RU2247800C2 - Apparatus for producing of fibrous materials from thermoplast melt - Google Patents
Apparatus for producing of fibrous materials from thermoplast melt Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247800C2 RU2247800C2 RU2002104752/12A RU2002104752A RU2247800C2 RU 2247800 C2 RU2247800 C2 RU 2247800C2 RU 2002104752/12 A RU2002104752/12 A RU 2002104752/12A RU 2002104752 A RU2002104752 A RU 2002104752A RU 2247800 C2 RU2247800 C2 RU 2247800C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- cylindrical
- shaft
- gap
- coaxially
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства волокнистых синтетических материалов из термопластичных веществ и их смесей, включая как качественное промышленное сырье, так и различные виды бытовых и промышленных отходов термопластичных материалов.The invention relates to the production of fibrous synthetic materials from thermoplastic substances and mixtures thereof, including both high-quality industrial raw materials and various types of household and industrial wastes of thermoplastic materials.
Изобретение с наибольшим эффектом может быть использовано для получения сорбентов, улавливающих из воды нефть и нефтепродукты.The invention with the greatest effect can be used to obtain sorbents that trap oil and oil products from water.
Известно устройство (Патент РФ №2160332, МПК7 D 01 D 5/08 БИПМ №34, 2000 г.), у которого вращающийся реактор имеет заднюю стенку в виде кольца, через отверстие которого в реактор входит вал привода его вращения. На внутренней поверхности реактора вдоль образующей расположены ребра.A device is known (RF Patent No. 2160332, IPC 7 D 01 D 5/08 BIPM No. 34, 2000), in which the rotating reactor has a rear wall in the form of a ring, through the opening of which the drive shaft for its rotation enters the reactor. On the inner surface of the reactor along the generatrix are ribs.
Недостатком данного устройства является то, что ввод расплава во внутреннее пространство вращающегося реактора от подающего патрубка экструдера производится через кольцевую открытую часть задней стенки реактора, т.к. через открытую часть задней стенки происходит подсос холодного воздуха из окружающего пространства, что отрицательно влияет на формирование пленки расплава внутри реактора, т.е. приводит к термоокислительной деструкции полимера с образованием газовых токсичных загрязнений. Кроме того, открытая часть задней стенки приводит к потере тепла и, следовательно, снижению эффективности процесса. В таких установках получение волокон с высоким качеством затруднено в силу вышеперечисленных причин. Другим недостатком данной установки является применение ребер на внутренней поверхности реактора вдоль его образующей. Расплав, растекаясь на внутренней поверхности, тормозится на этих ребрах, из-за этого происходит утолщение пленки расплава, причем подсос воздуха через кольцевую открытую часть приводит к снижению температуры расплава и к перепаду температуры по его сечению, что приводит часть расплава к его деструкции. Другим существенным недостатком является горизонтальное расположение реактора, что приводит к образованию волокон с различным по сечению размером в силу разной траектории вытягиваемых волокон из пленки расплава с кромки вращающегося реактора. Это объясняется тем, что во время вращения реактора с верхних точек кромок волокно имеет большую траекторию полета, чем с нижних кромок.The disadvantage of this device is that the input of the melt into the inner space of the rotating reactor from the feed pipe of the extruder is through the annular open part of the rear wall of the reactor, because through the open part of the rear wall, cold air is sucked in from the surrounding space, which negatively affects the formation of the melt film inside the reactor, i.e. leads to thermo-oxidative degradation of the polymer with the formation of toxic gas contaminants. In addition, the exposed portion of the rear wall results in heat loss and, consequently, a decrease in process efficiency. In such installations, obtaining fibers with high quality is difficult due to the above reasons. Another disadvantage of this installation is the use of ribs on the inner surface of the reactor along its generatrix. The melt, spreading on the inner surface, is inhibited on these ribs, because of this a thickening of the melt film occurs, and the suction of air through the annular open part leads to a decrease in the temperature of the melt and to a temperature drop over its cross section, which leads to part of the melt to its destruction. Another significant drawback is the horizontal arrangement of the reactor, which leads to the formation of fibers with different cross-sectional sizes due to different trajectories of elongated fibers from the melt film from the edge of a rotating reactor. This is because during the rotation of the reactor from the upper points of the edges of the fiber has a greater flight path than from the lower edges.
Известна также установка (Заявка №97110883 (12), включающая экструдер с волокнообразователем, узел осаждения готового волокна и приемное устройство, недостатки которой:Also known installation (Application No. 97110883 (12), including an extruder with a fiber former, the deposition unit of the finished fiber and the receiving device, the disadvantages of which:
а) содержит расположенный горизонтальный полый реактор, недостатки которого идентичны описанным по известному устройству (Патент РФ №2160332);a) contains an located horizontal hollow reactor, the disadvantages of which are identical to those described by the known device (RF Patent No. 2160332);
б) дополнительно на внутренней поверхности реактора установлены плоские ребра треугольной по длине формы, направленные вдоль его образующей и обращенные вершиной в сторону выхода расплава, что дает определенный эффект, а именно уменьшает сопротивление течению пленки расплава по внутренней поверхности реактора, но не устраняет недостатки применения плоских ребер, описанных по известному устройству (Патент РФ №2160332).b) additionally, on the inner surface of the reactor, flat ribs of a triangular shape are installed along its generatrix and facing the apex towards the exit of the melt, which gives a certain effect, namely, it reduces the resistance to flow of the melt film along the inner surface of the reactor, but does not eliminate the disadvantages of using flat ribs described by the known device (RF Patent No. 2160332).
Известно другое устройство (Патент РФ №2164563, МПК 7 D 01 D 5/08, БИПМ №9, 2001 г.), которое содержит горизонтально вращающийся полый реактор, у которого на внутренней поверхности установлены плоские ребра, открытая часть выполнена в виде расходящегося конуса, также содержит нагреватель, кольцевой воздуховод, плоскую крышку, полый стакан, установленный внутри реактора, причем стакан установлен без зазора относительно ребер, но с зазором между его днищем и днищем реактора, а также между их конусными частями. В данной конструкции реактора ввод расплава на внутреннюю поверхность реактора также осуществляется через отверстие днища реактора в зазор между днищем реактора и днищем стакана. Недостатком данного устройства является то, что через отверстие днища реактора происходит подсос холодного воздуха из окружающего пространства, что отрицательно влияет на формирование пленки расплава внутри реактора, т.е. приводит к деструкции полимера. Кроме того, за счет эффекта вращения реактора плоские ребра, установленные на внутренней поверхности реактора, выполняют роль вентилятора и засасывают из окружающего пространства через отверстие в днище реактора холодный воздух, что приводит к потере тепла, а следовательно, снижению эффективности образования волокон или к неоправданному повышению мощности нагревателя. Кроме того, плоские ребра тормозят пленку расплава, из-за этого происходит утолщение пленки расплава, а подсос воздуха через отверстие днища реактора приводит к снижению температуры расплава и к перепаду температуры по его сечению, что приводит часть расплава к деструкции. Другим существенным недостатком является горизонтальное расположение реактора, что приводит к образованию волокон с различным по сечению размером в силу разной траектории вытягиваемых волокон из пленки расплава с кромки вращающегося реактора, т.к. с верхних точек кромок волокно имеет большую траекторию полета, чем с нижних кромок. Другим существенным недостатком данного устройства является сложность конструкции подшипникового узла, расположенного в охлаждаемом корпусе. Причем реактор смонтирован на конце полого вала, установленного в подшипниках, а внутри полого вала проходит подающая насадка, имеющая центральное отверстие для подачи расплава в зазор между реактором и стаканом. Но для того, чтобы расплав не застывал в подающей насадке, насадку необходимо нагревать до температуры расплава полимера, а это приводит к нагреву подшипникового узла, который и интенсивно охлаждают, что приводит к непроизводительным энергетическим затратам и в целом к неэкономичной работе установки. Как показывают наблюдения, поток воздуха, выходящий из отверстия полого вала, не сразу заполняет все поперечное сечение реактора. Поток постепенно расширяется, а в кольцевом пространстве между струей воздуха и стенками полого реактора образуется вихревое движение застойной части воздушного потока, который понижает температуру вводимого расплава и приводит к наростообразованию расплава в застойной зоне полого реактора и последующей деструкции полимера. Получение качественного волокна при помощи этого устройства затруднено в силу имеющихся недостатков.Another device is known (RF Patent No. 2164563, IPC 7 D 01 D 5/08, BIPM No. 9, 2001), which contains a horizontally rotating hollow reactor, on which flat ribs are installed on the inner surface, the open part is made in the form of a diverging cone also contains a heater, an annular duct, a flat cover, a hollow glass mounted inside the reactor, and the glass is installed without a gap relative to the ribs, but with a gap between its bottom and the bottom of the reactor, as well as between their conical parts. In this reactor design, the melt is also introduced onto the inner surface of the reactor through the opening of the bottom of the reactor into the gap between the bottom of the reactor and the bottom of the beaker. The disadvantage of this device is that through the opening of the bottom of the reactor there is a suction of cold air from the surrounding space, which negatively affects the formation of a melt film inside the reactor, i.e. leads to the destruction of the polymer. In addition, due to the effect of the rotation of the reactor, the flat fins installed on the inner surface of the reactor act as a fan and suck in cold air from the surrounding space through the opening in the bottom of the reactor, which leads to heat loss and, consequently, to a decrease in the efficiency of fiber formation or to an unjustified increase heater power. In addition, flat ribs inhibit the melt film, because of this there is a thickening of the melt film, and the suction of air through the opening of the bottom of the reactor leads to a decrease in the temperature of the melt and to a temperature drop over its cross section, which leads to part of the melt to destruction. Another significant drawback is the horizontal arrangement of the reactor, which leads to the formation of fibers with different cross-sectional sizes due to different trajectories of the drawn fibers from the melt film from the edge of the rotating reactor, because from the upper points of the edges of the fiber has a greater flight path than from the lower edges. Another significant drawback of this device is the complexity of the design of the bearing assembly located in a refrigerated housing. Moreover, the reactor is mounted on the end of the hollow shaft installed in the bearings, and inside the hollow shaft passes the nozzle having a central hole for supplying the melt into the gap between the reactor and the nozzle. But in order for the melt not to freeze in the feed nozzle, the nozzle must be heated to the temperature of the polymer melt, and this leads to heating of the bearing assembly, which is intensively cooled, which leads to unproductive energy costs and, in general, to uneconomical operation of the installation. As observations show, the air stream leaving the hollow shaft bore does not immediately fill the entire cross section of the reactor. The flow gradually expands, and in the annular space between the air stream and the walls of the hollow reactor, a vortex motion of the stagnant part of the air flow forms, which lowers the temperature of the introduced melt and leads to melt growth in the stagnant zone of the hollow reactor and subsequent destruction of the polymer. Obtaining high-quality fiber with this device is difficult due to existing shortcomings.
Известно устройство (Патент РФ №2174165, МПК 7 D 01 D 5/08, БИПМ №27, 2001 г.) для получения волокнистых материалов из расплава термопластов, содержащее обогреваемый вращающийся полый реактор, у которого на внутренней поверхности установлены плоские ребра, а открытая часть выполнена в виде расходящегося конуса, крышку и кольцевой воздуховод, устройство дополнительно содержит парообразователь, кожух, в котором помещен реактор, и установленный внутри реактора вращающийся рассеиватель расплава, прикрепленный к штоку, причем рассеиватель расплава выполнен из двух неподвижно соединенных между собой частей; верхняя часть представляет усеченный конус, а нижняя - тарелку с диаметром, превышающим большое основание конуса, который этим основанием соединен с плоской поверхностью тарелки, при этом реактор установлен вертикально и выполнен в виде параболоида, расширяющаяся часть которого направлена вниз, причем плоские ребра имеются только в нижней части реактора, образующая поверхность кожуха повторяет поверхность реактора, а парообразователь своими входом и выходом присоединен к полости между кожухом и реактором, образуя замкнутый паровой контур, кроме того, крышка выполнена в виде диска, установленного на уровне плоских ребер, при этом ребра соединены с образующей диска.A device is known (RF Patent No. 2174165, IPC 7 D 01 D 5/08, BIPM No. 27, 2001) for producing fibrous materials from molten thermoplastics containing a heated rotating hollow reactor with flat fins installed on its inner surface and an open one the part is made in the form of a diverging cone, a cover and an annular duct, the device further comprises a steam generator, a casing in which the reactor is placed, and a rotating melt diffuser mounted inside the reactor attached to the rod, the melt diffuser being ying of two fixedly interconnected parts; the upper part is a truncated cone, and the lower one is a plate with a diameter exceeding the large base of the cone, which is connected to the flat surface of the cone with this base, and the reactor is mounted vertically and made in the form of a paraboloid, the expanding part of which is directed downward, with flat ribs only in the lower part of the reactor, forming the surface of the casing repeats the surface of the reactor, and the steam generator with its input and output is connected to the cavity between the casing and the reactor, forming a closed steam round, moreover, the cover is formed as a disk mounted at the flat edges, wherein the ribs are connected to the generator disk.
Выполнение реактора в виде параболоида создает оптимальный режим течения пленки расплава по внутренней стенке реактора за счет равномерного сбрасывания расплава с кромок вращающегося рассеивателя, прикрепленного к штоку.The implementation of the reactor in the form of a paraboloid creates an optimal mode of flow of the melt film along the inner wall of the reactor due to the uniform discharge of the melt from the edges of the rotating diffuser attached to the rod.
Это решение является наиболее близким по технической сущности и принято за прототип. С помощью данного устройства стало возможным получение волокон практически с одинаковым поперечным сечением. Для достижения этого положительного эффекта в этом устройстве реактор установлен вертикально, что создает условия для пролета одинаковых траекторий вытягиваемых волокон из пленки расплава с кромки вращающегося реактора. Однако основным недостатком волокнообразователя является технически трудноисполнимое устройство для обогрева реактора - это создание герметично замкнутого парового контура между кожухом и вращающимся реактором. В настоящее время создание такого замкнутого парового контура является задачей весьма проблематичной.This solution is the closest in technical essence and is taken as a prototype. Using this device, it became possible to obtain fibers with almost the same cross section. To achieve this positive effect, the reactor is installed vertically in this device, which creates conditions for the passage of identical trajectories of elongated fibers from the melt film from the edge of a rotating reactor. However, the main drawback of the fiber former is a technically difficult device for heating the reactor - this is the creation of a hermetically sealed steam circuit between the casing and the rotating reactor. At present, the creation of such a closed steam circuit is a very problematic task.
Другим недостатком является то, что при вращении реактора с тарелки рассеивателя часть расплава, ударяясь о стенку параболоида, отражается в виде дисперсных капель, образуя нарост расплава на поверхности штока и крышки, что приводит практически к отсутствию прогретой части расплава и к образованию некачественного волокна.Another disadvantage is that when the reactor rotates from the diffuser plate, part of the melt, hitting the wall of the paraboloid, is reflected in the form of dispersed droplets, forming a melt growth on the surface of the rod and lid, which leads to almost no heated part of the melt and to the formation of low-quality fiber.
Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции, увеличение надежности ее работы, сокращение тепловых потерь и повышение качества волокна.The aim of the present invention is to simplify the design, increase the reliability of its work, reduce heat loss and improve the quality of the fiber.
Поставленная цель достигается тем, что реактор установлен вертикально и выполнен в виде полого тороида с размещением внутри него фильеры, причем реактор и фильера находятся на одном валу.This goal is achieved by the fact that the reactor is installed vertically and made in the form of a hollow toroid with a die inside it, the reactor and the die being on the same shaft.
Наружная и внутренняя оболочки полого тороида в верхней части имеют форму сферы, которые замыкаются на цилиндрические оболочки реакторов.The outer and inner shells of the hollow toroid in the upper part are spherical, which are closed on the cylindrical shells of the reactors.
Верхняя часть внутренней оболочки полого тороида имеет утолщение для выполнения места посадки под вал реактора.The upper part of the inner shell of the hollow toroid has a thickening to fulfill the landing site under the reactor shaft.
Цилиндрическая часть наружной оболочки реактора заканчивается расходящимся конусом. Фильера имеет расходящуюся конусную часть, большой диаметр которой установлен на уровне торца наружной цилиндрической части оболочки реактора, причем на кромке большого диаметра фильеры выполнены проточные каналы.The cylindrical part of the outer shell of the reactor ends with a diverging cone. The die has a diverging conical part, the large diameter of which is installed at the end face of the outer cylindrical part of the reactor shell, and flow channels are made on the edge of the large diameter of the die.
Наружная открытая часть фильеры защищена теплоизоляционным экраном, например, из фторопласта, причем экран крепится на конце вала и имеет форму расходящегося конуса, который установлен с зазором относительно расходящегося конуса наружной оболочки реактора.The outer open part of the die is protected by a heat-insulating screen, for example of fluoroplastic, and the screen is mounted on the end of the shaft and has the shape of a diverging cone, which is installed with a gap relative to the diverging cone of the outer shell of the reactor.
Наружная и внутренняя оболочки реактора установлены коаксиально друг относительно друга по сферическим и цилиндрическим частям с зазором при помощи дистанционных втулок и закреплены заклепками.The outer and inner shells of the reactor are mounted coaxially with respect to each other in spherical and cylindrical parts with a gap by means of distance bushings and are fixed with rivets.
Сферическая часть наружной оболочки заканчивается цилиндрическим патрубком, в котором коаксиально с зазором установлен входной патрубок, выполненный в виде колена, причем в вертикальной части входного патрубка внутри коаксиально с зазором установлена входная трубка, коаксиально которой с зазором внутри проходит вал, закрепленный верхним концом в подшипниковом узле.The spherical part of the outer shell ends with a cylindrical nozzle in which an inlet made in the form of an elbow is installed coaxially with a gap, and an inlet pipe is installed inside the vertical part of the inlet nozzle coaxially with a gap, a shaft fixed coaxially with the gap inside, fixed by the upper end in the bearing unit .
Нижний торец входной трубки установлен на уровне торца входного патрубка. Входной патрубок имеет на прямой вертикальной цилиндрической части экран, который имеет форму опрокинутого стакана и установлен коаксиально с зазором к цилиндрическому патрубку, причем между верхним торцом цилиндрического патрубка и днищем экрана также имеется зазор.The bottom end of the inlet tube is installed at the level of the end of the inlet pipe. The inlet pipe has a screen on the straight vertical cylindrical part, which has the shape of an overturned glass and is installed coaxially with a gap to the cylindrical pipe, and there is also a gap between the upper end of the cylindrical pipe and the bottom of the screen.
На валу перед торцом верхней части входной трубки установлен компактный теплообменник с цилиндрически оребренной поверхностью. Теплообменник выполнен из легкого материала, например алюминия, и насажен плотно на вал.A compact heat exchanger with a cylindrically finned surface is installed on the shaft in front of the end of the upper part of the inlet tube. The heat exchanger is made of light material, such as aluminum, and is fitted tightly onto the shaft.
За компактным теплообменником на валу установлен вентилятор, содержащий цилиндрический кожух с всасывающим коллектором, выполненным в виде раструба, причем в цилиндрической части кожуха вентилятора коаксиально установлен подшипниковый узел.Behind the compact heat exchanger, a fan is mounted on the shaft, comprising a cylindrical casing with a suction manifold made in the form of a bell, and a bearing assembly is coaxially mounted in the cylindrical part of the fan casing.
Корпус подшипникового узла выполнен с оребрением, причем ребра имеют прямоугольную форму и расположены вдоль корпуса подшипникового узла.The housing of the bearing assembly is made with ribbing, the ribs being rectangular in shape and located along the housing of the bearing assembly.
Компактный теплообменник установлен во всасывающем коллекторе кожуха вентилятора.A compact heat exchanger is installed in the intake manifold of the fan casing.
Нагревательные элементы распределены вдоль оси реактора и установлены коаксиально его внешней оболочки. За нагревательными элементами установлен светоотражающий экран, направленный светоотражающей поверхностью в сторону реактора. Стенки реактора внутри и снаружи выполнены с покрытием, способствующим поглощению тепла, например воронением.The heating elements are distributed along the axis of the reactor and mounted coaxially with its outer shell. Behind the heating elements there is a reflective screen directed by the reflective surface towards the reactor. The walls of the reactor inside and outside are made with a coating that contributes to the absorption of heat, for example by burnishing.
Между экраном и теплоизоляционным кожухом засыпается теплоизолирующий материал, например шамотная крошка.Between the screen and the insulating casing, insulating material, for example fireclay chips, is poured.
Сущность данного технического решения заключается в том, что:The essence of this technical solution is that:
- Реактор выполнен в виде полого тороида;- The reactor is made in the form of a hollow toroid;
- Наружная и внутренняя оболочки полого тороида в верхней части имеют форму сферы, которые замыкаются на цилиндрические оболочки реактора;- The outer and inner shells of the hollow toroid in the upper part are spherical, which are closed on the cylindrical shell of the reactor;
- Верхняя часть внутренней оболочки полого тороида имеет утолщение для места посадки вала реактора;- The upper part of the inner shell of the hollow toroid has a thickening for the landing site of the reactor shaft;
- Дополнительно внутри реактора установлена фильера;- Additionally, a die is installed inside the reactor;
- Фильера имеет расходящуюся конусную часть;- The die has a diverging conical part;
- Большой диаметр фильеры установлен на уровне торца наружной части цилиндрической части оболочки;- The large diameter of the die is installed at the end level of the outer part of the cylindrical part of the shell;
- На кромке большого диаметра фильеры выполнены проточные каналы;- On the edge of the large diameter of the die flow channels are made;
- Наружная открытая часть фильеры защищена теплоизоляционным экраном;- The outer open part of the die is protected by a heat-insulating screen;
- Экран имеет форму расходящегося конуса;- The screen has the shape of a diverging cone;
- Теплоизоляционным материалом является фторопласт;- The thermal insulation material is ftoroplast;
- Наружная и внутренняя оболочки реактора установлены коаксиально друг относительно друга по сферической и по цилиндрической частям с зазором при помощи дистанционных втулок и закреплены заклепками;- The outer and inner shells of the reactor are mounted coaxially relative to each other in spherical and cylindrical parts with a gap using spacer sleeves and are fixed with rivets;
- Сферическая часть наружной оболочки заканчивается цилиндрическим патрубком, в котором коаксиально с зазором установлен входной патрубок, причем в вертикальной части входного патрубка внутри коаксиально установлена входная трубка, коаксиально которой с зазором внутри проходит вал, закрепленный верхним концом в подшипниковом узле. Входной патрубок выполнен в виде колена;- The spherical part of the outer shell ends with a cylindrical pipe in which the inlet pipe is installed coaxially with a gap, and in the vertical part of the inlet pipe there is an inlet pipe coaxially installed inside of which a shaft is mounted coaxially with a gap inside, fixed by the upper end in the bearing assembly. The inlet pipe is made in the form of a knee;
- Нижний торец входной трубки установлен на уровне торца входного патрубка;- The lower end of the inlet tube is installed at the level of the end of the inlet pipe;
- Входной патрубок имеет на прямой цилиндрической части цилиндрический экран, который имеет форму опрокинутого стакана и установлен коаксиально с зазором между цилиндрическим патрубком, причем между верхним торцом цилиндрического патрубка и днищем экрана также имеется зазор;- The inlet pipe has a cylindrical screen on the straight cylindrical part, which has the shape of an overturned glass and is installed coaxially with a gap between the cylindrical pipe, and there is also a gap between the upper end of the cylindrical pipe and the bottom of the screen;
- На валу перед торцом верхней части входной трубки установлен компактный теплообменник с цилиндрически оребренной поверхностью;- A compact heat exchanger with a cylindrically finned surface is installed on the shaft in front of the end of the upper part of the inlet tube;
- Теплообменник выполнен из легкого металла, например алюминия;- The heat exchanger is made of light metal, such as aluminum;
- За компактным теплообменником на валу установлен вентилятор, содержащий цилиндрический кожух с всасывающим коллектором, выполненным в виде раструба;- Behind the compact heat exchanger, a fan is installed on the shaft, comprising a cylindrical casing with an intake manifold made in the form of a bell;
- В цилиндрической части кожуха вентилятора коаксиально установлен подшипниковый узел;- In the cylindrical part of the fan casing, a bearing assembly is coaxially mounted;
- Корпус подшипникового узла выполнен с оребрением, причем ребра имеют прямоугольную форму и расположены вдоль корпуса подшипникового узла;- The housing of the bearing unit is made with ribbing, and the ribs are rectangular in shape and are located along the housing of the bearing unit;
- Компактный теплообменник установлен во всасывающем коллекторе кожуха вентилятора;- A compact heat exchanger is installed in the intake manifold of the fan casing;
- Нагревательные элементы распределены вдоль оси реактора и установлены коаксиально его внешней оболочке;- Heating elements are distributed along the axis of the reactor and installed coaxially with its outer shell;
- Между экраном и корпусом теплоизоляционного кожуха засыпается теплоизолирующий материал, шамотная крошка.- Between the screen and the casing of the heat-insulating casing, heat-insulating material, fireclay chips are poured.
Техническое решение позволяет упростить конструкцию реактора.The technical solution allows to simplify the design of the reactor.
Упрощение конструкции достигается за счет сферических верхних частей реактора, переходящих в цилиндрические оболочки, что позволило значительно сократить обогреваемый рабочий объем реактора, заключенных между обтекаемыми сферическими оболочками тороида, а за счет теплоизоляционного кожуха позволило значительно снизить тепловые потери в окружающее пространство, а также позволило поддерживать температуру реактора на заданном рабочем режиме.Simplification of the design is achieved due to the spherical upper parts of the reactor turning into cylindrical shells, which allowed to significantly reduce the heated working volume of the reactor, enclosed between the streamlined spherical shells of the toroid, and due to the heat-insulating casing, it was possible to significantly reduce heat loss into the surrounding space, and also allowed to maintain the temperature reactor at a given operating mode.
Применение компактного теплообменника с вентилятором на валу реактора для охлаждения вала за пределами верхнего торца входной трубки и подшипникового узла позволило решить сложную техническую задачу путем простого обдува вала и подшипникового узла воздухом.The use of a compact heat exchanger with a fan on the reactor shaft for cooling the shaft beyond the upper end of the inlet tube and the bearing assembly made it possible to solve a difficult technical problem by simply blowing the shaft and bearing assembly with air.
На фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.Figure 1 shows a General view of the device; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 - section bb in figure 1.
Устройство для получения волокнистых материалов из термопластов (фиг.1) включает вертикально вращающийся реактор 1 в виде полого тороида, у которого внутри размещена фильера 2, причем реактор 1 и фильера 2 установлены на одном валу 3.A device for producing fibrous materials from thermoplastics (Fig. 1) includes a vertically rotating reactor 1 in the form of a hollow toroid, in which a
Наружная 4 и внутренняя 5 оболочки реактора 1 в верхней части имеют форму сферы, которые замыкаются на цилиндрические оболочки 6 и 7 реактора 1.The outer 4 and inner 5 shell of the reactor 1 in the upper part are spherical, which are closed on the cylindrical shell 6 and 7 of the reactor 1.
Верхняя часть внутренней оболочки 7 имеет утолщение 8 для места посадки 9 вала реактора 1. Цилиндрическая часть 6 наружной оболочки реактора заканчивается расходящимся конусом 10.The upper part of the inner shell 7 has a thickening 8 for the landing site 9 of the shaft of the reactor 1. The cylindrical part 6 of the outer shell of the reactor ends with a diverging cone 10.
Фильера 2 имеет расходящуюся конусную часть 11, причем на кромке большого диаметра фильеры выполнены проточные каналы 12 (фиг.2).The
Наружная открытая часть фильеры 2 защищена теплоизоляционным экраном 13, причем экран крепится на конце вала 3 и имеет форму расходящегося конуса 14, который установлен с зазором 15 относительно расходящегося конуса 10 наружной оболочки реактора 1.The outer open part of the
Наружная и внутренняя оболочки 4 и 5 реактора 1 установлены коаксиально друг относительно друга по сферическим и цилиндрическим 6 и 7 частям с зазором через дистанционные втулки 16 и закреплены заклепками 17 (фиг.3).The outer and inner shells 4 and 5 of the reactor 1 are mounted coaxially relative to each other in spherical and cylindrical 6 and 7 parts with a gap through the
Сферическая часть наружной оболочки 4 реактора 1 заканчивается цилиндрическим патрубком 18, в котором коаксиально с зазором установлен входной патрубок 19, причем в вертикальной части входного патрубка 19 внутри коаксиально с зазором установлена входная трубка 20, коаксиально которой с зазором внутри проходит вал 3, закрепленный верхним концом в подшипниковом узле 21.The spherical part of the outer shell 4 of the reactor 1 ends with a cylindrical pipe 18, in which an inlet pipe 19 is installed coaxially with a gap, and an inlet pipe 20 is installed inside the vertical part of the inlet pipe 19, with a
Нижний торец входной трубки 20 установлен на уровне торца входного патрубка 19, причем между верхней сферической поверхностью утолщения 8 и упомянутыми торцами имеется зазор, равный высоте дистанционной втулки 16.The lower end of the inlet tube 20 is installed at the level of the end of the inlet pipe 19, and between the upper spherical surface of the bulge 8 and the said ends there is a gap equal to the height of the
Входной патрубок 19 имеет на прямой вертикальной цилиндрической части экран 22, который имеет форму опрокинутого стакана и установлен коаксиально с зазором к цилиндрическому патрубку 18, причем между верхним торцом цилиндрического патрубка 18 и днищем экрана 22 также имеется зазор.The inlet pipe 19 has a screen 22 on the straight vertical cylindrical part, which has the shape of an overturned glass and is mounted coaxially with a gap to the cylindrical pipe 18, and there is also a gap between the upper end of the cylindrical pipe 18 and the bottom of the screen 22.
На валу 3 перед торцом верхней части входной трубки 20 установлен компактный теплообменник 23 с цилиндрически оребренной поверхностью.A compact heat exchanger 23 with a cylindrically finned surface is mounted on the
Теплообменник выполнен из легкого материала, например алюминия, и насажен плотно на вал 3. Компактный теплообменник 23 служит для снижения температуры вала 3, выходящего из реактора 1.The heat exchanger is made of light material, such as aluminum, and is mounted tightly on the
Нижнее ребро 24 теплообменника 23 выполнено в виде перевернутого стакана, между днищем которого и торцом верхней части входной трубки 20 имеется зазор.The lower rib 24 of the heat exchanger 23 is made in the form of an inverted glass, between the bottom of which and the end face of the upper part of the inlet tube 20 there is a gap.
За компактным теплообменником 23 на валу 3 установлен вентилятор 25, содержащий цилиндрический кожух 26 с всасывающим коллектором 27, выполненным в виде раструба, причем в цилиндрической части кожуха 26 коаксиально установлен подшипниковый узел 21 на распорках 28 (фиг.4).Behind the compact heat exchanger 23, a fan 25 is mounted on the
Корпус подшипникового узла 21 выполнен с оребрением 29, причем ребра 29 имеют прямоугольную форму и расположены вдоль корпуса подшипникового узла 21. Установленный на валу 3 вентилятор 25 способствует охлаждению подшипникового узла 21, а оребрение 29 интенсифицирует охлаждение. Компактный теплообменник установлен во всасывающем коллекторе 27 цилиндрического кожуха 26 вентилятора 25, что интенсифицирует охлаждение вала 3 и уменьшает его температуру перед вентилятором 25.The housing of the bearing
Нагревательные элементы 30 распределены вдоль оси реактора 1 и установлены коаксиально его внешней оболочке с уменьшением мощности нагревательных элементов от расходящегося конуса к его верхней сферической части 4.The heating elements 30 are distributed along the axis of the reactor 1 and installed coaxially with its outer shell with a decrease in the power of the heating elements from the diverging cone to its upper spherical part 4.
Между экраном 31 и теплоизоляционным кожухом 32 засыпается теплоизолирующий материал 33, например шамотная крошка.Between the screen 31 and the heat-insulating casing 32, heat-insulating material 33, for example fireclay chips, is poured.
Реактор 1 также снабжен кольцевым воздуховодом 34 и ведомым шкивом 35, установленным на конце вала 3 за подшипниковым узлом 21.The reactor 1 is also equipped with an annular duct 34 and a driven pulley 35 mounted on the end of the
Устройство реактора 1 смонтировано на плите 36.The reactor device 1 is mounted on a plate 36.
Устройство для получения волокнистых материалов из расплава термопластов работает следующим образом.A device for producing fibrous materials from molten thermoplastics works as follows.
Перед работой реактор 1 разогревают до рабочей температуры посредством включения нагревательных элементов 30. Так как нагревательные элементы 30 имеют независимое регулирование мощности, то их нагрев поддерживают в таком режиме, чтобы температура реактора 1 в нижней его части, т.е. в зоне расходящегося конуса 10, в средней его части, т.е. в зоне цилиндрической оболочки 6, и в верхней его части, т.е. в зоне сферической оболочки 4, была одинаковой.Before operation, the reactor 1 is heated to operating temperature by turning on the heating elements 30. Since the heating elements 30 have independent power control, their heating is maintained in such a way that the temperature of the reactor 1 in its lower part, i.e. in the zone of the diverging cone 10, in its middle part, i.e. in the zone of the cylindrical shell 6, and in its upper part, i.e. in the zone of the spherical shell 4, was the same.
Чтобы сократить тепловые потери в окружающее пространство от фильеры 2, наружная ее часть защищена теплоизоляционным экраном 13, например из фторопласта.To reduce heat loss to the surrounding space from the
Чтобы защитить реактор 1 от тепловых потерь в окружающее пространство, реактор 1 защищен теплоизоляционным кожухом 32. В качестве теплоизолирующего материала использована шамотная крошка.To protect the reactor 1 from heat loss to the surrounding space, the reactor 1 is protected by a heat-insulating casing 32. Fireclay chips were used as the heat-insulating material.
Таким образом, рабочая полость реактора 1 максимально защищена от тепловых потерь, а благодаря независимому регулированию мощности нагревательных элементов 30 создается относительно изотермическое температурное поле по всему периметру реактора 1 для получения из расплава полимерного волокна.Thus, the working cavity of the reactor 1 is maximally protected from heat loss, and due to the independent regulation of the power of the heating elements 30, a relatively isothermal temperature field is created around the entire perimeter of the reactor 1 to obtain a polymer fiber from the melt.
После того, как устройство подготовлено к работе, через шкив 35 клиноременной передачи приводят во вращение реактор 1 с заданной угловой скоростью. Затем по входному патрубку 19 и в зазор между торцом входного патрубка 19 и верхней сферической частью внутренней оболочки 7 нагнетают расплав полимерного материала, который распределяется по внутренним стенкам 4 и 6 оболочки реактора 1. Так как стенки 4 и 6 реактора 1 прогреты равномерно, то расплавленный полимер также равномерно растекается, образуя однородную пленку расплава, и продвигается вниз к фильере 2, в которой разделяется на отдельные струйки благодаря проточным каналам 12, и далее, продвигаясь за счет центробежной силы, срывается с кромки конуса 10, образуя тонкие волокна. Благодаря тому, что реактор установлен вертикально, волокна практически имеют одинаковые траектории полета до приемного устройства (на чертеже не показан) и получаются однородным по толщине, а так как вся поверхность реактора 1 нагрета равномерно, что способствует равномерному прогреву пленки расплава и ее разделению на строго отдельные струйки в фильере 2 через проточные каналы 12, то волокно практически не имеет корольков в своем составе.After the device is prepared for operation, through the pulley 35 of the V-belt drive, the reactor 1 is rotated with a given angular velocity. Then, a melt of polymer material is pumped through the inlet pipe 19 and into the gap between the end face of the inlet pipe 19 and the upper spherical part of the inner shell 7, which is distributed along the inner walls 4 and 6 of the reactor shell 1. Since the walls 4 and 6 of the reactor 1 are heated uniformly, the molten the polymer also spreads uniformly, forming a uniform melt film, and moves down to the
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002104752/12A RU2247800C2 (en) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | Apparatus for producing of fibrous materials from thermoplast melt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002104752/12A RU2247800C2 (en) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | Apparatus for producing of fibrous materials from thermoplast melt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002104752A RU2002104752A (en) | 2003-08-27 |
| RU2247800C2 true RU2247800C2 (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=35364927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002104752/12A RU2247800C2 (en) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | Apparatus for producing of fibrous materials from thermoplast melt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2247800C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1265215A (en) * | 1968-07-10 | 1972-03-01 | ||
| RU2117719C1 (en) * | 1997-06-26 | 1998-08-20 | Владимир Васильевич Бордунов | Method and installation for producing fibrous material from thermoplastics |
| DE19800297C1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-01 | Microfaser Repro Gmbh | Method and device for producing fibrous materials from thermoplastic materials |
| RU2160332C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-10 | ЗАО "Номос-4" | Installation for production of fibrous material from thermoplastic utility scrap and waste |
| RU2164563C1 (en) * | 2000-03-20 | 2001-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Везувий-II" | Device for producing fibrous materials from melt of thermoplasts (versions) |
| RU2174165C1 (en) * | 2000-12-04 | 2001-09-27 | Волокитин Геннадий Георгиевич | Apparatus for manufacturing fibrous materials from thermoplastic melt |
-
2002
- 2002-02-21 RU RU2002104752/12A patent/RU2247800C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1265215A (en) * | 1968-07-10 | 1972-03-01 | ||
| RU2117719C1 (en) * | 1997-06-26 | 1998-08-20 | Владимир Васильевич Бордунов | Method and installation for producing fibrous material from thermoplastics |
| DE19800297C1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-01 | Microfaser Repro Gmbh | Method and device for producing fibrous materials from thermoplastic materials |
| WO1999035313A1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-15 | Microfaser-Repro-Gmbh | Method and device for producing fibrous materials from thermoplastic materials |
| RU2160332C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-10 | ЗАО "Номос-4" | Installation for production of fibrous material from thermoplastic utility scrap and waste |
| RU2164563C1 (en) * | 2000-03-20 | 2001-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Везувий-II" | Device for producing fibrous materials from melt of thermoplasts (versions) |
| RU2174165C1 (en) * | 2000-12-04 | 2001-09-27 | Волокитин Геннадий Георгиевич | Apparatus for manufacturing fibrous materials from thermoplastic melt |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1092357A (en) | Method of manufacturing fibres of inorganic material and apparatus for same | |
| WO2020119604A1 (en) | Air humidifier | |
| US5215763A (en) | Water ring pelletizer | |
| RU2247800C2 (en) | Apparatus for producing of fibrous materials from thermoplast melt | |
| RU2213170C1 (en) | Apparatus for producing fibrous materials from thermoplastic melts | |
| KR100433086B1 (en) | process of making organic fibers | |
| RU2213171C1 (en) | Apparatus for producing fibrous materials from thermoplastic melts | |
| US5100450A (en) | Method and apparatus for producing fibers | |
| RU2260637C1 (en) | Apparatus for producing of fibrous materials from thermoplastic melts | |
| RU2164563C1 (en) | Device for producing fibrous materials from melt of thermoplasts (versions) | |
| RU2174165C1 (en) | Apparatus for manufacturing fibrous materials from thermoplastic melt | |
| RU2055293C1 (en) | Contact heat-exchanger | |
| RU2511851C1 (en) | Combined cooling tower with rational system of water reuse | |
| RU2179600C1 (en) | Apparatus for producing fibrous materials from thermoplast | |
| CN216068578U (en) | Improved extruder condenser | |
| RU2649554C1 (en) | Equipment heat utilization plant | |
| WO2024187595A1 (en) | Drying device and battery preparation system | |
| CN213726335U (en) | Automatic cooling equipment of granulator | |
| CN2259604Y (en) | Vertical Fluid Cooling Tower | |
| CN209362429U (en) | Multi-layer and multi-stage fertilizer granulation device | |
| CN210346036U (en) | Cooling assembly of refrigeration equipment | |
| CN113438881B (en) | Prevent power supply unit for high temperature type automation workshop | |
| CN113044416A (en) | Can accelerate radiating jar body | |
| KR101724128B1 (en) | Vortex - cooling tower having an air mixer | |
| CN115164631B (en) | A falling film desublimation heat exchanger for low temperature carbon capture and its working method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060222 |