Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород



Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород
Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород
Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород
Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород

 


Владельцы патента RU 2407711:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к устройствам для выработки волокон из минеральных расплавов, а именно к многофильерным питателям для изготовления волокон. Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильности температурного режима образования волокон и снижение их обрывности. Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород включает корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран, соединенный с токоподводами и установленный над фильерной пластиной с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер и определенным расстоянием между крайними фильерами. Выпуклый перфорированный нагревательный экран выполнен в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды, при этом перфорированные отверстия выполнены в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12 градусов. 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для выработки волокон из минеральных расплавов, а именно к многофильерным питателям для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород, например базальта.

Известен многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород (см. а.с. СССР №1449549 МКИ С03В 37/09, опубл. 07.01.89. Бюл. №1), включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии пластины и для выравнивания температуры расплава, поступающего к фильерам, она выполнена с продольным осевым сечением в виде симметричного пятиугольника и продольными пазами, расположенными над фильерами каждого ряда.

Недостатком является невозможность обеспечения стабильности выработки непрерывного волокна из расплава горных пород. Это связано с попыткой обеспечения однородности выработанного материала путем выравнивания температур расплава, поступающего к фильерам питателя.

Известен многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород (см. патент РФ №2087435 МПК С03В 37/09, опубл. 20.08.1997), включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран, соединенный с токоподводами и установленный над фильерной пластиной с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер и определенным расстоянием между крайними фильерами.

Недостатком технического решения является неравномерность распределения температуры по высоте выпуклого перфорированного нагревательного экрана в форме перевернутого V из-за разности скорости перемещения нагретого расплава базальта между перфорированными отверстиями по прямой наклонной поверхности. При этом изменяющееся время заполнения перфорированных отверстий от верха до основания нагревательного экрана приводит к интенсификации налипания на их внутренние поверхности расплава базальта, особенно на выходе. Все это в конечном итоге приводит к невысокой стабильности образования волокна нормированного параметра по толщине, а это способствует увеличению обрывности вырабатываемого волокна.

Технической задачей является обеспечение стабильности температурного режима образования волокон и снижение их обрывности за счет выполнения выпуклого перфорированного нагревательного экрана в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды, обеспечивающей минимизацию временного различия поступления расплава базальта в перфорированные отверстия при перемещении от верха к основанию нагревательного экрана.

Технический результат по повышению стабильности образования волокон и снижение их обрывности достигается тем, что многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород, включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран, соединенный с токоподводами и установленными над фильерной пластиной с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер и определенным расстоянием между крайними фильерами, причем выпуклый перфорированный нагревательный экран выполнен в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды, при этом перфорированные отверстия выполнены в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12 градусов.

На фиг.1 изображен продольный разрез могофильерного питателя; на фиг.2 - поперечный разрез по А-А; на фиг 3 - разрез перфорированного отверстия нагревательного экрана; на фиг.4 - вид сверху нагревательного экрана с рядами перфорированных отверстий.

Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород включает корпус 1 с торцевыми и боковыми стенками, соединенную с корпусом 1 и установленную в его днище фильерную пластину 2 с фильерами 3. Питатель включает также токоподводы 4, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины 2 и соединенные с торцевыми стенками корпуса 1, выпуклый перфорированный нагревательный экран 5, установленный над фильерной пластиной 2 в придонной зоне питателя. Выпуклый перфорированный нагревательный экран 5 выполнен в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды (см., например, М.Я. Выгодский. Справочник по высшей математике, стр.802, «Некоторые замечательные кривые»). В результате под действием силы тяжести (это заложено по технологическому процессу изготовления непрерывного волокна на многофильерном питателе из расплава горных пород) происходит быстрое перемещение массы горячего расплава горных пород от одного, например самого верхнего, к следующему, ниже расположенному перфорированному отверстию. Выпуклый перфорированный нагревательный экран 5 размещен над фильерной пластиной 2 с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и с наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер. Многофильерный питатель снабжен пластиной 6 для его установки в дно устройства для подачи расплава горных пород. Выпуклый перфорированный нагревательный экран 5 соединен для электрического контакта с токопроводами 4 посредством торцевых стенок корпуса 1 и имеет перфорированные отверстия 7, выполненные в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12 градусов и расположенные рядами, симметричными относительно продольной оси симметрии фильерной пластины 2.

Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород работает следующим образом.

Расплав горной породы поступает в корпус 1 многофильерного питателя от устройства для подачи расплава (фидера) из плавильной печи, где плавление горной породы осуществляется факельным нагревом. Расплав горной породы с температурой 1520°С поступает через вертикальный канал фидера на многофильерный питатель, при этом высота столба расплава составляет 0,12-0,2 м от плоскости фильерной пластины 2 с фильерами 3. Поток расплава горной породы обтекает выпуклый перфорированный нагревательный экран 5 в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды, нагревается его поверхностью и через перфорированные отверстия 7 поступает на фильерную пластину 2. Вследствие выполнения выпуклого перфорированного нагревательного экрана 5 в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды обеспечивается минимизация временного различия поступления расплава горных пород в ряды перфорированных отверстий 7 при перемещении от верха к основанию выпуклого перфорированного нагревательного экрана 5, и температура расплава, и соответственно, вязкость в каждом ряду перфорированных отверстий 7 будет постоянна. Следовательно, устраняются и различия в количестве налипающего расплава горных пород на внутренние поверхности перфорированных отверстий 7. Это приводит к равномерности поступления расплава горных пород с каждого ряда перфорированных отверстий 7 выпуклого перфорированного нагревательного экрана 5 с температурой, соответствующей процессу его нормированного охлаждения.

Благодаря этому при различном пути, проходимом расплавом горных пород от перфорированных отверстий 7, расположенных в разных рядах выпуклого перфорированного нагревательного экрана 5, до фильерной пластины 2, он поступает к фильерам 3, нагретым до различных значений температур, но равных по рядам перфорированных отверстий 7 (с учетом процесса охлаждения на внешней поверхности выпуклого перфорированного нагревательного экрана 5 при минимальном времени прохождения расплава горных пород от одного до другого ряда перфорированных отверстий 7).

Выполнение перфорированных отверстий 7 выпуклого перфорированного нагревательного экрана 5 в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12 градусов обеспечивает оптимальную максимальную скорость их прохождения расплавом горных пород (см., например, с.191, Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача - М.: Высшая школа, 1980, 409 с.), что приводит к практическому отсутствию налипания расплава горных пород на внутренних поверхностях перфорированных отверстий 7.

В результате получаем не случайный разброс градиентов температур расплава горных пород на фильерной пластине 2 (по прототипу), а равномерно распределенный в соответствии с симметричными (относительно продольной оси выпуклого перфорированного нагревательного экрана 5) рядами перфорированных отверстий 7, выполненных в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12 градусов. Тогда при взаимной компенсации градиентов температур расплава горных пород и в выработочной зоне, а также на нижней поверхности фильерной пластины 2 наблюдается стабильная температура расплава горных пород по ширине фильерной пластины 2 в пределах нормированных значений для конкретного типа сырья по производству волокон.

Через отверстия фильер 3 расплав горных пород поступает на нижнюю часть, где происходит формирование волокна в нить. Нить через устройство замасливания поступает в намоточное устройство, где сматывается на бобины. Температура расплава горных пород в рабочем режиме измеряется термопарой. Регулировка температуры фильерной пластины 2 производится автоматически путем изменения питающего напряжения на теплопроводах 4.

Оригинальность предлагаемого технического решения по повышению стабильности температурного режима образования волокон и снижения их обрывности заключается в выполнении выпуклого перфорированного нагревательного экрана таким образом, что в поперечном сечении он имеет форму перевернутой циклоиды, а это и обеспечивает минимизацию временного различия при заполнении расплавом горных пород перфорированных отверстий нагревательного экрана, расположенных рядами на разных уровнях, при этом выполнение перфорированных отверстий в виде усеченного конуса уменьшает налипание расплава горных пород на их внутренние поверхности. Все это способствует планомерному распределению разнонаправленных температурных градиентов расплава горных пород и фильерной пластины, что обеспечивает более однородный по температуре расплав на выходе из фильер, улучшая выработку волокна и снижая их обрывность.

Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород, включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран, соединенный с токоподводами и установленный над фильерной пластиной с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер и определенным расстоянием между крайними фильерами, отличающийся тем, что выпуклый перфорированный нагревательный экран выполнен в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды, при этом перфорированные отверстия выполнены в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12°.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов при плавлении сырья в печах-вагранках, а именно к производству минеральной ваты, используемой для тепло- и звукоизоляции.

Изобретение относится к области производства непрерывного волокна из неорганических расплавов. .

Изобретение относится к области производства непрерывного волокна из расплава базальтовых пород и касается фильерного питателя для получения струи базальта для переработки расплава в волокно.

Изобретение относится к области производства непрерывного волокна. .

Изобретение относится к области производства непрерывного волокна из расплава базальтовых пород и касается фильерного питателя для получения струи базальта для переработки расплава в волокно.

Изобретение относится к области производства волокна из неорганических расплавов, в частности непрерывного базальтового волокна (НБВ), и касается фильерного питателя для получения струи базальта для переработки расплава в непрерывное волокно.

Изобретение относится к устройствам для выработки волокна из минеральных расплавов, например базальта. .

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к получению волокон из тугоплавких горных пород, в том числе из базальта, которые могут быть использованы в машиностроении, электронике, строительной, текстильной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к производству непрерывного волокна из базальтового сырья, в частности к конструкции фильерного питателя, и может быть использовано на заводах отрасли по производству волокна.

Изобретение относится к устройствам для выработки волокна из минеральных расплавов, а именно из расплава горных пород, например базальта. .

Изобретение относится к области производства волокон из базальтовых пород, и в частности, к конструкции устройств и плавильных печей для производства непрерывных базальтовых волокон

Изобретение относится к области производства волокон из базальтовых, вулканических пород, к конструкции камнеплавильных печей

Изобретение относится к устройствам для выработки волокон из минеральных расплавов

Изобретение относится к производству непрерывного волокна из базальтового сырья

Изобретение относится к производству непрерывного волокна из базальтового сырья, в частности к конструкции фильерного питателя, и может быть использовано на заводах отрасли по производству волокна

Изобретение относится к устройствам для формирования непрерывных волокон из потоков расплавленного неорганического материала

Изобретение относится к фильерному питателю для выработки непрерывного волокна

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для производства волокна из горных пород, преимущественно базальта, а именно к печам для плавления базальта. Печь содержит узел загрузки камеры варки и выработки, электрические нагревательные элементы и газовые горелки и питатель. Питатель и нагревательные элементы выполнены из жаропрочной высокохромистой стали. Нагревательные элементы в количестве не менее 10 штук расположены симметрично по восходящей кривой вдоль горизонтальной оси печи на расстоянии друг от друга 300-350 мм. Газовые горелки минимальной мощности установлены в печи под углом к зеркалу расплава. Печь обеспечивает получение гомогенного базальтового расплава с низкой зауглероженностью, позволяющего получить базальтовое волокно высокой степени пластичности. 1 ил.

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к оборудованию заводов для производства непрерывных и штапельных стеклянных волокон двухстадийным методом. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности процессов формования волокон, сокращение расхода и потерь драгоценных металлов и снижение стоимости стеклянных волокон. Основным узлом электрокерамической печи с косвенным нагревом является керамическая емкость, изготавливаемая из термостойкого и устойчивого к расплавам стекла при температуре до 1450°C огнеупорного материала и представляющего собой полую усеченную пирамиду, разделенную с помощью решетчатого керамического экрана на две зоны: верхнюю плавильную и нижнюю термической подготовки расплава. Нагрев каждой зоны производится при помощи электронагревателей, устанавливаемых вблизи внешних поверхностей обеих зон. Расплав стекломассы через отверстия решетчатого керамического экрана поступает в камеру термической подготовки и далее в многофильерный питатель, непосредственно примыкающий к нижней камере керамической емкости. Оптимальные соотношения площади отверстий решетчатого керамического экрана к суммарной площади сечений цилиндрических частей фильер находятся в пределах 1,0-3,5 при соотношении объемов верхней и нижней камер не менее чем 1:1 и высоты керамической емкости в пределах 200-350 мм. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для производства теплозвукоизоляционного материала из расплава горных пород, преимущественно базальта. Фильерный питатель отлит в условиях вакуума, содержит фильерную пластину и токоподводы, выполненные цельнолитыми, что исключает образование микротрещин. Токоподводы расположены к плоскости фильерной пластины под углом 130°С. Фильерный питатель выполнен из литого хромистого сплава при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром - 60-65%; фосфор - 0,012-0,024%; сера - 0,001-0,004%; углерод - 0,02-0,05%; кремний - 0,01-0,06%; алюминий - 0,1-0,8%; железо - остальное. Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы питателя и снижение его стоимости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх