PL61155B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.XII.1970 61155 KI. 29 a, 6/20 MKP D 01 d, 5/28 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Rudolf Lachman, Jan Paszke, Stanislaw Kansy, Henryk Pstrocki, Janusz Ploszajski, Jan Wiszczor Wlasciciel patentu: Instytut Wlókien Sztucznych i Syntetycznych, Lódz (Polska) Urzadzenie do mieszania roztworów przedzalniczych i innych lep¬ kich cieczy Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do mie¬ szania roztworów przedzalniczych i innych lepkich cieczy.Nowym kierunkiem rozwojowym w dziedzinie wlókien chemicznych jest wytwarzanie wielosklad¬ nikowych wlókien, które w porównaniu z wlóknami jednorodnymi charakteryzuja sie trójwymiarowym spiralnym karbikiem, nadajacym wyrobom z tych wlókien wieksza puszystosc i sprezystosc. Cechy te Ujawniaja sie ,po termicznej obróbce wlókna w trakcie przerobu przedzy, w wyrobie gotowym pod¬ czas jego barwienia, parowania lub prania.Wlókna wieloskladnikowe otrzymuje sie przez jednoczesne przedzenie róznych polimerów wlókno- twórczych przy uzyciu wspólnej dyszy przedzalni¬ czej, przy czym stosuje sie zwykle polimery o róz¬ nym skurczu.Wlókna wieloskladnikowe formuje sie metoda ze stopu polimerów, metoda suchego przedzenia lub metoda mokra z roztworów polimerów.Znanych jest wiele sposobów i rozwiazan kon¬ strukcyjnych urzadzen, umozliwiajacych uzyskanie wlókien o róznym rozmieszczeniu polimerów w ich przekroju poprzecznym i wzdluz formowanego wló¬ kna. Wiekszosc jednak tych rozwiazan odnosi sie do otrzymywania wlókien ze stopów polimerów.Trudnym problemem przy wytwarzaniu wlókien wieloskladnikowych z roztworów polimerów jest konstrukcja urzadzenia, pozwalajaca na przedzenie tych wlókien przy uzyciu dysz przedzalniczych, po¬ lo 15 20 30 siadajacych do kilkudziesieciu tysiecy otworów o srednicach rzedu do kilkudziesieciu mikronów. Po¬ wazne bowiem trudnosci stwarza wlasciwe i zamie¬ rzone uporzadkowanie poszczególnych strug skla¬ dowych roztworów przedzalniczych w sposób za¬ pewniajacy odpowiednie rozmieszczenie tych strug wzdluz osi formowanych wlókien, a takze maksy¬ malna ilosc linii podzialu pomiedzy strugami, nie dopuszczajac jednoczesnie do powstania jednorod¬ nej mieszaniny.Znane urzadzenia do wytwarzania wlókien wielo¬ skladnikowych posiadaja korpus, którego wnetrze podzielone jest na komory, przy czym komory te oddzielone sa od siebie perforowanymi plytkami lub plytkami dyszowymi. Do kazdej z komór doprowa¬ dzany jest jeden z komponentów roztworu przedzal¬ niczego. Zamkniecie komory wylotowej stanowi dy¬ sza przedzalnicza. Komponent doprowadzany do pierwszej komory jest nastepnie przetlaczany przez plytki perforowane lub plytki dyszowe i w postaci elementarnych struzek trafia do drugiej komory, wypelnianej drugim komponentem. Dalej oba kom¬ ponenty sa przetlaczane wspólnie przez otwory dy¬ szy przedzalniczej.Odpowiednie uksztaltowanie komory wylotowej jak i rozmieszczenie otworów w dyszy przedzalni¬ czej i jej odleglosc od plytki perforowanej lub plyt¬ ki dyszowej, pozwala na uzyskanie róznych efektów strukturalnych w wytwarzanej wiazce formowa¬ nych wlókien. 6115561155 Znane sa równiez urzadzenia posiadajace komory, do których doprowadzane sa rózne komponenty roz¬ tworu przedzalniczego przy czym wylot z tych ko¬ mór przedzielony jest wspólna ostra krawedzia usy¬ tuowana w bezposredniej bliskosci otworów dyszy przedzalniczej w ten sposób, ze wyplywajace z ko¬ mór komponenty lacza sie z soba bezposrednio przed dysza przedzalnicza lub w otworach wlotowyeh. dy¬ szy przedzalniczej.Zamierzone efekty strukturalne elementarnych wlókien uzyskujejsle^pracz"odpowiednie ustawienie i ksztalt? ostrej krawedzi, wzdluz której nastepuje zetkniecie sie komponentów wyplywajacych z ko¬ mór.W innych z kolei znanych urzadzeniach element doprowadzajacy poszczególne komponenty do wspólnej komory stanowi zespól plytek przedzielo¬ nych przekladkami. Plytki te maja ksztalt pierscieni o jednakowej srednicy zewnetrznej, a o róznych srednicach otworów wewnetrznych. Przekladki zas maja kanaliki laczace przestrzen wspólnej komory z odpowiednimi komorami, dla których doprowa¬ dzane sa poszczególne komponenty roztworu prze¬ dzalniczego. . Zespól plytek usytuowany jest w ten sposób, ze czesc wspólnej komory, ograniczona po¬ wierzchniami otworów wewnetrznych plytek ma ksztalt zblizony do stozka rozszerzajacego sie w kie¬ runku przeplywu komponentów. Wylot wspólnej ko¬ mory ograniczony jest dysza przedzalnicza.Powyzsza konstrukcja pozwala na uzyskanie we wspólnej komorze strug, których przekrój .poprzecz¬ ny w stosunku do kierunku przeplywu komponen¬ tów, ma ksztalt wspólsrodkowych pierscieni, przy czym pierscien utworzony z jednego komponentu przedzielony jest pierscieniem utworzonym z dru¬ giego komponentu.Odpowiedni ksztalt wspólnej komory oraz uklad i rozmieszczenie otworów dyszy przedzalniczej poz¬ wala na uzyskanie takiego efektu, ze linie podzialu miedzy strugami (pierscieniami) róznych komponen¬ tów przechodza przez okregi kól, na których umieszczone sa otwory dyszy przedzalniczej.Znane jest równiez urzadzenie zlozone z szeregu dopasowanych do siebie plytek z otworami.Plytki te ujete sa w pakiet tak, ze otwory te tworza szereg kanalów, z których jeden polaczony odpowiednio z pozostalymi kanalami tworzy wspól¬ ny kanal zamkniety u wylotu dysza przedzalnicza.Doprowadzane do poszczególnych kanalów rózne komponenty, lacza sie w tym wspólnym kanale two¬ rzac niejednorodna mieszanine, która przetlaczana jest nastepnie przez dysze przedzalnicza.Znane rozwiazania konstrukcyjne urzadzen do wytwarzania wlókien wieloskladnikowych posiadaja wiele mankamentów, które utrudniaja .wzglednie uniemozliwiaja uzycie ich do wytwarzania wlókien wieloskladnikowych przy stosowaniu dysz przedzal¬ niczych, w których ilosc otworków siega okolo 40.000, a srednica kazdego otworka jest rzedu kil¬ kunastu mikronów.Urzadzenia, w których jeden z komponentów jest wtlaczany do drugiego komponentu za posrednic¬ twem perforowanej plytki lub plytek dyszowych, nie pozwalaja na uzyskanie zbyt duzej ilosci strug elementarnych, a wiec i linii podzialu miedzy- po¬ szczególnymi komponentami roztworu przedzalni¬ czego. Spowodowane to jest stosowaniem jedynie ograniczonej ilosci otworów o stosunkowo duzych srednicach, ze wzgledu na mozliwosc nadmiernego 5 wzrostu cisnienia w komorze przed plytka lub dy¬ sza perforowana.Urzadzenia oparte na zasadzie laczenia kompo¬ nentów wzdluz ostrej krawedzi, umieszczonej bez¬ posrednio przed otworami dyszy przedzalniczej, nie 10 moga byc stosowane do dysz przedzalniczych o du¬ zej ilosci otworów ze-wzgledów-czysto^konstrukcyj¬ nych, poniewaz niemozliwi* jest wykonanie tak pre¬ cyzyjnego urzadzenia, które pozwoliloby na wpro¬ wadzenie róznych komponentów do otworków o 15 srednicy rzedu kilkunastu mikronów, oddalonych od siebie o ulamki milimetra.Konstrukcja urzadzenia, którego elementem pod¬ stawowym jest zespól plytek pierscieniowych po¬ dzielonych przekladkami z kanalikami, pozwala teo- 20 retycznie na uzyskanie duzej ilosci linii podzialu rniedzy komponentami we wspólnej komorze, co po¬ zwoliloby ewentualnie na stosowanie dyszy prze¬ dzalniczej o duzej ilosci otworków rzedu nawet do 40.000. Zastosowanie - praktyczne jednak tego urza- 25 dzenia napotykaloby na powazne trudnosci zwiaza¬ ne z koniecznoscia stosowania bardzo duzej ilosci plytek pierscieniowych, a tym samym zwiekszenie pokazne gabarytów tego urzadzenia jak równiez po¬ wazny wzrost oporów przeplywu komponentów 30 miedzy poszczególnymi plytkami. Powoduje to sze¬ reg niedogodnosci konstrukcyjnych i eksploatacyj--" nych.Urzadzenie skladajace sie z szeregu plytek z otwo¬ rami, gdzie plytki te ujete sa w pakiet ma te za- 35 sadnicza wade, ze jest trudne w eksploatacji prze¬ myslowej poniewaz sklada sie ze zbyt duzej ilosci czesci, co powoduje trudnosci w utrzymaniu poza¬ danej szczelnosci miedzy plytkami. Poza tym kom¬ plikuje konieczny czesty demontaz i montaz urza- 40 dzenia spowodowany potrzeba czyszczenia poszcze¬ gólnych elementów tego urzadzenia.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad i nie¬ dogodnosci przez opracowanie urzadzenia do mie¬ szania roztworów przedzalniczych, które umozliwi 45 doprowadzenie duzej ilosci odpowiednio i równo¬ miernie rozmieszczonych strug poszczególnych roz¬ tworów polimerów do dyszy przedzalniczej o ilosci otworów okolo 40.000 i ich srednicy rzedu kilkuna¬ stu mikronów, oraz formowanie wlókien wielo- 50 skladnikowych wysokoskarbikowanych o trwalym trójwymiarowym karbiku.Cel ten zostal osiagniety przez konstrukcje urza¬ dzenia skladajacego sie ze zbiornika podzielonego na trzy komory, z których dwie umieszczone jedna 55 w drugiej ograniczone sa w swej dolnej czesci roz¬ dzielaczem oddzielajacym je od trzeciej komory.Komponenty, na przyklad roztwory polimerów, wprowadza sie w sposób ciagly do mieszacza, przy czym do jednej z komór wprowadza sie komponent 60 jednego rodzaju, a do drugiej komory komponent inny. Nastepnie komponenty te przechodza przez rozdzielacz do trzeciej wspólnej komory, z której doprowadzane sa do Aysiy przedzalniczej.Rozdzielacz stanowi perforowana plytka z osa- 65 dzona w niej ksztaltka rozdzielcza zapewniajaca61155 6 optymalne warunki przeplywu, komponentów przez perforowana plytke, jak i. przez wspólna ..komore.Perforowana plytka posiada szczeliny lub/i otwo¬ ry dowolnego ksztaltu, których laczna powierzchnia nie moze przekraczac 85% calkowitej powierzchni perforowanej plytki od strony wyplywu, to jest po¬ wierzchni, która graniczy bezposrednio, z trzecia wspólna komora. Szczeliny lub/i otwory w perforo¬ wanej plytce sa umieszczone w szeregu linii, któ¬ rych kierunek jest zblizony do kierunku promie¬ nia poprzecznego przekroju zbiornika, przy czym wszystkie szczeliny lub/i otwory umieszczone w jednej linii lacza wspólna komore tylko z jedna ko¬ mora. W ten sposób przez szczeliny lub/i otwory umieszczone w jednej linii przeplywa tylko jeden komponent.Odleglosc miedzy szczelinami lub/i otworancii umieszczonymi w jednej linii jest ^ 2,5 d, gdzie d oznacza odpowiednio dlugosc szczeliny lub srednice otworu. Zapobiega to laczeniu sie strug tego samego komponentu przeplywajacego otworami lub/i szcze¬ linami umieszczonymi w róznych liniach.W dolnej czesci urzadzenia do mieszania roztwo¬ rów przedzalniczych, we wspólnej komorze za-per¬ forowana plytka rozdzielacza, umieszczony jest pierscien kierowniczy z lopatkami, lub kilka pier¬ scieni kierowniczych, przy czym lopatki te nachy¬ lone sat pod katem 30°, korzystnie 45°, do po¬ wierzchni plytki rozdzielacza od strony wyplywu.Dobór kata nachylenia lopatek uzalezniony jest sci¬ sle od rodzaju mieszanych komponentów.W razie koniecznosci wiekszego rozdrobnienia strug komponentów, urzadzenie zaopatrzone jest do¬ datkowo w perforowana plytke lub plytki zamo¬ cowane u wylotu wspólnej komory.Perforacje plytki stanowia otwory lub/i szczeliny wykonane pod katem od 0^80° w stosunku do osi urzadzenia. Wykonanie otworów lub/i szczelin pod, katem pozwala na zwiekszenie linii podzialu miedzy poszczególnymi komponentami.Odmiane urzadzenia wedlug wynalazku, stanowi rozwiazanie konstrukcyjne skladajace sie ze zbior¬ nika podzielonego na trzy komory, usytuowane ko¬ lejno w kierunku przeplywu komponentów. Do pierwszej i drugiej komory doprowadzane sa por szczególne komponenty, trzecia natomiast komora jest komora wspólna dla obu komponentów.Elementem dzielacym zbiorniki na trzy komory jest rozdzielacz, który sklada sie z dwóch perforo¬ wanych plytek ze szczelinami lub/i otworami. Czesc szczelin lub/i otworów plytki stanowiacej przegrode miedzy wspólna komora a srodkowa komora, jest polaczona odpowiednio rurkami ze wszystkimi szczelinami lub/i otworami perforowanej plytki, sta¬ nowiacej przegrode miedzy srodkowa a górna ko¬ mora.Taka konstrukcja rozdzielacza pozwala na ewen¬ tualne wyeliminowanie pierscieni kierowniczych z lopatkami.Urzadzenie do mieszania roztworów przedzalni¬ czych i innych lepkich cieczy, wedlug wynalazku, zapewnia doprowadzenie duzej ilosci odpowiednio i równomiernie rozmieszczonych strug poszczegól¬ nych roztworów polimerów do dyszy przedzalniczej, a tym samym pozwala na zwiekszenie linii podzia¬ lów miedzy strugami, w przekroju poprzecznym w stosunku do kierunku przeplywu komponentów, co pozwala na wytwarzanie wlókien wysokoskarbiko- wanych. 5 Urzadzenie wedlug wynalazku moze miec równiez zastosowanie do barwienia w masie wlókien i two¬ rzyw sztucznych celem uzyskania miedzy innymi róznych efektów kolorystycznych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na ry- 10 sunku w przykladach wykonania, w którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do' mieszania roztworów przedzalniczych i innych lepkich cieczy w przekroju podluznym z czesciowym widokiem rozdzielacza i pierscieni kierowniczych, a fig. 2 Urzadzenie wedlug 15 wynalazku w przekroju poprzecznym wzdluz linii A^B i C—D na fig. 1, fig. 3 obrazuje odmiane urza¬ dzenia do mieszania roztworów Drzedzalniczych i innych lepkich cieczy w przekroju podluznym, a fig. 4 — urzadzenie wedlug wynalazku w przekroju 20 poprzecznym wzdluz linii A—A na fig. 3.Fig. Ag. 5—11 przedstawiaja szczeliny i otwory w widoku od strony wyplywu z perforowanej plytki rozdzielacza, fig. 12 przedstawia rozmieszczenie strug roztworów po wyjsciu z rozdzielacza przed- 25* stawionego na fig. fig. 1 i 2.Urzadzenie do mieszania roztworów przedzalni¬ czych i innych lepkich cieczy przedstawione na fig. 1 stanowi zbiornik 1 u góry zamkniety pokrywa 2, dociskana kolnierzem 8. 30 Umieszczona w pokrywie 2 rura 6 ma zamocowa¬ na na niej perforowana plytke 3, której perforacje stanowia szczeliny o róznych szerokosciach. W plyt¬ ce perforowanej 3 zamocowana jest ksztaltka roz¬ dzielcza 5, która ma postac walca nieregularnie 3 zaostrzonego z obu stron. Plytka perforowana 3 i ksztaltka rozdzielcza 5 tworza rozdzielacz mieszal¬ nika, który wraz ,z rura 6 dzieli zbiornik na trzy komory a, b i c w ten sposób, ze komora a umiesz¬ czona jest wewnatrz komory b. Na ksztaltce roz- 40 dzielczej 5 osadzone sa dwa pierscienie kierownicze 4 z lopatkami. W dolnej czesci zbiornika 1, u wy¬ lotu komory c osadzona jest plytka, 7 z otworami.Perforowana plytka 3 rozdzielacza ma szczeliny stanowiace ujscie z komór a i b do komory c. 45 Laczna. powierzchnia tych szczelin wynosi okojo 500/0 powierzchni perforowanej plytki 3 rozdziela¬ cza od strony wyplywu. Szerokie szczeliny lacza komore c z komora b, wezsze natomiast szczeliny lacza komore c z komora a. Takie zróznicowanie 50 szerokosci szczelin pozwala na uzyskanie jednako¬ wej szybkosci wyplywu komponentów z rozdziela¬ cza w przypadku stosowania technologii, wymaga¬ jacej róznego skladu procentowego poszczególnych komponentów. 55 Plaszczyzny lopatek pierscieni kierowniczych 4 sa nachylone pod katem 45° do plaszczyzny plytki 3 rozdzielacza od strony wyplywu, przy czym lopat¬ ki usytuowane sa w ten sposób, ze linia utworzona ze srodkowych punktów lezacych wzdluz wewne-/ 60 trznej powierzchni kazdej lopatki jest styczna do okregu, którego srednica wynosi polowe wewnetrz¬ nej srednicy zbiornika 1. Dla zmniejszenia oporów przeplywajacych komponentów powierzchnie czolo¬ we lopatek sa zaostrzone lub zaokraglone. 65 Roztwory polimerów wprowadza sie do urzadze-61155 nia w sposób ciagly, przy czym jeden roztwór wpro¬ wadza sie do komory a, a drugi roztwór do komo¬ ry b.Z komór tych roztwory polimerów wyplywaja po¬ przez rozdzielacz do komory c w postaci strug rów¬ nomiernie rozlozonych w calym przekroju poprzecz¬ nym tej komory, gdzie strugi jednego roztworu prze¬ dzielone sa strugami drugiego roztworu. W ten spo¬ sób ulozone strugi przeplywaja dalej przez piers¬ cienie kierownicze 4 z lopatkami, które powoduja wzdluzne ich pociecie, rozdrobnienie i przemiesz¬ czenie przy jednoczesnym nadaniu tym strugom ru¬ chu wirowego. Dalsze rozdrobnienie strug uzyskuje sie po przeprowadzeniu ich'przez otwory plytki 7.Tak rozdrobnione, i równomiernie rozlozone stru¬ gi doprowadza sie dalej do dyszy przedzalniczej.Urzadzenie przedstawione w swej odmianie na fig. 3 sklada sie ze zbiornika 1 z króccem 10, zamk¬ nietego, u góry i u dolu pokrywami 2 zaopatrzony¬ mi w krócce 11. W zbiorniku 1 umieszczony jest rozdzielacz, który stanowia perforowane plytki 3 i 3' oraz rurki 9. Czesc otworów perforowanej plyt¬ ki 3 jest polaczona rurkami 9 ze wszystkimi otwo¬ rami perforowanej plytki 3*.W odmianie urzadzenia do mieszania roztworów przedzalniczych i innych lepkich cieczy, zbiornik 1 z pokrywami 2 jest podzielony na trzy komory a, b i c perforowanymi plytkami 3 i 3'. Komora c jest wspólna komora dla mieszanych komponentów.Rozdzielacz jest umieszczony w zbiorniku 1 tak, ze krpciec 10, doprowadzajacy jeden z komponen¬ tów do zbiornika 1, znajduje sie miedzy perforowa¬ nymi plytkami 3 i 3' rozdzielacza.Ilosc otworów w perforowanej plytce 3 jest oko¬ lo 50°/o wieksza od ilosci otworów w plytce 3'. Sred¬ nica otworów perforowanej plytki 3 mierzona na jej powierzchni od strony wyplywu wynosi 0,2— 4 nim, przy czym ich laczna powierzchnia wynosi okolo 30% calkowitej powierzchni perforowanej plytki 3 rozdzielacza od strony wyplywu.Otwory w perforowanej plytce 3 umieszczone sa w ten sposób, ze kazdy z otworów polaczonych rur¬ kami 9 z otworami plytki 3, stanowiacy ujscie z ko¬ mory a do komory c podzielony jest otworem sta¬ nowiacym ujscie z komory b do komory c.Taki uklad otworów, pozwala na równomierne umieszczenie strug poszczególnych komponentów w calym przekroju poprzecznym komory c.W dalszej czesci zbiornika 1, u wylotu komory 5 c osadzona jest plytka 7 z otworami.Tak rozdrobnione i równomiernie rozlozone stru¬ gi doprowadza sie dalej do dyszy przedzalniczej. 10 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do mieszania roztworów przedzal¬ niczych i innych lepkich cieczy, posiadajace zbior¬ nik podzielony na trzy komory, z których dwie slu- 15 za do osobnego doprowadzania kazdego z kompe- nentów poprzez rozdzielacz do wspólnej komory, znamienne tym, ze wyposazone jest w perforowana plytke (3), z osadzona w niej ksztaltka rozdzielcza (5), jeden lub kilka pierscieni kierowniczych (4) z 20 lopatkami i plytka lub plytkami (7).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze szczeliny lub/i otwory w perforowanej plytce (3) zajmuja powierzchnie nie przekraczajaca 85% cal- , kowitej powierzchni tej plytki od strony wyplywu. 25 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 112, znamienne tym, ze szczeliny lub/i otwory w perforowanej plytce (3) sa umieszczone w szeregu linii, których kierunek jest zblizony do kierunku promienia poprzeczne¬ go przekroju zbiornika (1), przy czym szczeliny 30 lub/i otwory umieszczone w jednej linii, lacza wspólna komore (c) z komora (a) lub z komora (b). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze odleglosc miedzy szczelinami lub/i otworami umieszczonymi w jednej linii jest 2,5 d, gdzie d 35 oznacza odpowiednio dlugosc szczeliny lub srednice otworu. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze plytka (7) ma szczeliny lub/i otwory wykonane pod katem od 0^80° w stosunku do osi urzadzenia. 40 6. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1 i 2 zna¬ mienna tym, ze rozdzielacz stanowia plytki (3), i (3*) ze szczelinami lub/i otworami, przy czym czesc szczelin lub/i otworów plytki (3 polaczona jest rur¬ kami (9) ze wszystkimi szczelinami lub/i otworami 45 plytki (3^.KI. 29 a, 6/20 61155 MKFD 01 d, 5/28 Przekrti A-BI zzzzz^ss PnekrtfjC-D figi fig 4KI. 29 a, 6/20, 61155 MKP D 01 d, 5/28 fig- 5 ^e^^^ pfl-9 fig. 10 O Ó O O o o o o f/g. 11 fig. Xl WDA-l. Zam. 5731. Naklad 230 egz. PL PL