Устройство для получения волокна из расплава

 

Изобретение может быть использовано в производстве минерального стеклянного волокна, изделий на его основе. Цель изобретения - повышение качества волокон. Устройство содержит полый водоохлаждаемый с чашей, на. которую подается жидкий расплав. За счет вращения чаши происходит пленочно-струйное истечение расплава в зону газового энергоносителя, подаваемого с помощью цилиндрических сопел из дутьевого коллектора с резонаторами . На центральной оси коллектора находятся отверстия для подачи термостойкой жидкости. Резонаторы выполнены в виде сменных шайб и установлены в этих же цилиндрических соплах. При истечении энергоносителя через сопла происходит образование акустических колебаний, которые накладываются на ротируемый расплав , что улучшает процесс волокнообразования в соударяющихся газовых потоках энергоносителя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 03 В 37/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4759344/33 (22) 20.11.89 (46) 23.03.92. Бюл. hh 11 (75) В.И.Коробко и В.Б.Веселовский (53) 666.189,21 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

R 1348303, кл. С 03 В 37/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА (57) Изобретение может быть использовано в производстве минерального стеклянного волокна, изделий на его основе. Цель изобретения — повышение качества волокон.

Устроиство содержит полый водоохлаждэемый вал с чашей, на.которую подается жидИзобретение может быть использовано в производстве минерального или стеклянного волокна и изделий на их основе.

Известно устройство для получения волокна из расплава, снабженное кольцевой калибрующей головкой, которая, в свою очередь, выполнена из кольца и охлаждаемого корпуса. Между головкой и кромкой чаши образована регулируемая по ширине щель для выхода расплава. Оси внутреннего ряда отверстий кольцевого дутьевого устройства направлены параллельно оси вращения чаши, а оси наружного ряда отверстий направлены параллельно образующей конусной части чаши.

Недостатком известного устройства является то, что истечение (ротация) расплава между вращающейся чашей и неподвижной охлаждаемой головкой будет неэффектив„, Ы „, 1 721030 A1 кий расплав. 3а счет вращения чаши происходит пленочно-струйное истечение расплава в зону газового энергоносителя, подаваемого с помощью цилинцрических сопел иэ дутьевого коллектора с резонаторэми, На центральной оси коллектора находятся отверстия для подачи термостойкой жидкости. Резонаторы выполнены в виде сменных шайб и установлены в этих же цилиндрических соплах. При истечении энергоносителя через сопла происходит образование акустических колебаний, которые накладываются на ротируемый расплав, что улучшает и роцесс волокнообразования в соударяющихся газовых потоках энергоносителя. 2 ил. ной из-за трения расплава и.остывания последнего на головке, что нарушает процесс волокнообраэования или делает его невоз-. можным. Кроме того, сопла расположены так, что энергоноситель не участвует в волокнообразовании из-за низкой и непостоянной скорости истечения на протяжении зоны волокнообразования, а являются только средством для перемещения волокна, что не способствует получению волокон повышенного качества.

Цель изобретения — повышение качества получаемого волокна.

Поставленная цельдостигается тем, что устройство для получения волокна из расплава содержит консольно закрепленную на приводном валу охлаждаемую центрифугальную чашу и дутьевой коллектор с соплами, которые снабжены резонаторами, 1721030 причем резонаторы выполнены в виде шайб и установлены в цилиндрических соплах, а дутьевой коллектор выполнен с установленной по центру трубкой для подачи термостойкой жидкости.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1..

Устройство содержит полый водоохлаждаемый san 1 с консольно закрепленной чашей 2, форсункой 3 для подачи связующего, дутьевой коллектор 4 с резонаторами 5, которые выполнены в виде съемных цилиндрических сопел, во.внутренних полостях которых вставлены съемные вкладыши 6 в виде шайб. Дутьевой коллектор содержит платик 7 с наклонными полками. Центральная ось платика содержит отверстия для крепления трубок 8. Здесь же на полках платика 7 установлены резонаторы 5 с соплами, Устройство работает следующим образом.

Расплав подают на чашу 2,.который за счет вращения чаши поступает на кромку чаши. С кромки чаши происходит пленочноструйное истечение расплава в зону газового энергоносителя (пар, сжатый воздух, продукты сгорания газов). Таким образом, на кромке чаши перпендикулярно ее оси вращения образуется плоскость следа ротируемого расплава. Энергоноситель подается через дутьевой коллектор, который выполнен из кольцевой оболочки(например трубы); на боковой поверхности, обращенной к чаше, расположен платик 7, полки которого имеют наклон в сторону чаши, На . полках платика сделаны резьбовые отверстия для крепления резонаторов с соплами, а на центральной оси основания в углублении платика — отверстия для размещения трубок подачи силиконового масла или других добавок. При истечении пульсирующих газовых потоков за счет их.концентричного .охватывания у основания трубок создается разрежение и за счет эжекции происходит самовсасывание силиконового масла, которое эжектируется в вихревую полуплоскость, образованную соударяющимися потоками, Образовавшиеся пленки и микроструйки расплава после встречи с энергоносителем под воздействием аэродинамических сил и наложенных акустических колебаний расщепляются на волокна и неволокнистые включения (корольки). При большой скорости потоков энергоносителя между струями газа и жидкого расплава в плоскости следа ротируемого расплава или за плоскостью возникает трение, вследствие чего струйки расплава (Или пленки), будучи как бы за55 Резонатор 5 с соплами имеет резонирующую полость А (фиг. 2), которая с одной стороны имеет конусное (угол конуса 13О) или коноидальное отверстие, а с другой— . цилиндрическое отверстие, которое может

50 крепленные с одной стороны, вытягиваются в отдельные тонкие волокна (нити). 4ем выше скорость энергоносителя, тем тоньше и длиннее волокно, но превышение скорости энергоносителя (Gonee 450 м/с) при волокнообразовании вызывает нарушение режима вытяжки волокна (т.е. при соотношении сил трения газового потока и пластичного волокна), превышает массовый выход в точках закрепления, в результате чего происходит обрыв волокна, образуются короткие волокна и корольки, наступает пыление. Остывшее волокно в пределах вязкостных параметров, когда его пластичность сохраняется, требует более высоких скоростей энергоносителя, а это, в свою очередь, вызывает увеличение энергозатрат, так как требуется повышенное давление, что не всегда практически достижимо.

Для предотвращения образования толстых и коротких волокон вытяжка волокон происходит в соударяющихся пульсирующих газовых потоках с одновременной подачей в эти потоки температуростойкой адгезионной жидкости, например силиконового масла, в количестве 5-107ь от общей массы волокон. Силиконовое масло, встречаясь с волокном за счет потоков газа, обволакивает последнее, что позволяет снизить трение энергоносителя о волокно в первоначальной стадии.

По мере удаления волокна от дутьевого коллектора 4 скорость вытяжки остается постоянной в зоне 20-70 мм от плоскости ротируемого расплава в сторону отдува волокон. Это происходит за счет соударяющихся газовых потоков, что очень важно для создания широкой эоны волокнообразования. В предложенном способе применяется энергоноситель с невысокими величинами давления 0,2 — 0,4 МПа вместо традиционноro давления 0,6-0,8 МПа

Для снижения энергозатрат при волокнообразовании на соударяющиеся газовые потоки накладываются дополнительно извне акустические колебания, которые являются источником дополнительных возмущений, а они, в свою очередь, оказывают влияние на различные факторы, в том числе на уменьшение масштаба турбулентности и увеличение частоты поверхностных колебаний, приводящих к распаду макроструй и пленок расплава на волокна, что улучшает качество волокон

1721030 изменять диаметр сопла за счет сменного вкладыша 6.

Таким образом, выполненное сопло является механизмом генерации колебаний, в котором взаимодействие постоянно существующего потока газа и периодически действующего обратного потока (вызванного опорожнением резонирующей полости), приводит к пульсации энергоносителя.

Соотношение диаметра сопла к диаметру резонатора также влияет на процесс волокнообразования, так при соотношении 1с — > 1 можно получать большую акустичеор скую мощность путем снижения частоты акустических колебаний при постоянных расходах энергоносителя.

В дутьевом коллекторе 4, расположенном отдельно от чаши, содержатся внутренние и наружные сопла резонаторов 5, оси пересечения которых находятся преимущественно в плоскости следа ротируемого расплава (пленки и макроструйки) или эа плоскостью между чашей и дутьевым коллектором на расстоянии не более 20 мм для э вргоносителя с давлением 0,2-0,8 МПа.

5 Это обеспечивает надежность работы устройства и гарантирует качество волокна (тонина, длина и небольшое количество

"корольков" ) с небольшим расходом энергоносителя давлением 0,2 — 0,4 МПа.

10 Формула изобретения

Устройство для получения волокна из расплава, содержащее консольно закрепленную на приводном валу охлаждаемую центрифугальную чашу и дутьевой коллек15 торссоплами,отличающееся тем,что, с целью повышения качества волокон, оно снабжено резонаторами, которые выполнены в виде сменных шайб и установлены в цилиндрических соплах, а дутьевой кол20 лектор выполнен с установленной по центру трубкой для подачи термостойкой жидкости.

6Ь8. Я

Составитель В.Коробко

Редактор А. Козориз Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 925 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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