SU1525122A1

SU1525122A1 - Blowing head

Info

Publication number: SU1525122A1
Application number: SU874321670A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Печеный; Владимир Петрович Гаврилюк; Николай Григорьевич Коновалов; Галина Алексеевна Примаченко
Original assignee: Институт проблем литья АН УССР
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-11-30

Abstract

Изобретение относитс к минераловатному производству, в частности к устройствам дл получени методом раздува грубых тонких и супертонких волокон из минеральных расплавов. Цель изобретени - повышение качества волокна и увеличение производительности. Дутьева головка содержит корпус с патрубком дл подачи расплава и кольцевым соплом дл ввода энергоносител . Камера раздува выполнена с диффузором и кумул тором, имеющем боковые отверсти , оси которых пересекаютс с осью головки. Коммул тор соединен с патрубком дл подачи расплава. Высота пересечени осей отверстий кумул тора и оси головки составл ет Н-2Н вниз от плоскости соединени кумул тора и патрубка, где Н - высота кумул тора. Отношение суммарной площади выходных сечений отверстий кумул тора к площади критического сечени кольцевого сопла составл ет 1-5. Кумул тор дутьевой головки может быть выполнен как коническим полусферическим, а оси его отверстий могут пересекатьс в одной точке. Кумул тор может быть также выполнен с отверсти ми в виде щелевых сопел, расположенных перпендикул рно его образующей. Кроме того, отверсти в кумул торе могут быть размещены осесимметрично. Возможна установка кумул тора с зазором относительно диффузора с образованием кольцевого сопла. Изобретение позвол ет снизить расход сырь и улучшить услови обслуживани . 6 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to mineral wool production, in particular, to devices for producing by the blown method coarse fine and superfine fibers from mineral melts. The purpose of the invention is to improve the quality of the fiber and increase productivity. The blow head includes a housing with a nozzle for feeding the melt and an annular nozzle for introducing energy carrier. The inflation chamber is made with a diffuser and a cumulator having lateral apertures, the axes of which intersect with the axis of the head. A commulator is connected to a melt supply pipe. The height of the intersection of the axes of the holes of the cumulus torus and the axis of the head is H-2H down from the plane of the connection of the cumulus torus and the nozzle, where H is the height of the cumulus torus. The ratio of the total area of the outlet sections of the cumulator holes to the area of the critical section of the annular nozzle is 1-5. The cumula torus of the blow head can be designed as a conical hemispherical head, and the axes of its holes can intersect at one point. The cumulus torus can also be made with openings in the form of slotted nozzles arranged perpendicular to its generator. In addition, the holes in the cumulator can be placed axisymmetrically. It is possible to install a cumulator torus with a gap relative to the diffuser with the formation of an annular nozzle. The invention allows to reduce the consumption of raw materials and improve service conditions. 6 hp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс к минерало- ватному производству, в частности к устройствам дл получени методом раздува грубых тонких и супертонких волокон из минеральньпс расплавов.The invention relates to mineral wool production, in particular, to devices for producing, by the blown method, coarse fine and superfine fibers from mineral melts.

Цель изобретени - повышение качества волокна, увеличение производительности .The purpose of the invention is to improve the quality of the fiber, increasing productivity.

На фиг.1 представлена дутьева головка с коническим кумул тором, вертикальный разрез; на фиг.2 - вариантFigure 1 shows a blowing head with a conical cumulator, a vertical section; figure 2 - option

j выполнени головки с полусферически кумул тором; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - схема распределени сил струи из двух осесиммет- ричных отверстий.j design of the head with a hemispherical cumulator; on fig.Z - section aa in figure 2; Fig. 4 is a diagram of the distribution of jet forces from two axisymmetric holes.

Дутьева головка содержит корпус 1 с патрубком 2 дл ввода энергоносител , соединенный подвижно с крышкой 3, имеющей патрубок 4, внутри которого выполнено отверстие 5 дл подачи расплава о Корпус 1 с крьшкой 3 образуют кольцевое сопло 6 ввода энергоносител с лосопловой 7 и подсопло- вой 8 камерами, имеющими в сечении форму сопла Лавал . К патрубку 4 ко- аксиально отверстию 5 жестко присоединен конический 9 или полусферический 10 кумул торы. Кумул тор обеспечивает создание ударной волны, разделение потока энергоносител на отдельные струи с минимальными потер ми давлени , ускорение струек энергоносител и направление их и ударной волны в одну точку или линию на оси головки. Кумул тор может быть выполнен в виде усеченного конуса или усеченной полусферы, направленных меньшим основанием к потоку энергоносител . По оси головки в кумул - торе выполнено отверстие дл прохода расплава, а в боковых стенках - отверсти в виде конических 11 или щелевых 12 сопел дл разделени , ускорени и направлени потока энергоносител . Оси отверстий кумул тора пересекаютс с осью дутьевой головки на высоте Н-2Н вниз от плоскости соединени кумул тора и патрубка подачи расплава, где Н - высота кумул торао При высоте пересечени менее Н наблюдаетс некоторое торможение потока. При высоте, превыщающей 2Н, эффективность процесса резко падает из-за больших потерь энергии на преодолени сопротивлени среды и застывающей струи расплава. Кумул тор выполн ют с максимально возможным количеством отверстий и размещают их по типу пчелиных сот, причем осесимметрично. Это позвол ет добитьс максимальной отдачи от потока, так как горизонтальные составл ющие сил струи имеют одну величину, лежат на одной линии, но действуют в противоположных направлени х , взаимно уничтожа друг друга, а вертикальные составл ющие сил действуют на одной линии в одном направлении и, значит, складываютс , удваива силу воздействи на расплав (см. фиГоА). Отношение суммарной площади выходных сечений отверстий кумул тора к площади критического сечени кольцевого сопла находитс в пределах 1-5.The blow head includes a housing 1 with a nozzle 2 for introducing energy carrier, which is movably connected to the lid 3, having a nozzle 4, inside which an opening 5 for feeding melt about the housing 1 with an aperture 3 forms an annular nozzle 6 for introducing energy carrier with a sloop 7 and a subslap 8 chambers having a cross section of the nozzle Laval. A conical 9 or a hemispherical 10 cumulators are rigidly attached to the nozzle 4 to the coaxial opening 5. The cumulus torus creates a shock wave, separates the energy carrier flux into separate jets with minimal pressure losses, accelerates energy carrier streams and directs them and the shock wave to a single point or line on the head axis. The cumulus torus can be made in the form of a truncated cone or a truncated hemisphere, aimed by a smaller base towards the flow of energy carrier. Along the axis of the head in the cumula torus there is a hole for the passage of the melt, and in the side walls there are holes in the form of conical 11 or slit 12 nozzles for separating, accelerating and directing the flow of energy carrier. The axes of the cumulus holes intersect with the axis of the blowing head at a height of H-2H down from the plane of the connection of the cumulator and the melt supply pipe, where H is the height of the cumulus of the torus. At an intersection height of less than H, some flow deceleration is observed. At heights exceeding 2H, the efficiency of the process drops sharply due to large energy losses in overcoming the resistance of the medium and the solidifying jet of the melt. The cumulator is made with the maximum possible number of holes and is placed according to the type of honeycomb, and axisymmetrically. This allows you to achieve maximum efficiency from the flow, since the horizontal components of the jet forces are of the same magnitude, lie on one line, but act in opposite directions, mutually destroy each other, and the vertical components of the forces act on the same line in one direction and This means that they fold, doubling the force exerted on the melt (see FIG. A). The ratio of the total area of the outlet sections of the cumulator holes to the area of the critical section of the annular nozzle is in the range of 1-5.

При уменьшении отношени меньше единицы энергоносител поступает меньше, чем может обработать ку- мул тор, т.е. часть сопел.работает не на полную мощность или вообще неAs the ratio decreases below the unit of energy, less is supplied than the cumulator can process, i.e. part of the nozzles. not working at full capacity or not at all

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

работает. Процесс образовани струек становитс неуправл емым, а это приводит к тому, что в фокус приход т струйки, не имеющие своих конрструек, и их горизонтальна составл юща скорости не уничтожаетс , из-за чего струйка не поворачиваетс вдоль оси головки, а продолжает полет. Кумул ци струй с вьщелением тепловой энергии и повышением давлени не происходит и качество волокна ухудшаетс . Увеличение отношени больше п ти приводит к неоправданному перерасходу энергоносител , которьй кумул тор не может пропустить и он уноситс по кольцевому соплу 11 в атмосферу, не оказыва положительного вли ни на процесс раздува, а скорее, наоборот, захолаживает область выт жки, уменьша тем самым интервал выт жки.works. The process of jet formation becomes uncontrollable, and this leads to the fact that trickles that do not have their own designs come into focus, and their horizontal component of speed is not destroyed, because of which the stream does not turn along the axis of the head, but continues flight. Cumulation of jets with the release of heat energy and pressure increase does not occur and the quality of the fiber deteriorates. An increase in the ratio of more than five leads to an unnecessary overspending of the energy carrier, which the cumulator cannot miss and it is carried along the annular nozzle 11 to the atmosphere, without having a positive effect on the inflation process, but rather, on the contrary, it depletes the exhaust area, thereby reducing the interval stretching

Форма сечени отверстий 11 и 12 может быть разной в виде простого конического сопла, сопла Вентури, сопла Лавал .The cross-sectional shape of the holes 11 and 12 may be different in the form of a simple conical nozzle, a Venturi nozzle, and a Laval nozzle.

Выполнение отверстий в виде сопел позвол ет компенсировать потери потоком энергии на вход в кумул тор и придать струйкам четкую направленность . Внутренн часть камеры раздува выполнена в виде диффузора 13, Вверху диффузор образует с патрубками 4 подсопловую камеру 8, а внизу кумул тора 9 или 10 - кольцевое сопло , через которое выход т из го лов- ки остатки неиспользованного кумул - тором энергоносител , образу воздушную завесу, преп тствующую рассеиванию волокна. Кроме того, диффузор выполн ет функцию отражател струй энергоносител , оттолкнувшихс от кумул тора ,Making holes in the form of nozzles makes it possible to compensate for the loss of energy at the entrance to the cumulator and to give the streams a clear directionality. The inner part of the blowing chamber is made in the form of a diffuser 13. At the top, the diffuser forms with the nozzles 4 a sub-nozzle chamber 8, and at the bottom of the cumulator 9 or 10 - an annular nozzle, through which the remains of the unused energy carrier leave the head, forming an air curtain disruptive fiber. In addition, the diffuser acts as a reflector of the jets of the energy carrier that have pushed away from the cumulator,

Дутьева головка работает следующим образом.Blow head works as follows.

Энергоноситель (пар или воздух с давлением 3-8 атм) через патрубок 2 поступает в досопловую камеру 7 и проходит через сопло 6, приобретает звуковую скорость. В подсопловой камере 8 энергоноситель дополнительно ускор етс и направл етс на кумул тор энергии 9 или 10. При встрече с кумул тором поток энергоносител , удар сь, создает ударную волну и раздел етс отверсти ми 11 или 12 на отдельные струйки, которым при помощи сопла возвращаетс часть потер нной на входе энергии. Часть энергоносител отталкиваетс от перегоро51Energy (steam or air with a pressure of 3-8 atm) through the pipe 2 enters the pre-heating chamber 7 and passes through the nozzle 6, acquires sound speed. In the sub-nozzle chamber 8, the energy carrier is additionally accelerated and directed to the energy accumulator 9 or 10. When meeting with the accumulator, the energy carrier flow, striking, creates a shock wave and separates the holes 11 or 12 into separate streams, which are returned with a nozzle part of the input energy lost. Part of the energy carrier is repelled by rejection.

док между отверсти ми и после столкновени с диффузором 13 снова направл етс на кумул тор. Часть же энергоносител уходит через сопло 14, обра зу воздушную завесу. Струйки, направленные кумул тором 9 или 10 в фокус кумул ции F, при подлете к нему сливаютс с соседними струйками. При этом происходит вьщеление внутренней энергии, про вл ющеес в виде разогрева , ускорени и повьшени давлени энергоносител . При столкновении в фокусе кумул ции струек с зеркально отраженными, поток энергоносител поворачивает вниз по оси головки. За счет уничтожени горизонтальных составл ющих скорости и силы и сложени вертикальных составл ющих поток получает резкое ускорение. При этом в отверстии 5 создаетс разрежение, засасьшающее расплав из фильерного питател . Попада в фокус кумул ции, расплав оказываетс под всесторонним концентрированным ударом энергоноси- тел . Горизонтальные составл ющие силы струек разбивают расплав на мелкие капли, а вертикальные составл ющие выт гивают их в нити волокна.The dock between the holes and after colliding with the diffuser 13 is again directed to the accumulator. Part of the energy carrier leaves through the nozzle 14, forming an air curtain. The streams directed by the cumulator 9 or 10 into the focus of the F cumulation, when approaching it are merged with the neighboring streams. In this case, internal energy is released, manifested in the form of heating, accelerating and increasing the pressure of the energy carrier. When a cluster of particles collides with specularly reflected mirrors, the flow of the energy carrier turns down along the axis of the head. Due to the destruction of the horizontal components of the velocity and force and the addition of the vertical components of the stream receives a sharp acceleration. In this case, a vacuum is created in the hole 5, sucking the melt from the spinneret feeder. Getting into the focus of the accumulation, the melt comes under a comprehensive concentrated impact of the energy carrier. The horizontal component forces of the streams break up the melt into small droplets, and the vertical components pull them into filaments.

Таким образом, предлагаема кон- струкци дутьевой головки обеспечивает получение высокого качества волокна за счет создани кумулирук цего эффекта, а именно за счет концентрации энергии в точке выт жки и за счет самонагревани потока энергоносител , а также повьшение производительности за счет увеличени интенсивности раздува.Thus, the proposed blow head design provides high-quality fiber by creating a cumulative effect, namely, by concentrating energy at the draw point and by self-heating the flow of energy, as well as increasing performance by increasing the intensity of the bulge.

Claims

1. A blow head comprising a housing with a nozzle for supplying melt

0 5

ABOUT

0

five

226

VA and an annular nozzle for energy input. an inflator chamber with a diffuser and a cumulator with side holes, the axes of which intersect with the axis of the head, characterized in that, in order to improve the quality of the fiber and increase productivity, the cumulator is installed in the chamber of the bulge and coaxially connected to the branch pipe for supplying the melt, the height of the intersection of the axes of the cumulator holes and the axis of the head is H-2H down from the plane of the connection of the cumulus torus and the nozzle, where H is the height of the cumulus torus, and the ratio of the total area of the outlet sections of the holes RA to the area of the critical section of the nozzle ring is 1-5.

2. Duct head according to claim 1, which is characterized by the fact that the cumusor is conical.

3. Duct head according to claim 1, about T - which is characterized by the fact that the cumulus torus is hemispherical.

4. Duct head according to claim 1, characterized in that the axes of the holes of the cumulator of the torus intersect at one point.

5. The blow head according to claim 1, which is characterized by the fact that the cumula tor is made with openings in the form of slotted nozzles arranged perpendicular to its generator.

6. Duct head according to claim 1, characterized in that the holes in the cumulator are spaced symmetrically.

7. Ducting head according to claim 1, O t - characterized by the fact that the cumulus torus forms an annular nozzle with a diffuser.

; 3

A-l

(rig. 3