RU2017618C1 - Condensation unit for film casting machine - Google Patents

Condensation unit for film casting machine Download PDF

Info

Publication number
RU2017618C1
RU2017618C1 SU5055570A RU2017618C1 RU 2017618 C1 RU2017618 C1 RU 2017618C1 SU 5055570 A SU5055570 A SU 5055570A RU 2017618 C1 RU2017618 C1 RU 2017618C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casting machine
drying channel
condenser
vortical
condensation
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.И. Осипенко
Р.Ш. Аюпов
И.С. Алещенко
Э.А. Хахель
Original Assignee
Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности Производственного объединения "Тасма"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности Производственного объединения "Тасма" filed Critical Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности Производственного объединения "Тасма"
Priority to SU5055570 priority Critical patent/RU2017618C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2017618C1 publication Critical patent/RU2017618C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

FIELD: production of polymer films. SUBSTANCE: condensation unit for film casting machine is provided with vortical apparatus for mixing and additional fan. Suction line of the last is connected to the lower drying channel. Force-line connected to tangential inlet pipe of vortical apparatus and to the inlet pipe of upper drying channel. Outlet pipe of upper channel is connected to axial inlet pipe of vortical apparatus. Its inlet end is connected to the entrance into condenser. This enables to increase degree of fumes condensation of solvent owing to presence of vortical apparatus, to increase the flow speed in lower drying channel. EFFECT: increased output of casting machine. 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству полимерных пленок и может использоваться для рекуперации летучих растворителей, удаляемых в процессе пленкообразования. The invention relates to the production of polymer films and can be used for the recovery of volatile solvents removed in the process of film formation.

Известна конденсационная установка к отливочной машине, содержащая вентиляторы, конденсаторы, калориферы (см. Подгородецкий Е.К. Технология производства пленок из высокомолекулярных соединений, М., Искусство, 1953, с. 131). Known condensation installation for a casting machine containing fans, condensers, heaters (see Podgorodetskiy E.K. Technology for the production of films from high molecular compounds, M., Art, 1953, p. 131).

Паровоздушная смесь из сушильного канала отливочной машины подается вентилятором в теплообменник. Проходя по трубкам теплообменника, паровоздушная смесь охлаждается до 0 - -10оС за счет холодного воздуха, идущего из конденсатора и проходящего между трубками.The steam-air mixture from the drying channel of the casting machine is supplied by the fan to the heat exchanger. Passing through the tubes of the heat exchanger, the steam-air mixture is cooled to 0 - -10 о С due to the cold air coming from the condenser and passing between the tubes.

Недостатком известной установки является большая поверхность теплообменника (примерно равная поверхности конденсатора), что является следствием малого значения величины коэффициента теплообменника (3-4 Вт/м2 К) от холодного потока воздуха к стенке трубки и от нее к паровоздушной смеси. Поэтому увеличение производительности отливочной машины ограничивается габаритами конденсаторов и большой массой.A disadvantage of the known installation is the large surface of the heat exchanger (approximately equal to the surface of the condenser), which is a consequence of the small value of the coefficient of the heat exchanger (3-4 W / m 2 K) from the cold air flow to the tube wall and from it to the steam-air mixture. Therefore, the increase in productivity of the casting machine is limited by the dimensions of the capacitors and the large mass.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является конденсационная установка к ленточной отливочной машине, содержащая вентиляторы, конденсатор и калорифер, соединенные трубопроводами с верхним и нижним каналами отливочной машины (см. авт.св. СССР N 1234204, кл. B 29 C 41/46, 1986). The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a condensation installation for a tape casting machine, containing fans, a condenser and a heater, connected by pipelines to the upper and lower channels of the casting machine (see ed. St. USSR N 1234204, class B 29 C 41/46, 1986).

Недостатком известной установки является то, что паровоздушная смесь из сушильного канала отливочной части машины подается на всасывание в вентилятор, а затем под напором с температурой 40-50оС подается в конденсатор. В данной установке использована двухступенчатая, последовательно связанная по ходу паровоздушной смеси система конденсаторов, в первой ступени которой происходит охлаждение и частичная конденсация паров растворителя, во второй ступени - более полная конденсация. Это приводит к ограничению повышения производительности отливочной машины, так как требует при этом повышения габаритов конденсатора и его металлоемкости.A disadvantage of the known device is that the steam-air mixture of drying the casting channel of the machine is fed to a suction fan, and then under pressure at a temperature of 40-50 ° C is supplied to the condenser. In this installation, a two-stage condenser system is used, connected in series along the steam-air mixture, in the first stage of which there is cooling and partial condensation of the solvent vapor, in the second stage, more complete condensation. This leads to the limitation of increasing the productivity of the casting machine, since it requires increasing the dimensions of the capacitor and its metal consumption.

Задачей изобретения является увеличение производительности установки. The objective of the invention is to increase the productivity of the installation.

Поставленная задача достигается тем, что в конденсационной установке к ленточной отливочной машине, содержащий вентиляторы, конденсаторы и калориферы, соединенные трубопроводами с верхним и нижним каналами отливочной машины, согласно изобретению установлены вихревой аппарат смешения и дополнительный вентилятор, всасывающая линия которого соединена с нижним сушильным каналом, нагнетательная - с тангенциальным входным патрубком вихревого аппарата и входным патрубком верхнего сушильного канала, выходной патрубок которого соединен с осевым входным патрубком вихревого аппарат, а выходной конец первого аппарата соединен с входом в конденсатор. The problem is achieved in that in a condensation installation to a tape casting machine, containing fans, condensers and heaters connected by pipelines to the upper and lower channels of the casting machine, according to the invention, a vortex mixing apparatus and an additional fan are installed, the suction line of which is connected to the lower drying channel, discharge - with the tangential inlet pipe of the vortex apparatus and the inlet pipe of the upper drying channel, the outlet pipe of which is connected to sevym inlet of the vortex device, and the output end of the first unit is connected to the input of the condenser.

Увеличение степени конденсации паров растворителя достигается за счет того, что в установленном перед конденсатором, по ходу паровоздушной смеси, вихревом аппарате смешения контактным путем взаимодействуют потоки нагретой паровоздушной смеси при 40-50оС, отсасываемый от нагнетательной линии вентилятора.Increasing the degree of condensation of solvent vapors is achieved due to the fact that the established before the condenser, in the course of the vapor-air mixture, a vortex mixing apparatus by contact interacting streams of heated steam mixture at 40-50 ° C is sucked by the discharge fan lines.

В результате смешения различных потоков температура паровоздушной смеси снижается до 5-6оС, на поверхность конденсатора, на вход подается с более высокой скоростью более холодный поток, чем в прототипе. Одновременно за счет введения в линию отсоса воздуха из нижнего сушильного канала дополнительного вентилятора конденсационная установка согласно изобретению позволяет увеличить скорость движения потока в нижнем сушильном канале отливочной машины, с 1,3 до 2,5-3,0 м/с, сохраняя скорость потока в верхнем сушильном канале 0,5-0,7 м/с. Независимая система регулирования скоростью движения паровоздушной смеси в обоих сушильных каналах отливочной машины позволяет за счет увеличения интенсивности теплообмена от потока и к пленке ускорить процесс сушки и увеличить производительность установки и отливочной машины по предлагаемому изобретению.As a result of mixing of different streams of vapor temperature decreases to 5-6 ° C, the surface of the capacitor is input at a higher speed more cold flow than in the prior art. At the same time, by introducing an additional fan into the suction line from the lower drying channel, the condensing unit according to the invention makes it possible to increase the flow velocity in the lower drying channel of the casting machine from 1.3 to 2.5-3.0 m / s, while maintaining the flow velocity in the upper drying channel is 0.5-0.7 m / s. An independent system for controlling the speed of the vapor-air mixture in both drying channels of the casting machine allows, by increasing the heat exchange from the flow and to the film, to accelerate the drying process and increase the productivity of the installation and casting machine according to the invention.

Кроме того, при нагнетании паровоздушной смеси в вихревой аппарат смешения и далее в конденсатор величина разрежения в нем уменьшается, что в свою очередь понижает величину присоса воздуха из атмосферы. По технологии в паровоздушную смесь подается азот поддержания концентрации кислорода не выше 12% . Уменьшение присоса воздуха из атмосферы позволяет снизить количество азота, подаваемого в поток паровоздушной смеси, что энергетически выгодно. In addition, when the vapor-air mixture is injected into the vortex mixing apparatus and further into the condenser, the rarefaction in it decreases, which in turn reduces the amount of air suction from the atmosphere. According to technology, nitrogen is supplied to the vapor-air mixture to maintain the oxygen concentration not higher than 12%. Reducing the suction of air from the atmosphere allows you to reduce the amount of nitrogen supplied to the stream of vapor-air mixture, which is energetically beneficial.

На чертеже изображена принципиальная схема конденсационной установки. The drawing shows a schematic diagram of a condensing unit.

Конденсационная установка предназначена к отливочной машине, содержащей верхний 1 и нижний 2 сушильные каналы. Нижний сушильный канал 2 нагнетальной линией соединен воздуховодом с калорифером 3 м с нагнетательной линией вентилятора. Отсасывающая линия нижнего сушильного канала 2 соединена со всасывающей линией дополнительного вентилятора 5, нагнетательная линия которого связана воздуховодом с входом в верхней сушильный канал 1 и с тангенциальным патрубком 6 в вихревой аппарат смешения 7. Тангенциальный патрубок 8 вихревого аппарата 7 связан воздуховодом с нагнетательной линией вентилятора 4. Осевой патрубок 9 связан воздуховодом с выходом из верхнего сушильного канала 1. Выходной открытый конец вихревого аппарата смешения 7 связан воздуховодом со входом конденсатора 10. Выход паровоздушной смеси из конденсатора 10 связан со всасывающей линией вентилятора 4. Межтрубное пространство конденсатора 10 соединяется трубопроводом входа и выхода рассола с холодильной станцией 11. Приготовленный раствор для отлива основы подается в фильеру 12 отливочной машины. The condensation unit is designed for a casting machine containing the upper 1 and lower 2 drying channels. The lower drying channel 2 by the discharge line is connected by an air duct with a 3 m air heater to the fan discharge line. The suction line of the lower drying channel 2 is connected to the suction line of the additional fan 5, the discharge line of which is connected by an air duct to the entrance to the upper drying channel 1 and to the tangential nozzle 6 in the vortex mixing apparatus 7. The tangential nozzle 8 of the vortex apparatus 7 is connected by an air duct to the discharge line of the fan 4 The axial pipe 9 is connected by an air duct to the outlet of the upper drying channel 1. The output open end of the vortex mixing apparatus 7 is connected by an air duct to the inlet of the condenser 10. The outlet of the steam-air mixture from the condenser 10 is connected to the suction line of the fan 4. The annular space of the condenser 10 is connected by the brine inlet and outlet piping to the refrigeration station 11. The prepared solution for the outflow of the substrate is fed into the die 12 of the casting machine.

Конденсационная установка работает следующим образом. Condensation unit operates as follows.

Паровоздушная смесь из сушильных каналов 1 и 2 отливочной машины подается во всасывающие линии вентиляторов 4 и 5, а затем под напором вентиляторов перемещается в тангенциальные патрубки 6 и 8 вихревого аппарата смещения 7, закручивается в кольцевом пространстве и перемещается к выходному концу. При этом через осевой патрубок 9 отсасывается паровоздушная смесь из верхнего сушильного канала 1 отливочной машины. Проходя далее по трубкам конденсатора 10, паровоздушная смесь охлаждается от 5-6 до -13оС за счет холода рассола, идущего из холодильной станции 1 с температурой -23оС и проходящего между трубками противотоком с паровоздушной смесью. При охлаждении паровоздушной смеси в конденсаторе 10 до температуры (-12)-(-15)оС, происходит полная конденсация паров растворителей. Из конденсатора 10 охлажденный воздух подается по воздуховоду во всасывающую линию вентилятора 4, на нагнетательной линии которого он разделяется на два потока. Один поток подается в вихревой аппарат смешения 7 через тангенциальный патрубок 8, другой проходит через калорифер 3, подогревается до 80-100оС и проходит в нагнетательный патрубок нижнего сушильного канала 2. Из выходного патрубка нижнего сушильного канала 2 воздух подается во всасывающую линию дополнительного вентилятора 5, на нагнетательной линии которого он разделяется на два потока. Один поток подается в вихревой аппарат смешения 7 через тангенциальный патрубок 6, другой проходит в нагнетательный патрубок верхнего сушильного канала 1.The steam-air mixture from the drying channels 1 and 2 of the casting machine is fed into the suction lines of the fans 4 and 5, and then, under the pressure of the fans, it moves to the tangential nozzles 6 and 8 of the vortex displacement apparatus 7, twists in the annular space and moves to the output end. In this case, the air-vapor mixture is sucked through the axial pipe 9 from the upper drying channel 1 of the casting machine. Passing through the tubes further condenser 10, steam mixture is cooled from 5-6 to about -13 C by a cold brine, coming from the cooling station 1 at a temperature of -23 C and passes between the tubes in countercurrent with the vapor-air mixture. When the vapor-air mixture is cooled in the condenser 10 to a temperature of (-12) - (- 15) о С, the complete condensation of solvent vapors occurs. From the condenser 10, the cooled air is supplied through the air duct to the suction line of the fan 4, on the discharge line of which it is divided into two streams. One stream is fed to a vortex mixing apparatus 7 via tangential conduit 8 passes through another heater 3 is heated to 80-100 ° C and held at the lower pressure inlet of the drying channel 2. From the bottom outlet of the drying duct 2, air is supplied to the auxiliary fan suction line 5, on the discharge line of which it is divided into two streams. One stream is supplied to the vortex mixing apparatus 7 through the tangential pipe 6, the other passes into the discharge pipe of the upper drying channel 1.

Дополнительно установленный вентилятор 5 за счет разрежения, создаваемого в нижнем сушильном канале 2, увеличивает скорость движения паровоздушной смеси в сечении канала с 1,3 до 2-2,5 м/с. Additionally installed fan 5 due to the vacuum created in the lower drying channel 2, increases the speed of the vapor-air mixture in the channel section from 1.3 to 2-2.5 m / s.

Скорость сушки пленкообразующего раствора, наносимого на зеркальный слой ленты машины, определяется выражением
U =

Figure 00000001
,, где W - количество испаряемых растворителей;
F - площадь испарения;
τ - время испарения.The drying rate of the film-forming solution applied to the mirror layer of the machine tape is determined by the expression
U =
Figure 00000001
,, where W is the amount of evaporated solvents;
F is the area of evaporation;
τ is the evaporation time.

Скорость движения ленты V отливочной машины, т.е. ее производительность, связаны с количеством испаряемых растворителей W следующим выражением
V =

Figure 00000002
, (1) где βp - коэффициент массообмена;
Рнас - давление насыщенных паров растворителей при tч;
Ро - давление паров растворителей в пароазотной смеси;
t2 - температура теплоносителя в сушильном канале;
l - длина активной части ленты;
b - ширина формирующейся пленки или
V =
Figure 00000003
=
Figure 00000004
, (2) где W/l - удельная норма растворителей на погонный метр пленки (кг/п.м.), зависящая от сорта пленки, толщины основы, скорости движения ленты.The speed of the tape V of the casting machine, i.e. its performance is related to the amount of evaporated solvents W by the following expression
V =
Figure 00000002
, (1) where β p is the mass transfer coefficient;
P us - pressure of saturated vapor of solvents at tч;
P about - vapor pressure of solvents in a vapor-nitrogen mixture;
t 2 is the temperature of the coolant in the drying channel;
l is the length of the active part of the tape;
b is the width of the forming film or
V =
Figure 00000003
=
Figure 00000004
, (2) where W / l is the specific rate of solvents per linear meter of film (kg / lm), depending on the type of film, the thickness of the substrate, and the speed of the tape.

Для увеличения производительности отливочной машины при заданной ее длине l = const необходимо увеличить полноту возврата растворителей, а это можно обеспечить только за счет более высокой степени конденсации паров растворителей в конденсаторах. Уравнение (2) выражает зависимость, связывающую скорость отлива машины со скоростью испарения паров растворителя со свободной поверхности пленки. To increase the productivity of the casting machine for a given length l = const, it is necessary to increase the completeness of solvent return, and this can be achieved only due to a higher degree of condensation of solvent vapors in the capacitors. Equation (2) expresses the relationship connecting the ebb rate of the machine with the rate of evaporation of solvent vapor from the free surface of the film.

В свою очередь увеличение скорости движения ленты приводит к увеличению удельной нормы растворителей W/l; согласно уравнению (2) в этом случае необходимо увеличение величины скорости сушки U или коэффициента массообмена βp , где диффузионный критерий Нуссельта NuDопределяется выражением NuD=

Figure 00000005
(3) или NuD=0.018 Re0.8·Pz 0 D .33 (4) где PzD=
Figure 00000006
; Rl =
Figure 00000007
; (5)
PSD - диффузионное число Прандтля;
Rl - число Рейнольдса;
dэ - эквивалентный диаметр сушильного канала;
Кр - коэффициент диффузии;
V - скорость движения паровоздушной смеси в канале;
ν - кинематическая вязкость протока паровоздушной смеси.In turn, an increase in the speed of the tape leads to an increase in the specific rate of solvents W / l; according to equation (2) in this case, it is necessary to increase the drying speed U or the mass transfer coefficient β p , where the Nusselt diffusion criterion Nu D is determined by the expression Nu D =
Figure 00000005
(3) or Nu D = 0.018 Re 0.8 · Pz 0 D .33 (4) where Pz D =
Figure 00000006
; Rl =
Figure 00000007
; (5)
P SD is the diffusion Prandtl number;
Rl is the Reynolds number;
d e is the equivalent diameter of the drying channel;
To p - diffusion coefficient;
V is the velocity of the vapor-air mixture in the channel;
ν is the kinematic viscosity of the duct of the vapor-air mixture.

Уравнения (3) - (5) показывают, что для увеличения коэффициента массообмена βp в сушильном канале отливочной машины необходимо увеличить скорость движения паровоздушной смеси v.Equations (3) - (5) show that in order to increase the mass transfer coefficient β p in the drying channel of the casting machine, it is necessary to increase the speed of the vapor-air mixture v.

В изобретении установкой дополнительного вентилятора 5 увеличивается скорость движения паровоздушной смеси в нижнем сушильном канале 2, что обеспечивает повышение скорости сушки пленки и в конечном счете приводит к увеличению производительности отливочной машины. In the invention, by installing an additional fan 5, the speed of the steam-air mixture in the lower drying channel 2 is increased, which ensures an increase in the drying speed of the film and ultimately leads to an increase in the productivity of the casting machine.

В данной конденсационной установке более высокая степень конденсации паров растворителей (с 70 до 92%) позволяет увеличить скорость движения ленты отливочных машин в 1,7 раза. На отливочных машинах с длиной ленты 28-30 м скорость движения ленты увеличивается с 2,1 до 3,7 м/мин, т.е. производительность отливочных машин увеличивается приблизительно в 1,7 раза при одинаковых геометрических параметрах. In this condensation unit, a higher degree of condensation of solvent vapor (from 70 to 92%) allows you to increase the speed of the tape of casting machines by 1.7 times. On casting machines with a tape length of 28-30 m, the belt speed increases from 2.1 to 3.7 m / min, i.e. the productivity of casting machines increases by about 1.7 times with the same geometric parameters.

Таким образом, предлагаемое изобретение за счет снижения температуры паровоздушной среды перед конденсатором увеличивают полноту конденсации растворителей, что в конечном счете приводит к повышению производительности отливочной машины. Thus, the present invention, by reducing the temperature of the vapor-air medium in front of the condenser, increases the completeness of solvent condensation, which ultimately leads to an increase in the productivity of the casting machine.

Claims (1)

КОНДЕНСАЦИОННАЯ УСТАНОВКА К ЛЕНТОЧНОЙ ОТЛИВОЧНОЙ МАШИНЕ, содержащая вентиляторы, конденсатор и калорифер, соединенные трубопроводами с верхним и нижним каналами отливочной машины, отличающаяся тем, что она снабжена вихревым аппаратом смешения с тангенциальным и осевым входными патрубками и дополнительным вентилятором, при этом всасывающая линия дополнительного вентилятора соединена с нижним сушильным каналом, нагнетательная - с тангенциальным входным патрубком вихревого аппарата и входным патрубком верхнего сушильного канала, выходной патрубок которого соединен с осевым входным патрубком вихревого аппарата, а выходной конец вихревого аппарата соединен с входом конденсатора. CONDENSATION UNIT FOR TAPE CASTING MACHINE, containing fans, condenser and air heater, connected by pipelines to the upper and lower channels of the casting machine, characterized in that it is equipped with a vortex mixing apparatus with tangential and axial inlet nozzles and an additional fan, while the suction line of the additional fan with the lower drying channel, discharge - with the tangential inlet pipe of the vortex apparatus and the inlet pipe of the upper drying channel, outlet discharge pipe which is connected with the axial inlet of the vortex device, and the output end of the vortex device connected to the input capacitor.
SU5055570 1992-07-21 1992-07-21 Condensation unit for film casting machine RU2017618C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055570 RU2017618C1 (en) 1992-07-21 1992-07-21 Condensation unit for film casting machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055570 RU2017618C1 (en) 1992-07-21 1992-07-21 Condensation unit for film casting machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017618C1 true RU2017618C1 (en) 1994-08-15

Family

ID=21610026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5055570 RU2017618C1 (en) 1992-07-21 1992-07-21 Condensation unit for film casting machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017618C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1234204, кл. B 29C 41/46, 1986. *
Подгородецкий Е.К. Технология производства пленок из высокомолекулярных соединений. М.: Искусство, 1953, с.131. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8529985B2 (en) Method for liquid precursor atomization
KR910018064A (en) Air separation
US10786750B1 (en) Spray-roto distillation device
US6598805B2 (en) Substrate cleaning apparatus
RU2017618C1 (en) Condensation unit for film casting machine
US4315717A (en) Evacuation system with precondenser
US5927388A (en) Condenser for binary/polynary condensation
US3434935A (en) Apparatus for vacuum and short-path distillation
US3165435A (en) Evaporation apparatus and method
JP3170669B2 (en) Heating and cooling device
GB1162737A (en) Vapor Condensing Apparatus
US2443070A (en) Vacuum distillation process and apparatus
US6364624B1 (en) Operation method for a pumping-ejection apparatus and pumping-ejection apparatus for realizing this method
JPS6015919B2 (en) Two-stage evaporator
US2696344A (en) Vapor vacuum pump
JP3425364B2 (en) Reflux condenser
CN216745530U (en) Methanol recovery device applied to distillation
US5881574A (en) Apparatus and method for contacting a gaseous phase with a liquid phase
JPH02241501A (en) Decompressed distiller
RU2594449C1 (en) Vertical shell and tube heat exchanger with condensation of vapours in annular space
JPH0764895B2 (en) Polystyrene plant devolatilization tank Cooling and recovering gas produced
US1046304A (en) Means for evacuating vacuum apparatus.
SU1231369A2 (en) Vortex vertical shell-and-tube heat exchanger
RU2052742C1 (en) Method of cleaning steam-gas mixture of solvent vapours
US4865689A (en) Method and apparatus for evaporating the volatile components of a polymer