RU2125024C1 - Equipment manufacturing fiber from mineral melt - Google Patents
Equipment manufacturing fiber from mineral melt Download PDFInfo
- Publication number
- RU2125024C1 RU2125024C1 RU95112696A RU95112696A RU2125024C1 RU 2125024 C1 RU2125024 C1 RU 2125024C1 RU 95112696 A RU95112696 A RU 95112696A RU 95112696 A RU95112696 A RU 95112696A RU 2125024 C1 RU2125024 C1 RU 2125024C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- bowl
- grooves
- groove
- jet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
- C03B37/05—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor by projecting molten glass on a rotating body having no radial orifices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности теплоизоляционных материалов и может быть использовано для получения минерального волокна. The invention relates to the industry of thermal insulation materials and can be used to produce mineral fiber.
Известно устройство для изготовления минерального волокна, включающее направляющий лоток, вращающуюся чашу и кольцевую дутьевую головку (Горяйнов К. Е. и др. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов. - М.: Стройиздат, 1966, с. 91-96). Это устройство позволяет получать волокно за счет первоначального центробежного расщепления расплава во вращающейся чаше на минеральные образования: струйки, пленки и капли и последующего вытягивания из них волокон потоком энергоносителя, выходящим из дутьевой головки. A device for the manufacture of mineral fibers, including a guide tray, a rotating bowl and an annular blasting head (Goryainov K.E. et al. Technology of mineral thermal insulation materials and light concrete. - M .: Stroyizdat, 1966, pp. 91-96). This device allows you to get fiber due to the initial centrifugal splitting of the melt in a rotating bowl into mineral formations: trickles, films and droplets and the subsequent drawing of fibers from them by the energy carrier flow coming out of the blasting head.
Волокно, получаемое с помощью этого устройства, имеет значительный разброс по диаметру. Кроме того, в волокне присутствует большое количество (25%) неволокнистых включений - "корольков", ухудшающих качество волокна. Также значительное количество тяжелых частиц расплава вылетает из зоны действия энергоносителя и выпадает в отходы (22-28%). Таким образом, известное устройство имеет следующие недостатки: низкое качество производимого волокна и низкую производительность. The fiber obtained using this device has a significant variation in diameter. In addition, there is a large number (25%) of non-fibrous inclusions - “kings” in the fiber, which degrade the quality of the fiber. Also, a significant amount of heavy particles of the melt flies out of the energy carrier and falls into the waste (22-28%). Thus, the known device has the following disadvantages: low quality of the produced fiber and low productivity.
Известно устройство для изготовления волокна из минерального расплава, включающее направляющий поток, вращающуюся чашу и дутьевую головку, причем чаша выполнена с канавками, равномерно расположенными на ее внутренней поверхности и направленными от центра чаши к ее периферии по дугам, изогнутым в сторону, противоположную направлению вращения чаши (авторское свидетельство СССР N 1735214, А1, кл. C 03 B 37/04, 1992). A device for producing fiber from a mineral melt is known, including a directing flow, a rotating bowl and a blasting head, the bowl being made with grooves uniformly located on its inner surface and directed from the center of the bowl to its periphery along arcs curved to the opposite direction of rotation of the bowl (USSR copyright certificate N 1735214, A1, class C 03 B 37/04, 1992).
Это устройство является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству и выбрано в качестве ближайшего аналога. This device is the closest in technical essence to the proposed device and is selected as the closest analogue.
Благодаря наличию в чаше канавок происходит равномерное расщепление расплава на струйки, которые потом вытягиваются в волокна потоком энергоносителя. Качество волокна, получаемого с помощью этого устройства, значительно лучше, так как оно имеет меньший разброс по диаметру, количество неволокнистых включений в нем, а также отходов при его производстве незначительно. Due to the presence of grooves in the bowl, the melt is evenly split into streams, which are then pulled into the fibers by an energy carrier stream. The quality of the fiber obtained using this device is much better, since it has a smaller variation in diameter, the amount of non-fibrous inclusions in it, as well as waste during its production, is insignificant.
Однако это устройство имеет недостаток - струи расплава, вытекающие из канавок чаши, имеют низкую абсолютную скорость движения, так как вектор относительной скорости струи расплава, совпадающий с линией тока расплава в канавках, направлен в сторону, противоположную вектору окружной скорости вращения чаши, направленному в сторону вращения чаши по касательной к ее окружности. И при векторном сложении скоростей абсолютная скорость принимает низкое значение, в результате чего площадь сечения струи расплава увеличивается, а следовательно, увеличивается диаметр волокна. Кроме того, из условия стационарности течения (постоянства расхода), с увеличением диаметра уменьшается и выход волокна. However, this device has a drawback - the melt jets flowing from the grooves of the bowl have a low absolute speed, since the relative velocity vector of the melt jet, which coincides with the streamline of the melt in the grooves, is directed to the side opposite to the circumferential velocity of rotation of the bowl directed to the side rotation of the bowl tangent to its circumference. And with the vector addition of velocities, the absolute velocity assumes a low value, as a result of which the cross-sectional area of the melt jet increases, and therefore, the fiber diameter increases. In addition, from the condition of steady flow (constant flow), with increasing diameter, the fiber yield decreases.
Таким образом, следствием указанного недостатка является низкое качество волокна и низкая производительность устройства. Thus, a consequence of this drawback is the low quality of the fiber and low productivity of the device.
Задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении качества волокна и повышении производительности устройства. The problem solved by the invention is to improve the quality of the fiber and increase the productivity of the device.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для изготовления волокна из минерального расплава, включающем направляющий лоток, вращающуюся чашу с канавками, равномерно расположенными на ее внутренней поверхности и направленными от центра чаши к ее периферии, и кольцевую дутьевую головку, угол, под которым направлены канавки, равен
где
α - угол между вектором относительной скорости струи расплава в канавке и обратным продолжением вектора окружной скорости вращения чаши, причем 60o < α < 160o;
vо - окружная скорость вращения чаши;
vк - относительная скорость струи расплава в канавке;
vа - абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки.This object is achieved in that in a device for manufacturing fiber from mineral melt, including a guide tray, a rotating bowl with grooves uniformly located on its inner surface and directed from the center of the bowl to its periphery, and an annular blowing head, the angle at which the grooves are directed is equal
Where
α is the angle between the vector of the relative velocity of the melt jet in the groove and the reverse continuation of the vector of the peripheral speed of rotation of the bowl, with 60 o <α <160 o ;
v about - peripheral speed of rotation of the bowl;
v to - the relative speed of the jet of melt in the groove;
v a is the absolute velocity of the melt jet at the outlet of the groove.
На фиг. 1 изображено устройство для изготовления волокна, продольный разрез, на фиг. 2, 3, 4, 5 - варианты внутренней поверхности чаши с различным направлением канавок. In FIG. 1 shows a device for producing fiber, a longitudinal section, in FIG. 2, 3, 4, 5 - variants of the inner surface of the bowl with a different direction of the grooves.
Устройство для изготовления волокна из минерального расплава включает направляющий лоток 1 для подачи расплава, чашу 2, вращающуюся на горизонтально установленном приводном валу 3, и кольцевую дутьевую головку 4. На внутренней поверхности 5 чаши 2 расположены канавки 6, направленные от центра чаши 2 к ее периферии под определенным углом. A device for manufacturing fiber from a mineral melt includes a guide tray 1 for supplying the melt, a bowl 2 rotating on a horizontally mounted drive shaft 3, and an annular blowing head 4. On the inner surface 5 of the bowl 2 are
Угол, под которым направлены канавки 6, определяется по формуле (выведенной из теоремы косинусов)
где
α - угол между вектором относительной скорости струи расплава в канавке и обратным продолжением вектора окружной скорости вращения чаши, причем 60o < α < 160o;
vо - окружная скорость вращения чаши,
vк - относительная скорость струи расплава в канавке,
vа - абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки.The angle at which the
Where
α is the angle between the vector of the relative velocity of the melt jet in the groove and the reverse continuation of the vector of the peripheral speed of rotation of the bowl, with 60 o <α <160 o ;
v about - the peripheral speed of rotation of the bowl,
v to - the relative speed of the jet of melt in the groove,
v a is the absolute velocity of the melt jet at the outlet of the groove.
Угол α изменяется в пределах от 60o до 160o. При α < 60o канавка 6 будет направлена так, что геометрическая сумма вектора окружной скорости вращения чаши 2, направленного в сторону вращения чаши 2 по касательной к ее окружности, и вектора относительной скорости струи расплава в канавке 6, направленного в противоположную сторону, то есть абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки 6, будет принимать значения меньшие, чем окружная скорость вращения чаши 2. А это значит, что будет происходить снижение производительности устройства, что нежелательно. При α > 160o абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки 6 будет принимать одни из больших значений, однако выполнить канавки под таким углом с технической стороны решения задачи весьма сложно. Поэтому предел изменения угла α ограничивается 160o.The angle α varies from 60 o to 160 o . When α <60 o, the
На фиг. 2 показана чаша 2, на внутренней поверхности 5 которой канавки 6 направлены под углом α от 60o до 90o, то есть в сторону, противоположную направлению вращения чаши 2.In FIG. 2 shows a bowl 2, on the inner surface 5 of which the
На фиг. 3 канавки 6 направлены под углом α = 90o, то есть радиально по отношению к центру чаши 2.In FIG. 3
На фиг. 4 канавки 6 направлены под углом α от 90o до 160o, то есть в направлении вращения чаши 2.In FIG. 4
На фиг. 5 канавки 6 направлены по дугам, изогнутым в сторону вращения чаши 2, причем угол α, при котором расплав выходит из канавки 6, изменяется от 60 o до 160 o.In FIG. 5
Для удобства изображения на фиг. 2, 3, 4, 5 сложение скоростей условно выполнено в двухмерном пространстве (в плоскости), тогда как это сложение должно выполняться в трехмерном пространстве. For convenience, the images in FIG. 2, 3, 4, 5, the addition of speeds conditionally performed in two-dimensional space (in the plane), while this addition should be performed in three-dimensional space.
Чем больше изменяется угол от 60o к 160o, под которым направлены канавки 6, тем больше абсолютная скорость струи расплава (см. Кульмач П.П., Гидроаэромеханика, - Л.: ВВИТКУ, 1972, с. 559-562), и тем меньше их диаметр на выходе из канавок 6, а следовательно, и диаметр получаемых волокон. Пропорционально уменьшению диаметра волокон при постоянном дебите (расходе) расплава из плавильного агрегата увеличивается и выход получаемых волокон.The more the angle changes from 60 o to 160 o , under which
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Минеральный расплав, вытекающий из плавильного агрегата, подают на направляющий лоток 1, с которого он поступает на внутреннюю поверхность 5 чаши 2. Под действием центробежной силы расплав, растекаясь тонкой пленкой по внутренней поверхности 5 чаши 2 и перемещаясь к ее периферии, попадает в равномерно расположенные канавки 6. Канавки 6 направлены от центра чаши 2 к ее периферии, и для обеспечения высокой скорости струи расплава на выходе из канавок 6, угол α, под которым они выполнены, изменяется в пределах от 60o до 160o. Струйки расплава двигаются по канавкам 6, постоянно уменьшаясь в сечении, к периферии чаши 2 и сходят с нее, где приобретают абсолютную скорость, равную векторной сумме относительной скорости струй расплава, направленной по линии тока расплава в канавках 6 и окружной скорости вращения чаши 2, направленной в сторону вращения чаши 2 по касательной к ее окружности. Поток энергоносителя, выходящего из дутьевой головки 4, подхватывает струйки расплава, изменяет их траекторию приблизительно на 90o, вытягивает их до конечного диаметра и охлаждает до отвердевания в волокна.The mineral melt flowing from the melting unit is fed to a guide tray 1, from which it enters the inner surface 5 of the bowl 2. Under the action of centrifugal force, the melt, spreading with a thin film on the inner surface 5 of the bowl 2 and moving to its periphery, gets into evenly
Достижением решения поставленной задачи является следующее: при угле α, под которым направлены канавки, находящимся в пределах 60-160o, происходит увеличение абсолютной скорости струй расплава на выходе из канавок. Это приводит к снижению диаметра струек расплава, а также получаемых из них волокон (на 10-15%), что улучшает качество волокна. Кроме того, повышается производительность устройства за счет увеличения выхода волокна из расплава (на 12-15%), причем технологические параметры такие как: частота вращения чаши, скорость подачи энергоносителя, вязкость и др. остаются неизменны.The achievement of the solution of the problem is the following: when the angle α, under which the grooves are directed, within 60-160 o , there is an increase in the absolute speed of the melt jets at the exit of the grooves. This leads to a decrease in the diameter of the melt streams, as well as the fibers obtained from them (by 10-15%), which improves the quality of the fiber. In addition, the productivity of the device is increased by increasing the fiber output from the melt (by 12-15%), and technological parameters such as: bowl rotation frequency, energy carrier feed rate, viscosity, etc. remain unchanged.
Чаша для расщепления расплава выполняется цельной металлической, с теплоизолирующей подложкой или водоохлаждаемой полостью (на фиг. 1 не показано). The bowl for splitting the melt is made of a solid metal, with a heat insulating substrate or a water-cooled cavity (not shown in Fig. 1).
Claims (1)
где α - угол между вектором относительной скорости струи расплава в канавке и обратным продолжением вектора окружной скорости вращения чаши, причем 60<α<160°;
vо - окружная скорость вращения чаши;
vк - относительная скорость струи расплава в канавке;
vа - абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки.A device for manufacturing fiber from a mineral melt, including a guide tray, a rotating bowl with grooves uniformly located on its inner surface and directed from the center of the bowl to its periphery, and an annular blasting head, characterized in that the angle at which the grooves are directed is
where α is the angle between the vector of the relative velocity of the melt jet in the groove and the reverse continuation of the vector of the peripheral speed of rotation of the bowl, with 60 <α <160 ° ;
v about - peripheral speed of rotation of the bowl;
v to - the relative speed of the jet of melt in the groove;
v a is the absolute velocity of the melt jet at the outlet of the groove.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95112696A RU2125024C1 (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Equipment manufacturing fiber from mineral melt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95112696A RU2125024C1 (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Equipment manufacturing fiber from mineral melt |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95112696A RU95112696A (en) | 1997-07-20 |
RU2125024C1 true RU2125024C1 (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=20170389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95112696A RU2125024C1 (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Equipment manufacturing fiber from mineral melt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2125024C1 (en) |
-
1995
- 1995-07-20 RU RU95112696A patent/RU2125024C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Горяйнов К.Э. и др. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов. - М.: Стройиздат, 1966, с.91 - 95. SU, авторское свидетельство, 1735214, кл. C 03 B 37/04. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU860683A1 (en) | Method and unit for producing metallic powders | |
FI79691B (en) | FOERBAETTRINGAR AV ANORDNINGAR FOER FRAMSTAELLNING AV MINERALFIBRER MED HJAELP AV CENTRIFUGALHJUL. | |
RU2125024C1 (en) | Equipment manufacturing fiber from mineral melt | |
EP0354913B1 (en) | Fibrillation device for the manufacture of mineral wool | |
US3710842A (en) | Method of producing controlled length metal filaments | |
US4559187A (en) | Production of particulate or powdered metals and alloys | |
ES473383A1 (en) | Method of making slag sand and slag wool | |
SE462018B (en) | PROCEDURE FOR MIXING SCIENTIFIC AND POWDER AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE | |
WO1991010626A1 (en) | Spinning apparatus and method | |
EP0164912A2 (en) | Method of and apparatus for cooling plastics films or sheets | |
SE462714B (en) | Mineral wool SPIN | |
RU2186867C1 (en) | Method and device for production of cast aluminum-base composite materials | |
SK181399A3 (en) | Method and device for drawing out mineral wool fibres by free centrifuging | |
SU1215871A1 (en) | Apparatus for producing metal powder | |
JPS57187147A (en) | Cooling drum for production of amorphous or fine crystalline metal | |
SU1187918A1 (en) | Apparatus for producing metal powder | |
SU1735214A1 (en) | Device for manufacture of fibers from molten mineral | |
FI78128B (en) | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER UTFORMING AV EN MATERIALBANA. | |
SU715219A1 (en) | Unit for producing shot from melt | |
SU606830A1 (en) | Jet apparatus | |
JPS61264109A (en) | Production of solidified matter | |
RU2044705C1 (en) | Centrifuge for production of mineral fibers | |
RU1806103C (en) | Device for production of fibers from mineral melt | |
US5188168A (en) | Chill block melt spinning apparatus | |
SU1144889A1 (en) | Method of moulding tubular articles from concrete mixes |