RU1838258C - Устройство дл получени штапельных волокон - Google Patents

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к области производства стекл нных волокон, в частности к технологии и оборудованию по получению Штапельных волокон из мультикремнеземи- стых расплавов.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и улучшение качества .

Изобретение по сн етс  чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства дл  получени  штапельных волокон; на фиг.2 -.цилиндр диспергирующего блока.

Устройство дл  получени  штапельных волокон содержит питатель 1. отверстие 2 которого формирует плоскую струю 3 расплава , поступающую на наружные поверхности цилиндров 4 и 5, изготовленные из жаропрочного материала 6, в которых выполнены лунки 7, патрубок 8 подвода хладагента на внутренние поверхности 9 цилиндров, изготовленные из металла 10 с высокой теплопроводностью, приводы вращени  11, 12, 13 и 14, валки 15 и 16, с рабочими поверхност ми 17 и 18 которых состыкованы скребки 19 и 20, расположен ные в нижней части валков, а над валками, не соприкаса сь с их рабочими поверхност ми; расположены пакеты 21 и 22 плоских диффузоров 23, состыкованные с камерами 24 и 25 ввода энергоносител .

Устройство работает следующим образом .

00

со

00

ю ел

00

со

Ввод т в действие систему охлаждени  нутренних поверхностей 9 Цилиндров 4 и . Включают приводы 11 и 12. Нагревают абочие поверхности цилиндров 4 и 5 и раочие поверхности 17 и 18 валков 15 и 16 до аданных температур. Затем включают приоды 13 и 14 и подают энергоноситель в камеры 24 и 25. В качестве энергоносител  огут быть использованы высокоскоростные потоки перегретого пара, сжатого возуха или газообразные продукты сгорани , в которых ПАВ наход тс  в зольных частицах . Через несколько минут устройство готово к эксплуатации.

Из плавильного агрегата подают расплав в питатель 1. Из питател  1 через отверстие 2 в виде плоской струи 3 расплав поступает на вращающиес  в противоположных направлени х цилиндры 4 и 5. Ци- линдры 4 и 5 расположены близко друг от друга так, что сила поверхностного нат жени  не позвол ет расплаву проникать ниже осей вращени  цилиндров. В этом случае на наружных поверхност х цилиндров 4 и 5 образуетс  лужица расплава, из которой с помощью лунок, выполненных в жаропрочном материале б, расплав в виде частичек поступает на рабочие поверхности 17 и 18 валков 15 и 16. Из поверхностей 17 и 18 частички расплава, которые уже имеют вид продуктов первичной выт жки, под действием центробежных сил поступает в поле действи  высокоскоростного потокггЪнерго- носител , где и завершаетс  формование штапельных волокон. При этом пакеты 21 и 22 плоских диффузоре 23 формируют плоские потоки, которые направлены под углом 180° друг к другу, что позвол ет более технологично организовать производство получени  огнеупорного материала по сравнению с известным устройством, где разброс волокон происходит на 360°. Дл  получени  в этом случае рулонных материалов нужны значительные материальные и энергозатрату.

Комбинирование центробежного дис- пергировани  расплава с последующим введением его в высокоскоростной поток позвол ет достигнуть высокой производительности процесса переработки расплава в волокно, а при заданноодозировании расплава на частички и оптимально подобранном режиме формовани  волокон получать волокнистый огнеупорный материал улучшенного качества.

Процесс дозировани  при диспергиро- вании обеспечиваетс  с помощью лунок, выполненных на наружной поверхности цилиндров. Име  одинаковую геометрию лунок, цилиндры, проворачива сь под удерживаемой ими лужицей расплава, выхватывают из последней одинаковые по объему частички расплава и под действием центробежной силы отбрасывают на рабочие поверхности валков. При согласовании равенства расходов поступающего расплава в виде струи и расхода расплава, увлекаемого из лужицы с помощью лунок цилиндрами, достигаетс  стационарный

0 процесс формовани  волокон. Таким образом , при увеличенной производительности в предлагаемом решении достигаетс  единый режим формовани  дл  всей волокон, т.в; из всех частичек, поступающих на валки,

5 волокна формуютс  при одном и том же температурном режиме и при заданной скорости деформаций.

Из экспериментальных исследований видно, что оптимальное формование воло0- кон в потоке энергоносител  происходит при в зкости расплава, равной около 1000 П, но частички расплава, вход щего в поток, должны быть не в форме капель или сфер, а в виде гантелек или сферы, плавно пере5 ход щей в цилиндр, причем длина цилиндра должна быть больше диаметра сферы. Последн   форма обеспечиваетс  подачей частичек расплава из лужицы центробежным способом на валки/Стабильность поставок

0 частичек такой формы в высокоскоростной поток обеспечиваетс  тем пературой расплава в лужице, котора  равна 1,15-1,20 температуры плавлени  расплава. При снижении этой температуры снижаетс  качест5 во получаемого материала. Волокна формуютс  с диаметром более мм, а ковер на выходе из камеры осаждени  не обладает необходимой монтажной прочностью . Увеличение температуры расплава в

0. лужице приводит к получению тонких, но коротких волокон, что также ведет к снижению качества получаемого материала. Добитьс  нужного качества в этом случае можно при интенсификации охлаждени  ци5 линдров и рабочей поверхности валков, что потребует значительных дополнительных энергозатрат.

Выполнение валков в виде центробежных тепловых труб позвол ет обеспечить

0 стационарно одну (заданную) температуру рабочей поверхности, где начинаетс  процесс формовани  волокон.

Выполнение диспергирующего блока в виде двух расположенных параллельно

5 полых цилиндров, снабженных системой охлаждени  и изготовленных из жаропрочного материала и металла с высокой тепло- пров о Дностью, причем на наружной поверхности цилиндров выполнены лунки, размещенные в шахматном пор дке, позвол бт с высокой эффективностью обеспечить диЬпергирование струи расплава с увеличенным расходом на частички одинакового объема и организованную подачу их на рабочие поверхности валков.

Геометри  лунок определ етс  из услови  оптимального процесса подачи частичек расплава на валки, а это зависит от коэффициента .поверхностного нат жени  расплава, услови  смачиваемости, частоты вращени  цилиндров и т.д. Размещение лунок в шахматном пор дке на цилиндрах обеспечивает рациональный разброс частичек расплава на рабочую поверхность валков , исключа  процесс коагул ции частиц расплава.

Размещение лунок в коридорном пор дке ведет к снижению производительности , т.е. количество расплава, поступающее в виде струи на диспергирующий блок, не будет соответствовать количеству расплава, увлекаемого цилиндрами. Это приведет к нарушению стабильности работы, а затем к остановке устройства или к уменьшению расхода расплава в струе. Увеличение же частоты вращени  цилиндров и валков приведет к росту амплитуды колебаний их рабочих поверхностей, что негативно скажетс  н,а процессе получени  волокон, а значит и на качестве получаемого материала.

Выполнение системы формировани  высокоскоростного потока в виде пакетов плоских диффузоров, ориентированных друг к другу под углом 180°, позвол ет обеспечить необходимую степень турбулентности при формовании штапельных волокон и организовать подачу волокнистого материала в камеры осаждени , причем это в данном техническом решении осуществл етс  более технологично по сравнению с известным .

Пример. Получение штапельных волокон из алюмосиликатного расплава.

Химический состав расплава, %: А120з 50; Si02 50.. .

Поверхности цилиндров изготовлены из силицированного графита. Лунки выполнены в виде конусов с высотой 3 мм и диаметром основани  3,мм. В качестве металла С высокой теплопроводностью использовалась медь типа М2.

Диаметр цилиндров диспергирующего блока 300 мм. Длина цилиндров диспергирующего блока 100 мм. Диаметр валков 500 мм. Длина валков 200 мм. 5Рабоча  поверхность валков выполн лась из медного листа толщиной 1.2 мм. В качестве энергоносител  использовалс  перегретый вод ной пар, который подавали на пакеты диффузоров под давлением 8 атм.

0 Соотношение расходов р асплава и перегретого пара поддерживалось во врем  эксперимента 1:3. Средн   по сечению скорость энергоносител  на выходе с диффузоров 84 м/с. Отверстие, формирующее

5 струю расплава на выходе из питател , выполнено в виде пр моугольника со сторонами соответственно 6 и 15 мм.

Температура расплава, поступающего на диспергирующий блок, 2150-2170°С.

0 Расход расплава в струе на выходе из питател  660-670 кг/ч.

Полученный таким образом огйеупор- ный материал волокнистой структуры содержал волокна длиной 160-180 мм и

5 диаметром 1-1,2 мкм. Общие неволокнй- стые включени  в ковре, получаемом на выходе из камеры осаждени , не превышали 0,5%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   0 Устройство дл  получени  штапельных волокон, содержащее диспергирующий блок с приводом вращени , систему формировани  газового потока, систему охлаждени  и систему подачи энергоносител , о т5 пинающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и улучшени  качества , оно снабжено валками, которые выполнены в виде центробежных тепловых труб, а диспергирующий блок выполнен в

   0 виде двух расположенных параллельно полых цилиндров из жаропрочного материала и металла с высокой теплопроводностью с системой охлаждени , при этом на внешней поверхности цилиндров выполнены разме5 щенные в шахматном пор дке лунки, а сис- тема формировани  газового потока выполнена в виде расположенных параллельно валкам пакетов плоских диффузоров , которые состыкованы с системой

   0 подачи энергоносител  и ориентированы друг к другу под углом 180°.

   Редактор А. Ходакова

   Я/г. 2 Составитель Н. Ильиных Техред М.Моргентал

   1838258

   saspeQH&xjrne.

   Корректор М. Куль