Устройство для получения волокон из термопластичных материалов

СО 1 ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК П 9) П 1) 3151) Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ А К АВТОРСКОМ И.Ив 1963,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57)1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯВОЛОКОН ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВпреимущественно стекла, содержащее питатель с фильерной пластинойв дне и узел охлаждения подфильерной зоны, отличающееся тем, что, с целью экономии. электроэнергии й драгоценных металлов,повышения производительности устройства и улучшения условий труда засчет уменьшения теплового излучения от фильерной пластины, узел охлаждения подфильерной зоны выполнен в виде установленной параллель-,но фильерной пластине охлаждаемойперфорированной пластины и слоя теплоизоляции, расположенного междупластинами, причем отверстия перфорированной пластины концентричныотверстиям фильер фильерной пластины и отношение их диаметра к наружному диаметру фильер составляет1,15-2,00, а отношение расстояниямежду наружной поверхностью перфорированной пластины и срезом фильерк наружному диаметру фильер составляет не более 0,70.1077856 ми, ной МИ,2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что перфорированная пластина выполнена с ребра 1Изобретение бтносится к производству стеклянных волокон, а именно к устройству для получения волокон из термопластичного материала, и мо" жетбыть использовано на предприятиях 5 по производству стекловолокна.Известны устройства для получения волокон, содержащие фильерный питатель и узел охлаждения подфильерной зоны, который может быть вынол нен в виде трубчатого полого элемента, сплюснутого в центре и расположенного ниже между рядами филье, по элементу циркулирует охлаждаю-. щий агент 113 либо в виде форсунки, расположенной между рядами фильер по периферии фильернрй пластины 2 3, либо в виде трубчатых петель, направленных в сторону Фильер питателя З.ХВсе указанные устройства для получения стекловолокон не могут обеспечить увеличение производительности выраоотки волокон вследствие того, что интенсивность охлаждения подфильерной зоны снижается иэ-за действия на фильеры и луковицы стекло- массы, образующиеся у фильер, мощного теплового излучения от фильерной пластины.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения волокон из термопластич ного материала, преимущественно стекла, включающее питатель с Филь- , 35 ерной пластиной и узел охлаждения подфильерной зоны 14,3.В данном устройстве узел охлаждения выполнен в,виде системы ламелей (пластин), расположенных между ряда ми Фильер и соединенных с коллектором, по которому циркулирует охлаждающий агент. Охлаждение луковиц стекломассы происходит за счет конвективного обмена при контакте воздуха с ламелями.Недостатком указанного устройства является наличие большого теплового излучения от открытой поверхнос" ти Фильерной пластины, что приводит к снижению интенсивности охлаждения стекломассы в луковице, к безвозвратной потере до 1/3 тепла, выделяемого фильерной пластиной нитатедя, увеличивает безвозвратные потери 55 расположенными с ее наружповерхности между фильера 2драгметаллов эа счет возгонки; повышение температуры среза Фильерыприводит к увеличению смачиваниястекломассой фильеры, что снижаетстабильность процесса выработки волокна, особенно при больших дебитахФильер. Снижение интенсивности охлаждения луковицы не обеспечивает увеличение съема расплава из одного отверстия фильеры, а также не позволяет увеличить количество отверстийна единице площади, а также фильерной пластины. Кроме того, сильноетепловое излучение значительно рсудшает условия труда обслуживающегоперсонала.Цель изобретения - экономия электроэнергии и драгметаллов, повышениепроизводительности устройства и улучшение условий труда эа счет уменьшения теплового излучения от фильернойпластины.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для полученияволокон из термопластичных материалов, преимущественно стекла, содержащем питатель с Фильерной пластинойв дне и узел охлаждения подфильерной зоны, узел охлаждения подфильерной зоны выполнен в виде установленной параллельно фильерной пластинеохлаждаемой перфорированной пластины и слоя теплоизоляции, расположенного между пластинами, причем отверстия перфорированной пластины концентричны с отверстиями фильер фильер.ной пластины и отношение их диаметра,к наружному диаметру фильер составляет 1,15 - 2,00, а отношение расстояния между наружной поверхностью перфорированной пластины и срезом фильвр к наружному диаметру фильер составляет не более 0,70.При этом перфорированная пластинавыполнена с ребрами, расположеннымис ее наружной поверхности между фильерами.На чертеже схематически представлено устройство, общий вид,Устройство включает фильерныйпитатель 1 с токоподводами 2 на торцах (на чертеже показан один токопровод) с фильерной пластиной 3 в дне,фильерами 4. Параллельно фильернойпластине установлена охлаждаемаяпластина 5, которая выполнена перфо1077856 Варианты предлагаемого устройства Характеристикиустройства 4 Внутренний диаметр 62 Фильерыдля известногоустройства и всехвариантов изобретения 1,0 1,5 1,9 1,5 Диаметр 4 отверстия перфорированной пластины 1,6 5,8 3,1 5,0 2,7 2,3 2,5 Расстояние Ъ между наружной поверхностью перфорированной пластины и срезом фильеры 2,1 0,6/1,15 0,5 0,2 2,15 2,0 1,3 0;2 0,8 0,43 0,06 Производительность (съем) с одной фильеры, г, в известном устройстве 350 700 100 350 Съем с однойфильеры поизобретению 110 700 480 390 рированной. Между фильерной пластиной и охлаждаемой пластиной расположен слой теплоизоляции 6. К охлаждаемой пластине присоединен трубопровод 7 с охлаждающим агентом. Охлаждаемая пластина 5 может .быть выполнена иэ недефицитных дешевых материалов (меди, дюралюминия, нержавеющей стали), так как она охлаждается до температуры не более 500 С. Как вариант выполнения, к наружной поверхности пластины 5 приварены ребра 8, которые расположены между фильерами.Охлаждаемая пластина устанавливается так, что отношение расстояния Ъ,между наружной поверхностью ее и срезом фильеры к наружному диаметру 3 фильеры составляет не более 0,7.Данное соотношение определено экспериментальным путем. Если указанное соотношение больше 0,7, то уменьшается слой .теплоизоляции или возникает необходимость увеличить длину фильеры; в верхней части луковицы образуется большая застойная Наружный диаметр3 фильеры 1,4 зона воздуха, снижается интенсивностьтеплообмена. Все это отрицательносказывается на эффективность действия устройства.Отверстия в охлаждаемой пластинерасположены концентрично с отверстиями фильер, причем отношение диаметра каждого отверстия 3 к наружному диаметру с фильеры находится впределах 1,15 - 2,0. Указанное соотношение установлено экспериментально. Если с 3 М менее 1,15, то возможентепловой и электрический контактгорячей фильеры с холодной пластиной,нарушается процесс Формования волок на; если дд более 2,0, то снижается эффективность экранирования подфильерной зоны от теплового излучения. 20 В таблице представлены варианты, выполнения конструкций утройстьва сразличным соотношением в - ии03характеристики их в сравйении с известным уетройством.1077856 Составитель Н.ИльиныхРедактор М.Циткина Техред О.НецеКорректор А,Тяско Заказ 855/14 Тираж 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб.,д.4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Иэ таблицы видно, что при одинаковых внутренних диаметрах фильер устройства в сравнении с известным наилучшие результаты получены в вариантах 1-3, в которых соотношенияи соответствуют оптимальным 5а ивеличинам, указанным в формуле изобретения.Указанные конструкции устройств имеют в сравнении с известным устройством увеличенный съем стекломассы 10 с одной фильеры: 110 г вместо 100 (вариант 1), 480 вместо 350 (вариант 2), 390 вместо 350 (вариант 3). Устройство по варианту 4 не дает положительных результатов: наблюдается увеличение теплового потока от фильерной пластины, съем остался идентичным с известном устройством - 700 г.Устройство работает следующим образом.20Загружаемые в питатель стеклошарики 9 плавятся за счет нагрева их до требуемой температуры, создаваемой в питателе 1, к которому подведен электрическиЙ ток через токопрово ды 2.Вытягиваемые из фильер 4 потоки стекломассы образуют у среза фильер луковицы 10. Охлаждение луковиц для дальнейшего формования из них волокон происходит от охлаждаемой пластины 5. На слое изоляции 6 создается градиент температур, благодаря чему уменьшается тепловой поток отфильерной пластины к охлаждаемой. Технико-экономический эффект от использования изобретения в сравнении с известным устройством выражается в экономии электроэнергии (ориентировочно на 7) за счет резкого уменьшения потери тепла от фильерной пластины; увеличении съема стекломассы с одной фильеры на 10 40, что повышает производительность устройства. Кроме того, снижается капельная обрывность волокон.Эконо-. мия драгметаллов достигается за счет возможности уменьшения толщины фиЛьерной пластины, имеющей более. высокую температуру, а также за счет того, что продукты возгонки драгоценных металлов в основном конденсируется на холодной поверхности охлаждаемой пластины, позволяя уменьшить их безвозвратные потери, кроме того, имеется возможность уплотнения фильерного поля и уменьшения его габаритов. Уплотнение фильерного поля обеспечивается снижением температуры воздуха на уровне среза фильер, что уменьшает склонность их к смачиванию стекломассой. Повышается производительность труда оператора, так как улучшаются условия его работы в результате снижения излучения от фильерной пластины.