RU83247U1

RU83247U1 - FILLER FEEDER

Info

Publication number: RU83247U1
Application number: RU2008140100/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Оснос; Владимир Фатихович Ахмадеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Вулкан" (ООО "НПО "Вулкан")
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2009-05-27

Abstract

Фильерный питатель для производства непрерывных волокон из расплавов базальтовых пород, состоящий из ванны для заливки расплавов, ильерной пластины, фильер и токоподводов, ванна питателя выполнена в виде двух боковых и двух торцевых стенок, днищем ванны является фильерная пластина с 265 фильерами, сверху ванна открыта, внутренняя полость ванны имеет корытообразную форму, состоящую из прямоугольной (коробчатой) полости со стороны фильерной пластины и трапецеидальной полости с большим основанием на открытой верхней поверхности полости ванны, отличающийся тем, что отношение площади большего основания трапецеидальной полости ванны на открытой верхней поверхности ее площади фильерной пластины, являющейся основанием коробчатой прямоугольной полости ванны, составляет: Soc/Sпл=1,25, а отношение площади фильерной пластины к суммарной площади отверстий всех 265 фильер составляет: Sпл/Sф=14.Spinneret feeder for the production of continuous fibers from basaltic melts, consisting of a bathtub for pouring melts, an iller plate, dies and current leads, a feeder bath made in the form of two side and two end walls, the bottom of the bath is a spinneret plate with 265 dies, the top is open, the inner cavity of the bathtub has a trough-like shape, consisting of a rectangular (box-shaped) cavity on the side of the spinneret plate and a trapezoidal cavity with a large base on the open upper surface of the cavity n, characterized in that the ratio of the area of the larger base of the trapezoidal cavity of the bath on the open upper surface of its area of the die plate, which is the base of the box-shaped rectangular cavity of the bath, is: Soc / Spl = 1.25, and the ratio of the area of the die plate to the total hole area of all 265 the die is: Spl / Sf = 14.

Description

Полезная модель относится к области производства непрерывного волокна из расплава базальтовых пород и касается фильерного питателя для получения струи расплава базальта для переработки его в волокно.The utility model relates to the field of production of continuous fiber from a basaltic melt and relates to a spinneret feeder for producing a jet of basalt melt for processing it into fiber.

В предлагаемой полезной модели разработан фильерный питатель, имеющий не менее 260 фильер на фильерной пластине питателя, обеспечивающий устойчивую струю расплавленного базальта из фильер в режиме круглосуточной работы для переработки расплава в непрерывное прочное волокно.In the proposed utility model, a spinneret feeder is developed having at least 260 spinnerets on the spinneret feeder plate, providing a stable jet of molten basalt from spinnerets in a round-the-clock operation mode for processing the melt into continuous strong fiber.

Одной из основных проблем при изготовлении непрерывных базальтовых волокон с заданными физико-механическими и геометрическими характеристиками является обеспечение равномерного распределения температуры и скорости потока расплава базальта в ванне питателя.One of the main problems in the manufacture of continuous basalt fibers with specified physicomechanical and geometric characteristics is the uniform distribution of temperature and flow rate of basalt melt in the feeder bath.

В соответствии с патентно-информационными исследованиями разработано достаточно большое количество питателей для выработки волокна из минеральных расплавов, особенно стекловолокон, технология получения которых близка по сути с производством непрерывного базальтового волокна.In accordance with patent information research, a sufficiently large number of feeders have been developed for the production of fiber from mineral melts, especially glass fibers, the production technology of which is similar in essence to the production of continuous basalt fiber.

Известен струйный питатель (см., например, заявку СССР №1136410/28-12, авт. свид. 238737 по классу 32а 5/26 за 1969 г.), который выполнен в виде конусного сосуда с выпускным отверстием. Питатель Known jet feeder (see, for example, application of the USSR No. 1136410 / 28-12, ed. Certificate 238737 according to class 32a 5/26 for 1969), which is made in the form of a conical vessel with an outlet. Feeder

вмонтирован в газовую топку, в огневом пространстве которой имеется решетчатая стенка для стабилизации процесса горения. Для обеспечения устойчивого и полного горения, а также для подогрева вытекающей струи расплава, топка выполнена со щелевым отверстием, образованным нижней стенкой корпуса топки и поверхностью сосуда, и стабилизаторами горения, расположенными внутри топки. Основной недостаток данного струйного питателя заключается в том, что он имеет сложную конструкцию и обладает исключительно малой производительностью из-за наличия только одного выпускного отверстия для получения волокна.mounted in a gas furnace, in the firing space of which there is a lattice wall to stabilize the combustion process. To ensure stable and complete combustion, as well as to heat the flowing stream of the melt, the furnace is made with a slit hole formed by the bottom wall of the furnace body and the surface of the vessel, and combustion stabilizers located inside the furnace. The main disadvantage of this jet feeder is that it has a complex structure and has exceptionally low productivity due to the presence of only one outlet for producing fiber.

Известны также устройство для подачи стекломассы (см.. например, заявку СССР №1150741/29-3, авт. свид. 461908 по классу С03В 37/00 за 1975 г.) и струйный питатель для подачи минеральных расплавов (см., например, заявку СССР №3698924/29-33 по классу С03В 37/09, авт. свид. 1211230 за 1986 г.). В отличие от предыдущей заявки, они имеют питатель большей производительности за счет наличия определенного количества выпускных отверстий для получения волокон. Однако наличие платино-родиевой трубки с двумя конусообразными токоподводами между фидером ванны печи и фильерным питателем усложняет эти конструкции, существенно повышает энергозатраты для выработки волокна, значительно увеличивает стоимость установок из-за наличия достаточно протяженной дорогостоящей платино-родиевой трубки.A device for supplying glass melt is also known (see, for example, USSR application No. 1150741 / 29-3, author certificate 461908 in class C03B 37/00 for 1975) and a jet feeder for supplying mineral melts (see, for example, USSR application No. 3698924 / 29-33 in class C03B 37/09, author certificate 1211230 for 1986). Unlike the previous application, they have a feeder of greater productivity due to the presence of a certain number of outlets for producing fibers. However, the presence of a platinum-rhodium tube with two cone-shaped current leads between the furnace bath feeder and the die feeder complicates these designs, significantly increases the energy consumption for fiber production, significantly increases the cost of installations due to the presence of a rather long expensive platinum-rhodium tube.

Известен также фильерный питатель (см. заявку СССР на изобретение №2944279/29-33 по классу С03В 37/09, авт. свид. 990698 за 1983 г.), A spinneret feeder is also known (see USSR application for invention No. 2944279 / 29-33 in class C03B 37/09, ed. Certificate. 990698 for 1983),

принятый авторами за прототип. Фильерный питатель состоит из корпуса, загрузочного патрубка, распределителя расплава с отверстием и краями, равноудаленными от торцов корпуса сосуда, с помощью которого расплав в виде трех потоков направляется на фильтровальную решетку, равномерно распределяясь по длине сосуда. Для обеспечения заданного количества расплава на фильерную пластину задано определенное соотношение живых сечений фильерной пластины и фильтровальной решетки.accepted by the authors for the prototype. The die feeder consists of a housing, a loading nozzle, a melt distributor with a hole and edges equidistant from the ends of the vessel body, with the help of which the melt in the form of three streams is directed to the filter grate, uniformly distributed along the length of the vessel. To ensure a given amount of melt on the spinneret plate, a certain ratio of the live sections of the spinneret plate and the filter grid is set.

Основным недостатком фильерного питателя-прототипа является наличие распределителя расплава и фильтровальной решетки. Они создают существенное гидравлическое сопротивление прохождению потока расплава базальтовых пород к фильерам питателя. Для уменьшения гидравлического сопротивления необходимо держать расплав базальтовых пород на предельно повышенных температурах, что приводит к дополнительному расходу энергоресурсов и удорожанию стоимости получаемого волокна. Кроме того, само наличие распределителя расплава и фильтровальной решетки усложняет конструкцию питателя в целом.The main disadvantage of the spinneret feeder-prototype is the presence of a melt distributor and filter grate. They create significant hydraulic resistance to the passage of the melt flow of basalt rocks to the feeder dies. To reduce hydraulic resistance, it is necessary to keep the basalt rock melt at extremely high temperatures, which leads to additional energy consumption and an increase in the cost of the resulting fiber. In addition, the very presence of a melt distributor and a filter grate complicates the design of the feeder as a whole.

Технической задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание конструкции фильерного питателя высокой производительности, обеспечивающего качественное изготовление непрерывного базальтового волокна в круглосуточном режиме работы.The technical task of this utility model is to eliminate these drawbacks and create a high-capacity die-feeder design, which ensures high-quality production of continuous basalt fiber in a round-the-clock operation.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в том, что в нем отсутствуют распределитель расплава и фильтровальная решетка. The technical result of the proposed utility model is that it does not have a melt distributor and filter grate.

Расплав базальтовых пород непосредственно из фидера плавильной печи поступает напрямую на фильеры питателя.The melt of basalt rocks directly from the feeder of the melting furnace goes directly to the feeder dies.

Одним из решающих факторов для выработки непрерывного базальтового волокна с заданными физико-техническими и физико-механическими характеристиками является соблюдение температурного режима в ванне фильерного питателя и гидростатического давления расплава базальта на входные отверстия фильер питателя, что обеспечивает равномерное распределение скорости потока расплава базальта в ванне питателя.One of the decisive factors for the production of continuous basalt fiber with the specified physicotechnical and physicomechanical characteristics is the observance of the temperature regime in the bath of the spinneret feeder and the hydrostatic pressure of the basalt melt at the inlet of the spinneret of the feeder, which ensures uniform distribution of the flow rate of basalt melt in the bath of the feeder.

Равномерность распределения температуры и скорости расплава базальта, влияющих на качество волокна, в ванне заявленного фильерного питателя обеспечивается корытообразной формой ванны питателя, состоящей из прямоугольной коробчатой полости со стороны фильерной пластины - дна ванны питателя и трапециидальной полости с большим основанием на открытой верхней поверхности полости ванны, примыкающей к фидеру плавильной печи, при этом отношение площади большого основания трапециидальной полости ванны на открытой ее поверхности к площади фильерной пластины, являющейся основанием коробчатой прямоугольной полости ванны составляет: Sот/Sпл=1,25, а отношение площади фильерной пластины к суммарной площади всех 265 фильер составляет: Sпл/Sф=14.The uniform distribution of temperature and speed of basalt melt, affecting the quality of the fiber, in the bath of the inventive spinneret feeder is provided by the trough-like shape of the feeder bath, consisting of a rectangular box-shaped cavity from the side of the spinneret plate - the bottom of the feeder bath and the trapezoidal cavity with a large base on the open upper surface of the bath cavity, adjacent to the feeder of the melting furnace, the ratio of the area of the large base of the trapezoidal cavity of the bath on its open surface to the area f The filler plate, which is the base of the box-shaped rectangular cavity of the bath, is: Sot / Spl = 1.25, and the ratio of the area of the die plate to the total area of all 265 dies is: Spl / Sf = 14.

На фиг.1 изображен фильерный питатель вид сбоку, на фиг.2 - вид с торца, на фиг.3-вид сверху. Он имеет две боковые стенки 1, две торцевые In Fig.1 shows a spinneret feeder side view, in Fig.2 is an end view, in Fig.3 is a top view. It has two side walls 1, two end walls

стенки 2, две центральные 3, четыре боковые косынки 7 и две накладки 5 для крепления двух токоподводов 6 к фильерной пластине 4, имеющей 265 цилиндрических фильер 8.walls 2, two central 3, four side scarves 7 and two plates 5 for attaching two current leads 6 to the die plate 4 having 265 cylindrical dies 8.

Работа предложенного фильерного питателя осуществляется следующим образом.The work of the proposed spinneret feeder is as follows.

Расплав базальтовых пород подается из фидера плавильной печи непосредственно в ванну 9 питателя. Полость 10 ванны 9 питателя корытообразной формы, состоящей из прямоугольной коробчатой полости 11 и трапециидальной полости 12, обеспечивает равномерное распределение температуры и скорости потока расплава базальта через фильеры 8, что гарантирует качественное изготовление непрерывного базальтового волокна в круглосуточном режиме работы. Токоподводы 6 с центральными 3, боковыми косынками 7 и накладками 5 обеспечивают равномерный нагрев элементов фильерного питателя. Верхняя трапециидальная полость 12 ванны 9, выполняющая роль конфузора, обеспечивает равномерную скорость потока расплава базальта в нижнюю прямоугольную коробчатую полость 11 ванны 9. Нижняя прямоугольная коробчатая полость 11 ванны 9 выполняет роль накопителя расплава базальта, обеспечивает равномерную подачу расплава базальта во все фильеры 8 питателя, а также стабилизацию температуры расплава базальта в заданном режиме.The melt of basalt rocks is fed from the feeder of the melting furnace directly into the bath 9 of the feeder. The cavity 10 of the bath 9 of the trough-shaped feeder, consisting of a rectangular box-shaped cavity 11 and a trapezoidal cavity 12, provides an even distribution of temperature and flow rate of basalt melt through dies 8, which ensures high-quality production of continuous basalt fiber in a round-the-clock operation. Current leads 6 with a central 3, side scarves 7 and plates 5 provide uniform heating of the elements of the die feeder. The upper trapezoidal cavity 12 of the bath 9, which acts as a confuser, provides a uniform flow rate of basalt melt into the lower rectangular box-shaped cavity 11 of the bath 9. The lower rectangular box-shaped cavity 11 of the bath 9 acts as a storage unit for basalt melt, ensures uniform supply of basalt melt to all dies 8 of the feeder, as well as stabilization of the temperature of the basalt melt in a given mode.

По результатам многочисленных экспериментальных данных, авторами полезной модели было установлено, что при отношении площадей большего основания трапециидальной полости ванны на открытой верхней According to the results of numerous experimental data, the authors of the utility model found that, with the ratio of the areas of the larger base of the trapezoidal cavity of the bathtub on the open upper

поверхности ее к площади фильерной пластины, являющейся основанием коробчатой прямоугольной полости ванны составляет Sос/Sпл=1,25, а отношение площади фильерной пластины к суммарной площади отверстий всех 265 фильер составляет Sпл/Sф=14, обеспечивается необходимое гидростатическое давление расплава базальта на входные отверстия фильер питателя. В результате этого обеспечивается равномерное распределение скорости потока расплава базальта через выходные отверстия всех 265 фильер питателя без образования поверхности натяжения расплава базальта на выходных отверстиях фильер, что обеспечивает требуемый метрический номер базальтового волокна на бабине наматывающего аппарата.its surface to the area of the die plate, which is the base of the rectangular box-shaped cavity of the bath, is Sos / Spl = 1.25, and the ratio of the area of the die plate to the total hole area of all 265 dies is Spl / Sf = 14, the necessary hydrostatic pressure of the basalt melt at the inlets is provided die feeder. As a result of this, a uniform distribution of the flow rate of basalt melt through the outlet openings of all 265 feeder dies is ensured without forming a basalt melt tension surface at the outlet openings of the dies, which provides the required metric number of basalt fiber on the bobbin winder.

Предложенная конструкция фильерного питателя успешно прошла испытания при изготовлении непрерывного базальтового волокна диаметром 6-18 мкм на заводе Научно-производственного объединения «Вулкан» в режиме круглосуточной выработки расплава базальта (г.Оса, Пермский край, Россия).The proposed design of the spinneret feeder was successfully tested in the manufacture of continuous basalt fiber with a diameter of 6-18 microns at the plant of the Scientific and Production Association "Volcano" in the mode of round-the-clock production of basalt melt (Osa, Perm Territory, Russia).

Claims

Spinneret feeder for the production of continuous fibers from basaltic melts, consisting of a bathtub for pouring melts, an iller plate, dies and current leads, a feeder bath made in the form of two side and two end walls, the bottom of the bath is a spinneret plate with 265 dies, the top is open, the inner cavity of the bathtub has a trough-like shape, consisting of a rectangular (box-shaped) cavity on the side of the spinneret plate and a trapezoidal cavity with a large base on the open upper surface of the cavity n, characterized in that the ratio of the area of the larger base of the trapezoidal cavity of the bath on the open upper surface of its area of the die plate, which is the base of the box-shaped rectangular cavity of the bath, is: Soc / Spl = 1.25, and the ratio of the area of the die plate to the total hole area of all 265 the die is: Spl / Sf = 14.