Многофильерный питатель для формирования минерального волокна из горных пород

Фильерный питатель для формирования минерального волокна из
Изобретение относится к области производства минеральных волокон, а именно, к области производства минеральных волокон, и может быть использовано при получении минеральной ваты посредством высокотемпературной переработки минеральных горных пород.
Известна конструкция фильерного питателя для формирования волокна из базальтовых расплавов (SU, авторское свидетельство 1573006 С 03 В 37/06, 1990). Известная конструкция содержит фильерную пластину и фильеры, а также токоподводы, причем фильерная пластина соединена с крыльями - холодильниками.
Известен фильерный питатель (US, патент 3511916 С 03 В 37/09, 1970). Указанный питатель содержит корпус с фильерной пластиной, расположенной в нижней части корпуса, перфорированным экраном, расположенным в средней части корпуса практически параллельно указанной фильерной пластине, крышкой, закрывающей корпус питателя, причем на указанной крышке закреплена загрузочная трубка, а к торцевым поверхностям корпуса подведены токоподводы.
Известен фильерный питатель для изготовления непрерывного волокна из расплава горных пород (RU, патент 2087435 С 03 В 37/09, 1997). Известный фильерный питатель содержит корпус, соединенную с ним фильерную пластину с фильерами и токоподводы, размещенные перпендикулярно продольной оси симметрии фильерной пластины, причем он дополнительно снабжен выпуклым перфорированным нагревательным экраном, установленным над фильерной пластиной с
горных пород.
наибольшим удалением от ее продольной оси симметрии и наименьшим расстоянием от наиболее удаленных от этой оси фильер так, что в поперечном сечении питателя расстояние между нижней поверхностью экрана и верхней плоскостью фил верной пластины составляет 1/15 - 1 расстояния между крайними фильерами.
Известен также фильерный питатель (SU, авторское свидетельство 326142 С 03 В 37/09, 1972), содержащий корпус с фильерной пластиной, расположенной в нижней части корпуса, перфорированным экраном, расположенным в средней части корпуса, практически параллельно указанной фильерной пластине, крышкой, закрывающей корпус питателя, причем на указанной крышке закреплена загрузочная трубка, а к торцевым поверхностям корпуса подведены токоподводы.
Недостатком известных конструкций питателей следует признать меньшую по сравнению с ожидаемой производительность, обусловленную возникновением застойных зон в углах где крышка пересекается с торцевыми стенками корпуса вследствие уменьшения, в направлении от центра к торцевым стенкам, скорости движения расплава вдоль корпуса, поскольку потребность в расплаве, выдекающем через фильеры, по мере приближения к торцевым стенкам, уменьшается. В застойных зонах расплав имеет более низкую температуру из-за отсутствия конвекции, что приводит к увеличению вязкости расплава. Это уменьшает эксплуатационную надежность питателя вследствие возможности образования кристаллов при понижении температуры расплава, вызывающем постоянный непроизводительный расход энергии на поддержание температуры расплава в застойных зонах.
Техническая задача, решаемая посредством предложенного изобретения, состоит в увеличении времени выработки без обрыва минеральных волокон.
Технический результат, получаемый при реализации предложенного изобретения, состоит в уменьшении себестоимости получаемых из расплава горных пород минеральных волокон.
Указанный технический результат достигается при использовании конструкции многофильерного питателя для получения волокна из горных пород, содержащей корпус, в нижней части которого размещена фильерная пластина с фильерами, корпуса которых выходят за пределы нижнего основания корпуса, крышка корпуса содержит загрузочную трубку, к торцевым сторонам корпуса подведены токоподводы, внутри корпуса параллельно фильерной пластине размещен перфорированный экран, причем корпуса фильер выполнены конусными, а крышка и экран установлены по отношению к плоскости фильерной пластины под углами а  20°, р  5  12° соответственно. При указанных углах наклона крышки и экрана скорость движения расплава вдоль корпуса питателя имеет значения, при которых объемы застойных зон уменьшаются настолько, что практически не оказывают влияния на эксплуатационную надежность питателя. Обычно корпус питателя и экран бывают выполнены из платиново-родиевого сплава или любого другого электропроводящего и теплопроводящего материала, устойчивого при температуре плавления горных пород и инертного к материалу расплава. С учетом необходимого подвода энергии к расплаву в корпусе токоподводы желательно выполнять с возможностью подведения постоянного электрического тока мощностью от 4,0 до 40,0 КВт. Питатель может дополнительно содержать перегородку, размещенную в плоскости, совмещенной с плоскостью продольной симметрии фильерной пластины, жестко закрепленную на фильерной пластине и перфорированном экране с разделением подэкранной полости на две равные части, а также два дополнительных токоподвода, причем токоподводы, попарно
расположенные на торцевых сторонах корпуса, установлены симметрично относительно продольной плоскости симметрии корпуса.
Указанный выше технический результат при использовании в качестве базового объекта известного из авторского свидетельства SU, 326142 многофильерного питателя получают при установке крышки и экрана по отношению к плоскости фильерной пластины под углами а  20°, р  5 -S-12° соответственно при одновременном выполнении корпуса фильер конусными. Предложенный вариант модификации известной конструкции приводят к уменьшению прогиба фильерной пластины и, как следствие, увеличению безобрывного формирования минеральной нити и снижению себестоимости получаемых из расплава волокон.
На рисунке приведена предложенная конструкция питателя. При этом использованы следующие обозначения: корпус питателя 1, фильерная пластина 2, фильеры 3, токоподвод 4, перфорированный экран 5, крышка 6, загрузочная трубка 7.
Согласно предложенной модификации питателя расплав горной породы (базальта), полученный любым известным способом, поступает от фидера в корпус питателя. Температура расплава составляет примерно 1380 - 1450 °С. Поток расплава проходит через отверстия в экране. При прохождении потока через экран происходит гомогенизация потока с выравниванием его температуры по объему расплава, поскольку перфорированный экран выполняет не только функции гомогенизатора, но и нагревателя. Затем расплав проходит через фильеры с образованием минеральных волокон. Использование указанных углов наклона приводит к увеличению в среднем непрерывной выработки минеральных волокон на 15,4 %, что позволяет уменьшить себестоимость получаемых из расплава горных пород минеральных волокон в среднем на 14,2 %.
Использование предложенной конструкции фильерного питателя позволяет уменьшить себестоимость получаемого минерального волокна.