Прядильная головка для производства волокон из расплава полимеров

 

Изобретение относится к устройствам для производства синтетических волокон из расплава полимера аэродинамическим способом, в частности к прядильным головкам для формирования нетканых фильтровальных материалов, и может быть использовано в производстве нетканых материалов. Прядильная головка содержит рабочий огран из двух разъемных элементов 1 и 2, образующих при совмещении наконечник 3 клиновидного сечения и две прилегающие к наконечнику крышки 5 и 6. Разъемные элементы имеют посадочные пазы, а прилегающие крышки - ответные выступы, которые препятствуют образованию зазора между разъемными элементами 1 и 2. 2 з. п. ф - лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для производства синтетических волокон из расплава полимера аэродинамическим способом, в частности к прядильным головкам для формования нетканых фильтровальных материалов, и может быть использовано в производстве нетканых материалов, а также в процессе изготовления волокнистых глубинных фильтровальных элементов, используемых для очистки нейтральных и агрессивных жидкостей в электронной, химической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны и широко применяются за рубежом прядильные головки для производства волокон из расплавов полимеров, содержащие рабочий орган с каналами для экструзии расплава полимера и верхние и нижние крышки, образующие при смыкании воздушную щель, через которую истекает нагретый газ, под воздействием которого происходит вытягивание и утонение синтетической нити (патент США N 3755527, кл. D 01 D 5/12). Эффективность прядильных головок данного класса оценивается удельным расходом сжатого воздуха на единичную производительность, приходящуюся на одно отверстие.

Основное направление по усоверешенствованию головок было сосредоточено на разработке таких конструкций головок, которые бы приводили к снижению удельного расхода воздуха и таким образом повышали бы эффективность прядильных головок (Narasimhan, K. M. Shambaugh, R. L. "Melt Blowing: Ceneral Egnation Development and Experiment Verification of Simplified Model". AIChE I, 1988, s. 284).

Известна конструкция прядильной головки, содержащая разъемный рабочий орган с вытянутыми капиллярами для экструзии расплава полимеров и плоский экранный элемент с множеством отверстий квадратной или треугольной формы, количество которых равно количеству капилляров, размещенных в квадратных или треугольных отверстиях, предназначенных для истечения сжатого воздуха (патент США N 4380570, кл. D 04 H 1/04).

Недостатком этой конструкции является снижение эффективности при работе с полиолефинами, возникающее вследствие того, что капилляры являются неразборными и подвержены в процессе эксплуатации образованию "нагара", в результате очистка их сопряжена с определенными затратами времени, что и снижает эффективность прядильной головки и повышает удельный расход воздуха.

Наиболее близкой к предлагаемой является прядильная головка для производства волокон, содержащая рабочий орган, образованный из двух элементов с выступами клиновидного сечения и центрально расположенными каналами для течения расплава полимера, причем для упрощения очистки капилляров от "нагара" каналы образованы путем совмещения двух элементов рабочего органа. Кроме того, прядильная головка содержит два разъемных элемента корпуса, повторяющие по форме элементы рабочего органа и образующие при совмещении квадратные отверстия для истечения воздуха, при этом центр окружности выходного отверстия капилляров совмещен с центром воздушного отверстия (патент ФРГ N 2550463, кл. D 01 D 5/12).

В этом техническом решении, взятом за прототип, путем совмещения центров капилляров для истечения полимера и воздушных отверстий достигается некоторое снижение удельного расхода воздуха и повышается эффективность прядильной головки. Однако и этой конструкции присущи недостатки, которые снижают эффективность прядильных головок данного класса. Одним из недостатков является то, что при увеличении количества отверстий, что соответственно вызывает увеличение ширины рабочего органа по линии совмещения воздушных отверстий истечения расплава, снижается надежность сопряжения двух элементов рабочего органа, часть массы расплава под воздействием давления расплава истекает по промежуткам между отверстиями, что приводит к снижению качества формуемого волокна. В конструкции отсутствуют какие-либо элементы или узлы, которые препятствовали бы вертикальному перемещению элементов рабочего органа в процессе эксплуатации. Кроме того, совмещение контурных линий смежных воздушных отверстий приводит к непроизводительному расходу воздуха, который в этом случае истекает в промежутках между отверстиями для истечения расплава и не производит полезной работы. Отмеченные недостатки снижают эффективность рассматриваемой головки для формования полимерных волокон.

Цель изобретения - повышение эффективности при формовании волокон из полиолефинов.

На фиг. 1 представлен разрез предлагаемой головки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Прядильная головка содержит рабочий орган из двух разъемных элементов 1 и 2, образующих при совмещении наконечник 3 клиновидного сечения, в котором расположены прядильные отверстия 4, и две прилегающие к наконечнику крышки 5 и 6 с каналами 7 для истечения воздуха. Разъемные элементы имеют посадочные пазы 8, размещенные в наконечнике 3 клиновидного сечения, а прилегающие крышки 5 и 6 - ответные выступы 9, размещенные параллельно между каналами 10-13. Ответные выступы 9 в посадочных пазах 8 воздействуют на наконечник 3, препятствуя раздвижке при формовании волокон из полиолефинов при повышении давления экструзии.

При совмещении прилегающих крышек 5 и 6 образуются каналы 10-13 истечения, в которых соосно расположены прядильные отверстия 4, при этом длинная ось эллипса канала 12 расположена перпендикулярно, а длинная ось эллипса канала 13 - параллельно линии совмещения.

Прядильная головка работает следующим образом.

Расплав полимера из полиолефина поступает от шнекового экструдера (не показан) в прядильные отверстия 4, образованные при совмещении двух разъемных элементов 1 и 2, экструдируется через наконечник 3 и под давлением истекает через прядильные отверстия 4. Сжатый воздух через каналы 7 воздействует на истекающие из прядильных отверстий 4 струйки расплава и обеспечивает интенсивный отвод тепла и кристаллизацию расплава полимера, обращая их в волокно. При повышении давления расплава в каналах 7 возникает усилие вертикального перемещения, которое компенсируется воздействием на наконечник 3 ответными выступами 9, размещеными в посадочных пазах 8. Так как посадочные пазы и ответные выступы параллельны между собой, повышается точность совмещения прядильных отверстий 4 в квадратных, круглых или эллипсных каналах 10-13 истечения воздуха. Истекающий воздух в этом случае расходуется только на процесс охлаждения волокна и увеличение коэффициента утонения, повышая тем самым эффективность формования. В зависимости от требований к факилу выпрядаемого волокна может быть использована эллипсная форма отверстий истечения воздуха с различным расположением длинной оси относительно линии совмещения прилегающих крышек.

Опытная проверка предлагаемого изобретения в производственных условиях показала, что возможно снижение при одновременном повышении качества нетканого материала из полиолефиновых волокон, а увеличение давления экструзии позволяет увеличить производительность формования глубинных фильтров в 1,5-2 раза. (56) Заявка ФРГ N 2550463, кл. D 01 D 5/12, 1978.

Формула изобретения

1. ПРЯДИЛЬНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОЛОКОН ИЗ РАСПЛАВА ПОЛИМЕРОВ, содержащая разъемный рабочий орган, имеющий наконечник клиновидного сечения, в котором расположены две прилегающие к наконечнику крышки с каналами для истечения воздуха, образующие при совмещении отверстия истечения, центры которых совмещены с центрами прядильных отверстий, отличающаяся тем, что разъемные элементы рабочего органа дополнительно содержат посадочные пазы, выполненные в наконечнике параллельно между собой, а прилегающие крышки содержат ответные выступы, расположенные параллельно между каналами для истечения воздуха и воздействующие на наконечник при совмещении в посадочных пазах.

2. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что отверстия истечения воздуха имеют форму квадрата, круга или эллипса с различным расположением большей оси.

3. Головка по п. 2, отличающаяся тем, что большая ось эллипса расположена перпендикулярно или параллельно линии совмещения прилегающих крышек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2