Волокнообразующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 191 (1 59 4 С 03 В 37/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ В ВТОРСНОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Харьковский авиационный институт им, Н.Е. Жуковского(56) Авторское свидетельство СССРВ 948908, кл. С 03 В 37/06, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1299989, кл. С 03 В 37/06, 1987.Авторское свидетельство СССРУ 1161489, кл. С 03 В 37/06, 1983(57) Изобретение относится к минераловатному производству, в частностик устройствам для получения штапельных супертонких волокон способом горизонтального раздува упругой средойструи расплава, и моает быть использовано в теплоизоляционной промьпппенности при производстве волокнистыхогнеупорных материалов, Изобретениенаправлено на улучшение качества готовой продукции. Волокнообразувщееустройство содержит корпус 1 с пе3 1 11249 редней 2 и задней 3 крышками, расположенное в передней крышке приемное сопло 4, концентрично которому размещено рабочее сопло 5, выходное сечение которого лежит в одной плоскости с входным сечением камеры 6 распыпения, Камера распыления выпол нева с радиально расположенными на рабочей поверхности камеры профиля ьв, выполненными с заостренной передней и закругленной задней кромками, установленными в плоскостях симметр, и.;дящиии между продольнымиэф 1 ами камеры волокнообразования. и гофрах же размещены сопла 8 с веете;оо 1:разным телом 9, которое вы:п. но подвижным и фиксируется в заданном положении с помощьюпазов 11 и стопорного кольца 12. Крыппси 2 и 3 образуют канал 13 подвода энергоносителя к соплу 5, к соплу 8 энергоноситель поступает по каналам 14, выполненным в крышке 3, к которой стыкуется эжектор 15. 2 ил.30 Изобретение относится к минераловатному производству, в частности кустройствам для получения штапельныхсупертонких волокон способом горизонтального раздува упругой средой струирасплава, и может быть использовано 25в теплоиэопяционной промьпппенностипри производстве волокнистых огнеупорных материалов.Цель изобретения - улучшение качества готовой продукции.На фиг, 1 представлено устройство,продольный разрез; на фиг. 2 - вид Ана фиг. 1,Волокнообразующее устройство содержит корпус 1 с передней 2 и задней 353 крьппками, расположенное в переднейкрышке приемное сопло 4, концентрично которому размещено рабочее сопло5, выходное сечение которого лежитв одной плоскости с входным сечениемкамеры 6 распыпения, содержащей профили 7, Сопла 8 с веретенообразнымтелом 9 размещены в гофрах камеры 10волокнообразования, причем веретенообразное тело 9 фиксируется в задан д 5ном положении с помощью пазов 11 истопорного кольца 12, при этом крьппки2 и 3 образуют канал 13 подвода энергоносителя к соплу 5, а к соплу 8энергоноситель поступает по каналам14, вьв 1 опненным в крьппке 3, к которойстыкуется эжектор 15.Волокнообразующее устройство работает следующим образом.Энергоноситель (пар, сжатый воздух) под высоким давлением подают вустройство, где через канал 13 онпоступает к соплу 5, а через ка налы -14 - к соплу 8. Пройдя проточную часть часть сопл, энергоноситель ускоряется и с большой скоростью входит в проточную часть устройства. Поток энергоносителя создает значительный эжекционный эффект в зоне приемного сопла 4При обтекаюи потоком энергоносителя профилей 7 создаются локальные зоны разрежения за их закруглен. ными кромками. Энергоноситель, проходя сопла 8, воздействует на веретенообразные тела 9 и заставляет их вибрировать, т.е. сопротивление этих тел потоку вызывает частичный пере-, ход кинетической энергии движущегося энергоносителя в энергию излучаемых вер тенообраэными теламн звуковых волн. Тем самым в зоне эжектора создается область действия мощных акус" тических колебаний частота и мощность которых регупируется положением тела 9 относительно сопла 8. Через несколько минут устройство готово к работе, после чего вопокнообразующее устройство подводят перпендикулярно к вертикально истекающей струе расплава, причем подводят так, что струя расплава входит в зону действия эжекционного эффекта т,е. к входному течению сопла 4 со стороны крьппки 2. Под действием эжекционных сил струя расплава разворачивается и через сопло 4 поступает в область действия сопла 5, где под действием потока энергоносителя струя расплава разрушается на капли, которые уносятся аэродинамическим потоком вдоль проточной части устройства,Когда расплав в виде капель, кото рые начали частично деформироватьсяр проходит через сечение, где располо35 Выполнение системы образования локальных эон разрежения в виде радиально расположенных на рабочей поверхности камеры распыпения профилей, выполненных с заостренной передней и закругленной задней кромками и ориентированных к потоку энергоносителя при нулевом угле атаки, позволяет жены профили 7, происходит следующее Капли, проходящие вблизи зон разрежения, резко изменяют свою траекторию в сторону к рабочей поверхности каме 5 ры распыпения, в результате чего происходит равномерное распределение капель расплава в поперечном сечении камеры распыпа. В камере волокнообразования завершается первая стадия вытяжки штапельных волокон из капель расплава, а в зоне действия генератора звуковых волн завершается формирование супертонких штапельных волокон. 15Расположение в камере распыпа системы образования локальных зон разрежения позволяет кроме больших капель расплава, которые в силу своей инерционности и подьемной силы 20 поступают на периферию потока энергоносителя в проточной части устройства,увести и малые, более легкие капли расплава в активную зону энергоносителя из осевой зоны. Это позволяет 25 значительно снизить эффект коагуляции в камере распыпения и уменьшить процент неволокнистых включений в получаемом волокнистом материале.Снабжение камеры волокнообразова- щ ния генератором звуковых волн обеспечивает увеличение периода формирования штапельных волокон и получение волокна с диаметром, меньшим 1 мкм. Причем расположение генератора является наиболее целесообразным с точки зрения поставленных перед ним задач. Расположение его, например, в начальной зоне проточной части устройства приводит к тому, что основная часть 40 энергии акустических колебаний используется на дробление струи расплава, причем дробление в этом случае осуществляется на капли мелких фракций. Получение волокон из капель рас плава мелких фракций требует значи-, тельных энергозатрат, но и тогда волокнистый материал обладает низким качеством из-эа его невысокой монтажной прочности. 50 создать локальные зоны разрежения при минимальных потерях кинетической энергии потока энергоносителя. Заостренная передняя кромка профиля приводит к появлению на ней слабой ударной волны, что обеспечивает наименьшее сопротивление данного профиля в потоке.При стационарной эксплуатации устройства скорость энергоносителя непосредственно на входе в систему образования локальных зон разрежения, мало отличается по величине и направлению от потока энергоносителя, сформированного соплом 5, а образующиеся ударные волны обладают малой интенсивностью. При срыве потока с профилей в области закругленных кромок образуются зоны разрежения. Расположенные равномерно по сечению, они способствуют проникновению капель расплава с осевой эоны, где давление вьппе, на периферию к зонам разрежения. Влияние этих зон распространяется в основном на мелкие капли.При получении волокнистого материала способом горизонтального раздува струи расплава формование волокон происходит в активной зоне кольцевого потока, т.е. на периферии. Но сюда поступают в основном крупные капли, а мелкие только в незначительном количестве. Основная часть мелких капель поступает в камеру осаждения в осевой зоне потока энергоносителя в виде неволокнистых включений - корольков. Визуально в осевой зоне потока наблюдается след из неволокнистых включений (при опытных испытаниях предлагаемого устройства такой след отсутствует). Кроме того интенсивная подача продуктов распыления в активную зону потока энергоносителя позволяет эффективно перерабатывать струю с увеличенным расходом расплава.Выполнение генератора звуковых волн в виде размещенных в продольных гофрах камеры волокнообразования осесимметричных сопл Лаваля с центральным веретенообразным телом, которое выполнено подвижным вдоль оси сопла и фиксируется в заданном положении с помощью стопорного кольца, позволяет без дополнительных потерь энергии энергоносителя на сопротивление сообщить дополнительный импульс общему потоку энергоносителя и создать полеакустических колебаний для завершения формовапия супертоиких штапельных волокон, причем частота и мощность поля определяется пополнением веретенооб 5 разного тела относительно сопла. Это способствует получению волокнистого материала с улучшенньв качеством при иптенсифицированном процессе переработки расплава в супертонкие волокна, Сообщение дополнительного импульса суммарному потоку энергоносителя происходит непосредственно в самой потоке, что значительно улучшает эекционные свойства устройства, К 15 тому ае действие генератора распространяется мгновенно на всю активную зону потока энергоносителя.Располоаенйе профилей в проточной части устройства в плоскостях сиечет О рии, проходящих мезду гофрами, позволяет вьравнять профиль скорости общего потока энергоносителя в поперечном сечении проточной части устройства и обеспечить интенсивное смещение 25 продуктов распылив с активным потоком энергоносителя, а в сочетании с эаектором устройство формирует компактный поток на промеаутке от вЫходного сечения устройства до входного сф чения камеры осаздения, что обеспечивает максимальное использование энергии энергоносителя при формованни волоконТаким образом, совокупность укаэанных признаков позволяет обеспечить более равномерное распределение частиц расплава в проточной части уст ройства, интенсивное смешение продуктов распыпеция с активным потоком энергоносителя, увеличить эжекционныеФ.войства устройства и увеличить период фор мова ния волокон.Формула изобретенияВолокнообразуюцее устройство, включающее корпус, переднюю и заднюю крышки, приемное сопло, камеры распыпения, камеру волокнообразования, рабочая поверхность которой выпапнена в форме обращенного больпим основанием в сторону камеры распыпения усеченного конуса с направленными к выходному отверстию продольными гофрами, рабочее сопло и эиектор, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества готовой продукции,.камера распыления выполнена с радиально располохенньки на ее рабочей поверхности профилями с заостренной передней и закругленной задней кромками, установленными в плоскостях симметрии, проходящих между гофрами, а камера волокнообразовапия выполнена с генератором звуковых волн, выполненньк в виде размещенных в продольных гофрах осесим" метричнык сопл Лаваля с центральным веретенообразным телом, смонтированным с возмоаностью перемещения вдоль оси сопла и снабаенным стопорньак кольцом.1502494 диУА Составитель Н. ИльиныхРедактор И. Дербак Техред Л.Олийнык Корректор С. Черни. Эакаэ 5033/29 Тираж 418 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ю, Раущская наб., д. 4/5 Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101