Назначение и применение плавильных устройств

Плавильные и формовочные устройства для гранулированных полимеров предназначены для превращения гранулированного поли­мера в прядильный расплав и равномерного выдавливания через фильеры струек расплава, из которых формуются волокна. В произ­водстве синтетических волокон применяют различные типы плавиль­ных устройств, различающиеся производительностью, способами плавления, видами обогрева и конструкцией узла плавления.

Выбор типа плавильного устройства зависит от свойств полимера: температуры его плавления, вязкости, стабильности в расплавлен­ном состоянии, а также от вида и толщины получаемого волокна.

Производительность плавильного устройства определяется коли­чеством гранулята, расплавленного в единицу времени (кг/с).

Выбор плавильных устройств по производительности зависит от толщины вырабатываемого волокна, скорости формования и кратности вы­тяжки. Чем толще вырабатываемое волокно и чем больше скорость формования, тем выше должна быть производительность плавильного устройства.

Так, пряд.машины, предназначенные для получения тек­стильной нити, комплектуются плавильными устройствами произво­дительностью от 12 до 56 г/мин. Машины, вырабатывающие волокно для технических целей, снаб­жены устройствами производительностью от 200—350 г/мин.

Известны следующие способы плавления гранулята:

1- на обогреваемых поверхностях (решетках, плитах) от контакта гранулята с ними, в отдельных случаях с предварительным нагревом гранулята или поддавливанием гранулята;

2- в обогреваемом червячном экструдере, где плавление гранул и перемещение расплава осуществляются в межвитковом пространстве вращающегося червяка;

3- в необогреваемом экструдере, от теплоты, выделяющ-ся при трении гранулята в червячном устройстве.

1.Преимущества первого способа — простота и дешевизна кон­струкции, отсутствие механизмов, саморегулирование производи­тельности. При прекращении или уменьшении отбора расплава уровень его в плавильной чаше повышается и закрывает решетку, вслед­ствие чего скорость плавления гранулята (и, следовательно, произво­дительность процесса) уменьшается, так как теплопроводность рас­плавленного полимера низкая.

Применение предварительного нагрева гранулята позволяет в не­сколько раз увеличить производительность плавильной решетки.

Недостатки обогреваемых решеток: иногда неравномерность плавления полимера.

2.Плавильные устройства червячного типа позволяют сочетать плавление с хорошим перемешиванием (гомогенизацией) расплава, что сокращает время плавления. Кроме того, в устройствах такого типа, изменяя частоту вращения (число оборотов) червяка, можно регулировать производительность и давление, что позволяет подавать расплав к дозирующему насосу с постоянным заданным давлением. В промышленности работают вертикальные и горизонтальные плавильные устройства червячного типа.

По видам обогрева плавильные устройства бывают:

- нагреваемые парами высокотемпературного органического тепло­носителя (ВОТ);

- обогреваемые жидким ВОТ.

Обогрев парами и жидким ВОТ обеспечивает выдерживание за­данной температуры с точностью ±0,1°, причем температура регули­руется для целой группы устройств.

- с прямым электриче­ским нагревом; с индукционным обогревом. При электрическом обогреве в самых лучших конструкциях точ­ность заданной температуры выдерживается в пределах 2=1,5—2° С, а регулирование температуры должно быть для каждого устройства. Преимущество электрического обогрева — отсутствие пожароопас­ного и токсичного теплоносителя, каким является ВОТ. Однако ввиду сложности конструкции пла­вильных устройств с электро­обогревом и особенно системы автоматического регулирования температуры в промышленности пока еще широко распростра­нены плавильные устройства, обогреваемые ВОТ.

Конструкции плавильных устройств и прядильных головок вне зависимости от типа объе­диняют общие требования к ним: обеспечение заданной произво­дительности, равномерный на­грев и плавление, минимальное время пребывания расплава в устройстве и одинаковый путь до прядильной головки в слу­чае, когда одно плавильное уст­ройство работает на несколько головок; постоянное давление на дозирующие насосы; про­стота обслуживания (чистки, смены насосов и фильер).