многоместная машина для непрерывного получения химических филаментных нитей

Формула изобретения

1. Многоместная машина для непрерывного получения химических филаментных нитей, преимущественно вискозных, содержащая устройство для формования волокон с приспособлениями для подачи прядильного раствора и осадительной жидкости к рабочим местам, узлы вытягивания, промывки, отделки и сушки и приемный механизм, имеющий намоточные устройства, выполненные в виде веретен с электрическим или механическим приводом, размещенные параллельно продольной оси и последовательно связанные между собой посредством общего раскладочного устройства с приводом, отличающаяся тем, что намоточное устройство каждого рабочего места приемного механизма дополнительно снабжено съемным комплектом, включающим паковкодержатель, жестко соединенный с ведомым полым валом посредством насадки с радиальными фиксирующими элементами, средство передачи крутящего момента и неподвижную опорную стойку, коаксиально установленные на консольной части приводного вала веретена, при этом насадка имеет регулятор вертикального перемещения вращающейся жесткой системы паковкодержателя и ведомого полого вала относительно верхнего торца приводного вала веретена и неподвижной опорной стойки и снабжена фиксатором положения по высоте, причем ведомый полый вал вращающейся жесткой системы паковкодержателя смонтирован в опорных элементах установленной внутри паковкодержателя неподвижной стойки и своей нижней частью бесконтактно взаимодействует со средством передачи крутящего момента, жестко связанным с приводным валом веретена, с возможностью проскальзывания относительно последнего, при этом намоточные устройства размещены по меньшей мере в один прямолинейный ряд, а общее раскладочное устройство представляет собой расположенную между двумя прямолинейными рядами намоточных устройств систему последовательно соединенных между собой продольных связей со смонтированными на них нитепроводящими элементами, имеющими по меньшей мере одну степень свободы относительно намоточных устройств при взаимодействии с движущейся нитью.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что привод общего раскладочного устройства, выполненый в виде гидроцилиндра с подвижным корпусом, расположен в плоскости, перпендикулярной системе последовательно соединенных между собой продольных связей, и жестко связан с последней посредством продольного вала со средством возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости.

3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что регулятор вертикального перемещения вращающейся жесткой системы паковкодержателя и ведомого полого вала выполнен в виде упругого силового элемента, например пружины сжатия или по меньшей мере пары постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами.

4. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что средством передачи крутящего момента от приводного вала веретена к вращающейся жесткой системе паковкодержателя и ведомого полого вала выполнено в виде муфты скольжения.

5. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что средство возвратно-поступательного перемещения системы последовательно соединенных между собой продольных связей общего раскладочного устройства в вертикальной плоскости выполнено в виде жесткой кинематической передачи или передачи с гибкими элементами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к основному технологическому оборудованию для производства химических волокон, в частности прядильной машине непрерывного процесса получения вискозной текстильной нити.

Известна машина для производства вискозной текстильной нити по непрерывному способу, содержащая устройство для формования волокон с приспособлениями для подачи прядильного раствора и осадительной жидкости к рабочим местам, узлы вытягивания, промывки, отделки и сушки, и приемный механизм, имеющий намоточные устройства, выполненные в виде веретен с электрическим приводом, размещенные в один прямолинейный ряд параллельно продольной оси и последовательно связанные между собой посредством общего раскладочного устройства с гидравлическим приводом от моментного гидродвигателя (Регельман Х. З. Машины для формования химических и минеральных волокон. - Л.: Машиностроение, 1972, с. 9-11, рис. 2).

Непрерывный способ получения волокна дает возможность осуществить на машине весь комплекс технологических операций по производству крученой текстильной нити с намоткой ее на патрон, насаженный на электроверетено.

Недостатками известной машины в части приемно-намоточного механизма являются:

ограниченные технологические возможности, связанные с невозможностью получения текстильной нити некрученого ассортимента;

невозможность повышения производительности за счет увеличения количества рабочих мест на той же производственной площади из-за компоновки узла электроверетен только в один прямолинейный ряд параллельно продольной оси;

невозможность увеличения массы нарабатываемой паковки, так как конструкция кольцекрутильного механизма, смонтированного в заданном шаге между рабочими местами, создает ограничения при увеличении диаметра паковки из-за суммарного габарита составляющих его элементов (кольцедержатель, кольцо, бегунок, баллоноограничитель);

низкий КПД машины из-за большой обрывности нити, связанной с частым выходом из строя (поломкой) наиболее слабого элемента - бегунка;

сложная и ненадежная в работе конструкция гидравлического привода от реверсивного моментного гидродвигателя.

Известна многоместная машина для прядения и непрерывной последующей обработки вискозных волокон и/или пряжи (заявка ФРГ 2416425, кл. D 01 D 5/12, 1974), содержащая устройство для формования волокон с приспособлениями для подачи прядильного раствора и осадительной жидкости к рабочим местам, узлы вытягивания, промывки, отделки и сушки, и приемный механизм, имеющий намоточные устройства, выполненные в виде веретен с электрическим приводом, размещенные в один прямолинейный ряд параллельно продольной оси и последовательно связанные между собой посредством общего раскладочного устройства с приводом. Данная машина принята в качестве наиболее близкого аналога заявленного изобретения.

Технической задачей заявленной многоместной машины для непрерывного получения химических филаментных нитей является расширение технологических возможностей путем выработки на ней крученого и/или некрученого ассортимента нити при одновременном увеличении массы паковки и повышении КПВ.

Указанная техническая задача реализуется за счет того, что в многоместной машине для непрерывного получения химических филаментных нитей, преимущественно вискозных, содержащей устройство для формования волокон с приспособлениями для подачи прядильного раствора и осадительной жидкости к рабочим местам, узлы вытягивания, промывки, отделки и сушки, и приемный механизм, имеющий намоточные устройства, выполненные в виде веретен с электрическим или механическим приводом соответственно, размещенные по меньшей мере в один прямолинейный ряд параллельно продольной оси и последовательно связанные между собой посредством общего раскладочного устройства с приводом, согласно изобретению намоточное устройство каждого рабочего места приемного механизма дополнительно снабжено съемным комплектом, включающим паковкодержатель, жестко соединенный с ведомым полым валом посредством насадки с радиальными фиксирующими элементами, средство передачи крутящего момента и неподвижную опорную стойку, коаксиально установленные на консольной части приводного вала веретена, при этом насадка имеет регулятор вертикального перемещения вращающейся жесткой системы паковкодержателя и ведомого полого вала относительно верхнего торца приводного вала веретена и неподвижной опорной стойки и снабжена фиксатором положения по высоте, причем ведомый полый вал вращающейся жесткой системы паковкодержателя смонтирован в опорных элементах установленной внутри паковкодержателя неподвижной опорной стойки и своей нижней частью бесконтактно взаимодействует со средством передачи крутящего момента, жестко связанным с приводным валом веретена с возможностью проскальзывания относительно последнего, а общее раскладочное устройство представляет собой расположенную между двумя прямолинейными рядами основных намоточных устройств систему последовательно соединенных между собой продольных связей со смонтированными на них нитепроводящими элементами, имеющими по меньшей мере одну степень свободы относительно намоточных устройств при взаимодействии с движущейся нитью.

Привод общего раскладочного устройства, выполненный в виде гидроцилиндра с подвижным корпусом, расположен в плоскости, перпендикулярной системе последовательно соединенных между собой продольных связей и жестко связан с последней посредством продольного вала со средством возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости.

Регулятор вертикального перемещения вращающейся жесткой системы паковкодержателя и ведомого полого вала выполнен в виде упругого силового элемента, например, пружины сжатия или по меньшей мере пары постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами (магнитная пружина).

Средство передачи крутящего момента от приводного вала веретена к вращающейся жесткой системе паковкодержателя и ведомого полого вала выполнено в виде муфты скольжения.

Средство возвратно-поступательного перемещения системы последовательно соединенных между собой продольных связей общего раскладочного устройства в вертикальной плоскости выполнено в виде жесткой кинематической передачи или передачи с гибкими элементами, например, цепи, ленты, троса и т.д.

Предлагаемая многоместная машина создает условия для расширения технологических возможностей ее использования путем выработки на ней крученого и/или некрученого ассортимента нити при одновременном увеличении массы паковки и повышении КПВ.

Преимуществом заявленного объекта по сравнению с наиболее близким аналогом является возможность выработки крученого или некрученого, или одновременно того и другого ассортимента нити на одной и той же машине с использованием одних и тех же намоточных устройств, выполненных в виде веретен с электрическим или механическим приводом соответственно и съемных комплектов, устанавливаемых на намоточные устройства и обеспечивающих намотку некрученых нитей. При этом намотка некрученого ассортимента нити на каждом рабочем месте машины позволяет нарабатывать паковку увеличенной массы, повышая при этом в значительной степени КПВ машины в целом.

Таким образом, благодаря отличительным существенным признакам заявленного объекта расширяются технологические возможности машины, т.е. она становится универсальной в части расширения номенклатуры вырабатываемого конечного продукта, при этом увеличивается производительность и повышается надежность работы привода общего раскладочного устройства за счет более простой и надежной конструкции гидродвигателя, выполненного в виде гидроцилиндра с подвижным корпусом. Введение в конструкцию намоточного устройства регулятора вертикального перемещения вращающейся жесткой системы паковкодержателя и ведомого полого вала со стороны верхнего открытого торца паковки позволяет производить настройку передаваемого крутящего момента через муфту скольжения для обеспечения необходимого натяжения нити при намотке в паковку на ходу.

Выполнение средства возвратно-поступательного перемещения системы последовательно соединенных между собой продольных связей общего раскладочного устройства в вертикальной плоскости в предлагаемых вариантах позволяет расширить возможности их конструктивного исполнения.

Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

Из патентной и научно-технической литературы для специалиста неизвестны для достижения указанного эффекта решения, имеющие признаки, совпадающие с совокупностью отличительных признаков заявленного технического решения.

Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение будет использовано при создании новой высокоскоростной машины типа МН-90 для производства вискозной текстильной нити непрерывным способом и модернизации ранее выпущенных машин МН-90-И2, находящихся в эксплуатации.

Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию "промышленная применимость".

На фиг. 1 показан разрез предлагаемой многоместной машины; на фиг. 2 - выносной фрагмент А фиг. 1 в аксонометрии (транспортирующий и сушильный цилиндры, четыре намоточные устройства и общее раскладочное устройство с приводом); на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 2 (основное намоточное устройство со съемным комплектом); на фиг. 4 - выносное сечение В фиг. 3 (фрагмент верхней части вращающейся жесткой системы паковкодержателя, ведомого полого вала и насадки); на фиг. 5 - поперечный разрез Д-Д фиг. 4 (коаксиальная установка съемного комплекта на консольной части приводного вала).

Многоместная машина для непрерывного получения химических филаментных нитей (фиг. 1) содержит устройство 1 для формования волокон с приспособлениями 2 и 3 для подачи прядильного раствора и осадительной жидкости соответственно к рабочим местам, узлы 4 - 8 для вытягивания, промывки, отделки и сушки, приемный механизм 9, 9", выполненный в виде намоточных устройств - веретен с электрическим приводом, - размещенных в два прямолинейных ряда параллельно продольной оси и последовательно связанных между собой посредством общего раскладочного устройства 10 с приводом 11 (фиг. 2).

Для отсоса газовоздушной и паровоздушной смеси из машины имеются вытяжные короба 12 - 16. Все рабочие зоны машины, где в результате химических и физических (массообменных) реакций выделяются вредные газы и паровоздушная смесь, закапсулированы подъемными рамками 17 и 18.

Все устройства с приспособлениями, узлы и механизмы машины смонтированы на остове 19, имеющем подножки 20 и 21 для удобства обслуживания.

Устройство 1 для формования волокон содержит фильтр-палец, червяк и фильерный комплект с фильерой (показаны условно), установленные на каждом рабочем месте многоместной машины. Приспособление 2 для подачи прядильного раствора включает дозирующий шестеренный насос, установленный на каждом рабочем месте, с общим или индивидуальным приводом (не показаны).

Приспособление 3 для подачи осадительной жидкости к рабочим местам (фильерным комплектам) содержит общий желоб или индивидуальные прядильные трубки (камеры) и общий подающий коллектор с перфорацией (показаны условно).

Узлы 4 - 8 состоят из парных цилиндров (роликов) с перекрещивающимися осями и желобов (корыт) (показаны условно), имеющих соответствующие системы подачи и отвода рабочих технологических сред (не показаны).

Приемные механизмы 9 и 9" установлены на каждом рабочем месте машины в два прямолинейных ряда относительно продольной оси со смещением одного ряда по отношению к другому на половину шага t (t/2) между местами (фиг. 2).

Приемный механизм 9 и 9" (фиг. 2 - 5) каждого рабочего места содержит намоточное устройство - электроверетено 22, 22", на консольной части приводного вала 29 которого дополнительно установлен съемный комплект, включающий паковкодержатель 23, жестко соединенный с ведомым полым валом 24 посредством насадки 25 с радиальными фиксирующими элементами 26, средство 27 передачи крутящего момента и неподвижную опорную стойку 28, коаксиально установленные на консольной части приводного вала 29 намоточного устройства, например, электроверетена 22, 22". Насадка 25 имеет регулятор 30 вертикального перемещения вращающейся жесткой системы паковкодержателя 23 и ведомого полого вала 24 относительно верхнего торца приводного вала 29 электроверетена 22, 22" и неподвижной опорной стойки 28. Кроме того, насадка 25 снабжена фиксатором 31 положения по высоте, а ведомый полый вал 24 вращающейся жесткой системы паковкодержателя 23 смонтирован в опорных элементах 32 и 33 неподвижной опорной стойки 28 и своей нижней частью бесконтактно взаимодействует со средством 27 передачи крутящего момента. Средство 27 передачи крутящего момента жестко связано с приводным валом 29 электроверетена 22, 22", причем ведомый полый вал 24 своей нижней частью взаимодействует со средством 27 с возможностью проскальзывания относительно него. Общее раскладочное устройство 10 представляет собой расположенную между двумя прямолинейными рядами электроверетен 22, 22" систему последовательно соединенных между собой продольных связей со смонтированными на них нитепроводящими элементами 34, 34" имеющими по меньшей мере одну степень свободы относительно электроверетен 22, 22" при взаимодействии с движущейся нитью.

Привод 11 общего раскладочного устройства 10, выполненный в виде гидроцилиндра 35 с подвижным корпусом 36, установленным на неподвижном штоке 37, расположен в плоскости, перпендикулярной системе последовательно соединенных между собой продольных связей. Привод 11 жестко связан с системой продольных связей посредством продольного вала 38 со средством 39 возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, выполненным либо в виде жесткой кинематической передачи (рейка - зубчатое колесо), либо передачи с гибкими элементами (блок - трос, цепь, лента).

Регулятор 30 вертикального перемещения вращающейся жесткой системы паковкодержателя 23 и ведомого полого вала 24 относительно верхнего торца приводного вала 29 электроверетена 22, 22" и неподвижной опорной стойки 28 выполнен в виде упругого силового элемента, например, пружины сжатия, установленной внутри насадки 25 до упора 40 своим верхним торцем. Нижний торец пружины сжатия контактирует с внутренней поверхностью подпятника 41, взаимодействующего своей наружной торцевой поверхностью с верхним торцем приводного вала 29 электроверетена 22, 22". Пружина сжатия регулятора 30 воспринимает суммарную осевую нагрузку от массы вращающейся жесткой системы паковкодержателя 23, ведомого полого вала 24, насадки 25 с регулятором 30 и фиксатором 31 положения по высоте. Кроме того, пружина сжатия регулятора 30 дополнительно удерживает массу нитеносителя 42 (патрон, катушка, копс) и наматываемой нити. Фиксатор 31 положения системы по высоте содержит резьбовую шпильку 43, жестко связанную нижним торцем с подпятником 41, и контргайки 44 и 45.

Как вариант конструктивного исполнения в качестве упругого силового элемента может быть использована по меньшей мере пара постоянных магнитов (не показаны), обращенных друг к другу одноименными полюсами.

Средство 27 передачи крутящего момента, выполненное в виде муфты скольжения, содержит корпус 46, имеющий форму цилиндрического стакана, жестко закрепленного на консольной части, приводного вала 29 электроверетена 22, 22". На внутренней боковой поверхности корпуса 46 жестко закреплены рабочие элементы 47, например, лопасть турбины в случае использования гидропневматической муфты, или постоянные магниты в случае использования магнитной муфты.

Корпус 46 с рабочими элементами 47, являясь ведущей полумуфтой, бесконтактно передает крутящий момент от приводного вала 29 электроверетена 22, 22" посредством рабочей среды (воздух, масло, магнитное поле) с возможностью проскальзывания нижней части ведомого полого вала 24 вращающейся жесткой системы паковкодержателя 23 с нитеносителем 42.

При выработке некрученого ассортимента нити перед началом работы машины необходимо произвести операции по демонтажу, установке, наладке и регулировке приемных механизмов 9 и 9" каждого рабочего места. Для этого с консольной части приводного вала 29 электроверетена 22 и 22" (намоточное устройство с помощью специального съемника снимают втулку-держатель (не показана), предназначенную для установки патрона 42.

С продольных связей общего раскладочного устройства 10 снимают кольцедержатель с крутильным кольцом и бегунком (не показаны) на каждом рабочем месте.

С брусьев остова 19 снимают баллоноограничители (не показаны).

Далее производят следующие монтажные операции, для чего дополнительно монтируют на консольной части приводного вала 29 каждого электроверетена 22 и 22" съемный комплект в следующей последовательности:

жестко закрепляют на приводном валу 29 корпус 46 средства 27 передачи крутящего момента;

ведомый полый вал 24 коаксиально устанавливают относительно приводного вала 29, вводя при этом его нижнюю часть в корпус 46 средства 27 с возможностью проскальзывания;

корпус 46 герметично закрывают крышкой (показана условно);

на ведомом полом валу 24 свободно устанавливают посредством опорных элементов 32 и 33 неподвижную опорную стойку 28 и жестко закрепляют последнюю к брусу остова 19;

на опорную стойку 28 коаксиально устанавливают паковкодержатель 23;

предварительно собранную насадку 25 с радиальными фиксирующими элементами 26, регулятором 30 вертикального перемещения и фиксатором 31 положения по высоте устанавливают на верхнем торце приводного вала 29 электроверетена 22 и 22";

собранную насадку 25 жестко закрепляют на верхней концевой части ведомого полого вала 24 и паковкодержателя 23;

на продольных связах общего раскладочного устройства 10 устанавливают нитепроводящие элементы 34 и 34";

линию продольного вала 38 со средством 39 возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости жестко соединяют с гидроцилиндром 35 привода 11 общего раскладочного устройства 10.

После окончания монтажных работ производят наладку всех механизмов и регулировку количества двойных ходов средства 39 возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости посредством гидроаппаратуры (показана условно) в приводе 11 общего раскладочного устройства 10.

Намотку некрученой нити в паковку большой массы, одинаковой на каждом рабочем месте машины, производят путем регулирования натяжения наматываемой нити на каждом приемном механизме 9, 9" и поддержания его постоянным за счет настройки величины крутящего момента, передаваемого муфтой скольжения (средство 27) перед началом работы и изменения его за цикл намотки в автоматическом режиме в процессе работы. Изменение натяжения наматываемой нити за цикл намотки происходит по закону, близкому к линейному.

Регулирование величины передаваемого крутящего момента от приводного вала 29 электроверетена 22 и 22" с ведущей полумуфтой средства 27 (корпус 46 с рабочими элементами 47) бесконтактно посредством рабочей среды к ведомому полому валу 24, жестко связанному с паковкодержателем 23 через насадку 25, производят перед началом работы с помощью пружинного регулятора 30 (сжимая или разжимая пружину сжатия) и фиксатора 31 положения системы по высоте.

Скорость вращения ведущей полумуфты в процессе намотки остается неизменной, а скорость вращения паковкодержателя уменьшается по мере увеличения диаметра намотки за счет проскальзывания его относительно приводного вала при увеличении натяжения наматываемой нити.

Подбирая скорость вращения приводного вала с ведущей полумуфтой, можно получить необходимую закономерность изменения натяжения (в том числе постоянное натяжение) нити в процессе намотки при постоянной скорости его выпуска с рабочих органов машины.

Работает машина следующим образом.

Прядильный раствор, например вискозный, поступает под определенным давлением от общего насоса (не показан) в приспособление 2 для подачи его в устройство 1 формования волокон. Дозирующим шестеренным насосом (не показан), установленным на каждом рабочем месте многоместной машины, прядильный раствор нагнетается в фильтр-палец, где фильтруется и по червяку поступает в фильерный комплект к фильере устройства 1. Из фильерного комплекта прядильный раствор выходит в виде струек в общий желоб или индивидуальную прядильную трубку, заполненные осадительной жидкостью посредством приспособления 3 для подачи ее к рабочим местам из общего подающего коллектора с перфорацией (показан условно).

Свежесформованные волокна в виде нити, скоагулированной в осадительной жидкости, поступают на парные цилиндры (ролики) узла 4 вытягивания, где они при нагреве пластифицируются и упрочняются за счет ориентационной вытяжки.

Далее нить заправляют последовательно на парные цилиндры (ролики) узла 5 и 6 первой и второй промывки, где она промывается методом окунания и орошения умягченной горячей водой, подаваемой соответствующими системами. Отмытую от загрязняющих примесей нить, заправляют на цилиндр с роликом узла 7 отделки. После нанесения на нить отделочного раствора ее передают на узел 8 сушки.

Нить раскладывают на сушильный и транспортирующий цилиндры (ролики). Витки нити, разложенные на цилиндрах по спирали, сушатся контактным способом. Высушенную нить заправляют на приемные механизмы 9, 9" каждого рабочего места, установленные в два прямолинейных ряда относительно продольной оси со смещением одного относительно другого.

Нить наматывается в паковку на нитеноситель 42, установленный на паковкодержателе 23 съемного комплекта, смонтированного на намоточном устройстве 22, 22" приемного механизма 9 или 9".

Техническое преимущество заявленной многоместной машины заключается в расширении технологических возможностей и повышении КПВ при эксплуатации.

При внедрении предложенного технического решения будет получен экономический эффект за счет увеличения массы нарабатываемой паковки, уменьшения циклов перезаправки, повышения надежности узлов и в связи с этим, как следствие, увеличения производительности оборудования в целом.