УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН

УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН
Полезная модель относится к устройствам, установкам, комплексам для получения волокнистых материалов на основе минеральных, стеклянных и других волокон с заданными и улучшенными физико-химическими и механическими свойствами. В качестве исходного однокомпонентного сырья используются горные породы базальты, габбро-диабазы, порфириты и другие, что дает возможность выпускать волокнистые материалы, как непрерывные базальтовые волокна, так и штапельные, заменяющие асбест, металл, древесину и т.д.
Известны различные установки для изготовления базальтовых волокон, реализованные, например, по патенту Франции 2419258, 1979 г., патенту РФ 2039715 от 19.10.1992 г., патенту РФ 2180892 от 12.07.2001 г., и др., включающие бункер для подачи сырья базальта, расположенный с возможностью подачи сырья в тигель с индуктором, имеющий направляющий лоток, входящий в фидер для расплава базальта, встроенный в нижнюю часть фидера, по меньшей мере один, струйный питатель, оборудованный на конце фильерным питателем с фильерой и установленный с возможностью подачи базальтовых волокон в устройство для приема волокон.
Недостатком известных установок, является то, что при их реализации невозможно получать базальтовые волокна с заранее заданными техническими, химическими или физическими свойствами, такими как, прочность на растяжение, химическая стойкость, теплопроводность, термо- и водостойкость и т.д., то есть получать базальтовые волокна с различными новыми, в том числе неожиданными, например, электропроводность, техническими характеристиками. Кроме того, на установках не обеспечивается стабильное и постоянное качество получения базальтовых волокон из-за неоднородности исходного сырья базальта и изменений его состава.
Задача предлагаемой полезной модели - устранение указанного недостатка, а именно: расширение технологических возможностей установки для получения базальтовых волокон, путем обеспечения изготовления различных типов (видов) легированных базальтовых волокон с заведомо заданными необходимыми параметрами и физико-техническими и (или) химическими свойствами, новыми техническими характеристиками; повышение стабильности качества получения волокон за счет введения в состав исходного сырья базальта необходимых легирующих
элементов, их оксидов и т.д.
Поставленная задача достигается так, что установка для изготовления базальтовых волокон, содержащая бункер для подачи сырья базальта, расположенный с возможностью подачи сырья в тигель с индуктором, имеющий направляющий лоток входящий в фидер для расплава базальта, встроенный в нижнюю часть фидера, по меньшей мере один, струйный питатель, оборудованный на конце фильерным питателем с фильерой и установленный с возможностью подачи базальтовых волокон в устройство для приема волокон, согласно полезной модели, дополнительно оснащена, по меньшей мере одним, бункером-дозатором для подачи легирующего сырья размещенным над фидером и встроенным в него. Кроме того предусмотрено, что устройство для приема базальтовых волокон, выполнено в виде замасливателей волокон и наматывающих приспособлений с бобинами.
Достигаемый технический результат полезной модели, заключается в более широких технологических возможностях установки, благодаря получению непрерывных, а при необходимости штапельных, легированных базальтовых волокон с заведомо задаваемыми физико-техническими и (или) химическими свойствами, новыми техническими характеристиками, такими как химическая стойкость, термическое расширение, термо- и водостойкость, плотность, прочность на растяжение, электропроводность и т.д. Кроме того, увеличиваются возможности получения качественного волокна за счет добавления в состав исходного сырья базальта необходимых легирующих элементов, их оксидов, например, для снижения вязкости и увеличения текучести расплава базальта, повышения его пластичности и т.д. Зависимый признак формулы полезной модели, указывает на возможное выполнение установки при ее реализации. Повышается технологическая универсальность установки для получения базальтового волокна определенного состава.
Сущность полезной модели, поясняется графически.
На фиг. 1, изображена компоновочная схема предложенной установки; на фиг. 2 изображена другая возможная компоновочная схема установки.
Установка для изготовления базальтовых волокон содержит бункер 1 для подачи сырья базальта, например, предварительно дробленого. Дополнительно, установка оснащена, по меньшей мере одним, бункером-дозатором 2 для подачи какого-либо легирующего сырья в любом известном виде, например, в виде калиброванных гранул, крошки, порошка, смесей легирующих элементов, в виде заранее подготовленного расплава и т.д. Бункер 1 расположен с возможностью подачи
сырья базальта в водоохлаждаемый тигель 3 с охватывающим его индуктором 4 электрически связанным с высокочастотным генератором 5 (ВЧГ). Тигель 3 имеет направляющий лоток 6, для получаемого расплава базальта. Лоток 6, в свою очередь, входит (встроен) в фидер 7 для приема расплава базальта.
По основной компоновочной схеме установки (см. фиг. 1), бункер-дозатор 2 для подачи легирующего сырья, размещен над фидером 7 и встроен в него.
По возможной компоновочной схеме установки (см. фиг. 2), бункер-дозатор 2 для подачи легирующего сырья, расположен с возможностью подачи сырья в тигель 3 с индуктором 4, с целью подачи сырья базальта и легирующего сырья в тигель 3, в заданных пропорциях.
Фидер 7 дополнительно обеспечивает: тепловую подготовку расплава до получения его температурной однородности (стабилизация расплава); гомогенизацию расплава; достижение требуемой степени аморфности расплава; получение требуемой вязкости; доводку расплава до определенной текучести; получение температурных режимов в зоне выработки расплава через питатели; распределение расплава легированного базальта на все питатели для его выработки; дегазацию расплава легированного базальта и т.д. В нижнюю часть фидера 7, встроен один или несколько струйных питателей 8, оборудованных на концах фильерными питателями 9 с фильерами для выработки расплава легированного базальта, то есть для волокнообразования методом механического вытягивания.
Струйные питатели 8 и соответственно фильерные питатели 9, установлены с возможностью подачи базальтовых легированных волокон 10 в устройство для приема волокон, состоящее, например, из замасливателей 11, для исключения склеивания (слипания) непрерывного волокна и предохранения его от воздействия внешней среды, и наматывающих приспособлений с бобинами 12 (катушками, барабанами).
В упрощенном варианте, устройство для приема легированного базальтового волокна 10, в основном штапельного, может быть выполнено, например, в виде конвейера (не показано).
Установка для изготовления базальтовых волокон работает следующим образом.
В основе предлагаемой установки для изготовления базальтовых волокон, лежит индукционный способ плавления горных пород базальта, позволяющий быстро и эффективно осуществлять процесс перевода породы в расплав.
Исходное природное сырье базальта в виде небольших кусков из бункера 1, дозировано подается в водоохлаждаемый тигель 3. Электромагнитным полем, создаваемым индуктором 4, благодаря ВЧГ 5, сырье базальта плавится. Далее, после переполнения тигля 3, расплав самотеком поступает по направляющему лотку 6 в фидер 7, в донной части которого происходит отбор расплава струйными питателями 8, после чего он попадает на фильерные питатели 9 с платинородиевыми фильерами.
По схеме установки изображенной на фиг. 1, легирующее сырье (необходимые химические элементы) бункером-дозатором 2, подается в требуемом количестве прямо в фидер 7, где происходит его расплавление (растворение, если это расплав легирующего сырья), например, перемешивание легированного расплава, температурная выдержка, подогрев, если необходимо и т.д.
По схеме установки изображенной на фиг. 2, заданное количество легирующего сырья, бункером-дозатором 2, одновременно подается с сырьем базальта из бункера 1 в тигель 3, где сырье базальта и легирующее сырье вместе плавятся, химически взаимодействуют друг с другом, и образуют расплав легированного базальта с уже новым, заранее заданным химическим составом и свойствами, новыми физико-техническими характеристиками.
Из фидера 7, происходит выработка расплава базальта с образованием легированных базальтовых волокон 10. Волокна 10 проходят через замасливатели 11 и попадают на бобины 12 (катушки, барабаны) наматывающих устройств.
Выработанное, например, непрерывное легированное базальтовое волокно в дальнейшем подвергается переработке в ровинг, жгут или крученую нить с помощью тростильных, жгутовых или крутильных машин.
Таким образом, осуществляется работа установки.
Основным преимуществом установки, является возможность реализации ранее неизвестной новой технологии получения легированных базальтоволокнистых материалов.
Предложенная полезная модель, позволяет получать легированное непрерывное базальтовое волокно специального химического состава, благодаря легированию базальта, снизить обрывность волокон при выработке расплава, снизить трение в фильерах и соответственно их износ, повысить срок службы дорогостоящих фильер, снизить брак, увеличить производительность оборудования для производства волокна, повысить стабильность качества выпускаемой продукции.
Легированные непрерывные базальтовые волокна с новыми физико-техническими характеристиками, найдут применение в авиационной, радиоэлектронной, нефтехимической, строительной и др. отраслях промышленности.
Степень раскрытия установки для изготовления легированного базальтоволокнистого материала, достаточна для реализации предложенной полезной модели в промышленности с достижением заявленного технического результата.