УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКОН ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR FORMING FIBERS MADE OF THERMOPLASTIC MATERIAL

Область техники
Изобретение относится к устройствам для формования волокон из термопластичных материалов и может использоваться на заводах, выпускающих стекловолокнистые изделия.
Уровень техники
Известен фильерный питатель, имеющий охлаждающие ребра (патент РФ №2452697 кл. С03В 37/09, публ. 2010 г.), содержащий питатель, выполненный с возможностью хранения расплавленного неорганического материала и имеющий плату насадок, которая имеет отверстия, позволяющие вытекать потокам расплавленного неорганического материала; охлаждающие ребра, расположенные под платой насадок с промежутком от нее, выполненные с возможностью отвода теплоты от расплавленных потоков; и охлаждающие опорные ребра, расположенные под платой насадок, которые выполнены с возможностью поддержки, по меньшей мере частично, платы насадок и отвода теплоты от расплавленных потоков; причем охлаждающие опорные ребра имеют основной корпус и опорный стержень, расположенный над основным корпусом, чтобы по меньшей мере частично поддерживать плату насадок, при этом основной корпус изготовлен из одного куска металла и имеет открытый верхний канал, выполненный с возможностью удержания опорного стержня, и закрытый нижний канал, выполненный с возможностью приема охлаждающей жидкости.
Недостатком этого изобретения является усложненность конструкции, что не дает гарантии эксплуатационной надежности в ее работе.
Известно изобретение «Фильеры с поперечными рядами, содержащие керамические опоры» (патент РФ №2597347, кл. С03В 37/09, С04В 35/10, публ. 2013 г.), это фильерное устройство, содержит: - фильеру, содержащую нижнюю плиту с множеством отверстий, из которых вытягивают мононити, причем нижняя плита имеет продольную ось; - первую боковую стенку на первой стороне нижней плиты, проходящую перпендикулярно продольной оси; - вторую боковую стенку на второй стороне нижней плиты, проходящую перпендикулярно продольной оси; - по меньшей мере одну продолговатую опору, проходящую через по меньшей мере один элемент для приема опор фильеры, по существу, вдоль продольной оси и посредством которой к нижней плите фильеры прикладывают направленную вверх силу; причем нижняя сторона опоры расположена непосредственно над верхней поверхностью нижней плиты, и каждый из по меньшей мере одного элемента для приема опор содержит множество соединителей, соединяющих элемент для приема опор с нижней плитой между первой боковой стенкой и второй боковой стенкой; и в котором опора содержит керамику на основе оксида алюминия.
Недостатком этого изобретения является наличие непосредственного контакта керамики на основе оксида алюминия с плоскостью фильерной пластины и боковыми стенками, которые в рабочем состоянии имеют температуры, близкие к температурам плавления керамики на основе оксида алюминия, и любое отклонение при срыве процесса в сторону увеличения температуры этих элементов может привести к разрушению керамики.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для формования термопластичных материалов, включая горные породы (патент РФ №2430894, кл. С03В 37/09, публ. 2011 г.), содержащее металлический корпус с дном, фильерный питатель, представляющий собой нагревательное устройство электрического сопротивления, в нижней части которого размещена фильерная пластина с фильерами, которые выходят за пределы нижней поверхности фильерной пластины, отличающееся тем, что вертикальные опоры, расположенные между рядами фильер с шагом 10-100 мм, жестко связаны с фильерной пластиной и, как минимум, одним кронштейном, имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса, причем между вертикальными опорами, длина которых находится в пределах 3-50 мм, и кронштейном расположены электроизолирующие прокладки.
Недостатком этого изобретения является то, что вертикальные опоры, расположенные между рядами фильер, обеспечивают только точечный контакт с фильерной пластиной, что может приводить к прогибам фильерной пластины в местах где нет вертикальных опор, что несет за собой отрицательные отклонения в работе устройства в части стабильности процесса.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства и производительности.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для формования волокон из термопластичных материалов, содержащее металлический корпус с дном, фильерный питатель, представляющий нагревательное устройство электрического сопротивления, в нижней части которого размещена фильерная пластина с фильерами, которые выходят за пределы нижней поверхности фильерной пластины, вертикальными опорами, расположенными между рядами фильер с шагом 10-100 мм жестко связанными с фильерной пластиной и, как минимум, одним кронштейном, имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса, и электроизолирующей прокладки, причем, как минимум, одна вертикальная опора, расположенная между рядами фильер, жестко связана с фильерной пластиной, выполнена в виде прямоугольной пластины с канавкой в нижней части, фиксирующей местоположение электроизолирующей прокладки, причем ширина пластины вертикальной опоры находится в пределах 2-6 мм, а высота ее составляет 1-5 высоты фильеры, выходящее за пределы нижней поверхности фильерной пластины, кроме этого расстояние от вертикальной опоры, выполненной в виде прямоугольной пластины, до ближайших рядов фильер должно находиться в пределах 4-18 мм.
Устройство для формования волокон из термопластичных материалов включает в себя металлический корпус (на фиг. 1 не показан) с дном, фильерный питатель (1), представляющий собой нагревательное устройство электрического сопротивления, в нижней части которого размещена фильерная пластина (2) с фильерами (3), которые выходят за пределы нижней поверхности фильерной пластины (2), как минимум, одну вертикальную опору (4), выполненную в виде прямоугольной пластины, расположенную между рядами фильер (3), с канавкой в нижней части, жестко связанную с фильерной пластиной (2) и, как минимум, одним кронштейном (5) имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса, и электроизолирующей прокладки (6), зафиксированной на месте с помощью вертикальной опоры (4) и как минимум одного кронштейна (5).
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Расплав термопластичного материала (на чертеже не показан) под действием гидростатического давления вытекает через фильеры (3), формуясь в волокна (на чертеже не показаны). Температура расплава поддерживается за счет элементов сопротивления фильерного питателя (1). За счет системы состоящей как минимум из одной вертикальной опоры (4), расположенной между рядами фильер (3), жестко связанной с фильерной пластиной (2), выполненной в виде прямоугольной пластины с канавкой в нижней части, фиксирующей местоположение электроизолирующей прокладки (6) и как минимум одного кронштейна (5), имеющим жесткую связь с дном металлического корпуса удерживается фильерная пластина (1) в течение всего срока службы без значительной деформации, тем самым позволяя вести процесс формования волокна на высоком качественном уровне без снижения производительности и качества вырабатываемой продукции, причем:
1. Ширина пластины, как минимум, одной вертикальной опоры (4) находятся в пределах 2-6 мм.
Если ширина пластины вертикальной опоры (4) будет меньше 2 мм, то фиксация электроизолирующей прокладки (6) не будет надежной, что приведет к ее выпадению из канавки вертикальной опоры (4).
Если ширина пластины вертикальной опоры (4) будет больше 6 мм, то это приведет к неоправданным затратам драгоценных металлов платиновой группы в процессе.
2. Высота пластины вертикальной опоры (4) составляет 1-5 высоты фильеры
Если высота пластины вертикальной опоры (4) будет менее 1 высоты фильеры, то при нарушении технологического процесса, связанным с увеличением температуры фильерной пластины (2) изолирующая прокладка (6) может оплавиться, в связи с чем будет локальный прогиб фильерной пластины (2).
Если высота пластины вертикальной опоры (4) будет более 5 высот фильеры, то может быть нарушение процесса формования волокна из-за касания его элементов опорной конструкции, так как нижняя точка кронштейна будет находиться в поле траектории движения крайних волокон.
3. Расстояние от вертикальных опор (4), выполненных в виде прямоугольных пластин, до ближайших рядов фильер должно находиться в пределах 4-18 мм.
Если расстояние от вертикальных опор до ближайших рядов фильер будет меньше 4 мм, то пластина вертикальной опоры будет воздействовать на работу близлежащих фильер (повышенный отбор тепла), что может приводить к дополнительной обрывности в процессе.
Если расстояние от вертикальных опор (4), до ближайших рядов фильер будет больше 18 мм, то будут неоправданные затраты драгоценных металлов платиновой групп в процессе.