Устройство для получения штапельных волокон

(71) Харьковский авиационный инсим,Н.Е,Жуковского и Украинский насследовательский институт огнеупоро72) Л.И.Корницкий, А.И,Яковлев, И.Гочев, Л,А.Дергапуцкая и И.В.Еремина(56) 1. Школьников Я.А, и др. Стекляштапельное волокно. М.: Химия, 1969, с2. Там же, с.122.3, Авторское свидетельство СССРМ 1423512, кл. С 03 В 37/06, 1986.4) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ ПОЛУЧ Е Н ИЯЕЛ Ь Н ЫХ ВОЛОКОН7) Сущность изобретения; устройствдержит диспергирующий блок в виде. Изобретение относится к области производства стеклянных волокон, в частности к технологии и оборудованию по получению Штапельных волокон из мультикремнеземиотых расплавов.Целью изобретения является повышение производительности и улучшение качеение поясняется чертежами, показан общий вид устройства ия штапельных волокон; на ндр диспергирующего блока.во для получения штапельных ержит питатель 1. отверстие 2 рмирует плоскую струю 3 распающую на наружные поверхрасположенных параллельно полых цилиндров из жаропрочного материала и металла с высокой теплопроводностью с системой охлаждения. На внешней поверхности цилиндров выполнены размещенные в шахматном порядке лунки. Диспергирующий блок выполнен с приводом вращения. Уст.- ройство также содержит валки, которые выполнены в виде центробежных тепловых труб, систему формирования газового потока, систему охлаждения и систему подачи энергоносителя. Система формирования газового потока выполнена в виде расположенных параллельно валкам паке-, тов плоских диффузоров, которые состыкованы с системой подачи энергоносителя и ориентированы друг к другу под углом 180 С,2 ил. ности цилиндров 4 и 5, изготовленные из жаропрочного материала 6, в которых выполнены лунки 7, патрубок 8 подвода хладагента на внутренние поверхности 9 цилиндров, изготовленные из металла 10 с высокой теплопроводностью, приводы вращения 11, 12, 13 и 14, валки 15 и 16, с рабочими поверхностями 17 и 18 которых состыкованы скребки 19 и 20, расположен ные в нижней части валков. а над валками, не соприкасаясь с их рабочими поверхностями; расположены пакеты 21 и 22 плоских диффуэоров 23, состыкованные с камерами 24 и 25 ввода энергоносителя.Устройство работает следующим образом, 1838258Вводят в действие систему охлаждения внутренних поверхностей 9 цилиндров 4 и 5. Включают приводы 11 и 12. Нагревают рабочие поверхности цилиндров 4 и 5 и рабочие поверхности 17 и 18 валков 15 и 16 до заданных температур. Затем включают приводы 13 и 14 и подают энергоноситель в камеры 24 и 25, В качестве энергоносителя могут быть использованы высокоскоростные потоки перегретого пара, сжатого воздуха или газообразные продукты сгорания, в которых ПАВ находятся в зольных частицах. Через несколько минут устройство готово к эксплуатации.Иэ плавильного агрегата подают расплав в питатель 1, Из питателя 1 через отверстие 2 в аиде плоской струи 3 расплав поступает на вращающиеся в противоположных направлениях цилиндры 4 и.5, Цилиндры 4 и 5 расположены близко друг от друга так, что сила поверхностного натяжения не позволяет расплаву проникать ниже осей вращения цилиндров. В этом случае на наружных поверхностях цилиндров 4 и 5 образуется лужица расплава, из которой с помощью лунок, выполненных в жэропрочном материале 6, расплав в виде частичек поступает на рабочие поверхности 17 и 18 валков 15 и 16. Из поверхностей 17 и 18 частички расплава, которые уже имеют вид продуктов первичной вытяжки, под действием центробежных сил поступает в поле действия высокоскоростного потокаЪнергоносителя, где и завершается формовэнве штапельных волокон, При этпм пакеты 21 и 22 плоских диффузоров 23 формируют плоские потоки, которые направлены под углом 180 друг к другу, что позволяет более технологично организовать производство получения огнеупорного материала по сравнению с известным устройством, где разброс волокон происходит на 360. Для получения в этом случае рулонных материалов нужны значительные материальные и энергозатраты.Комбинирование центробежного диспергирования расплава с последующим введением его в высокоскоростной поток позволяет достигнуть высокой производительности процесса переработки расплава в волокно, э при задэнноьдозировании расплава на частички и оптимально подобранном режиме формования волокон получать волокнистый огнеупорный материал улучшенного качества.Процесс дозирования при диспергировэнии обеспечивается с помощью лунок, выполненных на наружной поверхности цилиндров. Имея одинаковую геометрию лунок, цилиндры, проворачиваясь под удерживаемой ими лужицей расплава, выхватывают из последней одинаковые по объему частички расплава и под действием центробежной силы отбрасывают на рабо чие поверхности валков, При согласованииравенства расходов поступающего расплава в виде струи и расхода расплава, увлекаемого из лужицы с помощью лунок цилиндрами, достигается стационарный 10 процесс формования волокон. Таким образом, при увеличенной производительности в предлагаемом решении достигается единый режим формования для всей волокон, т,е; из всех частичек, поступающих на валки, 15 волокна формуются при одном и том жетемпературном режиме и при заданной скорости деформаций.Из экспериментальных исследованийвидно, что оптимальное формование воло кон в потоке энергоносителя происходитпри вязкости расплава, равной около 1000 П, но частички расплава, входящего в поток, должны быть не в форме капель или сфер, а в виде "гантелек" или сферы, плавно пере- .25 ходящей в цилиндр, причем длина цилиндрадолжна быть больше диаметра сферы, Последняя форма обеспечивается подачей частичек расплава из лужицы центробежным способом на валки. Стабильность поставок ЗО частичек такой формы в высокоскоростнойпоток обеспечивается температурой расплава в лужице, которая равна 1,15- 1,20 температуры плавления расплава, При снижении этой температуры снижается качест во получаемого материала. Волокнаформуются с диаметром более 6 х 10 мм, а ковер на выходе из камеры осаждения не обладает необходимой монтажной прочностью. Увеличение температуры расплава в .40. лужице приводит к получению тонких, нокоротких волокон, что также ведет к снижению качества получаемого материала, Добиться нужного качества в этом случае можно при интенсификации охлаждения ци линдров и рабочей поверхности валков, чтопотребует значительных дополнительныхэнергозатрат.Выполнение валков в виде центробежных тепловых труб позволяет обеспечить 50 стационарно одну (заданную) температурурабочей поверхности, где начинается процесс формования волокон.Выполнение диспергирующего блокав виде двух расположенных параллельно 55 полых цилиндров, снабженных системойохлаждения и изготовленных из жаропрочного материала и металла с высокой теплопровбдностью, причем на наружной поверхности цилиндров выполнены лунки, размещенные в шахматном порядке, позво 1838258ляет с высокой эффективностью обеспечить Диаметр цилиндров диспергирующегодиспергирование струи расплава с увели- блока 300 мм. Длина цилиндров диспергиченным. расходом на частички одинакового рующего блока 100 мм. Диаметр валков 500объема и организованную подачу их на ра-, мм. Длина валков 200 мм.бочие поверхности валков, 5 Рабочая поверхность валков выполняГеометрия лунок определяется. из усло- лась из медного листа толщиной 1,2 мм. Ввия оптимального процесса подачи части- качестве энергоносителя использовался печек расплава на валки, а это зависит от регретый водяной пар, который подавали накоэффициента поверхностного натяжения пакеты диффузоров под давлением 8 атм,расплава, условия смачиваемости, частоты 10 Соотношение расходов расплава и певращения цилиндров и т.д. Размещение лу- регретого парэ поддерживалось во времянок в шахматном порядке на цилиндрах эксперимента 1:3. Средняя посечениюскообеспечивает рациональный разброс части- рость энергоносителя на выходе с диффуэочек расйлава нэ рабочую поверхность вал- ров 784 м/с. Отверстие, формирующееков, исключая процесс коагуляции частиц 15 струю расплава на выходе из питэтеля, вырасплава. полнено в виде прямоугольника со сторонаРазмещение лунок в коридорном по- ми соответственно 6 и 15 мм,рядке ведет к снижению производительно- Температура расплава, поступающегости, т,е. количество расплава, поступающее на диспергирующий блок, 2150-2170 С.в виде струи на диспергирующий блок, не 20 Расход расплава в струе на выходе избудет соответствовать количеству расплава, питателя 660-670 кг/ч.увлекаемого цилиндрами. Это приведет к Полученный таким образом огйеупорнрушению стабильности работы, а затем к ный материал волокнистой структуры соостановке устройства или к уменьшению держал волокна длиной 160 - 180 мм ирасхода расплава в струе. Увеличение же 25 диаметром 1-1,2 мкм. Общие неволокничэстоты вращения цилиндров и валков при- стые включения в ковре, получаемом на выведет к росту амплитуды колебаний их раба-, ходе из камеры осаждения, не и ревышаличих.поверхностей, что негативно скажется 0,5на процессе получения волокон, а значит и Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яна качестве получаемого материала, 30 Устройства для получения штэпельйыхВыполнение системы формирования волокон, содержащее диспергирующийвысокоскоростного потока в виде пакетов блок.с приводом вращения, системуформиплоских диффузоров, ориентированных ровэния газового потока, систему охлаждедруг к другу подуглом 180 О, позволяет обес- ния и систему подэчи энергоносителя, о т-печить необходимую степень турбулентно л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышести при формовании штапельных волокон и ния производительности и улучшения качеорганизовать подачу волокнистого матери- ства, оно снабжено валками, которыйала в камеры осаждения, причем это в дан- выполнены в виде центробежных тепловыхНою техническом реШении осуществляется труб, а диспергирующий блок выполнен вболее технологично по сравнению с извест виде двух расположенных параллельно поным. лых цилиндров из жэропрочного материалаП р и м е р. Получение штапельных во- и металла с высокой теплопроводностью слокон из алюмосиликатного расплава. системой охлаждения, при этом на внешнейХимический состав расплава, . А 120 з поверхности цилиндров выполнены рэзме 50; В 02 50, . 45 щенные в шахматном порядке лунки, а сисПоверхности цилиндров изготовленытема формирования газового потокаиэ силицированного графита. Лунки выпол- выполнена в виде расположенных пэралнены в виде конусов с высотой 3 мм и диэ- лельно валкам пакетов плоских диффузометромоснованияЗмм, В качестве металла ров, которые состыкованы с системойс высокой теплопроводностью использова подачи энергоносителя и ориентированылась медь типа М 2, друг к другу под углом 180 О.1838258Дг,гСоставитель Н. Ильиных едактор А. Ходакова Техред М.Моргентал Корректор Мь аз 2898 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушскй наб 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,