SK41496A3 - Device for the pressure control in flowing viscous matter and device for the processing of cellulose solutions - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka prípravku pre reguláciu tlaku v prúdiacej viskóznej hmote, ako i zariadenie k výrobe celulózových tvarových telies. Predložený vynález sa najmä týka prípravku pre reguláciu tlaku prúdiaceho vysokoviskózneho roztoku celulózy, ako ho ku príkladu predstavuje tvárny roztok celulózy v terciárnom aminoxide, ktorý je transportovaný z agregátu pre spracovanie roztokov k tvarovaciemu nástroju.

Doterajší stav techniky

Aby sa dali plynulé a v trvalé dobrej kvalite zhotovovať vlákna, fólie alebo iné tvarované predmety, z počiatočného materiálu, napríklad polymérového roztoku alebo termoplastické umelé hmoty, je nie len nutné, aby sa chemicko/fyzikálne vlastnosti počiatočného materiálu nemenili, ale tiež, aby u tvarovacieho nástroja, teda u zvlákňovacej trysky alebo hlavy fóliového extrudéra, boli. vždy dodržané rovnaké podmienky. Pritom sa kladie na rovnomernosť tlaku pri zvlákňovaní veľký význam. V normálnej prevádzke vysoko technického zariadenie budú tieto podmienky síce splnené, ak je však v určitých situáciách počiatočný materiál odvedený nabok skôr, ako dosiahne tvarovacieho nástroja napríklad pri vyplachovaní filtra alebo za iným účelom, tlak pri zvlákňovaní prirodzene klesá. V tomto prípade sa musí vhodný prípravok postarať o to, aby bol odvedený počiatočný materiál kompenzovaný, aby sa tlak nenechal klesnúť. Taký prípravok je známy napríklad zo spisu AT-B 397 043, ktorý je ďalej bližšie popísaný.

t

-2Na druhej strane môže dôjsť k situácii, že pri výmene tvarovacieho nástroja musí byť prísun počiatočného materiálu k tvarovaciemu nástroju úplne prerušený. Také prerušenie by sa však nemalo na výrobe počiatočného materiálu prejaviť pretože pri zastavení a obnovenom spustení výrobného procesu vzniká nebezpečenstvo, že nemôže byť prechodne zaručená trvalá kvalita počiatočného materiálu. Aby nemusela byť plynulá výroba počiatočného materiálu prerušená, je preto nutné uvažovať o type zásobníka, ktorý môže prijať počiatočný materiál, ktorý je vyrábaný v tej časovej pauze, v ktorej nemôže byť počiatočný materiál tvarovacím nástrojom spracovaný. Taký prípravok je známy z ďalej podrobnejšieho popísaného spisu WO 94/02408.

Zo spisu GB-A - 841,403 je známy prípravok, ktorým môže byť viskózny materiál, napríklad margarín, prerušovane predávaný. Tento prípravok má valcovitý zásobný priestor, v ktorom sa pohybuje piest a po porciách predáva margarín. Margarín je v zásobnom priestore stlačovaný v smere proti čelnej strane piestu, pritom obrátený a v protismere prerušovane predávaný. Nie je zmienené, Či sa tento prípravok hodí tiež pre plynulé predávanie vysokoviskózneho materiálu.

Zo spisu DE-A - 3 416 899 je známy dekorovací stroj, pomocou ktorého sa môže napríklad čokoládová hmota nastriekať na keksy. Medzi striekacími tryskami na jednej strane a čerpadlom pre čokoládovú hmotu na druhej strane je vložený valec, na ktorého piest pôsobí valec tlakovým vzduchom. Tým je dosiahnuté, to, že čokoládová hmota nezávisle na kolísaniu tlaku spôsobenom čerpadlom vystupuje zo striekacej trysky rovnomerne.

Vo veľa prípadoch sa kladie na prípravok pre reguláciu intenzity toku hmoty a pre vyrovnávanie kolísania tlaku v prúdiacej vysokoviskóznej hmote ešte ale i iná požiadavka: Nesmie mať žiadne mŕtve priestory, v ktorých sa môže

-3počiatočný materiál hromadiť. Toto platí najmä vtedy, ak sa vlastnosti počiatočného materiálu časom menia. Viskózne polymérové roztoky alebo termoplastické hmoty jedného alebo viacerých polymérov musia byť spravidla spracované pri zvýšenej teplote. Pritom sa môže stať, že polymér je pri tejto zvýšenej teplote iba nedostatočne stabilný a podlieha odbúravacej reakcii. Tieto odbúravacie reakcie môžu podľa okolností prebiehať dokonca explozívne a predstavujú potom bezpečnostné riziko. Táto problematika je v nasledujúcom bližšie popísaná na príklade roztokov celulózy v terciárnych aminoxidoch. Pre všeobecný popis výroby roztokov celulózy vo vodných terciárnych aminoxidoch sa odkazuje na spis US-PS 4,196,282. V nasledujúcom sa používa pre označenie terciáme aminoxidy zástupne NMMO (N-metylmorfolín-N-oxid).

Ak je celulóza rozpustená v NMMO, tak dochádza k čiastočnému odbúravaniu polymérového celulózového reťazca. Toto čiastočné odbúravanie sa nevýhodne prejavuje na bezpečnosti zvlákňovania a na istých vlastnostiach konečných produktov, ako napríklad na pevnosti vlákien, ich rozťažnosti a ich slučkovej pevnosti.

Ďalej je známe, že sa roztoky celulózy v dôsledku odbúravania použitého aminoxidu časom stále viac zafarbujú. Monohydrát NMMO existuje napríklad za normálnych podmienok ako kryštalická pevná látka, ktorá sa topí pri 72 stupňoch Celzia. Pri ohriatí monohydrátu dochádza od 120/130 stupňov Celzia k silnému zafarbeniu. Od 175 stupňov Celzia sa uvoľňuje exotermická reakcia s explozívnym priebehom za úplného odvodnenia taveniny a náhleho uvoľnenia plynu, pričom je dosahované teplôt ďaleko nad 250 stupňov Celzia. Je známe, že kovové železo a meď, ako i najmä ich soli, značne znižujú rozkladné teploty NMMO, pričom sa súčasne zvyšuje rýchlosť rozkladu.

K vyššie uvedeným problémom pristupuje ešte ďalší:

-4celulózu a NMMO súčasne zreteľne vlastná tepelná nestabilita roztokov NMMO-celulóza. Pod tým je potrebné rozumieť, že v roztokoch pri zvýšených teplotách spracovania (približne 110-120 stupňov Celzia) sú uvoľňované nekontrolovateľné rozkladné procesy, ktoré môžu viesť pri vývoji plynu k náhlym výbuchom, požiarom a dokonca k explóziám. 0 súvislostiach tepelnej nestabilnej povahy roztoku, teda extruzívnej zmesi, je v literatúre známe iba veľmi málo. Najmä pri prítomnosti kovových iónov môžu v určitých prípadoch prebiehať v zvlákňovacej hmote rozkladné reakcie. Kovové ióny nie je možné ale v roztoku na základe kovového odbúravania častí zariadenia, ktoré sú účelne postavené zo šľachtenej oceli, nikdy celkom vylúčiť.

Do dnes nebolo v literatúre popísané žiadne stabilizačné opatrenie, ktoré by ako dostatočne stabilizovalo, tak tiež znižovalo tepelnú nestabilitu roztoku celulóza-NMMO tak, aby mohlo byť za daných podmienok procesu zabránené explozívnemu rozpadu. Je jasné, že práve tepelná nestabilita ohriatych zvlákňovacích hmôt je problematická, pretože tieto zvlákňovacie hmoty v častiach zariadenia s väčším objemom, ako sú napríklad vyrovnávacie nádoby, kotly s miešadlom, miesiče alebo podobné zariadenia, predstavujú bezpečnostné riziko.

Aby sa nebezpečenstvo explózie v štádiu výroby roztoku zažehnalo a tepelné zaťaženie roztoku sa udržalo malé, je zo spisu EP-A-0 356 419 známa príprava roztoku namiesto v kotle s miešadlom alebo podobnom zariadení, v prístroji na spracovanie tenkých vrstiev, v priebehu tohoto postupu je suspenzia celulózy v NMMO, ktorá môže vykazovať obsah vody až 40%, po vrstvách rozširovaná a transportovaná cez vykurovacie plochy prístroja na spracovanie tenkých vrstiev, a pritom vystavená zvýšenej teplote a zníženému tlaku, aby sa odviedla voda, pokial je celulóza v roztoku. Toto umožňuje lacným spôsobom rýchle ohriatie suspenzie na

-5spracovam zariadenia, teploty vyžadované pre spracovanie roztoku a súčasne rýchlu prípravu roztoku, takže môže byť ďaleko zabránené rozkladu terciárneho aminoxidu a odbúravaniu celulózy. Mimo toho je bezpečnostné riziko v porovnaní s prípravou roztoku v kotle s miešadlom podstatne menšie, pretože nie je ohrievané príliš veľké množstvo rozpúšťadla, ale vždy len pomerne malé množstvo.

Spôsob popísaný v spise EP-A-0 356 419 znižuje teda technickými opatreniami bezpečnostné riziko počas výroby roztoku celulózy. Tým ale existuje stále ešte možnosť odbúravania celulózy a NMMO exotermy, výbuchy a pod. pri hotových roztokov, teda v tých častiach ktoré sú zapojené medzi prístrojom na spracovanie tenkých vrstiev a tvarovacím nástrojom. Takýmito časťami zariadenia sú napríklad vyrovnávacie alebo zásobné nádrže, ktoré sú napríklad zapojené medzi filtračným prípravkom schopným výplachu a tvarovacím nástrojom, aby sa čo možno najviac zamedzilo diskontinuitám v toku zvlákňovacej hmoty k zvlákňovaciemu stroju pri výmene filtru alebo pri vyplachovaní.

Ako už bolo zmienené vyššie, je zo spisu AT-B 397 043 známy filtračný prípravok takého druhu, schopný výplachu, s pripojenou zásobnou nádržou. Tento prípravok bol vyvinutý pre termoplastický umelohmotný materiál a má puzdro, v ktorom sú posuvne uložené medzi prevádzkovou polohou a vyplachovacou polohou dve nosné telesá sita. Vo vyplachovacej polohe je sitové hniezdo určené k výplachu svojou odtokovou stranou v spojení s odtokovou stranou sitového hniezda nachádzajúceho sa ďalej v prevádzkovej polohe. Na spoločnom odtokovom kanáli, ktorý vedie k. zvlákňovaciemu stroju, je v tvare písmena T pripojený úzky valcovitý zásobný priestor, v ktorom je vedený piest. Pred začiatkom vypiachovacieho procesu je piest pomaly tiahnutý späť, čím je umelohmotný materiál pomaly odvádzaný nabok

-6z odtokového kanála. Odvádzanie umelohmotného materiálu sa má robiť tak pomaly, aby nedochádzalo k signifikantnému poklesu tlaku u zvlákňovacieho stroja. Keď je zásobná nádrž naplnená taveninou, je nosné teleso sita nesúce sitové hniezdo určené k vypláchnutiu prevádzané do vyplachovacej polohy a vyplachovanie je uskutočňované zdvihom piesta tak, že tlak na zvlákňovacom stroji je udržiavaný aspoň približne konštantný.

Tento skôr známy prípravok má nevýhodu, že sa rýchlo nastupujúci úbytok tlaku v odtokových kanáloch môže hneď kompenzovať len vtedy, ak sa vo valcovitom zásobnom priestore nachádza vždy isté množstvo umelohmotného materiálu ako zásoba, ktorá môže byť v prípade potreby piestom hneď odovzdaná do odtokového kanála, tento zásobný materiál zostáva prirodzene hodiny vo valcovitom zásobnom priestore a podlieha počas tohoto času najrôznejším odbúravacím reakciám, ktoré sa na celulóze a na NMMO vykonávajú. Tieto odbúrané produkty znečisťujú zvlákňovaciu hmotu. Mimo toho je tento zvlákňovací materiál počas svojho zotrvania vo valcovitom zásobnom priestore v kontakte s relatívne veľkým kovovým povrchom, pretože pomer dĺžky/šírky zásobného priestoru je veľký. Tým je ovplyvňované obohacovanie kovovými iónmi na hraničnej ploche k roztoku celulózy. Tieto kovové ióny môžu viesť k tepelnému priebehu rozkladných reakcií až k explozívnemu rozpadu.

Spis WO 94/02408 sa týka spôsobu uchovávania tekutého vysokoviskózneho média v tanku, ktorého kapacita je nastaviteľná. Tento zásobný tank je pre tvárne roztoky celulózy v terciárnych aminoxidoch nevýhodný z dvoch dôvodov. Za prvé by malo byť u plynulého spôsobu výroby celulózových predmetov zabránené, aby sa počiatočný materiál, teda teplotné nestabilný roztok celulózy, vôbec v tanku hromadil. Ako už bolo vyššie zmienené, podlieha celulóza a terciámy aminoxid počas životnosti roztoku

-Ί celulózy odbúravaniu, ktorého produkty znižujú kvalitu tvarových telies. Za druhé nie je v predpokladanom tanku na základe jeho komplexnej konštrukcie zaručené rovnomerné pretekanie vysokoviskózneho roztoku. Ako následok toho sa vytvára profil prúdenia s oblasťami, v ktorých jedna časť roztoku celulózy tečie rýchlejšie ako iné časti.

Ak je tank popísaný v spise WO 94/02408 použitý pre vysokoviskózne roztoku celulózy, tak je tento profil prúdenia silne vyrazený tak, že roztok celulózy na niekoľkých miestach prúdi ešte veľmi pomaly alebo už vôbec nie. Toto je nevýhodné, pretože sa zvyšuje nielen doba zotrvania teplotné nestabilného roztoku, ale tiež preto, že sa roztok celulózy hromadí v niekoľkých miestach, tak zvaných mŕtvych priestoroch, tam sa na základe kontaktu s kovovými povrchmi obohacuje kovovými iónmi, čím rastie nebezpečenstvo pre zrazu prebiehajúce rozkladné reakcie.

Prípravok pre reguláciu tlaku v prúdiacej vysokoviskóznej celulóze by mal byť v ideálnom prípade vytvorený skôr tak, že roztok pri pretekaní prípravkom je rovnomerne ďalej transportovaný takpovediac ako zátka a tým mu nie je prepožičiavaný žiadny profil prúdenia.

Je teda úkolom predloženého vynálezu dať k dispozícii prípravok pre reguláciu tlaku v prúdiacej viskóznej hmote, ktorá splňuje nasledujúce podmienky:

1. prípravok musí byť schopný ihneď reagovať na úbytok tlaku tým, že je kompenzovaný dodatočným počiatočným materiálom; tento počiatočný materiál však nesmie byť vopred odvedený nabok z hlavného prúdu, ako to je prípadom i prípravku podľa spisu AT-B 397 043;

2. prípravok by nemal mať pokiaľ možno žiadny mŕtvy priestor, v ktorom sa počiatočný materiál môže nahromadiť;

3. prípravok musí byť jednoducho konštruovaný a musí sa dať jednoduchým spôsobom obsluhovať;

-84. prípravok musí byč vytvorený tak, že doba zotrvania počiatočného materiálu v prípravku je pokiaľ možno malá, to znamená, že je zamedzované prietokovému profilu, podľa ktorého je časú viskóznej hmoty transportovaná podstatne pomalejšie; a

5. prípravok musí byť vytvorený tak, že počiatočný materiál prichádza čo najmenej do styku s kovovým povrchom.

Podstata vynálezu

Prípravok podľa vynálezu pre reguláciu tlaku v prúdiacej viskóznej hmote sa vyznačuje:

- vtokom, ktorým prúdi hmota do prípravku,

- vodiacim prvkom, ktorý má úložnú kapacitu pre hmotu vtekajúcu z vtoku,

- piestom, ktorý je opatrený otvorom a ktorý je pohyblivo uložený vo vodiacom prvku, pričom sa úložná kapacita vodiaceho prvku mení s pohybom piestu,

- úložným prvkom, ktorý je pripevnený na otvore piestu a ktorý je spojený s vtokom, takže sa prúdiaca hmota z vtoku dostáva cez úložný prvok a cez otvor piestu do vodiaceho prvku,

- odtokom, do ktorého ústi vodiaci prvok a ktorým je prúdiaca hmota odoberaná z prípravku, s pravidlom, že vtok, vodiaci prvok a úložný prvok, sú vytvorené rúrkovite, a že sa úložný prvok pri pohybe piesta teleskopický posúva cez vtok.

Výhodná forma uskutočnenia prípravku podľa vynálezu spočíva v tom, že piest je spojený so statickým miesičom, ktorý je pohyblivo . uložený vo vodiacom prvku a ktorý sa pohybuje spoločne s piestom.

Vodiaci prvok je výhodne opatrený tlakovým priestorom, do ktorého môže byú cez otvor dodávané fluidum, napríklad plyn alebo hydraulický olej, ktorý je pod tlakom a môže

-9pohybovať piestom.

Ukázalo sa, že sa prípravok podľa vynálezu obzvlášť dobre hodí pre použitie pri spracovaní roztokov celulózy. Vynález sa téda tiež týka použitia prípravku podľa vynálezu pri spracovaní tvárnych roztokov celulózy, pričom ako tvárny roztok celulózy môže byť najmä použitý roztok celulózy vo vodnom NMMO.

Vynález sa ďalej týka zariadenia k výrobe celulózových tvarových telies, ktoré zahrňuje:

- miesič, v ktorom je z roztlačenej celulózy a vodného roztoku terciárneho aminoxidu vytváraná suspenzia,

- prístroj na spracovanie tenkých vrstiev, ktorý je s miesičom spojený potrubím, a v ktorom je za použitia techniky tenkých vrstiev pri zvýšenej teplote a zníženom tlaku odparovaná zo suspenzie voda tak dlho, dokiaľ nevznikne roztok celulózy, ktorý je z prístroja na spracovanie tenkých vrstiev odvádzaný,

- prípravok podľa vynálezu, ktorý je s prístrojom na spracovanie tenkých vrstiev spojení buď priamo alebo nepriamo potrubím, a

- tvarovací nástroj, ktorý je potrubím spojený s prípravkom podľa vynálezu.

Pre odborníka je jasné, že jednotlivé diely zariadenia musia byť pre plynulú prevádzku vzájomne spásované. Prístroj na spracovanie tenkých vrstiev použitý pre výrobu roztoku je prirodzene príslušne dimenzovaný na množstvo suspenzie určenej ku spracovaniu vzhladom ku svojej vyhrievacej ploche.

Zariadenie podľa vynálezu sa vyznačuje tým, že môže byť použitím prípravku podľa vynálezu zabránené poruchám celkového výrobného a spracovateľského procesu, ktoré pochádzajú od kolísania tlaku v prúdiacom roztoku celulózy.

Prihlasovatelka uskutočňovala štúdie o dobe zotrvania súčasti suspenzie a roztoku celulózy v jednotlivých častiach

-10zariadenia a zistila, že prípravok podľa vynálezu poskytuje v porovnaní s tradičnými vyrovnávacími a zásobnými tankami podstatne skrátenú dobu zotrvania. Prípravok podľa vynálezu je pritom jednoduchým spôsobom prispôsobíteľný rôznym kapacitám a dopravovaným množstvám zariadenia, v ktorom je použitý. Kombinácia prístroja na spracovanie tenkých vrstiev s prípravkom podľa vynálezu je pritom obzvlášť: výhodná.

Dimenzovanie prípravku podľa vynálezu sa má orientovať na priepustnosť prístrojom na spracovanie tenkých vrstiev, čo, percentne vyjadrené, zodpovedá tzv. Hold-up {= prierez prúdenia zóny filmu po dĺžke prístroja) na spracovanie tenkých vrstiev.

Výhodným tvarom uskutočnenia prístroja na spracovanie tenkých vrstiev je filmtruder firmy Buss AG, Švajčiarsko. Najmenší filmtruder, ktorý je k dostaniu v obchode, má tepelnú prenosovú plochu 0.5 m², čo podľa popisu firmy a uskutočnením v spise EP - A - 0 356 419, prípadne tam popísaných spôsobových parametrov, dovoľuje priepustnosť hmoty medzi 64 a 72 kg/h. To zodpovedá odoberaniu zvlákňovacej hmoty 128 - 144 kg/m²h. U tohto filmtrudera.je treba počítať s Hold-up cca 2 litrami, čo zodpovedá cca 2 % priepustnosti hmoty a ukázalo sa ako tlakový vyrovnávací objem prípravku podľa vynálezu v kombinácii s filmtruderom hoden presadenia.

Ďalej bolo zistené, že tlakový vyrovnávací objem prípravku podľa vynálezu hoden presadenia má obsahovať cca 2-6 % priepustnosti zvlákňovacej hmoty, čo odpovedá Hold-up objemu filmtrudera, tzn. prierezu prúdenia zóny filmu. Podľa toho je pri použití veľkého filmtrudera zo 40 m² vyhrievacej plochy pri prispôsobení prípravku podľa vynálezu stavané na skúsenostiach zo spisu EP - A 0 356 419, pričom špecifická priepustnosť hmoty 128 - 144 kg/m²/h je násobená s vyhrievacou plochou napríklad 40 m², pričom následkom toho vyplýva priepustnosť hmoty 5120 - 5760 kg/h

-11týmto f ilmtruderom.

Objem pre prípravok podľa vynálezu hoden k presadeniu má.pre tento veľký filmtruder podľa tohto obsahovať medzi 100 a 300 litrami, čo zase zodpovedá Hold-up objemu filmtrudera.

Pre odborníka môže byť predpokladateľným zistením pomeru dlžka/priemer u prípravku podľa vynálezu potrebný tlakový vyrovnávací objem konštrukčne a výrobne jednoducho umiestnený.

Vynález sa preto ďalej týka zariadenia k výrobe tvárnych roztokov celulózy vo vodnom terciámom aminoxide, vyznačujúci sa kombináciou

- prístroja na spracovanie tenkých vrstiev, v ktorom sa pri použití techniky tenkých vrstiev odparuje pri zvýšenej teplote a zníženom tlaku zo suspenzie celulózy vo vodnom terciárnom aminoxide voda tak dlho dokiaľ nevznikne roztok celulózy, ktorý je z prístroja na spracovanie tenkých vrstiev odvádzaný, s

- prípravkom podľa vynálezu, ktorý je potrubím buď priamo alebo nepriamo spojený s prístrojom na spracovanie tenkých vrstiev.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je ďalej ešte bližšie vysvetlený na pripojenom výkrese, ktorý na obr.l schematicky znázorňuje zariadenie k výrobe celulózových vlákien, vychádzajúc zo suspenzie roztlačenej celulózy vo vodnom NMMO, a na obr. 2 a obr. 3 tvary uskutočnenia prípravku podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 schematicky znázorňuje konštrukciu tvaru uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu k výrobe tvárneho

-12roztoku celulózy vo vodnom NMMO, ktorý je zvlákňovaný na vlákna. Odkazuje sa na to, že jednotlivé časti zariadenia nie sa z dôvodu prehľadnosti znázorňované na obrázkoch v rovnakej mierke.

Na obr. 1 je miesič 1, napríklad kužeľový .miesič, do ktorého sa dáva roztlačená celulóza a vodný roztok NMMO. Ich prísun je vyznačený dvoma šípkami. V kužeľovom miesiči 1 sú celulóza a vodný roztok NMMO zmiešavané na suspenziu. Miesiace rameno kužeľovitého miesiča a náhon miesiaceho ramena je znázornený zubatou čiarou, po prípade písmenom M. Získaná suspenzia obsahuje medzi 9 a 13 hmotnostnými % celulózy, medzi 65, prípadne 63 hmotnostnými % NMMO, a ako zvyšok vodu.

Suspenzia je odoberaná pomocou čerpadla 2 a privádzaná do filmtrudera 2_, v ktorej je pomocou techniky tenkých vrstiev za priloženia vákua a pri zvýšenej teplote odvádzaná voda tak dlho, pokiaľ ide celulóza do roztoku. Tento spôsob výroby roztoku celulózy je detailne popísaný v spise EP-A-0 356 419 prihlasovatelky, na ktorý je odkazované pre ďalšie informácie. Prístroje na spracovanie tenkých vrstiev sú známe zo stavu techniky a boli postavené mimo iné firmou Buss AG, Švajčiarsko, so značkovým označením filmtruder. Pomocou čerpadla 4 je hotový roztok celulózy odvádzaný z filmtrudera.

Vzťahovou značkou 6 je všeobecne označená časť zariadenia, ktorá môže byť uvažovaná fakultatívne a môže zadať podnet ku kolísaniu tlaku. Tou môže byť napríklad prípravok pre zásobovanie aditívami, Čo vedie na základe nárastu objemu prúdiaceho roztoku celulózy k nárastu tlaku u zvlákňovacieho čerpadla 5a. Môže to byť ale tiež prípravok, ktorým je v určitých vzdialenostiach časť roztoku celulózy prúdiaci ku zvlákňovacej tryske 5. odvádzaná nabok pre iné účely. To je prípad napríklad filtra, ktorý je usporiadaný obvykle u vyplachovacieho pred tvarovacím

-13v danom prípade je roztok celulózy zvlákňovacej nepotrebuje nástrojom, alebo pri prepojovaní · u dvoch paralelne prevádzkovaných filtračných sviečok, polymérovej taveniny, ak musí byť napríklad jedna filtračná jednotka za účelom čistenia vybratá a prepojená pre udržanie toku na inú. Také vyplachovacie filtre sú odborníkovi známe a sú napríklad popísané v spise EP-A-0 572 369 prihlasovatelky alebo v spise EP-A-0 250 695.

Vzťahovou značkou 2 je označený tvar uskutočnenia prípravku podľa vynálezu, ktorý je pripevnený na časť £ zariadenia. Ak v časti £ zariadenia odvádzaný nabok, tak môže byť pomocou prípravku 7 podľa vynálezu toto odvedené množstvo roztoku celulózy kompenzované, čím je zabránené tomu, aby na tryske £ klesol tlak. Zvlákňovací proces byť teda prerušovaný a môže byť ďalej uskutočňovaný prakticky s rovnakým tlakom, čím nevzniká pri zvlákňovaní žiadna diskontinuita.

Ak je na druhej strane zvlákňovacia tryská 5 z akýchkoľvek dôvodov vymeňovaná, čím musí byť prúd roztoku celulózy k zvlákňovacej tryske £ prirodzene zastavený, tak môže prípravok 2 podľa vynálezu prijať to množstvo roztoku celulózy, ktoré bolo v časovej pauze, v ktorej je prúd roztoku celulózy prerušený, odobrané s filmtrudera £. Prevádzka filmtrudera teda nepotrebuje byť prerušovaná, čím nevzniká žiadna diskontinuita v kvalite roztoku celulózy.

Presná konštrukcia prípravku 2 podľa vynálezu a jeho funkčnosť sú detailne popísané podľa obr. 2.

Obr. 2 znázorňuje rez prípravkom podľa vynálezu v svojom najjednoduchšom tvare uskutočnenia, skladá sa v podstate zo štyroch prvkov: dvoch slepých prírub £ a 10. valcovito vodiacej rúrky £ a piesta 11. ktorý je vo vodiacej rúrke posuvne uložený.

Maximálny zdvih a smer pohybu piesta 11 sú vyznačené písmenom H, prípadne dvojitou šípkou. Na obr. 2 je piest li

-14znázornený v svojej krajnej pravej polohe. Táto poloha je ďalej označená ako minimálna poloha, pretože v tomto prípade nachádza miesto v prípravku podl'a vynálezu iba minimum roztoku celulózy. Ak sa piest 11 pohne o zdvih H doľava, nachádza sa v maximálnej polohe, pretože v tomto prípade je v prípravku podľa vynálezu obsiahnuté maximum roztoku celulózy. Táto maximálna poloha piesta 11 je na obr. 2 vyznačená čiarkované.

Piest 11 je opatrený úložnou objímkou 11a. ktorá presahuje prívodnú rúrku 8a. ktorá je pripevnená na slepej prírube £, a pri pohybu piesta 11 v smere maximálnej polohy je v pribúdajúcej miere posúvaná teleskopický cez prívodnú rúrku 8a. Piest 11 nie je preto pri svojom pohybe vedený iba valcovitou stenou 9a vodiacej rúrky ä, ale tiež prívodnou rúrkou 8a slepej príruby £.

Funkcia prípravku podľa vynálezu je nasledujúca:

Roztok celulózy prúdi napríklad z časti 5 zariadenia znázornenej na obr. 1 prívodnou rúrkou 8a. ktorá má na svojom konci kónické rozšírenie, cez úložnú objímku 11a. a opúšťa prípravok podľa vynálezu výstupnou rúrkou 10a. ktorá je upevnená na slepej prírube 10 a vedie priamo k zvlákňovacej tryske, ktorá nie je znázornená. Ak sa teraz musí pri výmene zvlákňovacej trysky výstup roztoku celulózy z výstupnej rúrky 10a zastaviť, narástol by tlak roztoku celulózy prúdiaceho plynulé ďalej prívodnou rúrkou 8a do prípravku podľa vynálezu.Tento vzostup tlaku je však kompenzovaný tým, že je piest 11 v závislosti na množstve vtekajúceho roztoku celulózy posunovaný doľava v smere maximálnej polohy. Týmto opatrením je teda vytvorený priestor pre roztoku celulózy vtekajúci počas výmeny zvlákňovacej trysky do prípravku podľa vynálezu. Ak je nová zvlákňovacia tryská schopná prevádzky, výstupná rúrka 10a sa opäť otvára a súčasne sa zastavuje pohyb piesta 11. čím je zvlákňovacia prevádzka opäť obnovená, pretože roztok

-15celulózy je zase plynulé odovzdávaný z výstupnej rúrky 10a k zvlákňovacej tryske. Roztok celulózy uložený počas kľudového stavu zvlákňovacej prevádzky prípravkom podľa vynálezu v jeho vodiacej rúrke £, môže byť pohybom v smere maximálnej polohy dostatočne odovzdávaný k zvlákňovacej tryske, čo sa javí účelné cez dlhší časový priestor, aby sa tlak a odvádzané množstvo k zvlákňovacej tryske nijak podstatne nezvýšili.

Ak na druhej strane musí byť z akéhokoľvek dôvodu prítok roztoku celulózy do prívodnej rúrky 8a zmenšený, tak je najskôr do prípravku podľa vynálezu uložená zásoba roztoku celulózy tým, že sa piest 11 pohybuje do svojej maximálnej polohy, čím sa pre túto zásoby roztoku celulózy vytvorí priestor. Ak sa potom prítok roztoku celulózy do prívodnej rúrky 8a zmenší, pretože je napríklad roztok celulózy odvedený nabok pre iné účely, napríklad pre vypláchnutie filtra, môže byť zabránené tomu, aby tým vyvolaný úbytok tlaku v roztoku celulózy dospel až k zvlákňovacej tryske, tým, že sa piest 11 zodpovedajúcou rýchlosťou pohybuje v smere minimálnej polohy, čím je roztok celulózy zosilnené transportovaný výstupnou rúrkou 10a k zvlákňovacej tryske.

V prevádzkovom stave, v ktorom má byť prípravkom podľa vynálezu ihneď reagované na kolísanie tlaku hore a dole, nachádza sa piest 11 najme v polohe medzi minimálnou polohou a maximálnou polohou. V tejto polohe môže byť zrazu vzniknutý úbytok tlaku v prívodnej rúrke 8a ihneď kompenzovaný pohybom piesta 11 v smere minimálnej polohy. Podstatné pritom je to, že množstvo roztoku celulózy nutné ku kompenzácii úbytku tlaku nepochádza z mŕtveho zásobného priestoru, čo je prípadom spisu AT-B- 397 043, ale zo stále pretekaného priestoru, v ktorom je roztok celulózy vždy stále obnovovaný a teda nestarne.

Vzostup tlaku vznikajúci zrazu vo výstupnej rúrke 10a

-16môže byť zachytený okamžitým pohybom piesta v smere maximálnej polohy.

Ďalej sú bližšie popísané jednotlivé konštrukčné znaky prípravku podľa vynálezu.

Pohyb piesta ll je riadený pomocou inertného plynu alebo pomocou hydraulického oleja, ktorý je privádzaný k otvoru 2b pre plyn vodiacej rúrky 2 do tlakového priestoru 2c - Ak sa má piest 11 pohybovať v smere maximálnej polohy, tak musí byť tlak plynu v tlakovom priestore 9c väčší ako tlak, ktorý je v roztoku celulózy. Naopak sa môže piest 11 pohybovať v smere maximálnej polohy, ak tlak plynu klesne pod tlak roztoku celulózy. Účelne je tlak regulovaný plynulé, čím môže byť tiež plynulé pohybované piestom 11. Nastavenie tlaku plynu sa môže uskutočňovať známym spôsobom napríklad pomocou plynového vzdušníka, ktorý nie je na obr. 2 znázornený.

Utesnenie tlakového priestoru 9c proti roztoku celulózy v úložnej objímke 11a je zväčšene znázornené v detailu na obr. 2a, a skladá sa z tesniaceho krúžku 8d. ktorý lícuje do prívodnej rúrky 8a. a stieracieho krúžku 8e. ktorý sa stará o to, aby sa tesniaci krúžok 8d neznečisťoval. Za stieracím krúžkom 8e je do prívodnej rúrky 8a zalícovaný vodiaci krúžok 8h.

Utesnenie roztoku celulózy proti tlakovému priestoru ^h 9c je takisto na obr. 2 zrejmé z detailu, a skladá sa z tesniaceho krúžku 8b s prierezom v tvare písmena U, ktorý zabraňuje výstupu roztoku celulózy do tlakového priestoru 9c. Bezprostredne za tesniacim krúžkom 8b sa nachádza vodiaci krúžok 8c pre vedenie úložnej objímky 11a na prívodnej rúrke 8a.

Priestor 8f medzi vodiacimi krúžkami 8c a 8h ako i úložnou objímkou ila a prívodnou rúrkou 8a je uvažovaný pre výplachové a mazacie účely, a je cez mazací kanál 8g zásobovaný mazacím prostriedkom. Mazací prostriedok je

-17odvádzaný kanálom 8i, viď obr. 2.

Utesnenie roztoku celulózy proti tlakovému priestoru 9c na pieste ll je zväčšene znázornené na obr. 2b a uskutočňuje sä takisto pomocou tesniaceho krúžku llb prierezu v tvare písmena U. Za ním je zalícovaný vodiaci krúžok 11c. Utesnenie tlakového priestoru proti roztoku celulózy nie je na obr. 2b znázornené a je účelne uskutočnené analogicky situácii znázornenej na obr. 2a (tesniaci krúžok 8d, stierači krúžok ’8e a vodiaci krúžok £h) .

K utesneniu tlakového priestoru 9c a roztoku celulózy voči okoliu sú uvažované v slepých prírubách a 10 známe tesniace O-krúžky.

Poloha piesta 11 vo vnútri prípravku podľa vynálezu môže byť zisťovaftá známym spôsobom napríklad pomocou transsonárneho snímača dráhy 8j. viď obr. 2a, typu BALLUF BTL, výrobca firma Balluf, Nemecko, ktorý je upevnený v slepej prírube £. Snímač polohy 8k je upevnený na úložnej objímke 11a pomocou krúžku 81 a sníma teda polohu úložnej objímky 11a medzi minimálnou polohou a maximálnou polohou piesta 11. Signál dodávaný z transsonárneho snímača dráhy 8i môže byť teda použitý ako riadiaci signál.

Obidve slepé príruby £ a 10 a vodiaca rúrka 2 sú vždy opatrené vyhrievacími plášťami £m, 10b. prípadne 9d. cez ktoré môžu byť z von nepriamo ohrievané.

Pevné spojenie slepej príruby £ a 10 na vodiacej rúrke £ je zhotovené známym spôsobom pomocou skrutiek, ktoré sú vedené cez vŕtanie 8n, 10c. prípadne 9e.

Výhodný tvar uskutočnenia prípravku podľa vynálezu je znázornený v reze na obr. 3, v ktorom sú časti prípravku, ktoré sa objavujú tiež na obr. 2, 2a, 2b, označené rovnakými vzťahovými značkami.

Tvar uskutočnenia znázornený na obr. 3 sa líši od tvaru uskutočnenia na obr. 2 ďalšou, druhou vodiacou rúrkou 12,

-18ktorá je zapojená medzi slepou prírubou 10 a vodiacou rúrkou <3, a pohybuje sa s piestom 11 cez statický miesič llb. ktorý je privarený na obvode piesta 11. Týmto statickým miesičom je rúrka, v ktorej sú uvažované vstavby, ktoré ovplyvňujú prúdenie roztoku celulózy takým spôsobom, že nemá v podstate žiadny profil, to znamená prúdi utlačené, takéto prvky statického miesiča sú známe a sú vyrábané napríklad firmou Sulzer, Chemtech, Švajčiarsko. Na obr. 3 sú vstavby symbolizované pomocou dvoch krížikov.

Statický miesič llb sa celkom ponára v minimálnej polohe piesta 11 znázornenej na obr. 3 do druhej vodiacej rúrky 12 a v tejto polohe sa celkom uzatvára so slepou prírubou 10. Utesnenie roztoku celulózy voči tlakovému priestoru 9c na prednom konci statického miesiča je uskutočnené principiálne analogicky utesnenie na pieste 11 znázornenému na obr. 2b, to znamená tesniacim krúžkom s prierezom v tvare písmena U, na ktorý sa pripojuje vodiaci krúžok. Obidva nie sú znázornené.

Utesnenie tlakového priestoru 9c voči roztoku celulózy je na vonkajšom obvode statického miesiča llb uskutočnené pomocou tesniaceho krúžku 11c. a je zväčšene znázornené na obr. 3a. Tiež tu je bezprostredne za tesniacim krúžkom llc zalícovaný stierači krúžok lld k ochrane tesniaceho krúžku llc proti znečisteniu. Cez za ním upevnený vodiaci krúžok Íle je statický miesič llb vedený vo vodiacej rúrke 12. Priestor llf je uvažovaný pre mazacie účely, pričom prívod a odvod mazacieho prostriedku sa uskutočňuje cez otvory 12b. prípadne 12c.

Cez vyhrievací plášť 12a môže byť statický miesič z von nepriamo ohrievaný.

Ukázalo sa, že vstavba statického miesiča do prípravku podľa vynálezu je výhodná špeciálne pri spracovaní teplotné nestabilných roztokov celulózy pre docielenie dobrého utlačeného prúdenia s malou dobou zotrvania. Výhodne je

-19ďalej použitie statického miesiča, ktorého vstavby môžu byť zásobované vyhrievacím/chladiacim médiom, čím je prúdiaci roztok celulózy doplnkovo ohrievateľný/ochladzovateľný.

-20F'ATENTOVE • í ·.

Claims (5)

1. NÁROKY

   1. Prípravok na reguláciu tlaku v .prúdiacej . viskóznej hmote, vyznačujúci sa tým, že je vybavený

   - vtokom (Sa), ktorým prúdi hmota do prípravku,

   - vodiacim prvkom (9, 12), ktorý má úložnú kapacitu pre hmotu, vtekajúcu z vtoku (Sa),

   - piestom (11), ktorý je vybavený otvorom (lld) pohyblivo uložený vo vodiacom prvku . (9, 12), pričom kapacita vodiaceho prvku mení s pohybom piesta (11),

   - úložným prvkom (11a), ktorý je pripevnený na otvore (lld) piesta (11) a ktorý je spojený s vtokom (8a), takže sa prúdiaca hmota z vtoku (8a) dostáva cez úložný prvok; (11a) a cez otvor (lld) piesta (11) do vodiaceho prvku (9, 12),

   - odtokom (10a), do ktorého ústi vodiaci prvok (9, 12) a ktorým je prúdiaca hmota odoberaná z prípravku, s pravidlom, že vtok (Sa), vodiaci prvok (9, 12) a úložný prvok (11a) sú vytvorené rúrkovite a že sa úložný prvok (11a) pri pohybe piesta (11) teleskopický posúva cez vtok (8a).

   a ktorý je sa úložná
2. 2.Prípravok podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že piest (11) je spojený so statickým miesičom (11b), ktorý je pohyblivo uložený vo vodiacom prvku (12) a ktorý sa pohybuje spoločne s piestom (11).
3. 3.Prípravok podľa niektorého z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že vodiaci prvok (9) je vybavený tlakovým priestorom (9c), ktorý môže byť otvorom (9b) zásobovaný fluidom, ktoré je pod tlakom a môže pohybovať piestom (11).
4. 4.Zariadenie na vyznačujúce spracovanie roztokov a celulózy, sa tým, že obsahuje kombináciu

   I

   -21-- prístroja (3) na spracovanie tenkých vrstiev, v ktorom sa pri použití techniky tenkých vrstiev odparuje pri zvýšenej teplote a zníženom tlaku zo suspenzie celulózy vo vodnom terciálnom aminoxide voda tak dlho,_; pokiaľ nevznikne . roztok celulózy, ktorý je z prístroja (3) na spracovanie tenkých vrstiev odvádzaný, s

   - prípravkom (7) podľa niektorého z nárokov 1 až 3, ktorý je potrubím buď priamo alebo nepriamo spojený s prístrojom (3) na spracovanie tenkých vrstiev.
5. 5.Zariadenie podľa nároku 4, v y z n a č u j ú c e sa tým, že obsahuje

   - miesič (1), v ktorom je z roztlačenej celulózy a vodného roztoku terciálneho aminoxidu vytváraná suspenzia, vrstiev, ktorý je s ktorom je za použitia prístroj (3) na spracovanie tenkých miesičom (1) spojený potrubím, a v techniky tenkých vrstiev za zvýšenej teploty a zníženom tlaku odparovaná zo suspenzie voda tak dlho, pokiaľ nevznikne roztok celulózy, ktorý je z prístroja (3) na spracovanie tenkých vrstiev odvádzaný, prípravok (7) podľa niektorého z nárokov 1 až 3, ktorý je s prístrojom (3) na spracovanie tenkých vrstiev spojený buď priamo alebo nepriamo potrubím, a tvarovací nástroj (5), ktorý je potrubím spojený s prípravkom (7) podľa niektorého z nárokov 1 až 3.

   /7 -tí —4 C3S CZ?

   i

   □

   O

   10c

   N o fc> r~ o fc> i— 2 2 b

   A t

   ¢e

   A

   W-QG n

   I

   L

   í)

   O

   TV í

   * t