DD209999A1 - COOLING PAN FOR HIGH POLYMER STRENGTH - Google Patents

Abstract

Kuehlwanne fuer Hochpolymerenstraenge, die aus dem Giesskopf bei der Herstellung von Granulaten austreten, die darauf abzielt, einen gleichmaessig temperierten, granulierfaehigen Strang auf verkuerzter Wannenlaenge zu erreichen und die Aufgabe erfuellt, bei schneller, den Werkstoff nicht schaedigender Abkuehlung das giesskopfseitige Kuehl-Wannenende mit geringstem Kraftaufwand abrueckbar zu gestalten. Die Aufgabe wird geloest durch einen stationaeren und einem schiebbaren Teil der Kuehlwanne, wobei letzterer im betriebsbereitem Zustand waehrend des Anspinnens unter die stationaere Kuehlwanne geschoben und zum Auffangen der Straenge zurueckgedrueckt wird, wobei sich der Abstand des Kuehlwasserspiegels vom Giesskopf gleichzeitig auf 10 bis 20mm reduziert. Eine Verbindungsrinne zwischen beiden Kuehlwannenteilen, auf der das ueberfallende Kuehlwasser mit erhoehter Geschwindigkeit stroemt, bedingt einen besonderen Kuehleffekt auf kurzer Strecke. Die erfindungsgemaesse Loesung ist in allen Granulierstrecken zwischen Giesskoepfen fuer polymere Schmelzen und Granulatoren einsetzbar.Cooling trough for Hochpolymerenstraenge that emerge from the Giesskopf in the production of granules, which aims to achieve a uniform tempered, granulierfaehigen strand on short tub length and fulfills the task, with faster, the material nichtschaedigender Abkuehlung the gieskopfopfseitige Kuehl end with minimal To make force expenditure abrueckbar. The task is solved by a stationaeren and a sliding part of the cooling pan, the latter is pushed in the ready state during piecing under the stationary Kuehlwanne and is pressed back to catch the Stragege, wherein the distance of the Kuehlwasserspiegels of the casting head simultaneously reduced to 10 to 20mm. A connecting channel between the two cooling-tub parts, on which the overflowing cooling water flows at an increased speed, causes a special cooling effect over a short distance. The solution according to the invention can be used in all granulation sections between casting heads for polymeric melts and granulators.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Kühlwanne für HochpolymerensträngeCooling trough for high polymer strands

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung liegt auf dem G_ebiet der Chemiefaserherstellung im Bereich der Granulatproduktion als Vorstufe des Kstrud erspi nne na·The invention is in the G _e Biet chemical fiber production in the granule production as a precursor of Kstrud erspi nne na ·

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In Chemiefaserbetrieben wird ein Teil der hergestellten HochpοIymere in Granulatform der Weiterverarbeitung zugeführt. Dazu ist an das Polykondensation- oder Polymerisationsrohr ein Band- oder Strang-Gießkopf angeschlossen, aus dem diese Zwischenprodukte in der Dicke von durchschnittlich 2 - 5 tnm plastisch austreten* Ihre Temperatur liegt nur wenig unterhalb der stoffspezifischen Schmelzetemperatur. Um thermoo-xidätiven Schaden vorzubeugen, werden die Stränge dem Einfluß des Luftsauerstoffs baldmöglichst durch Eintauchen in ein Wasserbad entzogen und dabei gleich zeitig soweit abgekühlt, daß das Granulieren ait Schneidmessern möglich wird. Die Teaiperaturabsenkung erfolgt dabei in Kühlwannen mit Längen bis zu 15 m und unterschiedlichen Querschnittsabinessungen* Je nach abzuführender WärmemengeIn manmade fiber plants, some of the high-modu- lated polymers in granular form are sent for further processing. For this purpose, a band or strand casting head is connected to the polycondensation or polymerization, from which these intermediates in the thickness of on average 2 - 5 tnm plastic emerge * Their temperature is only slightly below the substance-specific melt temperature. To prevent thermo-xidätiven damage, the strands are removed from the influence of atmospheric oxygen as soon as possible by immersion in a water bath and at the same time cooled down so far that granulation ait cutting knives is possible. The Teaiperaturabsenkung takes place in cooling tubs with lengths up to 15 m and different Querschnittsabinnungen * depending on dissipated heat

- 2 - nr mc<OQ0*n- 2 - nr mc <OQ0 * n

wird der Zulauf an. Kühlwassermengen dimensioniert unter Beibehaltung des gleichmäßigen Wasserstandes, Siehe auch H· Klare: "Synthetisohe lasern, aus Polyamiden", Akademie-Verlag Berlin 1963, Seite 77.the supply is on. Cooling water amounts dimensioned while maintaining the uniform water level, See also H · Klare: "Synthetisohe lasers, made of polyamides", Akademie-Verlag Berlin 1963, page 77.

Heben der genannten allgemeinen Kühlwannenausführung in lOra eines Wasserstogs sind andere, speziellere Ausführungen bekannt, die Forderungen in Richtung der räumlichen Anordnung, der Abkühlgeschwindigkeit, oder der !TransportMöglichkeit zur nächstfolgenden Verarbeitungsstufe, die sich meist als Granuliereinrichtung darstellt, erfüllen. Ergeben sich für die Aufstellung einer längeren Kühlwanne Schwierigkeiten durch räumliche Begrenzungen, so kann dieses Umstand Rechnung getragen werden mit der Lösung gemäß DE 2'45725O, in der kurze, tiefe" Wasserkästen vorgesehen sind, in denen gegossene Stränge oder Bändchen zum Behälterboden geführt, umgelenkt und abgekühlt nach oben zur weiteren Bearbeitung in der Schnitzelschneide laufen. Nachteilig 'ergibt sich hier, daß tiefe Wannen mit hohen Wasserständen einen unkontrollierbaren Verlauf der Kühlmittelströmungen, aufweisen,' daait der Abkühlungsverlauf, der einer aaterialbedingten Abkühlungskurve folgen sollte, instabil gestaltet wird. Ein zu schnelles Durchlaufen der Abkühlstrecke gewährleistet keine vollständige Durchkühlung des Stranges bis zum Kern« Schnittbarte sind beim Granulie- '' ren unvermeidbar. Sie sind eine wesentliche Ursache für unerwünschten Abrieb. Ungenügend abgekühlte Stränge ergeben ein zum Verkleben und. Agglomerieren neigendes Granulat, das im Sammelbehälter 3rücken bildet. Sin sehr langsames Abkühlen bedingt andererseits lange Kühlstrecken, die in bestehenden Anlagen selten zu realisieren sind. Lange Wannen schränken transport- und Fluchtwege ein.Lifting of the above-mentioned general type of cooling bath in water of a water pond, other, more specific embodiments are known, the requirements in the direction of the spatial arrangement, the cooling rate, or the! TransportMöglichkeit to the next processing stage, which usually represents as Granuliereinrichtung fulfill. If difficulties arise due to spatial limitations for the erection of a longer cooling trough, this circumstance can be taken into account with the solution according to DE 2'45725O, in which short, deep "water tanks are provided, in which cast strands or tapes are led to the tank bottom A disadvantage here is that deep wells with high water levels have an uncontrollable course of the coolant flows, so that the cooling process, which should follow a material-dependent cooling curve, is made unstable fast running through the cooling does not ensure complete by cooling of the strand to the core "cutting beards are the granulation '' ren inevitable. They are a major cause of undesired attrition. Terrible cooled strands give a for bonding and. agglomeration tending Granules forming in the sump 3rück. Sin very slow cooling requires on the other hand long cooling sections, which are rarely to implement in existing plants. Long tubs restrict transport and escape routes.

Weiterhin ist dafür Sorge zu tragen, daß abkühlende Stränge keiner oxidativeη Beeinflussung ausgesetzt werden. Die 'Gießdüsen sollten aus diesem Grunde auch nur 10 - 20 mm von der Kiüilwasseroberfläche angeordnet sein, um den Weg durch die freie Atmosphäre so kurz als möglich zu halten.Furthermore, care must be taken that cooling strands are not subjected to oxidative influence. For this reason, the pouring nozzles should also be arranged only 10-20 mm from the boiling water surface in order to keep the path through the free atmosphere as short as possible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung zielt auf eine Vorrichtung, die werkstoffgerecht abgekühlte granulierfähige Stränge oder Bändchen mit Hilfe einer leistungsfähigen Kühlwanne liefert und gleichzeitig technologisch bedingte Abfallmengen bei Anfahrvorgängen, reduziert.The invention is directed to a device which supplies material-cooled, granulated strands or ribbons with the aid of a powerful cooling trough and at the same time reduces waste quantities due to start-up processes.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung stand die Aufgabe voran, den aus denr Gießkopf austretenden Strang rechtzeitig dem Einfluß des Luftsauerstoffs zu entziehen, eine materialbedingte Abkühlgeschwindigkeit an das Kühlwasser auf kürzester Strecke zu gewährleisten.The object of the invention was to remove the strand emerging from the casting head in time from the influence of the atmospheric oxygen, to ensure a material-dependent cooling rate to the cooling water over the shortest possible distance.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlstrecke eine dem Gießkopf zugewandte horizontal schiebbare Kühlwanne aufweist, die um eine Wannenhöhe tiefer angeordnet ist als eine ein- oder mehrteilige stationäre Kühlwanne, wobei die schie b b a r e Kühlvranne lader Ver^, tikalen absenkbar, in der Horizontalen um ihre Kühlwannenlänge bewegbar und am Übergang beider Kühlwannenteile mit einer Verbindungsrinne versehen ist.The object is achieved in that the cooling section has a casting head facing horizontally sliding cooling trough, which is arranged lower to a trough height than a single or multi-part stationary cooling trough, the schie bbare Kühlvranne ladder Ver ^, tical lowered, in the horizontal is movable about its cooling tub length and provided at the transition between the two cooling pan parts with a connecting channel.

Damit wird es möglich, durch die Bewegung der abschiebbaren Kühlwanne nicht nur den Gießkopf kurzzeitig und ohne Kraftaufwand begehbar zu machen, sondern auch den Wasserspiegel auf den erwünschten Abstand vom Gießkopf zu bringen, der praktisch 10 bis 20 snm betragen soll. Diese Abstandsreduzierung erbringt eine noch zulässige TemperaturabSenkung,This makes it possible to make by the movement of the retractable cooling trough not only the casting head for a short time and without effort, but also to bring the water level to the desired distance from the casting head, which should be practically 10 to 20 snm. This distance reduction yields a still permissible temperature reduction,

An der Übergangsstelle von der stationären Kühlwanne zur schiebbaren Kühlwanne und _i sofern die stationäre Kühlwanne nochmals unterteilt ist, wird jeweils eine Kühlstrecke mit erhöhter Kühlwassergeschwindigkeit in Fora einer Verbindungsrinne angeordnet, deren Überfallkante 0,5 cm bisAt the transition point from the stationary cooling trough to the sliding cooling trough and _i if the stationary cooling trough is again subdivided, a cooling section with increased cooling water speed is arranged in each case in Fora a connecting trough, the raid edge 0.5 cm to

1,0 cm unter dem Wasserapiegel der höheren Kühlwanne liegt» Zur Festlegung der Höhe des Wasserspiegels sind jeweils an der Stirnwand (ausflußseitig) Ablaßventile eingesetzt, die in die tiefer gelegene Kühlwanne münden. In üblicher Weise weist die stationäre Kühlwanne an Auslauf der Stränge eine schiefe Ebene, mit saugfähigem Material belegt, auf, das an den Strängen oder der Folie haftendes V/asser abstreift und abführt.1.0 cm below the water level of the higher cooling trough »To determine the height of the water level, discharge valves are installed on the front wall (outflow side), which open into the lower cooling trough. In the usual way, the stationary cooling trough at the outlet of the strands has an inclined plane, covered with absorbent material, which strips and removes moisture adhering to the strands or the film.

Soll nun der Gießkopf angesponnen werden, ist die schiebbare Kühlwanne mittels Hydraulik vom Gießkopf abzurücken und unter den stationären Kühlwannenteil zu schieben. Die Wassers t a ndshöhe η an der Fallkante sind mit Hilfe der Ablaßventile einreguliert, Der Gießkopf wird geöffnet und. so lange auf das BIeGh gesponnen, bis kontinuierlich einwandfreie Stränge die Gießdüse verlassen» Έιιη ist die schiebbare Kühlwanne unter den Gießkopf zu bewegen und. in der letzten Bewegungsphase an den Gießkopf auf den Abstand 10 mm bis 20 mm heranzuführen, um die Angriffsfläche für den Luftsäuerstoff weitgehendst zu reduzieren. Die einfallenden Stränge werden in das Abzugswerk geführt und anschließend granuliert. Während der Bewegung der Stränge durch das Kühlwasser zeigen sich insbesondere bei Polyestern zwei Phasen. In einer ersten eine zum Verkleben neigende Oberfläche, in der zweiten ein Verkleben an Trennstellen im Querschnitt. Während der Zustand in der ersten Phase durch Führungselemente (Rollen, Kämme) der Stränge beeinflußt wird, ist dem Zustand in der zweiten Phase nur durch längere Kühlstrecken, die sich im wesentlichen aus der geringen Wärmeleitfähigkeit in Richtung auf den Strangkern ergeben, abzuhelfen. Um diese, vor allem letztere, Kühlwannenlänge zu reduzieren, werden auf der Stranglauflänge erfindungsgemäße Verbind Ungarinnen eingefügt, die die Relativgeschwindigkeit des Kühlwassers, auf den Strang bezogen, auf da3 1,8 bis 2,5fache erhöhen und damit die Kühlwirkung vergrößern. Vorzugsweise wird die Temperaturkurve über dem Kühlweg ein er-If now the casting head are to be spun, the sliding cooling trough is to be moved away from the casting head by means of hydraulics and pushed under the stationary cooling trough part. The water depth η at the falling edge are regulated by means of the drain valves. The casting head is opened and. so spun on the BIeGh until continuously faultless strands leave the pouring nozzle » Έιιη is the sliding cooling pan to move under the pouring head and. in the last phase of movement to the pouring head to the distance 10 mm to 20 mm zoom in order to reduce the attack surface for the aerosols largely. The incident strands are fed into the extraction unit and then granulated. During the movement of the strands through the cooling water, in particular, polyesters show two phases. In a first, a surface prone to sticking, in the second a bonding at separation points in cross section. While the state in the first phase is influenced by guide elements (rollers, combs) of the strands, the state in the second phase can only be remedied by longer cooling sections, which essentially result from the low thermal conductivity in the direction of the strand core. In order to reduce this, especially the latter, cooling tub length, Hungarians are inserted on the line run length according to the invention Hungarian connecting the relative speed of the cooling water, based on the strand, on da3 1.8 to 2.5 times and thus increase the cooling effect. Preferably, the temperature curve over the cooling path becomes a

stes Mal durch die Führung über eine Verbindungsrinne, in der eine besonders intensive Wärmeabfuhr von der Oberfläche und beginnend aus dem der Oberfläche nahen Querschnitt erfolgt, wo der Strang eine Qberflächentemperatur von etwa 90 ⁰C aufweist. Dies fällt zusammen mit dem Ende der schiebbaren Kühlwanne. Ia zweiten, dem stationären Teil der Kühlwanne wird, die Verbindungsrin&e dort angesetzt, wo ca. 90 % des Querschnitts auf Temperaturen gekühlt sind, die das Kleben an Trennstellen verhindern und nach der Intensivkühlung auf der Verbindungsrinne mit hoher Sicherheit eine Agglomeration von Teilchen, vor allem eine unerwünschte Brückenbildung im Sammelbehälter d.es anschließend produzierten Granulats, nicht mehr zu erwarten ist.Stes time through the guide via a connecting channel, in which a particularly intense heat dissipation from the surface and starting from the surface near the cross-section takes place, where the strand has a Qberflächentemperatur of about 90 ⁰ C. This coincides with the end of the sliding cooling pan. Ia second, the stationary part of the cooling trough, the Verbindungsrin & e set there, where about 90% of the cross section are cooled to temperatures that prevent sticking at separation points and after the intensive cooling on the connecting channel with high certainty an agglomeration of particles, especially an undesirable bridging in the collecting container d.es subsequently produced granules, is no longer expected.

Weiter Vorteile der Vorrichtung finden sich inFurther advantages of the device can be found in

- der Tatsache, daß durch das kurzfristige Einfahren der schiebbaren Kühlwanne in die Betriebsstellung nach dem Anspinnen Abfallmaterial vermieden wird- The fact that waste material is avoided by the short-term retraction of the sliding cooling trough in the operating position after piecing

- der Möglichkeit, durch eine Teilverschiebung der schiebbaren Kühlwanne während des Betriebes auftretende Störungen an einzelnen Düsenbohrungen zu beseitigen und die Düsenplatte mit Gleitmitteln zu versorgen.- The ability to eliminate occurring by a partial displacement of the sliding cooling pan during operation disturbances on individual nozzle bores and to supply the nozzle plate with lubricants.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll anhand eines Beispiels näher erläutert werdenThe device according to the invention will be explained in more detail by way of example

Dazu zeigt In addition shows

Pig. 1 - die Prinzipskizze der Kühlwannenanordnung.Pig. 1 - the schematic diagram of the cooling trough arrangement.

Unter einem Gießkopf 1 mit Zeilendusen. für 10 bis 20 Stränge 14 ist eine 4 m lange, 120 mm und 600 mm breite schiebbare Kühlwanne 2 auf Rollenböcken 5 mit Tragrolle*! 5a angeordnet. An den Längsseiten der schiebbaren Kühlwanne 2Under a pouring head 1 with line nozzles. for 10 to 20 strands 14 is a 4 m long, 120 mm and 600 mm wide sliding cooling trough 2 on roller blocks 5 with carrying roller *! 5a arranged. On the long sides of the sliding cooling trough. 2

sind Aufgleitkeile 7 angeordnet, die auf den. Tragrollen 5a in Betriebsstellung aufliegen. Am Boden, der- aohiebbaren Kühlwanne 2 werden die Schubkräfte eines pneumatischen Arbeitszylinders angelenkt, der sich an einem Rollenbock abstützt«Aufgleitkeile 7 are arranged on the. Support rollers 5a rest in operating position. At the bottom, the aoohable cooling sump 2, the thrust forces of a pneumatic working cylinder are articulated, which is supported on a roller block «

Die Wasserstandshöhe 3 ist axt 100 bis 110 mm festgelegt, um damit zu gewährleisten, daß sich keine Schichtenströmungen ausbilden können, Am Kühlwannenboden sind Umlenkrollen 4 zur Führung der einzelnen Stränge 14 angebracht. Am Ende der scbiebbaren Kühlwanne 4 schließt sich in Stranglaufrichtung eine stationäre Kühlwanne 10 an, die . höher liegt und. mit Hilfe höhenverstellbarer Stutzen auf einer Länge von 9 m horizontal auszupegeln ist. Bei gleichen Querschnittsabmessungen beträgt auch hier die Wasserstand.shöhe 100 bis 110 mm. Am Strangauslauf ist ein Wasserabstreifer angebracht. Hier einlaufendes Kühlwasser dient der Erhaltung der Wasserstandshöhe, die von der Höhe der Überfallkante Ba der Verbindungsrinne 3 und der Durchlaßmenge des Regulierventils 9 abhängt, Letzteres wird, in der Form einreguliert, daß an der Überfallkante 1,5 bis 2 cm Kühlwasser ansteht und in laminarer Strömung die 7erbindungsrinne passiert, während der Strang im Gegenstros geführt wird. Die auf dieser Strecke wirksame Kühlwasseraienge erhöht sich auf das 1,8fache gegenüber der Strecken in beiden Kühlwannenabschnitten. Der Zeitpunkt der Einwirkung dieses schnelleren Kühlstroms ist so gelegt, daS der Polyesterstrang 14 mit des Erreichen der überfallkante 3a die materialtypische Neigung zum ?erkleben der Oberflächen bei 90 ⁰C verloren hat. Die Abkühlung des Kerns der Stränge erfolgt endgültig im stationären Teil der Kühlwanne 10, Hach dem Passieren der stationären Kühlwanne 10 laufen die Stränge 14 über einen Wasserabstreifer zur Einzug s einrichtung des Granula tors .-und haben nun eine sittlere Temperatur im Querschnitt von etwa 80 ⁰C, damit auch die Neigung zum Verkleben der Granulatteilchen untereinander verlorengeht»The water level 3 is set ax 100 to 110 mm, so as to ensure that no strata flows can form, At the bottom of the cooling bath deflection rollers 4 for guiding the individual strands 14 are attached. At the end of scbiebbaren cooling pan 4 is followed by a stationary cooling trough 10 in strand direction, the. higher and. height adjustable by means of height-adjustable nozzles over a length of 9 m horizontally. For the same cross-sectional dimensions, the water level is also 100 to 110 mm. At the strand outlet, a water scraper is attached. Here incoming cooling water is used to maintain the water level, which depends on the height of the raid Ba of the connecting channel 3 and the passage of Regulierventils 9, the latter is, adjusted in the form that is present at the raid edge 1.5 to 2 cm of cooling water and in laminar Flow passes through the connecting channel while the strand is being fed in the opposite direction. The Kühlwasseraienge effective on this route increases to 1.8 times compared to the routes in both Kühlwannenabschnitten. The time of the action of this faster cooling flow is set so that the polyester strand 14 with reaching the raid edge 3a has lost the material-typical tendency for gluing the surfaces at 90 ⁰ C. The cooling of the core of the strands is finally in the stationary part of the cooling trough 10, Hach passing the stationary cooling trough 10 run the strands 14 via a water scraper for collection s device of Granula sector. - And now have a sittlere temperature in cross section of about 80 ⁰ C, so that the tendency for the granulate particles to stick together is lost »

Claims (2)

— 1 —- 1 - Erfindungsanspruchinvention claim 1. Kühlwanne für Hochpolymerenstränge _} die zwischen dem Gießkopf und dem Granulator installiert ist, Zu- und Ablaufeinrichtungen für Kühlwasser und Stränge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei- oder mehrteilige Kühlstrecke als eine in horizontaler Richtung schieb- und dabei gleichzeitig absenkbare Kühlwanne (2), die mit einem Hydraulikzylinder (12) verbunden ist, und als mindestens eine, höher als die schiebbare Kühlwanne (2) gelegene stationäre Kühlwanne (10), die auf höhenverstellbaren Stutzen (11) ruht, angeordnet ist, wobei alle Kühlwannenteile untereinander durch je eine Verbindungsrinne (S), deren Überfallkante 0,5 cm bis 2,0 cm unter der Y/asserstandshöhe (3) der stationären Kühlwanne (10) liegt, überbrückt ist,1. cooling trough for Hochpolymerenstränge _} which is installed between the casting head and the granulator, inlet and outlet devices for cooling water and strands, characterized in that the two- or multi-part cooling section as a sliding in the horizontal direction and at the same time lowerable cooling trough (2 ), which is connected to a hydraulic cylinder (12), and as at least one, higher than the sliding cooling trough (2) located stationary cooling trough (10), which rests on height-adjustable nozzle (11) is arranged, all the cooling pan parts with each other a connecting channel (S) whose raid edge is 0.5 cm to 2.0 cm below the Y state (3) of the stationary cooling trough (10) is bridged, 2. Kühlwanne für Hochpolymerenstränge nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die siit einem Hydraulikzylinder verbundene schiebbare Kühlwanne (2) auf Tragrollen (5a) von Rollenböcken (5) aufliegende Aufgleitkeile (7) besitzt, die mit ihrer größten vertikalen Abmessung über der Mit-2. Cooling trough for high polymer strand according to item 1, characterized in that the siit connected to a hydraulic cylinder sliding cooling trough (2) on support rollers (5a) of roller blocks (5) resting Aufgleitkeile (7) has, with its largest vertical dimension on the with - - te der Tragrolle (5a) in der Arbeitsstellung der schiebbare ti 'Kühlwanne liegt und dabei der Wasserspiegel der schiebbaren Kühlwanne (2) einen Abstand von weniger als 2 csn von der Düsenplatte des Gießkopfes (1) aufweist,- te the support roller (5a) is in the working position of the sliding ti 'cooling trough and while the water level of the sliding cooling trough (2) has a distance of less than 2 csn from the nozzle plate of the casting head (1), Hierzu 1 Selie ZeichnungenFor this 1 Selie drawings