Устройство для паровой обработки непрерывно движущейся химической нити

 

Изобретение относится к оборудованию для производства химических волокон, в частности к узлу для термообработки химических нитей. Устройство содержит полый цилиндрический корпус с продольной заправочной щелью и патрубок для подачи и отвода обрабатывающей среды. В корпусе размещен с возможностью поворота относительно продольной оси посредством рукоятки поворотный цилиндр с собственной заправочной щелью и центральным нитепроводящим каналом. Последний связан с расширительными камерами по концам и соединен через наклонные отверстия с патрубком для подачи обрабатывающей среды. По торцам установлены нитепроводники и средство теплоизоляции. На наружной поверхности поворотного цилиндра расположен цилиндрический вкладыш, жестко закрепленный в корпусе по всей его длине. Вкладыш выполнен из неметаллического материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта 4 или графитопласта. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для производства химических волокон, а именно к узлам для термообработки химических нитей в среде пара.

Известен аппарат для паровой обработки непрерывно движущейся химической нити (авт.св. СССР N 933934, D 01 D 13/00, 1980 г.), содержащий корпус с центральным патрубком для подачи обрабатывающей среды и патрубками для отвода пара и конденсата. Кроме того, аппарат имеет камеру обработки нити, нитенаправитель, установленный в конце камеры обработки нити, и уплотняющую диафрагму, расположенную в корпусе напротив нитенаправителя.

Недостатками известного устройства являются: сложность конструкции за счет введения многозвенной уплотняющей диафрагмы по торцам корпуса; наличие продольного разъема корпуса и крышки для осуществления заправки нити, усложняющего условия герметизации устройства; размещение теплоизоляционного материала снаружи корпуса без воздушного зазора; трудоемкость и металлоемкость изготовления лабиринтов уплотняющей диафрагмы.

Известна машина для непрерывного формования и отделки филаментарного волокна (авт.св.СССР N 203151, D 01 D, 1966 г.), содержащая узел пластификационной вытяжки, включающий полый цилиндрический корпус, в котором установлен поворотный цилиндр с рукояткой, штуцера для отвода конденсата, патрубок для подачи пара, нитепроводники и теплоизоляцию. В поворотном цилиндре выполнен центральный канал для прохода нити с расположенными по концам расширительными камерами. Кроме того, в поворотном цилиндре выполнены наклонные отверстия и полость, сопряженные с патрубком подачи пара, и прорезь (заправочная щель), сопряженная с заправочной щелью корпуса.

Узел пластификационной вытяжки является наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту, поэтому он выбран в качестве прототипа.

Недостатками устройства-прототипа являются: нарушение герметизации из-за увеличения зазора между корпусом и поворотным цилиндром вследствие различного температурного расширения металлов, из которых изготовлены корпус и поворотный цилиндр. Кроме того, нарушение герметизации в месте стыка корпуса и рукоятки, смонтированной в центральной части поворотного цилиндра; установка нитепроводников по торцам корпуса, нарушающая точное центрирование нити в центральном канале поворотного цилиндра; сложность конструкции системы сбора и отвода конденсата; возможность образования рисок, задиров и эффекта заклинивания при перемешивания поворотного цилиндра в корпусе, т.к. последние изготовлены из металла.

Технической задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение надежности в работе.

Указанная техническая задача реализуется за счет того, что в устройстве для паровой обработки непрерывно движущейся нити, содержащем полый цилиндрический корпус с продольной заправочной щелью и патрубками для подачи и отвода обрабатывающей силы, имеющем размещенный в нем с возможностью поворота относительно продольной оси посредством рукоятки поворотный цилиндр с собственной заправочной щелью и центральным нитепроводящим каналом, связанным с расширительными камерами по концам и соединенным через наклонные отверстия с патрубком для подачи, установленные по торцам нитепроводники и средство теплоизоляции, содержится жестко закрепленный в корпусе цилиндрический полый вкладыш из неметаллического материала, расположенный по всей длине корпуса между его внутренней поверхностью и поворотным цилиндром и имеющий собственную заправочную щель, сопряженную с заправочными щелями корпуса и поворотного цилиндра, находящегося в заправочном положении, и распределительный газ, сопряженный с патрубком подачи и наклонными отверстиями поворотного цилиндра, установленного в рабочее положение, причем в рабочем положении заправочная щель поворотного цилиндра наглухо перекрыта вкладышем.

Патрубок для отвода обрабатывающей среды, расположенный со стороны одной из расширительных камер, связан с другой расширительной камерой посредством соединительной трубки.

Рукоятка жестко закреплена на выходном конце поворотного цилиндра вне корпуса.

Средство теплоизоляции выполнено в виде поворотного ограждения, установленного вокруг корпусом с зазором по дуге окружности радиусом, имеющим общий центр с окружностью корпуса, при этом ограждение шарнирно закреплено на соединительной трубке с возможностью взаимодействия при перемещении с рукояткой поворотного цилиндра.

Нитепроводники установлены по торцам со стороны впускного и выпускного отверстий поворотного цилиндра с возможностью поворота совместно с ним.

Цилиндрический вкладыш выполнен из материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта-4 или графитофторопласта.

Отличительными существенными признаками предлагаемого устройства, по сравнению с прототипом, являются следующие: введение цилиндрического полого вкладыша, жестко закрепленного в корпусе устройства;
выполнение вкладыша из неметаллического материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта-4 или графитофторопласта;
расположение вкладыша по всей длине корпуса между его внутренней поверхностью и поворотным цилиндром;
выполнение во вкладыше заправочной щели, сопряженной с заправочными щелями корпуса и поворотного цилиндра, находящегося в заправочном положении;
выполнение во вкладыше распределительного паза, сопряженного с патрубком подачи и наклонными отверстиями поворотного цилиндра, установленного в рабочее положение;
перекрытие вкладышем заправочной щели поворотного цилиндра, повернутого в рабочее положение;
связь патрубка для отвода обрабатывающей среды, расположенного со стороны одной из расширительных камер, с другой расширительной камерой посредством соединительной трубки;
жесткое крепление рукоятки на выходном конце поворотного цилиндра вне корпуса;
выполнение средства теплоизоляции в виде поворотного ограждения;
размещение поворотного ограждения вокруг корпуса с зазором по дуге окружности радиусом, имеющим общий центр с окружностью корпуса;
шарнирное закрепление ограждения на соединительной трубке с возможностью взаимодействия при перемещении с рукояткой поворотного цилиндра;
установка нитепроводников по торцам поворотного цилиндра с возможностью поворота совместно с ним.

Преимуществами предлагаемого объекта по сравнению с прототипом являются улучшение обслуживания, надежная герметизация и теплоизоляция корпуса и поворотного цилиндра, за счет оснащения устройства вкладышем, выполненным из неметаллического материала с низким коэффициентом трения и обладающего хорошими теплоизоляционными свойствами.

Кроме того, к существенным преимуществам предлагаемого технического решения относятся:
стабильность зазора между поворотным цилиндром и вкладышем при температурном расширении за счет разнородности материалов поворотного цилиндра и вкладыша;
высокая точность центрирования нити в центральном нитепроводящем канале, поворотного цилиндра благодаря установке нитепроводников по его торцам со стороны впускного и выпускного отверстий;
отсутствие зазоров между корпусом и поворотным цилиндром и рукояткой, а следовательно, необходимости их уплотнения, т.к. рукоятка жестко закреплена на свободном конце поворотного цилиндра вне зоны корпуса;
упрощение конструкции устройства за счет объединения системы сбора и отвода конденсата из расширительных камер посредством соединительной трубки, используемой одновременно в качестве шарнира для поворотного теплоизолирующего ограждения;
улучшение теплоизоляционных свойств устройства за счет увеличения воздушного зазора между ограждением и корпусом;
использование антифрикционных свойств материала для исключения возможности образования рисок, задиров и эффекта заклинивания за счет применения разнородных материалов взаимодействующей пары: вкладыш поворотный цилиндр.

На фиг. 1 дана принципиальная конструкция устройства, (продольный разрез);
фиг.2 разрез по А-А на фиг.1.

Устройство для паровой обработки непрерывно движущейся химической нити содержит полый цилиндрический корпус 1, имеющий продольную заправочную щель 2 и патрубки для подачи 3 (повернут на фиг.1) и отвода 4 обрабатывающей среды. Внутри корпуса 1 установлен цилиндр 5 с возможностью поворота относительно продольной оси посредством рукоятки 6. Рукоятка 6 смонтирована на конце поворотного цилиндра 5, выступающем из корпуса 1, обеспечивая тем самым надежную герметизацию устройства в целом. Поворотный цилиндр 5 имеет собственную запpавочную щель 7, сопряженную с заправочной щелью 2 корпуса 1 и соединенную с центральным нитепроводящим каналом 8, выполненным внутри поворотного цилиндра 5. Центральный нитепроводящий канал 8 поворотного цилиндра 5 связан с расположенными по концам цилиндра 5 расширительными камерами 9 и 10, выполненными в корпусе 1. Кроме того, в поворотном цилиндре 5 вдоль его образующей выполнены сквозные наклонные отверстия 11, через которые при установке поворотного цилиндра 5 в рабочее положение подается обрабатывающая среда (пар) из патрубка подачи 3 в центральный нитепроводящий канал 8. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью поворотного цилиндра 5 расположен цилиндрический вкладыш 12, жестко закрепленный в корпусе 1 по всей его длине. Вкладыш 12 имеет собственную заправочную щель 13, сопряженную с заправочными щелями 2 и 7 во время заправки обрабатываемой нити 14 в центральный нитепроводящий канал 8. Кроме того, во вкладыше 12 выполнен распределительный паз 15, сопряженный с патрубком подачи 3 обрабатывающей среды и наклонными отверстиями 11 поворотного цилиндра 5, установленного в рабочее положение, причем в рабочем положении заправочная щель 7 поворотного цилиндра 5 наглухо перекрыта вкладышем 12. Вкладыш 12 выполнен из неметаллического материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта-4 или графитофторопласта, обладающего, кроме того, хорошими теплоизоляционными свойствами, необходимыми для теплоизоляции корпуса 1 и поворотного цилиндра 5 изнутри устройства. По торцам поворотного цилиндра 5 со стороны впускного и выпускного отверстий установлены нитепроводники 16. Нитепроводники 16 установлены с возможностью поворота вокруг оси поворотного цилиндра 5 совместно с последним, обеспечивая таким образом высокую точность центрирования нити 14 в центральном нитепроводящем канале 8 поворотного цилиндра 5. Патрубок 4 для отвода обрабатывающей среды, расположенный со стороны расширительной камеры 9, связан с другой расширительной камерой 10 посредством соединительной трубки 17. На соединительной трубке 17 шарнирно закреплено поворотное теплоизолирующее ограждение 18, охватывающее корпус 1 по всей его длине и взаимодействующее при перемещении с рукояткой 6 поворотного цилиндра 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Перед началом работы устройства производят заправку нити 14. Для этого при помощи рукоятки 6 перемещают поворотный цилиндр 5 на угол α₁=α₂ в заправочное положение, т.е. таким образом, что заправочная щель 7 поворотного цилиндра 5 совмещается с заправочной щелью 2 корпуса 1 и заправочной щелью 13 вкладыша 12, при этом сквозные наклонные отверстия 11 поворотного цилиндра 5 наглухо перекрываются вкладышем 12. Затем заправляют нить 14 в центральный нитепроводящий канал 8 поворотного цилиндра 5, при этом нить 14 самопроизвольно центрируется в нем за счет нитепроводников 16, установленных со стороны впускного и выпускного отверстий поворотного цилиндра 5. После заправки нити 14 поворачивают рукоятку 6 на угол α₂=α₁, устанавливая поворотный цилиндр 5 в рабочее положение, в котором заправочная щель 7 наглухо перекрывается вкладышем 12, а наклонные отверстия 11 совмещаются с распределительным пазом 15 вкладыша 12. После окончания заправочных работ, включив подачу среды, начинается процесс паровой обработки непрерывно движущейся нити 14. Для этого подают обрабатывающую среду, например пар, к патрубку подачи 3 из системы (не показана).

На выходе из патрубка подачи 3 пар равномерно распределяется по распределительному пазу 15 вкладыша 12, а затем проходит через наклонные сквозные отверстия 11, попадая в центральный нитепроводящий канал 8 поворотного цилиндра 5, где и происходит обработка непрерывно движущейся нити 14. Под действием пара обрабатываемая нить приобретает пластичность и может подвергаться вытяжке между рабочими органами, например, приемными и тянущими вальцами (не показаны) для упрочнения.

Отработанный пар, выходя из центрального нитепроводящего канала 8, собирается в расширительных камерах 9 и 10 корпуса 1, расположенных на концах поворотного цилиндра 5, где он конденсируется. Далее конденсат отводится через патрубок отвода 4. Причем конденсат из расширительной камеры 10 отводится через соединительную трубку 17 к общему патрубку отвода 4 системы сбора и отвода (не показана). Теплоизоляция устройства снаружи осуществляется за счет установленного с зазором ограждения 18, выполненного по радиусу R, шарнирно закрепленного на соединительной трубке 17 с возможностью поворота во время заправки нити 14 совместно с поворотным цилиндром 5 посредством рукоятки 6.

Теплоизоляция устройства изнутри осуществляется посредством вкладыша 12, выполненного из неметаллического материала с хорошими, как антифрикционными, так и теплоизолирующими свойствами.

Таким образом, предлагаемое устройство улучшает эксплуатационные свойства и повышает надежность в работе.

Формула изобретения

1. Устройство для паровой обработки непрерывно движущейся химической нити, содержащее полый цилиндрический корпус с продольной заправочной щелью и патрубками подачи пара и отвода конденсата, внутри которого установлен с возможностью поворота цилиндр, имеющий заправочную щель, центральный канал для прохода нити, соединенный с расположенными по концам цилиндра расширительными камерами и через наклонные отверстия и распределительный паз с патрубком подачи пара, рукоятку для поворота, установленные у входного и выходного отверстий нитепроводники, и средство теплоизоляции, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит полый вкладыш из неметаллического материала, жестко закрепленный в корпусе по всей его длине, расположенный коаксиально между внутренней поверхностью последнего и поворотным цилиндром и имеющий заправочную щель, сопрягаемую с заправочными щелями корпуса и поворотного цилиндра, при этом распределительный паз выполнен во вкладыше.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расширительные камеры связаны между собой посредством соединительной трубки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рукоятка жестко закреплена на выходном конце поворотного цилиндра вне корпуса.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что средство теплоизоляции выполнено поворотным и установлено концентрично корпусу с зазором и шарнирно закреплено на соединительной трубке с возможностью взаимодействия с рукояткой поворотного цилиндра.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нитепроводники установлены в поворотном цилиндре.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрический вкладыш выполнен из материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта-4 или графитопласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2