Schmelzvorrichtung für organische Polykondensate zur Herstellung von geformten Gebilden aus der Schmelze
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmelzvorriehtung für organische Polykondensate zur Herstellung von geformten Gebil- den aus der Schmelze.
I) as Spinnen von Fäden aus der Sehmelz- masse ist mit Schwierigkeiten verbunden. Es ist bekannt, feste, organische, fadenbildende Massen auf eine Heizfläche zu fordern, auf der sie abgeschmolzen und in einem Auffangbehälter aufgefangen und daraus abgezogen werden können. Die Gesehwindigkeit des Abschmelzens ist im wesentlichen gleich der Ab zugsgeschwindigkeit des geschmolzenen Gutes.
Es ist dabei zu beachten, dass eine sogenannte 1rritisehe Temperatur beim Schmelzen einzu- halten ist, das hei#t es muss eine bestimmte Mindesttemperatur eingehalten und es darf eine bestimmte Höchsttemperatur nicht über schritten werden. Will man z. B. eine höhere Förderleistung erreichen und steigert die Temperatur über die kritiselie Temperatur hinaus, so erreicht man wohl eine höhere Schmelzleistung, gleichzeitig zersetzt sich aber das empfindliche Polykondensat unter tasentwielTllmg, so dass weiterhin Störungen während des Spinnens, insbesondere Titer schwankungen und Fädenbrüche, die Folge sind.
Auch treten durch zu hohes Erhitzen unerwünschte Viscositätsänderungen auf. Man kann also bei den bisher üblichen Schmelzrosten durch Erhöhung der Temperatur keine
Erhöhung der Schmelzleistvmg erreichen, ohne dass Zersetzungen usw. auftreten.
Es wurde gefunden, dass man beim Spin nen von Schmelzmassen nach dem Rostspinn- verfahren eine Erhöhung der Schmelzleistnng ohne Temperaturerhöhung um etwa das
3fache der bisherigen Leistung erreichen kann, wenn man einen Schmelzrost aus Heiz rohrkörpern verwendet, deren in Schmelzgut- flussrichtung liegende # Höhe grösser ist als die quer dazu verlaufende grösste Breite und wobei der Zwischenraum zwischen zwei Heiz rohrkörpern so gross gewählt ist, dass das
Schmelzgut bzw.
die zu schmelzenden Schnit- zel in ungeschmolzenem Zustand zwischen die
Heizrohrkörper bis zu einer im untern Teil des Schmelzrostes vorgesehenen Verengung eintreten können.
In der beiliegenden Zeichnung sind eine
Anzahl von beispielsweisen Ausführungsfor men von Vorrichtungen gemäss der Erfindung je in einem senkrechten Schnitt und Drauf sicht schematisch dargestellt.
Bei allen Ausführungsformen ist der eigentliche Rost in einem doppelwandigen Gef## 1 mit einer Abflussöffnung 2 im
Boden, angeordnet.
Die Fig. l und 2 veranschaulichen eine
Ausführung, deren Heizrohrkörper aus einem aus. nahtlosem Rohr hergestellten untern
Schlangenrostteil 3, auf welchem eine Anzahl von Heizstegen 4 aufgeschweisst sind, die ihre Wärme von der Heizschlange selbst bekommen, besteht. Hierbei handelt es sieh um eine Vergrösserung der Heizfläehe durch Wärme- leitung.
Entsprechend den Fig. 3 und 4 ist eine Vergrösserung der Heizfläche dadurch erreicht worden, dass der Rost aus parallel ange ordneten, im Querschnitt. trapezförmigen Rohren 5 besteht, die wiederum von dem Heizmedium durchflossen werden. Durch diese Ausführung der trapezförmigen Rohre 5 wird die Heizfläche ebenfalls weiter in den Schnitzelfüllranm hineinverlegt.
Eine Abwandhmg des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Rostes ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt und besteht darin, dass der Rost aus konzentrisch angebraehten Heizrohren F besteht. Diese Heizrohre 6 sind als Flachrohre ausgebildet lund ragen, hochgestellt, genügend weit in den Füllraum hinein. Anstelle der konzentrisch eingesetzten Heizrohre können diese auch spiralförmig angeordnet sein, wie dies in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Unterhalb der Rohre 6 sind nielit gezeichnete Haltestäbe so angeordnet, dass im untern Teil des Sehmelzrostes eine Verengung vorhanden ist.
Derartige Haltestäbe sind in der Fig. 11 dargestellt.
Die Fig. 9 und 10 zeigen einen ähnlichen Rost, bei dem allerdings gegenüber Fig. 7 die Heizfläehe dureh zwei übereinander angeordnete spiralförmig gewickelte Heizschlangen 7 aus Flachrohren wesentlich erhöht wurde.
Beide Schlangen sind in der Mitte dureh ein entsprechend geformtes Zentralrohr 8 verbun- den, so dass bei Dampfheizung das Heiz medivim in die obere Schlange eintreten vmd durch die untere Sehlange abgeführt werden kann, und zwar-in der Form, dass der Dampf in der obern Schlange von aussen nach innen und bei der mntern Schlange von innen nach aussen strömt. Bei Flüssigkeitsheizung kann die Strömungsrichtung umgekehrt werden.
Auch hier sind unterhalb der untern Heizschlange Haltestäbe angeordnet, um den Schmelzrost an dieser Rtelle zu verengen.
Die Ausführlmgsform nach den Fig. 11 und 12 entspricht in der Anordnung dem Rost gemäss den Fig. 3 und 4, jedoch mit dem Unterschied, dass hier anstelle der in den Fig. 3 und 4 gezeigten, im Querschnitt trapezförmig erscheinenden Rohre, nunmehr Rohre 10 mit ovalem Querschnitt eingesetzt sind.
Dabei ist dafür Sorge getragen, dass die z. B. aufzuschmelzenden Polyamidschnitzel fast bis zur Unterkante der durch die Rohre 10 gebildeten Heizfläche gelangen, wobei ein Durchfallen der Schnitzel durch die Heizrohr- körper durch sinngemäss angebrachte Haltestäbe 11 unmittelbar unter der Heizfläche vermieden wird.
Nach den Fig. 13 und 14 sind Heizrohre 12 in einer Anordnung ähnlieh wie bei dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Roste ausgeführt, mit dem Unterschied, dass die Heizrohre 12 am untern Ende 13 so geformt sind, dass Haltestäbe unter der Heizfläche nieht erforderlich sind.
Bei allen diesen besehriebenen Ausfüh- rungsarten besteht die Tendenz, die Heizfläche durch Wahl von besonderen Einbauten oder Aufbauten weiter als bisher in den Schnitzelfüllraum hineinzuverlegen, um hier- durch die Heizflächen, die mit den Schnitzeln unmittelbar in Berührung kommen, zu vergrössern. Die Ausführungsformen lassen sich sinngemäss noeh erweitern.
Die Vorrichtung weist also vorzugsweise einen Schmelzrbst auf, dessen sehlangenförmige oder parallel angeordnete, den Schmelzrost bildende Heizrohre einen trapezförmigen, dreieckigen, rechteckigen oder ovalen Querschnitt haben. Die grösste Breitenausdehnung dieser Quersehnittformen ist bei allen Ausführungsformen kleiner als die Höhenausdehnung. Vorteilhafterweise beträgt die Höhe dieser Querschnittsformen ein Vielfaches der grössten Breite. Ferner kann die Vorrichtung einen Rost aufweisen, der aus bekannten Schmelzrosten und entsprechend dimensionierten aufgesetzten Heizstäben gebildet ist, wodurch die Schmelzgrundfläche ebenfalls um diese in den Schmelzranm hineinragenden Heizstabflächen vergrössert wird.
i ; ur Begründlmg, dass die Schmelzleistung durch die Vorrichtung gemäss der Erfindung wesentlich verbessert wird, sollen folgende Vcrgleiehsversuche dienen : 1. Es wurden zwei Parallelversuche unter den gleichen Bedingungen, also gleicher Temperatur, gleicher Beheizungsart und gleicher Beschaffenheit der eingesetzten Schnitzel, aber ungleichen Bedingungen bei der Verwendung der Schmelzroste durchgef#hrt. In dem einen Fall wurde ein normaler Schmelzrost verwendet, der eine Grundfläche von 283,5 cm2 aufwies. # In dem andern Fall wurde ein Schmelzrost mit der gleichen Grundfläche 283, 5 cm2 verwendet, wobei aber der Schmelzrost entsprechend Fig.
4 mit solchen Rohren ausgestattet war, welche einen ovalen Quer- schnitt zeigen. Im ersteren Fall wurde eine Abschmelzleistung von 2,8 kg/Std. dem gegen #ber im zweiten Fall eine Abschmelzleistung von 6,6 kg/Std., also etwa das 2, 4fache der Abschmelzleistung bei normalem Schmelzrost, erreicht.
2. In einer weiteren Ausführung wurden dieselben Bedingungen wie unter 1 eingehalten, nur mit dem Unterschied, dass die Ground- flächeinbeiden Ausführlmgsformen 132, 7 cm2 betrug. Die Abschmelzleistung bei der normalen, bisher bekannten Ausführungsform be trug in diesem Fall 1,2 kglStd., im zweiten Fall, bei dem ein Schmelzrost entsprechend der Vorrichtung nach der Erfindung (Fig. 3 und 4) verwendet wurde, 3,4 kglStd., also das 2, 8faehe derjenigen des normalen Rostes.
Melting device for organic polycondensates for the production of shaped structures from the melt
The present invention relates to a melt device for organic polycondensates for the production of shaped structures from the melt.
I) The spinning of threads from the clay mass is associated with difficulties. It is known to demand solid, organic, thread-forming masses on a heating surface on which they can be melted and collected in a collecting container and drawn off therefrom. The speed of melting is essentially equal to the pulling speed from the molten material.
It is important to note that a so-called critical temperature must be maintained during melting, that is, a certain minimum temperature must be maintained and a certain maximum temperature must not be exceeded. Do you want z. For example, if you achieve a higher conveying capacity and if the temperature rises above the critical temperature, you will probably achieve a higher melting capacity, but at the same time the sensitive polycondensate decomposes to a certain extent, so that further disturbances during spinning, in particular titer fluctuations and thread breaks, are the result are.
Undesired changes in viscosity also occur as a result of excessive heating. With the previously common melting grates, you cannot do this by increasing the temperature
Achieve an increase in the melting capacity without decomposition etc. occurring.
It has been found that when spinning molten masses according to the grate spinning process, the melting capacity can be increased by about
3 times the previous output can be achieved if a melting grate made of heating pipe bodies is used, the height of which in the melt material flow direction is greater than the largest width running across it and the space between two heating pipe bodies is selected so large that the
Melt material or
the chips to be melted in the unmelted state between the
Heating tube body can enter up to a narrowing provided in the lower part of the melting grate.
In the accompanying drawing are one
Number of exemplary Ausführungsfor men of devices according to the invention each shown schematically in a vertical section and plan view.
In all embodiments, the actual grate is in a double-walled vessel ## 1 with a drain opening 2 in the
Ground, arranged.
Figs. 1 and 2 illustrate one
Execution, whose heating tube body consists of one. seamless pipe made below
Snake grate part 3, on which a number of heating bars 4 are welded, which get their heat from the heating coil itself, exists. This is an enlargement of the heating surface through heat conduction.
According to FIGS. 3 and 4, an enlargement of the heating surface has been achieved in that the grate is arranged in parallel, in cross section. trapezoidal tubes 5, which in turn are traversed by the heating medium. As a result of this design of the trapezoidal tubes 5, the heating surface is also moved further into the pulp filling line.
A modification of the grate shown in FIGS. 3 and 4 is shown in FIGS. 5 and 6 and consists in the fact that the grate consists of heating pipes F which are attached concentrically. These heating tubes 6 are designed as flat tubes and protrude, raised, sufficiently far into the filling space. Instead of the concentrically inserted heating tubes, these can also be arranged in a spiral, as shown in FIGS. 7 and 8. Underneath the tubes 6, holding rods drawn in the same way are arranged in such a way that there is a constriction in the lower part of the stone grate.
Such holding rods are shown in FIG.
9 and 10 show a similar grate, in which, however, compared to FIG. 7, the heating area has been significantly increased by two spiral-wound heating coils 7 made of flat tubes arranged one above the other.
Both coils are connected in the middle by a correspondingly shaped central pipe 8, so that when steam is heated, the heating can enter the upper coil and be discharged through the lower coil, in the form that the steam in the upper one Snake flows from the outside to the inside and, in the case of the male snake, flows from the inside to the outside. With liquid heating, the direction of flow can be reversed.
Here, too, holding rods are arranged below the lower heating coil in order to narrow the melting grate at this point.
The embodiment according to FIGS. 11 and 12 corresponds in the arrangement to the grate according to FIGS. 3 and 4, but with the difference that here, instead of the tubes shown in FIGS. 3 and 4, which appear trapezoidal in cross section, now tubes 10 are used with an oval cross-section.
It is ensured that the z. B. polyamide chips to be melted reach almost to the lower edge of the heating surface formed by the pipes 10, the chips being prevented from falling through the heating pipe body by appropriately attached holding rods 11 directly under the heating surface.
According to FIGS. 13 and 14, heating tubes 12 are designed in an arrangement similar to that of the grids shown in FIGS. 3 and 4, with the difference that the heating tubes 12 are shaped at the lower end 13 so that holding rods do not come under the heating surface required are.
In all of these embodiments, there is a tendency to move the heating surface further into the pulp filling space than before by choosing special built-in components or structures in order to enlarge the heating surfaces that come into direct contact with the pulp. The embodiments can be expanded accordingly.
The device thus preferably has a melted fruit whose string-like or parallel heating pipes forming the melting grate have a trapezoidal, triangular, rectangular or oval cross section. The greatest width extension of these cross-sectional shapes is smaller than the height extension in all embodiments. The height of these cross-sectional shapes is advantageously a multiple of the greatest width. Furthermore, the device can have a grate which is formed from known melting grates and appropriately dimensioned attached heating rods, whereby the melting base area is also enlarged by these heating rod surfaces projecting into the melting rim.
i; To justify that the melting performance is significantly improved by the device according to the invention, the following comparison tests should serve: 1. Two parallel tests were carried out under the same conditions, i.e. the same temperature, the same type of heating and the same quality of the chips used, but different conditions in the Use of the melting grids carried out. In one case, a normal melting grate was used, which had a base area of 283.5 cm2. # In the other case, a melting grate with the same base area 283.5 cm2 was used, but the melting grate according to Fig.
4 was equipped with such tubes which show an oval cross-section. In the former case, a deposition rate of 2.8 kg / hour. in contrast, in the second case, a melting rate of 6.6 kg / hour, i.e. about 2.4 times the melting rate with normal melting grate, is achieved.
2. In a further embodiment, the same conditions as under 1 were observed, only with the difference that the ground area in both embodiments was 132.7 cm2. The melting rate in the normal, previously known embodiment was in this case 1.2 kgl hours, in the second case, in which a melting grate according to the device according to the invention (FIGS. 3 and 4) was used, 3.4 kgl hours, so the 2.8faehe that of the normal grate.