CZ2014729A3 - Způsob zhotovení svazku dutých vláken - Google Patents

Abstract

Dloužení a následné vytvoření přírub zalitím konců svazku dutých vláken tuhnoucí zalévací hmotou se konce svazku dutých vláken, v nichž excentricita vnitřního a vnějšího obvodu činí alespoň 0,01 mm, opatří bandážemi. Svazek se dlouží za studena o 50 až 150 % původní délky a po uvolnění dloužící síly se svazek temperuje při teplotě o 20 až 25 .degree.C nižší, než je teplota tání příslušného polymeru. Po vychlazení na teplotu okolí se bandáže sejmou a konce svazku se zalijí tuhnoucí zalévací hmotou, po jejímž ztuhnutí se ústí vláken uvolní proříznutím zalitých konců.

Description

Způsob zhotovení svazku dutých vláken

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zhotovení svazku dutých vláken pro výměníky tepla jeho dloužením a následným vytvořením přírub zalitím jeho konců tuhnoucí zalévací hmotou.

Dosavadní stav techniky

Dutá vlákna o vnějším průměru 0,5 - 0,8 mm s tloušťkou stěny 0,05 -0,1 mm vyráběná ze semikrystalických polymerů, jako polypropylen, polyethylen s vysokou hustotou nebo polyamid, jsou využívána jako teplosměnné plochy v tepelných výměnících. Pro prostorové teplosměnné útvary se s výhodou využívají svazky v počtu 500 až 1200 vláken, jež ve svazku probíhají rovnoběžně. Svazky mají obvykle kruhový průřez s 65% až 70% zaplněním průřezu, což znamená, že mezi vlákny jsou jen velmi malé prostory pro průchod media proudícího vně vláken. To negativně ovlivňuje přestup tepla na vnější straně vláken. Je zřejmé, že ke zlepšení přenosu tepla by přispělo takové uspořádání vláken ve svazku, ve kterém by vlákna byla vzájemně odseparována a neležela na sobě. Díky své struktuře umožňují semikrystalické polymery orientaci krystalických lamel tzv. dloužením zastudena. Po překonání meze kluzu je tato orientace nevratná Současně se projeví elastická složka deformace tak, že po protažení dojde v závislosti na čase a teplotě k částečnému smrštění, nikoli však na původní délku. Přitom může dojít ke stranové deformaci vlákna. Úprava dutých organických vláken dloužením se užívá k různým účelům. Ze spisu PV 2012-772 je znám způsob zdrsnění mikroporézních dutých polymerních membránových vláken spočívající v tom, že se svazek vláken zahřeje na teplotu 35 až 45°C, za této teploty se vlákna dlouží o 15 až 30 % původní délky a následně po zvýšení teploty na 95 až 110°C se vlákna dále dlouží o 45 až 90 % původní délky a poté se nechají po dobu nejméně 30 minut vychladnout na okolní teplotu. Cílem tohoto způsobu je zajistit adhezi konců vláken v matrici při zhotovení přírub svazků vláken pro tepelné výměníky, aniž by došlo k vytvoření nežádoucí porozity vlákna.

Vynález si klade za úkol navrhnout způsob zhotovení svazku dutých vláken, který vytvoří mezi vlákny průchody postačující pro efektivní přenos tepla. - 2 -

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší způsob zhotovení svazku dutých vláken jeho dloužením a následným vytvořením přírub zalitím jeho konců tuhnoucí zalévací hmotou, jehož podstata spočívá v tom, že se konce svazku dutých vláken, v nichž excentricita vnitřního a vnějšího obvodu činí alespoň 0,01 mm, opatří bandážemi, načež se svazek dlouží za studená o 50 až 150 % původní délky a po uvolnění dloužící síly se svazek temperuje při teplotě o 20 až 25°C nižší, než je teplota tání příslušného polymeru, načež po vychlazení na teplotu okolí se bandáže sejmou a konce svazku se zalijí tuhnoucí zalévací hmotou, po jejímž ztuhnutí se ústí vláken uvolní proříznutím zalitých konců. S výhodou se dlouží svazek dutých vláken v podobě přadena.

Bandáže se s výhodou vytvoří navinutím pásu z tepelně odolného plastu na konce svazku.

Objasnění obrázků na výkrese

Vynález bude dále objasněn pomocí výkresu, na němž obr. 1 představuje schematicky svazek dutých vláken v podobě přadena během procesu dloužení, na obr. 2 je týž svazek po uvolnění dloužící síly a na obr. 3 po temperování a sejmutí bandáží. Příklady uskutečnění vynálezu V laboratorních podmínkách bylo navinuto přadeno 1 dutého vlákna z PPH obchodní označení Sabic PP 525P o vnějším průměru 0,54 mm, vnitřním průměru 0,42 mm a délce 1000 mm, přičemž průměrná excentricita obou průměrů činila 0,01 mm. Přadeno 1 čítající 1000 ks vláken bylo upnuto do dloužícího zařízení 2 a jeho konce opatřeny bandážemi 3 z vinuté polyamidové trubky o délce 140 mm. Následovalo dloužení za studená o 100 % po dobu 15 min při teplotě 23°C. Poté byla dloužící síla F uvolněna, čímž došlo ke smrštění přadena 1 a nakadeření jeho vláken v úseku mezi bandážemi 3. Po temperování při teplotě 135 °C po dobu 15 min„a vychladnutí přadena i na teplotu okolí byly obě bandáže 3 uvolněny a rovné konce přadena 1 zality epoxidovou zalévací hmotou. Po ztuhnutí zalévací hmoty a proříznutí zalitých konců byl vytvořen svazek dutých vláken se zlepšenými

»·· - 3 - vlastnostmi pro přenos tepla mezi médii proudícími vně a uvnitř vláken.

Popsaný způsob úpravy dutého polymerního vlákna jeho nakadeřením využívá anizotropního smrštění, ke kterému dochází při uvolnění po dloužení za studená. Tvar vlny je přitom dán mírou protažení vlákna. Vzhledem k tomu, že excentricita je v každém vláknu orientována jinak, je výsledkem „chuchvalec" vzájemně propletených vláken, který vytváří ideální prostorový teplosměnný útvar. Přitom oba konce svazku jsou zachovány v přímém manipulovatelném tvaru a lze je snadno opatřit pottingem a vytvořit na nich příruby.

Claims (3)

1. - 4 - PATENTOVÉ NÁROKY 1. Způsob zhotovení svazku dutých vláken jeho dloužením a následným vytvořením přírub zalitím jeho konců tuhnoucí zalévací hmotou, vyznačující se tím, že se konce svazku dutých vláken, v nichž excentricita vnitřního a vnějšího obvodu činí alespoň 0,01 mm, opatří bandážemi (3), načež se svazek dlouží za studená o 50 až 150 % původní délky a po uvolnění dloužící síly se svazek temperuje při teplotě o 20 až 25°C nižší, než je teplota tání příslušného polymeru, načež po vychlazení na teplotu okolí se bandáže (3) sejmou a konce svazku se zalijí tuhnoucí zalévací hmotou, po jejímž ztuhnutí se ústí vláken uvolní proříznutím zalitých konců.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se před nasazením bandáží (3) svazek dutých vláken zformuje do podoby přadena (1).
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se bandáže (3) vytvoří navinutím pásu z tepelně odolného plastu na konce svazku.