Устройство для получения волокон г.п.бойко

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к устройствам для получения волокон из расплава горных пород, например базальта, раздувом энергоносителем. Изобретение направлено на расширение диапазона вырабатываемых волокон, улучшение качества и повышения производительности. В устройстве для получения волокон, содержащее стекловаренную печь с фидером, дутьевую головку, в которой установлен осесимметрично пол ый стержен ь из теплостойкого материала, патрубок подачи энергоносителя и щель подачи расплава на раздув, дутьевая головка выполнена конусообразной формы и ориентирована основанием к низу, полый стержень выполнен в верхней его части в форме полуцилиндра, обращенного выпуклой частью в сторону патрубка подачи энергоносителя с образованием полости до уровня не менее нижнего торца фидера и в верхней части с боковыми окнами, которые в торцах дутьевой головки сообщены с топочным пространством фидера , корпус дутьевой головки и полый стержень выполнены со щелями, которые ориентированы вдоль вертикальной оси с размещенными в ячейках форсунками, которые расположены симметрично одна против другой с образованием рядов, а щели подачи расплава на раздув выполнены в виде цилиндрических каналов и размещены с выходом в раздувочные полости в их сверхзвуковую часть. Дутьевая головка со стороны расплава и в переходных зонах выполнена с рубашкой из огнеупорного материала . Форсунки установлены, в горизонтальной плоскости на штоке с приводом перемещения вокруг продольной оси и имеют фиксатор положения. Внутренние стенки раздувочных полостей выполнены с оребрением. Оребрение ориентировано вдоль потока энергоносителя и выполнено между цилиндрическими каналами подачи расплава. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. СП VI со О О о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 03 В 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 (л)

О (21) 4804445/33 (22) 20;03.90 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (75) Г.П. Бойко (53) 666.189,21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 652130, кл. С 03 В 37/06, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОН Г.П.БОЙКО (57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к устройствам для получения волокон из расплава горных пород, например базальта, раздувом энергоносителем. Изобретение направлено на расширение диапазона вырабатываемых волокон, улучшение качества и. повышения производительности. В устройстве для получения волокон, содержащее стекловаренную печь с фидером, дутьевую головку, н которой установлен осесимметрично полый стержень из теплостойкого материала, патрубок подачи энергоносителя и щель подачи расплава на оаздув, дутьевая головка выполнена конусообразной формы и ориентирована основанием к низу, полый стержень выполнен в верхней его части в форме полуцилиндра, Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к устройствам для получения волокон из расплава горных пород, например, базальта, раздувом энергоносителем.

Цель изобретения — расширение диапазона вырабатываемых волокон, улучшение качества и повышение производительности. Ы 1730061 А1 обращенного выпуклой частью в сторону патрубка подачи энергоносителя с образованием полости до уровня не менее нижнего торца фидера и в верхней части с боковыми окнами, которые в торцах дутьевой головки сообщены с топочным пространством фидера, корпус дутьевой головки и полый стержень выполнены со щелями, которые ориентированы вдоль вертикальной оси с размещенными в ячейках форсунками, которые расположены симметрично одна против другой с образованием рядов, а.щели подачи расплава на раздув выполнены в виде цилиндрических каналов и размещены.с выходом в раздувочные полости в их сверхзвуковую часть. Дутьевая головка со стороны расплава и в переходных зонах выполнена с рубашкой из огнеупорного материала. Форсунки установлены в горизонтальной плоскости на штоке с приводом перемещения вокруг продольной оси и имеют фиксатор положения, Внутренние стенки раздувочных полостей выполнены с оребрением. Оребрение ориентировано вдоль потока энергоносителя и выполнено между цилиндрическими каналами подачи расплава. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

На фиг, 1 представлено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 и 3 — соответственно разрезы А-А и Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4— вид А на фиг. 1.

Устройство для получения волокон содержит стекловаренную печь с фидером 1, дутьевую головку 2 конусообразной формы ориентированной основанием к низу(фиг. 1), в которой установлен осесимметрично по1730061 лый стержень 3 из теплостойкого материала, патрубок 4 подачи энергоносителя и щель 5 подачи расплава 6 на раздув. Полый стержень 3 в верхней его части выполнен в форме полуцилиндра 7, обращенного выпуклой частью в сторону патрубка 4 подачи энергоносителя (см. также фиг. 2) с образованием полости 8 до уровня не менее нижнего торца фидера 1 и в верхней части с боковыми окнами 9. Последние в торцах 10 дутьевой головки 2 сообщены с топочным пространством 11 фидера 1. Корпус дутьевой головки 2 и полый стержень 3 выполнены со щельями 12, которые ориентированы вдоль вертикальной оси с размещенными в ячейках 13 форсунками 14. Форсунки 14 расположены симметрично одна против другой с образованием рядов, а щели 5 подачи расплава на раздув выполнены в виде цилиндрических каналов 15 и размещены с выходом в раздувочные полости 16 типа сопла Лаваля в их сверхзвуковую часть 17.

Дутьевая головка 2 со стороны расплава и в переходных зонах "расплав" — топочное пространство" и "расплав — огнеупорная кладка" выполнена с рубашкой 18 из огнеупорного материала.

Форсунки 14 установлены в горизонтальной плоскости на штоке 19 (см. фиг, 3 и 4) с приводом 20 перемещения вокруг продольной оси и имеют фиксатор 21 положения.

Внутренние стенки раздувочных полостей 16 выполнены с оребрением 22 (см. фиг, 2) между цилиндрическими каналами

15 подачи расплава и ориентировано вдоль потока энергоносителя.

Устройство для получения волокон работает следующим образом.

В фидер 1 из печи (не показано) поступает в расплав 6, который заполняя его, создает уровень, превышающий уровень расположения цилиндрических каналов 15.

Раскаленные газы поступают с топочного пространства, обволакивая наружные стенки корпуса дутьевой головки 2 и проникая сквозь боковые окна 9 в торцах 10 корпуса дутьевой головки 2 заполняют полость 8 полого стержня 3. Температура энергоносителя, таким образом, в зоне раздува струй расплава, поступающих из фидера 1 посредством цилиндрических каналов 15, повышается до 1000 С.

Энергоноситель, поступающий из патрубка 4 разогревается за счет того, что проходит по стенкам раздувочных полостей 16 обогреваемых с одной стороны расплавом и раскаленными газами топочного пространства, а с другой стороны — раскаленными газами циркулирующими в полости 8 полого стержня 3, имеющей в верхней ее части

55 боковые окна 9, сообщающиеся с топочным пространством. Наличие оребрения 21 в раздувочных полостях, находящегося в условиях повышенных температур способствует увеличению теплоемкости, а следовательно, снижает энергоемкость процесса.

Раздув горячим энергоносителем струй расплава формируемых цилиндрическими каналами 15 облегчается, так как имеет место уменьшение сил трения струй расплава о стенки каналов. Увеличению вытягивающих сил способствует дальнейшая, например, трехстадийная обработка форсунками

14 ращепленных в сверхзвуковой части 17 раздувочных полостей 16 струй расплава, обеспечивающая, кроме того, охлаждение, модифицирование и, например, опыление получаемых волокон придавая, таким образом, высокое им качестве и расширяя диапазон дальнейшего использования.

Пример 1. Энергоситель — сжатый воздух давлением 0,5 МПа через патрчбок 4 огибая полый стержень 3 собеих сторонпоступает в раздувочные полости 16. Взаимодействуя со струями расплава базальта Берестовецкого месторожения УССР, вытягивают их из цилиндрических каналов 15 и расцепляют на отдельные струйки, Одновременно с помощью форсунок 14 подается сжатый воздух под тем же давлением 0,5 МПа, который увеличивает скорость основного энергопотока, ослабляющегося в результате расцепления струй расплава, в результате чего вытягивающее усилие действует более продолжительное время, кроме того, поток охлаждает волокно стабилизируя структуру, С помощью привода 20 устанавливают положение форсунок 14 в диффузоре дутьевой головки 2, при котором обеспечивается максимальная производительность процесса.

Это достигается регулированием угла атаки струй расплава потоками сжатого воздуха подаваемого форсунками 14, Фиксатором

21 форсунки закрепляют в выбранном положении. Получаемое волокно диаметром 2 — 4 мкм характеризуется длинноволокнистым строением.

Пример 2. Энергоноситель — сжатый воздух давлением 0,05МПа аналогичнопримеру 1 также поступает в раздувочные полости 16 устройства. Соприкасаясь со струями расплава, он расцепляет их на более мелкие струйки. С помощью форсунок 14 (верхнего их ряда) на струйки воздействуют аэрозолями воды — это охлаждает их; с помощью среднего ряда форсунок (см. фиг. 1 3, 4) воздействуют модификатором — парафиновым замасливателем 10 -ной концентрацией с расходом 0,4 — 0;5 л/кг волокна, и

1730061

50

55 наконец, с помощью нижнего ряда форсунок воздействуют дисперсным порошком графита, подаваемым из псевдоожиженного слоя в потоке воздуха под давлением 0,15

МПа. Получаемое графитоэированное грубое волокно со средним диаметром 400 мкм и длиной 6-7 м пригодно для производства армирующих сеток (путем, например, последующего сплавления мест контакта отдельных волокон токами СВЧ).

Производительность устройства при длине фидера 0,5 м достигает 1,5 т/ч, что примерно в 3 — 4 раза превышает производительностьь известных устройств.

Таким образом, предлагаемое устройство для получения волокон позволяет: исключить из использования жаростойкие или платинородиевые питатели; наиболее полно использовать площадь и объем фидера; создать необходимые температурные условия в зоне раздува без дополнительного подогрева, а только за счет тепла расплава и топочных газов; уменьшить в максимальной степени усилие необходимое для вытягивания струй расплава и их последующего расщепления; обеспечить возможность в широких пределах регулировать свойства волокон с расширением диапазона их диаметров и использования в изделиях, значительно повысить производительность процесса.

Формула изобретения

1, Устройство для получения волокон, содержащее стекловаренную печь с фидером, дутьевую головку, в которой установлен осесимметрично полый стержень из теплостойкого материала, патрубок подачи энергоносителя и щель подачи расплава на раздув, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью расширения диапазона вырабатываемых волокон, улучшения качества и повышения

5 производительности, дутьевая головка выполнена конусообразной формы и ориентирована основанием к низу, полый стержень выполнен в верхней его части в форме полуцилиндра, обращенного выпуклой частью в

10 сторону патрубка подачи энергоносителя с образованием полости до уровня не менее нижнего торца фидера и в верхней части с боковыми окнами, которые в торцах дутьевой головки сообщены с топочным про15 странством фидера, корпус дутьевой головки и полый стержень выполнены со щелями, которые ориентированы вдоль вертикальной оси с размещенными в ячейках форсунками, которые расположены симмет20 рично одна против другой с образованием рядов, а щели подачи расплава на раздув выполнены в виде цилиндрических каналов и размещены с выходом в раздувочные полости в их сверхзвуковую часть.

25 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что дутьевая головка со стороны расплава и в переходных зонах выполнена с рубашкой из огнеупорного материала, 3. Устройство по пп., 1 и 2, о т л и ч а ю30 щ е е с я тем, что форсунки установлены в горизонтальной плоскости на штоке с приводом перемещения вокруг продольной оси и имеют фиксатор положения.

4. Устройство по и. 1, о т л.и ч а ю щ е е35 с я тем, что внутренние стенки раздувочных полостей выполнены с оребрением.

5. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оребрение ориентировано вдоль потока энергоносителя и выполнено

40 между цилиндрическими каналами подачи расплава.

1730061

1730061

E-5

21

Составитель Г.Бойко

Редактор Е,Зубиетова Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 1484 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