SU1740186A1 - Устройство дл получени полимерных пленок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройству дл  получени  полимерных пленок и м.б. использовано в химико-фотографической промышленности. Цель изобретени  - повышение производительности и экономичности устройства. Дл  этого в корпусе отливочной машины размещены верхний и нижний сушильные каналы, сообщенные между собой. Сушильные каналы образованы стенками корпуса и бесконечной металлической лентой. Устройство снабжено средством подвода тепла к металлической ленте и холодильной камерой с элементом конденсации. Воздушна  полость холод ильной камеры непроточна дл  теплоносител  и сообщена с по меньшей мере одним сушильным каналом. Элемент конденсации расположен ниже соответствующей ветви бесконечной ленты. При работе холодильна  камера отводит растворитель непосредственно из канала при минимальном расходе теплоносител  и повышенном сушильном потенциале. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к получению полимерных пленок, в частности дл  непрерывного изготовлени  пленок из растворов полимеров на отливочных машинах ленточного типа, и может быть использовано в химико-фотографической промышленности в производстве триацетатцеллюлозной (ТАЦ) основы из растворов ТАЦ в органических растворител х, например метиленхло- риде, метиловом и бутаноловом спиртах.

Цель изобретени  - повышение производительности и экономичности устройства .

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг.З - сечение А - А на фиг.1 (вариант выполнени  устройства).

Устройство дл  получени  полимерных пленок содержит корпус 1 отливочной машины и установленную на корпусе 1 холодильную камеру 2. Отливочна  машина содержит ведущий 3 и ведомый 4 барабаны, на которые нат нута бесконечна  металлическа  лента 5 с нанесенным на нее сушимым слоем раствора полимера. Лента 5 имеет верхнюю и нижнюю ветви, расположенные соответственно в верхнем 6 и нижнем 7 сушильных каналах, сообщающихс  между собой через проточные полости 8 и 9, образованные соответственно боковыми и торцовыми поверхност ми барабанов 3 и 4 и стенками корпуса 1 отливочной машины Над ведущим барабаном 3 расположена фильера 10. Отливочна  машина снабжена средством подвода тепла, выполненным,

N

О 00

о

например, в виде патрубков 11 подачи гор чего теплоносител  и отвода 12 отработанного теплоносител . Патрубки 11 и 12 могут быть размещены и в других вариантах. Кроме того, дополнительного или самосто тельно в качестве средства подвода тепла к металлической ленте 5 и к сушимому полимерному слою могут быть использованы паровые змеевики, электрические элементы , струйный обдув обратной стороны металлической ленты 5 и др. Холодильна  камера 2 содержит непроточную дл  теплоносител  воздушную полость 13, в которой расположена поверхность охлаждени  элемента 14 конденсации, например, в виде трубы, размещенной ниже сушильного канала 7 или по крайней мере ниже металлической ленты 5 этого канала 7. Воздушна  полость 13 соединена с нижним сушильным каналом 7 газоходом 15. Охлаждающа  труба элемента 14 конденсации снабжена патрубками подачи 16 и отвода 17 хладагента. Воздушна  полость 13 имеет слив рекуператора с гидрозатвором 18. Соединительный газоход 15 может быть снабжен вентилем 19. В варианте выполнени  устройства (фиг.З) верхний сушильный канал 6 также соединен с холодильной камерой 2 через газоходы 15 причем поверхность охлаждени  элементов 14 конденсации камеры 2 расположена ниже верхнего сушильного канала 6 или по крайней мере ниже металлической ленты 5 этого канала. Дл  верхних холодильных камер 2 условно не показаны вентили 19. Кроме этого, холодильные камеры 2 могут быть размещены и в других вариантах . Например, в обратном соотношении, т.е. одна камера 2 дл  верхнего сушильного канала 6 и две - дл  нижнего 7, они могут быть расположены также поперек отливочной машины.

Устройство работает следующим образом .

Пленкообразующий раствор полимера при помощи фильеры 10 наноситс  тонким слоем на движущуюс  бесконечную металлическую ленту 5, последовательно проходит верхний сушильный канал 6, огибает ведомый барабан 4, поступает в нижний сушильный канал 7 и снимаетс  с ленты 5 на боковой стороне ведущего барабана 3 перед фильерой 10 в виде высушенной до определенной влажности полимерной пленки.

Гор чий теплоноситель при 80 - 100°С подаетс  в нижний сушильный канал 7 через патрубок 11 и движетс  противотоком с нижней ветвью металлической ленты 5 в сторону ведомого барабана 4, нагрева  и высушива  полимерный слой и насыща сь при этом испар емыми при сушке растворител ми до концентрации 200 - 300 г/м3. Затем теплоноситель огибает барабан 4 и поступает в верхний сушильный канал 6, где дополнительно насыщаетс  растворител ми до концентрации 400 - 500 г/м3 и выше, и охладившись до 40°С, отводитс  из отливочной машины через патрубки 12. Эти концентрации  вл ютс  расчетными и практически имеют место лишь непосредственно у поверхности испарени . За счет сил т жести, естественной конвекции и турбулентного перемешивани  происходит выравнивание концентраций по высоте корпуса 1 отливочной машины через проточные полости 8 и 9 в зоне ведущего и ведомого барабанов 3 и 4. Из зоны интенсивного испарени  в верхнем сушильном канале 6 более холодные пары растворителей и теплоноситель опускаютс  в нижний сушильный канал 7, повыша  здесь концентрацию и снижа  температуру.

Хладагент через патрубок 16 подаетс  в трубу элемента 14 конденсации холодильной камеры 2 и отводитс  через патрубок 17. Холодна  поверхность трубы элемента 14 концентрации охлаждает наход щийс  в воздушной полости 13 теплоноситель с содержащимис  в нем парами растворителей.

При запуске отливочной машины воздушна  полость 13 холодильной камеры 2 может быть продута насыщенными парами теплоносителем путем кратковременного подключени  воздушной полости 13, например,

к вакуумной линии вентил тора контура циркул ции теплоносител . На холодной поверхности элемента 14 конденсации происходит конденсаци  растворителей из парогазовой смеси до концентрации,

равновесной с температурой поверхности охлаждени . Это снижает парциальное давление паров растворителей, создава  разрежение в холодильной камере 2, и обеспечивает диффузию паров растворителей из сушильного канала 7 к поверхности элемента 14 конденсации. Одновременно с пр мой конденсацией на холодной поверхности в объеме парогазовой смеси образуютс  частицы аэрозол , взвешенные в

неконденсирующемс  газе - теплоносителе . На поверхности частиц аэрозол  также происходит конденсаци  пара, что приводит к укрупнению частиц, которые высаживаютс  на поверхности элемента 14

конденсации за счет сил термофореза, диф- фузиофореза и стефановского потока. Конденсат растворителей в виде рекуперата стекает с поверхности элемента 14 конденсации и отводитс  из холодильной камеры 2

через гидрозатвор 18. При помощи вентилей 19 регулируетс  разрежение по длине сушильных каналов 6 и 7.

На фиг.З изображен вариант выполнени  устройства, когда холодильной камерой

2снабжен не только нижний 7, но и верхний сушильный канал 6.

Верхний сушильный канал 6  вл етс  зоной наиболее активного испарени  растворителей из только что нанесенного фильерой 10 сушимого полимерного сло  на бесконечную металлическую ленту 5. Концентраци  органических растворителей в верхнем сушильном канале 6 достигает 400 - 500 г/м3, температура сушимого ТАЦ- сло  10 - при температуре теплоносител  40°С. Расположенна  в непосредственной близости от верхнего сушильного канала 6 и следовательно, у верх- ней ветви металлической ленты 5 холодильна  камера 2 имеет элемент 14 конденсации с температурой поверхности конденсации минус 22°С. Образуетс  градиент температур. Относительно поверхности испарени  полимерного сло  этот градиент равен 30 - 40°С, а относительно теплоносител  60°С. При этом образуетс  градиент парциальных давлений пара растворителей , обеспечивающий диффузию пара к поверхности конденсации. Равновесна  концентраци  паров метиленхлорида при -22°С равна 162,3 г/м3, т.е. градиент концентраций будет равен 300 - 350 г/м3. При этом градиент парциальных давлений составит около 700 мм рт.ст. За счет градиентов температур, парциальных давлений и концентраций обеспечиваетс  эффективна  диффузионна  транспортировка пара к поверхности элемента 14 конденсации холодильной камеры 2 непосредственно из верхнего сушильного канала 6. Сконденсированные растворители отвод тс  через гидрозатвор 18, который может быть выполнен отдельно или совместно с гидрозатвором холодильной камеры 2 нижнего сушильного канала (на фиг.З гидрозатвор совместный). Обедненный верхней холодильной камерой 2 от паров растворителей теплоноситель отводитс  через патрубки 12. Кроме того, через проточные полости 8 и 9 в зоне ведущего и ведомого барабанов

3и 4 обедненный теплоноситель опускаетс  в нижний сушильный канал 7. Таким образом , дополнительна  холодильна  камера 2 верхнего сушильного канала 6 приближает поверхность конденсации к зоне наиболее активного испарени  растворителей, т.е. повышает разрежение в верхнем сушильном канале 6, а следовательно, потенциал сушки. Отвод  растворители непосредственно из верхнего канала 6, холодильна 

камера 2 существенно снижает эффект сообщающихс  сосудов, преп тству  перетоку в нижний сушильный канал 7 высококонцентрированных растворителей,

что, в свою очередь, повышает движущуюс  силу процесса сушки в нижнем сушильном канале 7.

Использование предлагаемого устройства дл  получени  полимерных пленок по0 звол ет повысить производительность и экономичность отливочной машины. Использование непроточной дл  теплоносител  холодильной камеры 2, воздушна  полость 13 которой непосредственно при5 мыкает к сушильным каналами 5 и 6 отливочной машины, позвол ет создать посто нное разрежение в сушильных каналах 6 и 7 отливочной машины, что повышает

0 эффективность сушки и производительность устройства. Использование холодильной камеры 2 дл  верхнего сушильного канала 6 дополнительно обеспечивает снижение или полную ликвидацию эффекта со5 общающихс  сосудов, когда переток в нижний сушильный канал 7 из верхнего более холодного теплоносител  и высококонцентрированных паров растворителей резко снижает эффективность процесса

0 сушки в нижнем сушильном канале 7, вплоть до обратного насыщени  полимерной пленки. Это  вление тем более выражено , чем интенсивнее сушка полимерного сло  в верхнем сушильном канале 6. Следо5 вательно, если по предлагаемому изобретению исключаетс  эффект сообщающихс  сосудов, то производительность отливочной машины может быть увеличена до двух раз при фиксированной интенсивности

0 сушки в верхнем сушильном канале 6.

Размещение элемента 14 конденсации холодильной камеры 2 ниже поверхности испарени  сушимого полимерного сло  обеспечит блокировку воздушной полости

5 13 холодильной камеры 2 холодным теплоносителем , исключит его вытекание в сушильный канал, а также изол цию образующихс  в процессе конденсации частиц аэрозол  в непроточной холодильной

0 камере 2 и их полный улов. При этом в контуре циркул ции теплоноситель практически свободен от частиц аэрозол . Исключаютс  дополнительные затраты тепла на их испарение в калорифере, что повышает

5 экономичность устройства.

Теплоноситель возвращаетс  в сушильные каналы 6 и 7 с меньшей концентрацией растворителей, что повышает потенциал сушки и позволит снизить его температуру, что повышает экономичность устройства. Нижнее расположение поверхности элемента 14 конденсации обеспечивает также однонаправленность диффузионного потока пара с действием сил т жести. Это усиливает диффузионные потоки, т.е. повышает эффективность конденсации, что увеличивает в свою очередь разрежение в сушильных каналах 6 и 7. Кроме того, в контуре циркул ции теплоноситель значительно меньше насыщен растворител ми, что снижает их потери в рабочее помещение, облег- ча  услови  труда обслуживающего персонала и снижа  затраты на компенсацию потерь растворителей в технологическом процессе. Этому же способствует разрежение в сушильных каналах 6 и 7 отливочной машины.

Таким образом в известных устройствах конденсатор не  вл етс  составной частью отливочной машины, а относитс  к контуру циркул ции теплоносител , т.е.  вл етс  вспомогательным оборудованием. Его рабоча  полость проточна дл  теплоносител  и при рекуперации растворителей необходимо охладить и неконденсирующийс  газ, а после конденсатора его вновь нагревать. Неконденсирующийс  газ выполн ет не только роль теплоносител , но и поглощает удал емые при сушке полимерного сло  растворители, а затем эвакуирует их из отливочной машины. Кроме того, в известных устройствах рабоча  полость конденсатора сообщена с верхним сушильным каналом в зоне выше бесконечной металлической ленты и размещена хот  и ниже ленты, но на значительном рассто нии, определ емом длиной газохода, который от верхнего сушильного канала сначала направлен вверх, а затем вниз к конденсатору. При этом конденсатор расположен либо около машины на полу, либо этажом ниже. Длина газохода колеблетс  от 6 до 20 м.

Согласно изобретению холодильна  камера  вл етс  составной частью отливочной машины, так как она непосредственно примыкает, т.е. расположена вплотную к одному или в отдельности к верхнему и к нижнему сушильному каналу. Она непроточна дл  неконденсирующегос  газа теплоносител  и сообщена именно с нижней зоной сушильного канала, расположенной ниже уровн  ветви бесконечной металлической ленты, что предопредел ет движение подлежащих рекуперации конденсацией растворителей только в направлении действи  сил т жести вниз к расположенной вблизи холодной поверхности конденсатора. Согласно изобретению рекупераци  растворителей осуществл етс  непосредственно из сушильного канала, но не из потока, вышедшего из канала отливочной машины теплоносител  как в известных устройствах. При этом теплоноситель утрачивает функцию поглощени  и эвакуации растворителей и остаетс  лишь средством подвода тепла. Холодильна  камера 2 по предлагаемому изобретению может использоватьс  совместно с конденсатором контура циркул ции теплоносител , но и исключа  конденсатор контура циркул ции. В последнем случае резко

0 сократ тс  габариты, материалоемкость и энергоемкость контура циркул ции. При этом не нужно охлаждать, а затем вновь нагревать весь теплоноситель. Достаточно будет лишь компенсировать потери теплоты

5 на испарение растворителей и на естественную убыль через наружную поверхность оборудовани  и газоходов. Данное техническое решение приближает к возможности полного отказа от использовани  громозд0 кого контура циркул ции, если в качестве средства подвода тепла к металлической ленте использовать радиационный обогрев излучением, индукционный нагрев или любой другой способ нагрева без использова5 ни  циркул ции теплоносител . Тогда дополнительна  к отливочной машине холодильна  камера самосто тельно будет обеспечивать отвод из сушильных каналов испаренных из полимерного сло  паров рас0 творителей. Однако все известные средства подвода тепла без циркул ции теплоносител  преимущественно основаны на использовании электрической энергии. Электрические устройства должны разме5 щатьс  в сушильных каналах в зоне высоких концентраций органических растворителей, что запрещено по услови м пожаро- и взры- вобезопасности. Хот  уже сегодн  можно предложить техническое решение дл  пол0 учени  пол роидных пленок, где в качестве растворител  используетс  вода.

Таким образом, в предлагаемом устройстве дл  получени  полимерных пленок обеспечиваетс  усиление разрежени  в вер5 хнем сушильном канале, дополнительно создаетс  разрежение в нижнем сушильном канале, обеспечиваетс  интенсивный отвод паров из зоны сушки при минимальных расходах теплоносител  и при повышенном су0 шильном потенциале, что повышает производительность. Кроме того, снижаютс  расходы тепла на нагрев теплоносител  и расходы холода на рекуперацию растворителей , что повышает экономичность.

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Устройство дл  получени  полимерных пленок, содержащее отливочную машину ленточного типа с размещенными в корпусе верхним и нижним сушильными каналами, сообщенными между собой и снабженными

   средством подвода тепла к бесконечной металлической ленте, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и экономичности устройства, отливочна  машина снабжена установленной на ее корпусе холодильной камерой с элементом

   конденсации, причем воздушна  полость холодильной камеры непроточна и сообщена непосредственно с по меньшей мере одним сушильным каналом, а элемент конденсации расположен ниже соответствующей ветви бесконечной металлической ленты.

   #

   фиг.1

   //

   18

   /

   A - A A

   5 5 i

   12

   J

   7

   /

   3

   I

   18

   Фиг. 2

   /

   Фиг.З