CH657633A5 - Impianto per la filatura continua e bifronte di fibre sintetiche polimeriche. - Google Patents

Description

La presente invenzione concerne un impianto per la filatura continua e bifronte di fibre sintetiche polimeriche secondo il preambolo della rivendicazione 1. Quest'impianto essendo compatto ed eliminando la necessità del camino di discesa dei fili e del condizionamento dell'ambiente, risulta di elevata potenzialità, di facile e rapida installazione nonché di costi molto contenuti e che inoltre, permettendo di sottoporre tutti i fili alle stesse identiche ed ottimali condizioni prima di riscaldamento e poi di raffreddamento, consente l'ottenimento di filati di tipo sofisticato e di qualità superiore.

Come noto, un impianto di filatura per fusione di tipo tradizionale, utilizzato per filare in continuo polimeri di tipo nylon e poliestere, è costituito principalmente da un estrusore che fonde il polimero fornito in frammenti o chips, un blocco di filatura contenente le filiere, che riceve il polimero fuso dall'estrusore e lo convoglia, tramite pompe dosatrici ad ingranaggi e collettori di distribuzione, perfettamente dosato alle diverse filiere, il riscaldamento del polimero all'interno del blocco essendo conseguito mediante olio diatermico riscaldato, una camera di soffiaggio che raffredda con aria condizionata proveniente da una centrale di condizionamento i filamenti di polimero fuso provenienti dalle filiere, un camino di discesa che accompagna i fili raffreddati fino ai gruppi di raccolta in bobine e li stabilizza servendo a creare, per attrito dell'aria durante la discesa degli stessi fili, una certa tensione necessaria all'avvolgimento dei fili in bobina, ed inoltre una take-up comprendente i suddetti gruppi di raccolta dei fili in bobine.

Detti impianti di filatura noti, siano essi impianti a velocità di filatura tradizionale di 1000 + 1500 m/minuto o impianti ad alta velocità di 3000 + 5000 m/minuto per fili P.O.Y. (Pre Oriented Yarns), presentano però tutti notevoli inconvenienti nonché grandi complessità costruttive.

Infatti, innanzitutto i blocchi di filatura esistenti attualmente in commercio, siano essi di tipo monofronte e cioè con le filiere disposte in l'ila su un solo Iato e sistemati in modo che il fronte operativo sia unico, oppure bifronti contenenti un numero doppio di filiere disposte su due lati opposti e quindi operanti su due fronti, possono avere il loro olio diatermico riscaldato con un sistema di riscaldamento esterno o interno al blocco.

Nel primo caso che è il più antiquato, si ha il vantaggio di operare con solo vapori di olio diatermico ciò che permette di mantenere sostanzialmente tutte le filiere ed i collettori ad una stessa temperatura costante. Per contro deve essere previsto un boiler esterno nonché tubazioni di mandata e ritorno ed inoltre il boiler deve essere a sua volta riscaldato o elettricamente o con olio diatermico primario. Il sistema risulta perciò estremamente complicato e costoso e quindi antieconomico.

I suddetti inconvenienti vengono praticamente risolti dal più moderno secondo sistema a riscaldamento interno che prevede il riscaldare con resistenze elettriche l'olio diatermico contenuto nel blocco stesso di filatura che funziona quindi come una vera e propria caldaietta, ma a sua volta detto secondo sistema risulta tecnicamente poco valido perché e sostanzialmente un sistema ibrido. Infatti, alcune parti come le filiere risultano riscaldate in bagno di olio diatermico liquido mentre altre parti come i collettori di distribuzione polimero risultano invece riscaldati in bagno di vapore di olio diatermico. Ora, poiché la conducibilità termica del liquido è inferiore a quella del vapore, accade cosi che le filiere più lontane dalle resistenze di riscaldamento risultano a temperature più basse di quelle invece vicine a questa differenza di temperatura tra filiera e filiera, che può anche essere di qualche grado, si ripercuote ovviamente in modo negativo sulle caratteristiche chimico-fisiche dei fili in formazione e quindi sulla qualità dei prodotti. Altri inconvenienti sono poi insiti nel tipo di camera di soffiaggio utilizzata sugli attuali impianti di filatura. In detta camera l'aria condizionata di raffreddamento forzato dei fili di polimero fuso viene immessa in velocità attraverso una condotta di adduzione e per evitare che essa si addensi nella parte superiore della camera dando luogo a fenomeni di vorticosità che possono disturbare notevolmente la regolarità di discesa dei fili da raffreddare, vengono adottati diversi accorgimenti quali setti divisori o parzializzatori in lamiera nella precamera che obbligano la portata d'aria a suddividersi su tutta l'altezza della camera di soffiaggio e ad investire quindi le varie zone in cui risulta suddivisa la camera con quantità prefissate d'aria condizionata.

Evidentemente però una simile camera, proprio per la particolarità costruttiva adottata, non solo non garantisce l'eliminazione di tutti i problemi di vorticosità dell'aria né la costanza della portata d'aria nelle suddette varie zone della camera, ma non permette neppure di regolare il profilo di velocità dell'aria di raffreddamento al valore più appropriato: l'unica regolazione consentita è ottenuta agendo sulla valvola che mette in comunicazione la suddetta precamera della camera di soffiaggio con la suddetta condotta di adduzione e che permette di variare solo la quantità d'aria che deve investire i fili. Ora, questa impossibilità di regolazione del profilo di velocità, n»n permettendo di conseguire un appropriato ed efficace raffreddamento dei fili, oltre a non consentire l'ottenimento di prodotti di alla qualità, rende anche necessario l'impiego di un camino di discesa dei fili che aumenti la zona di raffreddamento, con conseguenti complicazioni costruttive ed economiche. Aggiungendo poi a ciò il fatto che le diverse apparecchiature degli impianti noti sono disposte in cascata I'una sull'altra ed ognuna di esse ha bisogno di un piano operativo che attualmente è un vero c proprio

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piano fisso in calcestruzzo o carpenteria, si ha l'ulteriore inconveniente di impianti di notevoli altezze varianti da 9 a 15 metri, ingombranti, costosi e di difficile installazione.

Negli ultimi anni sono stati, è vero, messi a punto impianti di filatura bifronte compatti, caratterizzati da altezze più contenute varianti da 7 a 10 metri. Questo tipo di impianto risolve però soltanto il problema impiantistico in quanto il doppio fronte di filatura è sempre ottenuto con un assiemaggio di apparecchiature distinte che mantengono così gli inconvenienti ed i limiti già visti. Anzi, poiché il problema non è stato affrontato dal punto di vista processuale, deriva che la qualità dei prodotti ottenuti è penalizzata rispetto a quella degli impianti tradizionali che si giovano di progettazioni e soluzioni impiantistiche meno sacrificate. Dire quindi «impianto compatto» significava e significa tuttora «impianto di seconda qualità, utilizzato per piccole capacità, poco flessibile, adatto per produzioni poco sofisticate e poco pregiate».

D'altra parte sia gli impianti tradizionali che compatti finora noti necessitano, per ragioni di processo, non solo di aria condizionata di raffreddamento dei fili, ma anche di un ulteriore sistema di condizionamento dell'aria nel reparto bobinatura ove la formazione della bobina risulta difficoltosa o addirittura impossibile al di fuori di certe condizioni termoigrometriche ben definite. Ciò comporta evidentemente, oltre che complicazioni costruttive, anche notevoli aggravi economici.

Ulteriori complicazioni sono poi dovute al fatto che le suddette certe condizioni termoigrometriche necessarie dal punto di vista del processo per la bobinatura consistono in temperature di 17 : 22 °C con umidità relativa del 60 % e quindi non sono certamente le più idonee per il confort del personale operativo.

Scopo della presente invenzione è appunto quello di ovviare ai suddetti inconvcnienti e di fornire quindi un impianto per la filatura continua e bifronte di fibre sintetiche che sia modulare e compatto con conseguente enorme facilità di montaggio e economicità di installazione in quanto richiede poco spazio e tempo, permetta di riscaldare economicamente tutte le filiere in modo uniforme e costante con conseguente ottenimento di filati di perfettamente analoghe caratteristiche chimico-fisiche e quindi di qualità superiore, e consenta di eliminare i camini di discesa tradizionali nonché il condizionamento dell'ambiente ove si formano le bobine, realizzando quindi ivi condizioni di lavoro confortevoli anche per gli operatori, in quanto in grado di generare un efficace flusso di aria condizionata di raffreddamento praticamente a circuito chiuso che è regolabile a piacere.

Ciò viene sostanzialmente conseguito per il fatto che l'impianto viene costituito dalla combinazione di caratteri scritti nella rivendicazione 1. Un sviluppo vantaggioso dell'impianto è definito dalla rivendicazione 2.

In tal modo infatti, le filiere, i collettori di distribuzione del blocco vengono riscaldate dai soli vapori dello stesso olio diatermico della coppa che viene evaporato elettricamente.

Inoltre, tra le due camere di soffiaggio dei due fronti è ricavata una grande camera di pressione in cui l'aria condizionata proveniente da una centrale di condizionamento trasforma la sua energia cinetica in energia di pressione, detta camera di pressione essendo direttamente collegata con le suddette camere di soffiaggio per mezzo di pannelli di distribuzione i quali sono provvisti, nella parte a contatto con la camera di pressione, di serrande che permettono di regolare con continuità, in particolare fino alla chiusura totale, la luce del pannello e quindi consentono una regolazione fine del flusso dell'aria.

In tal modo, poiché il flusso non è immesso direttamente ma attraverso una camera di pressione nella camera di soffiaggio, vengono eliminati tutti i problemi di vorticosità dell'aria ed inoltre, poiché si può ora regolare al valore più opportuno su lutta l'altezza delle camere di soffiaggio il profilo di velocità dell'aria e la portata, non si rendono più necessari i tradizionali camini di discesa. In conformità ad una forma d'esecuzione è

possibile chiudere completamente i pannelli inferiori della camera di soffiaggio in modo che l'ultima parte della camera si comporti essa stessa da camino di discesa.

In conformità ad un'altra forma d'esecuzione dell'impianto sono stati eliminati tutti i piani in muratura o in carpenteria e l'impianto è ora supportato da una incastellatura metallica autoportante e modulare avente a quote diverse piani grigliati di servizio necessari per la conduzione e la manutenzione delle parti.

L'adozione preferita di una struttura a griglia al posto di un piano di cemento può permettere di utilizzare la stessa aria condizionata di soffiaggio proveniente dalla centrale di condizionamento per il condizionamento anche del sottostante reparto di bobinatura obbligando detta aria di soffiaggio ad entrare, dopo aver lambito le bobine in formazione e raffreddato i quadri elettronici che azionano i gruppi di avvolgimento, in una camera di ripresa dell'aria condizionata di soffiaggio ricavata nello spazio compreso tra i due fronti della stessa take-up bifronte, e di qui ritornare alla centrale di condizionamento, chiudendo così il circuito. In tal modo si elimina la necessità di un secondo impianto di condizionamento e si condiziona solo la zone strettamente necessaria ottenendo un ambiente di lavoro più confortevole oltre che un notevole risparmio economico.

Preferibilmentee, tutte le apparecchiature dell'impianto presentano un carattere modulare che permette il loro assemblaggio fino a sei blocchi scegliendo solo adeguatamente la capacità dell'estrusore.

L'invenzione viene ora meglio chiarita con riferimento ai disegni allegati che ullustrano une forma preferenziale di realizzazione pratica data a solo titolo esemplificativo ma non limitativo in quanto variante tecniche e costruttive potranno sempre essere apportate senza uscire dall'ambito della presente invenzione.

In detti disegni:

la figura 1 mostra una vista frontale e schematica di un impianto per la filatura continua e bifronte di fibre sintetiche realizzato secondo l'invenzione;

la figura 2 mostra una vista laterale dell'impianto di figura

1;

la figura 3 mostra una vista in sezione frontale ed in scala ingrandita del blocco di filatura bifronte dell'impianto di figura 1;

la figura 4 mostra una vista in sezione frontale ed in scala ingrandita delle camere di soffiaggio e di pressione dell'impianto di figura 1.

Con riferimento alle figure, con 1 viene indicata la tramoggia di alimentazione di un estrusore 2 avente il compito di fondere il materiale polimerico fornitogli in frammenti o chips attraverso la manichetta di alimentazione 3, e di convogliare il polimero fuso entro il blocco di filatura bifronte 4 tramite il condotto di adduzione 5.

Detto blocco di filature bifronte 4 è sostanzialmente costituito da due serie di canotti 6i e 1\ (in figura 3 è visibile un solo canotto per serie, gli altri risultano nascosti) allineate contrapposte sui due fronti di filature contraddistinti dalle frecce direzionali rispettivamente A e B, le quali sono collegate tra loro da una struttura chiusa 8 formante inferiormente une coppa 9 piena di olio diatermico che viene riscaldato tramite resistenze elettriche 10 affogate nell'olio stesso. Ciascun canotto 6j e 1\ alloggia il proprio pacco portafiliere, rispettivamente 1 li o 12i, comprendente un filtro 13 e la filiera vera e propria 14 alla quale il polimero fuso prelevato dal detto condotto di adduzione 5 viene convolgiato in quantità dosata tramite i collettori 15 e 16 e la pompa dosatrice ad ingranaggi 17i o 18,. Le pompe dosatrici 17, e 18i sono poi comandale, attraverso i loro alberi rispcttiva-menle 19, o 20j, da un blocco moloridullore 21. La struttura chiusa 8 e infine coibentala esternamente con lana di roccia riempiente l'intercapedine 22 tra le strutture 8 e 4.

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I filamenti di polimero fuso 23, provenienti dalle filiere 14 del blocco di filatura bifronte 4, scendendo poi sui due fronti A e B a raffreddarsi rispettivamente entro le due camere di soffiaggio 24 e 25 situate una su ogni fronte. Tra le dette camere di soffiaggio 24 e 25 è ricavata una grande camera di pressione 26 collegata con il canale di mandata 27 (v. figura 1) di una centrale di condizionamento aria non rappresentata in figura. Detta camera di pressione 26 è inoltre in comunicazione diretta con le dette camere di soffiaggio 24 e 25 per mezzo di pannelli di distribuzione aria 28 che sono provvisti, dal lato della camera di pressione 26, di serrande 29 regolabili in posizione della chiusura completa alla completa apertura del pannello.

Infine, i fili di polimero raffreddati 23', provenienti dalle sovrastanti camere di soffiaggio 24 e 25, vengono avvolti sulle bobine 30 di una sezione bifronte 31 tra i due fronti della quale è ricavata una seconda camera 32 di ripresa dell'aria condizio-5 nata di soffiaggio, la quale camera è collegata con il canale di aspirazione o ritorno 33 della suddetta centrale di condizionamento cosi da chiudere il circuito dell'aria.

Le suddette apparecchiature 2, 4, 24, 25, 31 dell'impianto sono inoltre supportate da una incastellatura metallica autopor-I« tante e modulare 34 provvista a quote diverse di piani grigliati di servizio 35, facilmente accessibili tramite le scalette 36 e 37, per la conduzione e manutenzione delle stesse apparecchiature.

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1 foglio disegni

Claims (2)

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1. Impianto per la filatura continua e bifronte di fibre sintetiche polimeriche, comprendente un estrusore (2) per fondere il polimero fornito in frammenti o chips, un blocco di filatura (4) bifronte munito di filiere contenute in canotti (6i, 7i) di pompe dosatrici (17i, 18i) e di collettori di distribuzione (15, 16), per dosare il polimero fuso da inviare alle diverse filiere (14), il riscaldamento del polimero all'interno del blocco essendo mantenuto mediante olio diatermico riscaldato, due cantere di soffiaggio (24, 25), una per ogni fronte, per raffreddare con aria condizionata di soffiaggio proveniente da una centrale di condizionamento i filamenti di polimero fuso provenienti dalle filiere nonché una sezione bifronte (31) per raccogliere in bobine (30) i fili di polimero raffreddati, caratterizzato dal fatto che i canotti (6i, 7i) contenenti i pacchi portafiliere (Ili, 12i) corrispondenti sui due fronti del suddetto blocco di filatura bifronte sono collegati tra loro da una sottostante coppa (9) contenente olio diatermico nonché resistenze elettriche di riscaldamento, che tra le suddette due camere di soffiaggio (24, 25) è ricavata una grande camera di pressione (26) collegata (27) con la detta centrale di condizionamento ed in comunicazione diretta con le dette camere di soffiaggio per mezzo di pannelli di distribuzione (28) i quali sono provvisti, nella parte a contatto con la camera a pressione, di serrande (29) regolabili in posizione, e che Ira i due fonti della suddetta sezione bifronte (31) è ricavata una seconda camera (32) di ripresa dell'aria condizionata di soffiaggio, anch'essa collegata (33) con la detta centrale di condizionamento a chiudere il circuito dell'aria, mezzi (34) essendo inoltre previsti per supportare in disposizione verticale il blocco di filatura, la camera di pressione con le rispettive camere di soffiaggio e la camera di ripresa dell'aria.

2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi per supportare in disposizione verticale i suddetti componenti dell'impianto stesso consistono in una incastellatura metallica autoportante e modulare (34) avente a quote diverse piani grigliati di servizio (35) necessari per la conduzione e la manutenzione di dette apparecchiature.