SU1721030A1 - Устройство дл получени волокна из расплава - Google Patents

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.

Description

(Л

С

Изобретение может быть использовано в производстве минерального или стекл нного волокна и изделий на их основе.

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.

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.

Цель изобретени  - повышение качества получаемого волокна.

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,

VI

ю о

СА) О

причем резонаторы выполнены в виде шайб и установлены в цилиндрических соплах, а дутьевой коллектор выполнен с установленной по центру трубкой дл  подачи термостойкой жидкости.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство , вид сбоку; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

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 .

Устройство работает следующим образом .

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.

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 скорости

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 пластичность

сохран етс , требует более высоких скоростей энергоносител , а это, в свою очередь, вызывает увеличение энергозатрат, так как требуетс  повышенное давление, что не

всегда практически достижимо..

Дл  предотвращени  образовани  толстых и коротких волокон выт жка волокон происходит в соудар ющихс  пульсирующих газовых потоках с одновременной подачей в эти потоки температуростойкой

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 снизить

трение энергоносител  о волокно в первоначальной стадии.

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 

энергоноситель с невысокими величинами давлени  0,2-0,4 МПа вместо традиционногодавлени  0,6-0,8 МПа.

Дл  снижени  энергозатрат при волок- нообразовании на соудар ющиес  газовые

потоки накладываютс  дополнительно извне акустические колебани , которые  вл ютс  источником дополнительных возмущений, а они, в свою очередь, оказывают вли ние на различные факторы, в том

числе на уменьшение масштаба турбулентности и увеличение частоты поверхностных колебаний, привод щих к распаду макроструй и пленок расплава на волокна, что улучшает качество волокон.

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 может

измен ть диаметр сопла за счет сменного вкладыша 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 .

Соотношение диаметра сопла к диаметру резонатора также вли ет на процесс во- локнообразовани , так при соотношении

-г- 1 можно получать большую акустиче- ир

скую мощность путем снижени  частоты акустических колебаний при посто нных расходах энергоносител .

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.

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Устройство дл  получени  волокна из расплава, содержащее консольно закрепленную на приводном валу охлаждаемую центрифугальную чашу и дутьевой коллек5 торссоплами, отл ича ющеес  тем.что, с целью повышени  качества волокон, оно снабжено резонаторами, которые выполнены в виде сменных шайб и установлены в цилиндрических соплах, а дутьевой кол0 лектор выполнен с установленной по центру трубкой дл  подачи термостойкой жидкости.

   Энергоноситель

   4 И

   Ј Силиконовое

   а

   масло

   , Холодна  flodd

   Св зка

   Гор ча  Bofo

   г (г Wc

   Фиг.2