Стеклоплавильная печь для выработки стеклянного волокна

 

CONS СОВЕТСКИХ

: СВУФВЮМВ . ЙЕМЗУЬЛИК заа С 03 В 37/09

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЮЬ М ИЭОБРЕТЕНйй И МНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;:. : : "(20 3389M 6/29-33 (22) 24.!3.8Õ (46) 30.05.83. Бюл. И 20 (72) А.Д.Османис, В.А.Клииавичиус, Я.В.Гоба и Г.P.Ëóðéèñ (7t) Рижский .ордена Трудового Крас" ного Знамени политехиический институт и Валииерский эааед стекловолокна(53) 666.i89 2>2(038-.8) (56) 1. Патент США В 3556753, кл. 65-2,опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР .;Й 634034 кл. С 63 В 37/09, 3980. .(54)(57) СТЕКЛОПМВИЛЫйЯ- ПКЧЬ ДЛЯ

ВЫРАБОТКИ СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА, включающая стеклоплавильный сосуд с филь.ерной пластиной, нагревательным элементом и экраном, разделяющим сосуд на плавильную-и выработочную зоны, и футеровну, отличающаяся тем, что, с целью улучвения качества стеклянного волокна. нагревательный элемент выполнен :е .виде расположен" ного снаружи плавильной зоны двустороннего индуктора с четий числом зубьев, отноаение вырины М которых к общей щирине индуктора Ф состав" ляет 0,3 ЮЖИНО,5, аирины пазов Х к ширине зуба-0,9 "е 2./%4,8, а Фаз" ная зона обмотки - 180

1020386 2

Изобретение относится к промышленности строительных -материалов, в частности к оборудованию заводов стекольного волокна.

Известно устройство для выработки непрерывного стеклянного, волокна, содержащее сосуд, в которои на дне емкости установлена фильерная пластинка и фигурные нагревательные эле.менты 11), Недостатком известного устройства. является то, что выравнивание температуры расплава стеклоиассы достигается в камерах, обогреваемых фигурныии нагревательными элементами с индивидуальным регулированием, что в значи= тельной мере. усложняет конструкцию устройства.

Наиболее близкой к предлагаемой по техническои сущности .и достигаеио=

20 му эффекту является стеклоплавильная печь для выработки стекловолокна, включающая стеклоплавильный сосуд с фильерной пластиной, нагревательным элементом и экраном, разделяющим сосуд на плавильную и выработочную зоны, и футеровку. Нагревательный элемент, перемещающийся,a вертикальном направлении, способствует вырав. .ниванию температуры в плавильной зоне сосуда 2).

Недостатком известного сосуда для выработки стеклянного волокна является то, что гомогенизация втеклоиас сы достигается путем диффузионных прощ цессов, которые в стекломассе проте" кают очень медленно. Причем диффузионные процессы замедляются в результате того, что с уменьшением температурного градиента в значительной мере по- 40 давляются и термические конвективные потоки. При наличии конвективных по» .токов неоднородныв области, например свили, растягиваются, а в более тон" ких слоях диффузионные процессы проте4 кают быстрее. Следовательно, с вырав" ниванием температур стекломассы еще не решается проблема интенсификации процессов ее гомогенизации. Кроме того, контактирование подвижных электродов со стекломассой при высо-;. ких температурах загрязняет ее инородными ионаии, Ионы из материала,из которого изготовлены электроды диф- фундируют в стекломассу.

Цель изобретения - улучшение качества стеклянного волокна.

Поставленная цель достигается тем,. что в стеклоплавильной печи для вырагде

% ь"„

- зубцовый шаг магнитопровода, см;

- ширина паза, см;

" ширина зубца, .си;

- число пазов на полюс и фазу„

- глубина паза, см; ботки стеклянного волокна, включающей стеклоплавильный сосуд с фильерной пластиной, нагревательным элементои и экраном, разделяющим сосуд на плавильную и выработочную зоны, и футеровку,. нагревательный элемент выполнен в виде расположенного снаружи плавильной зоны двустороннего индуктора с четным числом зубьев, отношение ширины Жкоторых к Жщей ширине

)индуктора %составляет 0,3Ф/Ю0,5, ширины пазов 7 к.ширине зуба-0,9 Z/Ф4

41,8, а фазная зона обмотки - 1800

Стеклоплавильная печь для выработки стеклянного волокна разработана. с расчетои, чтобы сохранить возможность без каких либо существенных конструктивных изменений использования корпусов стеклоплавильмых сосудов всех основных иарок, изготовляемых в СССР, в частности: 2-8НЗ сПд-76 c6.;. 4-8НЗсйд"75А1 8щ-52-77 сб;

6-.13/14 НЗсйд-77сб;.4Ù-8-78сб;;

2-8Р-73; 4-8НЗсйд-73А; СЩ52-80сб 54.0.

Учитывалось также то, что указанные марки стеклоплавильных сосудов, выпускаемые отечественной промыаленностью, работают при следующих пара.метрах электрического поля: U 400 В", Э от 40 до 65 А; Р от 10 до 25 кВ;

S от 15 до 25 кВа и cos× от 0,73 до 0,89.

Оптимальные соотношения главных размеров электромагнита сводятся к

:выбору формы сечения канала с заданной площадью и определению наиболее благоприятной величины полюсйого деления обмотки индуктора.

Геометрические разиеры паза и ,сечение проводников электромагнита, для стеклоплавильной печи определялись так:

Ф..= 1СМ

Z. З%

%57ttZ Ь (прй круглои или квадратнои сечении проводников)

S.4(2.=1 1-.—,см, Аов

3 l 02-03

- допустимая индукция в зубце, Т.

Вирина индуктора

М= 0,3- Ю/Ч 0.,5

Йирина пазов

Z = 0 9 «< Х/Ч % 3,8

Нижние границы пределов обусловле. ны следующими обстоятельствами. По .условиям технологии изготовления магнитопроводов минимальный размер пазов г. = 0,6 см. Однако трубки в пазах должны иметь -образный изгиб, чтобы, выйдя из- паза в промежутке между двумя, магнитопроводами, пройти в.осевом направлении на расстоянии эубцового шага. Практически невозможно выполнить изгибы соединительных частей такими малыми,:чтобы эти закругления вписа- 2Е лись s. узкую .щель

Верхние- граничные пределы обу".ловлены тем,что при двухслойной об..мотке минимальное число проводников в 3ó Ъ - 2 Пр этом свение про- И водника определяется из условий размещения в пазу. Кроме того, в пазах элекгромагнита надо. предусмотреть также место для изоляции от 0,5 до

3,:0 мм на сторону. В то же время 36 толщину стенок трубчатого лроводникв нецелесообразно делать более

5-6 мм,-:учитывая скин-эффект и необходимость сохранения достаточного проходного сечения для воды, предназначенной .для. охлаждения.

Жесткость корпуса электромагнита также имеет большое значение. Например, для-трубок, изготовленных из материалов, не обладающих пластич-. 4Е костью при рабочих температурах, даже незаметная податливость корпуса представляет опасность, так как может привести к разрушению трубок.

43

На фиг. l: изображена стеклоплавильная печь для выработки стеклянного волокна продольный разрез; на фиг.2. - то.же, вид сверху.

В корпусе 1 стеклоплавйльного

SO сосуда расположен перфорированный

Экран 2, разделяющий внутреннюю полость сосуда на плавильную 3 и выработочную 4 зоны. Экран 2 вва- рен с торцов сосуда и имеет электро.питание от токоподводов 5. Сосуд содержит фильерный узел,. состоящий из. Фильерной пластины 6 с фильерами 7. В верхней части корпуса сосуда имеются патрубкн 8 для загрузки стек" лянных шариков. В плавильной зоне расположен двусторонний индуктор-; содержащий ярмо 9, пазы 10, зубцы

ll индуктора и обмотку l2. На фиг.2 сплошными линиями со стрелкой показано направление электрического тока

3, а штрихпунктирными линиями со стрелками - вектор магнитной индукI ции 8.

Стеклоплавильный сосуд для выработки стеклянного волокна работает следующим образом.

Стеклянные шарики через патрубок

8 поступают в плавильную зону 3 сосу да, образуемую верхней астью корпу- са и экраном 2. Электрическим током, гюдводимым через токоподводы 5, стек. лянные шарики расплавлпются. При под.ключении индуктора 9 в плавильной части 3 сосуда в результате взаимодействия электрического и магнитного полей возникают электромагнитные силы с противополонеым направлением между зубцами 31 индикатора 9. Силовое воздействие на стекломассу знакопеременно. В плавильной зоне сосуда возникают управляемые течения стекломассы. Стекломасса вращается встречными друг к другу потоками по замкнутым круговым контурам, В .результате процессы гомогенизвции стекломассы интенсифицируются. Затем однородная стекломасса от плавильной части со" суда 3 через экран 2 проходит в выработочную зону 4 и через фильеры

7 вытягивается в волокно.

Катушки индуктора соединены последовательно. фазовый сдвиг между векторами магнитной индукции и между соседними зу6цамя составляет ФЗО .

Питание индукторов может быть осуществлено от источника как постоянного, так и переменного тока. Частота переменного тока при питании индуктора от 50 Гц до 50 кГц. Плот" .й. ность тока равна от 0,02 до 0,2 А/см".

Напряженность магнитного гюля - от

0,02 до 0,2 Т, а частота магнитного поля равна частоте пропускаемого электрического тока.

Образовавшиеся в плавильной зоне стеклоплавильной печи магнитные силы образуют управляемые потоки стекло" массы, которые оказывает интенсифици" рующее воздействие на диффузионные процессы. Концентрация отдельных ком3 1620386. понентов, особенно тугоплавких, на- однородности. В процессе варки состапример Si0<, А1 0 и ЕпО выравнива- вов для получения стекловолокна стекется. В результате повышается сте- ломасса не загрязняется инородными пень гомогенности стекломассы. ионами, так как отсутствует необходимость вводить в расплав какие-либо

В предлагаемой стеклоплавильной электроды. Техническое решение позво" печи для выработки стекл волокна ляет без каких-либо конструктивных ,интенсифицируатся процессы гомогени", изменений использовать все известные зации за счет. объемных электромагнит- типы стеклоплавильных сосудов, при- . ных сил, которые образуют. управляемые е меняемых в настоящее время на заводах, потоки стекломассы, Стеклоплавильная производящих стекловолокно. Кроме печь предоставляет возможность по-, того, стеклоплавильная печь надежна лучать стекломассу с высокой степенье в эксплуатации.

Составитель Н.Ильиных

Редактор Л.Пчелинская Техред g.Teäåð Корректор В.Гирняк

Заказ 3830/19 Тираж 486 . Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/$

ФИлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4