Блок воздушного охлаждения фильерной пластины с отверстиями

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советски к

Социапистическин

Республик (938738

-Ф (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 28. 10. 77 (21) 2537149/29-33 (23) Приоритет — (32) 11 ° 03 77 (31) 26935/77 (33) Япония

Опубликовано 23. 06. 82.Бюллетень Рй 23

Дата опубликования описания 23.06.82 (51) М. Кл.

С 03 В 37/00

Государственный комитет ло делам нэооретеиий и открытий (53) УДК 666.189

212(088.8) (72) Авторы Иностранцы изобретения Хироаки CoHQ, Синз Исикава и Исао (Япония) Иностранная фирма

"Нитто Босеки Ко, ЛТД (Япония, (7I) Заявитель (54) БЛОК ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ФИЛЬЕРНОЙ

ПЛАСТИНЕ С ОТВЕРСТИЯМИ

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

Известно устройство для образова- s ния стеклянных волокон, включающее фильерную пластину с отверстиями и воздушное сопло для подачи потока газа, направляемого вверх к фильерной пластине для охлаждения конусов рас- о плавленного стекла. образующихся в каждом отверстии, и обеспечивающего стабильность образованных конусов, их разделение (1).

Наиболее близким техническим реше- 15 нием к изобретению Ilo технической сущности и достигаемому результату является блок воздушного охлаждения фильерной пластины с отверстиями, включающий сопла, расположенные в го один ряд параллельно фильерной пластине, соединенные индивидуально с источником воздуха.

Известный блок воздушного охлаждения содержит множество труб подвода воздуха и общее выходное отверстие, благодаря чему воздух, подаваемый через впускные трубки под определенным давлением, выходит через выходное отверстие под тем же давлением в виде объединенного потока (2 ).

Однако в известном блоке не может быть достигнуто удовлетворительного охлаждения; и если увеличивается объем охлаждающего воздуха для получения большего эффекта охлаждения, создается турбулентность,,препятствующая равномерному охлаждению отверстий фильерной пластины, т.е. распределение температуры по фильепной пластине будет неравномерным.

Кроме того, нити, протягиваемые сквозь отверстия фильерной пластины, изгибаются или отклоняются. В результате часто возникает тенденция к излому нитей. Таким образом, предлагаемый блок не обеспечивает стабильность наматывания стеклянных нитей.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения при минималь938738 ном потреблении охлаждающего воз-: духа.

Поставленная цель достигается тем, что в блоке воздушного охлаждения фильерной пластины с отверстиями, включающем сопла, расположенные в один ряд параллельно фильерной пластине, соединенные индивидуально с источником воздуха, сопла выполнены с размером выпускного отверстия, боль- 1О шим четверти ширины отверстий фильер,ной пластины.

Поперечное сечение каждого сопла выполнено круглым.!

Поперечное сечение выпускного отверстия каждого сопла выполнено в виде эллипса или в виде сечения, ограниченного двумя параллельными сторонами равной длины и выпуклыми или эллиптическими кривыми, соединяющими концы сторон.

Расстояние между центрами соседних выпускных отверстий е три раза меньше их малой оси.

На фиг. 1 показано сечение устройства для производства стекловолокна, в котором использован блок воздушного охлаждения, вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 монтаж блока воздушного охлаждения, вид спереди, на фиг. 4 — то же, вид сзади; на фиг. 5 — блок воздушного ох охлаждения, вид сверху, причем поперечное сечение каждого сопла выполне3S но круглым, на фиг. 6 — то же, причем поперечное сечение выпускного отвер1 стия каждого сопла выполнено в виде эллипса.

Устройство для производства стек40 ловолокна работает следующим образом.

Расплавленное стекло 1, подаваемое из фидера, течет вниз через перфорированный экран 2 в стеклоплавильный

45 питатель. К токоподеодам 3 подается электрический ток, чтобы в стеклоплавильном питателе поддерживалась соответствующая темпера1ура. Расплавленное стекло, находящееся B питателе, 50 течет сквозь множество отверстии 4 в фильерной пластине 5 и выходит в атмосферу, образуя множество отдельных нитей 6; которые механически вытягиваются вниз. Одновременно воздушныс струи, создаваемые блоком воэцушного охлаждения, воздействуют на наружную поверхнос гь фипьерной пластины 5 с отверс 1иями,чтобы предотвратить соединение соседних конусов расплавленноro стекла, образующихся на этой поверхности. Блок воздушного охлаждения N содержит множество трубчатых сопел 7, которые предпочтительно установлены на опоре 3 в один ряд параллельно друг другу. Опора 8 удерживается в оптимальном положении установочным кронштейном 9.

Опора 8 имеет множество отверстий

10, диаметр которых несколько больше наружного диаметра трубчатых сопел которые вставлены в отверстия

10 и крепятся в них установочными винтами 11, ввернутыми в отверстия

12, выполненные в опоре 8 и снабженные резьбой. 8 центральном участке, находящемся на задней поверхности опоры 8, имеется множество отверстий

13 с резьбой, которые используются для крепления блока воздушного охлаждения N на установочном кронштейне

9, который обеспечивает перемещение блока и вверх и вниз, вперед и назад, вправо и влево, а также вращение его, благодаря чему блок воздушных сопел N может быть установлен е оптимальном положении относительно фильерной пластины 5. Нижние концы трубчатых сопел 7 соединены с шлангами 14, которые подведены к источнику сжатого воздуха (на чертеже не показан). Струи воздуха, выходящие из сопел 7, направляются вверх и охлаждают вытягиваемые нити и конусы, расплавленного стекла на наружной поверхности фильерной пластины 5, а также воздействуют на фильерную пластину 5, охлаждая ее.

Обычно фильерная пластина 5 выполняется прямоугольной, а число отверстий в ней составляет более 800, поэтому выходные отверстия трубчатых сопел 7 расположены параллельно одной из длинных сторон фильерной пластины 5 и разнесены одно от другого на определенное расстояние. Трубчатые сопла имеют круглое поперечное сечение и предпочтительно выполнены из металла, например из меди, алюминия, латуни, стали или нержавеющей стали (фиг. 5). Оптимальный эффект охлаждения обеспечивается при помощи поперечного сечения трубчатых сопел

7 от 40 до 100 мм, Если площадь попе-речного сечения слишком мала, некоторые участки фильерной пластины 5 будут подвергаться излишнему охлаждению, в результате чего будет созда38

9387 но неравномерное распределение температуры на поверхности фильерной пластины 5. Если площадь поперечного сечения сопел будет слишком велика, то не будет достигнуто удовлетворительное охлаждение, и расход потока воздуха должен быть увеличен, чтобы компенсировать неудовлетворительное охлаждение. Однако, если слишком повысить расход воздуха в струях охлаж- 10 дения, вытягивание нити будут сду" ваться и отклоняться, а конусы расплавленного стекла на наружной no"" верхности фильерной пластины 5 будут стремиться соединиться между собой, 15 в результате чего может произойти разрыв нитей. Предпочтительно, чтобы расстояние между осями соседних трубчатых сопел 7 было как можно мень ше, однако, чем меньше расстоя «ие 20 между осями сопел 7, тем больш Ьудет количество сопел 7, установленных на опоре 8, а, следовательно, больше станет поток воздуха.

Предлагаемый блок воздушного ох- 2s

1 лаждения имеет следующие преимущества:

1. По сравнению с известными соплами он обеспечивает оператору возможность быстрее и проще производить зв разделение отдельных нитей из слипшихся конусов расплавленного стекла, образующихся на наружной поверхности фильерной пластины 5.

8,4

887

2. Достигается более высокая эффективность охлаждения по сравнению с известными воздушными соплами при меньшем расходе воздуха.

3. Фильерная пластина охлаждается 4 равномерно.

Таблица 1

Известное уст- Предлагаемое ройство устройство

Технологические параметры

35.+ 50

«+3

3,0

Имеется

Незначительное

Отклонение нитей

Время разделения, мин

Распределение температуры по Фильерной пластине

Расход воздуха необходимого для снижения температуры фильерной пластины на

100 С м /мин

4. Практически исключается изгиб или отклонение стеклянных нитей, ведущие к разрыву нитей.

5. Блок воздушного охлаждения имеет простую конструкцию, следовательно, он может быть изготовлен проще и дешевле.

Пример 1. Для сравнения было использовано известное сопло со следующими размерами выходного отверстия:

Длина, мм 198

Ширина, мм 7

Площадь поперечного сечения,мм 1386

Количество под" водящих трубок,шт. 10

Размеры предлагаемого блока воздушного охлаждения:

Внутренний диаметр, мм

Площадь попереч2 ного сечения, мм

Количество сопел, шт.

16

Общая плопадь сечения, мм

Шаг (расстояние между соплами),мм

Указанные сопла были использованы совместно с фильерной пластиной, имеющей следующие размеры:

Ширина, мм 32,4

Длина, мм 200,7

Количество отверстий в фильерной пластине, шт. 2000

Производительность, г/мин 800

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

938738 8

Пример 2. Подготовлены С, размеры которых приведены три фильерные пластины А, В и, в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика фильерной пластины и технологические параметры

Пластина

А В С

Количество отверстий, шт.

Ширина, мм

Длина, мм

Производительность, г/мин

800 2000 4000

24 32 38

73 200 340

300 850 1500

Подготовлены три блока воздуш-— фильерными пластинами А, В и С, ного охлаждения А, В и С, которые о размеры которого приведены в

1 1 использовались соответственно с табл. 3.

Таблица 3

Характеристики блоков воздушного охлаждения

Блок

a" (в" t с

Внутренний диаметр сопла, мм

2.

Общее сечение сопеЪ, мм

1018

2376

Количество сопел, шт.

Расстояние между соплами, мм

11,5

580

Расход воздуха, л/мин

3200

1750

Блоки воздушного охлаждения охлаждают фильерные пластины удовлетворительно и равномерно, благодаря чему можно осуществлять непрерывное вытягивание стеклянных волокон.

При круглом поперечном сечении трубчатых сопел фильерная пластина удовлетворительно охлаждается в продольном направлении. Однако равномерное охлаждение фильерной пластины

50 в поперечном направлении может быть достигнуто только в том случае, если диаметр трубчатого сопла будет больше четверти ширины сетки отверстий в фильерной пластине, т.е. если диаметр сопел меньше четверти ширины

15 сетки отверстий в фильерной пластине, отверстия, находящиеся в зоне, которая не подвергается воздействию струй воздуха, не охлаждаются в достаточной степени, и конусы расплавленного стекла в этих отверстиях стремятся соединиться.Для устранения этого недостатка используют трубчатые сопла с эллиптическим поперечным сечением.

Трубчатые сопла эллиптического поперечного сечения могут быть изготовлены путем сжатия трубчатых сопел круглого сечения, нагрева их в матрицах или непосредственного пропускания их через матрицы, предназначенные для придания соплам эллиптического сечения.

Преимущества сопел эллиптического поперечного сечения таковы: количество отверстий в фильерной пластине в поперечном направлении может бить формула изобретения

1. Блок воздушного охлаждения фильерной пластины с отверстиями, включающий сопла, расположенные в один ряд параллельно фильерной пластине, соединенные индивидуально с источником воздуха, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения при минимальном потреблении воздуха, сопла выполнены с размером выпускного отверстия, большим четверти ширины ,отверстий фильерной пластины.

93873 увеличено; воздушные струи воздействуют на фильерную пластину с большими усилиями при малом объеме расхода воздуха, благодаря чему достигается более высокая эффективность охлаждения.

8 10

2. Блок по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что поперечное сечение каждого сопла выполнено круглым.

3. Блок по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что поперечное сечение выпускного отверстия каждого сопла выполнено в виде эллипса или в виде сечения, ограниченного двумя параллельными сторонами равной длины и выпуклыми или эллиптическими кривыми, соединяющими концы сторон.

4. Блок по и. 3,.о т л и ч а юшийся тем, что расстояние между центрами соседних выпускных отверстий в три раза меньше их малой оси.

Ф

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

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

2. Патент США N 3986853, кл. 65-2, 1976.

938738

7 70 фиаХ

Составитель Н.Ильиных

Редактор В,Иванова Техред H. Тепер Корректор Г.Огар

Заказ 4490/80 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4