RU162546U1

RU162546U1 - BASALT FIBER MANUFACTURER

Info

Publication number: RU162546U1
Application number: RU2015118268/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Павлович Лесков
Original assignee: Сергей Павлович Лесков
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-06-20

Abstract

1. Установка для изготовления базальтовых волокон, содержащая бункер для подачи сырья базальта, расположенный с возможностью подачи сырья в тигель с индуктором, имеющий направляющий лоток, входящий в фидер для расплава базальта, встроенный в нижнюю часть фидера, по меньшей мере, один струйный питатель, оборудованный на конце фильерным питателем с фильерой и установленный с возможностью подачи базальтовых волокон в устройство для приема волокон, отличающаяся тем, что установка дополнительно оснащена, по меньшей мере, одним бункером-дозатором для подачи легирующего сырья, размещенным над фидером и встроенным в него.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для приема базальтовых волокон выполнено в виде замасливателей волокон и наматывающих приспособлений с бобинами.1. Installation for the manufacture of basalt fibers, containing a hopper for supplying basalt raw materials, located with the possibility of feeding raw materials into a crucible with an inductor, having a guide tray included in the feeder for basalt melt, built into the bottom of the feeder, at least one jet feeder, equipped at the end with a die feeder with a die and installed with the possibility of feeding basalt fibers into a fiber receiving device, characterized in that the installation is additionally equipped with at least one bunker rum supply alloying materials placed on the feeder, and built-in nego.2. Installation according to claim 1, characterized in that the device for receiving basalt fibers is made in the form of fiber sizing and winding devices with bobbins.

Description

УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОНBASALT FIBER MANUFACTURER

Полезная модель относится к устройствам, установкам, комплексам для получения волокнистых материалов на основе минеральных, стеклянных и других волокон с заданными и улучшенными физико-химическими и механическими свойствами. В качестве исходного однокомпонентного сырья используются горные породы базальты, габбро-диабазы, порфириты и другие, что дает возможность выпускать волокнистые материалы, как непрерывные базальтовые волокна, так и штапельные, заменяющие асбест, металл, древесину и т.д.The utility model relates to devices, installations, complexes for producing fibrous materials based on mineral, glass and other fibers with predetermined and improved physicochemical and mechanical properties. Rocks of basalts, gabbro-diabases, porphyrites and others are used as the initial one-component raw material, which makes it possible to produce fibrous materials, both continuous basalt fibers, and staple ones that replace asbestos, metal, wood, etc.

Известны различные установки для изготовления базальтовых волокон, реализованные, например, по патенту Франции 2419258, 1979 г., патенту РФ 2039715 от 19.10.1992 г., патенту РФ 2180892 от 12.07.2001 г., и др., включающие бункер для подачи сырья базальта, расположенный с возможностью подачи сырья в тигель с индуктором, имеющий направляющий лоток, входящий в фидер для расплава базальта, встроенный в нижнюю часть фидера, по меньшей мере один, струйный питатель, оборудованный на конце фильерным питателем с фильерой и установленный с возможностью подачи базальтовых волокон в устройство для приема волокон.There are various installations for the manufacture of basalt fibers, implemented, for example, according to the patent of France 2419258, 1979, the patent of the Russian Federation 2039715 from 10.19.1992, the patent of the Russian Federation 2180892 from 12.07.2001, etc., including a hopper for supplying raw materials basalt located with the possibility of supplying raw materials to a crucible with an inductor, having a guide tray included in the feeder for basalt melt, at least one jet feeder installed in the lower part of the feeder, equipped with a die with a die at the end and installed with the possibility of feeding basalt ox KOH in an apparatus for receiving the fibers.

Недостатком известных установок, является то, что при их реализации невозможно получать базальтовые волокна с заранее заданными техническими, химическими или физическими свойствами, такими как, прочность на растяжение, химическая стойкость, теплопроводность, термо- и водостойкость и т.д., то есть получать базальтовые волокна с различными новыми, в том числе неожиданными, например, электропроводность, техническими характеристиками. Кроме того, на установках не обеспечивается стабильное и постоянное качество получения базальтовых волокон из-за неоднородности исходного сырья базальта и изменений его состава.A disadvantage of the known installations is that when they are implemented it is impossible to obtain basalt fibers with predetermined technical, chemical or physical properties, such as tensile strength, chemical resistance, thermal conductivity, thermal and water resistance, etc., that is, to obtain basalt fibers with various new, including unexpected, for example, electrical conductivity, technical characteristics. In addition, the plants do not provide a stable and constant quality of obtaining basalt fibers due to the heterogeneity of the basalt feedstock and changes in its composition.

Задача предлагаемой полезной модели - устранение указанного недостатка, а именно: расширение технологических возможностей установки для получения базальтовых волокон, путем обеспечения изготовления различных типов (видов) легированных базальтовых волокон с заведомо заданными необходимыми параметрами и физико-техническими и (или) химическими свойствами, новыми техническими характеристиками; повышение стабильности качества получения волокон за счет введения в состав исходного сырья базальта необходимых легирующих The objective of the proposed utility model is to eliminate this drawback, namely: expanding the technological capabilities of the installation for producing basalt fibers by ensuring the manufacture of various types (types) of doped basalt fibers with obviously specified necessary parameters and physicotechnical and (or) chemical properties, new technical characteristics; improving the stability of the quality of fiber production due to the introduction of the necessary alloying elements into the composition of the initial raw material

элементов, их оксидов и т.д.elements, their oxides, etc.

Поставленная задача достигается так, что установка для изготовления базальтовых волокон, содержащая бункер для подачи сырья базальта, расположенный с возможностью подачи сырья в тигель с индуктором, имеющий направляющий лоток входящий в фидер для расплава базальта, встроенный в нижнюю часть фидера, по меньшей мере один, струйный питатель, оборудованный на конце фильерным питателем с фильерой и установленный с возможностью подачи базальтовых волокон в устройство для приема волокон, согласно полезной модели, дополнительно оснащена, по меньшей мере одним, бункером-дозатором для подачи легирующего сырья размещенным над фидером и встроенным в него. Кроме того предусмотрено, что устройство для приема базальтовых волокон, выполнено в виде замасливателей волокон и наматывающих приспособлений с бобинами.The task is achieved so that the installation for the manufacture of basalt fibers, containing a hopper for supplying basalt raw materials, arranged to feed raw materials into a crucible with an inductor, having a guide tray included in the feeder for basalt melt, built into the bottom of the feeder, at least one, a jet feeder equipped at the end with a die feeder with a die and installed with the possibility of supplying basalt fibers to the fiber receiving device, according to the utility model, is additionally equipped with nshey least one, hopper for feeding the alloying raw material located above the feeder and embedded into it. In addition, it is provided that the device for receiving basalt fibers is made in the form of fiber sizing and winding devices with bobbins.

Достигаемый технический результат полезной модели, заключается в более широких технологических возможностях установки, благодаря получению непрерывных, а при необходимости штапельных, легированных базальтовых волокон с заведомо задаваемыми физико-техническими и (или) химическими свойствами, новыми техническими характеристиками, такими как химическая стойкость, термическое расширение, термо- и водостойкость, плотность, прочность на растяжение, электропроводность и т.д. Кроме того, увеличиваются возможности получения качественного волокна за счет добавления в состав исходного сырья базальта необходимых легирующих элементов, их оксидов, например, для снижения вязкости и увеличения текучести расплава базальта, повышения его пластичности и т.д. Зависимый признак формулы полезной модели, указывает на возможное выполнение установки при ее реализации. Повышается технологическая универсальность установки для получения базальтового волокна определенного состава.The technical result achieved by the utility model lies in the wider technological capabilities of the installation, due to the production of continuous, and if necessary staple, doped basalt fibers with known physical and technical and (or) chemical properties, new technical characteristics, such as chemical resistance, thermal expansion , heat and water resistance, density, tensile strength, electrical conductivity, etc. In addition, there is an increase in the possibility of obtaining high-quality fiber by adding the necessary alloying elements and their oxides to the composition of the basalt feedstock, for example, to reduce the viscosity and increase the flowability of the basalt melt, increase its ductility, etc. A dependent feature of the utility model formula indicates a possible installation during its implementation. Increases the technological versatility of the installation to obtain basalt fiber of a certain composition.

Сущность полезной модели, поясняется графически.The essence of the utility model is explained graphically.

На фиг. 1, изображена компоновочная схема предложенной установки; на фиг. 2 изображена другая возможная компоновочная схема установки.In FIG. 1, shows a layout diagram of the proposed installation; in FIG. 2 shows another possible layout of the installation.

Установка для изготовления базальтовых волокон содержит бункер 1 для подачи сырья базальта, например, предварительно дробленого. Дополнительно, установка оснащена, по меньшей мере одним, бункером-дозатором 2 для подачи какого-либо легирующего сырья в любом известном виде, например, в виде калиброванных гранул, крошки, порошка, смесей легирующих элементов, в виде заранее подготовленного расплава и т.д. Бункер 1 расположен с возможностью подачи Installation for the manufacture of basalt fibers contains a hopper 1 for supplying raw materials of basalt, for example, pre-crushed. Additionally, the installation is equipped with at least one bunker-dispenser 2 for supplying any alloying materials in any known form, for example, in the form of calibrated granules, chips, powder, mixtures of alloying elements, in the form of a pre-prepared melt, etc. . The hopper 1 is located with the possibility of feeding

сырья базальта в водоохлаждаемый тигель 3 с охватывающим его индуктором 4 электрически связанным с высокочастотным генератором 5 (ВЧГ). Тигель 3 имеет направляющий лоток 6, для получаемого расплава базальта. Лоток 6, в свою очередь, входит (встроен) в фидер 7 для приема расплава базальта.basalt feedstock to a water-cooled crucible 3 with an inductor 4 enveloping it and electrically connected to a high-frequency generator 5 (VCHG). The crucible 3 has a guide tray 6, for the obtained basalt melt. Tray 6, in turn, is included (integrated) in the feeder 7 for receiving basalt melt.

По основной компоновочной схеме установки (см. фиг. 1), бункер-дозатор 2 для подачи легирующего сырья, размещен над фидером 7 и встроен в него.According to the basic layout of the installation (see Fig. 1), the hopper-dispenser 2 for supplying alloying materials is placed above the feeder 7 and is built into it.

По возможной компоновочной схеме установки (см. фиг. 2), бункер-дозатор 2 для подачи легирующего сырья, расположен с возможностью подачи сырья в тигель 3 с индуктором 4, с целью подачи сырья базальта и легирующего сырья в тигель 3, в заданных пропорциях.According to a possible layout of the installation (see Fig. 2), the hopper-dispenser 2 for supplying alloying raw materials is located with the possibility of supplying raw materials to crucible 3 with inductor 4, in order to supply basalt and alloying raw materials to crucible 3, in predetermined proportions.

Фидер 7 дополнительно обеспечивает: тепловую подготовку расплава до получения его температурной однородности (стабилизация расплава); гомогенизацию расплава; достижение требуемой степени аморфности расплава; получение требуемой вязкости; доводку расплава до определенной текучести; получение температурных режимов в зоне выработки расплава через питатели; распределение расплава легированного базальта на все питатели для его выработки; дегазацию расплава легированного базальта и т.д. В нижнюю часть фидера 7, встроен один или несколько струйных питателей 8, оборудованных на концах фильерными питателями 9 с фильерами для выработки расплава легированного базальта, то есть для волокнообразования методом механического вытягивания.Feeder 7 additionally provides: thermal preparation of the melt to obtain its temperature uniformity (stabilization of the melt); melt homogenization; achievement of the required degree of amorphous melt; obtaining the required viscosity; adjusting the melt to a certain fluidity; obtaining temperature conditions in the zone of melt generation through feeders; distribution of the doped basalt melt to all feeders for its production; degassing of molten alloyed basalt, etc. In the lower part of the feeder 7, one or more inkjet feeders 8 are installed, equipped at the ends with die feeders 9 with dies to generate doped basalt melt, that is, for fiber formation by mechanical drawing.

Струйные питатели 8 и соответственно фильерные питатели 9, установлены с возможностью подачи базальтовых легированных волокон 10 в устройство для приема волокон, состоящее, например, из замасливателей 11, для исключения склеивания (слипания) непрерывного волокна и предохранения его от воздействия внешней среды, и наматывающих приспособлений с бобинами 12 (катушками, барабанами).Inkjet feeders 8 and, respectively, spinneret feeders 9, are installed with the possibility of feeding basalt doped fibers 10 into a device for receiving fibers, consisting, for example, of sizing agents 11, to prevent gluing (sticking) of the continuous fiber and protecting it from the external environment, and winding devices with bobbins 12 (coils, drums).

В упрощенном варианте, устройство для приема легированного базальтового волокна 10, в основном штапельного, может быть выполнено, например, в виде конвейера (не показано).In a simplified embodiment, a device for receiving doped basalt fiber 10, mainly staple, can be performed, for example, in the form of a conveyor (not shown).

Установка для изготовления базальтовых волокон работает следующим образом.Installation for the manufacture of basalt fibers works as follows.

В основе предлагаемой установки для изготовления базальтовых волокон, лежит индукционный способ плавления горных пород базальта, позволяющий быстро и эффективно осуществлять процесс перевода породы в расплав.The proposed installation for the manufacture of basalt fibers is based on the induction method for melting basalt rocks, which allows the process of transferring the rock to melt to be carried out quickly and efficiently.

Исходное природное сырье базальта в виде небольших кусков из бункера 1, дозировано подается в водоохлаждаемый тигель 3. Электромагнитным полем, создаваемым индуктором 4, благодаря ВЧГ 5, сырье базальта плавится. Далее, после переполнения тигля 3, расплав самотеком поступает по направляющему лотку 6 в фидер 7, в донной части которого происходит отбор расплава струйными питателями 8, после чего он попадает на фильерные питатели 9 с платинородиевыми фильерами.The initial natural raw materials of basalt in the form of small pieces from the hopper 1, are metered into the water-cooled crucible 3. By the electromagnetic field created by the inductor 4, thanks to the VCHG 5, the raw materials of the basalt are melted. Further, after overfilling the crucible 3, the melt flows by gravity along the guide tray 6 into the feeder 7, in the bottom of which the melt is selected by jet feeders 8, after which it falls on the die feeders 9 with platinum rhodium dies.

По схеме установки изображенной на фиг. 1, легирующее сырье (необходимые химические элементы) бункером-дозатором 2, подается в требуемом количестве прямо в фидер 7, где происходит его расплавление (растворение, если это расплав легирующего сырья), например, перемешивание легированного расплава, температурная выдержка, подогрев, если необходимо и т.д.According to the installation scheme depicted in FIG. 1, alloying raw materials (necessary chemical elements) with a hopper 2, is supplied in the required amount directly to feeder 7, where it is melted (dissolving, if it is a melt of alloying raw materials), for example, mixing of the alloyed melt, temperature exposure, heating, if necessary etc.

По схеме установки изображенной на фиг. 2, заданное количество легирующего сырья, бункером-дозатором 2, одновременно подается с сырьем базальта из бункера 1 в тигель 3, где сырье базальта и легирующее сырье вместе плавятся, химически взаимодействуют друг с другом, и образуют расплав легированного базальта с уже новым, заранее заданным химическим составом и свойствами, новыми физико-техническими характеристиками.According to the installation scheme depicted in FIG. 2, a predetermined amount of the alloying raw material, by the metering hopper 2, is simultaneously supplied with the basalt raw material from the hopper 1 to the crucible 3, where the basalt raw material and the alloying raw material melt together, chemically interact with each other, and form a doped basalt melt with a new, predetermined chemical composition and properties, new physical and technical characteristics.

Из фидера 7, происходит выработка расплава базальта с образованием легированных базальтовых волокон 10. Волокна 10 проходят через замасливатели 11 и попадают на бобины 12 (катушки, барабаны) наматывающих устройств.From the feeder 7, basalt melt is generated with the formation of doped basalt fibers 10. The fibers 10 pass through the sizing 11 and fall on the bobbins 12 (coils, drums) of the winding devices.

Выработанное, например, непрерывное легированное базальтовое волокно в дальнейшем подвергается переработке в ровинг, жгут или крученую нить с помощью тростильных, жгутовых или крутильных машин.The produced, for example, continuous doped basalt fiber is subsequently processed into roving, tow or twisted yarn using cane, tow or twisting machines.

Таким образом, осуществляется работа установки.Thus, the installation is carried out.

Основным преимуществом установки, является возможность реализации ранее неизвестной новой технологии получения легированных базальтоволокнистых материалов.The main advantage of the installation is the possibility of implementing a previously unknown new technology for producing doped basalt fiber materials.

Предложенная полезная модель, позволяет получать легированное непрерывное базальтовое волокно специального химического состава, благодаря легированию базальта, снизить обрывность волокон при выработке расплава, снизить трение в фильерах и соответственно их износ, повысить срок службы дорогостоящих фильер, снизить брак, увеличить производительность оборудования для производства волокна, повысить стабильность качества выпускаемой продукции.The proposed utility model makes it possible to obtain doped continuous basalt fiber of a special chemical composition due to basalt alloying, to reduce the breakage of fibers during melt production, to reduce friction in dies and accordingly their wear, to increase the service life of expensive dies, to reduce marriage, and to increase the productivity of equipment for fiber production, increase the stability of the quality of products.

Легированные непрерывные базальтовые волокна с новыми физико-техническими характеристиками, найдут применение в авиационной, радиоэлектронной, нефтехимической, строительной и др. отраслях промышленности.Alloyed continuous basalt fibers with new physical and technical characteristics will find application in the aviation, radio-electronic, petrochemical, construction and other industries.

Степень раскрытия установки для изготовления легированного базальтоволокнистого материала, достаточна для реализации предложенной полезной модели в промышленности с достижением заявленного технического результата.The degree of disclosure of the installation for the manufacture of doped basalt fiber material is sufficient to implement the proposed utility model in industry with the achievement of the claimed technical result.

Claims

1. Installation for the manufacture of basalt fibers, containing a hopper for supplying basalt raw materials, located with the possibility of feeding raw materials into a crucible with an inductor, having a guide tray included in the feeder for basalt melt, built into the bottom of the feeder, at least one jet feeder, equipped at the end with a die feeder with a die and installed with the possibility of feeding basalt fibers into a fiber receiving device, characterized in that the installation is additionally equipped with at least one bunker rum supply alloying materials placed on the feeder, and built in it.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the device for receiving basalt fibers is made in the form of fiber sizing and winding devices with bobbins.