устройство для непрерывной термической обработки длинномерного материала

Формула изобретения

1. Устройство для непрерывной термической обработки длинномерного материала, состоящее из кожуха, внутри которого размещены вальцы для транспортирования длинномерного материала и нагревательные элементы, отличающееся тем, что содержит отражающие пластины, при этом по крайней мере один нагревательный элемент размещен в пространстве, ограниченном восходящей и нисходящей ветвями длинномерного материала, огибающего валец, параллельно оси последнего, между отражающей поверхностью вальца, не соприкасающейся с длинномерным материалом, и отражающими пластинами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражающие пластины расположены между ветвями длинномерного материала, движущегося в противоположных направлениях, при этом на противоположной к вальцу от нагревательного элемента стороне расположены поперечные пластины, а по бокам и торцам к материалу с обеих сторон в сфере действия нагревательного элемента расположены боковые пластины.

Описание изобретения к патенту

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.

Известна машина для вытягивания жгутов и нитей по а.с. СССР 1112072, кл. D 02 J 1/22, 1984, содержащая системы вытяжных вальцев, обрабатывающие камеры и приводы, в которой вытяжные вальцы размещают внутри обрабатывающих герметичных камер, соединенных между собой с помощью переходных герметичных элементов и расположенных радиально относительно оси главного вала привода.

Недостатки известной машины следующие: большие энергозатраты и потери (используют как теплоноситель жидкость, пар, воздух), усложнено обслуживание машины (теплоноситель заполняет весь объем внутри обрабатывающей камеры).

Известны устройства для непрерывной тепловой обработки длинномерного материала в виде одного-нескольких вальцев (галет, дисков, цилиндров и т.д. Петухов Б.В. Полиэфирное волокно, - М.: Химия, 1976, с. 206-220), которые не располагают внутри обрабатывающих камер, а теплоноситель подают внутрь этих вальцев. Прогрев вальцев изнутри осуществляют жидкостью, газом, электроэнергией.

Недостатки этих устройств заключаются в том, что сложно обеспечить равномерный прогрев материала по длине и ширине; большие энергопотери и затраты как при работе, так и при подготовке или окончании работы.

Известно устройство для непрерывной термической обработки длинномерного материала по пат. RU 2 078161, кл. D 02 J 13/00, 27.04.97, содержащее кожух, с теплоизолированными поверхностью трубами, имеющими внутри зеркальную поверхность. Через трубы проходит обрабатываемый материал. Нагревательные элементы расположены параллельно направлению перемещения материала. Имеются средства для перемещения газообразной среды. Транспортирующие элементы размещены вне кожуха с трубами.

Недостатком устройства является то, что нельзя прогреть материал между вальцами и вблизи них.

Известно устройство для непрерывной термической обработки длинномерного материала по пат. США 3 803 674, кл. D 02 J 13/00, 1974, содержащее кожух, внутри которого размещены вальцы для транспортирования длинномерного материала и нагревательные элементы.

Недостатком устройства является возможность обработки лишь ограниченного ассортимента обрабатываемого материала.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства при обработке длинномерного материала, нагрев между вальцами на вытяжном стане - системе вальцев - одиночных нитей и плосковидных материалов: жгутов, пленок, нетканых и тканых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для непрерывной термической обработки длинномерного материала содержит кожух, внутри которого размещены нагревательные элементы и вальцы для транспортирования длинномерного материала. При этом, по крайней мере, один нагревательный элемент расположен параллельно оси вальца в пространстве, ограниченном восходящей и нисходящей ветвями огибающего валец длинномерного материала, на равных расстояниях от этих ветвей, отражающей поверхностью не соприкасающегося с материалом вальца и отражающими пластинами, которые могут быть боковыми, т.е. закрепленными с обеих сторон по торцам, краям материала, и поперечными, т.е. их располагают между двумя ветвями длинномерного материала, движущихся в противоположных направлениях, на противоположной к вальцу от нагревательного элемента стороне. Отражающие пластины обеспечивают равномерное распределение энергии по отношению к двум ветвям длинномерного материала.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 дано схематичное расположение основных элементов при двухрядном размещении вальцев.

На фиг. 2 то же при трехрядном размещении вальцев.

На фиг. 3 дана схема расположения боковых отражающих пластин.

Устройство содержит кожух 1, внутри которого расположены вальцы 2, по которым движется материал 3, нагревательные элементы 4 и отражающие пластины: поперечные 5 и боковые 6. Кожух 1 предотвращает тепло- и хемовыделения в окружающую среду при термообработке материала и может быть снабжен герметизирующими входными и выходными щелями 7, а также изоляцией и боковой дверцей, которые не показаны на чертежах.

Вальцы размещены по-разному, например в 2 ряда (фиг. 1) или в 3 ряда (фиг. 2), но в любом случае поперечные пластины 5 размещены так, чтобы обеспечить равномерное отражение энергии от пластины 5 в сторону обеих ветвей движущегося в противоположных направлениях длинномерного материала 3, т.е. угол между каждой из ветвей материала 3 и поперечной пластиной 5, размещенной между ветвями, одинаков.

Нагревательные элементы расположены между вальцами на равных расстояниях от восходящей и нисходящей ветвей длинномерного материала 3 параллельно оси вальца 2 между отражающей поверхностью не соприкасающегося с материалом 3 вальца 2, который огибает материал, образуя две ветви материала, и отражающими пластинами 5-поперечной и 6-боковыми. При необходимости, когда длинномерный материал 3 не может отражать или принимать на себя весь энергопоток, т. е. материал очень неравномерен по своей плотности, например, материал представляет собой несоприкасающиеся друг с другом нити или комплексные нити, параллельно ветви материала 3 по другую сторону от нагревательного элемента 4, на которой не устанавливают элемент 4 - после первого вальца на входе и перед последним вальцем на выходе со стана - системы вальцев 2, закреплены дополнительные отражающие пластины 8, которые возвращают тепловой поток в сторону обрабатываемого материала.

При одинаковой плотности материала 3 от применения пластин 8 можно отказаться. Боковая пластина 6, расположенная со стороны обслуживания устройства, может быть выполнена, например, съемной, в виде дверцы.

Длинномерный материал 3 заправляют на вальцы 2, соответственно обеспечивая возможность доступа его внутрь кожуха 1 между боковыми пластинами 6, например, открывая дверцы. После этого закрывают их, включают термонагревательные элементы 4 и привод вальцев 2, который на чертежах не показан.

Тепловой поток от элементов 4, попадая на обе ветви материала 3 прогревает его, а соприкасаясь с отражающими поверхностями вальцев 2 и отражающими пластинами 5, 6, 8, вновь возвращается к материалу 3. Часть энергии уходит с материала на нагрев вальцев 2 и объема внутри кожуха 1, а также уносится выходящим из устройства материалом, однако потери энергии при выбранной конструкции устройства будут значительно меньше. Тепловой поток от элемента 4, направленный и попадающий на поверхность вальца 2, не закрытый материалом 3, отражается и попадает в конечном случае на обе ветви материала 3. По аналогии тепловой поток отражается и от пластин 5, 6, 8 и вновь, перераспределяясь в замкнутом пространстве, очерченном отражающими поверхностями вальца 2 и пластин 5, 6, 8 и двумя ветвями материала 3, поглощается этим материалом, т. е. почти вся энергия от нагревательного элемента 4 вбирается в себя движущимся материалом.

При окончании работы привод вальцев 2 и отключение нагрева элементов 4 осуществляется одновременно, практически одновременно и включают нагрев и привод при пуске. Количество нагревателей 4 между двумя ветвями материала 3 определяется необходимой для стабильной работы мощностью нагрева и используемыми для работы нагревателями. Существенное значение имеет дефицитность нагревателей 4, их мощность и вид, а также структура, ширина и длина материала между двумя вальцами.

Проведенные испытания полиэфирных жгутиков, полипропиленовой пленки и полиамидной нити показали высокую эффективность устройства при термообработке различных материалов и возможность значительного уменьшения энергозатрат и потерь по сравнению с существующими устройствами до 20%.