Волокнообразующее устройство для получения штапельных волокон

 

Изобретение относится к производству штапельных волокон, в частности к способам горизонтального раздува струи расплава и к аэродинамическим установкам для получения волокон, и может быть использовано для получения различных видов продукции , основу которых составляют данные волокна, Целью изобретения является снижение удельных энергозатрат при улучшении качества готовой продукции. Устройство для получения штапельных волокон снабжено генератором капель хладагента, который выполнен в виде кольцевого канала , состыкованного с диафрагмой, причем наружная стенка канала выполнена в виде поверхности однополостного гиперболоида , а внутренняя - в виде двух конусных поверхностей, соединенным большими основаниями , при этом диафрагма выполнена из двух соосно расположенных конусных поверхностей, одна из которых состыкована с выходным сечением генератора большим основанием, а вторая - меньшим, кроме этого выходное сечение диафрагмы размещено совместно с выходным сечением сверхзвукового кольцевого сопла с косым срезом, формирующим поток энергоносителя на входе во второе рабочее сопло, а в наружной стенке канала выполнены цилиндрические отверстия, соединяющие генератор с полостью хладагента. 1 ил. С с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю1)ю С 03 В 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ ГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ЛРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4663458/33 (22) 20.03.89 (46) 23.01.91. Бюл, N 3 (71) Харьковский авиационный институт им. Н,Е, Жуковского (72) Л.И. Карницкий и А,И. Яковлев (53) 666,189,21 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1265155, кл. С 03 В 37/06, 1985. (54) ВОЛОКНООБРАЗУ1ОЩЕЕ УСТРОЙСТВ0 ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШТАПЕЛЬНЫХ ВОЛОКОН (57) Изобретение относится к производству штапельных волокон, в частности к способам горизонтального раздува струи расплава и к аэродинамическим установкам для получения волокон, и может быть использовано для получения различных видов продукции, основу которых составляют данные волокна, Целью изобретения является снижение удельных энергозатрат при улучшеИзобретение относится к производству штапельных волокон, в частности к способам горизонтального раздува струи расплава и к аэродинамическим установкам для получения волокон, и может быть использовано для получения различных видов про- дукции, основу которых составляют данные

Волокна, Целью изобретения является снижение удельных энергозатрат и улучшение качества продукции, На чертеже показано устройство, продольный разрез.

Устройство содержит корпус 1, с которым состыкованы передняя 2 и задняя 3 стенки, расположенное в передней стенке

„„Ж„„1622298 А1 нии качества готовой продукции. Устройство для получения штапельных волокон снабжено генератором капель хладагента, который выполнен в виде кольцевого канала, состыкованного с диафрагмой, причем наружная стенка канала выполнена в виде поверхности однополостного гиперболоида, а внутренняя — в виде двух конусных поверхностей, соединенным большими основаниями, при этом диафрагма выполнена из двух соосно расположенных конусных поверхностей, одна иэ которых состыкована с выходным сечением генератора большим основанием, а вторая — меньшим, кроме этого выходное сечение диафрагмы размещено совместно с выходным сечением сверхзвукового кольцевого сопла с косым срезом, формирующим поток энергоносителя на входе во второе рабочее сопло, а в наружной стенке канала выполнены цилиндрические отверстия, соединяющие генератор с полостью хладагента. 1 ил, приемное сопла 4. выходное сечение которого лежит в одной плоскости с выходным сечением первого рабочего сопла 5, камеру

6 первичного раздува, расположенную между соплом 5 и вторым рабочим соплом 7, выходящим в камеру 8 вторичного раздува, образованную конусом 9, причем поток энергоносителя на входе сопла 7 формирует кольцевое сопло 10 с косым срезом, расположенное совместно с диафрагмой 11. которая состыкована с кольцевым каналом 12. соединенным через отверстия 13 с полостью 14 хладагента, образованную стенкой

3 и крышкой 15, при этом хладагент поступает в полость 14 через патрубок 16, а энергоноситель — к соплу 5 через полость 17, к

1622298 соплу 10 — через отверстия 18 и полость 19, в канал 12 — через отверстия 20, е устройство энергоноситель вводят через отверстие 21.

Устройство работает следующим образом.

Под высоким давлением подводят энергоноситель к устройству, Через отверстие

21 он поступает в полость 17 отверстий 20 и

18, а затем — в первое рабочее сопло 5, кольцевой канал 12 и сопло 10. Во второе рабочее сопло 7 энергоноситель поступает из диафрагмы 11 и сопла 10. С помощью патрубка 16 в полость 14 вводят жидкий хладагент. Через отверстия 13 он проникает в кольцевой канал 12, диспергируется и уносится потоком в диафрагму 11. На выходе из диафрагмы капельки хладагента захватываются потоком энергоносителя, сформированного соплом 10, и поступают во второе рабочее сопло 7, которое формирует поток энергоносителя в виде мелкодисперсной среды, Рабочие сопла 5 и 7 спрофилированы гак, что они образуют потоки энергоносителя с оптимальными аэродинамическими характеристиками для камер первичного 6 вторичного 8 раздува, Через несколько минут устройство готово к эксплуатации. К вер.икально истекающей струе расплава, сформированной выходным сечением эоны выработки плавильной печи, устройство подводят под 90 со стороны передней стенки 2. Поток энергоносителя, образованный соплом 5, создает эжекционный эффект . зоне приемного сопла 4. Когда струя расплава оказывается в зоне действия эжекцио ного эффекта, она разворачивается на

90 и через приемное сопло 4 входит в проточную часть устройства. Пройдя сопло 4, рэспгав попадает в зону действия первого рабочего потока, где и происходит дробление струи на частички, диаметр которых определяется критической скоростью е камере 6. Из последней продукты первичного раздува уносятся аэродинамическим потоком в камеру 8 и поступают в зону взаимодействия потоков, где и происходит окончательное формование волокон. Зона взаимодействия образуется в точке встречи внешней границы первого и внутренней границы второго потоков энергоносителя и формируется конусом 9.

Введение в устройство генератора капель хладагента позволяет резко снизить энергозатраты на получение волокнистого огнеупорного материала, так как в этом слу чае можно определить оптимальный состав среды в зоне взаимодействия и ее аэродинамические характеристики, которые приведут к получению готовой продукции с улучшенным качеством, Оптимальный состав

50 среды подбирается из условия низких энергозатрат при создании оптимальных условий волокнообразования, которые, как правило, определяются коэффициентом теплоотдачи при формировании волокон и скоростью формования волокон. Последние позволяют определить для данного расплавленногo материала, исходя из заданной геометрии волокон. энергию энергоносителя и процентный состав мелкодисперсной среды, т.е. массовое отношение в единице объема энеогоносителя и хл ада ге нта.

Выполнение генератора в виде кольцевого канала, состыкованного с диафрагмой, причем наружная стенка канала выполнена в виде поверхности однополостного геперболоида, в которой выполнены цилиндрические отверстия, а внутренняя — в виде двух конусных поверхностей, соединенных большими основаниями, при этом диафрагма выполнена из двух соосно расположенных конусных поверхностей, одна из которых состыкована с выходным сечением большим основанием, а вторая — меньшим, позволяет за счет энергии энергоносителя вводить е генератор жидкий хладагент, диспергировать его и получать на выходе из диафрагмы поток энергоносителя со взвешенными е нем капельками хладагента. равномерно распределенными в поперечном сечении потока, Причем такая конструкция генератора обеспечивает качественное д«спергирование хладагента, т.е. диаметр капелек хладагента на выходе из диафрагмы не превышал (12...18) 10 мм, Совместное размещение выходных сечений диафрагмы и кольцевого сопла с косым срезом на входе во второе рабочее сопло обеспечивает захват капель хладагента на выходе из диафрзгмы, повторное их дробление е потоке энергоносителя и ввод е зону взаимодействия потоков е камере вторичного вытягивания второго рабочего потока в виде мелкодисперснсй среды. в которой диаметр капелек хладагента не превышает (4...6) 10 мм, что позволяет обеспе-з чить оптимальные аэродинамические характеристики суммарного потока в камере вторичного вытягивания для формования волокон заданной геометрии, а значит, качество готовой продукции значительно улучшается.

Использование мелкодисперсного потока при формовании волокон позволяет получать высокое качество BolloKHHGTolo материала при сниженных удельных энергозатратах.

Формула изобретения

Волокнообразующее устройство для получения штапельных волокон, включаю1622298

Составитель Н. Ильиных

Редактор Н. Рогулич Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 83 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 щее корпус, переднюю и заднюю стенки, приемное сопло, рабочие сопла и камеры первичного и вторичного вытягивания, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, целью снижения удельных энергозатрат и улучшения качества продукции, оно снабжено генератором капель хладагента, который выполнен в виде кольцевого канала, состыкованного с диафрагмой, причем наружная стенка кольцевого канала выполнена в виде поверхности однополостного гиперболоида, а внутренняя — в виде двух конусных поверхностей, соединенных большими основаниями, при этом диафрагма выполнена из двух соосных конусных поверхностей, одна из которых состыкована с выходным сечением

5 генератора большим основанием, а вторая — меньшим, причем выходное сечениедиафрагмы совмещено с выходным сечением одного из рабочих сопл, выполненным с косым срезом, а в наружной стенке кольцевого ка10 нала выполнены цилиндрические отверстия, соединяющие генератор с полостью хлада гента.