Дутьевая головка

 

Изобретение относится к производству волокон из расплава горных пород (базальта, андезита, диабаза и др.) вертикальным раздувом струй расплава, истекающих из фильерного питателя. Цель изобретения - обеспечение стабильности выработки волокна. Дутьевая головка снабжена механизмом регулирования диаметра втулки, выполненным в виде установленных по образующим ее внутренней поверхности стержней, скрепленных эластичным материалом и шарнирно соединенных с верхним и нижним торцами втулки. Причем каждый стержень через тягу связан со штоком индивидуального пневмоцилиндра, подключенного посредством пневмопровода с регулируемыми дросселями к пневмосети подачи энергоносителя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 С 03 В 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1569955 (21) 4686564/33 (22) 03.04.89 (46) 07.08.91. Бюл, hk 29 (75) Г.П.Бойко (53) 666.189.21 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1569955, кл, С 03 В 37/06, 1988. (54) ДУТЪЕВАЯ ГОЛОВКА (57) Изобретение относится-к производству волокон из расплава горных пород (базальта, андезита, диабаза и др.) вертикальным раздувом струй расплава, истекающих из

Изобретение относится к производству волокна из расплава горных пород (базальта, андезита, диабаза и др.) вертикальным раздувом струй расплава, истекающих из фильерного питателя, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. М

1569955.

Цель изобретения — обеспечение стабильности выработки волокна.

На фиг,1 представлена схема дутьевой головки; на фиг.2 — размещение пневмоцилиндров по отношению к внешнему кольцевому соплу дутьевой головки, вид снизу на фиг.3 — выполнение внешней кольцевой втулки и ее компоновка с остальными узлами дутьевой головки.

Дутьевая головка состоит из корпуса 1 с патрубком 2 подачи энергоносителя, присоединенным к пневмосети 3, снабженной датчиком 4 скорости энергоносителя и манометром 5 контроля давления энергоносителя. К датчику 4 скорости энергоносителя подсоединен регулируемый дроссель 6 по„„SU „„1668323 А2 фильерного питателя. Цель изобретения— обеспечение стабильности выработки волокна. Дутьевая головка снабжена механизмом регулирования диаметра втулки, выполненным в виде установленных по образующим ее внутренней поверхности стержней, скрепленных эластичным материалом и шарнирно соединенных с верхним и нижним торцами втулки, причем каждый стержень через тягу связан со штоком индивидуального пневмоцилиндра, подключенного посредством пневмопровода с регулируемыми дросселями к пневмосети подачи энергоносителя. 3 ил. средством пневмопровода 7. Регулируемый дроссель 6 посредством пневмопровода 8 соединен также с пневмосетью 3 перед ее входом в датчик 4 скорости энергоносителя.

С противоположной стороны регулируемый дроссель 6 посредством пневмопровода 9 соединен с пневмоцилиндром 10 со сторо- 0с, ны внутренней поверхности поршня 11, со- 0, единенного с тягой 12, укрепленной с 0р помощью шарнира 13, связанного у внешнего торца соответственно шарниром 17, с жестким стержнем 15, расположенным в прилегающей плоскости внешйей кольцевой втулки 14 и скрепленным эластичным материалом 16. у верхнего торца внешнеи ) р кольцевой втулки 14 жесткие стержни 15, с скрепленные эластичным материалом 16, соединены с помощью шарнира 17, Другим концом пневмоцилиндры 10 посредством шарнира 18 скреплены с кронштейном 19, например, корпуса камеры волокноосаждения или другими жесткими и достаточно устойчивыми узлами установки по выработке

1668323 волокна, Дутьевая головка, кроме того, содержит корпус 20 с примыкающей к нему в верхней его части кольцевой камерой 21 с крышкой 22 и цилиндрическим патрубком

23 подачи раствора ПАВ, а также отверстием 24, сочлененным с каналом 25, в который поступает расплав, например, базальта через отверстие 24. В нижней части кольцевой каМеры 21 выполнены стоковые желобы 26., Патрубок 27 подачи модификатора примы, кает к зауженному сечению патрубка 2 под ачи энергоносителя, внутренняя поверхность которого в части, примыкающей к корпусу 20 дутьевой головки, выпол, нена по типу сопла Лаваля. Внешняя кольцевая втулка 14 посредством резьбово го соединения соединена с внутренней кольцевой втулкой 28, а внутренняя кольцевая втулка соединена посредством резьбы с корпусом 20 дутьевой головки: они имеют возможность перемещаться друг относи тельно друга и корпуса. Внутренняя и внешняя кольцевые втулки выполнены с образованием между внешней стороной внутренней кольцевой втулки 28 и внутренней поверхностью корпуса 20 досопловой камеры 29 и между внутренней поверхностью внутренней кольцевой втулки 28 и внешней поверхностью внешней кольцевой втулки 14 резонирующей полости 30. Внешняя кольцевая втулка 14 образует в ее внутреннем объеме подсопловую камеру 31 и характеризуется внутренними диаметрами; бвн у ее верхнего торца и бн — у ее нижнего торца. В верхней части корпуса 20 жестко укреплен удлиненный патрубок 32 соосно с каналом 25. Конец удлиненного патрубка 32 расположен ниже оси патрубка 2 подачи энергоносителя, Дутьевая головка работает следующим образом, Минеральный расплав подается в отверстие 24 крышки 22 кольцевой камеры 21 и далее поступает через канал 25 в удлиненный патрубок 32, на выходе которого он вступает во взаимодействие с модифицированным потоком энергоносителя, подаваемым патрубком 2 подачи энергоносителя с подсоединенным к нему патрубком 27 подачи модификатора. Посредством цилиндрического патрубка 23 подачи раствора ПАВ поступает раствор последнего, заполняющий частично кольцевую камеру 21, из которой раствор ПАВ по стоковым желобам 26 попадает в удлиненный патрубок 32 подачи расплава, где взаимодействуя с последним, приводит к расщеплению струй расплава на отдельные струйки, которые, войдя в зону действия модифицированного потока энергоносителя, вытягиваются в волокна. При

55 превышении давления энергоносителя сверх заданного, необходимого для получения волокна определенного диаметра, выходной сигнал с датчика 4 скорости энергоносителя поступает на управляющие входы регулируемых дросселей 6. При увеличении давления (скорости) энергоносителя увеличивается подача энергоносителя, поступающего посредством пневмопровода 8 через регулируемый дроссель 6 в пневмоцилиндр 10 (через пневмопровод 9), Пропускная способность регулируемого дросселя 6 при увеличении давления (скорости) энергоносителя увеличивается и большее количество энергоносителя поступает в пневмоцилиндр 10. Это приводит к смещению его поршня 11 вправо. Так как поршень соединен посредством тяги 12 с жестким стержнем 15, расположенным во внутренней плоскости внешней кольцевой втулки 14 и скрепленным эластичным материалом 16 у ее нижнего торца шарниром 13, а у верхнего торца соотвественно шарниром 17, то происходит on.ягивание нижнего конца жесткого стержня 15 в сторону движения поршня 11 и диаметр dH внешней кольцевой втулки 14 увеличивается, а это обусловливает снижение гидродинамического напора, вызванного увеличением давления энергоносителя и ее как результат — стабилизации диаметра вырабатываемых волокон. Пределы изменения диаметра dH внешней кольцевой втулки 14 можно регулировать от нуля, когда регулируемые дроссели 6 полностью закрыты (в пневмоцилиндр 10 не поступает энергоноситель с пневмосети), до 100, когда регулируемые дроссели 6 полностью открыты (в пневмоцилиндр 10 поступает энергоноситель с пневмосети). Ход поршня 11 ограничивается величиной изменения диаметра d< внешней кольцевой втулки, например бн/бвн = 1,1-1,8, что обеспечивает стабилизацию диаметра, получаемого с помощью предлагаемого изобретения при изменении давления энергоносителя в 2 раза.

Аналогично описанному дутьевая головка работает при снижении давления энергоносителя, только в этом случае поршень

11 смещается влево, уменьшая диаметр d< внешней кольцевой втулки 14 с увеличением гидродинамического напора в ней, Увеличение или уменьшение внутреннего диаметра внешней кольцевой втулки

14 у ее нижнего торца осуществляется объединением пневмоцилиндров 10 в группы, работающие синхронно (в сторону уменьшения или увеличения диаметра d<). При соотношении d /de = 1,1 тяги всех пневмоцилиндров 10 удлиняются на одинаковую

1668323

30

40

55 величину. При соотношении d>/d» - 1,8 тяги всех пневмоцилиндров 10 укорачивается на одинаковую величину и внутренний диаметр внешней кольцевой втулки 14 у ее нижнего торца соответственно приобретает положение I или И. При других соотношениях d /d H диаметр dH внешней кольцевой втулки 14 занимает промежуточные положения. Возможно получение эллипсоидного или иного профиля наружного торца внешней кольцевой втулки, Таким образом, автоматически регулируя профиль нижнего торца внешней кольцевой втулки 14 в зависимости от изменения давления энергоносителя и пневмосети, предлагаемое изобретение позволяет поддержать диаметр вырабатываемого волокна в заданных значениях и обеспечить стабильный процесс его производства.

Пример, Из пневмосети 3 посредством патрубка 2 подачи энергоносителя в дутьевую головку подают сжатый воздух под давлением 0,06 МПа, Диаметр получаЕмого волокна составляет 220 мкм. Соотношение d

14, например, до крайнего возможного положения поршня 11, что соответствует соотношению d /dsH = 1,8. При увеличенном dH, внешней кольцевой втулки увеличение Р»6 энергоносителя обеспечивает получение волокна диаметром 220 мкм, т,е. таким же, как и при давлении энергоносителя 0,06

МПа. Если бы регулирование не осуществлялось, то увеличение Р»6 до 0,12 МПа привело бы к снижению диаметра получаемого волокна до 25 мкм, При получении волокна диаметром, например, 25 мкм при давлении энергоносителя 0,12 МПа соотношение бн/бвм выбирается 1,1, тяга 12 поршня 11 пневмоцилиндра 10 устанавливается в соответствующее положение, когда бн минимально возможно. С увеличением P»s до 0,35 МПа срабатывает датчик 4 скорости и сигнал уаеличивает пропускную способность регулируемого дросселя 6. Аналогично описанному выше срабатывает механизм регулирования, что приводит к увеличению соотношения d /бвн до 1,8 и стабилизации диаметра в заданных величинах диаметра (25 мкм). Колебания величин диаметров вырабатываемых волокон находятся в пределах +5%.

При уменьшении давления энергоносителя от 0,35 МПа до, например, 0.12 МПа меньшее количество энергоносителя поступает в пневмоцилиндр 10: происходит его отток от пневмоцилиндра 10 в пневмосеть 3 посредством регулируемого дросселя 6, обеспечиваемого сигналом, поступающим на его вход с датчика 4 скорости энергоносителя, и поршень 11 занимает, например, крайнее левое положение, что обеспечивает установлению соотношения d

Это обеспечивает стабильную выработку волокна необходимого. (заданного) диаметра в процессе его производства.

В примере рассмотрены крайние случаи изменения давления энергоносителя, в пределах которых дутьевая головка обеспечивает стабильную выработку волокна.

Обычно, например, при выработке тонких волокон изменения давления не столь значительны (в пределах 0,25 — 0,35 МПа), а в производстве грубых 0,05 — 0,06 Mfla, Однако в указанных пределах изменение диаметра волокна достигает 230-250%.

Использование изобретения позволяет получать волокна с разбросом по диаметру не более 1 % (для грубых волокон) и не более

10% (для тонких волокон) и может найти самое широкое применение в производстве волокон из расплава горных пород.

Формула изобретения

Дутьевая головка по авт. св. t4 1569955, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения стабильности выработки волокна, она снабжена механизмом регулирования диаметра втулки, выполненным в виде установленных по образующим ее внутренней поверхности стержней, скрепленных эластичным материалом и шарнирно соединенных с верхним и нижним торцами втулки, причем каждый стержень через тягу связан со штоком индивидуального пневмоцилиндра, подключенного посредством пневмопровода с регулируемыми дросселями к пневмосети подачи энергоносителя.

1668323

1668323

?б

@ д Ю

Составитель Н.Ильиных

Редактор Е.Савина Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Kó÷åðÿâàÿ

Заказ 2622 Тираж 2 96, 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