RO108011B1 - Duza de filare - Google Patents

Description

Invenția de față de referă la o duză de filare, folosită în domeniul confecționării de fibre chimice.

Duzele de filare sunt necesare în fabricația fibrelor pentru care materia primă a masei de filare o constituie un material organic sau anorganic. Acest material aflat în stare fluidă și care se pretează a fi pompat prezintă, de cele mai multe ori, o viscozitate ridicată; prin presare, acesta este forțat să treacă prin capilarele cu alcătuiri diferențiate, ale duzelor, urmând ca apoi să parcurgă o succesiune de faze tehnologice de filare și tratare suplimentară, în care are loc procesul de întărire a fibrelor.

Unei duze de filare i se cere să prezinte o serie de caracteristici de calitate și anume: calitatea (precizia dimensională) a orificiilor, netezirea pereților orificiilor, muchii ascuțite la ieșirea orificiului, netezirea fundului duzelor, rezistența la coroziune și canale de filare cu o alcătuire specifică. în fine, mai trebuie menționat că duzele de filare trebuie să fie suficient de rezistente, pentru preluarea eforturilor enorme de compresiune, la care este supusă duza de filare, în timpul filării. Utilizarea unor duze de filare și a unor materiale de înaltă rezistență, la confecționarea duzelor de filare se impune, îndeosebi, la filarea anumitor mase celulozice de viscozitate ridicată și la care presiunea de filare poate atinge 20 MPa.

în plus, din motive economice, densitatea canalelor de filare (a capilarelor) trebuie să fie mare.

Pentru filarea, în condiții economice avantajoase, a unei soluții de celuloză, este deci necesar să se dispună de o duză de filare, de diametru relativ mare și densitate ridicată a capilarelor și, în consecință, cu număr ridicat de capilare. Concomitent, este necesar ca respectiva duză de filare să fie capabilă să preia presiuni ridicate (până la 13 MPa).

în procesul de fabricare a viscozei, sunt utilizate duze de filare, care conțin un cap de duză și o placă de filare cu capilare.

Plăcile de filare pot fi executate dintrun material subțire și relativ moale, deoarece presiunea de filare este relativ scăzută, în procesul de fabricare a viscozei (0,5 la 1,5 MPa). Capilarele sunt executate direct în placa de filare, obținându-se astfel presiuni mari ale găurilor (vezi enciclopedia lui Ullmann, pentru chimie tehnică, a 4-a ediție, volumul 11, capitolul Fibre, procedeu de realizare, pag.249-290, în special pag.259-260). Aceste duze de filare nu rezistă însă unor presiuni de filare mari: placa de filare se curbează sau plesnește.

Și în cazul filării prin topire, ajung să se înlocuiască duzele de filare, care conțin un cap de duză și o placă de filare, care conțin capilarele. Deoarece presiunea de filare este relativ mare, în cazul filării prin topire (până la 12 MPa), plăcile de filare sunt executate din plăci groase de metal nobil.

Dar și în acest caz, alcătuirea constructivă a acestor duze prezintă un neajuns: complicațiile legate de practicarea găurilor de duză din placa duzei, deoarece pentru fiecare capilară de filare, în parte, este necesar să se execute o gaură preliminară întrun material relativ dur, dar rezistent,urmând ca apoi să se treacă la realizarea capilarelor de diametru redus. Datorită găurii inițiale, de diametru mai mare, este posibilă numai realizarea unui număr mai redus de capilare de filare, în placa duzei, iar aceasta conduce, în final, la o densitate, de asemenea, mai redusă a capilarelor (vezi enciclopedia lui Ullmann, pentru Chimie tehnică, a 4-a ediție, volumul 11, capitolul Fibre, procedeu de realizare, pag. 249-290, în special paginile 269-270).

Din brevetul US 3439382, se cunoaște o duză de filare cu cap de filare, prevăzut cu canale de încălzire pentru temperare și cu o placă de filare, prevăzută cu capilare.

Pentru ca placa de filare să reziste presiunilor extrem de mari (până la 100 MPa), aceasta este prevăzută cu un sistem de canale pe unde de introduce cu ajutorul capilarelor, materialul de filare. în acest mod, placa de filare nu are toată suprafața expusă presiunii de filare. Funcție de capilare, același lucru este valabil pentru duzele de filare, prezentate anterior, asta însemnând că densitatea capilarelor este scăzută.

Prezenta invenție își propune, drept scop, realizarea unei duze care, pe de o parte să reziste la presiunile ridicate de filare, iar pe de altă parte, să prezinte o densitate (capilare/ mm²) ridicată.

Obiectivul astfel conturat se realizează în înțelesul prezentei invenții, cu ajutorul unei duze de filare de tipul prezentat la început și la care capul de duză este prevăzut cu canale de încălzire, pentru temperare, iar placa de filare, prevăzută cu capilare, este formată dintr-o placă stabilă, de rezistență, prevăzută cu orificii în care se montează sau se fixează, prin presare, plăcuțe în care au fost executate capilarele.

în înțelesul prezentei invenții, se utilizează deci o placă de rezistență a cărei grosime să fie suficientă, pentru a permite preluarea presiunilor ridicate de filare. Placa poate fi executată din orice material rezistent, dat fiind că ea însăși nu este prevăzută cu capilare. în orificiile plăcii de rezistență, se montează sau se fixează, prin presare, plăcuțe cu numărul necesar de capilare de filare, fără a mai fi necesară executarea, în prealabil, a unor găuri preliminare, deoarece grosimea și materialul acestora poate fi ales în funcție de presiunea mare de filare.

Placa de susținere se confecționează, de preferință, din oțel superior. Oțelurile superioare sunt rezistente la temperaturi și presiuni înalte și sunt relativ ieftine.

Este oportun, ca atunci când plăcuțele sunt dintr-un material cu o duritate mai scăzută decât oțelul, acestea să se confecționeze, în special, dintr-un metal rar, cum ar fi, de exemplu, aur, argint sau tantal. în aceste materiale capilarele, pot fi executate cu ușurință.

De preferință, orificiile practicate în placa de rezistență au profil telescopic, la care treptele sunt amplasate în vecinătatea feței exterioare a plăcii de rezistență, iar diametrul minim se află în planul feței exterioare a plăcii de rezistență. în felul acesta, plăcuța montată, respectiv fixată, prin presare, beneficiază de o rezemare suplimentară și este capabilă să preia presiuni de filare, de valori foarte ridicate.

în fine, se consideră recomandabil ca, pe fața interioară a plăcii de rezistență, să se prevadă o placă perforată, iar între placa de rezistență și placa perforată, să se dispună un filtru. Orificiile din placa perforată sunt în corelare cu dispoziția plăcuțelor, astfel încât să se ajungă la o distribuție corespunzătoare a soluției celulozice sau a topiturii de polimeri.

Filtrul reține impuritățile, respectiv, fragmentele de polimeri.

Invenția prezintă avantajul că permite obținerea unei densități ridicate a capilarelor, chiar în condițiile unor valori ridicate, ale presiunilor de filare.

în cele ce urmează, se detaliază invenția, pe baza unui exemplu de realizare și cu referire la fig. 1...4 care reprezintă:

- fig. 1, secțiune printr-o duză de filare, conform prevederilor acestei invenții;

- fig.2, placa de rezistență a duzei de filare, conform fig. 1, la o scară puțin mărită și prezentată în secțiune;

- fig.3, plăcuța ce se montează în placa de rezistență, conform fig. 2, la o scară puțin mărită prin comparație, cu fig. 2 și parțial prezentată în secțiune;

- fig.4, prezintă placa de rezistență, analog fig. 2, însă cu plăcuța încorporată.

Capul de duză 1 (fig.l) este recomandabil să fie executat din oțel superior, rezistent la coroziune. Este prevăzut cu canale de încălzire 6, pentru temperare și formează partea de sus a duzei de filare, în care se introduce soluția celulozică, ce se supune unui proces continuu de temperare, pe parcursul filării.

Capul de duză 1 este prevăzut cu o placă perforată 3, un filtru 4 și o placă de rezistență 2. Aceste trei elemente sunt presate pe capul de duză 1 cu ajutorul unei piulițe filetate 5. Pentru etanșare se poate prevedea un sistem de etanșare nerigid (nu apare în desen).

Placa de rezistență 2 (vezi fig.2) prezintă mai multe orificii 7 realizate cu profil telescopic. (Din motive de simplificare, în fig.2 s-a prezentat un singur orificiu 7). în aceste orificii, se fixează, prin presare, plăcuțele 8 (vezi fig.3), executate dintr-un material relativ moale. în acest material moale, se pot practica, cu ușurință, numeroase capilare 9 dispuse apropiat unele de celelalte. (Din motive de simplificare, în fig.3 s-a reprezentat o singură capilară). Placa de filare cu plăcuța înglobată este reprezentată în fig.4.

Orificiile plăcii perforate 3 sunt dispuse identic cu cele ale plăcii de rezistență

2, iar între acestea, se montează filtrul 4.

Tipurile de filare diferă între ele, prin dimensiunile porilor, în corelare cu natura soluției celulozice sau a topiturii de polimeri și se pot executa dintr-o varietate de materiale. Se preferă împâsliturile metalice rezistente la coroziune. Masa de filare se distribuie pe placa perforată 3, se filtrează, pătrunde apoi în orificiile 7 respectiv în orificiile cu profil telescopic și de aici, ajunge în capilarele 9 ale plăcuțelor 8.

Duza de filare, realizată potrivit prevederilor prezentei invenții, permite obținerea unei densități ridicate, a capilarelor, chiar în condițiile unor valori ridicate, ale presiunilor de filare. Astfel, de exemplu, s-a dezvoltat un tip de duză de filare, ce prezintă 1147 capilare la un diametru de 45 mm (ceea ce corespunde la 0,72 capilare/m²) și care este supusă în exploatare, la o presiune de circa 85 bar. La o altă duză de filare s-au obținut 1,19 capilare/m² la o presiune de lucru, de circa 55 bar.

Alcătuirea constructivă a ansamblului duzei din elemente separate permite schimbarea individuală a plăcilor de rezistență prevăzute cu plăcuțe din oțel superior și care prezintă capilare de diverse diametre, lungimi și secțiuni.

Claims (6)

Revendicări

1. Duza de filare, cu un cap de duză (1), ce se recomandă a fi prevăzut cu canale de încălzire (6), pentru temperare și o placă de filare, prevăzută cu capilare (9), caracterizată prin aceea ca placa de filare este

6 formată dintr-o placă stabilă (2), de rezistență, în care sunt practicate niște orificii (7) și în aceste orificii (7), sunt montate sau fixate, prin presare, niște plăcuțe (8) în care sunt executate niște capilare (9).

2. Duza de filare, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că placa de rezistență (2) este executată din oțel superior.

3. Duza de filare, conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizată prin aceea că plăcuțele (8) sunt executate dintr-un material având o duritate mai redusă decât cea a oțelului și care este, de regulă, un metal nobil.

4. Duza de filare, conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că plăcuțele (8) sunt executate din aur sau argint.

5. Duza de filare, conform revendicării 3, caracterizată prin aceea ca plăcuțele (8) sunt executate din tantal.

6. Duza de filare, conform uneia din revendicările de la 1 la 5, caracterizată prin aceea că orificiile (7) din placa de rezistență (2) au profil telescopic, la care treptele sunt amplasate în vecinătatea feței exterioare a plăcii de rezistență (2) și la care diametrul minim este în planul feței exterioare, a plăcii de rezistență (2).