Изобретение касается способа и устройства для образования хлопьев из расплава стекла.
Способ и устройство применимы в равной степени для любого материала, который, расплавляясь при нагревании, способен к образованию хлопьев. Хлопья из стекла и подобных материалов все более используются для усиления пластмасс или других композитных материалов.
Наиболее близким является способ и устройство для образования стеклянных хлопьев, в котором поток нагретого размягченного материала подается вертикально вниз во вращающуюся подложку, из которого нагретый размягченный материал сбрасывается принудительно в зазор между парой параллельных элементов.
Согласно изобретению предлагается устройство для образования хлопьев материала из нагретого потока расплавленного материала, включающее средства для подачи потока в нисходящем направлении во вращающуюся воронку, причем воронка выполнена так, что ее открытое входное отверстие обращено вверх с тем, чтобы расплавленный материал в воронке перетекал через верхние края воронки и протекал наружу в радиальном направлении за счет центробежной силы, при этом устройство включает также пару расположенных на расстоянии друг от друга параллельных плит, размещенных относительно воронки так, чтобы материал, вытекающий из воронки под действием центробежной силы, проходил через зазор, ограниченный между плитами, при этом плиты смонтированы в циклонной вакуумной камере, выполненной так, что вакуум создается в пространстве между плитами для проведения воздуха из внешней камеры между плитами в радиальном направлении для предотвращения касания расплавленного материала сторон плит и охлаждения материала вплоть до достижения им твердого состояния, вытягивающего материал в радиальном направ- лении, при этом материал остается в виде ровной пленки и разбивается на мелкие пластиночки.
Таким образом расплавленный материал, подаваемый между плитами, не скатывается и не закладывается в складки.
Плиты выполнены в виде двух кольцеобразных плит с воронкой, установленной так, чтобы ее край лежал между плитами.
Вакуумная камера через ее выходное отверстие должна быть соединена с циклонным осаждающим отделителем и вакуумным насосом.
Размер и толщина формируемых хлопьев материала может контролироваться соответствующим выбором скорости вращения воронки на расстоянии между обеими плитами и выбором потока воздуха через вакуумную камеру.
Воронка должна иметь конусные боковые стенки, ее верхний край должен расширяться наружу так, чтобы под действием центробежной силы расплавленный материал стекал с боковых стенок воронки.
Устройство может применяться для производства хлопьев из многих материалов, которые могут быть расплавлены.
Обычно таким материалом может быть стекло, но такое устройство может быть использовано в равной степени с такими материалами как базальт, керамика, такая как окись алюминия, графит, металлов, таких как свинец.
Для каждого отдельного материала могут быть разными параметры скорости вращения воронки, температура или объем расплавленного материала или зазор для расплавленного материала между плитами и воздушный поток между плитами. Устройство должно включать средства для изменения этих параметров по возможности.
Воронка должна быть связана с электрическим мотором переменной скорости, который обеспечивал бы быстрое изменение скорости вращения.
Целесообразно по меньшей мере одну из плит разместить так, чтобы ее можно было передвигать к или от другой. Изменяя расстояние между плитами, можно воздействовать на скорость воздушного потока между ними.
Скорость воздушного потока можно изменять также посредством изменения вакуумной тяги, воздействующей на циклонную вакуумную камеру.
Полученные хлопья можно обрабатывать путем покрытия соответствующими связующими агентами или другими химикатами, впрыскивая промотор адгезии или химикат, когда материал выходит из воронки и из зазора между плитами.
Диаметр плит влияет на размер и толщину получаемых хлопьев и его следует подбирать с большой осторожностью.
Переменные параметры могут меняться в широких пределах и все они взаимосвязаны друг с другом. Следует подбирать используемый материал.
Таким образом, способ в соответствии с изобретением состоит в подаче потока расплавленного материала в нисходящем направлении во вращающуюся воронку; пропускании материала через край воронки принудительно сквозь пару плит, окружающих воронку, в радиальном направлении под действием воздушного потока, проходящего между плитами для вытягивания потока материала в радиальном направлении для сохранения его плоским, а также для вытягивания его в виде хлопьев для подачи из вакуумной камеры в место сбора.
Способ и устройство для формирования хлопьев материала из потока расплавленного материала будут описаны ниже.
На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.
Устройство 1 для изготовления хлопьевидного материала из потока расплавленного материала состоит из электромотора 2 переменной скорости, смонтированного вертикально, с которым соединена конусная воронка 3.
Край 4 воронки находится между двух кольцеобразных плит 5, 6, верхняя плита 5 установлена с возможностью ее регулирования. Плиты 5, 6 смонтированы в циклонной вакуумной камере 7, которая соединяется через выпускной патрубок 8 с циклонным осадителем, отделителем и вакуумным насосом (не показаны).
Принцип действия следующий. Воронка 3 вращается со скоростью, и поток 9, в этом случае стекла, подается на вход сверху. Центробежная сила распределяет стекло равномерно в воронке и выдавливает стекло наружу через край 4 воронки.
Вакуум воздействует на циклонную вакуумную камеру 7 через выпускной патрубок 8. Воздух входит в эту камеру через зазор 10 между кольцевыми плитами 5 и 6 в место 11 на нижней плите 6 и в соответствующее место на верхней плите 5.
Входящий воздух оказывает двойной эффект на процесс.
Воздух быстро охлаждает центробежную воронку и стекло, выходящее из воронки 3 через край 4.
Стекло, вытекающее из центробежной воронки 3 через край 4, находится в зазоре и предохраняется от касания боковых сторон кольцевых плит 5 и 6 воздушным потоком.
Воздушный поток продолжает охлаждать стекло до тех пор, пока оно не достигнет твердого состояния, и в результате трения о стекло продолжает выталкивать его в радиальном направлении, предохраняя таким образом стекло от закатывания или закладки через край, оставляя стекло плоским и расщепляя его на мелкие пластиночки.
Пластиночки собираются в циклонной вакуумной камере 7 и выводятся через патрубок 8 в осаждающий циклон и фильтрующую часть (не показаны).
Размер (как диаметр пластинки или хлопьев и толщина хлопьев) может изменяться в значительных пределах регулированием потока стекла в воронке 3, регулируя скорость вращения воронки 3, расстояние между кольцевыми плитами 5 и 6, изменяя вакуумную тягу или скорость через зазор 10 между плитами при любом заданном зазоре путем изменения количества воздушного потока через выпускной патрубок 8. Таким образом, на этом оборудовании могут изготавливаться материалы определенных диаметра и толщины без осуществления дополнительных операций сортировки, дробления или измельчения.
Производимый продукт проходит через стадии изготовления до упаковки, не подвергаясь воздействию окружающей среды.
Обработка производственных хлопьев покрытием соответствующих связующих агентов или других химикатов может осуществляться вспрыскиванием такого адгезионного промотора или химиката в месте 12 или другом соответствующем месте (место 11) в воздушном потоке.
Поток стекла низкой температуры может продавливаться воздушным потоком через зазор 10 со значительным усилием, выталкивая его чрезвычайно тонким даже при низкой температуре. С другой стороны, зазор 10 может быть увеличен и скорость центробежной воронки 3 увеличена для придания разных параметров для производства хлопьев.
В силу большого разнообразия параметров, таких как объем расплавленного потока, входящего в центробежную воронку 3, температура этого материала, скорость центробежной воронки 3, диаметр центробежной воронки 3, зазор 10, расстояние между краем 4 и местом 12 и воздушный поток, процесс обеспечивает изготовление хлопьев разного размера из многих различных материалов с разными температурами вязкости и плавления.
После установления параметров для конкретного типа материала и размера хлопьев устройство может изготовлять такой материал постоянно с точными пределами размеров.
Сущность изобретения: хлопья из стекла, базальта или другого хрупкого материала образуются при подаче расплавленного материала в нисходящем направлении во вращающуюся воронку с открытым входным отверстием, обращенным вверх, край которой расположен на горизонтальном уровне между парой расположенных на расстоянии друг от друга параллельных плит, которые смонтированы в вакуумной камере так, чтобы при поступлении воздуха из внешней камеры между плитами расплавленный материал поступал радиально вниз, не касаясь плит, и охлаждался при непрерывном нисходящем движении, заставляющем материал расщепляться в хлопья. 2 с. и 7 з. п. ф-лы, 1 ил.
