Устройство для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов

2005112371
МПК 7 СЗОВ 37/09
Устройство для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов
Полезная модель относится к устройствам для выработки волокна из оксидных термонластичных материалов, а именно, из расплава горных пород, например, базальта.
Трудности, возникающие при производстве непрерывных волокон из расплава горных пород, связаны с узким температурным интервалом рабочей вязкости расплава, поэтому не допустимы колебания температур расплава.
Одной из основных задач, решаемых для обеспечения высокой производительности и эксплуатационной надежности устройства для производства непрерывной нити из оксидных термопластичных материалов с высокой температурой плавления, является сохранение максимальной изотермичности потока его расплава через стыковочный узел питающей трубки струйного питателя и загрузочной трубы питателя.
Общеизвестно устройство для получения базальтового волокна, содержащее обогреваемую питающую трубку, обогреваемый фильерный питатель, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя и узел приемки волокна, разработанное Киевской научноисследовательской лабораторией базальтового волокна и материалов из него, у которого элементы стыковки питающей трубки и фильерного
питателя выполнены конической формы с углом конусности 6 - 8 и
о о
размещаются один в другом при монтаже изделий в единое устройство для выработки волокна (ТУ 48-1-467-89 и ТУ 48-1-73-88).
Недостатком данного устройства является то, что элементы стыковки в стыковочном узле в процессе эксплуатации при температуре 1200 С и более образуют неразъемное соединение питающей трубки и фильерного питателя в результате приварки поверхностей питающей трубки и фильерного питателя, и при демонтаже происходит обрыв загрузочной трубы фильерного питателя, что приводит к выходу из строя всего устройства.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для выработки непрерывного волокна из базальтового сырья, содержащее обогреваемые фильерный питатель и струйную трубку, фланцевое соединение питающей трубки и фильерного питателя с зазором 2-8 мм, имеющее минимальный внешний диаметр фланца на 10 мм больше внутреннего диаметра струйной трубки ( Натент РФ № 2111181, МПК СОЗВ 37/09, оп.20.05.98г.).
Фланцевое соединение в указанном устройстве, находясь по условиям монтажа, как правило, на значительном расстоянии от верхнего перекрытия фильерного питателя во избежание течи расплава и для обеспечения герметичности, достигаемой путем замораживания расплава по периферии фланцев стыковочного узла, не позволяет подавать горячий расплав непосредственно в обогреваемую зону фильерного питателя, поэтому расплав, проходя от фланцевого соединения по загрузочной трубе фильерного питателя, которая практически не обогревается, охлаждается и температурный перепад расплава при входе
его в питатель достигает 80 С и более. Но этой причине расплав в центральной зоне фильерного питателя поступает к фильерам фильерных пластин с более низкой температурой по сравнению с расплавом, распределяемым экраном по сторонам от центральной зоны ближе к
Q
его торцевым зонам, что отрицательно сказывается на производительности, стабильности процесса и эксплуатационной надежности.
Задача, положенная в основу заявляемой полезной модели, заключается в повышении производительности и эксплуатационной надежности устройства.
Технический результат обеспечивается за счет сокращения пути прохождения расплава в необогреваемой зоне загрузочной трубы фильерного питателя, в результате чего достигаются минимальные температурные перепады расплава при его прохождении через фланцевое соединение.
Поставленная задача решается следующим образом:
В устройстве для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов, содержащем обогреваемые фильерный питатель и струйную трубку и фланцевое соединение фильерного питателя и струйной трубки, согласно заявляемому техническому решению, центральная часть фланцев фланцевого соединения выполнена конической формы, при этом коническая часть фланца струйной трубки размещена внутри конической части фланца фильерного питателя, кроме того фланцы обращены своими верщинами в сторону фильерного питателя, а высота h фланцев составляет (0,1 - 1,0)Н - расстояния от оснований фланцев до верхнего перекрытия фильерного питателя.
При этом угол между образующими конуса конической части
оо
фланцев составляет 60 - 110.
Кроме того, минимальный внешний диаметр фланцев по меньщей мере больще на 20 мм больщего диаметра их конической части.
Выполнение фланцев фланцевого соединения в их центральной части конической формы, размещенных один в другом и обращенных верщинами в сторону фильерного питателя, высотой h, равной (0,1-1,0) Н - расстояния от оснований фланцев до верхнего перекрытия фильерного питателя, позволяет сократить путь перемещения расплава в необогреваемой части устройства - в загрузочной трубе фильерного питателя и избежать перепада температур расплава, что способствует более стабильной вязкости расплава и, как следствие, повышению производительности и эксплуатационной надежности. Размещение фланцевого соединения на определенной высоте от верхней части фильерного питателя и выполнение фланцев с углом между образующими конуса их конической части в заданных пределах необходимы и достаточны для получения минимального пути прохождения расплава в необогреваемой зоне устройства. Размещение фланцевого соединения ближе к фильерному питателю, чем 0,1Н, приведет к нагреву фланцев и не обеспечит замораживание расплава по периферии фланцев, что позволит расплаву вытекать из фланцевого соединения, а размещение фланцевого соединения на больщем, чем Н расстоянии от фильерного питателя нецелесообразно, так как увеличится путь прохождения расплава в необогреваемой зоне - загрузочной трубе фильерного питателя, а, следовательно и охлаждение расплава и, как следствие, снижение его вязкости и нарушение процесса образования нити.
Выполнение угла между образующими конуса конической части
фланцев менее 60 нецелесообразно из-за образования неразъемного
соединения, а при выполнении угла больше 110 фланцевое соединение будет находиться на близком расстоянии от верхнего перекрытия фильерного питателя, что неизбежно приведет к нагреву фланцев и разгерметизации фланцевого соединения.
f
При уменьщении размера наружного диаметра фланца (меньше чем на 20 мм большего диаметра конической части фланца) возникает возможность разгерметизации стыкового соединения, что приведет к переливу расплава через стыковое соединение и выходу из строя устройства в целом, а при большем размере диаметра фланца фланцевое
соединение работает герметично, препятствуя снижению температуры стыковочного узла, повышая эксплуатационную надежность устройства.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемую полезную модель новой.
На рисунке представлено заявляемое устройство в разрезе.
Устройство для выработки волокна из расплава горных пород состоит из обогреваемого фильерного питателя 1 с загрузочной трубой 2, обогреваемой струйной трубки 3, фланцевого соединения фильерного питателя 1 и струйной трубки 3, у которого фланец 4 струйной трубки 3 и фланец 5 фильерного питателя 1 в их центральной части выполнены конусообразными, токоподводов 6 фильерного питателя 1 и токоподводов 7 струйной трубки 3. Фланец 4 размещен внутри фланца 5 с зазором. Фланцы 4 и 5 своими вершинами обращены в сторону фильерного питателя. Расстояние от основания фланца 5 до верхнего перекрытия фильерного питателя 1 составляет 50 - 55 мм.
Устройство работает следующим образом.
Базальт загружают в печь, где он под термическим воздействием плавится и в виде расплава подается в струйную трубку 3, проходит фланцевое соединение, загрузочную трубу 2 и поступает в фильерный питатель 1, где, вытекая через фильеры, расплав формируется в непрерывные волокна.
В таблице приводим сравнительные данные заявляемого и известных устройств для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов.
Технические преимущества заявляемого устройства выявлены по сравнению с известными техническими решениями той же задачи, находящимися в тех же условиях эксплуатации, что и заявляемое устройство.
,5//-грЯ-у
Сравнительные данные заявляемого и известных устройств для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов.
Примечание:
КНИЛБВиМ -Киевская научно-исследовательская лаборатория базальтового волокна и материалов из него.
-6
Таблица кую Из таблицы видно, что заявляемое устройство имеет более высопроизводительность и более высокий срок экснлуатации.