RU2123548C1

RU2123548C1 - Apparatus for continuous treatment of elongate material

Info

Publication number: RU2123548C1
Application number: RU97119391A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Исаков; А.В. Исаков
Original assignee: Академия нового мышления
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1998-12-20

Abstract

FIELD: elongate material treating equipment. SUBSTANCE: apparatus has restricting housing and at least one conveying member. Shell of conveying member is provided with perforations equally spaced along shell circumference. Shaft of conveying member is mounted in one or two supports. Shell is rotated about shaft axis. Treating medium dispensing unit is positioned between shaft and shell inner wall and provided with outlet openings oriented toward material to be treated. EFFECT: wider operational capabilities, simplified construction and enhanced reliability in operation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к производству химических волокон и нитей, а именно к оборудованию для непрерывной обработки жгутов, нитей, пленок, тканых и нетканых материалов, и может быть использовано в химической, текстильной и легкой промышленности для нагрева, охлаждения и модификации длинномерных материалов. The invention relates to the production of chemical fibers and threads, namely, equipment for the continuous processing of tows, threads, films, woven and non-woven materials, and can be used in the chemical, textile and light industries for heating, cooling and modification of lengthy materials.

Известны устройства для непрерывной тепловой обработки длинномерного материала в виде одного-нескольких вальцев (галет, дисков, цилиндров и т.д.), которые широко используются на крутильно-вытяжных машинах, моно- и штапельных агрегатах, на машинах высокого скоростного формования и вытягивания (Б.В. Петухов, Полиэфирное волокно, М.Химия, 1976, с. 206-220). Known devices for the continuous heat treatment of long material in the form of one or several rollers (biscuits, disks, cylinders, etc.), which are widely used on spinning machines, mono-and staple units, on machines for high-speed molding and drawing ( B.V. Petukhov, Polyester fiber, M. Chemistry, 1976, p. 206-220).

Вальцы в этих устройствах выполняют одновременно функцию транспортирующего и обогревающего материал средства. При этом на агрегатах вальцы объединяются в станы по 5-8 и внутрь подается теплоноситель для нагрева всей наружной поверхности вальцев, которая имеет сплошную гладкую цилиндрическую или коническую поверхность. Подогрев вальцев осуществляют жидкостью (например, водой), газом (например, горячим воздухом, перегретым или насыщенным паром), электричеством (например, омический или индукционный нагреватель). Rollers in these devices simultaneously perform the function of transporting and heating the material. At the same time, on the aggregates, the rollers are combined into mills of 5-8 and a coolant is supplied inside to heat the entire outer surface of the rollers, which has a continuous smooth cylindrical or conical surface. The rollers are heated with liquid (for example, water), gas (for example, hot air, superheated or saturated steam), electricity (for example, an ohmic or induction heater).

Недостатки этих устройств: большие энергопотери и затраты (зона контактного нагрева материала о наружную цилиндрическую поверхность вальца по сравнению с общей площадью вальца мала); ограничены технологические возможности устройств, их можно использовать только для нагрева, ограничен тип теплоносителя; сложно обеспечить равномерный нагрев материала по длине и ширине. The disadvantages of these devices are: large energy losses and costs (the zone of contact heating of the material on the outer cylindrical surface of the drum is small compared to the total area of the drum); the technological capabilities of the devices are limited, they can be used only for heating, the type of coolant is limited; it is difficult to ensure uniform heating of the material along the length and width.

Известно устройство для термомеханической обработки длинномерного материала - синтетических нитей (а.с. СССР 1019035, кл. D 01 D 13/02, 1983), состоящее из корпуса, питающего узла, опоры качения, приводного вала, привода, сдвоенно-конических роликов с расположением внутри них нагревателей, и направляющие ролики, обеспечивающие раскладку нити по поверхности обогреваемых роликов. A device for thermomechanical processing of long material - synthetic yarns (a.s. USSR 1019035, class D 01 D 13/02, 1983), consisting of a housing, a feed unit, a rolling support, a drive shaft, a drive, double-conical rollers with the location of heaters inside them, and guide rollers, providing the layout of the thread on the surface of the heated rollers.

Недостатки устройства: большие энергозатраты и потери при подогреве наружной поверхности роликов и материала от них, особенно при высоких температурах, и при очень малом контакте нити о поверхность ролика по сравнению с общей внешней поверхностью этого ролика, что и приводит к большим потерям энергии, т. к. большая часть ее идет фактически на нагрев помещения; крайне ограничены технологические возможности устройства по видам нагрева, регулированию температуры. The disadvantages of the device: high energy consumption and losses when heating the outer surface of the rollers and the material from them, especially at high temperatures, and with very little contact of the thread on the surface of the roller compared to the overall outer surface of this roller, which leads to large energy losses, t. to. most of it is actually used to heat the room; the technological capabilities of the device by type of heating and temperature control are extremely limited.

Известно устройство для нагрева непрерывно движущейся синтетической нити (а. с. СССР N 821544, кл. D 01 D 5/16, 1981), которое состоит из корпуса, на котором крепят полый вал, соединенный с приводом. Внутри вала размещен неподвижный патрубок-канал для подачи внутрь транспортирующего элемента, насаженного на вал, теплоносителя - насыщенного пара, равномерно распределяемого по всему внутреннему объему транспортирующего элемента. Распределяющий узел (наконечник с патрубком) обеспечивает равномерное распределение пара внутри ролика. Наружная часть транспортирующего элемента, обечайка, выполнена в виде сплошного цилиндра, не пропускающего пар наружу. A device is known for heating a continuously moving synthetic thread (a.s. USSR N 821544, class D 01 D 5/16, 1981), which consists of a housing on which a hollow shaft is mounted connected to the drive. A stationary pipe-channel is placed inside the shaft for supplying a heat transfer medium, saturated steam, evenly distributed throughout the entire internal volume of the transporting element, mounted on the shaft inside the transporting element. The dispensing unit (tip with nozzle) ensures even distribution of steam inside the roller. The outer part of the conveying element, the shell, is made in the form of a continuous cylinder that does not let steam out.

Недостатком устройства также является большие потери энергии, крайне сложная конструкция и эксплуатация устройства, ограниченные технологические возможности. The disadvantage of this device is also a large energy loss, extremely complex design and operation of the device, limited technological capabilities.

Известно устройство для обработки ните- или лентообразного материала газообразной и/или жидкой средой (заявка ФРГ N 2 534 598, кл. D 02 J 13/00, 1977), содержащее ограничительный кожух, внутри которого расположен по меньшей мере один транспортирующий элемент, обечайка которого выполнена перфорированной с равномерным распределением отверстий по окружности обечайки; ширина перфорации по образующей обечайки не превышает ширину облегающего длинномерного материала, а также содержит узел, распределяющий обрабатывающую среду. A device for processing a filamentous or ribbon-like material with a gaseous and / or liquid medium (application Germany No. 2 534 598, CL D 02 J 13/00, 1977), containing a restrictive casing, inside which is located at least one transporting element, a shell which is made perforated with a uniform distribution of holes around the circumference of the shell; the width of the perforation along the generatrix of the shell does not exceed the width of the tight long material, and also contains a node that distributes the processing medium.

Данное устройство позволяет обрабатывать ограниченный ассортимент длинномерного материала и на нем нельзя обрабатывать сверхтонкие волокна и нити из-за обрывов элементарных нитей на неподвижных поверхностях обогреваемых узлов. This device allows you to process a limited range of lengthy material and it is impossible to process ultrafine fibers and threads on it due to breakage of elementary threads on the fixed surfaces of heated units.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства при обработке длинномерного материала (нагрев, охлаждение); уменьшение энергозатрат и потерь, упрощение конструкции и эксплуатации устройства. The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the device when processing long material (heating, cooling); reduction of energy costs and losses, simplification of the design and operation of the device.

Поставленная задача достигается тем, что устройство состоит по крайней мере из одного транспортирующего элемента с валом, приводом, одной-двумя опорами, вращающейся вокруг оси вала обечайки, ограничительным кожухом и узлом, распределяющим среду обработки. При этом обечайка транспортирующего элемента выполнена перфорированной с равномерным распределением отверстий по окружности обечайки и с шириной перфорации по образующей обечайки, не превышающей ширину облегающего обечайку длинномерного материала, а распределяющий узел размещен между валом и внутренней стенкой обечайки неподвижно и имеет выходные отверстия, ориентированные постоянно в сторону облегающего обечайку материала по площади контакта материала и обечайки, т.е. ширина подачи среды обработки из распределяющего узла к обечайке равна ширине перфорации, а длина соответствует длине контакта обрабатываемого материала и обечайки. Внутри одной обечайки может быть, например два распределяющих узла, каждый из которых может подавать на обработку разную по температуре, химическому и физическому состоянию среду. The task is achieved in that the device consists of at least one conveying element with a shaft, a drive, one or two bearings, rotating around the axis of the shell shaft, a restrictive casing and a node distributing the processing medium. In this case, the shell of the conveying element is perforated with uniform distribution of holes around the circumference of the shell and with a perforation width along the generatrix of the shell not exceeding the width of the lengthy material surrounding the shell, and the distribution unit is stationary between the shaft and the inner wall of the shell and has outlet openings oriented constantly to the side the material surrounding the shell along the contact area of the material and the shell, i.e. the width of the feed of the processing medium from the distribution unit to the shell is equal to the width of the perforation, and the length corresponds to the contact length of the processed material and the shell. Inside one shell, there can be, for example, two distribution units, each of which can supply a medium with different temperatures, chemical and physical conditions.

Технической сущностью изобретения является локальная подача обрабатываемой среды в зону прямого контакта вращающейся обечайки транспортирующего элемента с обрабатываемым материалом за счет выхода среды обработки через отверстия распределяющего узла и перфорацию обечайки изнутри транспортирующего элемента. The technical essence of the invention is the local supply of the processed medium to the zone of direct contact of the rotating shell of the conveying element with the processed material due to the exit of the processing medium through the holes of the distribution unit and the perforation of the shell from the inside of the conveying element.

На фиг. 1 дан общий вид устройства в разрезе; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - варианты размещения распределительного узла в транспортирующем элементе. In FIG. 1 shows a General view of the device in section; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. one; in FIG. 3 - placement options of the distribution unit in the conveying element.

Устройство состоит (фиг. 1) из неподвижной опоры (одной или двух) 1, на которой крепят вращающийся от привода 2 вал 3, который может крепиться, как уже отмечалось, на двух опорах. Вал 3 вращает транспортирующий элемент 4, который и обеспечивает перемещение длинномерного материала 5 по наружной цилиндрической поверхности вращающейся обечайки 6, имеющей перфорированные отверстия 7 (например, щелевые на фиг. 1, ориентированные вдоль образующей обечайки 6 для плосковидных длинномерных материалов, жгутов, пленок и т.п., или круглые для нитей или плосковидных материалов. Материал 5 полностью закрывает отверстия 7 обечайки 6 вдоль образующей, т.е. ширина материала 5 не менее ширины зоны перфорации обечайки. По окружности обечайки 6 перфорированные отверстия размещают равномерно (фиг. 2): щелевые параллельно оси вала 3, круглые, например в шахматном порядке. Закрывает перфорированные отверстия 7 длинномерный материал 5 только в зоне контакта - облегания им обечайки 6, куда и только в эти отверстия подают обрабатывающую среду (жидкость или газ) из неподвижного, расположенного внутри обечайки 6 распределяющего узла 8 со стационарно ориентированными в направлении контакта обечайки 6 с обрабатываемым материалом 5 отверстиями или полостями 9. Узел 8 подает среду обработки равномерно по ширине материала 5, по длине контакта обечайки и материала подача может быть как равномерной, так и неравномерной, как по количеству подаваемой среды, так и по температуре, физическому (жидкость, газ) и химическому составу (воздух, азот, вода, и т.д.), особенно, если для этого используется несколько, например два-три распределяющих узлов 8, расположенных внутри обечайки 6. Узлы 8 размещают между валом 3 и внутренней стенкой обечайки под перфорацией 7 непосредственно под зоной облегания материалом обечайки. Благодаря этому обрабатывающая среда выходит из транспортирующего элемента 4 только после контакта с длинномерным материалом, который полностью препятствует неэкономичным потерям среды. При использовании одного элемента 4 обработка материала ведется только с одной стороны (фиг. 1), а при многоэлементном варианте (фиг. 3) материал подвергается обработке попеременно с обеих сторон. Неподвижный распределяющий узел 8 крепят к опоре 1, и через нее по каналу 10 внутрь узла 8 подают обрабатывающую среду. Конструкция распределяющего узла может быть разнообразной. Выходные отверстия 9 могут быть в виде перфорации (щеки, круглые отверстия) или в виде одной или нескольких полостей, граничащих с внутренней стенкой обечайки 6. Проходящая через пористый длинномерный материал (жгут, нить, ткань) или выходящая по краям материала (пленка) среда (газ, жидкость), которая подается для обработки, естественно, под давлением, собирается за счет ограничительного кожуха 11 и, в случае необходимости, удаляется через патрубок 12. The device consists (Fig. 1) of a fixed support (one or two) 1, on which a shaft 3 rotating from the drive 2 is attached, which can be mounted, as already noted, on two supports. The shaft 3 rotates the conveying element 4, which ensures the movement of the lengthy material 5 along the outer cylindrical surface of the rotating shell 6 having perforated holes 7 (for example, the slots in Fig. 1 oriented along the forming shell 6 for flat-like long materials, bundles, films, etc. .p., or round for threads or flat materials. Material 5 completely covers the holes 7 of the shell 6 along the generatrix, i.e. the width of the material 5 is not less than the width of the perforation zone of the shell. 6 holes perforated holes are placed evenly (Fig. 2): slotted parallel to the axis of the shaft 3, round, for example in a checkerboard pattern .. Closes the perforated holes 7 long material 5 only in the contact zone - the shell of the shell 6 surrounds it, where only these holes are fed medium (liquid or gas) from a stationary distribution unit 8 located inside the shell 6 with openings or cavities 9 that are stationary oriented in the direction of the contact of the shell 6 with the material 5 to be processed. Unit 8 supplies the processing medium uniformly across the width of the material 5, along the length of the contact between the shell and the material, the supply can be either uniform or uneven, both in the amount of medium supplied and in temperature, physical (liquid, gas) and chemical composition (air, nitrogen, water, and etc.), especially if several, for example, two or three distributing nodes 8 are used, located inside the shell 6. The nodes 8 are placed between the shaft 3 and the inner wall of the shell under the perforation 7 directly under the zone of encircling with the shell material. Due to this, the processing medium leaves the conveying element 4 only after contact with a long material, which completely prevents uneconomical losses of the medium. When using one element 4, the material is processed only on one side (Fig. 1), and in the multi-element variant (Fig. 3), the material is processed alternately on both sides. The stationary distribution unit 8 is attached to the support 1, and through it through the channel 10 inside the node 8 serves the processing medium. The design of the dispensing assembly may be varied. The outlet openings 9 may be in the form of perforations (cheeks, round holes) or in the form of one or more cavities bordering the inner wall of the shell 6. The medium passing through the porous lengthy material (bundle, thread, fabric) or outgoing along the edges of the material (film) (gas, liquid), which is supplied for processing, naturally, under pressure, is collected due to the restrictive casing 11 and, if necessary, is removed through the pipe 12.

От привода 2 начинает вращаться вал 3, закрепленный на одной-двух опорах 1, и через него приводится в движение транспортирующий элемент 4 (галета, ролик, диск, валец). Количество элементов 4 в устройстве может быть от одного до нескольких (например, до 5-8). Длинномерный материал (жгут, нить, пленка, ткань или другой волокнистый материал) облегает обечайку 6, через перфорацию 7 которой на материал подают обрабатывающую среду (жидкость, газ с различными температурами), необходимую для реализации заданного технологического процесса обработки материала (например, нагрев при вытягивании, термофиксации жгутов, нитей). Обрабатывающая среда попадает в отверстия перфорации обечайки только в зоне прямого контакта обечайки и материала из распределяющего узла, выходные отверстия 9 которого ориентированы только на зону контакта (облегания) материала и обечайки. Через отверстия 7 вне этого контакта среда из транспортирующего элемента не выходит и нагрев или охлаждение всего элемента благодаря этому не происходит. В распределительный узел 8 и из него среда подается и отводится (при необходимости, например для отвода конденсата, охлажденного теплоносителя) через канал 10, который проходит через опору 1. При использовании одного транспортирующего элемента материал контактирует со средой только с одной стороны, а при нескольких (от 3 до 8) - с двух сторон. Если в устройстве применяются разные обрабатывающие среды, то это позволит создать новые технические приемы обработки, например резкое охлаждение после высокотемпературного воздействия на материал. Для предотвращения загрязнения окружающей среды обрабатывающей материал средой, а также дополнительной экономии, устройство ограничено кожухом 11 с патрубком 12 для удаления вышедших из него продуктов. From the drive 2, the shaft 3 begins to rotate, mounted on one or two bearings 1, and through it the transporting element 4 (biscuit, roller, disk, roller) is driven. The number of elements 4 in the device can be from one to several (for example, up to 5-8). A long material (bundle, thread, film, fabric or other fibrous material) surrounds the shell 6, through the perforation 7 of which a processing medium (liquid, gas with different temperatures) is supplied to the material, which is necessary for the implementation of a given technological process of processing the material (for example, heating at pulling, heat setting of bundles, threads). The processing medium enters the holes of the perforation of the shell only in the zone of direct contact of the shell and the material from the distribution unit, the outlet openings 9 of which are oriented only to the contact zone of the material and the shell. Through openings 7 outside this contact, the medium does not exit the conveying element, and heating or cooling of the entire element does not occur due to this. The medium is supplied and discharged to and from the distribution unit 8 (if necessary, for example, to drain condensate, cooled coolant) through a channel 10 that passes through the support 1. When using one conveying element, the material contacts the medium only on one side, and at several (from 3 to 8) - on both sides. If different processing media are used in the device, this will allow creating new processing techniques, for example, sharp cooling after high-temperature exposure to the material. To prevent environmental pollution by the processing material, as well as additional savings, the device is limited by a casing 11 with a pipe 12 for removing products exiting from it.

Преимущества изобретения состоят в расширении технологических возможностей оборудования в процессе формования, вытяжки и отделки химических волокон, нитей, пленок и т.п., использовании при этом различных сред и температуры обработки, существенном уменьшении энергозатрат за счет прямой передачи теплоноситель - материал, а также в упрощении конструкции и эксплуатации устройства. The advantages of the invention are to expand the technological capabilities of the equipment in the process of forming, drawing and finishing chemical fibers, threads, films, etc., the use of various media and processing temperatures, a significant reduction in energy consumption due to direct transfer of the heat carrier - material, as well as simplifying the design and operation of the device.

Claims

A device for continuous processing of long material containing a restrictive casing, at least one conveying element, the shell of which is perforated with uniform distribution of holes around the circumference of the shell and with a perforation width along the generatrix of the shell not exceeding the width of the shell surrounding the shell of long material, and distributing the processing medium characterized in that the conveying element has a shaft rotating from the drive, mounted in one or two bearings, and rotating in pyr shroud shaft axis, wherein the dispensing medium processing unit is disposed between the shaft and the inner wall of the shell and has outlet openings oriented towards the overlying material of the shroud material and the contact area of the sleeve.