Волокнообразующее устройство



Волокнообразующее устройство
Волокнообразующее устройство

 


Владельцы патента RU 2531123:

Общество с ограниченной ответственностью "КОМПЛЕКТ" (RU)

Изобретение относится к области производства штапельных волокнистых материалов из синтетического и минерального сырья способом раздува струи исходного расплавленного материала потоком. Техническим результатом изобретения является уменьшение расхода энергоносителя и повышение надежности работы устройства. Волокнообразующее устройство содержит сопловой агрегат для выхода струи расплавленного материала в атмосферу, источник энергоносителя и дутьевую головку с щелевым соплом для выхода энергоносителя в атмосферу. При этом щелевое сопло размещено под углом 12-18 градусов к продольной оси соплового агрегата для выхода струи расплавленного материала, который выполнен в виде ряда цилиндрических отверстий в количестве A диаметром d=(0,75-0,85)(B/A), общая ось которых параллельна срезу щелевого сопла шириной B, а дутьевая головка связана с источником энергоносителя через устройство циклического прерывания потока энергоносителя. 2 ил.

 

Изобретение относится к области производства штапельных волокнистых материалов из синтетического и минерального сырья способом раздува струи исходного расплавленного материала потоком энергоносителя и может быть использовано при производстве полиэтилентерефталатного волокна и изделий из него, например холстов или нетканого материала.

Устройства для получения штапельных волокнистых материалов, работающие на принципе раздува струи расплавленного исходного сырья потоком пара, воздуха или другого энергоносителя, отличаются от классического способа получения волокон путем их вытягивания через фильеры малого диаметра простотой конструкции и возможностью использовать при производстве волокна вторичное сырье низкого качества. Недостатком таких устройств является сложность получения качественного волокна с малым поперечным размером элементарных волокон и увеличенный расход энергоносителя, приходящийся на единицу массы готового продукта.

Известно волокнообразующее устройство [1], выполненное в виде дутьевой головки, включающее корпус с внутренней кольцевой полостью, соединенной с патрубком для ввода энергоносителя, крышку с отверстием в виде сопла для выхода струи расплавленного материала, центральный канал переменного сечения для ввода струи расплавленного материала, кольцевое щелевое сопло для выхода энергоносителя в атмосферу, досопловую и подсопловую камеры, стакан с отверстиями в донышке и стенках, присоединенный к основанию фильерного питателя и корпусу головки и образующий с крышкой камеру разрежения.

Недостатками такого волокнообразующего устройства являются большой расход энергоносителя, приходящийся на единицу массы готового продукта, обусловленный тем, что длина развертки щелевого сопла более чем в 3,14 раза превышает диаметральный размер струи расплавленного материала, низкая надежность его работы, обусловленная возможностью налипания струи расплавленного материала на внутреннюю поверхность центрального канала переменного сечения и прекращения процесса волокнообразования, а также низкое качество получаемого волокна, обусловленное неопределенной длиной элементарных волокон.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является волокнообразующее устройство [2], содержащее установленную соосно соплу для выхода струи расплавленного материала в направлении ее движения дутьевую головку с кольцевым щелевым соплом для выхода энергоносителя в атмосферу, а также центральным каналом переменного сечения для ввода струи расплавленного материала, причем дутьевая головка установлена с возможностью совершения качательных движений в двух центрах, ось которых проходит перпендикулярно оси кольцевого сопла в месте наименьшего сечения центрального канала.

Недостатками такого волокнообразующего устройства также являются большой расход энергоносителя, приходящийся на единицу массы готового продукта, обусловленный тем, что длина развертки щелевого сопла более чем в 3,14 раза превышает диаметральный размер струи расплавленного материала, низкая надежность его работы, обусловленная возможностью налипания струи расплавленного материала на внутреннюю поверхность центрального канала переменного сечения и прекращения процесса волокнообразования, а также низкое качество получаемого волокна, обусловленное неопределенной длиной элементарных волокон.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение расхода энергоносителя, приходящегося на единицу массы готового продукта, повышение надежности работы волокнообразующего устройства путем исключения возможности налипания струи расплавленного материала на дутьевую головку и прекращения процесса волокнообразования, а также повышение качества получаемого волокна за счет получения элементарных волокон, длина которых изменяется незначительно.

Поставленная техническая задача решена за счет того, что в известном волокнообразующем устройстве, содержащем сопловой агрегат для выхода струи расплавленного материала в атмосферу, источник энергоносителя и дутьевую головку с щелевым соплом для выхода энергоносителя в атмосферу, щелевое сопло размещено под углом 12…18 градусов к продольной оси соплового агрегата для выхода струи расплавленного материала, что обеспечивает уменьшение расхода энергоносителя, приходящегося на единицу массы готового продукта, повышение надежности работы волокнообразующего устройства путем исключения возможности налипания струи расплавленного материала на дутьевую головку и прекращения процесса волокнообразования. Сопловой агрегат выполнен в виде ряда цилиндрических отверстий в количестве А диаметром d=(0,75…0,85)(B/A), общая ось которых параллельна срезу щелевого сопла, что обеспечивает уменьшение расхода энергоносителя, приходящегося на единицу массы готового продукта. Дутьевая головка связана с источником энергоносителя через устройство циклического прерывания потока энергоносителя, что позволяет повысить качество получаемого волокна за счет получения элементарных волокон, длина которых изменяется незначительно.

При оценке соответствия комплекса новых признаков волокнообразующего устройства критерию "существенные отличия" по доступным авторам и заявителю, информационным источникам, в известных технических решениях - признаков, сходных с заявляемыми, обнаружить не удалось.

На фиг.1 приведена конструктивная схема волокнообразующего устройства, на фиг.2 - вид на волокнообразующее устройство справа.

Волокнообразующее устройство содержит установленный в головной части плавильного агрегата (на фиг.1, 2 не показан) сопловой агрегат 1, который выполнен в виде ряда цилиндрических отверстий 2 в количестве A диаметром d=(0,75…0,85)(B/A), общая ось которых параллельна срезу щелевого сопла 5 шириной B в направлении ряда цилиндрических отверстий, а также дутьевую головку 4 с плоским щелевым соплом 5. Плоское щелевое сопло 5 размещено горизонтально под углом 12…18 градусов к продольной оси соплового агрегата 1 и ниже ряда цилиндрических отверстий 3 соплового агрегата 1 для выхода расплавленного материала. Сопловой агрегат 1 для выхода расплавленного материала соединен с устройством циклического прерывания потока энергоносителя 6 и источником энергоносителя 7, например сжатого воздуха. Плоское щелевое сопло 5 выполнено шириной B и высотой H. Волокнообразующее устройство содержит также приемное устройство, например ленточный конвейер 10, который предназначен для формирования из штапельных волокон 9 волокнистого материала 11 в виде холста.

Волокнообразующее устройство работает следующим образом. Из соплового агрегата 1 через ряд цилиндрических отверстий 2 в атмосферу истекают струи 3 расплавленного в плавильном агрегате материала, например полиэтилентерефталата. Формирование такой струи расплавленного полиэтилентерефталата возможно с применением шнекового экструдера. Температура струи 3 на выходе из соплового отверстия 2 для обеспечения требуемых условий дальнейшего волокнообразования должна быть в пределах 270…290°C. Под действием силы тяжести струя 3 расплавленного материала падает вниз по криволинейной траектории и входит во взаимодействие со струей 8 энергоносителя, истекающей из плоского щелевого сопла 5 дутьевой головки 4. Под действием пульсирующей струи 8 энергоносителя струя 3 расплавленного материала расщепляется на элементарные штапельные волокна 9, которые продолжают движение вместе со струей 8 энергоносителя в направлении приемного устройства, например ленточного конвейера 10, оседая на котором образует волокнистый материал 11 в виде холста. Пульсация энергоносителя, например потока воздуха 8, достигается за счет устройства циклического прерывания потока 6, который может быть выполнен в виде приемного и питающего сопел, между которыми размещен диск с несколькими отверстиями, вращение которого осуществляется принудительно от электродвигателя, что обеспечивает регулировку частоты пульсации энергоносителя при постоянном давлении энергоносителя.

Испытания опытного образца волокнообразующего устройства показали, что пульсирующий поток энергоносителя позволяет стабилизировать длину отдельных элементарных волокон 9 при расщеплении струи расплавленного материала 3, так как образование волокон происходит только в периоды подачи энергоносителя. Уменьшение угла между плоским щелевым соплом 5 и осью соплового агрегата 1 меньше 12 градусов приводит к уменьшению скорости потока энергоносителя в координате встречи его со струей 3 расплавленного материала и снижению качества получаемого волокна, а увеличение этого угла больше 18 градусов приводит к преждевременному охлаждению струи расплавленного материала и прекращению процесса волокнообразования. Экспериментально установлено, что выполнение цилиндрических отверстий 2 в количестве A диаметром больше чем d=0,85(B/A) приводит к слиянию отдельных струй расплавленного материала, которые истекают из слишком близко расположенных отверстий соплового агрегата 1, и прекращению процесса волокнообразования. Уменьшение диаметра цилиндрических отверстий 2 меньше чем d=0,75(B/A) приводит к нежелательному увеличению расхода энергоносителя, приходящегося на единицу массы готового продукта, так как в больших промежутках между отдельными отверстиями соплового агрегата 1 поток энергоносителя, истекающий из щелевого сопла 5, полезной работы не создает.

Таким образом, предлагаемое волокнообразующее устройство с устройством циклического прерывания потока энергоносителя позволит уменьшить расход энергоносителя, приходящегося на единицу массы готового продукта, повысить надежность своей работы путем исключения возможности налипания струи расплавленного материала на дутьевую головку и прекращения процесса волокнообразования, а также повышение качества получаемого волокна за счет получения элементарных волокон, длина которых изменяется незначительно. Техническая воспроизводимость устройства и результаты его работы подтверждены испытаниями опытного образца.

Источники информации

1. А.с. №1435552 (СССР), МПК C03B 37/06. Дутьевая головка к фильерному питателю /. Печеный Н.И., Братухин Н.Э., Гаврилюк В.П., Коновалов Н.Г., Примаченко Г.А. Опубл. В БИО №41, 1988.

2. Патент РФ №2362746. Волокнообразующее устройство. Авт. Сентяков Б.А., Сентяков К.Б., Шайхразиев Ф.Ф., Святский М.А.. МПК С03В 37/06. Опубл. 2009, Бюл. №21.

Волокнообразующее устройство, содержащее сопловой агрегат для выхода струи расплавленного материала в атмосферу, источник энергоносителя и дутьевую головку с щелевым соплом для выхода энергоносителя в атмосферу, отличающееся тем, что щелевое сопло размещено под углом 12-18 градусов к продольной оси соплового агрегата для выхода струи расплавленного материала, который выполнен в виде ряда цилиндрических отверстий в количестве A диаметром d=(0,75-0,85)(B/A), общая ось которых параллельна срезу щелевого сопла шириной B, а дутьевая головка связана с источником энергоносителя через устройство циклического прерывания потока энергоносителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства штапельных волокнистых материалов из синтетического и минерального сырья способом раздува струи исходного расплавленного материала потоком энергоносителя.

Изобретение относится к способу производства минеральной ваты, в котором минеральное сырье плавят в вагранке, при этом вагранка имеет шахту (11) для размещения сырья, нижняя часть упомянутой шахты (11) снабжена колосниковой решеткой (7), и под упомянутой решеткой (7) находится топочная камера (2), при этом топочную камеру (2) нагревают одной или несколькими горелками (6), причем горелку или горелки (6) снабжают жидким или газообразным топливом и кислородосодержащим газом.

Изобретение относится к области производства тепло- и звукоизоляционных волокнистых материалов способом раздува струи исходного расплавленного материала потоком энергоносителя и может быть использовано при производстве штапельного полиэтилентерефталатного волокна и изделий из него, например, холстов или нетканого материала, способом раздува струи расплавленного аморфного полиэтилентерефталата потоком сжатого воздуха, а также волокнистых материалов и изделий из природного минерального сырья.

Изобретение относится к области производства волокнистых теплозвукоизоляционных материалов и может быть использовано при получении штапельного полиэтилентерефталатного волокна способом раздува струи расплавленного материала потоком энергоносителя.

Изобретение относится к устройствам получения минеральных волокон, в том числе базальтового волокна, которые находят широкое применение в машиностроении, текстильной, химической промышленности, стройиндустрии и других областях хозяйства.

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для получения высокотемпературных минеральных и других расплавов в производстве различных волокон, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами и используемых в строительстве, машиностроении и др.

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для получения высокотемпературных минеральных и других расплавов в производстве различных волокон, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами и используемых в строительстве, машиностроении и др.

Изобретение относится к химической, металлургической отраслям промышленности, а также к промышленности строительных материалов и может быть использовано для эффективного слива минеральных и других расплавов из плавильных печей, в частности при производстве различных волокон, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами.

Изобретение относится к способам и устройствам для получения чешуйчатых частиц из природных минералов и может быть использовано для производства стеклообразных наполнителей, применяемых на предприятиях химической и электротехнической промышленности, промышленности строительных материалов, в судо- и автомобилестроении, машино- и авиастроении, а также других областях народного хозяйства.

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для получения минеральной ваты из золошлаковых отходов тепловых электрических станций с применением плазменной технологии.

Изобретение относится к способу и установке для получения минеральной ваты с использованием плазмы. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы установки и однородности волокон по форме и длине. Плазменный способ получения минеральной ваты включает загрузку золошлаковых отходов тепловых электростанций в реактор, расплавление сырья в реакционной камере реактора, вытекание расплава на раздувающий механизм и вытягивание волокон центробежно-дутьевым способом с последующей подачей волокон в камеру осаждения, вывод волокон из камеры осаждения. В качестве сырья для получения минеральной ваты также используют базальтовые породы. Плавление исходного сырья осуществляют с использованием переменного тока в установке - плазменном трехфазном сериесном реакторе. Загрузку сырья в реактор осуществляют путем равномерного распределения на три потока, подаваемых в зоны горения каждой из трех плазменных дуг соответственно, перемешивание всего объема расплава осуществляют путем равномерного магнитного поля, температуру и текучесть расплава регулируют пропусканием постоянного тока по цепи электрод-расплав-летка. Частичный или полный слив расплава регулируют путем изменения высоты поднятия/опускания графитового стержневого электрода, расположенного в центре реакционной камеры реактора, плавку сильно вспенивающегося при расплавлении и перемешивании сырья осуществляют путем установки кольцевой панели между крышкой и боковыми стенками реактора. Слив расплава из реактора осуществляют механизированным способом с возможностью точного и быстрого реагирования на изменение характеристик расплава вплоть до полного перекрытия отверстия летки без отключения графитового стержневого электрода и летки от источника питания, работающего в режиме постоянного тока, раздувание расплава в нити осуществляют с помощью раздувающего механизма, обдуваемого потоком воздуха в продольном направлении. 2 н.п. ф-лы, 2 пр., 4 ил.

Изобретение относится к искусственным волокнам. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы. Минеральная вата имеет модуль кислотности A l 2 O 3 + S i O 2 C a O + M g O , равный от 1.0 до 1.5 по массе. Минеральная вата содержит следующие компоненты, мас.%: SiO2 36-44, Al2O3 8.0-14, MgO 4-13, СаО 32-44. Диаметр волокон от 4.5 до 5.6 мкм. В качестве исходных сырьевых компонентов используют шлак, послепотребительский бетон, кирпичную крошку, состоящую из послепотребительской кирпичной крошки, послепромышленной кирпичной крошки или их комбинации; стеклобой, послепотребительский формовочный песок и их комбинации. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 21 табл.
Наверх