RU2120216C1

RU2120216C1 - Apparatus for manufacture of wool from thermoplastic materials

Info

Publication number: RU2120216C1
Application number: RU94012047A
Authority: RU
Inventors: Владимир Тимофеевич Гращенков
Original assignee: Владимир Тимофеевич Гращенков
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1998-10-20

Abstract

FIELD: production of filaments from molten materials by centrifugal method, in particular, production of "sugar" wool. SUBSTANCE: apparatus has centrifuge drum provided with discharge openings and mounted on base for free rotation. Drum shell is made from conductive material. Space between base and drum shell is adapted for receiving m-phase winding connected to m-phase ac source. EFFECT: simplified construction due to absence of engine and special heating member and increased efficiency. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области технологии изготовления волокна из расплавленных материалов центробежным способом и может быть использовано, например, для изготовления сахарной ваты в пищевой промышленности и в быту. The invention relates to the field of technology for the manufacture of fiber from molten materials by centrifugal method and can be used, for example, for the manufacture of cotton candy in the food industry and in everyday life.

Известно устройство для изготовления волокна из расплавленного материала, содержащее полую центрифугу, в боковой стенке которой выполнены отверстия для выпуска под действием центробежной силы расплава материала, расположенный внутри центрифуги распределитель материала и устройство для направления газового потока вниз по периметру центрифуги [1]. A device for manufacturing fiber from a molten material, containing a hollow centrifuge, in the side wall of which holes are made for the release of centrifugal forces of the molten material, a material distributor located inside the centrifuge and a device for directing the gas flow down the perimeter of the centrifuge [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является устройство для получения ваты из термопластичных материалов, содержащее нагревательный элемент для расплавления загружаемого материала, барабан центрифуги с выпускными отверстиями для разделения расплавленного материала на волокна и двигатель, придающий вращение барабану [2]. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a device for producing wool from thermoplastic materials, containing a heating element for melting the feed material, a centrifuge drum with outlet openings for separating the molten material into fibers and a motor that imparts rotation to the drum [2].

Недостатком известных устройств является их сложность. A disadvantage of the known devices is their complexity.

Заявляемое изобретение направлено на упрощение конструкции устройства для изготовления ваты из термопластичных материалов. The invention is aimed at simplifying the design of a device for the manufacture of wool from thermoplastic materials.

Предложенное устройство содержит неподвижное основание и установленный на нем свободно вращающийся барабан центрифуги, в зазоре между которыми размещена m-фазная обмотка, подключенная к m-фазному источнику переменного тока. Кроме того, стенка барабана центрифуги, обращенная к обмотке, выполнена из магнито- и электропроводящего материала, и ее поверхность выполнена зеркальной, а основание выполнено из магнитодиэлектрика. The proposed device comprises a fixed base and a freely rotating centrifuge drum mounted on it, in the gap between which is placed an m-phase winding connected to an m-phase AC source. In addition, the wall of the centrifuge drum facing the winding is made of magnetically and electrically conductive material, and its surface is mirrored, and the base is made of magnetodielectric.

Такая совокупность отличительных признаков позволяет существенно упростить конструкцию устройства, исключив из него двигатель и отдельный нагревательный элемент, так как m-фазная обмотка, подключенная к m-фазному источнику переменного тока, создает вращающееся магнитное поле, увлекающееся магнитное поле, увлекающее за собой барабан центрифуги, и за счет возникновения индукционных токов в стенке барабана выполняет функции нагревательного элемента для расплавления термопластичного материала, загружаемого вовнутрь барабана. This set of distinctive features allows us to significantly simplify the design of the device by excluding the motor and a separate heating element from it, since the m-phase winding connected to the m-phase AC source creates a rotating magnetic field, carried away by the magnetic field, which carries the centrifuge drum, and due to the occurrence of induction currents in the wall of the drum, it functions as a heating element for melting a thermoplastic material loaded inside the drum.

На фиг. 1 представлен пример реализации устройства для изготовления ваты из термопластичных материалов. In FIG. 1 shows an example implementation of a device for manufacturing wool from thermoplastic materials.

На фиг. 2 показан пример исполнения двухфазной печатной обмотки. In FIG. 2 shows an example of a two-phase printed winding.

На фиг. 3 дана схема соединения обмотки с двухфазным источником переменного тока. In FIG. Figure 3 shows the connection diagram of the winding with a two-phase AC source.

В предлагаемом примере реализации на основании 1 посредством подшипника 2 с зазором установлен барабан центрифуги 3 так, что он может свободно вращаться относительно основания. В зазоре между основанием и барабаном размещена двухфазная печатная обмотка 4, подключенная посредством выводов 5 к двухфазному источнику переменного тока 6. Барабан 3 имеет загрузочное отверстие 7 и выпускные отверстия 8. In the proposed embodiment, on the base 1, by means of the bearing 2, a centrifuge drum 3 is mounted with a clearance so that it can rotate freely relative to the base. In the gap between the base and the drum there is a two-phase printed winding 4 connected via terminals 5 to a two-phase AC source 6. The drum 3 has a loading hole 7 and outlet openings 8.

Обмотка 4 выполнена в виде двухсторонней печатной платы. На одной стороне платы расположена первая фаза 9. Вторая фаза 10 размещена на другой стороне платы со сдвигом по окружности на угол 90/p градусов, где p - число пар полюсов обмотки. The winding 4 is made in the form of a double-sided printed circuit board. The first phase 9 is located on one side of the board. The second phase 10 is located on the other side of the board with a circumference shift of 90 / p degrees, where p is the number of pole pairs of the winding.

Источник 6 выдает два выходных переменных напряжения, сдвинутых во времени на угол 90 электрических градусов. При поступлении этих напряжений на фазы 9 и 10 обмотки 4 последняя создает в зазоре между основанием 1 и барабаном 3 вращающееся магнитное поле. Под действием этого поля в электропроводящей нижней стенке барабана возникают вихревые индукционные токи. Взаимодействие вихревых токов с вращающимся магнитным полем обмотки приводит к возникновению электромагнитного момента, приложенного к барабану, что вызывает вращение последнего. (Процессы возникновения электромагнитного момента аналогичны процессам в асинхронных электродвигателях.)
Одновременно вихревые тока нагревают нижнюю стенку барабана, что приводит к расплавлению материала, загружаемого в него через отверстие 7. Боковая поверхность барабана выполнена конической с тем, чтобы загружаемый материал под действием центробежных сил и их осевых составляющих, возникающих в результате реакции боковой поверхности, прижимался к нижней нагреваемой стенке барабана и к выпускным отверстиям 8. Расплавленный материал, вылетая через выпускные отверстия и остывая, превращается в волокна, которые, будучи собраны вместе, представляют собой вату.Source 6 produces two output variable voltage, shifted in time by an angle of 90 electrical degrees. When these voltages arrive at phases 9 and 10 of the winding 4, the latter creates a rotating magnetic field in the gap between the base 1 and the drum 3. Under the influence of this field, eddy induction currents occur in the electrically conductive lower wall of the drum. The interaction of eddy currents with a rotating magnetic field of the winding leads to the appearance of an electromagnetic moment applied to the drum, which causes the rotation of the latter. (The processes of occurrence of electromagnetic moment are similar to processes in asynchronous electric motors.)
At the same time, eddy currents heat the lower wall of the drum, which leads to the melting of the material loaded into it through the hole 7. The lateral surface of the drum is made conical so that the loaded material is pressed against centrifugal forces and their axial components resulting from the reaction of the side surface the lower heated wall of the drum and to the outlet openings 8. The molten material, flying out through the outlet openings and cooling down, turns into fibers, which, when assembled together, appear They make themselves cotton.

Скорость вращения барабана и степень нагрева загружаемого материала зависят от частоты и амплитуды приложенного к обмотке напряжения, а также от используемых в конструкции материалов. С тем чтобы увеличить значение электромагнитного момента, целесообразно основание и нижнюю стенку барабана выполнять из магнитопроводящих материалов. The rotation speed of the drum and the degree of heating of the loaded material depend on the frequency and amplitude of the voltage applied to the winding, as well as on the materials used in the design. In order to increase the value of the electromagnetic moment, it is advisable to make the base and lower wall of the drum from magnetic conductive materials.

В то же время стенка барабана должна быть электропровдящей, так как только в этом случае в ней возникают вихревые токи, необходимые как для создания момента, так и для нагрева. Основание же целесообразно изготовить из магнитоэлектрика для того, чтобы исключить или, по крайней мере, снизить до минимума потери в нем, а следовательно, и его нагрев. Кроме того, желательно поверхность стенки барабана, обращенную к обмотке выполнить зеркальной, что несколько снижает уровень теплового потока от барабана к основанию. At the same time, the wall of the drum must be electrically conductive, since only in this case eddy currents appear in it, which are necessary both for creating a moment and for heating. It is advisable to make the base from a magnetoelectric in order to exclude or at least reduce to a minimum the losses in it, and, consequently, its heating. In addition, it is desirable that the surface of the drum wall facing the winding be mirrored, which somewhat reduces the level of heat flux from the drum to the base.

Таким образом, предложенное устройство, осуществляя те же функции, имеет более простую конструкцию, чем известные устройства для изготовления ваты из термопластичных материалов. Thus, the proposed device, performing the same functions, has a simpler design than the known device for the manufacture of wool from thermoplastic materials.

Источники информации
1. Патент Японии N 62-20141, МКИ: C 03 B 37/04.Sources of information
1. Japan patent N 62-20141, MKI: C 03 B 37/04.

2. SU, N 1683639, A1, кл. A 23 G 3/10, 1991 (прототип). 2. SU, N 1683639, A1, cl. A 23 G 3/10, 1991 (prototype).

Claims

1. A device for the manufacture of wool from thermoplastic materials, containing a fixed base and mounted on it with the possibility of free rotation of the centrifuge drum with exhaust holes, characterized in that in the gap between the base and the drum there is an m-phase winding connected to an m-phase variable source current, and the drum wall facing the winding is made of electrically conductive material.

2. The device according to claim 1, characterized in that the wall of the drum facing the winding is made of magnetically conductive material.

3. The device according to p. 2, characterized in that the base is made of magnetodielectric.

4. The device according to claim 2, characterized in that the surface of the drum wall facing the winding is made mirrored.