Камера сгорания для получения штапельного супер-, ультраи микротонкого волокна из неорганических расплавов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22 Заявлено 25.03.81 (21 3286698/29-33с присоединением заявки Нов РЦМК з С 03 В 37/06 Государственный комитет СССР но делам . изобретений н открытийДата опублиновавия описания 150283 ЪуиЦаханидк,ков;и;.М. Н.ЛебервМВ",:.:;:,(72) Авторы изобретения Р. Н. Кибардин, В. В. Улыбышев, Н. Г И. И. Рувинов, В. И. Зайцев, Н. Т. Р(54) КАМЕРА СГОРАНИЯ.ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШТАПЕЛЬНОГО СУПЕР, УЛЬТРА- И ИИКРОТОНКОГО ВОЛОКНА ИЗ НЕОРГАНИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВИзобретение относится к производству стекловолокна, в частности к конструкции камеры сгорания для получения штапельного супер,- ультра- и микротонкого волокна иэ неоргани-. ческих расплавов, например стекла, и может быть использовано на заводах по производству стеклянных волокон.Известна двухсекционная камера сгорания для получения штапельного микротонкого волокна из неорганических расплавов, состоящая иэ двух установленных с возможностью регулирования секций, имеющих сопла, причем передняя стенка. сопла одной из секций имеет профильные направляющие, образующие с передней стенкой сопла второй секции волокноводы 1.Однако эта конструкция камеры не : обеспечивает получение высокого качества штапельного супер, - ультра- и микротонкого волокна вследствие возникновения значительных колебаний свободных концов элементарных нитей на участке от среза нижней части передних стенок сопел до угла встречи двух газовых потоков. Колебания свободных концов элементарных нитейсовместно с газовыми потоками и их частичное слипание вызваны действием симметричных эжекционных воздув- ных потоков в зоне формования,Наиболее близким к предлагаемойпо технической сущности и достигаемо"му результату является камера сгорания для получения штапельного супер,- ультра- и микротонкого волокна изнеорганических расплавов, преимущест-венно стекла, включающая корпус и водоохлаждаемые сопла, выполненные ввиде верхних жестко закрепленных инижних подвижных частей, а выходйаяповерхность верхней части сопла вы-:полнена. криволинейной 2.15Однако данная конструкция Камерыне обеспечивает получение штапельноговолокна высокого качества со срединм.диаметром не более 0,25 мкм на,одномн том же технологическом оборудова-нии, так как с уменьшением диаметраэлементарных нитей существенно уве-:личивается их гибкость в газовом по-токе, что при значительной длине их 25 в газовом потоке ведет к слипаниюнитей и увеличивает образование иево.локнистых включений. Это ведет кухудшению качества волокна и снижению стабильности технологического З 0 процесса.Целью изобретения является улучшение качества вырабатываемой продукции,Поставленная цель достигается тем,что в камере сгорания для полученияштапельного супер, - ультра- и микро,тонкого волокна иэ неорганическихрасплавов, преимущественно стекла,включающей корпус и водоохлаждаемыесопла, выполненные в виде верхнихжестко закрепленных и нижних подвижных частей, а выходная поверхностьверхней части сопла выполнена криволинейной, выходная поверхность нижней части сопла выполнена с прямолинейным участком равным 0,1-2,5 ширины щели сопла и наклоненным подуглом 5-85 О к вертикали.С целью повышения срока службыогнеупорной футеровки стенки корпусавыполнены наклонными под углом2-10 О к вертикали.Камера сгорания снабжена распределительным роликом, установленнымна ее крышке, выполненным с рядамипрофилированных канавок.На фиг. 1 показана предлагаемаякамера сгорания, разрез, на фиг. 2сопло, вид сбоку; на фиг. 3 - распределительный ролик,Устройство для получения волокна включает стеклоплавильный сосуд 1,из которого вытягиваются элементарные нити 2, распределительный ролик 3на котором происходит распределение(разделение) элементарных нитей вряды, тянущие валики 4, Камера сгорания содержит крышку 5 с выходнымпатрубком 6 для подачи газовоздушнойсмеси, футеровку 7, два выходныхфланца 8, сопло 9. (камера может содержать два сопла), направляющуюпластину 10, ролик 11, продольныестенки 12, наклоненные к вертикалипод углом ) (2-10 О). Устройстводля получения волокна также содержиткамеру волокноосаждения 13, приемный конвейер 14 с движущейся сеткой15, камеру отсоса 16, барабан 17,На фиг, 2 показано сопло 9, котороесостоит из двух. частей, верхней части 18, жестко прикрепленной к выходному фланцу 8 камеры сгорания, инижней части 19, выполненной подвижной для регулирования ширины сопловой щели 20 для выхода потока энергоносителя,Угол с( между передней стенкой 21верхней части 18 сопла ивертикалью,проходящей через точку встречи 22передней стенки и криволинейной поверхности 23 выходной верхней частьюсопла, находится в пределах 5-85 О;под углом подаются элементарные нитив газовый поток.Угол (, образованный выходнойаоверхностью 24 нижней части 19 соп 10 5 20 25 30 Р 35 40 45 50 55 60 ла и вертикалью, служит для направления выхода газового потока и длялучшего наблюдения процесса раздува.На фиг. 3 показан распределительный ролик 3, содержащий два и более рядов канавок разных по высоте для разделенйя рядов элементарных нитей 2. Элементарные нити 2 распределяются на разных уровнях А, В, С.Устройство работает следующим образом.Стеклоплавильный сосуд 1 с электрическим или газопламенным нагревом загружается стеклошариками, базальтом и др. Полученный расплав вытекает из фильер, образуя элементарные нити 2, которые распределяются на распределительном ролике 3. С помощью тянущих валиков 4 элементарные нити 2 подаются в газовый поток, выходящий из камеры сгорания через сопло 9. В газовом потоке элементарные нити раздуваются в волокна 25 со средним диаметром от 3 до 0,25 мкм.Создание сопла с углами о( и 3 в пределах 5-85 позволяет получать волокно и иэделия на его основе высокого качества, стабилизировать технологический процесс.При о с 5 имеет место образование большого. количества неволокнистых включений, чтоухудшает качество конечного продукта, при Ы ) 85 происходит нарушение процесса волокнообразования, что также ухудг,ает качество волокна. При )Ь ) 05 наблюдается налипание размягченных волокон на выходную поверхность нижней части сопла, что приводит к образованию неволокнистых включений ("слипышей") и ухудшению качества конечного продукта.При ) ( 5 имеет место значительное снижение скорости газового потока, что нарушает процесс волокнообраэования в зоне формования тонких. волокон. Полученное волокно проходит через камеру волокноосаждения 13 и оседает на движущейся сетке 15 приемного конвейера 14. Продукты сгорания выбрасываются через камеру отсоса 16 в атмосферу. Слой волокна, образующийся на сетке конвейера, наматывается на барабан 17. Такое выполнение сопловой части камеры сгорания позволяет уменьшить величину погружения элементарных нитей в газовом потоке (в 1,5-2 раза), что способствует повышению упругости элементарных нитей (особенно тонких), повышает стабильность технологического процесса, при этом значительно улучшается качество выпускаемой продукции за счет снижения в ней неволокнистых включений,Соотношения выходной поверхностинижней части сопла к ширине щели сопла выбраны, исходя из условий обеспечения стабильного технологического процесса и улучшения качествавырабатываемой продукции.При соотношении менее 0,1 существенно снижается кинетическая энергиясвободной струи газового потока навыходе из сопла за счет эжекционныхвоздушных потоков, что ведет к уменьшению ядра газового потока.При соотношении более 2,5 наблюдается налипание размягченных свободных концов элементарных нитей в газовом потоке на выходной поверхности нижней части сопла.Угол наклона стенки корпуса камеры сгорания выбран, исходя из условий оптимальной эксплуатации огнеупорной футеровки, что ведет к стабилизации технологического процессавыработок волокна,При угле наклона стенки корпусаменее 2 ф имеет место разрушение футеровки вследствие выпадания отдельныхее частей, что приводит к забиваниющели сопла,При углах более 10 имеет местонеоправданное увеличение размеровтопочного пространства и габаритовкамеры сгорания,Формула изобретения 1. Камера сгорания для полученияштапельного супер,- ультра- и микротонкого волокна иэ неорганическихрасплавов, преимущественно стекла,включающая корпус и водоохлаждаемыесопла, выполненные в виде верхнихжестко закрепленных и нижних подвижных частей, а выходная поверхностьверхней части сопла выполнена криволинейной, о т л н ч а ю щ а я с ятем, что, с целью улучшения качества вырабатываемой продукции, выход 10 ная поверхность нижней части соплавыполнена с прямолинейным участкомравным 0,1-2,5 ширины щели сопла инаклоненным под углом 5-85 к вертикали,15 2, Камера сгорания по п, 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения срока службы огнеупорной футеровки,стенки корпусаовыполнены наклонными под углом 2-1020 к вертикали,3. Камера сгорания по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что онаснабжена распределительным роликом,установленным на ее крышке, выполненным с рядами профилированных канавок,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 30 1, Авторское свидетельство СССР Р 282623, кл, С 03 В 37/06, 1967. 2, Авторское свидетельство СССР 4 Ф 528270, кл, С 03 В 37/06, 1974.996350ВеюавЕ ЮЕЕеаее филиал ППП "Патентф, г,Ужгород,ул.Проектн ВНИИПИ ЗаказТираж 484 Подп 8/32 сное