Способ проводки полотна в сосуд с повышенными параметрами температуры и давления и устройство для его осуществления

 

Использование: в текстильной промышленности, а именно в способах и оборудовании обработки расправленных непрерывных текстильных полотен при повышенных температуре и давлении. Сущность изобретения: способ проводки полотна включает чередование по пути следования полотна воздействия на него контактными напряжениями и гидростатическим давлением жидкости. Полотно дополнительно проводят через зону, заполненную неконденсирующимся и кондиционируемым газом с давлением на 2 - 10 кПа выше давления в сосуде, затем пропускают через жидкость с температурой среды в сосуде. Устройство для осуществления способа содержит механический затвор и примыкающий к нему гидростатический затвор, имеющий средства для транспортировки полотна. Устройство снабжено емкостью-разделителем среды с встроенным в нее отжимом, расположенной за гидростатическим затвором, после которой установлен дополнительный гидростатический затвор. Емкость-разделитель среды сообщается с магистралью подачи сжатого газа и атмосферой, а основной и дополнительный гидростатические затворы - с источниками холодной и горячей рабочей жидкости посредством управляемых клапанов. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к способам и оборудованию обработки расправленных непрерывных текстильных полотен при повышенных температуре и давлении.

Известен способ проводки полотна через стенку, разделяющую среды с различными температурами и давлениями, и устройство для его осуществления (1). Способ состоит в чередовании по пути следования полотна воздействий на его гидростатическими давлениями жидкости и газа. Устройство содержит гидростатический затвор, имеющий средства для транспортирования полотна.

Недостатком известного изображения является то, что оно может применяться только для небольших перепадов давлений и при нулевом перепаде температуры ввиду выбрасывания жидкости из колеи затвора.

Известен способ проводки полотна через стенку, разделяющую среды с различными температурами и давлениями, и устройство для его осуществления (2).

Способ состоит в чередовании по пути следования полотна воздействий на него контактными напряжениями и гидростатическим давлением жидкости. Устройство содержит механический затвор и непосредственно без зазора примыкающий к нему гидростатический затвор, имеющий средства для транспортировки полотна.

Недостатком известного изобретения является то, что жидкость гидростатического затвора за счет конденсации пара в котле на этой жидкости разогревается до температуры пара в котле и валы механического затвора нагреваются этой горячей водой до такой же температуры. Плюс разогрев от трения облицовки валов об уплотнительные детали и в результате внутри облицовки вала температура достигает 150^oC. Охлаждение валов внешней ванной неэффективно, особенно при остановке машины, когда охлаждение идет только от части сектора вала. А от высокой температуры прочность материала облицовки вала (резины) резко падает и облицовка разрушается. Увеличение температуры с 20 до 150^oC уменьшает усталостную прочность резины в 8-12 раз.

Известен способ проводки полотна в сосуд с повышенными параметрами температуры и давления, включающий по пути перемещения полотна воздействий на него контактными напряжениями и гидростатическим давлением жидкости. Устройство для осуществления способа содержит механический затвор и непосредственно без зазора примыкающий к нему гидростатический затвор, имеющий средства для транспортирования полотна (3).

Целью изобретения является повышение эффективности.

На чертеже изображено устройство для проводки полотна.

Способ реализуется в устройстве, которое содержит механический затвор 1 и непосредственно без зазора примыкающий к нему гидростатический затвор 2, имеющий средства 3 для транспортировки полотна 4. Устройство снабжено емкостью-разделителем среды 5 со встроенным в нее отжимом 6, расположенной после гидростатического затвора 2. После емкости 5 установлен дополнительный гидростатический затвор 7.

Емкость-разделитель среды 5 сообщается с магистралью подачи сжатого газа и атмосферой, а основной 2 и дополнительный 7 гидростатические затворы с источниками холодной и горячей жидкости посредством управляемых клапанов 8, 9, 10 и 11. Оба гидрозатвора 2 и 7 снабжены датчиками 12, 13, 14 уровня жидкости, которые функционально (как показано пунктирными линиями со стрелками от датчика к исполнительному органу) связаны с управляемыми клапанами затворов.

Дополнительный гидростатический затвор 7 имеет обводный трубопровод 15 в виде трубы, соединяющей колена гидростатического затвора друг с другом так, что входное отверстие трубы в левом колене затвора опущено ниже датчика 13, а выходное отверстие трубы в правом колене поднято выше предельного уровня жидкости в колене.

В нижней части обводного трубопровода 15 встроен датчик 16 наличия жидкости, функционально соединенный с клапаном 9, сообщающим емкость-разделитель среды 5 с атмосферой.

Датчики уровня и датчик наличия жидкости выполнены, например, в виде двух электродов, которые при наличии жидкости замыкаются ею. Только датчик 14 имеет три электрода и контролирует два уровня: верхний и нижний.

Емкость-разделитель среды 5 имеет оросительную камеру 17, в которую распыляется холодная рабочая жидкость. А основной гидростатический затвор 2 имеет контур циркуляции жидкости, состоящий из насоса 18 и трубопроводов 19. Жидкость циркулирует в сторону движения полотна 4 в зоне, непосредственно примыкающей к механическому затвору 1.

Замкнутый объем рабочего парового сосуда обозначен поз. 20. Полотно 4 проходит из атмосферы внутрь сосуда 20.

Способ проводки полотна осуществляется следующим образом.

В емкости-разделителе среды 5 задается давление, на 2...10 кПа большее давления Р в сосуде 20. Жидкости заливаются в гидростатические затворы 2 и 7. В последнем благодаря конденсации пара в сосуде 20 устанавливается температура t^o. Жидкость на поверхности своего разделителя в сосуде находится в равновесии с паром сосуда. Полотно 4 пока не движется. В оросительную камеру 17 распыляется холодная жидкость, которая постоянно кондиционирует газ в емкости 5, т.е. поддерживает постоянными температуру и влажность газа. Насос 18 включен и жидкость перемешивается и охлаждается в непосредственной близости от механического затвора 1, одновременно этот поток жидкости, двигаясь параллельно плоскостям полотна, натягивает его, не давая захватывать полотно в механические уплотнения затвора 1.

По достижении рабочего режиме температур и давлений в элементах устройства включается привод и полотно 4 начинает транспортироваться. Оно нарушает баланс жидкостей в затворах 2 и 7. Чтобы его восстанавливать, работают датчики уровня 12, 13 и 14 и управляемые ими клапаны 10, 11, 8 и 9. При понижении уровня у датчика 12 он срабатывает и открывает клапан 10, подающий жидкость холодную в затвор 2 до восстановления исходного состояния датчика 12, который закрывает клапан 10. Так же работают датчик 13 и клапан 11, подающий горячую жидкость в затвор 7. Нижняя пара контактов датчика 14 управляет подачей сжатого газа в емкость 5. Если давление там уменьшилось, уровень жидкости у датчика 14 тоже упал, датчик открывает клапан 8 подачи сжатого газа до восстановления исходного состояния. Если давление газа в емкости 5 повысилось, уровень жидкости у датчика 14 возрос, срабатывает верхняя пара контактов датчика 14, которая открывает сброс сжатого газа из емкости 5 с атмосферу через клапан 9.

Отжим 6 при движении полотна 4 служит цели уменьшения перехода с полотном холодной жидкости из затвора 2 в горячий затвор 7.

Таким образом механический затвор воспринимает только давление, а температурный перепад в основном локализуется в горячем гидрозатворе 7. Это дает возможность существенно повысить циклическую прочность деталей механического затвора и применить в нем износостойкие, но не теплостойкие материалы типа полиуретана.

По окончании работы устройства все подающие клапана 8, 10, 11 запираются. Разгерметизируется рабочий сосуд 20, давление в нем резко падает. Чтобы жидкость из затвора 7 не была выбита в сосуд давлением газа в емкости 5 при падении уровня у датчика 13, срабатывает обводной трубопровод 15, жидкость из него выбрасывается, срабатывает датчик 16, который открывает клапан 9 сброса газа из емкости 5. Разгерметизация сосуда 20 не сопровождается выбрасыванием жидкости из гидрозатворов. После исправления в сосуде устройство вновь готово к работе.

Примеры осуществления способа с конкретизацией параметров.

П р и м е р 1. Полотно ткани шерстяной арт. Е-39 "Алеко" поверхностной плотностью 329 г/м² и шириной 142 см из смеси шерсть-полиэфир проходит сквозь стенку в паровой котел, заполненный насыщенным водяным паром давлением избыточным 1 кгс/см² и температурой 119,6^oC.

Вначале на полотно 4 воздействуют контактными напряжениями с максимумом 2 кгс/см² посредством пропускания его через зону контакта друг к другу и уплотненных по образующим валов механического затвора 1. Затем гидростатическим давлением воды с температурой 30^oC в гидростатическом затворе 2, после чего полотно проводят через зону емкости 5, заполненную азотом с абсолютным давлением 205 кПа, т.е. на 5 кПа больше, чем в обслуживаемом сосуде 20. Азот с помощью оросительной камеры 17 кондиционируют, т.е. поддерживают постоянными его температуру и влажность на уровне 40^oC и 75%. Далее полотно пропускают в сосуд 20 через слой воды 7 с температурой 119^oC. Эта вода на границе с азотом не кипит, поскольку температура кипения при давлении 205 кПа равна 120,5^oC, и не передает посредством пара тепло холодной воде затвора 2. Полотно таким образом проходит в сосуд совершенно без потери пара из сосуда и при холодной зоне контактных напряжений.

П р и м е р 2. Полотно хлопчатобумажное арт. 3212 поверхностнойй плотностью 250 г/м² и шириной 120 см проходит в паровой сосуд с давлением избыточным 6 кгс/см² (абсолютное 7 кгс/см² или 700 кПа) и температурой 164,2^oC.

На полотно 4 посредством валов затвора 1 воздействуют контактными напряжениями 10 кгс/см² в максимуме, затем гидростатическим давлением воды затвора 2 с температурой 40^oC и проводят через зону емкости 5 с аргоном под давлением 707 кПа, кондиционируемым до температуры 40^oC и влажности 80%. Далее полотно входит в сосуд 20 через слой воды 7 с температурой 164,2^oC.

Для проводки полотна из сосуда применяются те же способ и устройство, но в зеркальной (обратной) последовательности операций и деталей устройства. Наличие операции отжима в емкости 5 не влияет на проводку, но улучшает ее экономические показатели, препятствуя смешивания холодной в затворе 2 и горячей в слое 7 воды.

Исследовано влияние давления в зоне газа между двумя гидростатическими затворами. Установлено, что если это давление превышает давление в уплотняемом объеме на величину меньше 2 кПа (200 мм в.ст.), жидкость горячая начинает выделять ощутимое количество пара, который активно греет холодную жидкость, что недопустимо. Подъем же перепада давления выше 10 кПа становится неудобен конструктивно, так как перепад в столбах жидкости в 1000 мм приводит к длинным вертикальным петлям неотжатой ткани в оборудовании и неустойчивой проводке ткани.

Таким образом, указанные пределы превышения давления в зоне неконденсирующегося газа над давлением в уплотняемом объеме в 2-10 кПа (200-1000 мм в.ст.) являются оптимальными.

Очевидно, что процесс проводки полотна по предлагаемому способу сопровождается меньшими утечками среды из замкнутого объема, поскольку с областью низкого давления контактирует жидкость 4, и входная часть канала 3 холодная, что позволяет сделать уплотнение еще более надежным.

Формула изобретения

1. Способ проводки полотна в сосуд с повышенными параметрами температуры и давления, включающий по пути перемещения полотна воздействие на него контактными напряжениями и гидростатическим давлением жидкости, отличающийся тем, что полотно после воздействия на него гидростатическим давлением жидкости проводят через герметичную зону, заполненную неконденсирующимся газом, температуру и влажность которого поддерживают постоянными, а давление на 2 - 10 кПа выше давления в сосуде, затем пропускают через жидкость с температурой среды в сосуде.

2. Устройство для проводки полотна в сосуд с повышенными параметрами температуры и давления, содержащее механический затвор, имеющий средства для транспортирования полотна, отличающееся тем, что оно имеет расположенные за гидростатическим затвором последовательно друг за другом емкость-разделитель среды и дополнительный гидростатический затвор.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что емкость-разделитель среды сообщается с магистралью подачи сжатого газа и атмосферой, а основной и дополнительный гидростатические затворы сообщаются с источниками холодной и горячей рабочей жидкости посредством управляемых клапанов, при этом оба гидрозатвора снабжены датчиками уровня жидкости, которые функционально связаны с управляемыми клапанами затворов.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительный гидростатический затвор имеет обводной трубопровод с встроенным в его нижнюю часть датчиком наличия жидкости, функционально соединенным с клапаном, сообщающим емкость-разделитель с атмосферой.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что емкость-разделитель среды имеет оросительную камеру, а основной гидростатический затвор - контур циркуляции жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1