Устройство для получения волокон из термопластичных материалов

 

1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОН ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ , преимущественно стекла, содержащее питатель с фильерной пластиной в дне и узел охлаждения подфильерной зоны, отличающееся тем, что, с целью экономии, электроэнергии и драгоценных металлов, повышения производительности устройства и улучшения условий труда за счет уменьшения теплового излучения от фильерной пластины, узел oSлаждения подфильерной зоны выполнен в виде установленной параллельно фильерной пластине охлаждаемой перфорированной пластины и слоя теплоизоляции , расположенного между пластинами, причем отверстия перфорированной пластины концентричны отверстиям фильер фильерной пластины и отношение их диаметра к наружяому диаметру фильер составляет 1,15-2,00, а отношение расстояния между наружной поверхностью (Л рированной пластины и срезом фильер ;к наружному диаметру фильер составляет не более 0,70. оооопсхю 00 ел СП

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(59 С 0 В 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :,,::, :...,- ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54)(57)1.ÓCTÐ0ÉÑÒÂ0 ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ВОЛОКОН ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ преимущественно стекла, содержащее питатель с фильерной пластиной в дне и узел охлаждения подфильернойзоны, отличающееся

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3490536/29-33 (22) 14.09.82 (46) 07.03.84. Вюл. 9 9 (72) В.В.Улыбышев, Г.Н.Кан, Ю.И.Иванов и И.Н.Инякина (53) 666.189.212(088.8) (56) 1. Патент США Р 3647382, кл. 65-12, 1968.

2. Патент Великобритании

9 985723, кл. 56 М, опублик. 1963.

3. Патент Великобритании

9 1123462,кл. С 1 М, опублнк. 1967.

4. Патент CIA 9 3468644, кл. 65-12, опублик. 1969. тем, что, с целью экономии. электроэнергии и драгоценных металлов, повышения производительности устройства и улучшения условий труда за счет уменьшения теплового излучения от фильерной пластины, узел охлаждения подфильерной зоны выполнен в виде установленной параллель-, но фильерной пластине охлаждаемой перфорированной пластины и слоя теплоизоляции, расположенного между пластинами, причем отверстия перфорированной пластины концентричны отверстиям фильер фильерной пластины и отношение их диаметра к наружному диаметру фильер составляет

1,15-2,00, а отношение расстояния между наружной поверхностью перфорированной пластины и срезом фильер к наружному диаметру фильер составляет не более 0,70.

1077856 ми, ной

МИ, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что перфорированная пластина выполнена с ребра1

Изобретение бтносится к производству стеклянных волокон, а именно к устройству для получения волокон из термопластичного материала, и может быть использовано на предприятиях 5 по производству стекловолокна.

Известны устройства для получения волокон, содержащие фильерный питатель и узел охлаждения подфильерной зоны, который может быть вы- 10 нен в виде трубчатого полого элемента, сплюснутого в центре и расположенного ниже между рядами филье, по элементу циркулирует охлаждаю-. щий агент f1), либо в виде форсунки, расположенной между рядами фильер по периферии фильернрй пластины 2 3, либо в виде трубчатых петель, направленных в сторону фильер питателя (3,3.

Все указанные устройства для получения стекловолокон не могут обеспечить увеличение производительности выраоотки волокон вследствие того, что интенсивность охлаждения подфильерной зоны снижается иэ-за действия на фильеры и луковицы стекломассы, образующиеся у фильер, мощного теплового излучения от фильерной пластины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения волокон из термопластич ного материала, преимущественно стекла, включающее питатель с филь-, З5 ерной пластиной и узел охлаждения подфильерной зоны (.4,3.

В данном устройстве узел охлаждения выполнен в,виде системы ламелей (пластин), расположенных между ряда- 40 ми Фильер и соединенных с коллектором, по которому циркулирует охлаждающий агент. Охлаждение луковиц стекломассы происходит за счет конвективного обмена при контакте воздуха с ламелями.

Недостатком указанного устройства является наличие большого теплового излучения от открытой поверхности Фильерной пластины, что приводит к снижению интенсивности охлаждения стекломассы в луковице, к безвозвратной потере до 1/3 тепла, выделяемого фильерной пластиной цитате@я, увеличивает безвозвратные потери 55 расположенными с ее наружповерхности между фильера2 драгметаллов эа счет возгонки; повышение температуры среза фильеры приводит к увеличению смачивания стекломассой фильеры, что снижает стабильность процесса выработки волокна, особенно при больших дебитах фильер. Снижение интенсивности охлаждения луковицы не обеспечивает увеличение съема расплава из одного отверстия фильеры, а также не позволяет увеличить количество отверстий на единице площади, а также фильерной пластины. Кроме того, сильное тепловое излучение значительно худшает условия труда обслуживающего персонала.

Цель изобретения - экономия электроэнергии и драгметаллов, повышение производительности устройства и улучшение условий труда эа счет уменьшения теплового излучения от фильерной пластины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения волокон из термопластичных материалов, преимущественно стекла, содержащем питатель с фильерной пластиной в.дне и узел охлаждения подфильерной зоны, узел охлаждения подфильерной зоны выполнен в виде установленной параллельно фильерной пластине .охлаждаемой перфорированной пластины и слоя теплоизоляции, расположенного между пластинами, причем отверстия перфорированной пластины концентричны с отверстиями фильер фильерной пластины и отношение их диаметра ,к наружному диаметру фильер составляет 1,15 — 2,00, а отношение расстояния между наружной поверхностью пер форированной пластины и срезом фильтр к наружному диаметру фильер составляет не более 0,70.

При этом перфорированная пластина выполнена с ребрами, расположенными с ее наружной поверхности между фильерами.

На чертеже схематически представлено устройство, общий вид.

Устройство включает фильерный питатель 1 с токоподводами 2 на торцах (на чертеже показан один токопровод) с Фильерной пластиной 3 в дне, фильерами 4. Параллельно фильерной пластине установлена охлаждаемая пластина 5, которая выполнена перфо1077856

Варианты предлагаемого устройства

Характеристики устройства

Внутренний диаметр 62 фильеры для известного устройства и всех вариантов изобретения

1,0

1,5 1,9

1,5

Диаметр отверстия перфорированной пластины

1,6

5,8

3,1

5,0

2,7

2,3

2,5

Расстояние ъ между наружной поверхностью перфорированной пластины и срезом фильеры

2,1

0,6

1,15

0,5

0,2

2,15

2,0

1,3

0;2 0,8

0,43

0,06

Производительность (съем) с одной фильеры, г, в известном устройстве

350 700

100

350

Съем с одной фильеры по изобретению

110

700

480

390 риров анной. Между фильерной пластиной и охлаждаемой пластиной расположен слой теплоизоляции 6. К охлаждаемой пластине присоединен трубопровод 7 с охлаждающим агентом. Охлаждаемая пластина 5 может .быть выполнена иэ недефицитных дешевых материалов (меди, дюралюминия, нержавеющей стали), так как oíà охлаждается до температуры не более 500 С. Как вариант выполнения, к наружной поверхности пластины 5 приварены ребра 8, которые расположены между фильерами.

Охлаждаемая пластина устанавливается так, что отношение расстояния

Ъ.между наружной поверхностью ее и

coesoM фильеры к наружному диаметру

d фильеры составляет не более 0,7.

Данное соотношение определено экспериментальным путем. Если указанное соотношение больше 0,7, то уменьшается слой .теплоизоляции или возникает необходимость увеличить длину фильеры; в верхней части луковицы образуется большая застойная

Наружный диаметр

3 фильеры 1,4 зона воздуха, снижается интенсивность теплообмена. Все это отрицательно сказывается на эффективность действия устройства.

Отверстия в охлаждаемой пластине расположены концентрично с отверстиями фильер, причем отношение диаметра каждого отверстия el< к наружному диаметру с фильеры находится в пределах 1,15 - 2,0. Указанное соотношение установлено экспериментально. Если 4 /З менее 1,15, то возможен тепловой и электрический контакт горячей фильеры с холодной пластиной, нарушается процесс формования волок-!

5 на; если ad более 2,0, то снижается эффективность экранирования подфильерной зоны от теплового излучения.

Я В таблице представлены варианты, выполнения конструкций устройства с различным соотношением †- и --- и

Ql характеристики их в сравйении с известным у зтройством.

1077856

Составитель Н.Ильиных

Редактор М.Циткина Техред О.Неце Корректор А.Тяско

Заказ 855/14 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

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

Иэ таблицы видно, что при одинаковых внутренних диаметрах фильер устройства в сравнении с известным наилучшие результаты получены в вари антах 1-3, в которых соотношения

-- и - - соответствуют оптимальным 5

B .... И величинам, указанным в формуле изобретения.

Указанные конструкции устройств имеют в сравнении с известным устройством увеличенный съем стекломассы 10 с одной фильеры: 110 r вместо 100 (вариант 1), 480 вместо 350 (вариант 2), 390 вместо 350 (вариант 3).

Устройство по варианту 4 не дает положительных результатов: наблюдается увеличение теплового потока от фильерной пластины, съем остался идентичным с известном устройством — 700 r.

Устройство работает следующим образом.

Загружаемые в питатель стеклошарики 9 плавятся за счет нагрева их до требуемой температуры, создаваемой в питателе 1, к которому подведен электрическиЙ ток через токопрово- 25 ды 2.

Вытягиваемые из фильер 4 потоки стекломассы образуют у среза фильер луковицы 10. Охлаждение луковиц для дальнейшего формования из них волокон происходит от охлаждаемой пластины 5. На слое изоляции 6 создается градиент температур, благодаря чему уменьшается тепловой поток от фильерной пластины к охлаждаемой.

Технико-экономический эффект от использования изобретения в сравнении с известным устройством выражается в экономии электроэнергии (ориентировочно на 7%) за счет резкого уменьшения потери тепла от фильерной пластины; увеличении съема стекломассы с одной фильеры на 10

40%, что повышает производительность устройства. Кроме того, снижается капельная обрывность волокон.Эконо-мия драгметаллов достигается за счет возможности уменьшения толщины фиЛьерной пластины, имеющей более. высокую температуру, а также за счет того, что продукты возгонки драгоценных металлов в основном конденсируется на холодной поверхности охлаждаемой пластины, позволяя уменьшить их безвозвратные потери, кроме того, имеется возможность уплотнения фильерного поля и уменьшения его габаритов. Уплотнение фильерного поля обеспечивается снижением температуры воздуха на уровне среза фильер, что уменьшает склонность их к смачиванию стекломассой. Повышается производительность труда оператора, так как улучшаются условия его работы в результате снижения излучения от фильерной пластины.