Статическое устройство смешивания и гомогенизации,в частности, для фильерного комплекта Советский патент 1982 года по МПК D01D4/00 

(54) СТАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО СМЕШИВАНИЯ И ГОМОГЕНИЗАЦИИ, В ЧАСТНОСТИ ДЛЯ ФИЛЬЕРНОГО КОМПЛЕКТА Изобретение относится к статическим устройствам смешивания и гомогениэации, в частности для фильерного комплекта в машинах для прядения химических волокон из расплава. Известно устройство, позволяющее улучшить вещественную однородность расплава в фильерном комплекте из / DE-OS I 660 674 и представляющее собой пластину с отверстиями, только отверстия расположены не вертикально к поверхности пластины, а под произвольным углом к ней, в результате чего, например, расплав перемещается из внутреннего пространства в краевые зоны и обратно. Это решение приводит к небольшому улучшению спектра продолжительности реакции, но не к заметному улучшению смесительного эффекта, так как здесь принудительные процессы перемены мес для части расплава слишком малы. Из DE-OS I 660 674 и 2 359 839 из вестно далее, что в смесительном эле менте расположены вертикальные отвер стия, которые ведут из фильтровально го устройства в маленький накопитель ный объем и непосредственно на филье РУ, Известно также фильерное устройство, в котором пространство между двумя мелкоячеистыми ситами заполнено пористым гранулированным материалом, и эти сита расположены непосредственно перед фильерой. Несмотря на то, что известные устройства пригодны для смешивания полимеров непосредственно перед входом в фильерные капилляры, их конструктивное исполнение является зачастую сложным и только условно применимым для практического использования.Из-за нежелательных эффектов прилипания к стенкам появляются часто различия в вязкости и экстракте растворов, кото.рые снижают надежность прядения и из-за увеличения частоты обрыва нитей снижается количество полных катушек. Частные различия вязкости раствора обуславливают колебания титра, которые определяют скорость прядения способа по уровню технического решения этой проблемы. При этом следует всего принять во внимание,что при использовании статического смесителя будет очень хорошо перемешиваться, например, 90% протекающего расплава, а остаются 10% краевой зоны, которые по причине малых процессов перемены мест текут медленно, и таким оОразом, слабо перемешиваются. Медленное по сравнению с основным потоком полимеров протекание означает возрастающие термические нагрузки или возрастающее термомеханическое разложение. Это равнозначно ухудшению надежности прядения, качества и количества.

Целью изобретения является конструирование такого статического устройства смешивания и гомогенизации, в частности для фильерного комплекта, чтобы благодаря простому конструктивному решению достичь улучшения качества прядильных нитей и таким образом существенно улучшить эксплуатационные свойства изготовленной из нитей продукций.

В основе изобретения лежит задача, создать статическое устройство смешивания и гомогенизации,в частности для фильерного комплекта, с помощью которого уль шаётся термическая и вещественная однородность прядильного расплава непосредственно перед прядением благодаря целенаправленным процессам перехода.

Согласно изобретению/ задача решается тем, что вдоль цилиндрического отверстия фкльерного комплекта расположены дефлекторы, свободная проточка которых занимает от 5% до 15% общего поперечного сечения, и свободные проточки смещены друг против друга таким образом, что в направлении течения не происходит перекрытия свободных проточек отдельных дефлекторов. Дефлекторы исполнены при-этом таким образом, что их толщина постоянно уменьшается или опять постоянно увеличивается, и в точке перегиба расположены отверстия Следующее выгодное исполнение дефлектора заключается в том, что толщина дефлектора постоянно уменьшается и в точке перегиба также расположены отверстия. Комбинация этих двух дефлекторов гарантирует свободньй от застойной зоны приток расплава в фильерный комплект, причем в названном первом дефлекторе расплав краевых зон принудительно течет к середине, чтобы в зоне отверстия перемешиваться с расплавом, который должен течь из середины в зону отверстия. Расположенный далее второй дефлектор нарушает кругообразно поступающий через отверстие поток расплава таким образом, что он должен теперь течь линейно вдоль диаметра, причем поступающие по окружности через отверстия потоки расплава благодаря коническим поверхностям объединяются и перемешиваются. После или между двумя названными дефлекторами выгодно может быть расположен третий, толщина которого с обеих, сторон постоянно уменьшается, так что обе лобовые поверхности наклонены друг против друга под одинаковы14 углом. Этот дефлектор, в свою очередь, нарушает линейный или кругообразный поток расплава и разделяет его по плоскостям по всей круговой поверхности, причем расплав может теперь течь только через внешнее круговое кольцо к следующему дефлектору, который исполнен предпочтительно как названный вначале. Итак, принцип смешивания предусматривает направление потока расплава от краевых зон к середине или обратно и при прохождении дефлекторов интенсивно перемешиваются частицы расплава с различным временем продолжительности реакций. Это достигается благодаря тому, что при прохождении через узкие места выравниваются градиенты скоростц элементарных потоков, т.е. одни ускоряются, другие затормаживаются, причем улучшается спектр продолжительности времени реакции.

Этот механизм механического ускорения и торможения, связанньй с разнообразными процессами перемены мест от середины фильерного комплекта наружу и обратно, приводит к хорошему вещественному перемешиванию полимерного расплава и к очень хорошему отношению продолжительности времени реакции.

Такие: же хорошие эффекты, согласно изобретению, достигаются с дефлекторами, которьие имеют расположенн 2е по окружности пазы, причем благодаря цилиндрам дефлекторы сохраняют интервал, и ме,жду двумя одинаковьми дефлекторами расположена промежуточная шайба с центральным осевым отверстием.

Следующее решение, согласно изобретениЕО, представляет собой дефлекторы, имекедие радиальные пазы, которые сходятся в центре и на окружности переходят в круговой паз и которые через аксиальные пазы связаны с кругоBfcoi пазом, причем между дефлекторами таким образом, благодаря имеющей центральное отверстие промежуточной шайбе, сохраняется интервал.

I

Благодаря предлагаемому техническому решению возможно интенсивное перемешивание полимерного расплава, причем благодаря хорошей вещественно однородности сильно ограничивается спектр продолжительности времени реакции, что имеет важное значение, особенно при прядении из окрашенного расплава полимеров из-за термической чувствительности органических красящих веществ. Благодаря использованию изобретения, повышается надежность прядения и возможная скорость прядения, что приводит к увели чению производительности труда, возрастанию количества полных катушек и уменьшению брака.

Повышение качества, благодаря улучшенной вещественной однородности имеет следствием, в частности, беспроблемную возможность обработки нитей внутри последующих этапов работы.

На фиг.1 схематически показан фильерный комплект в разрезе с дефлекторами; на фиг.2 - вид сверху и разрез А-А дефлектора; на фиг.З вид сверху и разрез Б-Б дефлектора; на фиг.4 - вид сверху и разрез В-В дефлектора; на фиг.5 - фильерный комплект в разрезе с дефлекторами; на фиг.б - вид сверху и разрез Г-Г дефлектора; на фиг.7 - фильерный комплект в разрезе с дефлекторами и промежуточной шайбой; на фиг.В вид сверху и разрез Д-Д дефлектора; на фиг.У - промежуточная шайба и разрез Е-Е; на фиг.10 - фильерный комплект в разрезе с дефлекторами; на фиг.И - вид сбоку и разрез Ж-Ж дефлектора; на фиг.12 - вид сверху и разрез И-И промежуточной шайбы; на фиг.13 - фильерный комплект в разрезе с дефлекторами и промежуточными шайбами; на фиг. 14 - вид сверху и сбоку и разрез К-К дефлектора; на фиг.15 - вид сверху и сбоку промежуточной шайбы.

На фиг.1 в дефлекторах 4, 8, 11, 12t 14, 19, 24 свободные проточки выполнены таким образо, что они составляют от 5% до 15% возможного поперечного сечения 3 в фильерном комплекте 1, причем свободные проточки 2 выполнены в дефлекторах 4, 8, И, 12, 14, 19, 24 так, что они не перекрываются в направлении потока.

На фиг.2 представлен дефлектор 4, в котором поверхность 6 выполнена таким образом, что толщина дефлектора 4 постоянно уменьшается или опять увеличивается, и в точке перегиба 5 по окружности перпендикулярно к поверхности б расположены отверстия 7, которые соединяют друг с пог верхности б.

Такое исполнение поверхностей 6 способствует тому, что расплав от окружности и середины подводится к центру радиуса, что вызывает интенсивное перемешивание при протекании расплава через отверстия 7, так как частицы расплава с различными продолжительностями времени реакции и скоростями принудительно устремляютс через отверстия 7.

На фиг.З изображен следующий вариант исполнения, а именно дефлектор 8, поверхность 10 которого выполнена таким образом, что толщина дефлектола 8 постоянно уменьшается. В точкё перёгиба 5 расположены отверстия 9. Такое исполнение способствуе

тому, что поступающие по кругу из дефлектора 4 потоки расплава прежде всего затормаживаются благодаря коническому продолжению в дефлекторе 4 и наконической поверхности 10 встречаются, объединяются и перемешиваются и могут стекать только вдоль отверстий 9. %

Если такие дефлекторы 8 сместить друг против друга на 90 и отверстия 9 технически выбрать так, чтобы

0 не возникали замедляю цие помехи/ то частицы расплава, которые покидают первый дефлектор 4 через лежащие на окружности отверстия 9, через дефлектор 8, повернутый на 90, принуди5тельно текут к середине, причем тем самым выравниваются различия в продолжительности времени реакций. . В дефлекторе 11, показанном на фиг.4, линейно выходящие из дефлек0тора 8 потоки расплава снова перераспределяются и поворачиваются, а именно так, что расплав может стекать только через круговое кольцо со стороны окружности между дефлектором 11 и стенкой фильерного комплек5та. Частицы расплава, которые выходят из серединных отверстий 9 дефлектора 8, должны пройти очень большой путь, чтобы покинуть дефлектор 11. Угол с6 определяет, с какой нятенсив0ностью происходит поворот направления потока. Чтобы увеличить смесительный эффект, поверхность 10 может быть профилированной.

На фиг.5 изображена комбинация

5 дефлекторов 12 согласно фиг;б, которая благодаря вариациям числа отвер|стий 13 и их смещению относительно ;Друг друга способствует тому, что сильно ограничивается спектр продол0жительности времени реакции. Такой „ .дефлектор 12 можно очень легко и дешево изготовить. Эффект смешивания будет, однако, не таким интенсивным, чем тот, которай достигается путем применения комбинации согласно фиг.1.

5

На фиг.7 (обозначены цилиндры 16) представлена комбкиация дефлекторов 14 и промежуточных шайб 17 согласно фиг.8 и 9. Расплав из внешней зоны стекает через пазы 15, снова направ0ляется к середине, чтобы через отверстие 18 согласно фиг.9 от середины опять пройти наружу. Отсюда ясно, что не встречается замедленных потоков или есть потоки расплава, кото5рые имеют заметную разницу в продолжительности времени реакции.

На фиг.10 изображен следующий вариант исполнения фильерного комплекта 1 с дефлекторами 19 и промежуточной шайбой 23 согласно фиг.11 и 12. Здесь также расплав принудительно течет от середины вдоль радиальных пазов 20 в круговой паз 21, чтобы через аксиальные пазы 22 течь в круго5вой паз 21.

Из этого кругового паза 21 расплав может устремляться снова только через радиальные пазы 20 к середине, чтобы через осевое отверстие 18 промежуточной шайбы 23 течь в следующий дефлектор 19. Подобный вариант исполнения дается на фиг,13 с дефлекторами 24 и промежуточной шайбой 26 согласно фиг.14 и 51, причем расплав устремляется от кругового паза 21 через радиальный паз 20 к центральному осевому отверстию 25, чтобы из него попасть снова в радиальный паз 20 и со стороны окружности в круговой паз 21, и оттуда мог течь к следующему дефлектору 24/ но только через аксиальные пазы 22 промежуточной шайбы 26.

С помощью этого решения также может быть достигнуто улучшение смешивания и продолжительности времени реакции.

Формула изобретения 1. Статическое устройство смешивания и гомогенизации, в частности для фильерного комплекта в машинах для прядения химических волокон из расплава, в котором на поверхности расположенного между входом расплава и фильерной статического смесительного устройства имеются выбранные пазы, отличающееся тем, что в фильерном комплекте свободная проточка каждого дефлектора занимает от 5 до 15% общего поперечного сечения 3 и свободные проточки смещены друг пртив друга таким образом, что в на - правлении течения не происходит перекрытия свободных проточек отдельны дефлекторов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина имеющего отверстия дефлектора постоянно уменьшается или увеличивается до точки перегиба на поверхности.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина имеющего отверстия дефлектора постоянно уменьшается к точке перегиба на поверхности.

4.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем/ что толщина дефлектора от точки перегиба постоянно уменьшается под углом °d.

5.Устройство по п. 1, о т л и ,чающееся тем/ что отверстия дефлектора расположены смещенно друг против друга в направлении потока

на 180 .,

6.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильерный комплект имеет дефлекторы с канавками/ цилиндры и промежуточные шайбы с одним отверстием.

7.Устройство по п. 1, отличающееся тем/ что в фильерном комплекте расположены дефлектор с радиальными пазами, круговым пазом

и аксиальными пазами, а также промежуточная шайба с одним отверстием.

8.Устройство по п. 1, о т. л и чающееся тем/ что в фильерном комплекте/ расположен дефлектор с радиальными пазами, одним круговым пазом и одним отверстием/ а также промежуточные шайбы с пазами.

5

А-4

f

,/7///.

,

//7.

S

X

К ЖЖЖ1К

:

//////////у.

.

i

i

xZ

W////////////A

%

22/

IIS3

/

Y.

mm

SXSxv L

20

9yf. f2

Xj

X

шшш

фуг. fd

//

/

//

.z

/

26