Способ сушки полотна материала, пропитанного термореактивной синтетической смолой, и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сушке и м.б. использовано в текстильной и химической промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности сушки. Полотно материала 4, пропитанного термореактивной синтетической смолой, обдувают теплоносителем в первой 5 и второй 7 зонах сушки со скоростью 1,5-1,53 м/с и при 140- 180° С. Одновременно полотно материала 4 подвергают лучистому обогреву при 160- 200° С. Устройство для сушки полотна содержит пропиточную ванну 1 и рабочую камеру 3 с последовательно-размещенными по ходу движения материала 4 перв.ой зоной 5 сушки, камерой охлаждения 6, второй зоной сушки. На стенках 13,14 рабочей камеры 3 размещены излучающие нагрева-VIслю5^>&ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 26 В 3/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 3898651/06 (22) 01.04.85 (31) 59-048635 59-048636 (32) 02.04.84 (33) JP (46) 23.02.92. Бюл. ¹ 7 (71) Синтер Лимитед (QB) (72) Такеяси Мино и Мицуаки Харада (J P) (53) 66.047.791.1(088.8) (56) Патент США N 3510960, кл. 34-155, опублик, 1970. (54) СПОСОБ СУШКИ ПОЛОТНА МАТЕРИАЛА; ПРОПИТАННОГО ТЕРМОРЕАКТИВНОЙ СИНТЕТИЧЕСКОЙ СМОЛОЙ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН ИЯ

„„ U ÄÄ 1715214 АЗ (57) Изобретение относится к сушке и м.б. использовано в текстильной и химической промышленности, Цель изобретения — повышение эффективности сушки. Полотно материала 4, пропитанного термореактивной синтетической смолой, обдувают теплоносителем в первой 5 и второй 7 зонах сушки со скоростью 1,5-1,53 м/с и при 140180 С. Одновременно полотно материала 4 подвергают лучистому обогреву при 160200 С. Устройство для сушки полотна содержит пропиточную ванну 1 и рабочую камеру 3 с последовательно-размещенными по ходу движения материала 4 первой зоной 5 сушки, камерой охлаждения 6, второй зоной сушки. На стенках 13, 14 рабочей камеры 3 размещены излучающие нагревательные элементы в виде трубопроводов 15, которые со стороны полотна материала 4 снабжены экранами 16. Рабочая камера 3 заключена в герметичный изолированный кожух, заполненный теплым воздухом. 2 с.п, и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к сушке, предназначено для сушки полотна материала, пропитанного термореактивной синтетической смолой, и может быть использовано в текстильной, химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности сушки, На фиг. 1 представлена установка для сушки полотна материала, пропитанного термореактивной синтетической смолой, продольный разрез; на фиг. 2 — трубопровод, по которому пропускается средство для нагрева (с экраном), частичный вырыв; на фиг. 3-частичный вырыв уложенного в виде змеевика трубопровода, по которому пропускается средство для нагрева; на фиг, 4— форма выполнения трубопровода в виде трех змеевиков; на фиг. 5 — установка для сушки, поперечное сечение.

Устройство для сушки содержит пропиточную ванну 1, заполненную синтетической смолой 2, рабочую камеру 3, имеющую последовательно размещенные по ходу движения полотна материала 4 первую зону

5 сушки, камеру 6 охлаждения, вторую зону

7 сушки, выходные валики 8, щели 9 для прохода полотна материала 4, воздушные затворы 10, устройства 11 подачи воздуха, патрубки 12 отвода отработавшего воздуха, стенки 13 первой зоны 5 сушки, стенки 14 второй зоны 7 сушки, излучающие нагревательные элементы, выполненные в виде трубопроводов 15, экраны 16, подогреватели 17 воздуха, выполненные в виде теплообменников, воздуходувки 18, направляющие ролики

19, герметичный изолированный кожух 20, помост 21, лестница 22, вентилятор 23.

Устройство работает следующим образом.

Полотно материала 4 пропускается через пропиточную ванну 1, затем проходит через первую зону 5 сушки снизу вверх, а затем через камеру 6 охлаждения, через вторую зону 7 сушки сверху вниз. Далее полотно материала 4 попадает на систему выходных валиков 8 и оттуда поступает на дальнейшую обработку.

Зоны 5 и 7 сушки герметизированы до щелей 9, через которые осуществляется пропускание полотна материала 4. Вблизи щелей 9 находятся воздушные затворы 10, 10

45 препятствующие выходу воздуха в атмосферу из рабочей камеры 3, Внизу рабочей камеры 3 с обеих сторон полотна материала 4 находятся устройства 11 для подачи воздуха, через которые предварительно нагретый воздух подается снизу вверх параллельно полотну материала 4. Этот воздух течет в первой сушил ьной зоне 5 в виде ламинарного потока снизу вверх до патрубка 12, через который выходит отработавший воздух.

На стенках 13 и 14 первой 5 и второй 7 зон размещается трубопровод 15, который укладывается в виде змеевика и по которому пропускается нагревательное средство.

Плотно уложенные витки трубопровода 15 со стороны полотна материала 4 закрываются экраном 16, Протекающие по трубопроводу 15 масло равномерно нагревает экран.

16 и тепло излучения поступает в направлении полотна материала 4, движущегося в первой 5 и второй 7 зонах сушки, Свежий воздух, поступающий в устройства 11 подачи воздуха, предварительно нагревается в подогревателе 17 и затем с помощью воздуходувок 18 подается в рабочую камеру 3 указанным образом, На фиг. 2 представлена часть трубопровода Т5, через которую подается масло, вместе с экраном 16, Экран 16 представляет собой стенку рабочей камеры 3, препятствующую образованию турбулентности в потоке воздуха.

На фиг. 3 схематично показана конструкция трубопровода 15 в виде змеевика с экраном 16, обращенным в сторону полотна материала 4. При этом следует отметить, что для создания стабильного температурного режима ширина полотна материала 4 должна быть меньше ширины экрана 16.

Другой вариант исполнения показан на фиг. 4. На нем представлены три параллельно расположенные по ширине полотна тру.бопровода 15, выполненные в виде змеевиков. Эти раздельные трубопроводы 15 питаются от различных источников. что позволяет менять распределение тепла по ширине полотна материала 4. В примере, изображенном на фиг. 4, на краях полотна материала 4 посредством трубопроводов 15 могут создаваться другие условия сушки, отличные от условий, создаваемых в центре полотна материала 4, 1715214

На фиг. 5 представлено поперечное сечение всей установки с обеими зонами сушки 5 и 7, через которые подается полотно материала 4. Первая 5 и вторая 7 зоны сушки располагаются в изолированном кожухе. 5

20, заполненном воздухом, нагретым, например, до 90 С. Вокруг этой башнеобразной конструкции находится помост 21, на который можно подняться по лестнице 22..

На фиг. 1 показана подача воздуха. В 10 соответствии с этим отработанный воздух из зон 5 и 7 сушки посредством вентилятора

23 подается к установке для очистки возду- ха. Количество отработанного воздуха, подаваемого на очистку, может составлять 15

907 от количества подаваемого свежего воздуха, В результате такого регулирования количества в зонах 5 и 7 сушки создается избыточное давление. Существенная часть от отработанного воздуха может снова вез- 20 вращаться к подогревателю 17, выполненному в виде теплообменника, в то время как незначительная часть отработанного воздуха через вентилятор 23 подается на очистку.

Способ осуществляется в установке с .25 . первой 5 и второй 7 зонами сушки высотой

10м, Пример 1. Скорость полотна материала 4 составляет 1,5 м/мин, В первой зоне

5 сушки температура воздуха составляет 30

170 С, а температуру лучистого обогрева поддерживают 200 С, Скорость воздуха поддерживают 1,50 м/с.

Во второй зоне 7 сушки температура воздуха составляет 180 С, а температуру 35 лучистого обогрева поддерживают 200 С.

Скорость подачи воздуха 1,53 м/с, Пример 2. В первой зоне 5 температура воздуха составляет 140 С, а температура лучистого обогрева составляет 160 С. 40

Во второй зоне 7 сушки температура воздуха составляет 150 С, а температура лучистого обогрева составляет 165 С, Тепло подается на полотно материала 4 в виде лучистой энергии, а воздух подается 45 в рабочую камеру 3 в виде регулируемого потока свежего предварительно нагретого воздуха и проходит в зонах 5 и 7 вдоль полотна материала 4 в виде ламинарного потока в основном параллельно полотну ма- 50 териала 4.

Это ведет к тому, что с поверхности rioлотна материала 4 не сдуваются частички смолы, которые в противном случае могут осесть на стенках рабочей камеры 3. Если это случается,-то со временем эти частички смолы подвергаются дисперсионному отаердеванию и карбонизации. В таком состоянии эти карбонизированные частички смолы могут отделиться от стенок рабочей камеры 3 и упасть на полотно материала 4, в результате чего на конечном продукте получаются, так называемые, черные пятна. С помощью изобретения удается избежать образования этих, так называемых, черных пятен на конечном продукте. Поэтому также отпадает необходимость время от времени останавливать предлагаемую установку и счищать осевшие на стенках частички смолы, Поскольку свежий воздух подается с относительно небольшой скоростью и в виде ламинарного потока, то это позволяет избежать вибрирования полотна материала 4, что при определенных обстоятельствах ведет к ухудшению качества продукции. Специально подобранные соотношения в потоке свежего воздуха не вызывают неравномерных нагрузок в полотне материала 4, вызывающих коробление или повреждение сравнительно тонкого полотна материала 4.

В полотне материала 4 существуют только лишь нагрузки, вызываемые собственным весом, но они распределяются равномерно и не вызывают никаких повреждений.

Благодаря ламинарному распределению потока и предварительному нагреву свежего воздуха; а также благодаря тому, что полотно материала 4 не обдувается непосредственно горячим воздухом, на влажной поверхности смолы не образуется пленка, препятствующая выделению растворителя из смолы. Эта пленка также содержит растворитель в парообразном состоянии, что в дальнейшем ведет к разрушению поверхностного слоя и образованию игольчатых трещин. Кроме того, растворитель в этой пленке действует как "тормоз".

Согласно изобретению эти явления исключаются.

Оптимальные условия создаются благодаря относительно высокой пропускной способности при небольшой высоте рабочей камеры 3, благоприятным условиям отвода воздуха и более . высокому качеству продукции. Эти оптимальные результаты частично объясняются тем, что вследствие взаимодействия тепла лучеиспускания и относительно сильно предварительно нагретого свежего воздуха в отличие от существующих способов, с одной стороны, происходит более быстрый нагрев полотна материала 4 и, с другой стороны, сушка происходить изнутри наружу без образования .пленки, о которой говорилось выше, и без образования так называемых игольчатых трещин в конечном продукте. Кроме того, необходимо еще упомянуть, что предлагаемый способ позволяет сократить время нахождения в состоянии геля используемой синтетической смолы.

Предпочтительно нагревать свежий воздух до температуры, лежащей в пределах температуры теплоты лучеиспускания, Это означает, что полотно материала 4 не нагревается медленно, как это имело место до сих пор, Выяснилось, что относительно быстрый нагрев полотна материала 4 в сочетании с другими признаками решения позволяет избежать образования поверхностной пленки.

Например, свежий воздух может быть нагрет до 140 — 180 С, преимущественно до температуры 160 С, а температура лучистого обогрева составляет 160-200 С, преимущественно 180 С.

В противоположность известному уровню техники процесс осуществляется при значительно более йизких скоростях подачи воздуха. Скорость подачи свежего воздуха составляет 1 — 3 м/с, а в известных способах

10 — 30 м/с. При этом. свежий воздух подается в таких количествах, что создается трехчетырехкратный запас надежности относительно взрывоопасных пределов.

Например, благодаря тому, что в рабочую камеру 3 вводится приблизительно на

5% воздуха больше, чем отводится, то в рабочей камере 3, по сравнению с атмосферой, всегда существует небольшое избыточное давление, Это избыточное давление способствует тому, что через неизбежные щели, например, на входе полотна материала 4 в рабочую камеру 3 и на выходе его из рабочей камеры 3, в нее не попадает холодный свежий воздух. Это позволяет получить равномерность процесса сушки и полимеризации.

В том случае, когда полотно материала проходит снизу вверх через первую зону 5 сушки и после изменению направления— сверху вниз через вторую зону 7 сушки, перед поворотом происходит охлаждение полотна материала 4 в камере 6 охлаждения с помощью наружного воздуха. Хотя. это оказывает влияние на часть участка нагрева в процессе сушки, однако охлаждение позволяет неожиданным образом повысить скорость прохождения полотна материала 4 и получить более высокое качество, Кроме того, улучшается процесс обработки во второй зоне 7 сушки, в которой полотно материала

4 перемещается сверху вниз. Это также позволяет уменьшить высоту установки, поскольку поворот происходит раньше, а за счет этого интенсивнее используется участок, направленный сверху вниз.

Согласно другой модификации изобретения, полотно материала 4 подвергается

55 дифференцированному нагреву по ширине, т.е. по ширине полотна создается определенный температурный градиент, так что протекание процесса сушки по ширине полотна проходит по-разному, что позволяет получить разную текучесть по ширине высушенного полотна. В частности, на краях мо>кет быть выбрана иная текучесть, чем в центре полотна.

Кроме того, имеется возможность при больших расходах воздуха подавать свежий воздух по меньшей мере в двух разных местах рабочей камеры 3, например там, откуда в рабочую камеру вводится полотно материала и в камере б охлаждения. Это ведет к тому, что в соответствующих участках подаются меньшие количества воздуха и тем самым выполняются требования относительно ламинарности потока.

Изобретение решает поставленную задачу с помощью установки, которая характеризуется тем, что в качестве устройства для нагрева полотна материала, находящегося в рабочей камере 3, используется по меньшей мере один излучающий нагревательный элемент.

Нагревательный элемент включает в себя по меньшей мере один трубопровод.15, по которому пропускается нагревательная среда и который выполнен в виде змеевика, установленного на стенках 13 и 14 на рабочей камере 3, В частности, этот нагревательный элемент со стороны полотна материала

4 закрыт экраном 16, благодаря чему трубопроводы 15 не выступают вовнутрь рабочей камеры 3, Это позволяет избежать вредных турбулентных завихрений в потоке воздуха, Кроме того, экран 16 позволяет получить благоприятное распределение тепла по полотну. В соответствии с этим решением трубопровод 15 может быть размещен в стенках 13 и 14 рабочей камеры 3.

Для дифференцированной сушки в направлении движения полотна материала 4 или в поперечном направлении может быть предусмотрен либо различный шаг в змеевике в направлении перемещения полотна материала 4, либо несколько поперечных раздельных трубопроводов, питаемых от различных. источников, что позволяет изменять по ширине полотна материала 4 условия сушки и получать при этом различную по ширине полотна текучесть, соответственно различное время нахождения смолы в состоянии геля. Кроме того, с помощью этого устройства в ходе работы установки можно влиять на текучесть смолы слева, в центре или справа на полотне. В соответствии с другой очень существенной модификацией изобретения рабочая камера 3 может поме1715214

10 щаться в герметичный изолированный кожух 20, заполненный теплым воздухом. Если в рабочей камере 3 существует, например, температура 180 С, то температура воздуха в этом изолированном кожухе

20 составляет приблизительно 80 С. Такая конструкция в форме: печь — e — печи имеет различные преимущества. Преимуществом является более высокая равномерность и стабильность температурного режима внутри рабочей камеры 3. Кроме того, существует возможность собирать вытекающий из рабочей камеры 3 загрязненный воздух и целенаправленно направлять его. к очистному устройству. Это отвечает требованиям поддержания чистоты окружающей атмосферы, поскольку очистке подлежат сравнительно небольшие количества загрязненного воздуха.

Формула изобретения

1, Способ сушки полотна материала, пропитанного термореактивной синтетической смолой, путем его последовательного перемещения соответственно снизу вверх через первую зону сушки, зону охлаждения и сверху вниз через вторую зону сушки с одновременнымобдувом материала в зонах сушки параллельными потоками теплоносителя с одновременным лучистым обогревом и последующим частичным удалением вместе с теплоносителем выделившихся в процессе сушки газообразных веществ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сушки, теплоноситель на обдув подают со скоростью и 1 51,53 м/с температурой .140 — 180 С,:

1 преимущественно 160 С, а температуру лучистого обогрева поддерживают 160 — 200

С, преимущественно 180 С, 2. Устройство для сушки полотна мате5 риала, пропитанного термореактивной синтетической смолой, содержащее пропитанную ванну и рабочую камеру с последовательно размещенными по ходу движения материала первой и второй зонами сушки и

10 между ними камерой охлаждения, подключенные к рабочей камере устройство подачи .воздуха, снабженное подогревателем и регулятором расхода, и патрубки отвода отработавшего воздуха, причем рабочая камера

15 в первой и второй зонах сушки снабжена по крайней мере одним излучающим нагревательным элементом, размещенным по обе стороны от высушиваемого материала и выполненным в виде трубопровода для прохо20 да греющей среды,отл ича ю щеесятем, что, с целью повышения эффективности процесса сушки, в первой и второй зонах сушки по обе стороны от высушиваемого . материала размещены экраны, а нагрева25 тельный элемент размещен между экраном и стенками рабочей камеры и выполнен в . виде отдельных змеевиков, каждый из которых подключен к автономному источнику греющей среды.

30 3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что змеевики выполнены с переменным шагом по ходу движения полотна материала.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е35 е с я тем, что рабочая камера дополнительно заключена в герметичный изолированный кожух, заполненный теплым воздухом.

1715214

ФДГ. 5,, Составитель H.Ècà÷åíêî

Техред M,Màðãåíòàë Корректор M.Ìàêcèìèøèíåö

Редактор Г.Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 706 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5