SU1721030A1

SU1721030A1 - Device for obtaining fibre out of melt

Info

Publication number: SU1721030A1
Application number: SU894759344A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Коробко; Валерий Борисович Веселовский
Original assignee: В.И.Коробко и В.Б.Веселовский
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1989-11-20
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение может быть использовано в производстве минерального стекл нного волокна, изделий на его основе. Цель изобретени - повышение качества волокон. Устройство содержит полый водоохлаждае- мый с чашей, на. которую подаетс жидкий расплав. За счет вращени чаши происходит пленочно-струйное истечение расплава в зону газового энергоносител , подаваемого с помощью цилиндрических сопел из дутьевого коллектора с резонаторами . На центральной оси коллектора наход тс отверсти дл подачи термостойкой жидкости. Резонаторы выполнены в виде сменных шайб и установлены в этих же цилиндрических соплах. При истечении энергоносител через сопла происходит образование акустических колебаний, которые накладываютс на ротируемый расплав , что улучшает процесс волокнообразовани в соудар ющихс газовых потоках энергоносител . 2 ил.The invention can be used in the production of mineral glass fiber, products based on it. The purpose of the invention is to improve the quality of the fibers. The device contains a hollow water-cooled bowl, on. which is supplied liquid melt. Due to the rotation of the bowl, a film-jet outflow of the melt into the zone of gas energy carrier, supplied by means of cylindrical nozzles from the blown collector with resonators, occurs. On the central axis of the collector are openings for the supply of heat-resistant fluid. The resonators are made in the form of interchangeable washers and installed in the same cylindrical nozzles. When the energy carrier elapses through the nozzles, acoustic oscillations are formed, which are superimposed on the rotating melt, which improves the fiber formation process in the colliding gas flows of the energy carrier. 2 Il.

Description

(Л(L

СWITH

Изобретение может быть использовано в производстве минерального или стекл нного волокна и изделий на их основе.The invention can be used in the production of mineral or glass fiber and products based on them.

Известно устройство дл получени волокна из расплава, снабженное кольцевой калибрующей головкой, котора , в свою очередь , выполнена из кольца и охлаждаемого корпуса. Между головкой и кромкой чаши образована регулируема по ширине щель дл выхода расплава. Оси внутреннего р да отверстий кольцевого дутьевого устройства направлены параллельно оси вращени чаши , а оси наружного р да отверстий направлены параллельно образующей конусной части чаши.A device for obtaining fibers from a melt is known, which is provided with an annular sizing head, which, in turn, is made of a ring and a cooled body. An adjustable width gap is formed between the head and the edge of the bowl. The axes of the inner row of holes of the annular blower device are parallel to the axis of rotation of the bowl, and the axes of the outer row of holes are parallel to the forming cone part of the bowl.

Недостатком известного устройства вл етс то, что истечение (ротаци ) расплава между вращающейс чашей и неподвижной охлаждаемой головкой будет неэффективной из-за трени расплава и остывани последнего на головке, что нарушает процесс волокнообразовани или делает его невозможным . Кроме того, сопла расположены так, что энергоноситель не участвует в во- локнообразовании из-за низкой и непосто нной скорости истечени на прот жении зоны волокнообразовани , а вл ютс только средством дл перемещени волокна, что не способствует получению волокон повышенного качества.A disadvantage of the known device is that the outflow (rotation) of the melt between the rotating bowl and the stationary cooled head will be ineffective due to friction of the melt and cooling of the latter on the head, which disrupts the fiber formation process or makes it impossible. In addition, the nozzles are positioned in such a way that the energy carrier does not participate in fiber formation due to the low and irregular flow rate during the fiber formation zone, but is only a means for moving the fiber, which does not contribute to obtaining higher quality fibers.

Цель изобретени - повышение качества получаемого волокна.The purpose of the invention is to improve the quality of the fiber produced.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл получени волокна из расплава содержит консольно закрепленную на приводном валу охлаждаемую центрифу- гальную чашу и дутьевой коллектор с соплами , которые снабжены резонаторами,This goal is achieved by the fact that the device for obtaining fibers from the melt contains a centrifugal bowl mounted on a drive shaft and a blown collector with nozzles which are equipped with resonators

VIVI

ю оyoo o

СА) ОSA) O

причем резонаторы выполнены в виде шайб и установлены в цилиндрических соплах, а дутьевой коллектор выполнен с установленной по центру трубкой дл подачи термостойкой жидкости.the resonators are made in the form of washers and installed in cylindrical nozzles, and the blower collector is made with a tube installed in the center for supplying a heat-resistant liquid.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство , вид сбоку; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed device, side view; in fig. 2 — node I in FIG. one.

Устройство содержит полый водоохлаж- даемый вал 1 с консольно закрепленной чашей 2, форсункой 3 дл подачи св зующего, дутьевой коллектор 4 с резонаторами 5, которые выполнены в виде съемных цилиндрических сопел, во внутренних полост х которых вставлены съемные вкладыши 6 в виде шайб. Дутьевой коллектор содержит платик 7с наклонными полками. Центральна ось платка содержит отверсти дл креплени трубок 8. Здесь же на полках платика 7 установлены резонаторы 5 с соплами .The device comprises a hollow water-cooled shaft 1 with a cantilevered bowl 2, a nozzle 3 for feeding a binder, a blower collector 4 with resonators 5, which are made in the form of removable cylindrical nozzles, in which internal inserts removable inserts 6 are inserted in the form of washers. The blast manifold contains a plate 7c inclined shelves. The central axis of the scarf contains holes for mounting the tubes 8. Here, on the shelves of the plate 7, there are resonators 5 with nozzles.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Расплав подают на чашу 2, который за счет вращени чаши поступает на кромку чаши. С кромки чаши происходит пленочно- струйное истечение расплава в зону газового энергоносител (пар, сжатый воздух, продукты сгорани газов). Таким образом, на кромке чаши перпендикул рно ее оси вращени образуетс плоскость следа ротируемого расплава. Энергоноситель подаетс через дутьевой коллектор, который выполнен из кольцевой оболочки(например трубы); на боковой поверхности, обращенной к чаше, расположен платик 7, полки которого имеют наклон в сторону чаши. На .полках платика сделаны резьбовые отверсти дл креплени резонаторов с соплами, а на центральной оси основани в углублении платика - отверсти дл размещени труб ок подачи силиконового масла или других добавок. При истечении пульсирующих газовых потоков за счет их .концентричного схватывани у основани трубок создаетс разрежение и за счет эжекции происходит самовсасывание силиконового масла, которое эжектируетс в вихревую полуплоскость , образованную соудар ющимис потоками.The melt is fed to the bowl 2, which due to the rotation of the bowl enters the edge of the bowl. A film-jet outflow of the melt to the gas energy carrier zone (steam, compressed air, products of gas combustion) occurs from the edge of the bowl. Thus, on the edge of the bowl perpendicular to its axis of rotation, a plane of trace of the rotated melt is formed. The energy source is supplied through a blast manifold, which is made of an annular casing (e.g., a pipe); On the side surface facing the bowl, there is a plate 7, the shelves of which have a slope to the side of the bowl. Threaded holes for fastening resonators with nozzles are made on the shelves of the plastic, and on the central axis of the base in the dimple of the plastic are holes for accommodating pipes for supplying silicone oil or other additives. When pulsating gas flows out due to their concentric setting, a vacuum is created at the base of the tubes and, due to ejection, silicone oil self-suction occurs, which ejects into the vortex half-plane formed by the colliding flows.

Образовавшиес пленки и микроструйки расплава после встречи с энергоносителем под воздействием аэродинамических сил и наложенных акустических колебаний расщепл ютс на волокна и неволокнистые включени (корольки). При большой скорости потоков энергоносител между стру ми газа и жидкого расплава в плоскости следа ротируемого расплава или за плоскостью возникает трение, вследствие чего струйки расплава (или пленки), будучи как бы закрепленные с одной стороны, выт гиваютс в отдельные тонкие волокна (нити). Чем выше скорость энергоносител , тем тоньше и длиннее волокно, но превышение скоростиThe formed films and melt microstructures, after meeting with the energy carrier under the influence of aerodynamic forces and superimposed acoustic vibrations, are split into fibers and non-fibrous inclusions (beads). At high flow rates of the energy carrier between the gas and liquid melt jets, friction occurs in the plane of the rotated melt or behind the plane, as a result of which the melt streams (or films), being fixed on one side, are pulled into individual thin fibers (strands). The higher the speed of the energy carrier, the thinner and longer the fiber, but the excess speed

энергоносител (более 450 м/с) при волок- нообразовании вызывает нарушение режима выт жки волокна (т.е. при соотношении сил трени газового потока и пластичного волокна), превышает массовый выход в точках закреплени , в результате чего происходит обрыв волокна, образуютс короткие волокна и корольки, наступает пыление. Остывшее волокно в пределах в зкостных параметров , когда его пластичностьDuring fiber formation, the energy carrier (more than 450 m / s) causes a violation of the fiber drawing mode (i.e., when the ratio of friction forces of the gas flow and ductile fiber) exceeds the mass yield at the fixing points, resulting in fiber breakage, short fibers and blood flakes, dusting occurs. The cooled fiber is in the range of viscosity parameters, when its plasticity

сохран етс , требует более высоких скоростей энергоносител , а это, в свою очередь, вызывает увеличение энергозатрат, так как требуетс повышенное давление, что неremains, requires higher speeds of the energy carrier, and this, in turn, causes an increase in energy costs, since increased pressure is required, which is not

всегда практически достижимо..always practically achievable ..

Дл предотвращени образовани толстых и коротких волокон выт жка волокон происходит в соудар ющихс пульсирующих газовых потоках с одновременной подачей в эти потоки температуростойкойTo prevent the formation of thick and short fibers, the fibers are drawn in colliding pulsating gas flows with simultaneous flow of temperature-resistant fibers into these flows.

адгезионной жидкости, например силиконового масла, в количестве 5-10% от общей массы волокон. Силиконовое масло, встреча сь с волокном за счет потоков газа, обволакивает последнее, что позвол ет снизитьadhesive fluid, such as silicone oil, in the amount of 5-10% of the total mass of fibers. Silicone oil, meeting the fiber through gas flows, envelops the latter, which reduces

трение энергоносител о волокно в первоначальной стадии.friction energy of the fiber in the initial stage.

По мере удалени волокна от дутьевого коллектора 4 скорость выт жки остаетс посто нной в зоне 20-70 мм от плоскости ротируемого расплава в сторону отдува волокон. Это происходит за счет соудар ющихс газовых потоков, что очень важно дл создани широкой зоны волокнообразова- ни . В предложенном способе примен етс As the fiber is removed from the blown collector 4, the drawing rate remains constant in the zone of 20-70 mm from the plane of the rotated melt towards the blowing of the fibers. This is due to the colliding gaseous streams, which is very important for creating a wide fiber forming zone. The proposed method applies

энергоноситель с невысокими величинами давлени 0,2-0,4 МПа вместо традиционногодавлени 0,6-0,8 МПа.energy carrier with low pressure values of 0.2-0.4 MPa instead of conventional pressure of 0.6-0.8 MPa.

Дл снижени энергозатрат при волок- нообразовании на соудар ющиес газовыеIn order to reduce energy consumption during the formation of fibers for colliding gas

потоки накладываютс дополнительно извне акустические колебани , которые вл ютс источником дополнительных возмущений, а они, в свою очередь, оказывают вли ние на различные факторы, в томthe flows are additionally superimposed on the outside by acoustic oscillations, which are the source of additional disturbances, and these, in turn, affect various factors, including

числе на уменьшение масштаба турбулентности и увеличение частоты поверхностных колебаний, привод щих к распаду макроструй и пленок расплава на волокна, что улучшает качество волокон.including a decrease in the scale of turbulence and an increase in the frequency of surface oscillations leading to the disintegration of a macrojet and melt films into fibers, which improves the quality of the fibers.

Резонатор 5 с соплами имеет резонирующую полость А (фиг. 2), котора с одной стороны имеет конусное (угол конуса 13°) или коноидальное отверстие, а с другой - цилиндрическое отверстие, которое можетThe resonator 5 with nozzles has a resonating cavity A (Fig. 2), which on one side has a tapered (cone angle 13 °) or a conoid opening, and on the other, a cylindrical opening, which can

измен ть диаметр сопла за счет сменного вкладыша 6.change the diameter of the nozzle by changing the insert 6.

Таким образом, выполненное сопло вл етс механизмом генерации колебаний, в котором взаимодействие посто нно существующего потока газа и периодически действующего обратного потока (вызванного опорожнением резонирующей полости), приводит к пульсации энергоносител .Thus, the nozzle produced is an oscillation generation mechanism in which the interaction of a continuously existing gas flow and a periodically acting return flow (caused by the emptying of the resonant cavity) results in a pulsating energy carrier.

Соотношение диаметра сопла к диаметру резонатора также вли ет на процесс во- локнообразовани , так при соотношенииThe ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the resonator also affects the process of fiber formation.

-г- 1 можно получать большую акустиче- ир-g- 1 can get great acoustic

скую мощность путем снижени частоты акустических колебаний при посто нных расходах энергоносител .power by reducing the frequency of acoustic oscillations at constant energy consumption.

В дутьевом коллекторе 4, расположенном отдельно от чаши, содержатс внутренние и наружные сопла резонаторов 5, оси пересечени которых наход тс преимущественно в плоскости следа ротируемого расплава (пленки и макроструйки) или за плоскостью между чашей и дутьевым коллектором на рассто нии не более 20 мм дл э зргоносител с давлением 0,2-0,8 МПа. 5 Это обеспечивает надежность работы устройства и гарантирует качество волокна (то- нина, длина и небольшое количество корольков) с небольшим расходом энергоносител давлением 0,2-0,4 МПа.The blast manifold 4, located separately from the bowl, contains internal and external nozzles of the resonators 5, the intersection axes of which are predominantly in the plane of the rotated melt trace (film and macrojet) or behind the plane between the pan and the blast manifold at a distance of not more than 20 mm dL e-carrier with a pressure of 0.2-0.8 MPa. 5 This ensures reliable operation of the device and guarantees the quality of the fiber (tohnin, length and a small amount of beads) with a low consumption of energy carrier with a pressure of 0.2-0.4 MPa.

Claims

0 claims

A device for producing fibers from a melt, containing a canned centrifugal bowl mounted on a drive shaft and a blowing gun with a chopper, differing so that, in order to improve the quality of the fibers, it is equipped with resonators that are made in the form of interchangeable washers and installed in cylindrical nozzles, and the blower collector is made with a tube installed in the center for supplying a heat-resistant liquid.

Energy carrier

4 and

Ј Silicone

but

butter

Cold flodd

Tie

Gor cha bofo

g (g Wc

2