Устройство для выработки стекловолокна

 

Союз Советских

Социалистических

Ресяублия

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К AATRHZV »890970 (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл, (22) Заявлено 17,08.?8(21) 2652300/29-33 (23) Приоритет — (32) 19. 08. 77 (31) 9916?/77 (331 Япония

С 03 В 37/10

Веударетеенвй квинтет

CCCP аю делам нзабретеннИ н аткрытнй

Опубликовано 15.12.81 Б1оллетень № 46

Дата опубликования описания 17.12.81 (53) V@K ббб. 189..21(088.8) 1

I

sr "Ч (1

I (Иностранцы

Хироаки Соно, Кодзи, Наказава и Синзо И (Япония) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Нитто Босеки, KO., ЛТД" (Япония) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАБОТКИ СТЕКЛОВОЛОКНА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию заводов стеклянного волокна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для выработки стекловолокна, включающее перфорированную пластину с плоской нижней поверхностью и механизм пода- Ip чи охлаждающего воздуха tI1.

При таком способе прядения перед началом работы или когда все волокна разрушаются во время работы расплавленное стекло налипает на нижнюю по- 1я верхность перфорированной пластины, сливается и стекает в виде одного или более потоков. При таких условиях необходимо разделение(для получения стеклянных волокон, текущих че- 0 реэ все отверстия раздельно), которое осуществляется вручную следующим образом: температура перфорированной

О пластины снижается на 20-60 С ниже температуры, при которой производит- 25 ся прядение. Воздух продувается через сопла, расположенные снизу перфорированной пластины, в количестве, пример" но, на 1/3 меньшем, чем во время нормальной работы. Цасса расплавленного стекла, находящаяся снизу перфорированной пластины, .захватывается, например, щипцами, которые постепенно оттягиваются вниз с захваченной массой расплавленного стекла. Разделение начинается от заднего конца отверстий на стороне воздушных сопел и по мере оттягивания разделение продвигается вперед. !

Когда разделение достигает передней части перфорированной пластины, скорость течения стекла через отверстия увеличивается и конусы стекла ствемятся слиться снова В связи с этим количество воздуха должно постепенно увеличиваться. В этом случае перфорированная пластина подвергается все увеличивающемуся охлаждении. Поэтому температура постепенно повышается, так что скорость течения стекла не мо8909 жет быть снова уменьшена. Когда произойдет разделение по всем отверстиям, температура и количество подаваемого воздуха увеличатся до значений, соответствующих нормальной работе.

Во время этой процедуры вручную осуществляется оттягивание со скоростью

3-70 см/мин, и в то же время регулируется количество воздуха и температура. 10

Для нормального разделения, необходимо соблюдение следующий условий: перфорированная пластина не должна

".íà÷èHàòüñÿ расплавленным стеклом; чтобы затруднить смачивание, необходи- ig снизить температуру. Кроме того, должно подаваться через отверстия достаточное количество стекла. Когда стекло охлаждено и его скорость предельно мала, теплоемкость стекла 20 уменьшается так,.что происходит дальнейшее охлаждение стекла.. Следовательно, течение стекла прекращается и волокна разрушаются, так что разделение стапоBHòñÿ невозможным. Поэтому, -когда воздушное охлаждение увеличивается, температура перфорированной ппастины дожкна повышаться.

Вегулирование воздуха и температуры но время разделения производй гся квалифицированными рабочс-.ми и требует большог о oíè? |ñ íèÿ, 7 тая ручного Вытя гивания стекла требует пристального в нимания и Герпе\еия и aëi? то происхо (g?1? <- оывы, Вс «(и Q 1 ап 1 °, ?г:.

EH -ся, в большинст зе . цу-.=. :2H раздел;--.ние доткно начинаться с самого начала, Неудача и этапе вытягивания происходит при условиях, когда стекло оттяги-!

? ае гi я cT):-1зу же по,пе;=;- чала этапа вы

40 гягивания, некоторое количество стекла течет через отверстия, так что вес стекла, удерживаемого рабочим, увеличивается. Когда рабочий выпускает стекло, оно течет с высокой скоростью,, что приводит к разоу..-.?ению стеклово4$ локна. Поэтому рабочий должен скорее поддерживать массу стекла, чем тянуть ее, и должен прилагать требуемую тянущую силу к стеклу, Однако, в случае перфорированной пластины с большим количеством отверстий, например

3000-4000, стекло, текущее через эти отверстия, имеет значительный вес, так что перемещение отекла из одной руки,в другую и очень небольшое движе- 55 ние руки рабочего создают напряжение в стекле, в котором существуют термальные напряжения, поэтому часть

70 4 или все стекло разрушается. Когда

I стекло разрушается, тянущая сила уменьшается, скорость течения, стекла также уменьшается и перфорированная пластина переохлаждается и„ следовательно, разделение не может продолжаться, кроме того, когда тянущая сила исчезает из-за того, что стекло запутывается в воздушных соплах и калибрующем устройстве; когда увеличение подаваемого воздуха происходит слишком быстро во время работы, что также приводит к переохлаждению.

При перемещении стекла из одной руки в другую рабочий создает силу, действующую только в горизонтальном направлении, а не вниз. В этом случае разделенное стекло немедленно ломается, Указанные неисправности вызываются невниманием, утомлением и неопытностью рабочего. Во время работы рабочий должен поддерживать прилагаемую им силу, чтобы тянуть стекло очень медленно и внимательно с постоянной скоростью в заданном направлении в условиях, в которых на него действуе ет излучаемое тепло и горячий воздух, отражаемый перфорированной пласти— ной. Кроме того, рабочий не может отпустить стекло, как бы он ни утомился. Повреждения наиболее часты, когда он меняет уставшую руку, так как направление вытягивания слегка меняется. Трудной и напряженной работой явля тся осуществление полного разделения в таких условиях.

Цель изобретения — повышение эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для выработки стекловолокна, включающее перфорированную пластину с плоской нижней поверхностью и механизм подачи охлаждающего воздуха, снабжено механизмом вытягивания стеклянных конусов, выполненным в виде неподвижного вала с кареткой, установленной с возможностью перемещения вдоль вала, и закрепленного на каретке механизма захвата стекломассы. Вал снабжен рейкой, расположенной по всей его длине с одной стороны, а каретка снабжена шестерней, входящей в зацепление с рейкой и реверсивным двигателем. При этом каретка снабжена рычагом, смонтированным на ней с возможностью вращения от реверсивного двигателя, причем ось вращения рычага расположена параллельно

5 890970 4 валу и механизму захвата, смонтиро- проходят через собирающий ролик 6

Э ванной на свободном конце рычага, а чтобы образовать одну прядь 7 или механизм захвата стекломассы выпол- более. Прядь 7 проходит поперечную нен в виде электромагнитного автомати- направляющую 8 и наматывается на веческого переключателя с парой паль- у ретено 9 со скоростью 500-2000 м/мин, цев, электромагнитно открытых или образуя паковку 10 Шланг 11 соедизакрытых, и парой щек, выполненных нен с соплами 12 и воздух низкого из жаропрочного сплава, каждая из ко- давления подается через него от компторых прикреплена к каждому пальцу и рессора илн воздуходувки. Множество выступает вверх. Концы пары щек име- 1Е трубок, образующих сопла 12, укрепют пилообразные лезвия. Свободный ко- лены в один ряд на подставке 13, конец рычага снабжен электромагнитом, торая, в свою очередь, смонтирована а электромагнитный автоматический пе- на устройстве для регулирования полореключатель съемно смонтирован на жения 14, вертикально перемещающемся электромагните. Неподвижный вал снаб- И по стойке 14, установленной вертикальжен механизмом для регулирования его но на полу в прядильном цехе. Таким наклона, выполненным в виде горизон- образом может производиться регулитального вала, присоединенного к ниж- . Ровка сопел. 12 вверх и вниз, вправо нему концу неподвижного вала, червяч- и влево, вперед и назад. ного колеса, прочно закрепленного на 26 Механизм вытягивания стеклянных горизонтальном валу.и червяка, нахо- .конусов выполнен в виде неподвижного дящегося в зацеплении с червячным ко- вала 15, установленного наклонно отлесом. носительно печи вне области, находяНа фиг. 1 и 2 — виды сбоку и спе- щейся непосредственно ниже печи 1, реди устройства, формирующего стекло- 2$ механизма захвата стекломас@ы 16,соволокно; на фиг. 3-5 — виды сбоку, держащий два захватывающих элемента

Э сверху и спереди, все в увеличенном изготовленных из термостойкого спламасштабе, показывающие в сечении ос- ва и образующих зубчатые лопасти на новные части устройства; на фиг. 6 и передних концах, и этот механизм за- „

7 — увеличенные виды сбоку и спереди, 30 хвата стекломассы смонтирован на показывающие в сечении основные части скользящей каретке 17, перемещающеймеханизма регулирования угла наклона ся вверх и вниз, вдоль неподвижного оси скольжения, направляющей раздели- вала 15. На одной стороне каретки )7 тельное устройство; на фиг. 8-1 1 расположен реверсивный двигатель 18 показаны этапы разделения при помо- 1 и Редуктор 19, который непосредст. щи данного устройства. венно соединен с реверсивным двигаУстройство содержит печь 1, запол- телем 18. Коническая шестерня 20 приненную расплавленным стеклом 2 с пер- крепл«а к выходному валу 2) редукфорированной пластиной 3, имеющей тора 19 и коническая шестерня 22, плоскую нижнюю поверхность и прикреп- р которая зацепляет коническую шестерленную к дну печи 1, имеющую большое, ню 20, укреплена на червячном ванапример 4000-6000, число прямых от- лу 23, который поддерживается двумя верстий, находящихся друг от друга подшипниками 24 в каретке 17. Черна расстоянии менее 3 мм. Расстояние вяк 25 на червячном валу 23 зацеплямежду отверстиями таково, что соседние4 ет червячное колесо 26, укрепленное

C конусы, образованные на нижней по- на валу 27, который поддерживается верхности перфорированной плиты рас- двумя подшипниками 28 в каретке )7 плавленным стеклом, текущим из отдель- перпендикулярно червячному валу 23

° ных отверстий, обычно сливаются, но (см. фиг, 4) . Каретка 17 имеет цилиндструи воздуха выдуваются на пластину 3 рический рычаг 29, имеющий сверление, через сопла, каждое из которых содер- в котором находится неподвижный жит трубку и которые расположены ни- вал 15, и скользящий вдоль неподвижноже печи 1, в результате чего конусы ro Фала 15 чере металлическую втулку 30, расплавленного стекла охлаждаются и укрепленную на внутренней поверхносразделяются друг от друга. Каждый ко- ти цилиндрического рычага 29 вращеИ

В нус непрерывно вытягивается в волок- нию которой препятствует шпонка 3), но 4 и затем попадает в калибрующее вставленная в неподвижный вал 15. Циустройство 5 со смазывающим агентом линдрическая шестерня 32 укреплена или покрывающим веществом, волокна 4 на валу 27 и зацепляет рейку 33 на не89097 подвижном валу 15 через прорезь в цилиндрическом рычаге 29. При такой компановке вращения реверсивного двигателя 18 передается на цилиндрическую шестерню 32 через редуктор 19, шестерни 20 и 22, червяк 25 и червячное колесо 26. В результате вращения цилиндрической шестерни 32 в зацеплении с рейкой 33 каретка 17 движется вверх и вниз вдоль неподвижного вала 15. 10

Каждый из механизма эавхата стекломассы 16 соединен при помощи болтов 34 с пальцем 35, который »»аэывается пальцем соленоида, электромагнитного, автоматически активируемого переключателя 36 и, когда на переключатель 36 подается напряжение, механизм захвата стекломассы закрывается. Как показано на фиг. 5, электромагнитный автоматически активируемый переключатель 36 выдвинут вправо на поддерживающей плите 37, которая помещена на электромагните 38, укрепленном болтом 39 на переднем конце вращающегося рычага 40, простирающегося от каретки 17, и которая надежно удерживается на электромагните 38, когда последний включен. При выключенном электромагните.38 электромагнитный, автоматически активируемый переключа-30 тель 36 и, следовательно, механизм захвата стекла 16 могут удаляться с рычага 40. Последний закреплен болтами 41 к верхнему концу шестерни 42, Ъ которая вращается на подшипниках 43 вокруг вала 44, прикрепленного к основанию 45 каретки 17. Шестерня 42 зацепляет шестерню 46, укрепленную на выходному валу 47 редуктора 48, непосредственно соединенного с двигателем 49, который укреплен на нижней поверхности основания 45 каретки 17.

Двигатель 49 приводится в движение рычагом 40,. поворачивается в направлениях, указанных двойной стрелкой на фиг. 4, требуемого положения.

Неподвижный вал 15 (фиг. 6 и 7) имеет фланец 50, составляющий единое целое с ее нижним кольцом и соединенный болтами 51 с фланцем 52, образованном на верхнем конце кронштейна 53, за- 50 крепленном шпонкой на валу 54 червячного колеса, Вал 54 червячного колеса поддерживается двумя подшипниками 55 в поддерживающих колоннах 56, выступающих вверх от основания 57, $s б прикрепленного к полу прядильного цеха, червячное колесо 58 прикреплено к одному концу вала 54. На основа0

8 нии 57 смонтирована рама 59 с одной стороны поддерживающих колонн 56 и вал 60 червяка, на котором имеется червяк 61 в зацеплении с червячным колесом 58 и простирающийся вертикально, поддерживается подшипниками 62 в раме 59. Когда верхний конец вала 60 червяка поворачивается гаечным ключом, неподвижный вал 15 качается в направлениях, указанных стрелками, в зависимости от направления вращения червячного колеса 58,. в результате чего угол наклона неподвижного вала 15 может быть изменен. В этом случае червяк обладает свойством самоудержания, так что без вращения вала 60 червяка неподвижный вал 15 поддерживается с заданным углом наклона.

Устройство работает следующим образом.

Неподвижный вал 15 удерживается под определенным углом наклона при помощи вала 60 червяка, во время операции прядения. каретка 17 расположена на неподвижном валу 15 внизу, как показано на фиг. 1, в то время как вращающийся рычаг 40 располагается в таком угловом положении, при котором механизм захвата стекломассы. 16 не взаимодействует с потоком волокон, выходящих из отверстий Поднимающий каретку реверсивный двигатель 18 включается, так что каретка 1? движется вверх вдоль неподвижного вала 15 и одновременно включается двигатель 49, поворачивающий рычаг 40, чтобы доставить механизм захвата стекломассы 16 к центру печи. Когда механизм захвата стекломассы достигает положения, в котором он может захватить конец массы расплавленного стекла, свисающей с перфорированной пластины в виде большого конуса (см. фиг. 8), ограничительный переключатель (не показан) действует так, что каретка 17 останавливается и одновременно включается электромагнитньщ, автоматически активируемь»й переключатель 36, так что масса расплавленного стекла захватывается, как показано на фиг. 9.

Затем поднимающий каретку реверсивный двигатель 18 начинает вращаться в обратную сторону, так, что каретка 17 движется вниз с постоянной скоростью, в результате чего оттягивается захваченное расплавленное стекло (фиг. 10). Как только каретка начнет движение вниэ, количество и давление воздуха, выходящего из сопел 12, и

8909 температура перфорированной плиты регулируются так, что начинается разделение расплавленного стекла из волокна. Когда механизм захвата стекломассы 16 пройдет вниз до определенного положения, волокна полностью разделяется (фиг. 11). Когда видно, что волокна полностью разделились, электромагнитный переключатель 36 выключается и кусковое стекло, приставшее к передним концам волокон, удаляется и механизм захвата стекломассы.16 возвращается в исходное положение. Снова начинается прядение разделенных волокон.

Таким образом, в соответствии с предлагаемым изобретением операции разделения и вытягивания расплавленного стекла полностью механизированы и могут быть легко автоматизированы при помощи подходящей системы управления. Аварии при разделении могут быть устраненБ1 и достигнута экономия рабочей силы.

1О

20

Формула изобретения

1. Устройство для выработки стекловолокна, включающее перфорированную пластину с плоской нижней поверхнос,тью и механизм подачи охлаждающего воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, оно снабжено механизмом вытягивания стеклянных конусов, выполненным в виде неподвихп1ого вала с кареткой,. уста- З5 новленнай с возможностью перемещения вдоль вала, и закрепленного на каретке механизма захвата стекломассы.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что вал снабжен 40 рейкой, расположенной по всей его длине с одной стороны, а каретка

70 10 снабжена шестерней, входящей в зацепление с рейкой и реверсивным двигателем.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что каретка снабжена рычагом, смонтированным на ней с возможностью вращения от реверсивного двигателя, причем ось вращения рычага расположена параллельно валу и механизму захвата, смонтированной на свободном конце рычага.

4. Устройство по п, 3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что механизм захвата стекломассы выполнен в виде электромагнитного автоматического переключателя с парой Пальцев, электромагнитно открытых или закрытых, и парой щек, выполненных из жаропрочного сплава, каждая иэ которых прикреплена к каждому пальцу и выступает вверх.

5. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что концы пары щек имеют пилообразные лезвия.

6. Устройство по пп. 4 и 5, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что свободный конец рычага снабжен электромагнитом, а электромагнитный автоматический переключатель съемка смонтирован на электромагните.

7. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что неподвижный вал снабжен механизмом для регулирования его наклона, выполненным в виде" горизонтального вала, присоединенного к нижнему концу неподвижного вала, червячного колеса, прочно закрепленного на горизонтальном валу.и червяка, находящегося в зацеплении с червячным колесом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3905790, кл.65-2, опублик. 1975.

890970

Составитель Н. Ильиных

Редактор Н, Ромжа Техред Е.Харитончнк Корректор Л. Бокван

Закав 11037/88 Тира;к 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Узгород, ул. Проектная, 4