RU2000343C1 - Способ термообработки длинномерных волокнистых полиакрилонитрильных материалов и установка дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термообработке ТО длинномерных волокнистых поли акрилонитрильных материалов в виде полотен, состо щих из большого количества жгутов, нитей или тканых лент. Способ заключаетс  в обработке полотна (П) материала , движущегос  по нескольким  русам, нагретым воздухом (В), подаваемым по теп- лопередающему контуру, при этом В перед подачей в зоху термообработки (ТО) раздел ют на два равных потока и направл ют каждый в плоскости, параллельной П, навстречу друг другу параллельно направлению движени  П, при этом каждый П дел т на одинаковое число подпотоков, движущихс  навстречу друг другу, перпендикул рно направлению движени  П и затем перпендикул рно плоскости волокна, а отсос отработанного теплоносител  (Т) из зоны ТО осуществл ют в обратном пор дке. Установка содержит многозонную камеру (К)3. систему циркул ции в виде вентил тора 1, калорифера 2, воздуховоды 4, средства (С) подачи и отсоса теплоносител  (Т), выполненные в виде гребнеобразных коробов, I сопр женных между собой по типу выступ- впадина и расположенных по всей длине К 3, длина каждого короба не менее ширины зоны К 3. С подачи Т размещено в нижней части К 3, а С отсоса Т - в верхней части К 3.3 ил. 2 табл. i . 5

Description

8

О О

Ј

w П

Изобретение относитс  к способам термообработки длинномерных полиакрило- нитрильных материалов в виде полотен, состо щих из большого количества жгутов, нитей или тканых лент,

Известно, что в печах МПО-2Р по ТУ 27-20-2712-85 (изготовитель - ПО Псковхим- легмаш) термообработку ПАН-материалов провод т путем контакта с теплоносителем, например, воздухом, который движетс  по замкнутому теплопередающему контуру, состо щему из соединенных посредством воздуховодов вентил тора, калорифера и термокамеры. Направл емый в термокамеру поток воздуха движетс  в ней на большой скорости по узким проходам перпендикул рно направлению движени  лент. Причем направление потока в каждом последующем проходе мен етс  на противоположное , и полотна, соответственно, обдуваютс  то с левого, то с правого кра . Однако, как показывает опыт, плотность нитей по ширине полотна отличаетс  на 0,02-0,03 г/см3. что указывает на некоторую неравномерность свойств материала по ширине поло- тен (плотность волокна  вл етс  критерием процесса, по которому суд т о качестве промежуточных материалов и равномерности их свойств, впоследствии определ ющих качество готового продукта). Второй и главный недостаток такой подачи и распределени  внутри термокамеры теплоносител  заключаетс  в невозможности окислени  отдельных некрученных жгутов из-за большой скорости воздуха, движуще- гос  в узких проходах. Воздух раздувает некрученный жгут, и при близком расположении жгутов друг к другу может произойти перепутывание филаментов, что приведет к резкому снижению качества готового мате- риала или даже к обрыву нитей. Тем более этот недостаток касаетс  жгута большого развеса 50000 текс.

Изобретение предлагает принципиально новый способ подачи и распределени  теплоносител  в термокамере, который позвол ет получить равномерное температурное поле. Подача и распределение теплоносител  о термокамере заключаетс  в том, что до поступлени  в зону теплообра- ботки поток воздуха сначала раздел ют на два равных потока и направл ют в плоскости , параллельной полотну, навстречу друг другу параллельно направлению движени  термообрабатываемого полотна волокни- стого материала, а затем каждый поток дел т на одинаковое число подпотоков, не менее четырех. При этом каждый подпоток одного потока воздуха направл ют навстречу каждому подпотоку из другого потока

перпендикул рно направлению движени  обрабатываемого материала, но в плоскости , параллельной полотну, и затем направл ют воздух в зону термообработки перпендикул рно полотну движущегос  материала . Отсос воздуха из зоны термообработки может быть осуществлен о зеркальном пор дке относительно движени  потоков и подпотоков воздуха при его подаче.

Использование описанного приема подачи и распределени  теплоносител  позвол ет получить равномерное температурное поле, которое в свою очередь позвол ет снизить неравномерность свойств материала по ширине и увеличить выход продукции. Кроме того предлагаемый способ позвол ет перерабатывать жгут большого развеса.

Пример 1. Полотно, состо щее из 20 нитроновых жгутов линейной плотности 53000 текс, сформованных по солевому способу , предварительно прогревают при 160°С в течение 3 мин 18 с, выт гива  на 55%. Затем жгутики окисл ют в гтечи с подачей и распределением воздуха согласно предлагаемого изобретени  в две стадии по следующему режиму: 1 стади  - при 215- 230°С с одновременным выт гиванием на 5% в течение 29 мин 38 с; II стади  - при 220-250°С с выт гиванием на 2% в течение 82 мин 57с.

Плотность полученных окисленных волокон приведена в табл.1.

При стандартном режиме окислени  на печи МПО-2Р разброс по плотное™, крайних лент составл ет 1,400-1,420 г/см3.

П р и м е р 2. Ленты шириной 80 мм, сотканные из жгутика нитронового линейной плотности 850 текс, сформованного по солевому способу, предварительно прогревают при 170°С в течение 2 мин 38 с, выт гива  на 50%. Затем ленты окисл ют в печи с подачей и распределением воздуха согласно предлагаемого изобретени  в две стадии по следующему режиму: I стади  - при 215-230°С с одновременным выт гиванием на 7% в течение 23 мин 42 с; II стади  - при 220-240°С с выт гиванием на 3% в течение 66 мин 22с.

Плотность полученных окисленных волокон приведена в табл.2.

Дл  осуществлени  предлагаемого способа подачи и распределени  теплоносител  в печи авторы предлагают устройство дл  термического окислени  движущихс  полотен , состо щих из большого количества жгутов или нитей, или тканых лент.

В насто щее врем  в производстве углеродных материалов дл  термообработки широко используютс  многопроходные пе

чи МПО-2Р по ТУ 27-20-2712-85 (изготовитель ПО Псковхимлегмаш), Эти печи работают следующим образом. Вентил тор посто нно перемещает обрабатывающую среду (воздух) по замкнутому теплопереда- ющему контуру печи. В калорифере воздух нагреваетс  до требуемой температуры и затем подаетс  в термокамеру, где, проход  по р ду узких проходов, окисл ет обрабаты- ваемый материал, направл емый в термокамеру через торцевые отверсти , имеющие створки, и транспортируемый при помощи средств (роликов). Термокамера работает под небольшим разрежением дл  того, чтобы продукты термораспада из нее не попадали в помещение цеха. Печь содержит четыре термокамеры, в которых поддерживаетс  температура, необходима  дл  осуществлени соответствующего технологического режима. Перегородки в термокамерах между проходами расположены таким образом, что воздух с большой скоростью подаетс  в направлении, перпендикул рном движению лент, причем в каждом последующем проходе направление мен етс  на противоположное и п 5лот- на, соответственно, обдуваютс  то с левого, то с правого кра  рабочего пространства печи. Однако, как показала эксплуатаци  печи, плотность нитей по ширине лент, окисленных в ней, отличаетс  на 0,02- 0,03 г/см3, что приводит к ухудшению качества готовой продукции. Второй недостаток печи заключаетс  в невозможности термо- обработки в ней отдельных некрученых жгутов , особенно жгутов большого развеса.

Чтобы исключить все перечисленные недостатки, авторы на основании вышеописанного нового способа подачи и распреде- лени  теплоносител  в термокамере, обеспечивающего равномерное температурное поле, предлагают многопррходное устройство дл  термообработки полотен жгутов.

На фиг.1 дана схема многопроходного устройства дл  термообработки длинномерного волокнистого материала; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство содержит вентил тор 1 с приводом, калорифер 2, термокамеру 3, воздуховоды 4, патрубок, всасывающий свежий теплоноситель 5. патрубок 6, отвод щий от- работанный теплоноситель, ролики 7 дл  направлени  обрабатываемого материала 8, средства подачи и распределени  теплоносител  9 со сьемными сетками 10, средства 11 отсоса газовоздушной смеси из термокамеры со сьемными сетками 10.

5

. « п

Устройство работает следующим образом .

Вентил тор 1 посто нно перемещает обрабатываемую среду по замкнутому теп- лопередающему контуру устройства. В калорифере 2 воздух нагревают до требуемой температуры и вентил тором подают в средства подачи и распределени  теплоносител  9, а затем в термокамеру 3, где он проходит через обрабатываемый материал 8 и отводитс  из термокамеры с помощью средств 11 отсоса газовоздушной среды. Средство подачи теплоносител  расположено в нижней части термокамеры, а средство отвоДа - в верхней части. Каждое из этих средств выполнено в виде гребенок из разного числа коробов, сопр женных между собой по типу выступ-впадина и расположенных по всей длине зоны термообработки , причем длина каждого короба не менее ширины зоны термообработки. Каждый короб имеет переменное сечение и оснащен съемными сетками дл  увеличени  равномерности подачи теплоносител  и возможности проведени  чистки сеток в процессе работы устройства. Короба средства отвода отработанного теплоносител  могут иметь зеркальное расположение относительно коробов средства подачи тепло- носител . Дл  предотвращени  пристенного эффекта боковые стенки термокамеры оснащены ребрами. Термокамера работает под разрежением за счет большего объема выбрасываемого воздуха по сравнению с подачей свежего воздуха

Claims (7)

1. Способ термообработки длинномерных волокнистых полиакрилонитрильных материалов в виде полотна из одиночных нитей, жгутов, прошитых или тканых лент, включающий перемещение полотна по нескольким  русам и нагрев, осуществл емый подачей гор чего воздуха по теплопередаю- щему контуру в зону термообработки и отсосом отработанного теплоносител , отличающийс  тем, что воздух перед подачей в зону термообработки раздел ют на два равных потока и подают навстречу друг другу в плоскости, параллельной плоскости движени  полотна, а каждый поток воздуха дополнительно дел т на одинаковое число-подпотоков и сначала направл ют навстречу друг другу перпендикул рно направлению движени  полотна, а затем перпендикул рно плоскости полотна, отсос отработанного теплоносител  осуществл ют в обратном пор дке подачи воздуха

2. Установка дл  термообработки длинномерных волокнистых полиакрилонитрильиых материалов в виде полотна из одиночных нитей, жгутов, прошитых или тканых лент, содержаща  камеру с не менее чем трем  зонами термообработки, систему рециркул ции теплоносител  в виде вентил тора , калорифера, воздуховодов, средств подами теплоносител  в камеру и отвода отработанного теплоносител , отличающа с  тем, что средства подачи и отвода теплоносител  выполнены в виде равного числа гребнеобразных коробов, сопр женных между собой по типу выступ-впадина и расположенных по шеей длине зоны термообработки , причем длина каждого короба не менее ширины зоны термообработки, при этом средство подачи теплоносител  расположено в нижней части камеры, а средство отвода - в верхней части.

3. Установка по п.2, отличэюща  - с   тем, что каждый короб выполнен с переменным сечением.

4. Установка по пп.2 и 3. отличающа  с   тем, что каждый короб выполнен со съемной сеткой.

5.Установка по пп.2-4, отличающа - с   тем, что короб выполнен с отверсти ми

в боковых стенках.

6.Установка по п.2, отличающа с  тем, что короба средств подачи расположены зеркально относительно коробов средства отвода теплоносителем.

7. Установка по rj.2, отличающа с  тем, что боковые стенки камеры выполнены с ребрами дл  предотвращени  пристенного эффекта.

Г

Таблица 1

Таблица 2

Б-Б

Фиг 2

Ш

Фиг 3

А-А