Блок воздушного охлаждения фильерной пластины с отверстиями

Оп ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Сотоз СоветскикСоциапистическинРеспублик(51) М. Кл. С 03 В 37/00 Государственный комитет ло делам нэооретеиий и открытий(72) АвторыИностранцыт ни Хироаки Соно, Синзо Исикава и Исао) БЛОК ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ФИЛЬЕРНО ПЛАСТИНО С ОТВЕРСТИЯМИ шного охл труб поде Изобретение относится к промьшленности строительных материалов, вчастности к оборудованию заводов попроизводству стеклянного волокна.Известно устройство для образования стеклянных волокон, включающеефильерную пластину с отверстиями ивоздушное сопло для подачи потока га.за, направляемого вверх к фильернойпластине для охлаждения конусов расплавленного стекла. образующихся вкаждом отверстии, и обеспечивающегостабильность образованных конусов,их разделение 1 11,Наиболее близким техническим реше.нием к изобретению по техническойсущности и достигаемому результатуявляется блок воздушного охлажденияфильерной пластины с отверстиями,включающий сопла, расположенные водин ряд параллельно фильерной пластине, соединенные индивидуально систочником воздуха.Известный блок возду аждения содержит множество ода воздуха и общее выходное отверстие,благодаря чему воздух, подаваемыйчерез впускные трубки под определенным давлением, выходит через выходное отверстие под тем же давлениемв виде объединенного потока2).Однако в известном блоке не можетбыть достигнуто удовлетворительногоохлаждения; и если увеличиваетсяобъем охлаждающего воздуха для получения большего эффекта охлаждения,создается турбулентностьпрепятствующая равномерному охлаждению отверстий фильерной пластины, т.е,распределение температуры по фильерной пластине будет неравномерным,Кроме того, нити, протягиваемыесквозь отверстия фильерной пластины,изгибаются или отклоняются. В результате часто возникает тенденция к излому нитей. Таким образом предлагаемый блок не обеспечивает стабильностьнаматывания стеклянных нитей,4 ель изобретения - повышение эффективности охлаждения при минималь938738 ном потреблении охлаждающего воздуха.Поставленная цель достигается тем,что в блоке воздушного охлажденияфильерной пластины с отверстиями, 5включающем сопла, расположенные водин ряд параллельно фильерной пластине, соединенные индивидуально с источником воздуха, сопла выполнены сразмером выпускного отверстия, большим четверти ширины отверстий фильер,ной пластины,Поперечное сечение каждого соплавыполнено круглым. 5Поперечное сечение выпускного отверстия каждого сопла выполнено в виде эллипса или в виде сечения, ограниченного двумя параллельными сторонами равной длины и выпуклыми илиэллиптическими кривыми, соединяющимиконцы сторон,Расстояние между центрами соседнихвыпускных отверстий е три раза меньшеих малой оси,25На фиг, 1 показано сечение устройства для производства стекловолокна,в котором использован блок воздушного охлаждения, вид спереди; нафиг, 2 - то же, вид сбоку; на фиг 3монтаж блока воздушного охлаж 1 цения,вид спереди, на фиг. 4 - то же, видсзади; на фиг. 5 - блок воздушного охохлаждения, вид сверху, причем поперечное сечение каждого сопла выполне 35но круглым; на фиг. 6 - то же, причемпоперечное сечение выпускного отверстия каждого сопла выполнено в видеэллипса,Устройство для производства стек 40ловолокна работает следующим образом.Расплавленное стекло 1, подаваемоеиз фидера, течет вниз через перфорированный экран 2 е стеклоплавильный45питатель. К токоподеодам 3 подаетсяэлектрический ток, чтобы в стеклоплавильном питателе поддерживалась соответствующая темпера 1 ура, Расплавленное стекло, находящееся в питателе,50течет сквозь множество отверстии 4 вфильерной пластине 5 и выходит в атмосферу, образуя множество отдельныхнитей 6; которые механически вытягиваются вниз. Одновременно воздущнысструи, создаваемые блоком воэцущногоохлаждения, воздействуют на наружнуюпоеерхнос гь фипьерной пластины 5 ссиверс 1 иями,чтобы предотвратить соединение соседних конусов расплавленного стекла, образующихся на этой поверхности, Блок воздушного охлаждения М содержит множество трубчатыхсопел 7, которые предпочтительно установлены на опоре 3 в один ряд параллельно друг другу, опора 8 удерживается в оптимальном положении установочным кронштейном 9,Опора 8 имеет множество отверстий10, диаметр которых несколько большенаружного диаметра трубчатых сопел7, которые вставлены в отверстия10 и крепятся в них установочнымивинтами 11, ввернутыми в отверстия12, выполненные в опоре 8 и снабженные резьбой. 8 центральном участке,находящемся на задней поверхностиопоры 8, имеется множество отверстий13 с резьбой, которые используются для крепления блока воздушного охлаждения й на установочном кронштейне9, который обеспечивает перемещениеблока й вверх и вниз, вперед и назад, вправо и влево, а также вращение его, благодаря чему блок воздушных сопел й может быть установлен е оптимальном положении относительнофильерной пластины 5. Нижние концытрубчатых сопел 7 соединены с шлангами 14, которые подведены к источнику сжатого воздуха (на чертеже непоказан), Струи воздуха, выходящиеиз сопел 7, направляются вверх и охлаждают вытягиваемые нити и конусы,расплавленного стекла на наружнойповерхности фильерной пластины 5, а также воздействуют на фильерную пластину 5, охлаждая ее. Обычно фильерная пластина 5 выполняется прямоугольной, а число отверстий е ней составляет более 800,поэтому выходные отверстия трубчатыхсопел 7 расположены параллельно одной из длинных сторон фильерной пластины 5 и разнесены одно от другого на определенное расстояние, Трубчатые сопла имеют круглое поперечноесечение и предпочтительно выполнены из металла, например из меди, алюминия, латуни, стали или нержавеющей стали (фиг. 5), Оптимальный эффект охлаждения обеспечивается при помощи поперечного сечения трубчатых сопел7 от 40 до 100 мм, Если площадь попе речного сечения слишком мала, некоторые участки фильерной пластины будут подвергаться излишнему охлаждению, в результате чего будет созда9387 но неравномерное распределение температуры на поверхности фильерной пластины 5. Если площадь поперечного сечения сопел будет слишком велика, то не будет достигнуто удовлетворительное охлаждение, и расход потока воздуха должен быть увеличен, чтобы компенсировать неудовлетворительное охлаждение. Однако, если слишком повысить расход воздуха в струях охлаж дения, вытягивание нити будут сду" ваться и отклоняться, а конусы расплавленного стекла на наружной по" верхности фильерной пластины 5 будут стремиться соединиться между собой, 15 в результате чего может произойти разрыв нитей. Предпочтительно, чтобы расстояние между осями соседнихтрубчатых сопел 7 было как можно мень ше, однако, чем меньше расстоя щие 20 между осями сопел 7, тем больше Ьудет количество сопел 7, установленных на опоре 8, а, следовательно, больше станет поток воздуха.Предлагаемый блок воздушного ох 1лаждения имеет следующие преимущества:1. По сравнению с известными соплами он обеспечивает оператору возможность быстрее и проще производить З 0 разделение отдельных нитей из слипшихся конусов расплавленного стекла, образующихся на наружной поверхности фильерной пластины 5. 8,4 35 2. Достигается более высокая эффективность охлаждения по сравнению с известными воздушными соплами при меньшем расходе воздуха,3, фильерная пластина охлаждается 40 равномерно,Таблица Известное уст- Предлагаемоеройство устройство Технологическиепараметры.+ 50 3,0 Имеется Незначительное Отклонение нитей Время разделения, мин Распределение температурыпо фильерной пластине Расход воздуха необходимого для снижения температуры фильерной пластины на100 С м 5/мин 38 ЬПрактически исключается изгибили отклонение стеклянных нитей, ведущие к разрыву нитей.5. Блок воздушного охлаждения имеет простую конструкцию, следовательно, он может быть изготовлен прощеи дешевле.П р и м е р 1. Для сравнения было использовано известное сопло соследующими размерами выходного отверстия:Длина, мм 198Ширина, мм 7Площадь поперечного сечения,мм 1386Количество под"водящих трубок,шт. 10Размеры предлагаемого блока воздушного охлаждения:Внутренний диаметр, ммПлощадь попереч 2ного сечения, мм55Количество сопел, шт.16Общая плопадь сечения, мм 887Шаг (расстояниемежду соплами) ммУказанные сопла были использованы совместно с фильерной пластиной, имеющей следующие размеры:Ширина, мм 32)4Длина, мм 200,7Количество отверстий в фильернойпластине, шт. 2000Производительность, г/мин 800Результаты испытаний приведены в таблице 1.щ 38738 8П р и м е р 2, Подготовлены С, размеры которых приведены три фильерные пластины А, В и, в табл. 2. Таблица 2 Характеристика фильерной пластины и технологические параметры Пластина1 А В С Количество отверстий, шт,Ширина, ммДли на, ммПроизводительность, г/мин 800 2000 4000 24 32 38 73 200 340 300 850 1500 Подготовлены три блока воздуш- - фильерными пластинами А, В и С,ного охлаждения А , В и С , которые 0 размеры которого приведены виспользовались соответственно с табл. 3,Таблица 3 Характеристики блоков воздушного охлаждения Блокд"в"с Внутренний диаметр сопла, мм2. Общее сечение сопел, мм 13 1018 2376 Количество сопел, шт. Расстояние между сопла"ми, мм 11,5 580 Расход воздуха, л/мин 3200 1750 Блоки воздушного охлаждения охлаждают фильерные пластины удовлетворительно и равномерно, благодаря чему можно осуществлять непрерывное вытягивание стеклянных волокон.45При круглом поперечном сечении трубчатых сопел фильерная пластина удовлетворительно охлаждается в продольном направлении. Однако равномерное охлаждение фильерной пластиныИ в поперечном направлении может быть достигнуто только в том случае, если диаметр трубчатого сопла будет больше четверти ширины сетки отверстий в фильерной пластине, т.е. если диаметр сопел меньшечетверти ширины15 сетки отверстий в фильерной пластине, отверстия, находящиеся в зоне, которая не подвергается воздействию струй воздуха, не охлаждаются в до. статочной степени, и конусы расплавленного стекла в этих отверстиях стремятся соединиться.Для устранения этого недостатка используют трубчатые сопла с эллиптическим поперечным сечением.Трубчатые сопла эллиптического поперечного сечения могут быть изготовлены путем сжатия трубчатых сопел круглого сечения, нагрева их в матрицах или непосредственного пропускания их через матрицы, предназначенные для придания соплам эллиптическо. го сецения.Преимущества сопел эллиптического поперечного сечения таковы: колицест. во отверстий в фильерной пластине в поперечном направлении может бить93873увеличено; воздушные струи воздействуют на фильерную пластину с большими усилиями при малом объеме расходавоздуха, благодаря чему достигается более высокая эфФективность охлаждения,формула изобретения1. Блок воздушного охлаждения фильерной пластины с отверстиями, включающий сопла, расположенные в один ряд параллельно фильерной пластине, соединенные индивидуально с источником воздуха, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эфФективности охлаждения при минимальном потреблении воздуха, сопла выполнены с размером выпускного отверстия, большим четверти ширины отверстий фильерной пластины. 8 102, Блок по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что поперечное сечение каждого сопла выполнено круглым.3. Блок по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что поперечное сечение выпускного отверстия каждого сопла выполнено в виде эллипса или в виде сечения, ограниченного двумя параллельными сторонами равной длины ивыпуклыми или эллиптическими кривымисоединяющими концы сторон.Блок по и, 3,.о т л и ч а ющ и й с я тем, что расстояние междуцентрами соседних выпускных отверстий в три раза меньше их малой оси,1ФИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США й 3905790,кл. 65-2 19752. Патент США И 3986853,кл. 65-2, 1976, 938738938138 У 70 каз 4490/80 Тираж 508 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д.