Устройство для формования термопластичных материалов, включая горные породы

Изобретение относится к устройствам для выработки волокон из минеральных расплавов. Техническим результатом изобретения является повышение эксплутационной надежности устройства и производительности, снижение веса конструкции фильерных питателей. Устройство для формования термопластичных материалов содержит металлический корпус с дном, фильерный питатель, представляющий собой нагревательное устройство электрического сопротивления, в нижней части которого размещена фильерная пластина с фильерами, которые выходят за пределы нижней поверхности фильерной пластины. Устройство дополнительно снабжено вертикальными опорами, расположенными между рядами фильер с шагом 10-100 мм, которые жестко связаны с фильерной пластиной и, как минимум, одним кронштейном, имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса. Между вертикальными опорами, длина которых находится в пределах 3-50 мм, и кронштейном расположены электроизолирующие прокладки. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для выработки волокон из минеральных расплавов и может быть использовано при получении волокон посредством высокотемпературной переработки минеральных горных пород.

Известно устройство «Фильерный питатель для выработки непрерывного волокна из расплава горных пород» (патент РФ №2167835, кл. C03B 37/09, 2000 г. - аналог), содержащее корпус, фильерную пластину с фильерами, токоподводы, а для предотвращения деформации фильерной пластины содержит укрепляющий в продольном расположении элемент V-образной или U-образной формы.

Данная конструкция обладает определенной эксплутационной надежностью, но эта надежность достигается за счет значительных затрат дорогостоящих платиновых сплавов, что ведет к увеличению себестоимости получаемой продукции.

Известно устройство (патент РФ №2217393, кл. C03B 37/09, 2002 г. - прототип) - многофильерный питатель для получения минерального волокна из расплава горных пород, включающее металлический корпус с дном, фильерный питатель, представляющий собой нагревательное устройство электрического сопротивления, в нижней части которого размещена фильерная пластина с фильерами, которые выходят за пределы нижней поверхности фильерной пластины.

Хотя известная конструкция и обладает достаточной эксплутационной надежностью, но ее недостатком следует признать склонность к локальным заплывам в местах расположения керамических опорных элементов, т.к. в местах контакта опорных элементов с фильерной пластиной наблюдается перегрев, что приводит к возможности растекания расплава, вытекающего из фильер.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплутационной надежности устройства и производительности, снижение веса конструкции фильерных питателей, изготовленных из драгоценных металлов.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для формования термопластичных материалов, включая горные породы, содержащее металлический корпус с дном, фильерный питатель, представляющий собой нагревательное устройство электрического сопротивления, в нижней части которого размещена фильерная пластина с фильерами, которые выходят за пределы нижней поверхности фильерной пластины, вертикальные опоры, расположенные между рядами фильер с шагом 10-100 мм, жестко связаны с фильерной пластиной и, как минимум, одним кронштейном, имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса, причем между вертикальными опорами, длина которых находится в пределах 3-50 мм, и кронштейном расположены электроизолирующие прокладки.

На чертеже приведен вариант конструкции устройства для формования термопластичных материалов, включая горные породы.

Устройство содержит металлический корпус (на чертеже не показан) с дном, фильерный питатель 1, в нижней части которого размещена фильерная пластина 2 с фильерами 3.

Устройство дополнительно снабжено вертикальными опорами 4, представляющими собой удлиненные усеченные элементы, жестко связанные с фильерной пластиной 2, находящимися между рядами фильер 3, как минимум, одним кронштейном 5, имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса.

Между вертикальными опорами 4 и, как минимум, одним кронштейном 5 находятся электроизолирующие прокладки 6.

Расплав термопластичного материала (на чертеже не показан) под действием гидростатического давления вытекает через фильеры 3, формуясь в волокна (на чертеже не показаны). Температура расплава поддерживается за счет элементов сопротивления фильерного питателя 1.

За счет системы, состоящей из вертикальных опор 4, представляющих собой удлиненные усеченные элементы, жестко связанные с фильерной пластиной 2, как минимум, одного кронштейна 5, имеющего жесткую связь с дном металлического корпуса, и электроизолирующих прокладок 6, фильерная пластина 2 удерживается в течение всего срока службы без значительной деформации, тем самым позволяя вести процесс формования волокон на высоком качественном уровне без снижения производительности и качества вырабатываемой продукции, причем длина вертикальных опор 4 должна быть 3-50 мм.

Если длина вертикальных опор 4 меньше 3 мм, то может произойти сгорание кронштейна 5, т.к. он выполнен без дополнительного охлаждения, и может наблюдаться процесс локального перегрева в местах жесткого соединения вертикальных опор 4 и фильерной пластины 2, что нарушит технологический процесс формования волокон.

Если вертикальные опоры 4 будут больше 50 мм, то вся система, состоящая из вертикальных опор 4, кронштейна 5 и электроизолирующих прокладок 6, будет мешать заправке волокон в нитесборник (на чертеже не показан), т.к. крайние волокна при высокоскоростном режиме вытягивания движутся под большим углом к вертикальной оси фильерного питателя 1. Кроме того, т.к. вертикальные опоры 4 выполнены из драгоценных металлов платиновой группы, будут дополнительные издержки, связанные с использованием драгоценного дорогостоящего металла. Шаг между вертикальными опорами 4, представляющими собой удлиненные усеченные элементы, находится в пределах 10-100 мм.

Если вышеуказанный шаг меньше 10 мм, то будут излишние затраты драгметаллов, по своей технической сути ничем не оправданные, т.к. участок фильерной пластины 2 меньше 10 мм не подвергается деформации при существующем в процессе гидростатическом давлении.

Если шаг между вертикальными опорами 4 больше 100 мм, то будет наблюдаться деформация фильерной пластины 2 со всеми последствиями нарушения технологического вытягивания волокон.

Устройство для формования термопластичных материалов, включая горные породы, содержащее металлический корпус с дном, фильерный питатель, представляющий собой нагревательное устройство электрического сопротивления, в нижней части которого размещена фильерная пластина с фильерами, которые выходят за пределы нижней поверхности фильерной пластины, отличающееся тем, что вертикальные опоры, расположенные между рядами фильер с шагом 10-100 мм, жестко связаны с фильерной пластиной и, как минимум, одним кронштейном, имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса, причем между вертикальными опорами, длина которых находится в пределах 3-50 мм, и кронштейном расположены электроизолирующие прокладки.