Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оборудование для получения и переработки полимерных материалов. Учебное пособие
.pdf
Давление расплава регулируется автоматически числом оборотов шнека с
сигнализацией по верхнему и нижнему значениям параметра и имеет блокировку привода шнека при превышении максимального давления расплава.
Давление в материальном цилиндре 100–150 МПа, на выходе экструдера
при повышении давления свыше установленного аварийного значения в 180 МПа
включает оптическую и акустическую тревожную сигнализацию. Если давление
продолжает повышаться, то при превышении предельного значения в 350 МПа
происходит отключение экструдера.
Для обеспечения стабильности формования необходима фильтрация расплава (рис. 3.1, поз. 5). Задачей фильтрации является задерживание гельчастичек и посторонних частиц, чтобы избежать загрязнения фильеры и нарушений формования. Для этого расплав фильтруется после экструдера (через
устройство смены сит) и перед фильерным комплектом (через сито фильерного
комплекта). Применяемая в настоящее время фильтровальная техника работает
дегрессивно, т. е. тонкая фильтрация осуществляется на сменном сите. Более
мелкие сита, задерживающие гель-частички, окисленные гель-частицы и т. п.,
применяются в фильерном комплекте.
В качестве фильтров расплава применяются устройства, постоянно находящиеся под потоком расплава, т. е. не проходит прерывания потока расплава
при смене сит. Примененное в установке непрерывно действующее гидравлическое устройство смены сит имеет следующую конструкцию:
корпус – с теплоизоляцией и болтовым упором по отношению к гид-
равлическому цилиндру;
ситовый болт с одним отверстием для сита, состоящий из ситовой пла-
стины, сита или пакета сит;
отопительное устройство – вставленные в корпус электрические нагре-
вательные патроны. Кабели положены в закрытых каналах в корпусе и сходятся
в присоединительных коробках;
гидравлический цилиндр;
гидравлическая установка.
Схема действия
Поток расплава разделяется во время производства внутри корпуса гидравлического устройства смены сит на два канала и каждый из них направляется через фильтрующую среду. Для смены сит из корпуса гидравлически выводится сетчатая часть ситового болта. Еще находящаяся в корпусе часть ситового болта герметизирует данный канал, а производство осуществляется через
сетчатую часть другого, еще находящегося в корпусе ситового болта. После
вставки чистого пакета сит ситовой болт вводится обратно в поток расплава, а
операция повторяется с другим ситовым болтом.
Во время производства оба ситовых болта находятся, как правило, в рабочей позиции. Для смены сит можно выводить лишь один ситовый болт, при
41
одновременном выводе обоих ситовых болтов происходит полная блокировка
производственного процесса.
Продолжительность эксплуатации сит зависит от степени загрязнения
расплава. Так как загрязненность сит влечет за собой также повышение сопротивления потоку, необходимость смены сит можно определить:
по повышению давления массы, измеренному манометром между экс-
трудером и устройством смены сит;
снижению производительности;
повышению потребления электроэнергии приводом экструдера.
Максимальный перепад давления до и после ситовой пластины не должен
превышать Р = 100 МПа.
Вывод одного сита для смены и связанная с этим блокировка одного из поточных каналов в корпусе может привести к повышению давления массы на
оставшемся сите до 10 %. Поэтому рекомендуется не ждать со сменой сит до тех
пор, пока загрязнение не приведет к этому максимальному перепаду давления.
Применяемые фильтрующие пакеты должны иметь предписанный диаметр
200 мм и иметь строго круглую форму. Они состоят из нескольких сит различной
степени тонкости, обрамленных более грубыми, причем самое грубое сито прилегает как опора непосредственно к ситовой пластине ситового болта.
Из экструдера расплав гранулята непрерывно подается на формование.
3.1.5. Формование
Перед формованием с целью очистить от гель-частичек и посторонних частиц, во избежание загрязнения фильеры и для обеспечения стабильности формования проводится фильтрация расплава полимера. Профильтрованный расплав полимера поступает к дозирующему прядильному насосу (рис. 3.1, поз. 6).
Шестеренчатый дозирующий насос состоит из пары находящихся в зацеплении шестерён одинаковых размеров, окружённых со всех сторон корпусом с небольшим зазором. С обеих сторон зубчатого зацепления в корпусе имеется по отверстию для входа и выхода расплава. При вращении шестерён выходящие из зацепления впадины заполняются поступающим расплавом, который
затем подаётся вдоль стенок корпуса на напорную сторону. Там расплав вытесняется вновь входящими в зацепление зубьями и выталкивается ими через выходное отверстие в напорный трубопровод. Подача дозирующего насоса составляет 176 см3/об. Вращение дозирующий насос получает от двигателя постоянного тока. Технические характеристики прядильного насоса приведены в
табл. 3.2.
Так как из-за увеличивающегося загрязнения фильтрующих сит в устройстве смены сит могут изменяться условия эксплуатации перед прядильным
насосом, то через регулировку давления и числа оборотов изменяется число
оборотов экструдера. Если из-за увеличивающегося загрязнения падает давление, то с помощью SIC 501 соответственно повышается число оборотов экстру-
42
Тип
SK-S 70/70
Материал корпуса
42CrMo4
Материал присоединений
C60N
Объемная подача, см3/об
176
Число оборотов, мин-1
0-83
Обогрев
4 нагревательных патрона по 1600 Вт
Длина, мм
260
Ширина, мм
462
Высота, мм
290
Масса, кг
140
дера с учетом того, чтобы PIA 210 не превышало определенного устанавливаемого значения.
Таблиц а 3.2. Технические характеристики прядильного насоса
Параллельно с этим производится сравнение заданного допустимого перепада давлений на устройстве смены сит. Если разность давлений превышает
допустимое значение, обслуживающему персоналу дается оптический и акустический предупредительный сигнал для смены фильтров на устройстве смены сит. Если смены фильтров не производится, давление на выходе экструдера
продолжает повышаться. По достижении определенного давления (350 МПа)
экструдер автоматически отключается для предотвращения разрушения. Давление расплава в щелевой головке индицируется как дополнительный контрольный параметр.
По напорному трубопроводу расплав поступает в поточный канал щелевой головки прядильной балки (рис. 3.1, поз. 7).
Поступающий под давлением (50–60 МПа) расплав от прядильного насоса формуется в поточном канале плавильно-прядильного устройства (прядильной балке) таким образом, что он выходит из фильеры как равномерный относительно рабочей ширины пластичный расплав. Для распределения расплава
применяется щелевая головка с поточным каналом в форме платяной вешалкиплечиков (рис. 3.3).
Технические характеристики щелевой головки приведены в табл. 3.3.
43
16 зон обогрева
66,8 кВт
Материал
54NiCrMoV6, улучшенный
Длина, мм
4590
Ширина, мм
320
Высота, мм
500
Масса, кг
5250
Рис. 3.3 Щелевая головка: 1 – обогревательный патрон; 2 – верхняя часть
головки; 3 – подвижные прижимные планки; 4 – фильерный комплект;
5 – изоляция; 6 – нижняя часть головки; 7 – неподвижные прижимные
планки; 8 – деревянная накладка для защиты плоскощелевой головки
Таблиц а 3.3. Технические характеристики щелевой головки 4200 мм
(прядильная балка)
Поточный канал реологически выполнен для соответствующего сырья. Щелевая головка обогревается нагревательными патронами. Отопительных зон – 16.
Со 2-й зоны по 15-ю температура 225–245 °С, 1-я и 16-я зоны – 230–250 °С.
Температура регулируется автоматически. Давление расплава 100–120 МПа.
На выходной части щелевой головки установлен фильерный комплект
(рис. 3.3, поз. 4). Фильерный комплект (рис. 3.4) состоит из многослойных
фильтров с алюминиевой рамкой, опорной решетки с вложенным уплотняющим шнуром и фильеры в виде толстостенной пластины с прядильными отвер-
44
Материал
X22CrNi17, улучшенный
Длина, мм
4300
Ширина, мм
216
Высота, мм
600
Масса, кг
250
стиями (капиллярами) Ø 0,45 мм для формования филаментов 2,5–4 текс. Количество отверстий – 21 672 штук.
Рис. 3.4. Фильерный комплект
Задачей фильерного комплекта является фильтрование распределенного
до этого по всей ширине расплава (гель-частички, окисленные частицы), равномерное распределение расплава по глубине и равномерное выпрядение его из
капилляров. В табл. 3.4 приведены технические характеристики фильерного
комплекта.
Таблиц а 3.4.Технические характеристики фильерного комплекта
Все описанное оборудование между экструдером и фильерой соединено
электрически обогреваемыми и регулируемыми адаптерными деталями. Заданная температура составляет, в зависимости от сырья, от 190 до 205 °С. Конструкция соединенных трубопроводов выполнена с целью снизить до минимума потери давления и поддерживать оптимальную скорость срезания.
3.1.6. Охлаждение и вытягивание свежесформованных нитей
Эта часть установки состоит из следующих составных частей:
обдувочные кабины с отдельными выходами воздуха охлаждения и до-
полнительного воздуха (см. рис. 3.1, поз. 8);
45
установка воздушного охлаждения с воздуходувкой, отдельными кон-
денсаторами, дополнительными воздуходувками и воздуховодной циркуляционной системой (рис. 3.1, поз. 9);
промежуточный канал с заслонкой начала формования;
вытяжное устройство с регулируемыми дефлекторами и регулируемой
щелью вытяжки (рис. 3.2, поз. 10).
Выступающий из фильеры пучок нитей обдувается с двух сторон равномерным, направленным в одну сторону потоком воздуха со скоростью от 0,5 до
1,5 м/с. Наружный для охлаждения пластичного филамента воздух всасывается
вне производственного помещения, подготавливается в агрегате воздуха охлаждения до нужной температуры процесса и вводится через обдувочные кабины
в вытяжное устройство.
Подача воздуха включается и выключается кнопочными выключателями.
Дополнительно в установке имеются еще две параллельно включенные возможности управления:
на коробке управления вблизи вентиляционного прибора;
на пульте управления всей установки.
Между обдувочными кабинами филаменты еще в пластичном состоянии
с обеих сторон обдуваются охлаждающим воздухом. Конструкция этих обдувочных кабин позволяет производить равномерное обдувание нитей по всей
ширине хода полотна.
Расположенные внутри кабин направляющие устройства обеспечивают
равномерность профиля потока. На выходе кабин так называемые выпрямляющие соты обеспечивают профиль потока. Обдувочная кабина разделена на две
расположенные одна под другой части. В верхней части кабины вдувается кондиционный воздух, в нижней части вдувается воздух, возвращаемый из процесса. Обдувочную кабину можно открывать для очистительных и смотровых работ.
С постоянной температурой и скоростью воздух вдувается через выпрямители в верхней части обдувочных кабин. Для получения достаточного количества воздуха для вытяжки и укладки филаментов дополнительный воздух через расположенные в нижней части обдувочных кабин выпрямители с обеих
сторон направляется на нитевой занавес.
Во избежание склеивания и турбулентности филаментов количество воздуха и температура должны быть точно согласованы с проходной способностью филаментов. Обдувочные кабины заканчиваются канальным элементом, в
котором нити раскладочного блока подводятся к каналу вытяжки, для чего этот
промежуточный канал выполнен в виде длинной сходящейся прямоугольной
фильеры.
Нитевой занавес проводится через промежуточный канал до щели вытяжного устройства (рис. 3.1, поз. 10). При этом поступление рабочего воздуха
усиливается. Таким образом, вытяжка филаментов до конечного диаметра нити
достигается еще во время пластичной фазы. Технические характеристики обдувочной кабины приведены в табл. 3.5.
46
Материал корпуса
AlMg3
Ширина обдувки, мм
3450
Длина, мм
4900
Ширина, мм
1700
Высота, мм
1600
Масса, кг
1300
Материал
Стальные пластины
Длина, мм
1550
Ширина, мм
5100
Высота, мм
1700
Масса, кг
4100
Таблиц а 3.5. Технические характеристики обдувочной кабины
Технические характеристики вытяжного устройства приведены в табл. 3.6.
Таблиц а 3.6. Технические характеристики вытяжного устройства
Вытяжное устройство состоит из двух коротких вытяжных листов, которые формируют регулируемую вытяжную щель, а также двух воздухонаправляющих щитов (дефлекторов) (рис. 3.5, поз. 3 и 4), геометрию которых с помощью
двух в каждом случае установочных шпинделей можно изменять таким образом,
чтобы достигалась желаемая турбулентность воздуха и нитей для изотропного неориентированного расположения нитей (холстообразование) (рис. 3.5) на волокнистую ленту – сетчатый транспортёр.
Поток воздуха, состоящий из охлаждающего и дополнительного, служащий для транспортировки жгутика нитей, отсасывается воздуходувкой через
сетчатый транспортёр (рис. 3.5, поз. 11). Отсасывание осуществляется через
специально сконструированную отсасывающую коробку, которая обеспечивает
равномерный поток воздуха по всей ширине укладки. Воздух (максимальный
расход 46 000 м3/ч, давление 3000 Па) отсасывается из всасывающего канала с
обеих сторон и возвращается в воздушную систему как рабочий или отводится
в атмосферу.
47
Рис. 3.5. Вытяжное устройство: 1 – ходовой механизм; 2 – траверса
ходового механизма; 3 – вытяжной щиток на выходе; 4 – вытяжной щиток
на входе; 5 – опорная планка воздухонаправляющей пластины; 6 – траверса
для регулировки воздухонаправляющих пластин; 7 - держатель для вытяжного
устройства; 8 – воздухонаправляющая пластина; 9 – указатель положения
смотрового окна (наклон ходового вала, направление вращения вала);
10 – лампа с держателем; 11 – сетчатый транспортер; 12 – вильчатая головка
с втулкой; 13 – цилиндрический штифт; 14 – подъемный элемент;
15 – пружинное кольцо; 16 – держатель для редуктора; 17 – вал;
18 – транспортирующие валы
48
Двигатель постоянного тока, кВт
8
Ширина сетчатой ленты, мм
4600
Скорость отвода, м/мин
15–150
Материал сетчатого транспортера
Сложный полиэфир, термически
фиксированный
Длина, мм
2200
Ширина, мм
5380
Высота, мм
1810
Масса, кг
8200
3.1.7. Укладка и транспортировка материала
Выходящие из вытяжной щели вытяжного устройства нити прижимаются
эксгаустером на вращающуюся в конвейерном устройстве воздухопроницаемую сетчатую конвейерную ленту (рис. 3.1, поз. 11), которая транспортирует
нетканый материал с неупорядоченным расположением нитей из зоны укладки.
С помощью пары контактных валов (рис. 3.1, поз. 12) неуплотненный нетканый
материал подвергается предварительному уплотнению с тем, чтобы избежать
придания волокнистому мату повышенной объемности при транспортировке.
Сетчатый транспортер транспортирует волокнистый мат, подвергнутый
предварительному уплотнению, на скрепление.
Вся транспортировка нетканого материала задается фактической величиной скорости конвейерного устройства, т. е. данная фактическая величина является главным значением, введенным в ЭВМ, для приводов передаточного
транспортера. Технические характеристики приемного сетчатого транспортера
приведены в табл. 3.7.
Таблиц а 3.7. Технические характеристики приемного сетчатого
транспортера
3.1.8. Метод термоскрепления
В каландре неуплотненный нетканый материал по всей ширине подвергается равномерному термическому соединению. Это термическое уплотнение
осуществляется тем, что нагретый гравированный вал (см. рис. 3.1, поз. 13) с
равномерным линейным давлением по всей ширине прижимается к гладкому
нагретому валу (см. рис. 3.1, поз. 14).
Верхний вал выполнен в виде гравированного вала. У него сварная поверхность, что является отличным компромиссом между высокой прочностью и
приятным грифом нетканых продуктов. Гравировальный вал установлен неподвижно и приводится в действие через двигатель постоянного тока. Обогрев
49
вала осуществляется через электрически обогреваемую отопительную установ-
Диаметр валов, мм
500–445, с обогревом
Материал вала
42CrMo4V
Привод постоянного тока
22,5 кВт, 7,5–150 м/мин
Общая потребляемая мощность, кВт
29
Длина, мм
8150
Ширина, мм
2750
Высота, мм
2800
Масса, кг
15 000
ку на теплоносительном масле.
Нижний гладкий вал обогревается через косвенно обогреваемый термомасляный контур, который под давлением раздувает гладкий вал и с равномерным линейным давлением прижимает к гравированному валу. Имеющийся зазор между валами с помощью гидравлического поднятия или опускания гладкого вала можно замыкать или открывать.
Привод гладкого вала осуществляется также с помощью двигателя постоянного тока, который запускается путем ограничения тока гравированного вала.
Оптимальная для любого веса единицы поверхности температура каландровых валов, а также линейное давление определяются при первичном вводе в
эксплуатацию и помещаются в запоминающее устройство управляющей системы. Технические характеристики двухвалового термоскрепляющего каландра
приведены в табл. 3.8.
Табли ц а 3.8. Технические характеристики двухвалового термоскрепляющего
каландра
После термического уплотнения нагретый нетканый материал охлаждается путем пропускания его через пару валов (рис. 3.1, поз. 15), которые постоянно снабжаются охлаждающей водой.
3.1.9. Увлажнение и сушка нетканого материала
С тем, чтобы увеличить ассортимент нетканых материалов, нетканый материал можно опрыскать в смонтированной после каландрирования роторной
увлажнительной установке различными химическими реагентами (присадками).
Присадки должны обладать двумя свойствами:
смачивать волокна;
после испарения растворителя придать нетканому материалу желаемые
свойства, как, например, антистатические, гидрофобные, гидрофильные, антибактериальные.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]