УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК D06B3/12 

Изобретение относится к производству длинномерных материалов, преимущественно химических волокон, нитей, пленок и тканей, а именно к оборудованию для вытягивания и отделки жгутов, нитей и пленок после их формования.

Изобретение может быть реализовано в химической промышленности при получении волокон, нитей и пленок, а также в текстильной и легкой промышленности при отделке тканей и нетканых материалов.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для непрерывной жидкостной обработки длинномерного материала, которое содержит одну или несколько обогреваемых жидкостных камер с направляющими роликами, средства подачи и отвода обрабатываемого материала и жидкости, герметизирующие узлы в виде двух темперирующих труб для нагрева и охлаждения, а также для ввода и вывода материала в и из камеры и заправочные элементы внутри труб и камеры в виде тросов и прижимной пленки. Кроме того, темперирующие трубы располагаются под углом 60 90^o к горизонтали, а направляющие ролики имеют ограничительные буртики с пазами, через которые протянуты тросы. Высокая температура жидкостной обработки в устройстве обеспечивается за счет заданной высоты жидкостного столба в темперирующих трубах, которые непосредственно соединены с жидкостной камерой, так что жидкость в темперирующие трубы поступает только при заполнении всего устройства жидкостью перед работой жидкость заливают в трубы и камеру, а также, если она имеется, и в общую ванну над трубами и камерой. Ванна (жидкостная камера) сверху труб обеспечивает циркуляцию жидкости в устройстве. Температура жидкости, благодаря выбранной конструкции, будет изменяться в зависимости от высоты столба жидкости в темперирующих трубах. Трубы могут быть оснащены перегородками с подвижными пружинами и щелями для прохождения материала и препятствия перемешивания жидкости в трубах.

Недостатки этого устройства обусловлены выбранной конструкцией герметизирующего узла темперирующих труб. Они следующие: большие высота /габариты/ устройства, расход металла, энергии, обрабатывающей жидкости, особенно при увеличении температуры обработки, материалов в жидкостной камере: чем выше температура обработки тем длиннее должны быть герметизирующие и темперирующие материал трубы, чтобы обеспечить большое давление внутри камеры. При увеличении скорости транспортирования длинномерного материала повышается скорость движения в том же направлении и жидкости, которая всегда в этом устройстве циркулирует в одном направлении с материалом, что способствует интенсивному отводу энергии и жидкости из самой жидкостной камеры, уносу ее вместе с материалом наверх, даже из устройства чем выше скорость, тем больше жидкости будет выбрасываться из устройства наружу; сложность эксплуатации и заправки длинномерного материала через трубы и камеру, особенно при работе с несколькими комплексными нитями;
ограничена производительность устройства благодаря указанным выше недостаткам.

Технической задачей изобретения является упрощение заправки, интенсификация процесса обработки при одновременном повышении производительности, уменьшение габаритов (высоты), энерго- и металлоемкости, расширение технологических возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для непрерывной жидкостной обработки длинномерного материала содержит обогреваемые жидкостные камеры, средства подачи и отвода длинномерного материала и жидкости, при этом между жидкостными камерами размещают распределительный блок со сквозными каналами, соплами и системой нагрева и перемещения жидкости по каналам, причем распределительный блок установлен с возможностью перемещения от горизонтального до вертикального положения, а оси сопел ориентируют к направлению движения длинномерного материала под углом от 10 до 170^o. Кроме того, распределительный блок может быть оснащен приспособлением для изменения ориентации сопел относительно длинномерного материала.

На фиг. 1 изображено горизонтальное расположение элементов устройства; на фиг. 2 вертикальное; на фиг. 3 наклонное с разделенным распределительным блоком; на фиг. 4 изображены разные варианты прохождения длинномерного материала по направляющим роликам; а пленка; б нити.

Устройство содержит (фиг. 1 2), обогреваемые жидкостные камеры 1 с патрубками 2 для подвода и отвода теплоносителя и патрубками 3 для удаления жидкости из камеры 1, распределительный блок 4 со сквозными каналами 5, которые имеют различного сечения (щелевые, круглые и т.д.) сопла 6 для направленного воздействия жидкостью на длинномерный материал 7. Блок 4 может быть расположен в пространстве по-разному: от вертикального до горизонтального положения, а также промежуточное между ними, т.е. он может располагаться к горизонту под углом от 0 до 90^o. Оси сопел 6 по направлению движения длинномерного материала 7 могут изменяться в диапазоне от 10 до 170^o, т.е. поток жидкости может двигаться перпендикулярно и против направления движения материала 7. При абсолютном угле менее 10^o (более 170^o соответственно) сложно обеспечить надежную работу жидкостного сопла 6. В зависимости от положения распределительного блока 7 стыкующие к нему жидкостные камеры 1 могут иметь или не иметь направляющие ролики 8 (см. фиг. 1 3). При вертикальном расположении блока 4 нижняя камера 1 будет обязательно иметь направляющие ролики 8, а верхняя камера 1 может и не иметь их, т.к. роль их могут выполнять средства для подачи и отвода 9 длинномерного материала 7 из камеры 1 (например вальцы питающих и вытяжных станов). При горизонтальном размещении блока 4 без направляющих роликов 8 обойтись практически очень сложно. Промежуточные варианты размещения блока 4 могут быть реализованы для уменьшения габаритов устройства (по высоте или длине) при сохранении выбранных размеров блока 4. Жидкостные камеры 1 (верхняя при вертикальном расположении блока 4 фиг. 2 и обе при горизонтальном фиг. 1), имеют крышки 10, для предотвращения выброса жидкости из камеры 1 и потерь теплоэнергии. Материал 7 проходит через отверстия (фиг. 1 3), крышки 10. При вертикальном, горизонтальном и наклонном (между 90 и 0^o) положении блока 5, температура жидкости в обеих жидкостных камерах 1 может быть и одинаковой, и разной. Это достигается как за счет положения распределительного блока 4 (меняется высота жидкостного столба), так и за счет целенаправленного воздействия при помощи системы нагрева и перемещения жидкости 11, которая позволяет в широком диапазоне изменять параметры (давление, температуру, состав) подаваемой в каналы 5 через сопла 6, размещенные в разных местах канала, жидкости. Система 11 размещается внутри распределительного блока 4 (фиг. 1 2), однако некоторые элементы ее, особенно когда требуется достижение высоких температур, введение в жидкость модифицирующих добавок, одновременное воздействие жидкости на несколько длинномерных материалов и т.д. насосы, смесители, нагреватели - могут быть вынесены из пространства, ограниченного жидкостными камерами 1, даже в другое помещение (см. фиг. 3). Чтобы обеспечить высокую технологическую гибкость устройства, распределительный блок 4 может быть оснащен приспособлением 12 для изменения ориентации сопел относительно длинномерного материала. Принцип работы приспособления 12 может быть разный, например на основе общеизвестных решений механический или гидравлический, ручной или автоматический. Приспособление 12 расширяет технологические возможности устройства, упрощает его эксплуатацию. Сечение сквозных каналов 5 и сопел 6 в зависимости от обрабатываемого материала 7 может быть различным (щелевым, круглым и т.д.). В жидкостной камере 1 можно установить ограничительные кожухи 13, которые облегчают заправку материала, прохождение его по камерам 1 и блоку 4, а также стабилизируют жидкостной поток в камере 1 в непосредственной близости к направляющему ролику 8.

Направляющие ролики 8 на поверхности могут иметь буртики 14 и пазы 15. В пазах 15 роликов 8 располагается длинномерный материал широкополотный (ткань, лента, жгут, пленка) или одновременно по ролику 8 проходит несколько нитевидных или широкополотных материалов (фиг. 4, а, б). Однако можно использовать, особенно при работе с одним длинномерным материалом, и цилиндрические направляющие ролики 8.

Устройство работает следующим образом.

При помощи средства для подачи 9 (например роликов питающего стана) длинномерный материал 7 транспортируют к жидкостной камере 1. В зависимости от конструкции устройства и обрабатываемого материала (полотно или нити), заправка его может проходить по разному. Длинномерный материал можно транспортировать по устройству через камеры 1 и блок 4 при помощи целенаправленной прокачки жидкости в заданном направлении, что достигается, в частности и ориентацией сопел 6 при помощи приспособления 12 в направлении движения материала 7, и использование ограничительного кожуха 13 (сплошного или перфорированного), который препятствует отклонению материала 7 при заправке от выбранного направления. Кроме того, можно при заправке отделять камеры 1 и блок 4, а затем вновь стыковать эти узлы. После заправки материала 7 по устройству, закрываются крышки 10 камер 1 материал сквозь крышки 10 проходит через отверстия в них, и подают обрабатывающую материал жидкость через сопла 6. Температура, давление и состав жидкости могут быть разными или одинаковыми в зависимости от целей, достигаемых при жидкостной обработке длинномерного материала (вытягивание, термофиксация, промывка, крашение, модификационное воздействие и т. д. ). Материал 7 из устройства выбирается при помощи средства для отвода его, например роликов вытяжного стана 9. В качестве технологической жидкости могут быть использованы, например вода, растворы солей, эмульсии, дисперсии красителей и отделочных веществ и т.п. Температура жидкости может измеряться в широком диапазоне от 90^oC до 145^oC и выше.

Преимущества заявляемого способа следующие:
можно одновременно обрабатывать несколько длинномерных материалов, что повышает производительность и снижает энерго- и сырьевые затраты на выпуск единицы продукции;
упрощается заправка материала и повышается интенсивность нагрева - материал прогревается эффективно не только в жидкостной камере, но и в распределительном блоке;
уменьшаются габариты устройства (высота), т. к. температура жидкости может быть достигнута, например при помощи автоклавов, но даже если используются для нагрева жидкости до заданной температуры герметизирующие трубы, материал не проходит через них и они могут быть расположены даже вне помещения занятого устройством;
значительно расширяются технологические возможности устройства, благодаря возможности в широком диапазоне варьировать параметры жидкости при обработке.

Использование: область получения химических волокон, пленок, тканей, а именно на стадии прогрева для вытягивания, термофиксации, отделки, крашения, модификации. Сущность изобретения: один или несколько длинномерных материалов ткани, пленки, жгуты, мононити, нетканые материалы, нити подвергают жидкостной обработке при прохождении жидкостных камер, между которыми размещен распределительный блок со сквозными каналами, в каналах выполнены сопла, оси которых ориентированы к направлению движения длинномерного материала под углом 10 - 170^o и из отверстий которых жидкость попадает на материал. Устройство снабжено системой нагрева и перемещения жидкости по каналам. Для изменения направления ориентации сопел распределительный блок имеет приспособление. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для непрерывной жидкостной обработки длинномерного материала, содержащее обогреваемые жидкостные камеры, средства подачи и отвода длинномерного материала и жидкости, отличающееся тем, что между жидкостными камерами размещают распределительный блок со сквозными каналами, соплами и системой нагрева и перемещения жидкости по каналам, при этом распределительный блок установлен с возможностью перемещения от горизонтального до вертикального положения, а оси сопел ориентируют к направлению движения длинномерного материала под углом 10 170^o. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распределительный блок оснащен приспособлением для измерения ориентации сопел относительно длинномерного материала.