Устройство для получения волокон из термопластичного материала

 

Изобретение относится к производству стеклянны.х волокон дву.хстадийным .ie- тодо.м и может быть использовано на предприятиях но производству стекловолокна. Изобретение направлено на повышение производительности и экономию драгоценных металлов. Устройство включает в себя камеру плавления и камеру формования с токоподвода.ми 3, загрузочны.м окно.м 4 и узлом формования волокна как фильерным, так и безнасадочны.м методом. Камеры плавления и формования соединены в один агрегат с помопдью отбортовок, соединенных через огнеупорные прокладки и кольцевой холодильник. Камера плавления имеет ограничитель вертикального перемещения стеклошариков, вьпюлненный в виде горизонтальной пластины, установленной ниже загрузочного окна 4 на расстоянии, равном 0,8-2,5 ширины камеры плавления. Ограничительная нластнна имеет по крайней мере одно окно 18 но крайней мере с тремя выступами 19 по периметру окна 18. Кроме того, камера плавления имеет вертикальные направляюни1е движения стеклошариков , выполненные в виде стержней 20, причем верхние концы стержней соединены с фланцем загрузочного окна 4, а нижние концы - с ограничительной пластиной по периметру окна 18. Отношен}1е диаметра окна 8 в ограничительной пластине, измеренного по основанию выступов 19, и диаметра окна 18, измеренного по концам выстунов 19, к ширине камеры плавления находится в пределах О,,60,9 и 0,7-0,38 соответственно. 3 ил., 1 табл. i (Л 77 W ОО СО со ts3 Фиг./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 03 В 37/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М аг

17 1У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2! ) 3977905/29-33 (22) 12.11.85 (46) 15.08.87. Бюл. ¹ 30 (72) В. В. Ульи)ышев, И. Н. Инякина, М. Б. Лисин и В. В. Челядинов (53) 666.! 89.212 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 885163, кл. С 03 В 37/09, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1014803, кл. С 03 В 37/09, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ВОЛОКОН ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО

МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к и роизводству стеклянных волокон двухстадийным методом и может быть использовано на предприятиях но производству стекловолокна.

Изобретение направлено на повышение производительности и экономию драгоценных металлов. Устройство включает в себя камеру плавления и камеру формования с токоподвода)iи 3, BBгрмзочным ОкнОм 4 Ii лом формования Волокна как фильсрным, так и безнасадочным методом. Камеры плавÄÄSUÄÄ 1330092 А1 ления и формован,.я соединены в один агрегат с помощью отбортовок, соединенных через огнеупорные прокладки и кольцевой холодильник. Кам pB плавления имеет ограничитель вертикального перемещения стеклошариков, выпо;шенный в виде горизонтальной пластины, установленной ниже загрузочного окна 4 на расстоянии, равном

0,8- — 2,5 ширины камеры плавления. Ограничительная пластина имеет по крайней мере одно окно 18 пo крайней мере с тремя выступами 19 по периметру окна 18. Кроме того, камера Ilлавления имеет вертикальные IIBII))BB1HK)ll(IIE движения стеклошариков, выполненньс в виде стержней 20, причем BE.ðiíèå ко гцы стержней соединеHBI с фланцем загрузочного окна 4, а нижние концы — с ограничительной пластиной по периметру окна 18. Отношение диаметра окна 18 в ограничительной пластине, измеренного по основанию выступов 19, и диаметра окна 18, измеренного по концам выступов 19, к ширине камеры плавления находится в пределах 0„6 †-- 0,9 и 0,7 — 0,38 соответственно. 3 ил., 1 таол.

1330092!

Изобретение относится к производству стеклянных волокон, более конкретно к устройству для получения непрерывных волокон двухстадийным методом, и может быть использовано на предприятиях по производству стеклянного волокна.

Цель изобретения — повышение производительности и экономия драгоценных металлов.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит камеру 1 плавления и камеру 2 формования с токоподводами 3, загрузочным окном 4 и узлом 5 формо вания волокна. Камера 1 плавления и камера 2 формования соединены друг с другом в единый агрегат с помощьк> отбортовок 6 через огнеупорную прокладку 7 и кольцевой холодильник 8. Имеется ограничитель конвективного движения стеклом ассы, выполненный по периметру камеры плавления в виде пластины 9, жестко прикрепленной к верхней части камеры формования. Узел формования может быть выполнен в виде фильер 10, вваренных в фильерную пластину 11, или при безнасадочном методе формования может иметь нагревательный элемент 12 с отверстиями 13 для прохода стскломассы и поперечные каналы 14, вертикальные стенки 15 которых жестко соединены с нагревательным элементом 12 — дно образовано секциями перфорированных пластин !6. Камера 1 плавления устройства имеет ограничитель вертикального перемещения стеклошариков, выполненный в виде горизонтальной пластины 17, имеющей окна 18 с выступами 19. Каждое окно имеет не менее трех выступов. По периметру окон

18 установлены вертикальные направляющие движения стсклошариков, выполненные в виде стержней 20. Нижние концы стержней 20 соединены с ограничительной пластиной, а верхние с фланцем 21 загрузочного окна 4.

Ограничительная плясfHIIB установлена ниже загрузочного окна -1 камеры 1 плавления на расстоянии Н, равном 0 8 — 2 0 ширины Б камеры плавления.

Отношение диаметра окна 18 в ограничительной пластине, измеренного по основанию выступов 19 Д, и диаметра окна !

8, измеренного по кончикам выступов 19

Д к ширине камеры 1 плавления Б, находится в пределах 0,9 — 0,6 и 0,7 — 0,38 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В загрузочное окно 4 камеры 1 плавления загружаются стеклошарики 22. Они попадают в каналы между вертикальными направляющими стержнями 20. Так как стержни расположены по периметру окон

18, то стеклошарики следуют вертикально вниз организованно строго в направлении окна 18 в ограничительной пластине 17. Редкое расположение стержней 20 обеспечивает нагрев стеклошариков 22 за счет теплового излучения со стороны боковых стенок камеры 1 плавления. При предложенном расположении стержни не являются токоведущими элементами и на них тепло не выделяется. Они нагреваются за счет теплового излучения от боковых стенок камеры 1 плавления, но одновременно охлаждаются стеклошариками 2. Время пребывания в канале между стержнями 20 любого верхнего стеклошарика меньше, чем нижнего стеклошарика, который плавится на ограничительной пластине 17, поэтому верхние стеклошарики не прилипают к стержням 20 и под действием собственного веса беспрепятственно перемещаются вниз. Уже нагретый стеклошарик достигает ограничительной пластины и упирается в выступы 19, точно центрируясь относительно окна ограничительной плас.Р тины 17. B этом положении, имея точечные опоры, стеклошарик 22 нагревается до тех пор, пока за счет вязкой деформации на выступах 19 он не пройдет через окно 18 и в виде планки не упадет на поверхность стекломассы. По экспериментальным данным в момент отрыва капли стеклошарик нагревается до тем пературы, соответствующей т 5 вязкости 10 — -10 Па. При этом стеклошаЗ0 рик за счет оплавления всех шероховатостей, трещин и каверн в свободном состоянии приобретает идеально гладкую поверхность без углублений и впадин, а затем стеклошарик приобретает форму вязкой капли.

При падении такой капли в стекломассу она не захватывает с собой газовых включений и получается гомогенная стекломасса, которую перед выработкой волокна необходимо только нагреть до необходимой температуры.

40 Эффективная работа устройства обеспечивается правильным выбором соотношений — —; --.—, которые установлены эксН . Л ..2 периментально. Если отношение ) 0,9, 45 то длина выступов велика и возникает их деформация под давлением стеклошариков, стеклошарик не задерживается на выступах окон 18 и устройство перестанет выполнять свои функции, т.е. стеклошарик не плавится на ограничительной пластине выше уровня стекломассы и вне контакта с ней.

Если — < 0.6, то при прохождении через .Д окно стеклошарик касается окна ограничительной пластины по окружности, стекломасса смачивает всю поверхность ограни55 чительной пластины и следующий за ним стеклошарик плавится в контакте со стекломассой. Устройство в этом случае не выполняет своих функций.

1330092

Если @ - >0,7, то стеклошарик 22 проходит через окно 18 до уровня стекломассы, не задерживаясь, и при плавлении в контакте со стеклом в стекломассу вносится большое количество газовых пузырей.

Если - (0,38, то стеклошарик опирается на выступы малым радиусом и при

его плавлении стекломасса перегревается раньше, чем стеклошарик пройдет через выступы, вязко деформируясь на них. При этом возникает возможность затекания поверхности ограничительной пластины стекломассой и следующий стеклошарик при нагреве попадает в контакт со стекломассой.

Устройство не выполняет своих функций.

Если отношение — — )2,5, то возможен

Н контакт холодного неоплавленного стеклошарика со стекломассой и внесение в нее с поверхностью стеклошарика газовых включений: одновременно неоправдано увеличивается расход драгоценных металлов при увеличении высоты камеры 1 плавления.

Если <0,8, то снижается скорость

Н нагрева стеклошариков.

В таблице представлены варианты выполнения конструкции устройства с различными отношениями—

Н Д Да

Б Б Б

Из таблицы видно, что наилучшие данные по технико-экономическим показателям, характеризующим процесс, получены в вариантах 2 — 5, 8 — 10, 13 — 15, т.е. в тех вариантах, в которых соотношения, Б, ф находятся в пределах 0,8 — 2,5; 0,6 — 0,9 и

0,7 — 0,38 соответственно.

Технико-экономический эффект от изобретения заключается в том, что отпадает необходимость в перегреве стекломассы до высоких температур (1350 †14 С), выдержке ее в течение длительного времени (1,5 — 2,0 ч) и введении в конструкцию сложных дополнительных элементов, обеспечивающих сложное движение стекломассы в тонком слое и с выходом к поверхности расплава для проведения ее осветления. Это позволяет в целом уменьшить габариты и вес устройства и увеличить срок его службы, что дает значительный экономический эффект за счет экономии драгоценных метал IoB.

Эффект гомогенизации стекломассы получается более значительным, так как в известных устройствах ставилась задача осветления стекломассы, в которую уже внесено большое количество газообразных включений, а в предлагаемом устройстве решается задача такой организации процесса плавления, при которой гомогенная стекломасса сразу получается в процессе плавления и нет необходимости дополнительно организовывать процесс осветления. Поэтому получается дополнительный экономический эффект от увеличения производительности труда и оборудования за счет лучшего качества стекломассы.

Фор.пурга изобретения

Устройство для получения волокон из

25 термопластичного материала, преимущественно стекла, включающее камеру плавления и камеру формования, загрузочное окно, токоподводы и узел формования, отличаюгчееся тем, что, с целью повышения производительности и экономии драгоценных металлов, камера плавления выполнена с ограничителем вертикального перемещения стеклошариков, выполненным в виде горизонтальной пластины, установленной ниже загрузочного окна на расстоянии 0,8 — 2,5 ширины камеры плавления и имеющей по крайней мере одно окно по крайней мере с тремя выступами по периметру и вертикальные направляющие движения стеклошариков, выполненные в виде стержней, причем верхние концы стержней соединены

40 с фланцем загрузочного окна, нижние концы стержней соединены с горизонтальной пластиной по периметру окна, а отношение диаметра окна к горизонтальной пластине по основанию выступов и диаметра окна по концам выступов к ширине камеры плавления составляет 0,6 — 0,9 и 0,7 — 0,38 соответственно.

1330092

Соотношение

Варианты

Н Д Д

Б Б Б

178

0,3 0,76 0,54

190

2,5 0,76 0,54

192

То же

194

192

176

1,5 0,95 0,54

170

1,5 0,9 0,54

193

Устройство работает нормально

195

То же

192

170

1,5 0,76 0,77

170

1,5 0,76 0,7

193

Устройство работает нормально

1,5 0,76 0,54

1,5 0,76 0,38

195

То же

192

1,5 0,76 0,32

168

165 прототип

2,0 0,76 0,54

1,3 0,76 0,54

0,8 0,76 0,54

0,5 0,76 0,54

1,5 0,76 0,54

1,5 0,6 0,54

1,5 0,5 0,54

Производитель- Характеристика работы ность, т/сут устройства

Стеклошарики попадают в стекломассу еще не оплавленные

Устройство работает нормально

Снизилась скорость плавления стеклошариков

Выступы с течением времени деформируются от крипа

Стекломасса на ограничительной пластине

Стеклошарики проскакивают через окно

Стекломасса на ограничительной пластине

1330092

Составитель H. Ильиных

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 3532/23 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Проектная. 4