Устройство для охлаждения синтетических нитей Советский патент 1992 года по МПК D01D5/04 

Изобретение относится к производству химических волокон, а именно предназначено для охлаждения синтетических нитей радиально-периферийным способом.

Целью изобретения является повышение качества нитей путем улучшения равномерности их охлаждения при одновременном снижении энергозатрат.

На фиг. 1 изображен воздухораспределитель; на фиг. 2 - предлагаемое устройство, продольный разрез: на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство включает в себя кольцевую камеру 1, состоящую из воздухонепроницаемой образующей 2 и смонтированной соос, но внутри нее воздухопроницаемой цилиндрической втулки 3, подводящий канал 4, соединенный с кольцевой камерой и имеющий в своем входном сечении воздухопроницаемую поперечную перегородку 5. Кольцевая камера и подводящий канал разделены воздухонепроницаемыми перегородками 6, установленными на высотах, соответствующих местам излома образующей поверхности поперечной воздухопроницаемой перегородки 5.

Радиус воздухонепроницаемой образующей 2 кольцевой камеры 1 определяется по формуле:

R, (Ri+ h)(1+ A),:

где Ri - радиус воздухонепроницаемой образующей кольцевой камеры;

Ri - радиус внешней поверхности воздухопроницаемой цилиндрической втулки;

h - ширина подводящего канала;

а - угол между радиусом воздухонепроницаемой образующей кольцевой камеры и плоскостью выходного сечения подводящего канала 0° а 360°, а воздухопроницаемая цилиндрическая- втулка установлена внутри кольцевой камеры так, что при а 360° соответственно Ri RI, а при «j 0°, соответственно, Ri Rt + h.

Устройство работает следующим образом.

Охлаждение свежесформованных химических нитей осуществляется охлаждающим воздухом, который подают по воздуховоду (на чертежах не указан) в подводящий канал А в его входное сечение.

При прохождении потоком воздухопроницаемой перегородки 5 он отклоняется от первоначального направления в сторону продольной оси подводящего канала 4. Далее воздух (газ) поступает в кольцевую камеру 1, которая непосредственно соединена с подводящим каналом 4. По мере продвижения вдоль воздухонепроницаемой образующей 2 профиль скоростей потока формируется так, что набегание его на всю внешнюю поверхность воздухопроницаемой цилиндрической втулки 3 происходит равномерно и под некоторым углом к этой поверхности, равным / arctg 360/ln (1 +

+ ). Вследствие этого при дальнейшем

К1

течении воздуха или газа через воздухопроницаемую цилиндрическую втулку 3 он отклоняется от заданного воздухонепроницаемой образующей 2 направления таким образом, что на выходе из втулки 3 имеет место строго радиальное направление. Отклонение; потока происходит вследствие преобразования поступательного движения потока в поступательно-циркуляционное в соответствии с (2).

Воздухонепроницаемая образующая 2

кольцевой камеры 1 выполняется из материала толщиной от 2 до 0,5 мм. В качестве материала выбираются любые материалы, обеспечивающие требуемую прочность уз0 ла: сталь, алюминий, пластик и т.д. При выборе материала толщиной более 2 мм в кольцевом канале вследствие срыва потока с кромки образующей в области 0° сц 1Q° наблюдается вторичное течение и этим на5 кладывается ограничение на максимальную толщину воздухонепроницаемой образующей. Минимальная толщина воздухонепроницаемой образующей ограничивается требованием к прочности всей конструкции.

0 Воздухопроницаемая цилиндрическая втулка 3 выполнена из воздухопроницае- м ых одно- или многослойных материалов, составным элементом которых являются любой формы частицы, пластины, нити или

5 волокна. Для того, чтобы втулка 3 обеспечивала поворот потока от первоначального направления до направления радиального на выходе из втулки, безразмерная толщина ее стенки должна быть равна в соответствии с

0 (2): -..- ..;. ..; . -.

д Оопт ,. т с Ооптгт- /,О,

U

где 50пт - минимальная толщина материала втулки 3, при которой достигается отклоне5 ние потока, нормальное к ее поверхности; ед. - средний размер (диаметр) частиц, составляющих материал втулки 3.

В случае, если воздухопроницаемая цилиндрическая втулка 3 выполнена много0 слойной, то ее внешний слой допускается изготавливать из перфорированноголиста с коэффициентом живого сечения, равным:

0,35 Кж.с Ј0,85. Нижний предел обусловлен тем, что при

5 Кж .с 0,35 существенно возрастают потери энергии на распределение воздуха по этому принципу. Верхний предел обусловлен тем, что при Кж.с 0,85 снижается прочность конструкции.

0 При этом внешний слой втулки 3, выполненный из перфорированного листа, прива ривается к воздухонепроницаемой образующей 2 в месте их касания, что соответствует требованию предложенного ре5 шения в случае, когда ск - 360°, a RI соответственно равно RI.

Воздухопроницаемая поперечная перегородка 5 выполняется в виде сот - объемной конструкции, выполненной изметаллических пластин, образующих каналы для прохода воздуха или из какого-ли бОгпо- ристого материала, например металлокерамики. Причем образующие поверхности перегородки 5 могут иметь одно или не- сколько мест излома или ни одного в зависимости от требуемого по условиям технологии профиля поля скоростей- воздушного потока. -, -, .;;;:8 случае наличия мест излома у попе- речной воздухопроницаемой перегрродки.к ним и по всему поперечному сечению тгод- водящего канала и кольцевой камеры присоединяют (например, приваривая) воздухонепроницаемые перегородки б, предотвращающие турбулентные перемешивания потока по высоте устройства и сохраняющие заданный профиль поля скоростей. Перегородки 6 могут быть выполнены из металла, керамики и т/п,;,; ,г.8. 1лз любого материала, сохраняющего свою прочность при температуре до 300°С. . Предлагаемое устройство позволяет за счет улучшения равномерности распреде- ;ленйя воздуха или газа по высоте (по дан- ным эксперимента в 2,5 раза) повысить качество готовой продукции и сократить энергозатраты на распределение почти в 2 раза.: .- .-. . ..

Ф о рм у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для охлаждении синтетических нитей, содержащее кольцевую камеру, состоящую из воздухонепроницаемой образующей и смонтированной соосно внутри неё воздухопроницаемой цилиндрической втулки, подводящий канал, соединенный с кольцевой камерой, отличающееся тем, что, с целью повышения качества нитей путем улучшения равномерности их охлаждения при одновременном снижении энергозатрат, радиус воздухонепроницаемой образующей кольцевой камеры определяется по формуле:

Ri (Ri + h)

sS

где Rt - радиус воздухонепроницаемой кольцевой камеры;

Ri - радиус внешней поверхности воздухопроницаемой цилиндрической втулки;

h - ширина подводящего канала;

а - угол между радиусом воздухонепроницаемой образующей кольцевой камеры и плоскостью выходного сечения подводящего канала 0 а 360°.

2. Устройство поп. 1, о т л и ч а ю щ е е- ся тем, что во входном сечении подводящего канала установлена поперечная воздухопроницаемая перегородка, при этом кольцевая камера и подводящий канал имеют горизонтальные воздухонепроницаемые перегородки.

Изобретение относится к производству химических волокон, а именно предназначено для охлаждения синтетических нитей радйаяьно-периферийным способом. В изобретении подводящий канал устройства соединен С кольцевой камерой, состоящей из воздухонепроницаемой образующей и воздухопроницаемой втулки, расположенной внутри воздухонепроницаемой образующей, причем последняя выполнена с текущим радиусом по формуле: RI + h)expfln (Ri + In (1 + -Ј-), где Ri-текущий радиус ooUKвоздухонепроницаемой образующей кольцевой камеры; RI - радиус внешней поверхности воздухопроницаемой цилиндрической втулки; h - ширина подводящего канала; da - угол между текущим радиусом воздухонепроницаемой образующей кольцевой камеры и плоскостью выходного сечения подводящего канала: 0° «i 360°; при этом воздухопроницаемая цилиндрическая втулка установлена внутри кольцевой камеры так, что при а 360°, соответственно, Ri Ri, а при «| 0, соответственно, RI Ri + h, а подводящий канал устройства во входном его сечении имеет поперечную воздухопроницаемую стенку, причем по высоте кольцевая камера и подводящий канал разделены непроницаемыми перегородками, число которых задано в пределах: 0 :Ј П 8, а каждая ,непроницаемая перегородка в кольцевой камере установлена на высоте, соответствующей месту излома образующей поверхности поперечной воздухопроницаемой стенки подводящегоканала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Ё О 00

9

1§

II &

Фиг.2

А-А

Puz.J

6-6

546 Vg ФигЛ