CZ140399A3 - Zařízení k upevňování krycích lišt s podélnou drážkou - Google Patents

Description

Vyaález se týká způsobu dopravy roztoku celulosy va || vodném cacciarnin aMnoxidu.Vynalez se vale cyxa zařezaní ........; pro uskutečnění tohoto způsobu.

Pro účely předloženého popisu a předložených patentových nároků se používá označení viskozní hmota nebo zvlákňovací hmota pro roztok,který obsahuje celulosu a vodný terciární aminoxid a který může býti zpracován na celulosová tvarová tělesa jakéhokoliv druhu,zejména na vlákna a folie.Výroba zvlákňovací hmoty a její zpracování se v následujícín pro jednoduchost bude všeobecně označovat jako aminoxidový způsob.

Dosavadní stav techniky

Terciární a.ninoxidy jsou známé jako alternativní rozpouštědla celulosy.Z US-PS 2,179,101 je například známo,že terciární aminoxidy jsou schopné bez derivatizace rozpouštět celulosu a že z těchto roztoků lze získat srážením celulosová tvarová tělesa,například vlákna.Z EP-A-0 553 070 přihlašovatelky jsou známé další terciární aminoxidy.Uvážují se všechny aminoxidy,které mohou rozpouštět celulosu,i když 33 v následném pro jednoduchost bude uvádět pouze NMMO (=K-methylmorfolinN-oxid).

Terciární aminoxidy mají jako alternativní rozpouštědla výhodu v tom,že se celulosa rozpouští v protikladu k viskosnímu způsobu nederivačnč,proto se celulosa nemusí chemicky regenerovat, HíMO zůstává chemicky nezměněné, přechází při srážení do srážecí lázně,získává se z této zpět a může se znovu použít pro novou přípravu roztoku.Způsob mmmO tím otvírá možnost uzavřeného oběhu rozpouštědla.Navíc k uvedenému je ΠΜΙΙΟ velmi nepatrně toxické.

Při rozpouštění celulosy v KLÍMO však klesá stupeň polymerace celulosy.Kavíczpůsobuje zejména přítomnost iontů kovů (například Ψ)

Fe' radikálově iniciovaná řetězová š topení a tím patrné odocurávání celulosy a rozpouštědla.(Duijtaahuijs et al.: The degradation and Stabilization of Cellulose Dissolved in K-Methylmorpholin-K-Oxide (NMI10) v Das Papier, ročník 40,sešit 12 strana 615-G1S,1S36).

Rovněž aminoxidy mají všeobecně omezenou termostabilitu,která kolísá v závislosti na struktuře.Monohydráty l!10-u tvoří za normálních podmínek bílou,krystalickou látku,která taje při 72°C.Anhydrosloušenina naproti tomu taje až při 172°C.

Při ohřevu monohydrátu dochází od 120/130°C k silnému zbarvení. Od 175C se vyvolává exotermická reakce za úplného odvodnění taveniny a prudkého vývinu plynu s explozivním průběhem,přičemž se dosahuje teplota nad 250°C.

Je známo že kovová železo a měd,jakož zejména jejich sole,podstatně snižují teplotu rozkladu CMMO,přičemž se současně zvyšuje příslušná rychlost rozkladu.

A konečně přistupuje k výše uvedeným problémům ještě další :Vlastní termická instabilita roztoku HMMO-celulosa.Pod tímto 33 rozumí to,že v roztocích se nohou při zvýšených teplotách zpracování (přibližně 110-120°C) vytvářet nekontrolovatelné rozkladné procesy,které mohou způsobovat při vývinu plynu prudké vzbuchy,požáry a dokonce exploze.

Průmyslová výroba a zpracování roztoků celulosy ve vodném terciárním aninoxidu se provádí ve výrobním procesu,jehož prvky tvoří zejména železo a ocel a v kterém se používají různé aparatové díly,jako například potrubí,filtry,čerpadla, kulové kohouty nebo vyrovnávací tanky ze železa a ocele.Prakticky všechny použité konstrukční díly se dají charakterizovat tím,že v nich vzniká ovlivňování proudu roztoku celulosy, které zpravidla vede u vysokovizkozních roztoků k různým rychlostem proudění roztoku v příslušném dílu.

Určité díly v zařízení na výrobu celulosových tvarových těles podle aminoxidového způsobu se vyznačují tím,že nají místa,Atara proudění roztoku celulosy zcela ochromí.Pro oblasti s takovými statickými poměry proudění se používá označení

Obejít a zabránit vytváření mrtvých zón,ve kterých je matli um vystaveno po dlouaou dobu .zatížení teplotou a ve kterých ve výše uvedeném smyslu degeneruje a kde může za vytváření korozivních produktů odbourávání rozpouštět ve větším měřítku kovy z dílů aparatury,je ústředním požadavkem na bezpečnostně technicky vyzrálé provedení procesu aminoxidového způsobu.

Zvláště nebezpečnými mrtvými zónami jsou právě ty,které připouštějí,aby odbourané,eventuelně již korozivními procesy na materiálech aparatur kovově obohacené roztoky se při necháni kém pohybu těchto aparatur vracely zpět do hlavního proudu viskosaího,termicky neslabilního roztoku celulosy.Tak bylo například zjištěno,že do velmi malé štěrbiny mezi pístem a skříní zpětně proplachovacího filtračního agregátu (obrázek 4a) může nepatrně vnikat roztok celulosy a zcela degenerovat.

Ha základe vědomě velmi těsného lícování mezi pohybujícím S3 díly u obchodovaných přístrojů (kovové těsnění) a vysoké viskozitě roztoku,resultuje podle místní přesnosti lícování S3 měnící ,celkem však velmi malá rychlost proudění vnikajícího roztoku.Tento prodělává při teplotách panujících dny a týdny v aparatuře výše popsaná odbourávání,přičemž se však při 3X0termických procesech vytvořené reakční teplo,na základě nepatrné hmoty vzniklého roztoku,zcela odvádí.Degenerace roztoku přitom postupuje tak,že časem vznikají kovy obsahující povlaky,které již netečou a které 1 při použití dílů z ušlechtil ocele mají vysoký podíl železa,který může býti v řádu několika procent h mo t y.

Při zpětném proplachování filtru,případně při výměně síta nutný posuv pístu pak při přítomnosti takových zbytků odbourávání a povlaků způsobuje vnos těchto nebezpečných zbytků do systému,což může například vyvolat v proudu produktu exotermické reakce.

Z ΡΡ-Λ-0 652 053 jo znám způsob filtrace termicky instabiln polymerové tavaniny,při kterém se má zabránit mrtvým zónám.To se dosáhn-a způsobem, oři kterém se polymerová tavenina zespoda čerpá do trubek obtékaných teplonosnou kapalinou ve výměníku tepla 32 svazkem trubek,přičemž je do každí výměníkové trubky vsazen svíčkový filtr,vytvářející vnější prstencovou štěrbinu tak,že hlavní proud polymerové taveniny po průchodu svíčkovými filtry a vedlejší proud nepřetékající svíčkovými filtry vystupuje nahoře z výměníkových trubek a následně se spojují.

Technická opatření pro zamezení mrtvých zón byla například popsána ve WO 34/02403,podle kterých se používá utěsňovací princip,který zvlákňovncí hnutí brání vnikat mezi pohybovaná ci 11 y z a s o on z. ku.

Podstata vynálezu

se to zkouší podle stavu techniky,ale Lín,že přímo naopak S3 předvídá v mrtvé prostoře otvor,ze kterého může roztok celulosy vystupovat a nemůže se proto shromažďovat a rozkládat.

Otvorem,ze kterého může vystupovat roztok celulosy je například díra,štěrbina nebo podobný tvar vhodný k tonu,aby roztok celulosy mohl vystupovat za zvolených provozních podmínek.

Vynálezackým vytvářením takového otvoru se zabrání tonu,aby se v mrtvých prostorách ohromažnovala a rozkládala zvlákňovací hmota.

Upřednostnění provodění vynálezeckého způsobu se vyznačuje tin,že otvor předvídaný v dílu aparatury je tvarován tak, že může vystupovat roztok celulosy,který podle dále popsaného testu termostability má smísený s dopravovaným roztokem celulosy vzestupnou teplotu, která je mamimálně lO^u,zejména naxiaiúlaě 5^C pod vzestupnou teplotou dopravovaného roztoku celulosy.

Ukázalo se,že termostabilita rozteku celulosy klesá o to více,o co dále potřebuje,než může vystupovat z otvoru.Výše zmíněné spřednostažné provedení vyaálszeckého způsobu jo proto pro odborníka poučením.,aby otvor pro roztok celulosy vhodně tvaroval.Katoda kontroly termostability ve uvedená níže.

Jako aparatura se u vynúlezackého způsobu může uvažovat například filtr,příruba,čerpadlo, ventil nebo proplachovací injektor.

Vynález se dále týká průmyslového zařízení na výrobu celulosovych tvarových těles podle aminoxidového způsobu,kteréžto zařízení má aspoň jednu aparaturu,kterou se dopravuje roztok celulosy,přičemž rychlost proudění roztoku calulosy je v aparatuře rozdílně velká a zařízené se vyznačuje tím,že se v aparatuře na místě,na kterém je rychlost proudění srovnatelně malá, předvádí. otvor,kterým vystupuje část roztoku celulosy z aparatury.

Upřednostněné provádění vynálezackého zařízení se vyznačuje tím,že může vystupovat roztok celulosy,který podle výše uvedeného testu termické stability smísený s dopravovaným roztokem.

celulosy Aá vzestupnou teplota,která leží maximálně 10°C,zejména maximálně 5''C pod vzestupnou teplotou dopravovaného roztoku celulosy.

kýlo tedy nalezeno,že pro amiaonidový způsob vytváří zcela nové řečení to,Se se v rozličných aparaturách vznikající mrtvé prostory mohou eliminovat uspořádáním vhodných otvorů, ktsrými může nahromaděný roztok celulosy vystupovat.Otvor by měl býti tvarován tak,aby byla rychlost odvádění produktu účelně tak velká,aby v závislosti na teplotě a době setrvání v aparatuře vzniklé odbourání nedostačovalo k tomu,aby se termická stabilita směsi z definovaného množství z aparatury vystupující hmoty a definovaného množství intaktní zvlákňovaoí naooy,ovlxvaula roznodupicím zpustneš sumec aom.

Ukázalo se,že jo vzhledem k provozní bezpečnosti dána přijatelná a hospodářů' situace tehdy,když v níže popsaném p duusu může prokázat,že přísadou 1% (vztaženo na intaktní zvlíkňovaoí h.aotu) vystupující hmoty se snižuje termická stabilita v porovnání s intaktní zvlíkňovací hmotou o méně než 10'⁷C,vztaženo na hodnotu shodné intaktní hmoty bez přísady.

Pod pojmem intaktní zvlíkuovaoí hmota se rozumí zvlákňovaoí hmota,která se dopravuje aparaturou hlavním proudem.

následujícími příklady bude vynález ještě blíže popsán.

Test tornestability:

1. Intaktní zvlákaovací hmota /kontrola/

Nejdříve se intaktní zvlákňovací hmota (Složení : 15% c lulosy,75% ΠΠΓΙΟ,10% ”„O) v pevném vykrystalizovaném stavu mele na jemeo v laboratorním mlýnku.

X .J O U kJ -J Jx. J/a-a,:.! V J .x. \ ~ V -J ..L / hb x-J —..ÚO / přičemž se 11,5 g výše připravené zkoušky ohříval v uzavřené tlakové nádobě vyložmií sklen.dako teplotní program se zvol!

step-experiment Standard Software,při kterém se mezi dvěma isotermickými stupni (1.stupeň - SO^C,2.stupen 180°C) zahřívalo velmi pomalu (5°C/h).To zaručovalo v zajímaví oblasti dynamický postup,který poskytoval vynikající reprodukovatelnost pro exotemický děj.Během tohoto ohřevu se průběžně měřila teplota topného pláště /Id/ a teplota zkoušky /TR/.Získaná data zpraco vával počítač.

Reprezentativní výsledek poskytuje obrázek 1 jako křivku A (kontrola),přičemž je jako abscisa zanesena teplota plást (od 100°C) a jako ordináta teplotní rozdíl (°C) mezi zkouškou a pláštěm (TR-TdJ.Z křivky A je patrn^že až do teploty pláště 150°C zřejmě neprobíhají ve zkoušce prakticky žádní anotermické reakce,proto je teplota zkoušky během ohřevu konstantně o asi nižší než teplota pláště.To odpovídá

2. Zůstatek z filtračního pístu.

Jako další byl výše uvedený test opakován s dokonalou směsí z 11,5g výše jmenované jemně mleté zvlákaovací hmoty a 0,0115g (=1%) hmoty zkoušené,která 32 jako povlak nalézala na pístu proplachovacího filtru podle stavu techniky,znázorněného na obrázku 4b.Výsledek je zanesen na obrázku 1 jako křivka 13.

Z křivky je patrné,že se ve zkoumané hmotě vyskytovaly exotermické reakce již od teploty ořib ližně 120°C,což ukazuje, že testovaná směs je termicky mnohem méně stabilní,než intaktní zvlákaovací hmota (kontrola křivka A).

Hmota vyteklá podle vynálezu.

Konečně byl test popsaný pod bodem 2 opakován s vyteklou hmotou,která vystoupila za štěrbiny filtru podle obrázku 4b, vytvoření mezi pístem a stěnou.Výsledek je zanesen na obrázku 1 jako křivka C.

Z křivky vyplývá,že zkoumaná hmota je značně termicky stabilnější než povlak,který so vytváří podle stavu techniky. Zkoumaná h.nota je dokonce pouze nepatrně méně termicky stabilní, než intaktní zvlákňovací hmota (kontrola křivka A).

Zkouška použitelnosti výstupního otvoru.

Aby se mohl otvor předvídaný vynálezem v aparátu testovat na to,zda je ve smyslu vynálezu vhodný pro dostatečně rychlý výstup zvlákňovací hmoty,měří se nejdříve termická stabilita intaktní zvlákňovací hmoty (viz výše bod 1) a pak pod bodem 3 popsaná směsi z intaktní zvlákňovací hmoty s jedním hmotnostním procentem (vztaženo na intaktní zvlákňovací hmotu) vyteklé hmoty.Otvor pak zaručuje ve smyslu předloženého vynálezu dostatečnou provozní bezpečnost,odlišuje-li se termostabilita směsi joa málo od termostability intaktní zvlákňovací hmoty.Jako míra tohoto se pro účely předloženého popisu a patentových nároků definuje tak zvaná vzestupná teplota.Pod vzestupnou teplotou se rozumí teplota pláště (řídící teplota),při které je teplota měřené zkoušky na základě exot emických reakcí o 10~C vyšší mež teplota topného pláště.

Ve smyslu předloženého popisu a patentových nárok” liší S3 termostabilita intaktní zvlákňovací hmoty a teplota směsi pouze málo,je-li rozdíl vzestupných teplot intaktní zvlákňovací hmoty a směsi maximálně 10°C.

Pro ozřejmění se tente princip měření blíže vysvětlí pomocí obrázku 1.

Nejdříve se intaktní zvlákňovací hmotou podle výše uvedené metodiky určí křivka A. Z křivky A je patmó,že intaktní zvlákňovací hmota má vzesupnou teplotu přibližně lG5^MC.Pak 33 připraví pro testování určená směs z intaktní zvlákňovací hmoty a hmoty vystouplá z otvoru a testuje se.Za předpokladu, že křivka C vznikne dle obrázku l,loží vzestupová teplota směni u přibližně IGS^C.ko znamená,že rozdíl vzestupových taplot 33 2^0 (1G5-153) a že otvor,za kterého vystupovala luaota ja ve siayslu předloženého vynálezu vhodně tvarovaný, protože se tarnostabilita směsi od termostability intaktní zvlákňovací hmoty liči jen málo.

V následném 52 na obrázcích 2 až 4 schematicky ukáže,kdo oa nohou na známých aparaturách předvídat podlá vynálezu otvory,ze kterých může vystupovat roztok celulosy.

Obrázky 2a a 2b ukazují vždy v řezu díl vyrovnávacího zařízení (pufru) se zásobníkovým prostorem £ pro příjem zvlákňovací hmoty,přičemž se může velikost zásobníkového prostoru 1 nastavit pohybem válcového pístu 2a,případně 2b.tísobníkový prostor j. jo plněn zvlákňovací hmotou kanálem 3a,přídavné 3b.Vztahovými značkami 4a případně 4b jsou označené odtokové kanály.Vztahové značky 5a případně 5b označují skříň pufru.Vakov vyrovnávací zařízení se v souvislosti s proplachovými filtry označuje také jako proplachovací injektor.

Obrázek 2a představuje vyrovnávací zařízení pudle stavu techniky,ve kterém je píst 2a přesně lícován a prakticky bas vytváření štěrbiny zalícová.i do válcovité zásobníková prostory.Při pohybu pístu 2a se usazuje na jeho povrchu zvlákňovací hmota a rozkládá se v závislosti na teplotě a době usazení, přičemž se mohou vyloučit 3 povrchu pístu ionty kovu.

to.au se zabrání vynálezem tak, že se mezi pí stan 2 b (obrázek 2b) a válcovitou stěnou zásobníkové prostory 1_ předvídá štěrbina o velikosti,kterou -padlo tlaku v zásobníkové prostoře a viskosity zvlákňovací hnuty“ při všech provozních polohách pístu může vystupovat dostatečné množství zvlákňovaoí hmoty, aby se nevytvořila mrtví, prostora a aby se namohla na pístu usazovat zvlákňovaoí hmota,takže se splní výše uvedený požadavek na vysbačující tur.nickou stabilitu.Vystupující zvlákňovnoí hmota je na obrázku 2b znázorněná Šikmo nahoru směřujícími šipkami.

lía obrázku 3 je schematicky v řezu znázorněn kulový kohout.Vztahoví značka J3 označuje páku,kterou se kohout níže zavírat a otevírat.S 5a a 3b jsou označené těsnící kroužky, které se mohou regulovat vsouvacími díly 7a oříondnč 7b.Vztahová U -4 *· značka £ označuje vynálezecký výstupní otvor,kterým může vystupovat zvlákňovací hmota nalézající se v prostoře £ kulového kohoutu.2 nulového kohoutu vystupující hmota je naznačena dolů směřující šipkou.I zde platí,že rozměry výstupního otvoru jsou tehdy zvolení správně,když vystupující zvlaknovacx hmota má výše uvedená kriteria co se týče ternostability.

Obrázek 4 ukazuje schematicky řezy proplachovacím filtrem. Vztahové značky 10a případně 10b označují přítokové kanály filtrované zvlákňovací hmoty,11a případně lib odtokové kanaly# 12a případně 12b označují písty s filtry,13a případně 13b,14a případně 14b označují rejektové vývrty.Vztahoví značky 15a případně 15 b označují skříně a s 15a případně 15b jsou označené rejektové vývrty.

Pru písty 12a případně 12b platí principiálně tytéž vývody,které platí rovněž pro písty 2a a 2b na obrázku 2a případně 2b :Taorve vynálezecké vytvoření štěrbiny mezi válcovitou stěnou pístu 12b a vnitřní stěnou skříně 15b umožňuje vystupování zvlákňovací hmoty a zamezuje na stěně pístu vytváření povlaku,který se na proplachovacím filtru podle obrázku 4á vytváří.

Odborníkovi je jasné,že se předložený vynález dá použít i na jiných aparaturách,které se vyznačují mrtvými prostorami.

Claims (7)

1. Způsob dopravy roztoku celulosy ve vodném terciárním | aminoxidu aparaturou,přičemž jo rychlost proudění v aparaturo rozdílná volků,v yznačující se · j tím, že aa apertuře se na místě, na kterém je rychlost T'J proudění srovnatelně malá,předvídá otvor,kterým část roztoku celulosy vystupuje z aparatury.
2. 2. Způsob podle nároku l,v y z a ačující se tím, že otvor předvídaný v aparatuře je tvarován tak,aby mohl vystupovat roztok celulosy,který podle výše uvedeného testu termostability ve směsi s dopravovaným roztokem celulosy má vzestupovou teplotu maximálně o 10^JC nižší, než je vzestupová teplota dopravovaného roztoku celulosy.
3. 3. Způsob podle nároku 2, v y z n a č u j í o í se ti m že otvor předvídaný v aparatuře je tvarován tak,aby mohl vystupovat rozbor celulosy,který podle výše uvedeného testu termostability ve směsi s dopravovaným roztokem celulosy na vzestupovou teplotu maximálně o 5' C nižší než je vzestupová teplota dopravovaného roztoku celulosy.

   ů.
4. Způsob podle jednoho z jároků 1 až 3,v y z n a S u j í c í s e b í m , že jako aparatura se uvažuje filtr,čerpadlo, ventil,příruba nebo proplachovací injektor.
5. 5. Zařízené na výrobu oelulosového tvarového tělesa amiaoxidovým způsoben,kteréž to zařízení má aparaturu,kterou se dopravuje roztok celulosy,přičemž je rychlost proudění v aparatuře rozdílně velká,v y z n a čující se tím, že je v aparatuře aa místě,na kterém je rychlost proudění srovnatelně malá,předpokládán otvor,kterým vystupuje část celulosy.

   - ''.2

   j.
6. Zařízení podle nároku 5,v y z n a č u j í c í se t í a , že otvor předvídaný v aparatuře je tvarován tak, že může vystupovat roztok celulosy,který podle výše popsaného testu termostability ve snosí s dopravovaným roztokem oelulosy má vzootupovou teplotu,která je o maximálně 10^JC nižší než vzestupová teplota dopravovaného roztoku eolulosy.
7. 7. Zařízení podle nároku 6,v y z a a α u j í o í 3 e t í m , že otvor předvídaný v aparatuře je tvarován tak,že může vystupovat roztok oelulosy,který podle výše uvedeného testu termostability ve směsi s dopravovaným roztokem eelulosy má vzastupovou teplotu, která je o maximaIno o C nizsi,nez vzesbupova teplota aopravovaaeao roztoku oelulosy.