SK148395A3 - Spinnerette and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

Zvlákňovacia dýza a spôsob jej výroby

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka zvlákňovacích dýz a mimoriadne sa vzťahuje na zvlákňovacie dýzy, ktoré sú vhodné na zvlákňovanie tvarovaných celulózových produktov (napríklad filamentov) z roztoku celulózy v rozúšťadle, mimoriadne v terciárnom amín-N-oxide.

Doterajší stav techniky

McCorsley v US patente č. 4 416 698, ktorého obsah sa tu zahrňuje do známeho stavu techniky, popisuje systém výroby celulózových filamentov rozpustením celulózy vo vhodnom rozpúšťadle, ako je terciárny amín-N-oxid. Jedným zo znakov takéhoto systému je, že roztok, všeobecne označovaný ako zvlákňovací roztok, je horúci a ak obsahuje významné množstvá celulózy, je tiež viskózny, čo vyžaduje použitie vytlačovacích tlakov v rozsahu od 1,5 do 20,0 MPa. Takéto tlaky sú podobné tlakom, s akými je skúsenosť v systémoch na zvlákňovanie polymérov v tavenine, ako v systémoch tvorených polyesterom.

Ak sa má vyrobiť roztok celulózy v rozpúšťadle, roztok sa vytláča alebo zvlákňuje vhodnou montážnou zostavou dýzy, za použitia nešpecifikovanej dýzy na výrobu tvarovaného materiálu, ktorý sa odvádza do vody na regeneráciu celulózy vylúhovaním aminoxidu ako rozpúšťadla z vytláčaného materiálu.

Produkcia umelo formovaných filamentov z materiálu vytláčaním alebo zvlákňovaním roztoku alebo kvapaliny zvlákňovacou dýzou za vzniku filamentov je samozrejme dobre známa. Na počiatku sa vyrobí relatívne malý počet jednotlivých filamentov, pričom filamenty sa jednotlivo navíjajú na použitie ako kontinuálny filamentový materiál. To znamená, že počet kontinuálnych filamentov, potrebných vyrobiť, je v podstate určený počtom filamentov, ktoré by sa jednotlivo navinuli buď pred alebo po vysušení .

Avšak ak sa vyrába vlákno ako kábel alebo ak sa vlákno vyrába ako staplové vlákno, potom sa používajú rozdielne kritériá na počet filamentov, ktoré sa majú súčasne vyrobiť.

Kábel v zásade zahrňuje zväzok v podstate paralelných filamentov, ktoré sa nespracovávajú jednotlivo. Staplové vlákno v podstate zahŕňa hmotu krátkeho prameňa z vlákien. Staplové vlákno sa môže vyrobiť nastrihaním vysušeného kábla alebo sa môže vyrobiť formovaním kábla, nastrihaním, zatiaľ čo je stále v mokrom stave a vysušením nastrihanej hmoty staplového vlákna.

Pretože nie je potrebné spracovávať jednotlivé filamenty v prípade kabelového alebo staplového produktu, môže sa súčasne vyrábať veľmi veľký počet prameňov alebo filamentov.

Tak v prípade zvlákňovacích dýz na výrobu kábla alebo staplového vlákna, v porovnaní so zvlákňovacími dýzami používanými na výrobu kontinuálneho filamentového materiálu, je ekonomicky podstatné používať zvlákňovacie dýzy s veľkým počtom zvlákňovacích otvorov.

Z počiatku zvlákňovacia dýza na výrobu kontinuálneho filamentu mohla mat od 20 do 100 otvorov, pričom produktivita sa zvyšovala použitím vyšších rýchlostí zvlákňovania. So zvlákňovacími dýzami používanými na výrobu kábla alebo staplového vlákna počet otvorov mohol rásť do tisícov alebo i do desaťtisícov. Tak sa mohla zvyšovať produktivita použitím väčšieho počtu otvorov, rovnako ako vyšších rýchlostí. Z počiatku sa takéto zvlákňovacie dýzy s veľkým počtom otvorov vyrábali z tenkých dosiek, ako v polyesterových dýzach. Avšak je nákladné a časovo náročné vyrobiť veľký počet otvorov do tak tenkých dosiek. Preto boli podniknuté pokusy použiť tenšie dosky prijatím misiek z kovu a vytvorením otvorov cez misky za vzniku zvlákňovacej dýzy vo forme miskového člena, s otvormi usporiadanými v nejakom vhodnom vzore v nižšej časti misky. Takéto miskové členy sa potom zaskrutkovali do dýzy na výrobu zvlákneného materiálu.

Žiaľ však produkcia dýz je veľmi nákladný a časovo náročný proces. Každý otvor musí byť pritom prerazený jednotlivo. Velmi často sú otvory zloženého tvaru a sú vyrábané radom vŕtacích, dierovacích alebo obrábacích operácií, ktoré boli iba nedávno poloautomatizované.

Pri akomkoľvek výrobnom procese je riziko defektov a pre danú percentuálnu úroveň defektov, akokoľvek nízku, absolútny počet defektov na dýzu sa bude zvyšovať, ako porastie počet otvorov v dýze. To môže znamenať, že sa dosiahne stav, keď nie je praktické zvyšovať počet otvorov v jednej ploche dýzy, pretože nastáva riziko, že konečný produkt bude mat veľmi veľa defektov na to, aby bol použiteľný bez nasledujúcej renovácie.

Jednou z ciest ako obísť tento problém je prijať takzvané skupinové dýzy alebo vložkové dýzy. V skupinovej dýze je vytvorený veľký počet malých vložiek, každý so zvláštnym počtom otvorov, napríklad od 1 do 1500 otvorov. Takéto skupinové dýzy majú široké použitie pri výrobe celulózových filamentov viskózovým procesom. Jednotlivé vložkové dýzy sa môžu vyrábať relatívne lacno a ak sa zistí defekt v jednom otvore v jednej vložke, zvláštna vložka sa môže nahradiť bez straty práce z produkujúcich mnoho tisíc otvorov. Vložky skupinovej dýzy sa vkladajú do otvorov takým spôsobom, že tlak zvlákňovacieho roztoku alebo roztoku na zvlákňovanie pôsobí v zvlákňovacej dýze sklon na pevné pritlačenie zvlákňovacích dýz do otvoru montážnej zostavy skupinovej dýzy.

Takéto montážne zostavy dýz v jedinej miske typu dýzy s velkým počtom otvorov alebo skupinovej dýzy sa rozsiahle používajú pri výrobe viskózovej celulózy. Viskózová celulóza sa zvlákňuje za mokra. Príklady takýchto dýz môžme nájsť v Ullmanovej Encyclopedia of Industial Chemistry, 5. vyd., zväzok A10, str. 554 /1987/.

Ullman tiež uvádza, že je možné používať obdĺžnikové zvlákňovacie dýzy pri zvlákňovaní polyolefínových vlákien.

Podstata vynálezu

Tento vynález sa týka spôsobu výroby a štruktúry zvlákňovacej dýzy, mimoriadne vhodnej na výrobu celulózových vlákien z roztoku celulózy v rozpúšťadle. Takéto zvlákňovacie dýzy sú ďalej mimoriadne vhodné na výrobu staplového vlákna z celulózy, vyrábaného z roztoku celulózy v rozpúšťadle, ako je aminoxid.

Z jedného hľadiska tento vynález poskytuje zvlákňovaciu dýzu, ktorá sa vyznačuje tým, že je tvorená doskou z kovu opatrenou otvormi, pričom doska má väčší počet otvorov na zvlákňovanie tvarovaného produktu so zvlákňovacieho roztoku, a doska opatrená otvormi je navarená okolo svojho okraja ku kovovému rámovému členu.

Ďalším znakom je zvlákňovacia dýza na zvlákňovanie väčšieho počtu celulózových filamentov z roztoku celulózy v rozpúšťadle, pričom zvlákňovacia dýza má rámový člen vymedzujúci časť, ktorej otvormi sa vedie roztok za vzniku filamentov, ktorá sa vyznačuje tým, že otvory najbližšie k rámovému členu sú väčšie v priemere, v svojej najmenšej časti priemeru, ako otvory v oblasti vzdialenejšej od rámového člena.

Ešte ďalším znakom tohto vynálezu je zvlákňovacia dýza na výrobu väčšieho počtu celulózových filamentov z roztoku celulózy v rozpúšťadle na celulózu, ktorý sa vyznačuje tým, že

i) kovová konštrukcia zahŕňa vonkajšiu stenu všeobecne obdĺžnikového tvaru v pôdoryse, kde vonkajšia stena vymedzuje priestor do hĺbky medzi dvomi okrajmi steny rovnými k hĺbke zvlákňovacej dýzy, pričom obdĺžniková rámová konštrukcia má dĺžku a šírku, kde dĺžka je väčšia ako šírka tak, ako je definovaná hlavná os a vedľajšia os, ii) vonku sa rozprestierajúca príruba obklopuje obvod steny spojenej so stenou, iii) aspoň jedna hlavná os vnútornej vystužujúcej steny a aspoň jedna vedľajšia os vnútornej vystužujúcej steny sú priečne na hlavnú os vystužujúcej steny, za predpokladu, že vonkajšia stena pritom vymedzuje väčší počet otvorov rámovú konštrukciou, iv) zalomenie v častiach vonkajšej steny a v častiach výstuží na svojich vonkajších okrajoch obklopujú obvod každého otvoru, na prispôsobenie v každom otvore dosky opatrenej otvormi,

v) väčší počet kovových dosiek opatrených otvormi je rozmerovo prispôsobený v zalomení okolo otvorov, vi) väčší počet zvlákňovacích otvorov je vytvorený v každej doske opatrenej otvormi, ktorými sa môže viest roztok celulózy za vzniku filamentov, a vii) dosky opatrené otvormi sú privarené v zalomení k rámovej konštrukcii a výstuže sú okolo celého obvodu každej dosky opatrenej otvormi.

Tento vynález ďalej poskytuje spôsob výroby zvlákňovacej dýzy na výrobu väčšieho počtu celulózových filamentov z roztoku celulózy (s výhodou v terciárnom aminoxide), ktorý spôsob sa vyznačuje tým, že

i) opatrí sa rámová konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele vrátane vonkajšej steny všeobecne obdĺžnikového tvaru v pôdoryse, kde vonkajšia stena vymedzuje priestor hĺbky medzi dvomi okrajmi steny, rovný hĺbke zvlákňovacej dýzy pričom obdĺžniková rámová konštrukcia má dĺžku a šírku, kde dĺžka je väčšia ako šírka tak, ako je definovaná hlavná os a vedľajšia os, ii) na jednom obvodovom okraji steny sa opatrí vonku sa rozprestierajúca príruba, ktorá obklopuje obvod steny spojenej so stenou, iii) opatrí sa vo vonkajšej stene aspoň jedna hlavná osová vnútorná vystužujúca stena a aspoň jedna vediajšia osová vnútorná vystužujúca stena, ktoré sú priečne na hlavnú os vystužujúcej stene, vymedzujúcej väčší počet otvorov rámovou konštrukciou, iv) vytvorí sa zalomenie v častí vonkajšej steny a častiach vystuženia na vonkajších okrajoch, ktoré obklopujú obvod každého otvoru, na prispôsobenie v každom otvore dosky opatrenom otvormi,

v) vytvorí sa každé vystuženie s kuželovitým horným okrajom odíahlým od zalomenia okraja, vi) vytvorí sa väčší počet dosiek opatrených otvormi z nehrdzavejúcej ocele, o rozmere prispôsobenom v zalomení okolo otvorov, vii) vytvorí sa väčší počet zvlákňovacích otvorov v každej doske opatrenej otvormi, ktorými sa môže viesť roztok celulózy za vzniku filamentov, pričom otvory sú kuželovité tak, že majú väčší priemer na strane dosky opatrenej otvormi ako na druhej strane, viii) následne sa vytvoria zvlákňovacie otvory v každej z dosiek opatrených otvormi, pri umiestnení dosiek opatrených otvormi do zalomenia v otvoroch so stranou z dosky opatrenej otvormi, ktorá má väčší priemer časti otvorov v smere proti spodku zalomenia, a ix) elektrónovým lúčom sa privaria dosky opatrené otvormi k rámovej konštrukcii a vystužia okolo celého obvodu každej dosky opatrenej otvormi.

Prehlad obrázkov na výkresoch

Vynález bude teraz ďalej popísaný na príkladoch v súvislosti s pripojenými výkresmi, kde:

Obr. ΙΑ, 1B, a 2A a 2B ilustrujú vonkajšiu úpravu zvlákňovacej dýzy jednoduchého miskového tvaru a typ skupinovej dýzy podľa doterajšieho stavu techniky.

Obr. 3 je axonometrický pohľad na zvlákňovaciu dýzu podľa tohto vynálezu.

Obr. 4 je pôdorysný pohľad z obr. 3.

Obr. 5 je pohľad v priereze z obr. 3.

Obr. 6 je zväčšený pohľad na roh z obr. 5.

Obr. 7 je ďalší zväčšený pohľad z obr. 6.

Obr. 8 je axonometrický pohľad na dosku opatrenú otvormi.

Obr. 9A až 9G sú axonometrické pohľady na časti dosiek opatrených otvormi.

Obr. 10 je pohľad na prierez otvoru.

Obr. 11 je axonometrický pohľad na zvlákňovaciu dýzu.

V súvislosti s obr. 1A a 1B je ukázaná zvlákňovacia dýza podľa doterajšieho stavu techniky (viď. pohľad v priereze na obr. 1A), vo forme miskovej dosky (viď. čelný pohľad na obr. 1B), ktorá je spojená do jedného celku s časťou tvorenou prírubou 2. Príruba je zovretá medzi veľkou matkou 3, naskrutkovanou na zadnej časti hlavy 4 dýzy. Na druhom konci hlavy dýzy je pripojená cez vhodný spojovací člen 5, k potrubiu 6 na dodávanie roztoku určeného na zvlákňovanie, všeobecne označovaného áko zvlákňovací roztok. Tak zariadenie podľa doterajšieho stavu techniky má väčší počet otvorov 7, vytvorených v základni 8 z misky, aby sa zo zvlákňovacieho roztoku vyrobili filamenty, ktoré tvoria vlákno.

V prípade takejto zvlákňovacej dýzy použitej na výrobu viskózového hodvábu by sa zvlákňovacia dýza mala ponoriť do zvlákňovacieho kúpeía, na regeneráciu celulózových vlákien zo zvlákňovacieho roztoku, ako sa zavádza do zvlákňovacieho kúpeľa. Na výrobu kontinuálnych vyskózových filamentov by počet otvorov 2 mal byt v rozsahu od 10 do 100.

Na výrobu kábla (o väčšom počte v podstate paralelných filamentov, ktoré sa používajú ako také) alebo staplového vlákna (malá dĺžka vyrábaných jednotlivých vlákien sa dosahuje nastrihaním kábla) môže počet otvorov 7 vzrásť na skutočne veími vysokú úrveň. Ústrojenstvo tohto typu podía doterajšieho stavu techniky môže byť zvyčajne tvorené o dĺžke asi 10 cm v priemere a môže mať okolo 50 000 otvorov. Otvory môžu byt zoradené do vzorov, ako do segmetov, ako je napríklad ilustrované v Ullmanovej encyklopédii, 5.vyd., zv.AlO, str. 554.

Z dôvodov naznačených vyššie, zvýšenie počtu otvorov vo zvlákňovacej dýze môže byt príčinou problémov pri praktickej výrobe, ktoré sú spojené s tým, že je skutočne nemožné znížiť staticky defektný pomer na nulu. Jednou odpoveďou na tento problém je použitie skupinovej dýzy typu ilustrovaného na obr. 2A, 2B. Časť skupinovej dýzy typu ilustrovaného na obr 2A účinne nahrádza miskovú dosku 1 a maticu 3 a je priskrutkovaná vnútorným závitom do zadného člena 4., ako je ilustrované na obr. 1A. Pri stelesnení ilustrovanom na obraze 2A a 2B skupinová dýza zahŕňa v podstate kovový miskový člen 9, ktorý má vnútorný závit 10 uvedený vyššie a je vytvorená radom osadených otvorov ll. Tieto otvory majú väčší priemer 12 na vnútornej stene a menší priemer 13 na vonkajšej stene. V osadených otvoroch 11 sú umiestené rady vložiek, ako vložka 14, ktoré naopak majú spojenú prírubu 15, prstencovú stenu 16 a základňu 17. Zvlákňovacie otvory 18 sú vytvorené v základni 17. V ústrojenstve podía doterajšieho stavu techniky sú vložky vložené z vnútra základného držiaka tak, že pôsobením tlaku zvlákňovacieho roztoku na vložky dochádza k pôsobeniu zvlákňovacieho roztoku v úzkom kontakte s vložkami 12. čo núti vložky do styku s kužeíovitou časťou 13 otvorov. Účelom vloženia vložiek z vnú9 tornej strany je zvýšiť uzatvorenie vložiek do otvorov pôsobením stlačeného zvlákňovacieho roztoku v smere k zvýšenému uzatvoreniu. Ak je to potrebné, každá vložka môže byť zaskrutkovaná do otvoru alebo môže byt zadržiavaná v otvore tým, že sa v časti 12 otvoru vytvorí vnútorný závit a vyreže závit rúrkovitého vonkajšieho člena (neznázornené) v závitom opatrenej časti 12 otvoru 11. Vložky 14 môžu vystupovať na druhej strane povrchu 18 člena 9. To môže byť jasne vidieť v článku v Ullmanovej Encyklopédii zmienenom vyššie, zv. A10, str. 554 /1987/.

V súvislosti s obr. 3 až 8 je ukázaná zvlákňovacia dýza podľa tohto vynálezu. Zvlákňovacia dýza je v podstate obdĺžnikového tvaru, ako je znázornené na obr. 3. Zvlákňovacia dýza je všeobecne vypuklého klobúkového tvaru a má obdĺžnikovú vonkajšiu stenu 20 s pripojeným horným prírubovým členom 21. Prírubový člen môže byť opatrený otvormi. Rad vystužujúcich stien 22, 23, 24 je umiestnený v stene 20 a s nimi spojený alebo na ne navarený. Výstužová štruktúra môže, v prípade jednotného celku, byt obrábaná z jediného plechu alebo tenkej dosky. Vystužujúce steny 22 a 23 sú vytvorené v pozdĺžnom smere na hlavnú os zvlákňovacej dýzy a vystužujúca stena 24 leží priečne na hlavnú os v pozdĺžnom smere k vedľajšej osi zvlákňovacej dýzy. Vystužujúce steny tvoria, spolu s vonkajšími stenami 20, rad otvorov alebo okien, ako je otvor 25. Materiál, z ktorého je vonkajšia stena a výstuž vytvorená, je s výhodou nehrdzavejúca oceľ AISI kód 304. Horné steny výstuží 22, 23. a 24 sú tvarované kužeľovité do formy línií v podstate s ostrým okrajom, ako líniou 27, 28, 29. Ostrý okraj 27 výstuže 24 je stredovo umiestnený na výstuži ale ostré okraje 28, 29 výstuží 22 a 23. (vití, obr. 5) sú umiestnené na jednej strane prepážkového člena, takže vzdialenosti d sú si vždy rovné, a preto tieto otvory sú vždy rovnakej dĺžky, plochy otvorov sú vždy rovnaké. To znamená, že prejdú pri použití v podstate rovnaké množstvá zvlákňovacieho roztoku do každého otvoru. Použitie kužeľovitých výstuží znižuje tlakovú stratu zvlákňovacieho roztoku na druhej strane dýzy, v porovnaní s plochou vrchnej časti výstuže.

Na svojich nižších koncoch sú obvodová vonkajšia stena 20 a vystužujúce steny 22, 23, 24 definované nižšími okrajmi otvoru. Dno každej z vystužujúcich stien leží v rovnakej rovine 30 ako základná vonkajšia stena 20. Okolo každého otvoru sú zalomenia, označené vzťahovou značkou 31, na pripojenie dosky 32 opatrenej otvormi. Doska 32 opatrená otvormi je tiež vytvorená z nehrdzavejúcej ocele, v tomto prípade z nehrdzavejúcej ocele AISI kód 430. Doska 32 opatrená otvormi je tvorená radom otvorov zvlákňovacej dýzy, zhotovených zvyčajnou spracovateľskou technikou tak, ako popisuje Schwab z Enka vo Fiber Producer, str. 42 až 50 /december 1978/ alebo Langley zo Spinning Services and Systems vo Fiber Producer str. 14 až 18 a 74 a 75 /apríl 1978/, pričom obsah oboch článkov sa tu zahŕňa do známeho stavu techniky. Otvory zvlákňovacej dýzy sú s výhodou upravené do kužeía, vo forme ako je znázornené na obr. 7, takže majú dlhší vnútorný priemer na vnútornej strane dýzy a užší priemer na vonkajšej strane dýzy. Dosky, ktoré sa majú vyrobiť, sa potom umiestia do zalomenia 31 v rámovej konštrukcii a výstuže zvlákňovacej dýzy a zvárajú elektrónovým lúčom okolo obvodu, ako je naznačené vzťahovou zhnačkou 33, na utesnenie dosiek v otvoroch.

Pri výbere dosiek 32 má byt dosiahnutá rovnaká hrúbka ako je hĺbka zalomenia 31 a pri použití elektrónového lúča na zváranie spodná strana zvlákňovacej dýzy má mať hladký povrch a má byť účinne uložená v jednej rovine 30.

Pretože v doskách 32 opatrených otvormi sa môžu otvory vytvoriť pred namontovaním dosiek do dýzy a pretože tieto dosky sú v podstate obdĺžnikovej formy a ploché, íahko sa s nimi manipuluje a íahko sa dierujú. Nie je potrebné dierovat otvory do miskového prírubového člena, ako bolo nevyhnutné pri vonkajšej úpravy podía doterajšieho stavu techniky. To znamená, že otvory sa môžu vhodne dierovat v doske veími blízko okrajov. To naopak znamená, že zvlákňovacie otvory môžu prísť veími blízko k vonkajším stenám dosky a veími blízko k vystužujúcim stenám. Použitie zvarovania pomocou elektrónového lúča znižuje na mimimum deformáciu montážneho celku. Pri použití nehrdzavé11 júcej ocele s dvomi zvláštnymi akosťami, ako sú uvedené vyššie, oceí mäkšej akosti používaná na dosky opatrené otvormi sa môže dierovat na vyrobenie tvarovaných zvlákňovacích otvorov, zatiaí čo je stále schopná byť privarená na materiál rámu. Elektrónový lúč na zváranie je výhodný, pretože vedie k spôsobu získavania vysoko integrálneho spojenia bez deformácie dosiek vo väčšom rozsahu ako je potrebné. Alternatívna metóda zvárania by zahŕňala zváranie laserom alebo zváranie plazmovým oblúkom.

Preto môže byť zrejmé, že zvlákňovacia dýza má hladkú spodnú stranu a môže sa lahko vyrobiť z malých komponentov s ohľadom na dosky opatrené otvormi, zatiaí čo poskytuje veíkú plochu na produkciu veíkého počtu jednotlivých vláknových prameňov .

Kovové dosky 32 vhodne majú hrúbku v rozsahu od 0,5 do 3 mm. Použitie zváranej konštrukcie umožňuje, aby dosky vydržali vysoké vnútorné tlaky, ktorým sú vystavené pri použití. To znamená, že dosky môžu byť tenké asi 0,5 mm, určené na použitie pri výrobnom procese. Pri inom uskutočnení sa môžu použiť hrubšie dosky, ako dosky o hrúbke 0,75, 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5 alebo 3 mm. Dosky môžu byt takmer íubovoínej dĺžky v smere hlavnej osi, ked sa dosky vystužujú zváraním na íubovoíné z vedľajších osí. Zvyčajná šírka dosky môže byt približne 50 mm, ale doska môže byť široká 10, 15, 20, 25, 30, 35 alebo 45 mm. Dosky môžu byť až 500 mm dlhé alebo tiež dlhšie a zvyčajne môžu byt dlhé 100, 150, 200, 250, 300, 350 alebo 400 mm, pričom pomer dĺžky k šírke môže byť v rozsahu od 1:1 do 50:1.

Použitie dosky z nehrdzavejúcej ocele AISI kód 430 na dosku 32 opatrenej otvormi umožňuje, aby otvory boli ľahko dierované doskou. Otvory sú umiestené v pravidelnom usporiadaní na doskách. Obr. 9A až 9G ukazujú výhodné formy pravidelného usporiadania.

Na obr. 9A sú otvory 57, 58 umiestnené v rohoch rovnostranných trojuholníkov so základňami a vrcholmi trojuholníkov umiestenými paralelne na jednom okraji 40 dosky opatrenej ot12 vormi.

Na obr. 9B sú otvory 41 umiestnené v rohoch šesťuholníka, pričom šesťuholníky majú jednu hranu paralelne k okraju 42 dosky opatrenej otvormi.

Na obr. 9C sú otvory umiestené v rohoch rovnoramenných trojuholníkov so základňou rovnoramenných trojuholníkov, ktoré sú v menšej vzdialenosti než u rovnostranných odvesien. základne môžu byt alternatívne dlhšie ako odvesny. Základne sú usporiadané paralelne s okrajom 44 dosky opatrenej otvormi.

Na obr. 9D sú otvory 45 umiestené v rohoch štvorcov s hranami paralelne k okrajom 46 dosky opatrenej otvormi.

Na obr. 9E sú otvory 47 umiestené v rohoch diamantu s diagonálami diamantu paralelne k okraju 48 dosky opatrenej otvormi.

Na obr. 9F sú otvory zoradené vo dvoch striedajúcich sa radoch 49. 50 s radmi, ktoré sú v pravých uhloch k okraju 51 dosky opatrenej otvormi. Je nevyhnutné, aby rady boli kolmo na dosku opatrenú otvormi, napríklad na obr. 9G sú otvory 52 zoradené v líniách, ako v línii 53, ktorá zviera uhol 54 ku kolmici 55 na okraj 56 dosky opatrenej otvormi.

Zvyčajne môže byť 2775 otvorov na dosku opatrenú otvormi, pričom vložkové vzdialenosti od stredu ku stredu na otvory sú v rozsahu od 0,7 do 1,5 mm, zvyčajne 1,2 mm. Tak v prípade otvorov ilustrovaných na obr. 9A, každý otvor 57 by mal byť vzdialený 1,2 mm od svojho najbližšieho susedného otvoru 58. Je zrejmé, že v prípade otvorov zoradených v rozdielnom vložkovom usporiadaní medzistredová vzdialenosť bude odlišná od jedného otvoru k druhému.

Prierez zvyčajným otvorom je znázornený na obr. 10. Otvor je v podstate rúrka otvárajúca sa na jednom konci, ktorá má v podstate paralelnú časť 60, ktorá má vnútorný priemer 61 a dĺžku 62. Vyššie uvedená paralelná časť 60 je kužeíovitá časť 63. Dĺžka 62 úzkej časti 60 je približne rovná priemeru 61 úzkej časti 60. Dĺžka otvoru je vysoko účinná na vytvorenie dĺžky kapilárnej alebo v podstate paralelenej časti 60. Kužeľovitá časť 63 je vysoko účinná, čo znamená, že doručuje zvlákňovací roztok do časti 60 otvoru. Časť 60 otvoru môže mat priemer 25, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 alebo 150 μπι, v závislosti na prípadnom titre (decitex) vlákna, ktoré sa má vyrábať za použitia zvlákňovacej dýzy. Dĺžka 62 môže byt rovná priemeru 61 alebo môže byť v rozsahu od 0,1- do 10- alebo od 0,5- do 2-násobku priemeru 61.

Otvory vo zvlákňovacej dýze môžu byt zhotovené íubovolným bežným spôsobom, zvyčajne vŕtaním, dierovaním a pretláčaním. Typické výrobné procesy sú popísané v článkoch zmienených vyššie, ktoré publikoval Schwab a Langley vo Fiber Producer.

Vo zvlákňovacej dýze podía tohto vynálezu nie je podstatné, aby všetky otvory mali rovnaký priemer vo svojej kapilárnej časti 60.

V súvislosti s obr. 11 je znázornený pôdorysný pohíad na zvlákňovaciu dýzu, ktorá má prírubu 70 a obsahuje šesť dosiek 71. 72, 73. 74. 75 a 76 opatrených otvormi. Dosky opatrené otvormi sú privarené do rámovej konštrukcie spôsobom ilustrovaným na obr. 3 až 8. Na ktorejkoívek strane dosiek 71, 72, 73 a 74 opatrených otvormi v oblastia 71A , 71B až 74A. 74B kapilárna časť otvorov je o približne 10 % väčšia v priemere ako kapilárna časť zostávajúcich častí dosiek 71, 72, 73 a 74. Podobne kapilárna časť otvorov v oblastiach 75A. 75B a 76A. 76B sú približne o 10 % väčšie v priemere ako otvory v zostávajúcich častiach dosiek 75 a 76 opatrených otvormi.

Skôr ako je možné dosiahnuť kužeíovitú časť 63 ako hladký kužeí, môže byť íahšie vytvoriť kužeí v radoch homoly kužeíovitých oblastí, ktoré splynú do paralelnej časti 60.

Zvarovaná štruktúra zvlákňovacej dýzy podía tohto vynálezu má rad veími významných predností oproti štruktúram podía doterajšieho stavu techniky.

Zvarovaná štruktúra dovoíuje používať tenké dosky opatrené otvormi, pričom ešte dáva možnosť, aby bola poskytnutá veíká plocha, ktorá sa môže opatriť otvormi. Tenká doska opatrená otvormi sa môže navariť na rámovú konštrukciu tak, že odoláva deformačným účinkom, ktoré sa vyskytujú pri použití zvlákňovacieho roztoku o vysokom tlaku. Táto prednosť je mimoriadne významná, ak sa používa zvlákňovacia dýza so zvlákňovacím roztokom o vysokej viskozite. Použitie zvlákňovacích roztokov o vysokej viskozite nevyhnutne znamená, že ak sa pre vysoké presadenie vyžaduje vysokých tlakov, ako až do 20,0 MPa, musí sa používať vháňanie zvlákňovacieho roztoku otvormi.

Zvarovaná štruktúra tiež znižuje mŕtve priestory vo zvlákňovacej dýze, v ktorých by zvlákňovací roztok mohol stagnovať. To inak môže zvýšiť nerovnomerné zvlákňovanie, najmä v prípade zvlákňovania horúceho zvlákňovacieho roztoku do studenej oblasti. Zvarovaná štruktúra sa môže íahko vyrobiť s hladkým povrchom.

Ešte ďalšou výhodou je to, že umožňuje obdĺžnikovú vonkajšiu úpravu, ktorá sa íahko vyrába. Pretože sa dosky môžu vopred vyrobiť pred navarením na rámovú konštrukciu, dosky môžu mať otvory veími blízko ku svojim okrajom. Dosky môžu byť vždy rovnakej veíkosti, čo znamená, že sa dosky opatrené otvormi môžu vyrábať na opakujúcom sa základe a pokiaí jedna doska obsahuje deformované otvory, potom iba jedna doska potrebuje byť vyradená. Preto v porovnaní so zvlákňovacou dýzou s jedinou veíkou doskou, výrobok podía tohto vynálezu je omnoho jednoduhšie vyrobiť a je omnoho menej citlivý na defomáciu ža tlaku. Ak sú použité za tlaku dosky jediné dýzy typu ilustrovaného na obr. IA, je veími obtiažne vyrobiť takú dýzu s otvormi veími blízko k okrajom, pretože je obtiažne pracovať vo vnútri miskového člena. Ak sa použije iba jedna doska, je potrebné, aby bo15 la tenká, aby sa vyhlo preboreniu, čo znamená, že je obtiažne vytvoril otvory cez dosku, ktoré sú navzájom velmi blízko.

Použitie nehrdzavejúcej ocele AISI kód 430 (ktorá obsahuje 16 až 18 % hmotnostných chrómu, má nízku úroveň obsahu niklu, menej ako 0,5 % hmotnostného, nízku úroveň obsahu mangánu, menej ako 0,5 % hmotnostného, a nízku úroveň obsahu molybdénu, menej ako 0,5 % hmotnostného, rovnako ako má nízku úroveň obsahu uhlíka, menej ako 0,12 % hmotnostného) je významné v tom, že sa dosky môžu dierovať a zvárať, zatial čo sú stále schopné odolávať používaným stavom.

Claims (19)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zvlákňovacia dýza, vyznačujúca sa tým, že je tvorená doskou (32) z kovu opatrenou mnohými otvormi a navarenou okolo svojho okraja ku kovovému rámovému členu (20, 22, 23, 24).
2. 2. Zvlákňovacia dýza na zvlákňovanie väčšieho počtu celulózových filamentov z roztoku celulózy v rozpúšťadle, majúca rámový člen (20) vymedzujúci časť, ktorej otvormi sa vedie roztok za vzniku filamentov,podía nároku 1, vyznačujúca sa tým, že otvory najbližšie k rámovému členu (20) majú väčší priemer (61), vo svojej najmenšej časti (60) priemeru, ako otvory v oblasti vzdialenejšej od rámového člena (20).
3. 3. Zvlákňovacia dýza podía nároku 2, vyznačujúca sa tým, že časť, ktorou sa vedie roztok na vytvorenie filamentov, zahŕňa dosku (32) z kovu opatrenú otvormi, ktorá má od 500 do 10 000 otvorov.
4. 4. Zvlákňovacia dýza podía nároku 1 alebo 3, vyznačujúca sa tým, že rámový člen (20) má na svojom konci protiíahlom k doske (32) opatrenej otvormi vonku pretiahnutú pripojenú prírubu (21).
5. 5. Zvlákňovacia dýza podía nároku 1, 3 alebo 4, vyznačujúca sa tým, že doska (32) opatrená otvormi je privarená elektrónovým lúčom k rámovému členu (20, 22, 23, 24).
6. 6. Zvlákňovacia dýza podía niektorého z nárokov la 2 až 5, vyznačujúca sa tým, že prírubový člen (20) má zalomenie (31) , do ktorého je umiestnený alebo navarený doskový člen (32) opatrený otvormi.
7. 7. Zvlákňovacia dýza podía nároku 6, vyznačujúca sa tým, že je osadená väčším počtom dosiek (32) opatrených otvormi, z ktorých každá má hrúbku 0,5 do 3 mm, ktorá zodpovedá v podstate hĺbke zalomenia (31).
8. 8. Zvlákňovacia dýza podlá niektorého z nárokov la 3 až 7, vyznačujúca sa tým, že doska (32) opatrená otvormi, je z nehrdzavejúcej ocele, s výhodou s nehrdzavejúcej ocele akosti AISI kód 304.
9. 9. Zvlákňovacia dýza podl’a niektorého z predchádzajúcich nárokov 1 až 8, vyznačujúca sa tým, že rámová konštrukcia je z nehrdzavejúcej ocele, s výhodou s nehrdzavejúcej ocele akosti AISI kód 304.
10. 10. Zvlákňovacia dýzy podlá niektorého z nárokov la 3 až 9, vyznačujúca sa tým, že rámový člen (20) je obdĺžnikový a doska (32) opatrená otvormi je nenavarená do rámového člena (20) tak, že má obvod vnútornej strany dosky (32) opatrenej otvormi priliehajúci k rámovému členu (20) a zvlákňovacie otvory (60) sú kužeľovité vo vnútornom priemere a sú väčšie na vnútornej strane dosky (32) opatrenej otvormi.
11. 11. Zvlákňovacia dýza podlá niektorého z nárokov la 3 až 9, vyznačujúca sa tým, že priemer (61) otvorov v stredovej oblasti dosky opatrenej otvormi je menší ako priemer otvorov priliehajúcich aspoň k jednému okraju (71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B, 74A, 74B, 75A, 75B, 76A, 76B) dosky (71, 72, 73,

    74, 75, 76).
12. 12. Zvlákňovacia dýza podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov 1 až 12, vyznačujúca sa tým, že je opatrená aspoň jednou vnútornou výstužou (22, 23, 24) vo vnútri kovového rámu (20), na dosiahnutie aspoň dvoch prechádzajúcich otvorov (25), pričom otvory (25) sú obdĺžnikové.
13. 13. Zvlákňovacia dýza podlá nároku 12, vyznačujúca sa tým, že výstuže (22, 23, 24) sú tvarované kuželovite na svojich horných okrajoch a kužely sú formované tak, že plocha každého otvoru (25) na vstupe, ktorá je definovaná kuželovými okrajmi, je rovná.
14. 14. Zvlákňovacia dýzy podía nároku 13, vyznačujúca sa tým, že horný okraj výstuží (22, 23, 24) leží v rovnakej rovine ako horná plocha príruby (21) rámového člena.
15. 15. Zvlákňovacia dýza podía nároku 1, na výrobu väčšieho počtu celulózových filamentov z roztoku celulózy v rozpúšťadle na celulózu, vyznačujúca sa tým, že

    i) kovová rámová konštrukcia zahŕňa vonkajšiu stenu (20) obdĺžnikového pôdorysu, kde vonkajšia stena .vymedzuje priestor hĺbky medzi dvomi okrajmi steny rovnými k hĺbke zvlákňovacej dýzy, pričom obdĺžniková rámová konštrukcia má dĺžku väčšiu ako šírku.

    ii) vonku sa rozprestierajúca príruba (21) obklopuje obvod steny (20) spojenej so stenou, iii) aspoň jedna hlavná os vnútornej vystužujúcej steny (22, 23) a aspoň jedna vedíajšia os vnútornej vystužujúcej steny (24) sú priečne na hlavnú os vystužujúcej steny (22, 23), za predpokladu, že vonkajšia stena (20) pritom vymedzuje väčší počet otvorov (25) rámovou konštrukciou, iv) zalomenie (31) v častiach vonkajšej steny (20) a v častiach výstuží (22, 23, 24) na svojich vonkajších okrajoch obklopujú obvod každého otvoru (25), na prispôsobenie v každom otvore dosky (32) opatrenej otvormi,

    v) väčší počet kovových dosiek (32) opatrených otvormi je rozmerovo prispôsobený v zalomeniach (31) okolo otvorov (25), vi) väčší počet zvlákňovacích otvorov je vytvorený v každej doske (32) opatrenej otvormi, ktorými sa môže viesť roztok celulózy za vzniku filamentov, a vii) dosky (32) opatrené otvormi sú privarené v zalomení k rámovej konštrukcii (20) a výstuže (22, 23, 24) sú okolo celého obvodu každej dosky (32) opatrené otvormi.
16. 16. Spôsob výroby zvlákňovacej dýzy na výrobu väčšieho počtu celulózových filamentov z roztoku celulózy, podlá nároku 15, vyznačujúci sa týra, že

    i) opatrí sa rámová konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele vrátane vonkajšej steny (20) obdĺžnikového pôdorysu, kde vonkajšia stena (20) vymedzuje priestor hĺbky medzi dvomi okrajmi steny, rovnajúci sa hĺbke zvlákňovacej dýzy, pričom obdĺžniková rámová konštrukcia má dĺžku väčšiu ako šírku, definovanú hlavnou a a vediajšou osou, ii) na jednom obvodovom okraji steny (20) sa opatrí vonku sa rozprestierajúca príruba (21), ktorá obklopuje obvod steny spojenej so stenou (20), iii) opatrí sa vo vonkajšej stene (20) aspoň jedna hlavná osová vnútorná vystužujúca stena (22, 23) a aspoň jedna vedlajšia osová vnútorná vystužujúca stena (24), ktoré sú priečne na hlavnú osovo vystužujúcu stenu (22, 23), vymedzujúcu väčší počet otvorov (25) rámovou konštrukciou, iv) vytvorí sa zalomenie (31) v častiach vonkajšej steny (20) a častiach vystuženia (22, 23, 24) na vonkajších okrajoch, ktoré obklopujú obvod každého otvoru (25), na prispôsobenie v každom otvore (25) dosky (32) opatrenej otvormi,

    v) vytvorí sa každé vystuženie (22, 23, 24) s kuželovitým horným okrajom (27, 28, 29) odlahlým od zalomeného okraja, vi) vytvorí sa väčší počet dosiek (32) opatrených otvormi z nehrdzavejúcej ocele, o rozmere prispôsobenom v zalomení (31) okolo otvorov (25), vii) vytvorí sa väčší počet zvlákňovacích otvorov (60) v každej doske (25) opatrenej otvormi, ktorými sa môže viesť roztok celulózy za vzniku filamentov, pričom otvory sú kužeľovité tak, že majú väčší priemer na strane dosky (25) opatrenej otvormi ako na druhej strane, viii) následne sa vytvoria zvlákňovacie otvory v každej z dosiek (32) opatrených otvormi, pri umiestnení dosiek (32) opatrených otvormi do zalomenia (31) v otvoroch (25) so stranou z dosky (32) opatrenej otvormi, ktorá má väčší priemer časti otvorov v smere proti spodku zalomenia (31), a ix) elektrónovým lúčom sa privaria dosky (32) opatrené otvormi k rámovej konštrukcii (20) a vystužením (22, 23, 24) okolo celého obvodu každej dosky (32) opatrenej otvormi.
17. 17. Spôsob podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že kovová rámová konštrukcia (20) a vnútorné výstužové steny (22, 23, 24) sú obrobené z tuhého plechu.
18. 18. Spôsob podľa nároku 16 alebo 17, vyznačujúci sa tým, že najmenší priemer otvorov je 25 až 200 μιη.
19. 19. Spôsob podľa nárokov 16 až 18, vyznačujúci sa tým, že otvory sú rozostavené jeden od druhého vo vzdialenosti od stredu ku stredu 0,5 až 3 mm.