Способ формования штапельных волокон

СОЮЗ СОВЕТСК СОЦИАЛИСТИЧЕС еспуБлик 39) ( 1 179 03 В 37/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИ ПАТЕНТ РМОВАНИЯ ние: в изготовлы, Сущность ит расплав. Фороторую затемлокно. Одновреи расплава черееский ток и воздмся магнитнымлом оборотов ви, 1 ил. лм Изобретение относится к изготовлению дить из стеклорасплавов тонкйе минераль- , д волокон из стекломассы, а именно к спосо- ные штапельные волокна диаметром-17 бам формования тпнких и супертонких шта- мкм,пельных волокон. Изобретение может быть Недостатком способа является высокий Г О использовано на предприятиях промыш- процент неволокнистых включений в шта- С ленности строительных материалов, в хими- пельном волокне. Этот недостаток обуслов-. (Л ческой промышленности и в других лен сравнительно малой поверхностью СЛ. отраслях, производящих штапельное волок- . контакта энергоносителя с раздуваемымс 0 но. расплавом и громадным градиентом теМпеИзвестен способ формования тонкихратуры взоневолоконообразования, Кроме штапельных волокон путем раздувания вер-того, в процессе раздува волокон этим спо-, САЭ тикальной струи расплава высокоскорост- сабом и расплав и энергоноситель переменым потоком воздуха или пара. Способ щают в одном направлении. Поэтому вертикального раздува волокон включает вытягивание волокон осуществляется за приготовление расплава, формование струй счет разности скоростей струи расплава и с помощью фильерного питателя под дейст- энергоносителя, который отрывает от струи вием силы земного тяготения и раэдува отдельные капли, вытягивая из них волокна.струй расплава высокоскоростным энерго- Из известньх способов формования носителем. Этот способ позволяет произво- штапельных волокон наиболее близким по 1(71) Научно-исследовательская лабораториябазальтовых волокон Института проблемматериаловедения АН УССР, (73) Научно-исследовательская лабораториябазальтовых волокон Института проблем, материаловедения АН УССР(56) Тобольский Г,Ф. Минеральная вата иизделия из нее. Челябинск, Южно-Уральское книжное изд-во, 1968, с.237,Патент США М 2785791, кл, С 03 В37/04, опублик. 1972.(54) СПОСОБ НЫХ ВОЛОКОН (57) Использова из стекломасс приготавливаю плава струю, к . штапельное во мованием стру скают электрич нее вращающи растающим чис движения стру ШТАПЕЛЬНИИ ВОЛОКОН зоб ретения: муют из расраздувают в менно с фора нее пропуействуют на полем с воз-. аправлениитехнической сущности и достигаемому эффекту являетсяспособ получения волокон, Способ включает следующие операции; приготовление расплава, формование струи с помощью фильерного питателя под действием силы земного тяготения, выдавливание расплава центробежной силой через фильеры вращающейся чаши и раздув энергоносителем струй термонластического материала.Преимущество этого способаформова.ния штапельных волокон перед способом ВРВ заклЮчается в том что осуществляют двухстадийное формование струй расплава, обеспечивающее получение. более тонких струек расплава, которые в процессе раэдува имеют большую поверхность контакта с потоком.Цель изобретения - улучшение качества волокон при одновременном снижении металлоемкости и увеличении срока непрерывной обработки,На чертеже представлена установка для формования штапельных волокон,Для приготовления расплава из горных пород осуществляют загрузку в печь, раскаленную до 1400 С, кускового материала. В печи под действием высокой температуры кусковой материал сплавляется. Затем расплав выдерживают при этой температуре заданное время для обеспечения его однородности и передают в фидер печи на выработку. В фидере печи расплава подогревают до заданной температуры. Формование струи расплава производят с помощью фильерного питателя за счет действия силы земного тяготения, которая заставляет расплав истекать из фильеры струй, Для обеспечения протекания электрического тока через истекающую струю расплава питатель снабжен токоподводом, Второй токоподводразмещен ниже питателя таким образом; чтобы на него падала струя расплава. Токо- подводы включают в цепь, вследствие чего вдоль оси струи проходит электрический ток, обеспечивающий возможность воздействия на струю магнитным полем и позволяющий дополнительно нагревать струю расплава до заданной температуры. При прохождении электрического тока через расплав на последний воздействуют магнитные полем, создающим вращательный момент вдоль оси струи,Воздействие на струю расплава магнитным полем осуществляют путем пропускания струи расплава через магнитно-индуктирующее устройство, создающее вращающееся магнитное поле с возрастающим числом оборотов в направлении движения струи,Раздув образуемой в результате осевого вращения конусоидальной пленки осуществляют эа счет воздействия на пленку высокоскоростного потока энергоносителя.При этом положении пленка стабилизируется относительно потока энергоносителя центробежной силой, величина которой может регулироваться числом оборотов струи, Вследствие этого усилие вытяжки волокон10при раздуве расплава оказывается достаточным для получения супертонких и дажеультратонких волокон.Способ формования штапельных волокон представляется возможным осуществ лять на установке.Установка содержит печь 1, фидер 2 печй, питатель 3, снабженный фильерами 4 итокоподводами 5, токоподводами струи 6, 7,набор магнитно-индуктирующих устройств 20 8 и дутьевое устройство 9, Печь 1 соединенаканалом с фидером 2 печи и снабжено греющимиэлементами. В поде фидера печи смонтирован питатель 3, по оси фильер 4 смонтированы под питателем токоподводы 25 струи 6, 7, между которыми смонтированомагйитно-индуктирующее устройство 8, к которым примыкает дутьевое устройство 9.Токоподвод 7 выполнен конической формыи по поверхности снабжен токоподводящи ми волосками.Работает установка следующим образом,В печь 1 подают кусковой материал горных пород, В печи кусковой материал сплавляют и производят провар расплаваПриготовленный расплав иэ печи передают в фидер 2 печи,где производят усреднение расплава по химическому составу. Из фидера печи расплав поступает на питатель 3, где 40 под действием силы земного тяготенияфильерами 4 формуется в струи. Для предотвращения остывания струй токоподводы 5 включены в электрическую цепь, вследствие чего питатель 3 обогревают электрическим током, Сформированные струирасплава направляют в конусные отверстия токоподвода 6, проходя которые, попадаютна острие токоподвода 7. Вследствие этого научастке между токоподводами 6 и 7 через50струю расплава проходит электрическийток, обогревая ее. На этом участке струи расплава проходят через отверстия магнитно-индуктирующих устройств 8. Каждое магнитно-индуктирующее устройство 8 создаетвращающееся магнитное поле, Причем вращение магнитного поля осуществляется вдоль оси струи расплава, а число оборотов поля увеличивают в направлении движения струи при переходе от одного к другому участку магнитно-индуктирующего устройства.1790559 Токоподвод 7 своими волосками обеспечивает постоянство контакта с расплавом в зоне выработки, При включении в работу магнитно-индуктирующего устройства магнитное поле вовлекает струю расплава во вращательное движение. Вследствие этого под действием центробежной силы расплав растягивается в радиальном направлении, образуя конусообразную пленку. На эту пленку воздействуют высокоскоростным потоком энергоносителя дутьевого устройства, вследствие чего она раздувается в штапельные волокна. Поскольку на расплав струи действует центробежная сила в радиальном направлении, а поток энергоносителя в осевом, сила вытяжки волокна при тай же скорости энергоносителя оказывается больше, чем при вертикальном способе раздува струи, С другой стороны, поскольку струя расплава получает дополнительныйподогрев, расплав остывает в зоне контакта с энергоносителем меньше, чем в варианте с применением вращающейся чаши. Поэтому качество волокна, получаемого данным способом, оказывается значительно лучше: диаметр волокна уменьшается на 12-18, а Формула изобретения Способ формования штапельных волокон путем пригОтовления расплава, формования из него струи и последующего еераздува в штапельное волокно, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения качества волокна при одновременном снижении процент неволокнистых включений уменьшается в 1.8 разэ, Волоконообразование для расплава базальта осуществлялось при соотношении:5 М /й в . 8-12,где М - вязкость расплава;а - поверхностное натяжение,Для диаметра струи 10 мм предельным10 числом оборотов было 1400 об/мин. Коэффициент скольжения между магнитным по-лем и струей расплава составлял длябазальта 0,5-0,7.При применении данного способа иск 15 лючается потребность в чаше, которая изготавливается иэ качественной стали и веситот 40 до 100 кг в зависимости от требуемойпроизводительности. Практически чаша мо-жет непрерывно работать до 2-3 сут. Затем20 ее надо заменять новой, так как фильерычаши очень быстро изнашиваются, а самачаша выходит из строя за счет на нее высокотемпературного расплава и центробежной силы; Вследствие исключения чаши25 волокна значительно удешевляются. металлоемкости и увеличения срока непре-. рывной выработки, одновременно с формованием струи расплавачерез нее пропускают электрический ток и воздействуют на нее вращающимся магнитным по лем с возрастающим числом оборотов в направлении движения струи.1790559 Составитель Н,ИльныхРедактор Т,Куркова Техред М,Моргентал Корректор укач Заказ 364 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР,113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Произв