МНОГОФИЛЬЕРНЫЙ ПИТАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА ГОРНЫХ ПОРОД

Полезная модель относится к устройствам для выработки волокон из минеральных расплавов, а именно, многофильерным питателем для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород, например, базальта.
Известен многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород (см. а.с. СССР №1449549 МКЧ С03В 37/09 1989 бюл. №1), включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину и токоподводы, размещенную по продольной оси симметрии фильерной пластины, которая выполнена с продольным осевым сечением в виде симметричного пятиугольника и продольными пазами, расположенными над фильерами каждого ряда.
Недостатком является невозможность выравнивания температуры поступающего на выработку расплава по ширине фильерной пластины из-за отсутствия учета направления охлаждения фильерной пластины от ее периферии к продольной оси симметрии.
Известен многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород (см. патент РФ №2087435 МПК С03В 37/09, 1997), включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину с фильерами и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран в форме перевернутого V, установленный под фильерной пластиной и соединенный с токоподводами.
Недостатком является неравномерность загрузки базальта по длине фильерной пластины из-за различия временного прохождения перфорированных пластин расплавом, при перемещении его от верха до основания нагревательного экрана, что обусловлено равномерностью
сечений перфорированных отверстий и изменяющейся по длине экрана высотой между проходными отверстиями и поверхностью фильерной пластины.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение временной стабильности поступления расплава базальта на поверхность фильерной пластины, за счет выполнения плавно увеличиваемых входных сечений перфорированного экрана в форме перевернутых, симметрично расположенных в нем от верха до основания.
Технический результат, заключающийся в уменьшении себестоимости полученных из расплава горных пород минеральных волокон при уменьшении их обрывности достигается тем, что многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород включающий корпус, соединенную с ним фильерную пластину с фильерами и токоподводы, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины, выпуклый перфорированный нагревательный экран в форме перевернутого V, установленный над фильерной пластиной и соединенный с токоподводами, при этом перфорированные отверстия выполнены с равномерным возрастанием диаметра каждого входного сечения, симметрично расположенного от верха до основания нагревательного экрана.
Наличие перфорированных отверстий в нагревательном экране симметрично расположенных от верха до основания с равномерно увеличивающимся диаметром входного сечения, например в пропорции 1,0D, 1.05D, 1,1D и т.д. обеспечивает равномерность получения расплава на поверхности фильерной пластины, а это увеличивает время выработки без обрыва минеральных волокон, что позволяет уменьшить себестоимость продукции, увеличить эксплуатационную надежность питателя.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство - продольный разрез, на фиг.2 - поперечный разрез по А-А, на фиг.3 - симметричное расположение перфорированных отверстий с плавно увеличивающимся диаметром входного отверстия.
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 также включает токоподводы 4, размещенные по продольной оси симметрии фильерной пластины 2 и соединенные с торцевыми стенками корпуса 1.
Питатель снабжен перфорированным экраном 5, установленным над фильерной пластиной 2 в придонной зоне питателя, экран выполнен выпуклым, а именно в форме перевернутого V с углом расположенным в противоположной стороне от фильерной пластины 2. Составляющие экран 5 плоскости установлены под углом к фильерной пластине 2, а экран 5 под ней с наибольшим удалением от продольной оси симметрии фильерной пластины 2 и с наименьшим расстоянием до наиболее удаленных от этой оси фильер. Экран 5 соединен посредством торцевых стенок корпуса 1 с токоподводами 4 и имеет с ними электрический контакт. Многофильерный питатель снабжен пластиной 6 для установки в дно устройства для подачи расплава.
В составляющих экран 5 пластинах 7 выполнены перфорированные проходные отверстия 8 с равномерным возрастанием диаметра каждого входного сечения, при этом перфорированные проходные отверстия 8 симметрично расположены от верха до основания нагревательного экрана 5.
Устройство работает следующим образом.
Расплав горной породы базальта поступает в корпус 1 многофильерного питателя от устройства для подачи расплава (фидера) из плавильной печи, где плавление базальта осуществляется факельным нагревом расплав базальта с температурой 1520°С через вертикальный канал фидера на многофильерный питатель, поток расплава обтекает выпуклый перфорированный экран 5, нагревается его поверхностью и через проходные перфорированные отверстия 8 поступает на фильерную пластину.
Благодаря различию пути, проходимому разными объемами расплава по наклонным пластинам 7 нагревательного экрана 5 он поступает к
перфорированным проходным отверстиям 8, нагретым по-разному, поэтому интенсивность прохода через перфорированные отверстия 8 потока расплава будет разной и, как следствие, температура расплава, поступающего на верхнюю плоскость фильерной пластины 2 - неравномерна, что не дает возможность создавать условия для четкой корректировки градиента температур к выработочной зоне фильерного поля для формирования расплава в волокно.
Выполнение перфорированных сквозных отверстий 8 симметрично расположенными от верха до основания нагревательного экрана 5 позволило стабилизировать температурное поле на поверхности фильерной пластины 2, так как выравнивается по длине наклонной пластины 7 эпюры скоростей движения расплава и ликвидируется разброс температур при его выходе из сквозных перфорированных отверстий 8 различного диаметра, равномерно увеличивающегося по мере размещения отверстий 8 от верха до основания нагревательного экрана 5. Величина возрастания диаметра перфорированных проходных отверстий 8 определяется экспериментально, применительно к конкретным теплофизическим параметрам расплава и угла наклона пластин 7 составляющих экран 5, например, в пропорции: верхний ряд отверстий с диаметром D, второй симметричный ряд с диаметром 1,1D, третий - 1,2D, и т.д.
В результате в выработочной зоне фильерного поля обеспечивается активное формирование расплава в волокно, что позволяет стабилизировать процесс его выработки.
Через отверстия фильер 3 базальтовый расплав поступает на нижнюю часть, где происходит формирование волокна в нить. Нить через устройство замасливания поступает в намоточное устройство, где сматывается на бобины. Температура фильерной пластины и экрана 5 регистрируется и регулируется автоматически, путем изменения питающего напряжения на токоподводах 4.
Оригинальность полезной модели заключается в выполнении перфорированного нагревательного элемента с отверстиями равномерно возрастающего диаметра и симметрично расположенных от его верха до основания, что обеспечивает уменьшение обрывности волокна и повышает, связанную с ней производительность устройства.