УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕПРЕРЫВНЫХ ВЫСОКОМОДУЛЬНЫХ СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2021 года по МПК C03B37/09 

Область техники.

Изобретение относится к производству непрерывных высокомодульных волокон из термопластичного материала и может быть использовано на заводах, выпускающих стекловолокнистые изделия.

Уровень техники.

Известен сосуд для выработки стеклянного волокна (патент РФ 2212379, кл. С03В 37/09, 2002 г.), включающий днище и стенки из благородных металлов и крышку, отличающийся тем, что крышка выполнена из керамического материала на основе нитрида кремния, причем отношение толщины крышки к толщине стенок составляет от 5:1 до 20:1, в нижней части крышки выполнен паз по периметру для соединения крышки со стенками.

Недостатком данной конструкции является то, что отношение толщин крышки к толщине стенок от 5:1 до 20:1 не обеспечивает достаточную теплоизоляцию для того чтобы вести процесс на высокомодульных стеклах с высокой температурой верхнего предела кристаллизации.

Наиболее близким по техническому назначению (для выработки высокомодульных стеклянных волокон) является стеклоплавильный сосуд для получения волокна (патент РФ 2000277, кл. С03В 37/09, 1991 г.), включающий корпус, перекрытие с загрузочными трубками, фильерную пластину, экран и токоподводы, снабженный, по крайней мере, одним ребром, которое выполнено из согнутого вдвое листового материала с надрезами и вырезами со стороны фильерной пластины, соединено с токоподводами, жестко закреплено на внутренней поверхности фильерной пластины перпендикулярно к ней и с зазором к экрану, и косынками, которые жестко закреплены на торцевых поверхностях фильерной пластины под углом к ней 45-60° и соединены с токоподводами, отношение суммарных площадей поперечного сечения фильерной пластины и ребра к площади поперечного сечения экрана и перекрытия составляет 0,5-1,3, а отношение высоты ребра к ширине фильерной пластины - 0,4-0,8.

Недостатком данного устройства является то, что оно не обладает достаточной эксплуатационной надежностью из-за наличия в конструкции перекрытия имеющим высокие загрузочные трубки, которые дают значительный перепад поперечных сечений по длине перекрытия. Возможно разрушение перекрытия в зонах минимальных сечений из-за повышения температур в этих местах.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение срока службы устройства для производства непрерывных высокомодульных стеклянных волокон из термопластичного материала, снижение потерь драгоценных металлов.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для производства непрерывных высокомодульных стеклянных волокон из термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации с наличием в составе компонентов: SiO₂ 55-70%, Al₂O₃ 20-26%, MgO 8-26%), представляющим собой корпус, обрамленный боковыми и торцевыми стенками, фильерную пластину с фильерными патрубками, экран, с верхним перекрытием с загрузочными патрубками, причем все элементы устройства изготовлены из драгметаллов платиновой группы, экран выполнен перфорированным по всей площади, верхнее перекрытие изготовлено из огнеупорного материала в виде блока с загрузочными отверстиями, обеспечивающие беспрепятственное прохождение загружаемого термопластичного материала, толщина блока верхнего перекрытия находится в пределах 80-160 мм, соотношение суммарного сечения отверстий в перфорированном по всей площади экране к суммарному сечению внутренних проходных отверстий фильерных патрубков находятся в пределах 1,5-5,6, а соотношение суммарного поперечного сечения перфорированного по всей площади экрана и верхних боковых стенок к поперечному сечению фильерной пластины находится в пределах 1,2-1,6.

Устройство (фиг. 1) включает в себя корпус (1), обрамленный боковыми (2) и торцевыми (3) стенками, фильерную пластину (4) с фильерными патрубками (5), перфорированный по всей площади экран (6), с верхним перекрытием (7), изготовленным из огнеупорного материала в виде блока с загрузочными отверстиями (8), обеспечивающее беспрепятственное прохождение загружаемого термопластичного материла, толщина блока h верхнего перекрытия (7) находится в пределах 80-160 мм, соотношение суммарного сечения отверстий в перфорированном по всей площади экране (6) к суммарному сечению внутренних проходных отверстий фильерных патрубков (5) S₁/S₂ находится в пределах 1,5-5,6, соотношение суммарного поперечного сечения перфорированного по всей площади экрана (6) и верхних боковых стенок (9) к поперечному сечению фильерной пластины (4) S₃/S₄ находится в пределах 1,2-1,6 и верхними боковыми (9) и торцевыми стенками (3), изготовленных из драгметаллов платиновой группы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Производство непрерывных высокомодульных стеклянных волокон из термопластичного материала на предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом:

1. Толщина блока (h) верхнего перекрытия (7) находится в пределах 80-160 мм.

Если толщина блока (h) верхнего перекрытия (7) будет меньше 80 мм, то будут большие потери тепла в атмосферу, что не даст полноценно работать перфорированному по всей площади экрану (6), что в свою очередь не позволит достигнуть достаточный уровень расплава термопластичного материала в устройстве и необходимые температуры для получения гомогенизированного термически обработанного расплава.

Если толщина блока (h) верхнего перекрытия (7) будет больше 160 мм, увеличивается вес конструкции и необоснованные расходы огнеупорных материалов.

2. Соотношение сумарного сечения отверстий в перфорированном по всей площади экране (6) к сумарному сечению внутренних проходных отверстий фильерных патрубков (5) фильерной пластины (5) S₁/S₂ находится в пределе1,5-5,6.

Если соотношение сумарного сечения отверстий в перфорированном по всей площади экране (6) к сумарному сечению внутренних проходных отверстий фильерных патрубков (5) фильерной пластины (4) S₁/S₂ будет меньше 1.5, то в устройстве будет наблюдаться разрыв уровня расплава в средней части.

Если соотношение сумарного сечения отверстий в перфорированном по всей площади экране (6) к сумарному сечению внутренних проходных отверстий фильерных патрубков (5) фильерной пластины (4) S₁/S₂ будет больше 5.6, то будет ослаблена работа перфорированного по всей площади экрана (6) в части подогрева стекломассы из-за уменьшения площади поверхности экрана.

3. Соотношение поперечного сечения перфорированного по всей площади экрана (6) и верхних боковых стенок (9) к поперечному сечению фильерной пластины (4) S₃/S₄ находится в пределах 1,2-1,6.

Если соотношение поперечного сечения перфорированного по всей площади экрана (6) и верхних боковых стенок (9) к поперечному сечению фильерной пластины (4) S₃/S₄ будет меньше 1,2, то в устройстве будет наблюдаться разрыв уровня расплава в средней части.

Если соотношение поперечного сечения перфорированного по всей площади экрана (6) и верхних боковых стенок (9) к поперечному сечению фильерной пластины (4) S₃/S₄ будет больше 1,6, то температура экрана будет ниже рабочей, что создаст условия для потери уровня расплава в устройстве, что не даст возможность получить достаточную гомогенизацию и дегазацию расплава.

Изобретение относится к производству непрерывных высокомодульных волокон из термопластичного материала и может быть использовано на заводах, выпускающих стекловолокнистые изделия. Устройство для производства непрерывных высокомодульных стеклянных волокон из термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации с наличием в их составе компонентов: SiO₂ 55-70%, Al₂O₃ 20-26%, MgO 8-26% содержит корпус, обрамленный боковыми и торцевыми стенками, фильерную пластину с фильерными патрубками, экран с верхним перекрытием с загрузочными патрубками. Все элементы устройства изготовлены из драгметаллов платиновой группы. Экран выполнен перфорированным по всей площади, а верхнее перекрытие изготовлено из огнеупорного материала в виде блока с загрузочными отверстиями. Толщина блока верхнего перекрытия находится в пределах 80-160 мм. Отношение суммарного сечения отверстий в перфорированном по всей площади экране к суммарному сечению внутренних проходных отверстий фильерных патрубков находятся в пределах 1,5-5,6, а отношение суммарного поперечного сечения перфорированного по всей площади экрана и верхних боковых стенок к поперечному сечению фильерной пластины находится в пределах 1,2-1,6. Изобретение позволяет повысить срок службы устройства, а также снизить потери драгоценных металлов. 1 ил.

Устройство для производства непрерывных высокомодульных стеклянных волокон из термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации с наличием в составе компонентов: SiO₂ 55-70%, Al₂O₃ 20-26%, MgO 8-26%, представляющее собой корпус, обрамленный боковыми и торцевыми стенками, фильерную пластину с фильерными патрубками, экран с верхним перекрытием с загрузочными патрубками, причем все элементы устройства изготовлены из драгметаллов платиновой группы, отличающееся тем, что экран выполнен перфорированным по всей площади, верхнее перекрытие изготовлено из огнеупорного материала в виде блока с загрузочными отверстиями, обеспечивающими беспрепятственное прохождение загружаемого термопластичного материала, толщина блока должна быть в пределах 80-160 мм, отношение суммарного сечения отверстий в перфорированном по всей площади экране к суммарному сечению внутренних проходных отверстий фильерных патрубков находятся в пределах 1,5-5,6, а отношение суммарного поперечного сечения перфорированного по всей площади экрана и верхних боковых стенок к поперечному сечению фильерной пластины должно находиться в пределах 1,2-1,6.