Устройство для получения волокна из расплава

 

- 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА,содержащее лоток для подачи расплава. Установленный с возможностью враадения относительно горизонтальной оси валок центрифуги и размещенное между ними распределительное приспособление, о т л ичающееся тем, что, с целью :повышения производительности и качества волокна за счет:подачи расплава на валок в виде плоской струи, распределительное приспособление выполнено в виде криволинейной пластины с параллельной оси вращения валка нижней кромкой слива и прямолинейной Зс1ходной частью, расположенных под углом 10-30 - к вертикали, причем радиус кривизны вогнутой рабочей поверхности пластины равен (см) , 1 t длина дуги от точки соприкосновения струи расплава с криволинейной рабочей поверхностью пластины до нижней кромки пластины равна . (см) , ,4 --2-М 1 5,2 расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с поверхностьй пластины h 10|u(cM) , а расстояние от нижней кромки плас- . тины до поверхности валка .h ft (см) , где R - радиус кривизны пластины.см;. t - плотность расплава, «5 ускорение свободного падения , и - поверхностное натяжение, дин/см г S - длина дуги от точки соприкос«О новения струи расплава с пластиной дони ней кромки пластины, см; 5,2 - коэффициент пропорииональности между длиной дуги и окружности; ti - расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с пластиной, см; 1i - расстояние от нижней пластины до поверхности валка, см; 10 и 1,5 - размерные коэффициенты, см , п .. fa. - вязкость расплава, П. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ширина криволинейной пластины равна 8 1 + 10 (см) , где В - ширина криволинейной пластины , см; fc - ширина плоской струи на нижнейкромке пластины, СМ; 10 - запас по 5 см с каждой сто-роны от плоской струи, см.

«g> SU «<<< A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОВ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 03 В 37/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

<

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - :::;::-::;-",. 1;" .

И АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1< <„ з ;, -,, р расстояние от кромки лотка до точкй соприкосновения струи с поверхностью пластины

10 р. (см), а расстояние от нижней кромки пластины до поверхности валка

ql = 1,5 р. (см), <ю

° Ю

2уа (см)

Р 5,2 (21) 3383568/29-33 (22) 18.01.82 (46) 30.04.83. Вюл. М 16 (72) A.Е. Кулаго, Л.A. Масленников, В.П. Мясников, В.Г. Петров-Денисов, A.Ì. Пичков и В.Я. шкадов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт Теплопроект (53) 666.198(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 323379, кл. С 03 В 37/04, 1969.

2.Патент CltlA Р 3060498,кл.65-14, опублик. 1962 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА, содержащее лоток .для подачи расплава, установленный с возможностью вращения относительно горизонтальной оси валок центрифуги и размещенное между ними распределительное приспособление, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

;повышения производительности и качества волокна за счет, подачи расплава на валок в .виде плоской струи, распределительное приспособление выполнено в виде криволинейной пластины с параллельной оси вращения валка нижней кромкой слива и прямолинейной заходной частью, расположен" ных под углом 10-30 к вертикали, причем радиус кривизны вогнутой рабочей поверхности пластины равен (см), R= длина дуги от точки соприкосновения струи расплава с криволинейной рабочей поверхностью пластины до нижней кромки пластины равна где Й вЂ” радиус кривизны пластины см; у - плотность расплава, г/см ; — ускорение свободного паде" ния, см/с .;

6 - поверхнбстное натяжение, дин/см; Я ф — длина дуги от точки соприкосновения струи расплава с пластиной до "низ ней кромки пластины, см;

5,2 - коэффициент пропорциональности между длиной дуги и окружности; расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с пластиной, см;

Ъ вЂ” расстояние от нижней кромки

I » пластины до поверхности вал° ка, см; 10 и 1,5 — размерные коэффициенты, см

П и — вязкость расплава, П.

2. Устройство по и. 1, о т л ич aющ е е с я тем, что ширина криволинейной пластины равна

8 =Ь+ 10 (см), где 8 - ширина криволинейной пластины, см; в — ширина плоской струи на нижней кромке пластины, см;.

10 - запас по 5 см с каждой стороны от плоской струи, см. 1014802

Изобретение относится к изготовлению, формованию и последующей обработке волокон или нитей и может быть использовано в производстве теплоизоляционных.строительных материалов, в частности для получения минерального штапельного волокна из . расплава центробежным способом.

Известно устройство для получения волокна из расплава, содержащее лоток для подачи расплава, центрифугальную чашу .и установленное между ними распределительное приспособление в виде валка с криволинейной поверхностью

Ei j.

Недостатком данного устройства 15 является потеря расплавом температуры в процессе преобразования струи расп" лава в отдельные струйки или пленки и попадания их в чашу для последующего раздува, что ведет к увеличению вязкости расплава и снижению качества волокна. Кроме того устройство неприемлемо для использования его в одновалковых центрифугах, которые являются наиболее простыми 25 установками для производства мине-, ральной ваты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для получения волокна содержащее лоток для подачи расплава, центрифугу с одним или несколькими валками (дисками), установленными с возможностью вращения относительно горизонтальной оси, и распределительное приспособление

35 в виде вогнутого вращающегося диска

Е23.

Однако известное устройство харак тери зуетс я н едос тат очной прои зводительностью и низким качеством во" локна в результате того, что при ра- 40 боте такого устройства часть расплава в виде пленки или мелких струек попадает в зону между дисками и не перерабатывается. Кроме того, расп-, лав в виде пленки или мелких струек, 45 попадая в зону между дисками, захва" тывает срывающееся с. дисков, волокно, что ведет к образованию неволокнистых включений, а следовательно, к снижению производительности всей установки или снижению качества волокна. При этом часть волокна с дисков срывается в сторону распределительного приспособления (чаши), что

1ведет к нарушениЮ пленки или мелких, струек и потере образованных воло-, кон.

Цель изобретения — повышение производительности устройства и качества волокна за счет подачи расплава на валок в виде плоской струи.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для получения волокна из расплава, содержащем лоток для подачи расплава, установленный с воэможностью вращения относительно 65 горизонтальной оси валок центрифуги 1 и размещенное между ними распределительное приспособление, последнее выполнено в виде криволинейной пЛастины с параллельной оси вращения валка нижней кромкой слива и прямолинейной заходной частью, расположенных под углом 10-30о к вертикали, причем радиус кривизны вогнутой рабочей поверхности пластины равен (у % (см), G длина дуги от точки соприкосновения струи расплава с криволинейной рабочей поверхностью пластины до нижней кромки пластины равна (см), 5,2, расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с поверхностью пластины

Ъ = 10р. (см), а расстояние от нижней кромки пластины до поверхности валка

Ъ = 1, 5 р. (см), где Р— радиус кривизны пластины, см р — плотность расплава, г/смз; — ускорение свободного падения, см/с б — поверхностное натяжение, дин/см;

S — длина дуги от точки соприкосновения струи расплава. с .пластиной до нижней кромки пластины,.см;

5,2 — коэффициент пропорциональ ности между длиной дуги и окружности;

Ъ вЂ” расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с пластиной, см; ф " расстояние от нижней кромки пластины до поверхности валка, см;

10 и 1,5 — размерные коэффициенты, см

П р.— вязкость расплава, П.

При этом ширина криволинейной пластины равна

5 = Ь.+ 10 (см), где 8 " ширина криволинейной пластины, см; ъ — ширина плоской струи на ниж-. ней кромке пластины, см;

10 — запас по 5 см с каждой сто" роны от плоской струи, см.

Угол о(между прямолинейной заход-. ной частью криволинейной пластины

)и вертикалью выполнен в пределах

10-30О, исходя из того, что при оС(10овозможно попадание расплава за криволинейную пластину, а при aL > 30 во-первых, струя расплава разбивается о криволинейную пластину с обра1014802 зованием капель, а во-вторых, кромка слива криволинейной -пластины оказы вается приподнятой, что снижает скорость истечения плоской струи и нарушает ее плоскую форму, в результате чего происходит затекание расплава на обратную сторону криволинейной пластины.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 схема взаиморасположения и выполнения элементов устройства в момент подачи расплава.

Устройство содержиъ валок 1 центрифуги, установленный с воэможностью вращения относительно горизонтальной оси, лоток 2 для подачи расплава и установленное между ними распределительное приспособление в виде криволинейной пластины 3 с прямолинейной заходной частью 4, причем нижняя кромка слива пластины параллельна оси вращения валка 1.

Во избежание остывания расплава в процессе соприкосновения с пластиной последнюю снабжают обогревателем, например электронагревателем, газовой горелкой, или теплоизолируют, например, каолиновым волокном (Йе показано)., Рассмотрим пример выполнения устройства для получения волокна иэ расплава со следующими параметрами: у=3 г/свау 6=400 дин/см и,и.=10 П.

Расстояние Ь от кромки лотка до точки соприкосновения струи с криво. линейной пластиной

h = 10 ра = 10-10 = 100 см;.

g = 9,8 м/с = 980 см/с .

Тогда радиус кривизны

27 см ,Цлнна рабочей дуги криволинейной пластины

9 = -т — — — — — = 329 см, 3 14 27

Минимальную ширину криволинейной пластины устанавливают исходя из ширины плоской струи Ь, которую определяют из формулы ь iâ 1Ю 0 3,14 2-3.980-100.1 5

Э 1(2 )3 4 Е R 4 400 21

I где D = =1 см - диаметр струи расплава в точке соприкосновения с криволиней2, 12р ной пластиной;

% = — — и — критерий Вебера, виражающий зависимость между инерционными силами и силами поверхностного натяжения.

Тогда ширину криволинейной пластины В конструктивно принимают равной

В = b + 10 = 5,78 + 10 = 15,78

= 16 смй где 10 - запас по 5 см с каждой сто. роны от плоской струи, необходимый для предотвращег ния возможного слива расплава через боковые кромки !

О криволинейной пластины.

Верхнюю часть 4 криволинейной пластины 3 выполняют в виде прямолинейного эаходного участка, касательного к криволинейной пластине в точке 921 соприкосновения струи расплава с криволинейной пластиной.

Размеры прямолинейного участка 4 конструктивно принимают следующи.ми: ширина 16 см (в соответствии с ъйй шириной криволинейной пластины) и длина также 16 см.

Криволинейную пластину ас выполняют иэ огнеупорного материала и устанавливают так, чтобы угол сГ.между прямолинейным заходным участком

cd пластины и струей расплава ed в точке d соприкосновения струи с криволинейной пластиной составлял.

15, а расстояние ed от лотка до о точки d соприкосновения струи расплава с пластиной было равно h =

10 ра= 10.10 = 100 сме !

Расстояние Ъ от кромки слива криволинейной пластины до поверхности валка равно

35 h = 1,5р,= 1,5 ° 10 = 15 см.

Струя расплава, попадая на криволинейную пластину, sa счет центробежных сил преобразуется в струю плоской Формы.

40 Струя диаметром Do = 1 см преобразуется в плоскую струю шириной .около 6 и толщиной 0,13 см, которая и попадает на валок 1 одновалковой центрифуги, увеличивая поверхность

45 волокнообраэования, а следовательно, и производительность почти в 6 раз., При этом расплав в виде плоской ;струи толщиной 0,13 см, попадая на валок диаметром 25 см, перерабаты50 вается менее чем за дин оборот валка.

Таким обраэс s, применение криволинейной пластины для получения плоской струи позволяет увеличить поверхность волокнообраэования и значительно повысить производительность одновалковой центрифуги, заменив ею многовалковые, улучшить качество волокна, практически исключить неволокнистые включения, упрос60 тить волокнообразующее устройство в целом и .улучшить эксплуатационный .режим волокнообразования.

soieaoz

1014802

Ти раж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Эакаэ 3120/17

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Б. Коган

Редактор М. Рачкулинец Техред И, Гайду Корректор О. Билак,