МНОГОФИЛЬЕРНЫЙ ПИТАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА ГОРНЫХ ПОРОД

Полезная модель относится к устройствам для выработки волокон из минеральных расплавов, а именно к Многофильерный питателям для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород, например базальта.
Известен многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород (см. патент РФ №2087435 МПК C03B 37/09, опубл. 20.08.1997), включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран, соединенный с токоподводами и установленный над фильерной пластиной с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер и определенным расстоянием между крайними фильерами.
Недостатком технического решения является неравномерность распределения температуры по высоте выпуклого перфорированного нагревательного экрана в форме перевернутого V из-за разности скорости перемещения нагретого расплава базальта между перфорированными отверстиями по прямой наклонной поверхности. При этом изменяющееся время заполнения перфорированных отверстий от верха до основания нагревательного экрана приводит к интенсификации налипания на их внутренние поверхности расплава базальта, особенно на выходе. Все это в конечном итоге приводит к невысокой стабильности образования волокна нормированного параметра по толщине, а это способствует увеличению обрывности вырабатываемого волокна.
Известен многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород (см. патент РФ №2407711 МПК C03B 37/09 опубл. 27.12.2010 Бюл. №36) включающей, корпус соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран, соединенный с токоподводами и установленный над фильерной пластиной с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер и определенным расстоянием между крайними фильерами, при этом, что выпуклый перфорированный нагревательный экран выполнен в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды, при чем перфорированные отверстия выполнены в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12°.
Недостатком является энергоемкость изготовления непрерывного волокна из-за потерь тепловойй энергии через наружную поверхность корпуса окружающую среду, что требует дополнительных энергозатрат на теплопроводах для поддержания нормированной температуры в процессе обтекания выпускного перфорированного нагревательного экрана.
Технической задачей является снижение энергоемкости за счет устранения тепловых потерь от расплава горных пород в окружающую среду и поддержания оптимального теплообменного режима при обтекании выпуклого перфорированного нагревательного экрана путем покрытия корпуса многофильерного питателя тонковолокнистым базальтовым материалом в виде витых пучков
Технический результат по снижению энергоемкости изготовления достигается тем, что многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород, включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран, соединенный с токоподводами и установленными над фильерной пластиной с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер и определенным расстоянием между крайними фильерами, причем выпуклый перфорированный нагревательный экран выполнен в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды, причем перфорированные отверстия выполнены в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12 градусов, при этом наружная поверхность корпуса покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненного в виде витых пучков, продольно вытянутых по высоте корпуса от фильерной пластины до пластины подачи расплава.
На фиг. 1 изображен продольный разрез многофильерного питателя; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А; на фиг 3 - разрез перфорированного отверстия нагревательного экрана; на фиг. 4 - вид сверху нагревательного экрана с рядами перфорированных отверстий.
Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород включает корпус 1 с торцевыми и боковыми стенками, соединенную с корпусом 1 и установленную в его днище фильерную пластину 2 с фильерами 3. Питатель включает также токоподводы 4, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины 2 и соединенные с торцевыми стенками корпуса 1, выпуклый перфорированный нагревательный экран 5, установленный над фильерной пластиной 2 в придонной зоне питателя. Выпуклый перфорированный нагревательный экран 5 выполнен в поперечном сечении в форме перевернутой циклоиды (см., например, М.Я. Выгодский. Справочник по высшей математике, стр. 802, «Некоторые замечательные кривые»). В результате под действием силы тяжести (это заложено по технологическому процессу изготовления непрерывного волокна на многофильерном питателе из расплава горных пород) происходит быстрое перемещение массы горячего расплава горных пород от одного, например самого верхнего, к следующему, ниже расположенному перфорированному отверстию. Выпуклый перфорированный нагревательный экран 5 размещен над фильерной пластиной 2 с наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и с наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер. Многофильерный питатель снабжен пластиной 6 для его установки в дно устройства для подачи расплава горных пород. Выпуклый перфорированный нагревательный экран 5 соединен для электрического контакта с токопроводами 4 посредством торцевых стенок корпуса 1 и имеет перфорированные отверстия 7, выполненные в виде усеченного конуса с углом конусности 8-12 градусов и расположенные рядами, симметричными относительно продольной оси симметрии фильерной пластины 2. Наружная поверхность 8 корпуса 1 покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом 9, выполненным в виде витых пучков 10, продольно вытянутых по высоте корпуса 1 от фильерной пластины 2 до пластины 6 для установки многофильерного питателя в дно устройства подачи расплава.
Многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород работает следующим образом.
Температура внутри производственного помещения, где размещен многофильерный питатель находится в пределах от 15° до 25° (см. например СНиП 2.2.3-92 строительная теплофизика. М.: ЦНТП Госстрой РФ 1992), поэтому при поступлении расплава в корпус 1 через его наружную поверхность 8 интенсивно осуществляется отводом тепла в окружающую среду т.е. к внутреннему воздуху помещения, что снижает температуру расплава и, как следствие нарушает заданный теплообменный процесс при обтекании выпускного перфорированного нагревательного экрана 5, а то приводит к ухудшению качества получения непрерывного волокна как готового продукта. При покрытии наружной поверхности 8 тонковолокнистым базальтовым материалом 9, обладающем теплоизоляционными свойствами, устраняются тепловые потери от корпуса (в окружающую среду, а выполнение тонковолокнистого базальтового материала в виде витых пучков 10 расположенных продольно вытянутыми от фильерной пластины 2 до пластины 6 для установки многофильерного питателя в дно устройства подачи расплава приводит к аккумулированию теплоты раствора т.е. накоплению по мере перемещения по выпуклому перфорированному нагревательному экрану (см. например, Волокнистые материалы из базальтов Украины изд. "Техника". Киев. 1971 г. - 76 с, ил) теплового потенциала, которой в последствии поддерживаем оптимальный теплообменный процесс поступления расплавов через ряды перфорированных отверстий 7. Следовательно, обеспечивается качественный выход готового продукта с минимизацией до нормированных энергетических затрат при длительной эксплуатации многофильерного питателя при изменяющихся температурных воздействиях внутреннего воздуха на его корпус.
Оригинальность предлагаемого изобретения по снижению энергозатрат заключается в устранении тепловых потерь корпусом многофильерного питателя окружающей среде и поддержании оптимального теплообменного режима перемещения расплава через ряды перфорированных отверстий путем покрытия корпуса тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков продольно вытянутых по высоте многофильерного покрытия от фильерной пластины до пластины для подачи расплава, а это обеспечивает выход качественного продукта в виде непрерывного волокна.