УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА ГОРНЫХ ПОРОД

Устройство для получения волокна из расплава горных пород
Полезная модель относится к устройствам для выработки волокна из минеральных расплавов, а именно, из расплава горных пород, например, базальта.
Определенные трудности, возникающие при производстве непрерывных волокон из расплава горных пород, связаны, прежде всего, со специфическими особенностями этих высокотемпературных материалов - узким интервалом плавления и кристаллизации, вследствие чего обеспечивается узкий интервал рабочих температур выработки волокна.
Одной из основных задач, решаемых для получения качественного непрерывного волокна, является получение однородного по температуре гомогенного расплава.
Известен многофильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из горных пород, включающий корпус, соединенные с ним токоподводы и фильерную пластину с размещенным над ней выпуклым перфорированным нагревательным экраном (п. Р.Ф. № 2087435, МПК СОЗВ 37/09, пр 02.11.93г., оп. 20.08.97 г.).
Данный питатель создает достаточно однородный по температуре и вязкости расплав в зоне формирования волокна. Однако добиться температурной однородности расплава по всей длине сосуда не удается, вследствие чего не обеспечивается создание достаточного напора расплава.
МПК6СОЗВ37/09
пластины и возможностью нагрева распределителем расплава в форме двухскатной крыши, конек- которой размещен поперек фильерной пластины (Св-во на П.М РФ. № 7100, МПК СОЗВ 37/09, пр. 15.07.97г., оп. 16.07.98г.).
Такая конструкция обеспечивает определенную температурную однородность всего фильерного поля.
Однако, известное устройство для расплава горных пород не может обеспечить поступление расплава из ванны печи к фильерному питателю в требуемом обьеме и, следовательно, устойчивость технологического процесса вследствие высокой вязкости расплава в зоне, находящейся выше распределителя.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для получения волокна из расплава горных пород, содержащее корпус, образованный торцевыми и боковыми стенками, фильерную пластину в его дне со средством ее укрепления, соединенные с торцевыми стенками токоподводы и перфорированные верхний и нижний нагревательные экраны (з. № 99104958, МПК СОЗВ 37/09, пр. 10.03.99г.). СР-.ВО Не I..M. PQ ;; I07K, 01. 6.Сб.99).
Такое устройство обеспечивает температурную однородность расплава, подаваемого к фильерной пластине, по ширине, длине и высоте устройства, обеспечиваяповышение его производительности.
Однако, процесс формирования нити на фильерном дне указанного устройства не стабилен из-за непостоянства уровня расплава вследствие того, что при прохоадении через шахту фидера печи расплав остывает, его вязкость увеличивается и, таким образом, не обеспечивается дебит расплава из ванны печи к фильерному питателю в требуемом объеме для процесса по производительности.
выработки волокна за счет обеспечения поступления расплава к фильерному питателю в требуемом обьеме путем дополнительного прогрева остывающего расплава в шахте фидера печи.
Поставленная задача решается следующим образом.
Устройство для получения волокна из расплава горных пород, включающее образованный торцевыми и боковыми стенками корпус, фильерную пластину, закрепленную в дне корпуса, соединенные с торцевыми станками токоподводы и верхний и нижний перфорированные нагревательные экраны, согласно заявляемому техническому решению, содержит дополнительный перфорированный нагревательный экран, жестко соединенный с торцевыми стенками корпуса и размещенный над верхним нагревательным экраном на высоте Н, равной 1,5-2,0 h/ - расстояния между верхним и нижним нагревательными экранами. Дополнительный экран выполнен W-образной формы в перевернутом виде, имеющий высоту h, причем h, /Н  0,4 - 08.
Наличие дополнительного нагревательного экрана, жестко соединенного с торцевыми стенками корпуса и размещенного над верхним нагревательным экраном на высоте Н, равной 1,5-2,0 hf - расстояния между верхним и нижним нагревательными экранами, обеспечивает дополнительный прогрев остывающего расплава, поступающего через шахту фидера печи, увеличивая поступление расплава к фильерному питателю в том объеме, который необходим для обеспечения постоянного уровня расплава в фильерном питателе, обеспечивая устойчивость технологического процесса выработки волокна.
Для того, чтобы на фильерную пластину поступало требуемое количество расплава, должны соблюдаться определенное соотношение параметров взаимного расположения нагревательных экранов , а также определенная высота дополнительного нагревательного экрана. При H2h. разогретый в шахте фидера печи дополнительным нагревательным экраном расплав остынет, дойдя до верхнего нагревательного экрана, его вязкость повысится, уменьшится поступление расплава на фильерную пластину и не будет получен его требуемый уровень в зоне формирования волокна для обеспечения устойчивости технологического процесса. При ,5 h/ не будет обеспечен прогрев расплава в шахте фидера печи, вследствие чего поступление расплава в зону формирования волокна также будет не достаточно для обеспечения устойчивости технологического процесса.
Выполнение дополнительного нагревательного экрана в форме перевернутой W высотой h., равной 0,4-0,8 h. /Н , необходимо и достаточно для прогрева расплава в шахте фидера печи до необходимой температуры и вязкости. Своими вершинами дополнительный нагревательный экран прогревает низкотемпературные зоны расплава в шахте фидера печи, обеспечивая получение гомогенного расплава по всей поверхности дополнительного экрана
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемую полезную модель новой.
Возможность использования заявляемой полезной модели в промышленности позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «промышленная применимость.
На фиг. 1 представлено заявляемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - заявляемое устройство, поперечное сечение.
Устройство для получения волокна из расплава горных пород включает корпус, образованный торцевыми 1 и боковыми 2 стенками, фильерную пластину 3 в его дне со средством ее укрепления в виде охлаждаемой опоры 4 по центральной продольной оси фильерной
пластины 3, установленной с возможностью взаимодействия ее с нижней поверхностью. Для нагрева элементов конструкции и расплава устройство снабжено соединенными с торцевыми стенками 1 токоподводами 5 и размещенным внутри корпуса перфорированным нагревателем 6, который жестко закреплен на фильерной пластине 3 над опорой 4. Устройство снабжено разновысотными к фильерной пластине 3 верхним 7 , нижним 8 и дополнительным 9 нагревательными перфорированными экранами. Дополнительный экран 9 выполнен в форме перевернутой W и установлен на высоте Н равной 25 мм., а высота h, дополнительного экрана 9 равна 16 мм.
Устройство работает следующим образом.
Расплав горных пород (базальт) поступает из шахты фидера печи в корпус, образованный торцевыми и боковыми стенками на дополнительный нагревательный экран 9, прогревающий шахту фидера печи и расплав, проходящий по шахте, что позволяет частично сформировать гомогенный по температуре состав. Прогретый расплав, поступая в верхнюю камеру, образованную нагревательными 7и 8 экранами и боковыми стенками 2 корпуса, дополнительно прогревается. При этом формируется ровный поток пр01иедшего через экран 7 расплава, который направляется к фильерной пластине 3. В нижней замкнутой камере, образованной фильерной пластиной 3 и нижним нагревательным экраном 8, происходит дополнительный подогрев расплава перед подачей его в зону формирования волокон. В результате трехступенчатого прогрева расплав базальта подходит к зоне формирования волокон, имея одинаковую температуру и вязкость. Получаемая из волокна нить поступает на намоточное устройство (не показано).
в таблице приводим пример показателей работы предлагаемого устройства для получения волокна из расплава горных пород, а именно из базальта.
Технические преимущества заявляемого устройства выявлены по сравнению с известными техническими решениями той же задачи с указанием имеющихся в наличии их конкретным данных, в том числе с наиболее близким аналогом.
Из таблицы видно, что наличие нового конструктивного элемента и нового соотношения размеров в заявляемом устройстве обеспечивает более высокий результат по обеспечению устойчивости технологического процесса получения непрерывного волокна.
Показатели заявляемого и известных устройств для получения волокна из расплава горных пород
Таблица