EA008893B1 - Теплообменное устройство для камеры волокнообразования - Google Patents
Теплообменное устройство для камеры волокнообразования Download PDFInfo
- Publication number
- EA008893B1 EA008893B1 EA200501126A EA200501126A EA008893B1 EA 008893 B1 EA008893 B1 EA 008893B1 EA 200501126 A EA200501126 A EA 200501126A EA 200501126 A EA200501126 A EA 200501126A EA 008893 B1 EA008893 B1 EA 008893B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- heat exchange
- exchange device
- blade
- blades
- bar
- Prior art date
Links
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 title 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000016496 Panda oleosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000000220 Panda oleosa Species 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/0203—Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices
- C03B37/0213—Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices by forced gas cooling, i.e. blowing or suction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0028—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
- F28D2021/0029—Heat sinks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0077—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements
- F28D2021/0078—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements in the form of cooling walls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Теплообменное устройство (1), содержащее по меньшей мере одну лопатку (2), снабженную средствами продувки текучей среды, отличающееся тем, что средства продувки являются одинаковыми и образованы по меньшей мере одной из стенок (4, 5) лопатки (2), при этом стенка (4, 5) обладает открытой пористостью.
Description
Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям камер волокнообразования, предназначенных для производства стеклянных волокон. Как известно, камера волокнообразования содержит по меньшей мере одну фильеру с множеством отверстий, через которые вытекает расплавленное стекло, образуя стекловолоконный ковер.
В частности, настоящее изобретение относится к теплообменному устройству, выполненному с возможностью установки под дном фильеры, при этом сама фильера находится внутри камеры волокнообразования.
Управление камерой волокнообразования является довольно сложным процессом, в ходе которого необходимо контролировать многие физические и химические параметры. В этой связи необходимо отметить, что температура дна фильеры является одним из самых важных параметров для получения оптимального волокна, поскольку она влияет на вязкость стекла.
По этой причине необходимо осуществлять охлаждение фильеры снизу для снижения температуры капель стекловолокна.
Кроме того, на температуру капель волокна влияют другие явления, требующие установки теплообменных устройств под дном фильеры.
Так, в камере волокнообразования движение волокон увлекает за собой остающийся в ковре воздух наружу камеры, что вызывает всасывание воздуха снаружи внутрь ковра под дном фильеры. Необходимо осуществлять подачу свежего воздуха, чтобы компенсировать этот недостаток воздуха под дном фильеры и обеспечить, таким образом, равномерный теплообмен с каплями стекла и дном фильеры, что позволяет также улучшить однородность титра.
Первое семейство известных теплообменных устройств, позволяющих влиять на температуру дна фильеры, но не обеспечивающих функцию питания воздухом, содержит лопатки, образующие гребенки. Каждую из лопаток выполняют из бруска, выполненного из материала, отличающегося высокими коэффициентами теплообмена (в частности, на уровне теплопроводности), при этом один из свободных концов бруска соединяют с коллектором, жестко соединенным с камерой волокнообразования на уровне нижней части дна фильеры и содержащим контур текучего энергоносителя, позволяя, таким образом, удалять калории, извлеченные за счет теплопроводности, при этом стекловолокна проходят между свободными промежутками гребенки.
Несмотря на то что устройства этого первого семейства отвечают требованиям охлаждения снизу дна фильеры, они не могут применяться на фильерах с повышенной вытяжкой. Проблемы, связанные с геометрической формой камер волокнообразования (размеры зоны камеры, предназначенной для установки фильеры, зафиксированы конструктивно), затрудняют установку этих устройств на фильерах, содержащих большое число отверстий (несколько тысяч), причем эта проблема становится еще более острой, когда речь идет о подаче дополнительного воздуха, что является условием, необходимым для фильер с повышенной вытяжкой.
Кроме этого, известно второе семейство теплообменных устройств, которые одновременно обеспечивают функцию охлаждения капли стекла и функцию подачи воздуха. Речь идет о дутьевых лопатках. Эти лопатки тоже расположены в виде гребенки и находятся под дном фильеры, при этом стеклянные нити проходят через свободные пространства между рядами лопаток.
Охлаждающие лопатки известны из патентов И8 3150946 и И8 3345147. Согласно этим документам лопатки выполняют из металлической сетки, которую сгибают, образуя трубчатые лопатки. Однако при сгибании некоторые ячейки деформируются. Поэтому они имеют разные размеры, отчего поток при раздуве становится неоднородным.
Из патента И8 5693118 известно устройство на основе всасывающих лопаток, позволяющее повысить конвекционный теплообмен под дном фильеры. Всасывание воздуха лопатками создает однородный поток под фильерой и улучшает стабильность волокнообразования. С другой стороны, всасывание воздуха лопатками способствует осаждению летучих веществ (пыли) на поверхности лопаток, проникновению пыли и водяных капель в ковер, что является известным фактором нестабильности ковра.
Патенты И8 4214884 и И8 4310602 касаются лопаток, выполняемых из тонкой пластины массивного никеля. При помощи фотохимического или электролитического способа получают отверстия идентичных и точных размеров.
Несмотря на всю тщательность изготовления этих отверстий, их густота является недостаточной для аэролитического протекания оптимальных условий (однородность), гарантирующих стабильность стекловолоконного ковра.
Задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков при помощи теплообменного устройства, предназначенного для установки под дном фильеры, в частности фильеры с повышенной вытяжкой, при этом теплообменное устройство выполнено с возможностью обеспечения оптимальных условий волокнообразования для получения стекловолоконного ковра, проходящего через упомянутую фильеру.
В связи с этим объектом настоящего изобретения является теплообменное устройство, содержащее по меньшей мере одну лопатку, оборудованную средствами продувки текучей среды, отличающееся тем, что эти средства продувки являются одинаковыми и образованы по меньшей мере одной из стенок упо
- 1 008893 мянутой лопатки, при этом упомянутая стенка является стенкой с открытой пористостью.
За счет такой конструкции можно обеспечить оптимальное охлаждение капли стекла, выходящей из дна фильеры, при помощи конвекционного движения, создаваемого продувкой текучей среды.
В предпочтительных вариантах выполнения настоящего изобретения можно также использовать одно и/или другое из следующих положений:
открытая пористость стенки находится в пределах от 5 до 30%, предпочтительно от 10 до 25% и более предпочтительно от 15 до 20%;
лопатка имеет в основном форму параллелепипеда и поперечное трубчатое сечение, обладающее проницаемостью, измеренной при давлении 0,5 бар и при 0°С, находящейся в диапазоне от 300 до 1500 Нм3/ч/м2, в частности в диапазоне от 300 до 800 Нм3/ч/м2 и предпочтительно в диапазоне от 500 до 600 Нм3/ч/м2;
поле скоростей текучего энергоносителя симметрично по обе стороны стенки с открытой пористостью;
по меньшей мере одну из стенок теплообменного устройства выполняют путем спекания металлического порошка;
металлический порошок получают на основе смеси порошка нержавеющего материала, латуни, никеля, имеющего гранулометрический размер, меньший 100 мкм и предпочтительно находящийся в пределах от 10 до 80 мкм;
пористость лопатки на основе металлического порошка составляет примерно 17%;
по меньшей мере одну из стенок теплообменного устройства выполняют наслоением металлической сетки;
наслоение выполняют из 3-18, в частности из 3-6 слоев металлической сетки;
текучая среда является воздухом под давлением в пределах от 0,1 до 6 бар, предпочтительно от 0,2 до 4 бар;
текучую продувочную среду получают в результате испарения первоначальной жидкости внутри лопатки;
теплообменное устройство оборудовано дополнительным контуром охлаждения.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания одного из вариантов выполнения, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых фиг. 1 изображает вид в перспективе теплообменного устройства в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - кривую изменения вытяжки фильеры в зависимости от повышения заданной температуры фильеры для различных значений расхода охлаждающего воздуха, проходящего через лопатку;
фиг. 3 - кривую изменения тепловой мощности, которая может быть удалена через дутьевую лопатку, в зависимости от расхода продувочной текучей среды и в зависимости от разности температуры между точкой лопатки и нагнетаемым воздухом;
фиг. 4 и 5 представляют фотографии, иллюстрирующие изменение формы капли для различных значений температуры и расхода продувочной текучей среды при двух разных положениях капли на лопатке.
На фиг. 1 показано теплообменное устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением. Оно содержит множество лопаток 2 (для лучшего понимания чертежа показаны только две лопатки) и коллектор 3. В этом частном варианте выполнения каждую из лопаток, на уровне одного из ее свободных концов, жестко соединяют известными способами (сваркой, пайкой, склеиванием) с одной из стенок коллектора с возможностью образования гребенки. Разумеется, что такое теплообменное устройство может иметь конфигурацию, отличающуюся от формы гребенки, и речь может идти о раме или части рамы, содержащей упомянутые лопатки.
Такое теплообменное устройство предназначено для установки непосредственно под дном фильеры в камере волокнообразования. Шаг между лопатками, по существу, соответствует промежуткам между волокнообразующими рампами, выполненными в дне фильеры, таким образом, чтобы нити стеклянного расплава проходили, по существу, в плоскости, копланарной и равноудаленной по отношению к двум находящимся рядом друг с другом лопаткам.
Каждая лопатка имеет, по существу, форму параллелепипеда с поперечным трубчатым сечением и содержит попарно параллельные малые и большие стенки 4, 5, при этом большие стенки должны быть обращены в сторону волокон. В примере, показанном на фиг. 1, лопатка имеет поперечное прямоугольное сечение, и внутренний канал 6, ограниченный стенками 4, 5 лопатки, обеспечивает прохождение продувочной текучей среды под давлением (в частности, воздуха или азота). Эту текучую среду предпочтительно обрабатывают для удаления любых частиц, которые могут закупорить поры лопатки (удаление из воздуха масла, пыли). Продувочную текучую среду можно также получить в результате испарения жидкости (воды, спирта, этиленгликоля, ацетона, причем эту среду можно использовать в чистом виде или в смеси), причем испарение происходит внутри лопатки, такой тип продувочной среды отличается тем, что позволяет использовать скрытую теплоту парообразования текучей среды. Каждый из кана
- 2 008893 лов каждой из лопаток соединяют с коллектором во время выполнения гребенки, при этом сама гребенка на уровне коллектора оборудована устройством сообщения с продувочной текучей средой, распределяемой на уровне камеры волокнообразования.
Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения лопатку получают путем спекания металлического порошка, в частности, смеси порошка нержавеющего материала, латуни, никеля с гранулометрическим размером менее 100 мкм и предпочтительно находящимся в пределах от 10 до 80 мкм.
Требуемая при этом типе порошка пористость находится в пределах от 5 до 30%, предпочтительно от 10 до 25%, еще предпочтительнее от 15 до 20% и, по существу, близка к 17%.
Толщина трубчатых стенок лопатки, по существу, примерно равна 1 мм.
По обе стороны каждой из больших сторон лопатки измерили воздухопроницаемость при давлении 0,5 бар и при 0°С, которая находится в диапазоне от 300 до 1500 Нм3/ч/м2, в частности в диапазоне от 300 до 800 Нм3/ч/м2 и предпочтительно в диапазоне от 500 до 600 Нм3/ч/м2, что дает скорость протекания в пределах от 0,08 до 0,2 м/с для первого интервала значения проницаемости. Рабочее давление лопатки и, следовательно, гребенки, включающей в себя по меньшей мере одну из этих лопаток, составляет от 0,1 до 6 бар, предпочтительно от 0,2 до 4 бар.
Согласно второму варианту выполнения лопатку получают наслоением металлической сетки по меньшей мере из 3-18 слоев, в частности по меньшей мере из 3-6 слоев сетки, соединенных прессованием или спеканием. Размер ячейки сетки, по существу, находится в пределах от 1 до 30 мкм.
Пористость, которую получают при таком наслоении металлической сетки, находится в пределах от 5 до 30%, предпочтительно от 10 до 25% и еще предпочтительнее от 15 до 20%.
Точно так же на каждой из больших сторон этих лопаток измерили воздухопроницаемость при давлении 0,5 бар и при 0°С, которая находится в диапазоне от 300 до 1500 Нм3/ч/м2, в частности в диапазоне от 300 до 800 Нм3/ч/м2 и предпочтительно в диапазоне от 500 до 600 Нм3/ч/м2, что обеспечивает скорость протекания от 0,08 до 0,2 м/с (для первого диапазона значений проницаемости). Рабочее давление лопатки и, следовательно, гребенки, включающей в себя по меньшей мере одну из этих лопаток, составляет от 0,1 до 6 бар и предпочтительно от 0,2 до 4 бар.
На основании такой конструкции стало возможным определить некоторое число характеристик протекания продувочной текучей среды через каждую сторону больших стенок лопатки.
На фиг. 2 показано изменение вытяжки фильеры в зависимости от повышения заданной температуры дна фильеры для различных значений расхода продувочной текучей среды, проходящей через стенку лопатки. Данные, относящиеся к фильере, проиллюстрированной на фиг. 2 и на последующих фигурах, представлены в качестве примера, при этом рассматриваемая фильера является лабораторной фильерой, питаемой стеклобоем прочного щелочного стекла.
Вытяжка фильеры постепенно возрастает по мере повышения заданной температуры фильеры. При предельной температуре, которую может выдержать фильера (1475°С), и при корректировке напора продувки максимальная вытяжка фильеры доходит до 47,4 кг/день. Она на 21% превышает максимальную вытяжку, получаемую при помощи классических лопаток (39,1 кг/день). Таким образом, выигрыш в вытяжке при помощи дутьевых лопаток является существенным. Необходимо отметить, что эта максимальная вытяжка скорее ограничена максимальной заданной температурой фильеры (1475°С), которая является температурой плавления сплава, из которого изготовлена фильера.
Повышение вытяжки фильеры зависит не только от температуры продувочной текучей среды, участвующей в конвекционном охлаждении лопаток. Когда продувочная текучая среда проходит через пористые стенки лопаток, свежая продувочная среда (входящая в лопатки при температуре 20°С) эффективно охлаждает лопатки и может поддерживать относительно низкую температуру лопаток в зависимости от напора продувки. В то же время эта низкая температура дутьевых лопаток позволяет повысить относительный теплообмен между каплями и дутьевыми лопатками. Чтобы представить себе охлаждающую способность дутьевых лопаток, на фиг. 3 показана тепловая мощность, которая может быть удалена дутьевой лопаткой в зависимости от расхода продувочной текучей среды, соответственно при температуре воздуха вокруг капель в 100, 200 и 300°С. Из фигуры видно, что, если расход продувочной текучей среды (в данном случае воздуха), продуваемой лопаткой, равен 5 м3/ч, то она может удалять 120 Вт при 100°С, 280 Вт при 200°С и 450 Вт при 300°С. Эти данные можно сравнить с охлаждающей способностью лопатки, известной из предшествующего уровня техники, причем эта охлаждающая способность ограничена сотней ватт.
Несмотря на то что повышение вытяжки фильеры является одной из главных задач, решаемых пользователями, необходимо также иметь в виду, что это повышение не должно происходить за счет стабильности фильеры и в основном за счет стабильности капель, образующихся под дном фильеры. Однако стабильность капель зависит от их температуры, а сама эта температура зависит от расхода продувочной текучей среды и его равномерности.
Как показано на фиг. 4 и 5, когда заданная температура повышается, капля, показанная на фиг. 4, становится все горячее. Постепенно она увеличивается в объеме и становится более прямой. В случае
- 3 008893 капли, показанной на фиг. 5, продувка через лопатки происходит более плавно, и капля имеет большие размеры. Когда заданная температура повышается, капля увеличивается и начинает выходить за края сопла. Начиная от 1465°С, необходимо увеличить расход воздуха, чтобы стабилизировать волокнообразование. При этом наблюдается очень интересное явление: капля является очень стабильной, и практически больше не наблюдается пульсации капли, как это происходило при использовании лопаток из предшествующего уровня техники. Можно осуществлять стабильное волокнообразование, даже когда капля переливается вокруг сопла. Когда капля нагревается до очень высокой температуры, возобновляется пульсация, и незначительное усиление продувки позволяет сразу же устранить эту нестабильность. Кроме того, во время испытаний было отмечено, что можно очень легко и плавно менять форму капель путем регулирования напора продувки через лопатки. Это дает возможность лучшего регулирования титра волокна.
Существует возможность предусмотреть и другие варианты выполнения, не показанные на фигурах, особенно в отношении форм, сечений, размеров лопаток. Точно так же в варианте выполнения теплообменного устройства, не показанного на фигурах, можно встроить на уровне коллектора охлаждающий контур, который за счет циркуляции жидкого энергоносителя (например, воды) позволяет дополнительно удалять калории.
Описанное выше изобретение имеет ряд преимуществ.
Оно позволяет увеличить охлаждение стеклянной капли и дна фильеры при помощи продувки через лопатки. Это позволяет расширить температурный диапазон волокнообразования. Волокнообразование становится менее критическим и более стабильным.
Настоящее изобретение позволяет избежать осаждения летучего вещества на поверхностях лопаток при продувке. Лопатки позволяют повысить эффективность и экономичность волокнообразования. При производстве волокон можно в основном или полностью отказаться от периодической чистки лопаток, что повышает производительность.
Настоящее изобретение также позволяет выполнять лопатки с регулируемым уровнем теплопоглощения и обеспечивает оптимальное теплопоглощение при всех условиях работы.
Оно дает дополнительную возможность для точной корректировки титра нитей при помощи регулирования давления продувки.
При помощи свежего воздуха, нагнетаемого через лопатки, позволяет немедленно компенсировать воздух, отсасываемый из зоны волокнообразования при вытягивании волокон, что позволяет сократить или устранить попадание воздуха снаружи внутрь волоконного ковра в этой чувствительной зоне. Таким образом, на волокнообразование не влияют завихряющие или переходные эффекты потока воздуха снаружи волоконного ковра (например, подъем пыли). Аэролитические условия в зоне волокнообразования становятся более стабильными и более контролируемыми.
Таким образом, при помощи лопаток с равномерной и однородной продувкой можно осуществлять волокнообразование при более высокой температуре и можно уменьшить натяжение волокнообразования при сохранении стабильности фильеры.
Claims (14)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Теплообменное устройство (1), содержащее по меньшей мере одну лопатку (2), имеющую в основном форму параллелепипеда, при этом по меньшей мере одна из стенок (4, 5) лопатки (12) обладает открытой пористостью, составляющей от 5 до 30%, причем обладает проницаемостью, измеренной при давлении воздуха 0,5 бар и при 0°С, находящейся в диапазоне от 300 до 1500 Нм3/ч/м2.
- 2. Теплообменное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из стенок (4, 5) лопатки (12) обладает открытой пористостью, составляющей от 10 до 25%.
- 3. Теплообменное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из стенок (4, 5) лопатки (12) обладает открытой пористостью, составляющей от 15 до 20%.
- 4. Теплообменное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что проницаемость лопатки, измеренная при давлении воздуха 0,5 бар и при 0°С, находится в диапазоне от 300 до 800 Нм3/ч/м2.
- 5. Теплообменное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что проницаемость, измеренная при давлении воздуха 0,5 бар и при 0°С, находится в диапазоне от 500 до 600 Нм3/ч/м2.
- 6. Теплообменное устройство (1) по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что поле скоростей продувочной текучей среды является симметричным по обе стороны от стенки с открытой пористостью.
- 7. Теплообменное устройство (1) по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что по меньшей мере одну из стенок (4, 5) лопатки выполняют спеканием металлического порошка.
- 8. Теплообменное устройство (1) по п.7, отличающееся тем, что металлический порошок получают на основе смеси порошка нержавеющего материала, латуни, никеля, имеющего гранулометрический размер менее 100 мкм и предпочтительно находящийся в пределах от 10 до 80 мкм.
- 9. Теплообменное устройство (1) по п.8, отличающееся тем, что открытая пористость составляет примерно 17%.- 4 008893
- 10. Теплообменное устройство (1) по одному из пп.1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере одну из стенок его лопатки выполняют наслоением металлической сетки.
- 11. Теплообменное устройство (1) по п.10, отличающееся тем, что наслоение выполняют из 3-18, в частности из 3-6 слоев металлической сетки.
- 12. Теплообменное устройство (1) по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что текучая среда является воздухом под давлением от 0,1 до 6 бар, предпочтительно от 0,2 до 4 бар.
- 13. Теплообменное устройство (1) по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что продувочную текучую среду получают при помощи испарения внутри лопатки (2) текучей среды, находящейся первоначально в виде жидкости.
- 14. Теплообменное устройство (1) по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что оборудовано дополнительным контуром охлаждения.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0300380A FR2849848B1 (fr) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | Dispositif d'echange thermique pour cabine de fibrage |
| PCT/FR2004/000052 WO2004071978A1 (fr) | 2003-01-15 | 2004-01-14 | Dispositif d’echange thermique pour cabine de fibrage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200501126A1 EA200501126A1 (ru) | 2005-12-29 |
| EA008893B1 true EA008893B1 (ru) | 2007-08-31 |
Family
ID=32524920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200501126A EA008893B1 (ru) | 2003-01-15 | 2004-01-14 | Теплообменное устройство для камеры волокнообразования |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20060162909A1 (ru) |
| EP (1) | EP1594809B1 (ru) |
| JP (2) | JP2006517509A (ru) |
| KR (1) | KR20050093832A (ru) |
| CN (1) | CN1738773B (ru) |
| AT (1) | ATE494265T1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0406599A (ru) |
| CA (1) | CA2512950A1 (ru) |
| DE (1) | DE602004030888D1 (ru) |
| EA (1) | EA008893B1 (ru) |
| FR (1) | FR2849848B1 (ru) |
| MX (1) | MXPA05007598A (ru) |
| NO (1) | NO20053784L (ru) |
| PL (1) | PL376451A1 (ru) |
| UA (1) | UA80315C2 (ru) |
| WO (1) | WO2004071978A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200505415B (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2865027B1 (fr) * | 2004-01-12 | 2006-05-05 | Air Liquide | Ailette pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur muni de telles ailettes |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3345147A (en) * | 1960-12-30 | 1967-10-03 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method for production of glass fibers |
| US4214884A (en) * | 1978-12-14 | 1980-07-29 | Ppg Industries, Inc. | Air fin coolers for glass fiber forming apparatus |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL272846A (ru) * | 1960-12-30 | |||
| US3452783A (en) * | 1965-05-14 | 1969-07-01 | Olin Mathieson | Compound metal structure |
| US3518069A (en) * | 1969-02-24 | 1970-06-30 | Ferro Corp | Method of forming glass fibers |
| US4270951A (en) * | 1978-12-08 | 1981-06-02 | Ford Motor Company | Sintering of coated briquette |
| US4310602A (en) * | 1978-12-14 | 1982-01-12 | Ppg Industries, Inc. | Air fin coolers |
| US4824457A (en) * | 1987-06-05 | 1989-04-25 | Ppg Industries, Inc. | Method and apparatus for controlling thermal environment in a glass fiber forming process |
| US5693118A (en) | 1996-05-23 | 1997-12-02 | Owens-Corning Fiberglas Technology Inc | Apparatus for making glass fibers having vacuum cooling fans |
| US7293431B2 (en) * | 2003-04-30 | 2007-11-13 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Apparatus for cooling a filament forming area of a filament forming apparatus |
-
2003
- 2003-01-15 FR FR0300380A patent/FR2849848B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-01-14 UA UAA200508002A patent/UA80315C2/uk unknown
- 2004-01-14 PL PL04376451A patent/PL376451A1/xx unknown
- 2004-01-14 AT AT04701977T patent/ATE494265T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-01-14 MX MXPA05007598A patent/MXPA05007598A/es active IP Right Grant
- 2004-01-14 WO PCT/FR2004/000052 patent/WO2004071978A1/fr active Application Filing
- 2004-01-14 CN CN2004800022912A patent/CN1738773B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-01-14 EA EA200501126A patent/EA008893B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-01-14 JP JP2006502095A patent/JP2006517509A/ja not_active Withdrawn
- 2004-01-14 DE DE602004030888T patent/DE602004030888D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-14 CA CA002512950A patent/CA2512950A1/fr not_active Abandoned
- 2004-01-14 US US10/541,825 patent/US20060162909A1/en not_active Abandoned
- 2004-01-14 BR BR0406599-9A patent/BRPI0406599A/pt not_active Application Discontinuation
- 2004-01-14 EP EP04701977A patent/EP1594809B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-14 KR KR1020057013060A patent/KR20050093832A/ko not_active Application Discontinuation
-
2005
- 2005-07-05 ZA ZA200505415A patent/ZA200505415B/en unknown
- 2005-08-09 NO NO20053784A patent/NO20053784L/no not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-01-14 JP JP2011006410A patent/JP2011116647A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3345147A (en) * | 1960-12-30 | 1967-10-03 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method for production of glass fibers |
| US4214884A (en) * | 1978-12-14 | 1980-07-29 | Ppg Industries, Inc. | Air fin coolers for glass fiber forming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1738773B (zh) | 2010-04-28 |
| UA80315C2 (en) | 2007-09-10 |
| JP2006517509A (ja) | 2006-07-27 |
| CA2512950A1 (fr) | 2004-08-26 |
| KR20050093832A (ko) | 2005-09-23 |
| BRPI0406599A (pt) | 2005-12-20 |
| FR2849848B1 (fr) | 2007-04-27 |
| DE602004030888D1 (de) | 2011-02-17 |
| FR2849848A1 (fr) | 2004-07-16 |
| ZA200505415B (en) | 2006-06-28 |
| NO20053784L (no) | 2005-08-09 |
| EA200501126A1 (ru) | 2005-12-29 |
| CN1738773A (zh) | 2006-02-22 |
| EP1594809B1 (fr) | 2011-01-05 |
| WO2004071978A1 (fr) | 2004-08-26 |
| EP1594809A1 (fr) | 2005-11-16 |
| US20060162909A1 (en) | 2006-07-27 |
| MXPA05007598A (es) | 2005-09-30 |
| JP2011116647A (ja) | 2011-06-16 |
| PL376451A1 (en) | 2005-12-27 |
| ATE494265T1 (de) | 2011-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101166675B1 (ko) | 방사영역에서의 온도와 습도를 조절할 수 있는 나노섬유제조용 전기방사장치 | |
| EP1425105B1 (en) | Process for the production of nanofibers | |
| JP3154573B2 (ja) | メルトブロウンダイヘッド | |
| JP5682626B2 (ja) | 耐炎化熱処理炉 | |
| US4033742A (en) | Method for producing glass fibers | |
| US3695858A (en) | Method and apparatus for production of glass fibers | |
| CN102134759B (zh) | 生产聚酯工业丝的环吹冷却装置 | |
| CA1322275C (en) | Method and apparatus for controlling thermal environment in a glass fiber forming process | |
| JP2009186772A (ja) | プラスチック光ファイバの製造装置及び製造方法 | |
| JPH027891B2 (ru) | ||
| EA008893B1 (ru) | Теплообменное устройство для камеры волокнообразования | |
| KR20180104254A (ko) | 백연 발생 저감 쿨링 타워 | |
| US6408654B1 (en) | Filament forming apparatus and a cooling apparatus for and method of inducing a uniform air flow between a filament forming area and the cooling apparatus | |
| KR100771408B1 (ko) | 필라멘트 형성공정에서 필라멘트의 냉각장치 및 냉각방법 | |
| EP4069455B1 (en) | Improved thermal control for apparatus for the manufacture of three-dimensional objects | |
| CN219157050U (zh) | 一种用于干法氨纶双进风纺丝甬道 | |
| JP2021124268A (ja) | 熱交換器 | |
| CN219824452U (zh) | 一种多层结构环吹风箱 | |
| US20170120290A1 (en) | Apparatus and method for producing nanofibers from an array of two phase flow nozzles | |
| SU595260A1 (ru) | Способ стабилизации процесса выработки непрерывного стекл нного волокна | |
| KR100432192B1 (ko) | 피.시.비 리플로우 솔더링장치의 히팅유니트 | |
| JPS6146563B2 (ru) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |