UA12855U - Slotted stream feeder assembly for producing basalt fibers - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до пристроїв для виробництва волокон з розплавів базальтових порід - 2 фільєрним живильникам.

Волокна з базальтових порід мають високу міцність, стійкість і витривалість до дії агресивних середовищ та електроізоляційні властивості.

Проте широке використання базальтових волокон стримується відносною складністю технологій їх виробництва. Тому особливу актуальність набувають розробки та удосконалення пристроїв для виробництва 70 базальтових волокон.

Відомий струмінний живильник (А.Є. СССР 1211230. 1986. Козловский П.П. и др. Струйньй питатель) для виробництва безперервного волокна з мінеральних розплавів. Проте цей живильник досить складний і складається з двох основних елементів струмінного підживлювача і фільєрного живильника та має великі тепловтрати і масу платино-родієвого сплаву для його виготовлення. 12 Найбільш близьким по технічній суті є фільєрний живильник для вироблення волокон з гірських порід А.С.

СССР. 990698. 1983. Джигирис Д.Д. и др. Фильерньйй питатель для вьіработки волокон из горньїх породі. Даний фільєрний живильник складається з корпусу, завантажувального патрубка, розподільника розплаву з трьома отворами, фільєрної решітки, вертикальних струмопідводів, фільєрної пластини з фільєрами. Цей фільєрний живильник має складні конструкції завантажувального патрубка, розподільника розплаву та корпусу з вертикальними струмопідводами. Живильник не може бути встановлений безпосередньо у розплав базальту фідерної зони печі і має надлишкові тепловтрати, що не забезпечує рівномірності температури розплаву у об'ємі живильника і, як наслідок, стабільності і продуктивності вироблення волокон. Крім того, для виготовлення фільєрного живильника, його елементів - завантажувального патрубка і розподільника розплаву потрібна додаткова маса платино-родієвого сплаву. 29 В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення фільєрного живильника для виробництва -о безперервних волокон з розплавів базальтових порід, в якій заливний пристрій виконаний у тілі верхнього корпусу у формі щілини, що дозволяє встановити живильник безпосередньо у розплав базальту, до мінімуму скоротити шлях подачі розплаву у живильник, зменшити опір його проходженню і тепловтрати, знизити масу фільєрного живильника, фільтрувальна сітка з отворами по краям виконує одночасно функції фільтра і о розподільника розплаву, що забезпечує гомогенізацію розплаву по складу і температурі, а також спрощує (0 конструкцію і знижує масу фільєрного живильника, зигзагоподібний фланець кріплення зменшує тепловтрати, горизонтальне розміщення струмопідводів, які є подовженнями фільєрної пластини, з вертикальними ребрами со сприяє розподіленню струму між верхнім і нижнім корпусами, фільтрувальною сіткою і фільерною пластиною, Га сприяє рівномірному нагріву цих елементів і розплаву базальтів по всьому об'єму живильника, що в цілому сприяє підвищенню продуктивності живильника, спрощенню його конструкції та зниженню маси. --

Для вирішення поставленої задачі щілинний фільєрний живильник для виробництва безперервних волокон з розплавів базальтових порід, що складається з пристрою для заливання розплаву, корпусу живильника, фільтрувальної сітки, струмопідводів, фільєрної пластини і фільєр, який відрізняється тим, що пристрій для « заливання розплаву виконаний у формі щілини верхнього корпусу, а корпус складається з верхнього і нижнього З корпусів, між якими розміщена фільтрувальна сітка, по периметру з'єднання корпусів знаходиться фланець с кріплення живильника, струмопідводи розміщені горизонтально є подовженнями фільєрної пластини і мають

Із» вертикальні ребра приєднані до верхнього і нижнього корпусів з їх торців. У верхньому корпусі по центру виконана заливна щілина у формі подовженої лійки, краї якої загнуті у середину живильника під кутом 75 - 909, або взагалі відсутні. Фільтрувальна сітка розміщується між верхнім і нижнім корпусами, має отвори діаметром ас -з 15 у півтора - два рази менші від внутрішнього діаметра а; фільєр ар - а, / (1.5 - 2), отвори розміщені по краям сітки, а у центрі під заливочною щілиною вони відсутні Фланець кріплення живильника має поперечні ко зигзагоподібні вирізи, співвідношення площ матеріалу фланця і вирізів становить 1:(1-2.5). Вертикальні ребра горизонтальних струмопідводів мають трикутну форму, при чому співвідношення площ перерізів горизонтальних со струмопідводів і вертикальних ребер у місці їх з'єднання становить 1:(0.4-0.8). Співвідношення площ отворів с 50 фільєр, фільтровальної сітки та заливочної щілини становить 1:(1.1-1.2):(1.2-1.43. Фільєри фільєрної пластини мають внутрішній діаметр а, - 1.6-3.2мм і довжину І-(1.4-2.1)д;. сл Для забезпечення стабільного і продуктивного виробництва безперервних базальтових волокон потрібен комплексний підхід. Це пов'язано з тим, що розплави базальтів мають певні характеристики: по в'язкості, температурам розплаву, температурному інтервалу вироблення волокон. Так температурний інтервал 99 вироблення безперервних базальтових волокон у фільєрному живильнику може складати 1220 -12909С, а с різниця температур фільєрного поля фільєрної пластини не повинна перевищувати 41026.

Для стабільного і продуктивного виробництва безперервних базальтових волокон фільерним живильником необхідно забезпечити наступні умови: во - організувати стабільний потік розплаву базальту через фільєрний живильник; - тримати заданий рівень розплаву над фільєрним полем; - провести фільтрацію розплаву; - підтримувати задану температуру розплаву по усьому об'єму живильника; - забезпечити потрібну в'язкість розплаву перед виробленням волокон; - підтримувати заданний температурний інтервал вироблення волокон по усьому полю фільєрної пластини. б5 Запропонований щілинний фільєрний живильник дозволяє виконати перелічені технічні завдання.

На Фіг. зображена конструкція щілинного фільєрного живильника. Щілинний фільєрний живильник складається з: верхнього корпусу (1), заливної щілини (2), нижнього корпусу (3), фільтрувальної сітки (4), фільєрної пластини (5), фланця (6) кріплення, струмопідводів (7) з вертикальними ребрами (8) і фільєр (9).

Елементи конструкції щілинного фільєрного живильника виконують наступні функції. Верхній корпус (1) забезпечує додатковий розігрів розплаву базальту по периметру живильника, конструктивно формує заливну щілину (2) і задає рівень розплаву над фільерною пластиною (5). Заливна щілина (2) виконана у тілі верхнього корпуса по центру (1) у вигляді подовженої лійки, краї якої загнуті у середину фільєрного живильника. Така конструкція заливної щілини забезпечує мінімальний опір проходженню потоку розплаву базальту і мінімальні 7/0 тепловтрати при подачі розплаву у фільєрний живильник. Крім того, така конструкція заливної горловини дозволяє встановити фільєрний живильник безпосередньо у розплав базальту та проста у виготовленні.

Фільтрувальна сітка (4) забезпечує: фільтрацію розплаву базальту, розігрів нижніх шарів розплаву, організацію потоку розплаву від країв живильника до центру фільєрної пластини (5), стабілізацію температури розплаву у заданому інтервалі температур по усій довжині та площі фільєрної пластини.

Конструкція щілинного фільєрного живильника. Струмопідводи (7) виконані горизонтально і е подовженнями фільєрної пластини (5). Для необхідного розподілу струму через верхній і нижній корпуси (1,3) і забезпечення рівномірного нагріву елементів фільєрного живильника між струмопідводами (7) і корпусами фільєрного живильника встановлені вертикальні ребра (8) трикутної форми. Горизонтальне розміщення струмопідводів дозволяє спростити конструкцію фільєрного живильника і дає можливість його розміщення безпосередньо у розплаві базальту. Фланець (б) призначений для кріплення фільєрного живильника у водоохолоджуючий холодильник. Фланець (6) кріплення має поперечні зигзагоподібні вирізи для зниження тепловтрат і витрат електроенергії при роботі живильника. По такому фланцю зменшується проходження електричного струму.

Фланець має меншу площу для тепловідводу. Це дозволяє знизити витрати електроенергії і тепловтрати через фланець (6) при роботі фільєрного живильника. Внутрішній діаметр фільєр (9) для виробітку безперервних базальтових волокон діаметрами 6-18мкм повинен бути 4; - 1.5-3.2мм, а довжина І (1.4-2.1)д;. Конкретні діаметр і довжина фільєр визначаються в залежності від хімічного складу базальту, технологічних режимів т виробництва волокон та потрібних діаметрів волокон.

Для продуктивного виробництва безперервних волокон з розплавів базальтів співвідношення площ отворів фільєр (9), фільтрувальної сітки (4) і заливної щілини (2) повинні складати: 1:(1.1-1.2):(1.2-1.4). ю зо Фільерні живильники для виробництва безперервних базальтових волокон виготовляють з платино-родієвих сплавів. юю

Щілинний фільєрний живильник працює наступним чином. Розплав базальту безпосередньо з фідера печі со через заливну щілину (2) надходить у порожнину верхнього корпусу (1) і на фільтрувальну сітку (4). У верхній частині живильника температура розплаву базальту стабілізується по усьому об'єму у інтервалі заданих с з5 температур. Це забезпечується нагріванням при проходженням електричного струму через стінки верхнього «- корпусу живильника і фільтрувальну сітку. Далі розплав базальту проходить через отвори фільтрувальної сітки (4), при цьому відбувається фільтрація і гомогенізація розплаву базальту, які необхідні для забезпечення продуктивності виробництва волокон. Це пов'язано з тим, що базальт - природна сировина у якій часто присутні включення інших тугоплавких мінералів: кварцу, слюди, порфиритів та інших. Окремі включення тугоплавких « мінералів, або частин непроплавленого кристалічного базальту осідають на фільтрувальній сітці (4). При щ-) с роботі, завдяки процесам евтектики і інтенсивному нагріву самої фільтрувальної сітки, в зоні отворів ці частки поступово розчиняються та промиваються розплавом базальту. Далі розплав Через отвори ;» фільтрувальної сітки (4) надходить до нижнього корпусу (3) і на фільєрну пластину (5). Для рівномірності температури розплаву базальту по краям і у центрі фільерної пластини, отвори у фільтрувальній сітці (4) зроблені по її краям. Тому розплав базальту до фільерної пластини потрапляє з початку з її країв, де - тепловтрати найбільші, і тільки потім до центральної зони пластини, де тепловіддача розплаву менш інтенсивна.

Завдяки такій конструкції фільтрувальної сітки в процесі виробництва волокна температура розплаву ю вирівнюється і стабілізується по всій площині фільерної пластини (4). У процесі фільтрації та перетікання

Го! розплаву від країв до центру фільерного живильника відбувається його додаткове перемішування та 5р Гомогенізація, що також сприяє підвищенню продуктивності виробництва базальтових волокон. На фільєрній о пластині (5) через фільери (9) відбувається перетворення розплаву базальту в безперервні волокна. сп Приклад.

Щілинний фільєрний живильник на 200 фільєр. Фільєрний живильник виготовлено з платино-родієвого сплаву: 9095 - платина, 1095 родій. Масса живильника складає 1630 грамів. с

Claims (7)

Формула винаходу

1. Щілинний фільєрний живильник для виробництва безперервних волокон з розплавів базальтових порід, що бо складається з пристрою для заливання розплаву, корпусу живильника, фільтрувальної сітки, струмопідводів, фільєрної пластини і фільєр, який відрізняється тим, що пристрій для заливання розплаву виконаний у формі щілини верхнього корпусу, а корпус складається з верхнього і нижнього корпусів, між якими розміщена фільтрувальна сітка по периметру з'єднання корпусів знаходиться фланець кріплення живильника, струмопідводи, розміщені горизонтально, є подовженнями фільєрної пластини і мають вертикальні ребра, 65 приєднані до верхнього і нижнього корпусів з їх торців.

2. Щілинний фільєрний живильник за п. 1, який відрізняється тим, що у тілі верхнього корпусу по центру виконана заливна щілина у формі подовженої лійки, краї якої загнуті у середину живильника під кутом 75-902 або взагалі відсутні.

З. Щілинний фільєрний живильник за п. 1, який відрізняється тим, що фільтрувальна сітка розміщена між верхнім і нижнім корпусами, має отвори діаметром ас у півтора два рази менші від внутрішнього діаметра а; фільєр аг - а; Х1,5-2), отвори розміщені по краях сітки, а у центрі під заливочною щілиною вони відсутні.

4. Щілинний фільєрний живильник за п. 1, який відрізняється тим, що фланець кріплення живильника має поперечні зигзагоподібні вирізи, співвідношення площ матеріалу фланця і вирізів становить 1 : (1-2,5).

5. Щілинний фільєрний живильник за п. 1, який відрізняється тим, що вертикальні ребра горизонтальних 70 струмопідводів мають трикутну форму, причому співвідношення площ перерізів горизонтальних струмопідводів і вертикальних ребер у місці їх з'єднання становить 1 : (0,4-0,8).

6. Щілинний фільєрний живильник за п. 1, який відрізняється тим, що співвідношення площ отворів фільєр, фільтрувальної сітки та заливочної щілини становить 1 : (1,1-1,2)3: (1,2-1,4).

7. Щілинний фільєрний живильник за п. 1, який відрізняється тим, що фільєри фільєрної пластини мають 7/5 Внутрішній діаметр а, - (1,6-3,2) мм і довжину 1; - (1,4-2.1) д,. - ів) ів) (ее) с ьо -

с . и? - іме) (ее) 1 сл с 60 б5