Pierwszenstwo: 29. VII. 1964 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 11. VIII. 1969 57437 KI. 29 a, 7/00 MKP D 01 d O £ UKD Twórca wynalazku: inz. Heinz Kórtge Wlasciciel patentu: VEB Chemiefaserwerk „Friedrich Engels", Prem- nitz/Kr. Rathenów (Niemiecka Republika Demokra¬ tyczna) Urzadzenie do topienia syntetycznych liniowych polimerów wielkoczasteczkowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do to¬ pienia syntetycznych liniowych polimerów wiel¬ koczasteczkowych, jak poliamidy, poliestry itp.Dotychczas do wytwarzania nadajacych sie do przedzenia stopów (stopniowych mas) syntetycz¬ nych liniowych polimerów wielkoczasteczkowych stosowane jest urzadzenie, które stanowi wlasci¬ wy ruszt najkorzystniej w postaci wezownicy grzejnej srubowej o przekroju okraglym. Znane jest równiez urzadzenie do topienia, w którym w celu zwiekszenia czynnej powierzchni topienia stosuje sie rury grzejne lub prety grzejne, które powoduja jednak nierównomierny przebieg topie¬ nia i rozklad stopionej masy.Urzadzenie to wykazuje te wade, ze nie uzyskuje sie równomiernego rozdzialu temperatury na ca¬ lej powierzchni topienia. Powoduje to miejscowe przegrzewanie oraz nieregularnosc przebiegu topie¬ nia. Dalsza wada tego urzadzenia jest to, ze przy wyróznionym samoczynnym regulowaniu tempera¬ tury wystepuje nieuniknione wahanie tempera¬ tury, co nie moze zapewnic stalej sprawnosci to¬ pienia. Inne urzadzenie do topienia, oparte na podobnej zasadzie zawiera dodatkowa strefe, utwo¬ rzona przez umieszczenie stalowego pierscienia, równiez zaopatrzonego w szczeliny w przestrzeni miedzy rusztem do topienia i garnkiem przedzal¬ niczym. Zwlaszcza przy urzadzeniach do topienia zaopatrzonych w szczeliny lub w podobne do szczelin wyciecia, ponizej rusztu musi byc wsta- 10 15 20 30 wione metalowe sito, w celu zapobiezenia zaty¬ kaniu na przyklad przewodów pompy niezupel¬ nie roztopionym materialem.Spietrzenie strumienia stopionej masy (stopu), spowodowane urzadzeniem sitowym, które zwia¬ zane jest z miejscowym spadkiem temperatury, dziala nie tylko szkodliwe na proces przedzenia, lecz równiez utrudnia pelne wykorzystanie spraw¬ nosci urzadzenia do topienia. Dalsza wada zna¬ nych urzadzen do topienia, utworzonych z rur grzejnych lub rusztów szczelinowych, jest to, ze czas przebywania stopionego materialu w urza¬ dzeniu jest rózny w skutek róznej odleglosci górnych krawedzi rusztu od jego otworu wyj¬ sciowego.Spietrzenie takie stopionego materialu o róz¬ nej lepkosci wplywa niekorzystnie na przebieg procesu przedzenia; uzgodnienie sprawnosci pro¬ cesu topienia z iloscia materialu doprowadzanego do pompy moze byc tylko czesciowo wyrównane.Poza tym jest szczególnie niekorzystne wyste¬ pujace zjawisko, krakowanie spowodowane zwiek¬ szeniem powierzchni rusztu, co wplywa na zmniejszenie sprawnosci topienia. Z tego powodu urzadzenia do topienia musza byc czyszczone w wzglednie krótkich odstepach czasu.Celem wynalazku jest wyeliminowanie dotych¬ czasowych wad oraz skonstruowanie mozliwie malego urzadzenia do topienia polimerów o du¬ zej sprawnosci. 5743757437 Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie urza¬ dzenia, majacego powierzchnie rusztu i kanalów do topienia uksztaltowane tak, we wspólnym blo¬ ku rusztu ogrzewanym na przyklad elektrycznie, aby bylo mozliwe calkowite wykorzystanie czyn¬ nej powierzchni topienia wskutek duzej pojemno¬ sci cieplnej i równomiernego rozdzialu temperatu¬ ry. Przez wlasciwe regulowanie sprawnosci pro¬ cesu topnienia zapewnia sie krótki czas przeby¬ wania stopionego materialu w elemencie regu¬ lujacym.Zgodnie z wynalazkiem osiaga sie to wtedy, gdy stosunek srednicy do wysokosci bloku rusztu jest równy lub mniejszy niz 2:1, najlepiej 1 :1, a po¬ wierzchnia rusztu do topienia ma nachylenie 10—15° w kierunku srodka lub zewnetrznych krawedzi. Dzieki temu, ze kanaly do topienia maja ksztalt stozkowych otworów i szczelin stozkowych rozmieszczonych wspólsrodkowo, zapewnia sie bezusterkowe odprowadzanie stopionej masy do pojemnika, do którego dolaczone sa kanaly do topienia, wykonane w bloku rusztu i ogrzane przez konwekcje.Przy zachowaniu tego ukladu kanalów wlasci¬ wy ruszt do topienia i pojemnik do stopionej masy moga byc w danym przypadku równiez wykonane razem lub kazde z nich oddzielnie jako samoistne korpusy i dopasowane w bloku rusztu.Ruszt do topienia w danym przypadku jest zaopatrzony w urzadzenie grzejne, na przyklad, w postaci elektrycznej rury oporowej. Daje to ko¬ rzysc, ze ruszt do topienia, zaleznie od lepkosci topionego materialu, moze byc równiez ogrzewany bezposrednio w celu lepszego wykorzystania czyn¬ nej powierzchni topienia i osiagniecia wysokiej wydajnosci topienia.Za pomoca pierscieniowego ukladu kanalów przebiegajacych wspólsrodkowo, które w danym przypadku moga tworzyc wiecej niz jedno kolo i dopasowanej do ich s-tozkowatosci studzienki do stopionej masy, której pojemnosc nie powinna byc wieksza niz czterokrotna ilosc materialu prze¬ znaczonego do stopienia w ciagu jednej minuty, osiaga sie, na skutek w przyblizeniu jednakowej dlugosci wolnej drogi dla wszystkich czasteczek stopu, bardzo krótki czas przebywania wewnatrz urzadzenia sterujacego, przez co zostaje obni¬ zony rozklad stopionej masy do nieosiagalnego dotychczas poziomu i przez co praktycznie unika sie krakowania na powierzchni rusztu.Równomiernosc rozkladu temperatury na calym przekroju mozna polepszyc przez zastosowanie do wyrobu rusztu stopu metalowego wolnego od po¬ rów poddanych odpowiedniej obróbce przez praso¬ wanie lub kucie. Stop taki wykazuje w przeci¬ wienstwie do materialu odlewanego wieksze prze¬ wodnictwo cieplne.Ponadto stwierdzono, ze mozna w znacznym stopniu zapobiec przenoszeniu ciepla z ogrzanego bloku rusztu na dolaczony do niego zimny zapa¬ sowy pojemnik i przez to uniknac tworzenia sie osadów i krakowania stopionego materialu, zwla¬ szcza na krawedzi zapasowego pojemnika. Zapo¬ biega sie temu przez umieszczenie miedzy blo¬ kiem rusztu i zapasowym pojemnikiem przegrode pierscieniowej najlepiej z materialu izolujacego wystajacego ponad górna krawedz rusztu.Urzadzenie wedlug wynalazku sluzace do topie¬ nia syntetycznych liniowych polimerów wielko- 5 czasteczkowych wykazuje te przewage w stosun¬ ku do znanych podobnych urzadzen, ze umozliwia uzyskanie najwiekszej wydajnosci zarówno wsku¬ tek duzej pojemnosci cieplnej i stalosci tempera¬ tury wahajacej sie jedynie w granicach ± 1°C, io jak i przy zastosowaniu stosunku przeplywów przy najmniejszych czynnych powierzchniach to¬ pienia. Wskutek krótkiego czasu przebywania ma¬ terialu wewnatrz elementu rozdzielczego szcze¬ gólnie przy topieniu poliamidów praktycznie bio- 15 rac zapobiega sie zanieczyszczeniu tworzacymi sie ponownie monomerami lub tez przy topieniu poliestrów zapobiega sie rozkladowi stopionego materialu.Ponadto przy doprowadzaniu do pompy prze- 20 dzalniczej zmiennej ilosci stopionego materialu, material ten moze podnosic sie w kanalach do topienia, umozliwiajac przez to samoczynne regu¬ lowanie wydajnosci topienia przez zmniejszanie lub zwiekszanie czynnej powierzchni topienia. 25 Wynalazek jest bardziej szczególowo objasnio¬ ny w dalszej czesci opisu w zwiazku z rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do to¬ pienia w podluznym przekroju, a fig. 2 — sam blok rusztu w przekroju podluznym z uwidocz- 30 nieniem rozmieszczenia grzejników elektrycznych.Urzadzenie przedstawione na fig. 1 zawiera zapasowy zbiornik zasilajacy 3, do którego dopro¬ wadza sie topiony material, najlepiej w postaci wiórów. Zbiornik ten jest zaopatrzony w jeden 35 lub kilka krócców 2, sluzacych do doprowadzania gazów obojetnych.Topiony material spada ze zbiornika 2 na ruszt 5 do topienia, którego powierzchnia jest nachy¬ lona pod katem okolo 15° ku srodkowi bloku 40 rusztu 1, przy czym zapasowy zbiornik 3 zabez¬ pieczony jest przed przenoszeniem ciepla za po¬ moca pierscieniowego uszczelnienia 4. Wiórki to¬ pia sie zarówno na ruszcie do topienia 5 jak i w kanalach do topienia 6 rozmieszczonych 45 pierscieniowo i wspólsrodkowo.Nadajaca sie do przedzenia stopiona mase zbie¬ ra sie w pojemniku 7, w którym spada pod dzia¬ laniem wlasnego ciezaru poprzez kanal 8 do przedzalniczej pompy 9, której wymienny i ogrze- so wany oddzielnie blok 10 dolaczony jest do bloku 1 rusztu w znany sposób za pomoca srub lub nagwintowanego pierscienia. Blok 1 rusztu ogrze¬ wany jest w znany sposób, na przyklad za pomoca elektrycznej tasmy grzejnej 11; otwór 12 sluzy es do umocowania czujnika przeznaczonego do sa¬ moczynnego mierzenia i regulowania tempe¬ ratury.Na fig. 2 przedstawiono w przekroju poprzecz¬ nym blok 1 rusztu z elektryczna tasma grzejna 11 eo i nachylonym pod katem okolo 15° do jego we¬ wnetrznej krawedzi rusztem 5 wraz z kanalami 6 do topienia, pojemnikiem 7 do stopionej masy i ogrzewaniem rusztu na przyklad w postaci elektrycznej rury oporowej 13. Jesli ruszt 5 do 65 topienia jest wykonany oddzielnie albo razem za57437 5 6 pojemnikiem 7 jako osobna calosc wtedy pierscie¬ niowa przegrode 4, sluzaca jednoczesnie jako ograniczenie rusztu, mozna wykonac w metalo¬ wej oslonie. PL