Устройство для непрерывной обработки длинномерного материала

 

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для отделки длинномерных материалов, например химических волокон, нитей, пленок. Сущность: устройство для непрерывной обработки длиномерного материала содержит камеру, направляющие ролики, средства подачи и отвода материала, герметизирующий затвор. Внутри камеры установлен смеситель на одной оси с герметизирующим затвором. Последний выполнен в виде единой вертикальной трубы для входящего и выходящего материала. Расстояние между осями направляющих роликов в вертикальной трубе лежит в интервале (2R+τ)-(2R+2τ)+(2-15) мм, где τ - толщина материала, мм; R - радиус ролика, мм. Камера выполнена обогреваемой. Смеситель выполнен в виде лопастного колеса. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к оборудованию для вытягивания и отделки длинномерных материалов, например химических волокон, нитей, пленок и т.п.

Известно устройство (авт. св. N 1553573, кл. D 01 D 13/00, 1990), содержащее смонтированный на основании с возможностью вращения барабан, ролики, механизм подачи и отвода длинномерного материала.

Согласно настоящему изобретению устройство для непрерывной обработки длинномерного материала в жидкости содержит обогреваемую жидкостную камеру, направляющие ролики, средства подачи и отвода обрабатываемого материала и обрабатывающей жидкости и герметические затворы, смеситель, расположенный внутри жидкостной камеры на одной оси с герметизирующим затвором, а герметизирующий затвор выполнен в виде единой вертикальной трубы для входящего и выходящего материала, при этом расстояние между осями направляющих роликов в герметизирующей трубе находится в интервале от (2R + τ) до (2R + 2τ ) + (2-15) мм, где τ толщина материала, мм; R радиус ролика, мм. Смеситель может быть выполнен в виде лопастного колеса, кинематически связанного с направляющими роликами. Вертикальный герметизирующий затвор может быть выполнен в виде гофрообразной трубы и при этом содержит дополнительные направляющие ролики в точках перегиба трубы.

Применение в устройстве для непрерывной обработки длинномерного материала смесителя, расположенного в центре жидкостной камеры, позволяет интенсивно перемешивать обрабатывающую жидкость и за счет этого создавать постоянную концентрацию обрабатывающего агента (отбеливателя, красителя, модификатора и т.д.). Кроме того, расположение смесителя на одной оси с герметизирующей трубой создает своеобразный запирающий эффект в камере перед герметизирующей трубой, и за счет этого повышается давление над жидкостью в камере. Это позволяет без увеличения длины герметизирующей трубы и дополнительных затрат энергии повысить давление и температуру в камере.

Применение единой герметизирующей трубы для входящего и выходящего длинномерного материала и размещение в ней направляющих роликов на входе и выходе из нее при расстоянии между осями в интервале от (2R +τ ) до (2R + 2 τ) + (2-15) мм позволяет обеспечить условия для создания в трубе турбулентного потока жидкости, препятствующего выбросу жидкости из трубы.

На фиг. 1 представлена схема размещения основных узлов устройства; на фиг.2 вариант герметизирующей трубы гофрообразной формы; на фиг.3 схема расположения направляющих роликов в герметизирующей трубе.

Устройство содержит обогреваемую жидкостную камеру 1, снабженную, например, рубашкой обогрева 2, и единую темперируемую трубу 3 для входящего и выходящего обрабатываемого материала, разделенную на температурные зоны, также снабженную рубашкой обогрева 4. Камера 1 и труба 3 снабжены направляющими роликами 5, расстояние между осями которых в трубе 3 может колебаться от величины (2R + τ) до (2R + 2 τ) + (2-15) мм, т.е. ролики могут быть прижаты друг к другу, а могут находиться на расстоянии 2-15 мм (фиг.3).

Жидкостная камера 1 дополнительно содержит смеситель 6, который размещен в центре камеры 1.

Смеситель может быть выполнен в виде колеса с лопастями, кинематически соединенного с роликами 5.

Жидкостная камера 1 и темперируемая труба 3 оснащены патрубками подачи 7 и отвода 8 теплоносителя и обрабатывающей жидкости.

Устройство снабжено средствами подачи 9 и отвода 10 обрабатываемого материала, расположенными снаружи темперируемой трубы и представляющими собой, например, систему транспортирующих вальцев.

Камера 1 и труба 3 заполнены технологической жидкостью, например водой, дисперсией или раствором красителя, отделочного вещества. При этом верхний уровень трубы 3 находится под атмосферным давлением, а жидкость в трубе выполняет роль гидрозатвора для камеры 1. Чем больше высота столба жидкости в трубе 3, тем больше давление жидкости в камере 1 и тем выше температура кипения жидкости в ней.

Темперируемая труба 3 может быть выполнена гофрообразной формы (фиг.2). В этом случае внутри трубы в точках перегиба дополнительно размещены направляющие ролики 11.

Направляющие ролики в трубе 3 могут быть прижаты друг к другу на толщину материала или расположены на расстоянии 2-15 мм.

Устройство работает следующим образом.

Камеру 1 и трубу 3 заполняют технологической жидкостью на высоту, обеспечивающую необходимую температуру кипения используемой жидкости в камере 1. Включают обогрев камеры 1 и необходимых зон трубы 3. В камере 1 создается избыточное давление за счет столба жидкости в трубах 3 и подогрева ее. Температура кипения жидкости становится значительно выше, чем на входе в трубу 3.

Длинномерный материал 11 подают в устройство с помощью подающего устройства 8 и заправочного устройства (на фиг. не показано). Длинномерный материал 11 проходит по герметизирующей трубе 3, жидкостной камере 1 и выводится по этой же трубе 3 с помощью средств вывода 10.

В герметизирующей трубе 3 длинномерный материал проходит по направляющим роликам (фиг.3). Ролики могут быть прижаты друг к другу (фиг.3,а) на толщину материала. Тогда расстояние между осями роликов составляет (2R + τ) мм. Расстояние между роликами может быть 2-15 мм (фиг.3,б), расстояние между осями роликов в этом случае равно (2R + 2 τ) + (2-15) мм. При расстоянии между роликами, превышающем 15 мм, длинномерный материал ведет себя, как в двух отдельных трубах, что ведет к увеличению количества обрабатывающей жидкости, большим энерго- и металлопотерям из-за трудностей при поддержании необходимого температурного режима в камере 1.

Проходя непрерывно через технологическую жидкость, материал получает соответствующую обработку при заданной температуре (например, вытягивание, крашение, термофиксация, отмывка, модификация и т.д.).

Движущийся вверх и вниз по трубе 3 длинномерный материал 11 захватывает жидкость в пограничном с ним слое. Чем выше скорость, больше совместимость материала и воды, тем толще слой жидкости ("шуба") на материале. Так как материал движется встречными потоками близко друг к другу (2-15 мм), то жидкостная "шуба" вокруг материала все время разрушается, препятствуя интенсивному выбросу жидкости из трубы 3 и отводу тепла из камеры 1.

С другой стороны, однотрубный герметизирующий затвор позволяет локализовать потери тепла и технологической жидкости.

Гофрообразная форма трубы 3 дополнительно способствует увеличению давления внутри камеры и повышению температуры обработки.

Смеситель 6 расположен в центре жидкостной камеры 1 так, что находится внутри контура, образованного длинномерным материалом, проходящим по направляющим роликам 5 в камере 1. Смеситель усиливает циркуляцию обрабатывающей жидкости в камере 1 и одновременно обеспечивает предотвращение ее расслоения. Таким образом, в камере поддерживается заданный технологический режим во всем объеме.

Кроме того за счет перемешивания жидкости в камере создается своеобразный запирающий эффект, что уменьшает выброс жидкости и стабилизирует процесс. С одной стороны, он создает противоток движению жидкости, идущей в камеру 1 с непрерывно движущимся материалом, с другой стороны, создает дополнительное давление, обеспечивая более высокую температуру внутри камеры 1.

Предлагаемое устройство для непрерывной обработки длинномерного материала позволяет интенсифицировать технологический процесс жидкостной обработки длинномерного материала за счет устранения перегрева жидкости, ее вскипания и выброса из герметизирующей трубы, а также поддержания постоянного технологического режима. Кроме того, "шуба", образующаяся на поверхности движущегося материала при жидкостной обработке, разрушается за счет встречного потока, который имеет место в герметизирующей трубе, что также препятствует выбросу жидкости из устройства и также способствует повышению интенсивности процесса.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, содержащее камеру, направляющие ролики, средства подачи и отвода материала, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит герметизирующий затвор с установленными внутри него направляющими роликами и смеситель, при этом герметизирующий затвор расположен на входе-выходе камеры, а смеситель установлен внутри камеры на одной оси с затвором, причем последний выполнен в виде единой вертикальной трубы, а расстояние между осями установленных в ней направляющих роликов соответствует интервалу от (2R+τ) до (2R+2τ)+2÷15 мм. где R-радиус ролика, мм; τ -толщина материала, мм.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера выполнена обогреваемой.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что смеситель выполнен в виде лопастного колеса, кинематически связанного с направляющими роликами.

4. Устройство пл пп.1-3, отличающееся тем, что герметизирующий затвор выполнен в виде гофрообразной трубы и содержит дополнительные направляющие ролики в точках перегиба трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3