Способ выработки непрерывного волокна из базальтового сырья и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к производству непрерывного волокна из базальтового сырья. Сущность изобретения: способ выработки непрерывного волокна из базальтового сырья, включающий загрузку базальта в бассейн печи, плавление его, подачу расплава базальта в фильеры питателя, причем процесс подачи расплава базальта в фильеры через питающую трубку и систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя проходит при перепаде эксплуатационных температур по ходу движения расплава не более ±20^oC, а соотношение расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении расплава и расхода расплава базальта через фильеры питателя должно быть не менее 1,05. Устройство выработки непрерывного волокна содержит обогреваемый фильерный питатель, струйную трубку, систему стыковки питающей трубки фильерного питателя и узел приемки волокна, при этом система стыковки питающей трубки и фильерного питателя представляет собой фланцевое соединение с зазором, находящимся в пределах 2 - 8 мм, а минимальный внешний диаметр фланца должен быть как минимум на 10 мм больше внутреннего диаметра струйной трубки. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству непрерывного волокна из базальтового сырья.

Известен способ получения волокон из стекла, авт.св. N 1209617 кл. C 03 B 37/09 1986) включающий плавление стекла, тепловую подготовку расплава и подачу его в зону формования.

Недостатком известного способа являются большие отклонения температурного режима потока расплава при подаче его в струйный питатель, что приводит к снижению производительности и надежности эксплуатации оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения базальтовых волокон (патент РФ N 2039715, кл C 03 B 37/03, 1995), включающий загрузку базальта в бассейн печи, плавление его, подачу расплава в зону выработки, выработку волокна через питатель, вытягивание через фильеры.

Недостатками указанного способа являются большие отклонения температурного режима потока расплава при подаче его в питатель и несоответствие расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении и расходе расплава базальта через фильерный питатель, что приводит к снижению производительности и надежности эксплуатации оборудования.

Цель изобретения является повышение производительности, эксплуатационной надежности оборудования и снижение расхода платиновых сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что способ выработки непрерывного волокна из базальтового сырья, включающий загрузку базальта в бассейн печи, плавление его и подачу расплава базальта в фильеры питателя, причем процесс подачи расплава базальта в фильеры через питающую трубку, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя проходит при перепаде эксплуатационных температур по ходу движения расплава ±20^oC, в соотношение расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении расплава и расходе расплава базальта через фильеры питателя должно быть не менее 1,05.

наиболее близким к предлагаемому устройство получения базальтового волокна (ав. св. СССР N 1346603, кл. C 03 C 25/02) содержащее обогреваемый струйный фильерный питатель, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя и узел приемки волокна.

Недостатком указанного устройства является несовершенство стыкового узла между трубкой и струйным питателем, которое не обеспечивает сохранения максимальной изотермичности потока расплава базальта через стыковочный узел питающей трубки в струйный питатель, что приводит к снижению производительности и эксплуатационной надежности оборудования.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что устройство выработки непрерывного волокна, содержащее обогреваемый фильерный питатель, струйную трубку, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя и узел приемки волокна, причем стыковочный узел струйной трубки и фильерного питателя представляет со фланцевое соединение с зазором, находящимся в пределах 2-8 мм, а минимальный внешний диаметр фланца должен быть как минимум на 10 мм больше внутреннего диаметра струйной трубки.

Технический результат обеспечивается за счет того, что благодаря фланцевому соединению система стыковки питающей трубки и фильерного питателя имеет температуру, близкую к температуре питающей трубки, причем фланцевое соединение с зазором 2-8 мм обеспечивает герметичность системы стыковки и в то же время дает возможность вести процесс подачи расплава базальта к фильерам с перепадом эксплуатационных температур по ходу движения расплава не более ±20^oC. Эти отклонения по температурам создают условия уменьшения в целом эксплуатационных температур по питающей трубке и фильерному питателю.

Вышеперечисленное значительно увеличивает эксплуатационную надежность устройства и повышает производительность труда.

Предлагаемые способ и устройство для его осуществления представлены на чертеже.

Пример. Для изготовления волокна базальтовое сырье загружают в печь (не показана), под действием термического воздействия базальт плавится, проходит гомогенизацию, частичную дегазацию и в виде расплава подается в питающую трубку 3, проходит под действием гидростатического давления через систему стыковки питающей трубки 3 и фильерного питателя 1, формуясь в непрерывные волокна, при этом перепад эксплуатационных температур по ходу движения расплава базальта составляет не боле ±20^oC.

При наличии перепада эксплуатационных температур более ±20^oC возникает дополнительное гидравлическое сопротивление в системе стыковки питающей трубки и фильерного питателя, что в свою очередь заставляет увеличивать эксплуатационные температуры системы подачи расплава базальта и уменьшает гидростатическое давление на фильеры фильерного питателя.

При наличии перепада эксплуатационных температур меньше ±20^oC уменьшается гидравлическое сопротивление в системе стыковки питающей трубки и фильерного питателя. В соответствии с этим увеличивается гидростатическое давление на фильеры фильерного питателя, что увеличивает в конечном итоге производительность оборудования. В свою очередь при данных перепадах эксплуатационных температур появляется возможность снизить эксплуатационные температуры в целом.

При нарушении в сторону уменьшения расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении расплава и расхода расплава базальта через фильеры возникает возможность получить в фильерном питателе газовый пузырь, что нарушает работу питателя, снижая производительность, и приводит к преждевременному выходу из строя питателя.

При большем соотношении (более 1,05) такой вероятности получения газового включения в фильерном питателе нет, что дает возможность стабильно вести процесс - увеличивается производительность.

Устройство для осуществления процесса выработки непрерывного волокна из базальтового сырья состоит из питающей трубки 3, системы 4 стыковки, представляющей фланцевое соединение с зазором 2-8 мм, и фильерного питателя 1 с фильерами 2.

Устройство работает следующим образом.

Базальт загружают в печь (не показано), где он под действием термического воздействия плавится и в виде расплава подается в питающую трубку 3, проходит через систему 4 стыковки, состоящую из питающей трубки 3 и фильерного питателя 1, затем, вытекая через фильеры 2, расплав формируется в непрерывные волокна.

Благодаря фланцевому соединению система стыковки питающей трубки и фильерного питателя имеет температуру, близкую к температуре питающей трубки.

Фланцевое соединение с зазором 2-8 мм обеспечивает герметичность системы стыковки, расплава в базальта при минимальном размере фланца 10 мм выходит в межфланцевое соединение, переходит в твердое состояние и закрывает зазор между фланцами, не давая вытекать расплаву базальта.

При уменьшении размера диаметра фланца (меньше 10 мм внутреннего диаметра струйной трубки) появляется возможность разгерметизации системы стыковки питающей трубки 3 и фильерного питателя 1, что приводит к преждевременному выходу из строя устройства в целом. А когда размер фланца более 10 мм внутреннего диаметра струйной трубки, то система стыковки работает герметично и не дает значительно снижать температуру стыковочного узла, повышая тем самым производительность установки.

Формула изобретения

1. Способ выработки непрерывного волокна из базальтового сырья, включающий загрузку базальта в бассейн печи, плавление его, подачу расплава базальта в фильеры питателя, отличающийся тем, что процесс подачи расплава базальта в фильеры через питающую трубку и систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя проходит при перепаде эксплуатационных температур по ходу движения расплава не более ± 20^oС, а соотношение расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении расплава и расхода расплава базальта через фильеры питателя должно быть не менее 1,05.

2. Устройство выработки непрерывного волокна, содержащее обогреваемый фильерный питатель, струйную трубку, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя и узел приемки волокна, отличающееся тем, что системы стыковки питающей трубки и фильерного питателя представляют собой фланцевое соединение с зазором 2 - 8 мм, а минимальный внешний диаметр фланца должен быть как минимум на 10 мм больше внутреннего диаметра струйной трубки.

РИСУНКИ

Рисунок 1