УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1998 года по МПК D02J13/00 

Изобретение относится к производству химических волокон и нитей, а именно к оборудованию для непрерывной термической обработки длинномерных материалов типа жгутов, нитей, пленок, тканых и нетканых материалов и может быть использовано в химической, текстильной и легкой промышленности.

Известно устройство для непрерывной термообработки холстов или структур из синтетических волокон, содержащее кожух, внутри которого расположена теплоизолированная труба с проходящим через нее обрабатываемым длинномерным плосковидным материалом, нагревательные элементы, расположенные внутри трубы параллельно материалу, средство для поддерживания длинномерного материала.

Недостаток этого устройства ограниченные технологические возможности.

Цель изобретения расширение технологических возможностей устройства при одновременном улучшении качества готовой продукции.

Цель достигается тем, что устройство для непрерывной термической обработки длинномерного материала, содержащее кожух, внутри которого расположена теплоизолированная труба с проходящим через нее обрабатываемым длинномерным плосковидным материалом, нагревательные элементы, расположенные внутри трубы параллельно материалу, средство для поддерживания длинномерного материала, размещенное внутри трубы параллельно плоскости материала, согласно изобретению дополнительно имеет средство для перемещения внутри трубы газообразной среды, поверхность трубы по обе стороны от плоскости длинномерного материала выполнена в виде стыкующихся друг с другом и повторяющихся, по меньшей мере, дважды участков эллиптических, гиперболических или параболических цилиндрических поверхностей, установленных таким образом, что их фокусные линии расположены на плоскости, параллельной плоскости материала, и ориентированы вдоль или поперек оси трубы, при этом количество нагревательных элементов равно по меньшей мере четырем, причем по меньшей мере по два из них с обеих сторон от плоскостного материала закреплены вдоль фокусных линий цилиндрических поверхностей трубы, а в полости трубы, внутренняя поверхность которой выполнена отражающей, размещены разделительные перегородки, если при обработке необходимо использование различных температурных режимов или модификаторов.

Средство для поддержания материала выполнено в виде стержней, роликов, перфорированной пластины или ленточного транспортера.

По меньшей мере одна перегородка или один стержень, ролик имеет каналы для удаления или подачи газо-, жидко- или пылеобразных веществ из трубы или внутрь ее и подсоединены к патрубку на кожухе, который в свою очередь подсоединен к соответствующему узлу.

Внутренняя поверхность трубы по обе стороны с боков от плоскости длинномерного материала выполнена в виде частей одной или двух цилиндрических поверхностей, в фокусных линиях которых размещены соответственно один или два нагревательных элемента.

На фиг. 1 дан общий вид устройства (со стержнями) в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 вид устройства с роликами и перегородками; на фиг. 4 разрез Б-Б фиг. 3; на фиг. 5 вид устройства с ленточным транспортером и перфорированной пластиной; на фиг. 6 разрез В-В фиг. 5.

Устройство содержит (фиг. 1) кожух 1, внутри которого расположена труба 2, покрытая снаружи теплоизоляцией 3, а внутри имеющая отражающую поверхность 4. Внутри трубы параллельно ее оси пропускают длинномерный материал 5 и размещают параллельно плоскости материала теплонагревательные элементы 6. Последние крепятся к боковым сторонам трубы (фиг. 2, 6) или к пластинам 7 снаружи, как и трубы, покрытые теплоизоляцией, или к разделительным перегородкам 8 (если они имеются фиг. 3, 5), которые могут иметь теплоизоляцию. Пластины 7 и перегородки 8 имеют отверстия 9 для прохода длинномерного материала 5, транспортируемого в трубу и из трубы с помощью узлов 10, например, роликов. Для сохранения плоскостной ориентации материала 5 внутри трубы крепят средство для поддержания 11 материала, выполненное, например, в виде стержней, роликов, перфорированной пластины или ленточного транспортера, которые сидят на соответствующей раме 12 и при необходимости имеют привод вне трубы или кожуха 1 (на фиг. 1-6 не показано). Перемешивающие внутри трубы газообразную среду средства 13 могут быть выполнены по-разному, например, мешалки с приводом, сопла с вентилятором (на фиг. 1-6 не показано). Для заправки длинномерного материала 5 через трубу могут быть использованы разные приемы, например, может быть предусмотрена герметичная продольная дверца 14. Разделительные перегородки 8 и/или средство для поддержания 11 материала могут иметь каналы 15 для удаления или подачи газо-, жидко-, пылеобразных веществ из трубы или внутрь ее и подсоединены к патрубку 16 на кожухе 1, к которому крепят соответствующий узел, не показанный на фиг. 1-6. Наличие перегородок 8 обусловливается технологическими особенностями процесса термообработки и расширением технологических возможностей: наличие перегородок 8 позволяет реализовать разный температурный режим в разных секциях, ограниченных этими перегородками, осуществлять модификацию материала за счет нанесения на предварительно нагретый до заданной температуры материал соответствующих добавок и т.д. Термонагревательные элементы 6 размещают с двух (фиг. 1, 2) или четырех (фиг. 3-6) сторон плоскостного материала на фокусных линиях сложной цилиндрической поверхности трубы 2. Фокусные линии над плоскостью материала располагают на плоскости, параллельной оси трубы или плоскости материала 5, при этом фокусные линии цилиндрических поверхностей ориентируют вдоль или поперек (параллельно или перпендикулярно) оси трубы. Промежуточные положения элементов 6 с другой ориентацией вдоль оси трубы, между 0^o и 90^o, например, 15^o, 45^o или 75^o возможны, но они усложняют конструкцию, не давая преимуществ. Фокусные линии и элементы 6 с боков материала ориентируют только вдоль оси трубы.

Устройство работает следующим образом.

Длинномерный материал 5 в виде нитей, гладкого или гофрированного в виде ленты или разложенного на транспортере вне трубы жгута, нетканого материала, ткани, пленки пропускают через трубу 2, которая может иметь боковую герметичную продольную дверцу 14. При помощи транспортирующих узлов 10 (ролики, транспортирующие ленты, в т.ч. и прижатые друг к другу) материал 5 перемещают с заданной скоростью через трубу 2. Устранение прогиба материала 5, равномерность прогрева и поддерживание заданного режима термообработки или модификации обеспечивает средства для поддерживания 11 материала, закрепленные на раме 12, а также термоэлементы 6 и перегородку 8, которые размещают внутри трубы 2. При принудительном вращении роликов или ленты средство для поддерживания 11 может иметь вне кожуха 1 привод, не показанный на фиг. 1-6. На термонагревательные элементы 6 подают энергию, которая, отражаясь от поверхности 4 трубы, равномерно перераспределяется во всем объеме замкнутого пространства трубы 2. Отражающая поверхность 4 и конструкция трубы обеспечивают максимальное поглощение энергии от теплоэлементов 6 длинномерным плосковидным материалом 5. Принудительная циркуляция газовой среды при помощи средств перемещения 13 газа способствует постоянному и равномерному перемешиванию его внутри трубы и ликвидации возможных локальных перегревов материала в трубе 2. При наличии разделительных перегородок 8 внутри трубы возникают разные зоны прогрева или модификации. Узкие регулируемые или нерегулируемые отверстия 9 перегородок 8 и боковых пластин 7 обеспечивают минимальные потери энергии, она уносится, в основном, только материалом 5, хотя и эти потери могут быть уменьшены, например, удаляя тепло с материала 5 на выходе из трубы общеизвестными способами. Через каналы 15 средства для поддержания 11 материала 5 или разделительные перегородки 8, если они имеются, удаляют выделяемые при нагреве материала газы, и через патрубок 16 при помощи соответствующего узла они могут быть направлены для полной утилизации энергии, воды, вещества. Аналогичным путем могут быть поданы в трубу различные модифицирующие добавки в виде газо-, жидко-, пылеобразных веществ.

Использование: при получении химических волокон, тканей и нетканых материалов, а именно на стадии прогрева в химической, текстильной и легкой промышленностях. Сущность: длинномерный плосковидный материал (гофрированный и негофрированный, уложенный на подложку или находящийся под напряжением) жгут, ткань, пленка, нетканый материал подвергают непрерывной бесконтактной термической обработке в трубе, имеющей отражаемую внутреннюю поверхность, средства для поддержания материала и перемещения внутри трубы газообразной среды, а также нагревательные элементы, которые закрепляют вдоль фокусных линий цилиндрических поверхностей трубы. Поверхность трубы по обе стороны от плоскости материала выполнена в виде стыкующихся друг с другом повторяющихся, по меньшей мере, дважды участков эллиптических, гиперболических или параболических цилиндрических поверхностей, установленных таким образом, что их фокусные линии расположены на плоскости, параллельной плоскости материала, и ориентированы вдоль или поперек оси трубы. Внутри трубы размещены разделительные перегородки, которые, как и средство для поддерживания материала, имеют каналы для удаления или подачи различных веществ из трубы или внутрь ее. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для непрерывной термической обработки длинномерного материала, содержащее кожух, внутри которого расположена теплоизолированная труба с проходящим через нее обрабатываемым длинномерным плосковидным материалом, нагревательные элементы, расположенные внутри трубы параллельно материалу, средство для поддержания длинномерного материала, размещенное внутри трубы параллельно плоскости материала, отличающееся тем, что дополнительно имеет средство для перемещения внутри трубы газообразной среды, поверхность трубы по обе стороны от плоскости длинномерного материала выполнена в виде стыкующихся друг с другом и повторяющихся по меньшей мере дважды участков эллиптических, гиперболических или параболических цилиндрических поверхностей, установленных таким образом, что их фокусные линии расположены на плоскости, параллельной плоскости материала, и ориентированы вдоль или поперек оси трубы, при этом количество нагревательных элементов равно по меньшей мере четырем, причем по меньшей мере по два из них с обеих сторон от плоскостного материала закреплены вдоль фокусных линий цилиндрических поверхностей трубы, а в полости трубы, внутренняя поверхность которой выполнена отражающей, размещены разделительные перегородки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для поддержания материала выполнено в виде стержней, роликов, перфорированной пластины или ленточного транспортера. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что по меньшей мере одна перегородка или один стержень, ролик имеет каналы для удаления или подачи газо-, жидко- или пылеобразных веществ из или внутрь трубы и подсоединены к патрубку на кожухе. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность трубы по обе стороны с боков от плоскости длинномерного материала выполнена в виде частей одной или двух цилиндрических поверхностей, в фокусных линиях которых размещены один или два соответственно нагревательных элемента.