomocą skierowanej do dołu strzałki. Również tutaj obowiązuje zasada, że wymiary otworu przeciekowego są prawidłowo dobrane wówczas, gdy wychodząca masa przędna spełnia podane wyżej kryterium termostabilności.

Figura 4 przedstawia schematyczne przekroje filtru z płukaniem wstecznym. Odnośniki 10a względnie 10b oznaczają kanały napływowe dla filtrowanej masy przędnej, 11a względnie 11b oznaczają kanały odpływowe, 12a względnie 12b oznaczają tłoki z filtrami 13a względnie 13b, zaś 14a względnie 14b oznaczają kanały odpadowe 15a, względnie 15b oznaczają obudowę, zaś 16a względnie 16b oznaczają otwory odpadowe.

Dla tłoków 12 i 12b obowiązują w zasadzie wykonania, które zastosowano już w tłokach 2a i 2b z fig. 2a względnie 2b: dopiero utworzenie według wynalazku szczeliny pomiędzy cylindryczną ścianką tłoka 12b i wewnętrzną ścianką obudowy 15b umożliwia wydostawanie się masy przędnej i zapobiega powstawaniu powłoki na ściance tłoka, co ma miejsce w filtrze z płukaniem wstecznym, przedstawionym na fig. 4a.

Dla specjalisty jest jasne, że niniejszy wynalazek można zastosować również w innych elementach, które zawierają martwe przestrzenie.

183 977

^Fi9· ^2b Fig. 2a

183 977

Ο

Fig. 3

183 977

12a

Z

Ψ

Fig. 4a

Fig. 4b

183 977

o

Wł o

U*l fM

O

O s

s

Fig.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób transportowania roztworu celulozy w wodnym aminotlenku trzeciorzędowym przez element konstrukcyjny, ze zróżnicowaną prędkością przepływu, znamienny tym, że w miejscu elementu konstrukcyjnego, w którym prędkość przepływu jest stosunkowo mała, powoduje się wypływanie części roztworu celulozy z otworu w elemencie konstrukcyjnym.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powoduje się wypływanie przez znajdujący się w elemencie konstrukcyjnym otwór, ukształtowany korzystnie w postaci otworu okrągłego lub szczeliny, roztworu celulozy mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 10°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że powoduje się wypływanie przez znajdujący się w elemencie konstrukcyjnym otwór, ukształtowany korzystnie w postaci otworu okrągłego lub szczeliny, roztworu celulozy mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 5°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór celulozy transportuje się przez filtr, pompę, zawór, kołnierz lub injektor z płukaniem wstecznym stanowiące element konstrukcyjny.
5. Element konstrukcyjny urządzenia do wytwarzania kształtek celulozowych sposobem aminotlenkowym, transportujący roztwór celulozy ze zróżnicowaną prędkością przepływu, znamienny tym, że w miejscu, w którym prędkość przepływu jest stosunkowo mała, zawiera otwór odprowadzający część roztworu celulozy.
6. Element według zastrz. 5, znamienny tym, że znajdujący się w nim otwór jest korzystnie ukształtowany w postaci otworu okrągłego lub szczeliny umożliwiającej wydostawanie się roztworu celulozy, mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 10°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.
7. Element według zastrz. 6, znamienny tym, że znajdujący się w nim otwór jest korzystnie ukształtowany w postaci otworu okrągłego lub szczeliny umożliwiającej wydostawanie się roztworu celulozy, mającego według opisanego wyżej testu termostabilności w mieszaninie z transportowanym roztworem celulozy temperaturę wzrostu, leżącą maksymalnie 5°C poniżej temperatury wzrostu transportowanego roztworu celulozy.
8. Element według zastrz. 5 albo 6, albo 7, znamienny tym, że jest filtrem, pompą, zaworem, kołnierzem lub injektorem z płukaniem wstecznym.