УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛОКОН ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА С ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВЕРХНЕГО ПРЕДЕЛА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ Российский патент 2024 года по МПК C03B37/09 

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

Известен многофильерный щелевой питатель для формования расплава из горных пород (патент РФ 2618256 кл. С03В 37/09, публ. 2016 г.), включающий боковые стенки корпуса (верхние и нижние), торцевые стенки корпуса (верхние и нижние), перфорированный экран нагреватель толщиной от 1/5 до 1/2 толщины фильерного поля с высотой его установки от фильерного поля 5-15 мм, фланец примыкания, фильерную пластину с фильерами, токоподводы. Недостатком данной конструкции многофильерного щелевого питателя является то, что он не дает возможности вести стабильный процесс формирования волокон из термопластичных материалов с высокой температурой верхнего предела кристаллизации, так как существует большая вероятность разбаланса температур фильерной пластины с фильерами (низкий уровень) и расплава термопластичного материала, подходящего к фильерам (высокий уровень), что может приводить к появлению кристаллов на фильерах.

Наиболее близким по техническому назначению (для выработки волокон из термопластичных материалов с высокой температурой верхнего предела кристаллизации) является устройство для получения волокон из расплава горных пород (патент РФ 2373160 кл. С03В 37/09, публ. 2008 г.), включающее образованный торцевыми и боковыми стенками корпус, фильерное дно, соединенные с торцевыми стенками токоподводы, размещенные внутри корпуса нижний и средний углубленный перфорированные нагревательные экраны и установленный на среднем углубленном перфорированном нагревательном экране верхний перфорированный нагревательный экран, отличающееся тем, что верхний перфорированный нагревательный экран разделен на два перфорированных нагревательных экрана, установленных на расстоянии друг от друга вдоль боковых стенок и жестко прикрепленных к торцевым стенкам и среднему углубленному перфорированному нагревательному экрану, по оси корпуса между средним углубленным перфорированным нагревательным экраном и фильерным дном установлен продольный опорный нагреватель, жестко закрепленный с торцевыми стенками, фильерным дном и средним углубленным перфорированным нагревательным экраном.

Недостатком данного устройства является то, что оно сильно усложнено и трудно для расчета при получении сбалансируемых температур потока расплава и фильерной пластины с фильерами для термопластичных материалов с высокими температурами верхнего предела кристаллизации.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность получения непрерывных волокон из термопластичных материалов с высокой температурой верхнего предела кристаллизации с высокой производительностью, эксплуатационной надежностью, стабильностью процесса формования волокон и высоким качеством получаемой продукции.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения непрерывных волокон из термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации включающем образованный торцевыми и боковыми стенками корпус, фильерное дно, соединенные с торцевыми стенками токоподводы, размещенные внутри корпуса перфорированные нагревательные экраны, причем, экраны выполнены в виде профилей П-образной формы, установлены в поперечном направлении продольной оси корпуса с одинаковым интервалом друг от друга, каждый П-образный профиль перфорирован отверстиями в верхней своей части, причем отношение суммарной проходной площади всех отверстий экранов и между экранами для расплава термопластичного материала к суммарной площади всех отверстий фильерного дна находится в пределах 12-25, а высота боковых стенок экранов, выполненных в виде профилей П-образной формы, выбирается из ряда 3-15 мм, соответственно экраны могут быть выполнены в виде прямоугольных пластин, установленных в поперечном направлении продольной оси корпуса с одинаковым интервалом друг от друга, причем отношение суммарной проходной площади всех отверстий между экранами для расплава термопластичного материала к суммарному проходному сечению отверстий фильерного дна находится в пределах 12-25, а высота экранов, выполненных в виде прямоугольных пластин, выбирается из ряда 3-15 мм.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Получение непрерывных волокон из термопластичных материалов с высокой температурой верхнего предела кристаллизации на данном устройстве осуществляется следующим образом:

Экраны (6) в верхней части корпуса (1) выполнены в виде профилей П-образной формы (фиг. 1) или в виде прямоугольных пластин (фиг. 4), что обеспечивает жесткость верхней части устройства, корпус (1) в меньшей степени подвержен деформации под действием гидростатического давления расплава термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации.

Экраны (6) установлены в поперечном направлении продольной оси корпуса (1) с интервалом друг от друга L (не лимитирован), такое расположение экранов (6) дает возможность держать высокие температуры (выше температуры верхнего предела кристаллизации расплава термопластичного материала) на фильерном дне (4) за счет снижения температуры потока расплава термопластичного материала при прохождении им экранов (6), выполненных в виде профилей П-образной формы (фиг. 1) или в виде прямоугольных пластин (фиг. 4). Поперечное расположение экранов (6) дает возможность снизить плотность тока (температуру) на них по отношению к продольно расположенным нагревательным элементам - боковым стенкам (3) и фильерному дну (4) корпуса (1).

Каждый из экранов (6), выполненный в виде профилей П-образной формы (фиг. 1), перфорирован отверстиями (7) в верхней своей части, перфорация облегчает конструкцию устройства, выполненного из драгметаллов платиновой группы, и снижает гидростатическое сопротивление для прохождения расплава термопластичного материала в верхней части корпуса (1).

Каждый экран (6), выполненный в виде профилей П-образной формы (фиг. 1), перфорирован отверстиями (7) в верхней своей части, сумма площадей всех отверстий (7) всех экранов представляет собой величину S₁. Экраны (6) установлены в поперечном направлении продольной оси корпуса (1) с интервалами L, сумма площадей всех отверстий между экранами представляет собой величину S2. В фильерном дне (4), расположенном внизу корпуса (1) выполнены отверстия для выхода термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации и получения непрерывных волокон на устройстве, сумма площадей всех отверстий фильерного дна (4) представляет собой величину S₃. Суммарная проходная площадь всех отверстий (7) всех экранов (6) и между экранами (S₁+S₂) для расплава термопластичного материала в верхней части корпуса (1) находится в пределах 12-25 к суммарной проходной площади всех отверстий (S3) фильерного дна (4), то есть сумма площадей всех отверстий (7) в экранах (6) и между экранами (S₁+S₂) должна быть больше суммы площадей всех отверстий (S₃) фильерного дна (4) не менее чем в 12 раз и не более чем в 25 раз. Если отношение (S₁+S₂)/S₃ будет меньше 12, то в верхней части корпуса (1) будет наблюдаться разрыв уровня, что приведет к снижению производительности устройства в целом. Если соотношение (S₁+S₂)/S₃ будет больше 25, то будет ослаблена работа экранов (6) в верхней части корпуса (1) в части захолаживания потока расплава в этой зоне. Разбаланс температур расплава в верхней части корпуса (1) и в зоне фильерного дна (4) приведет к автоматическому снижению температуры самого фильерного дна (4) до уровня температуры верхнего предела кристаллизации. Это, в свою очередь, приведет к образованию кристаллов термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации на фильерном дне (4).

Высота боковых стенок экранов (6) Н, выполненных в виде профилей П-образной формы (фиг. 2), также как высота экранов (6) Н, выполненных в виде прямоугольных пластин (фиг. 5), выбирается из ряда 3-15 мм. Если высота Н будет меньше 3 мм, то будет ослаблена работа экранов (6) в верхней части корпуса (1) в части захолаживания потока расплава в этой зоне. Разбаланс температур расплава в верхней части корпуса (1) и в зоне фильерного дна (4) приведет к автоматическому снижению температуры самого фильерного дна (4) до уровня температуры верхнего предела кристаллизации. Это, в свою очередь, приведет к образованию кристаллов термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации на фильерном дне (4). Если высота Н будет больше 15 мм, то в верхней части корпуса (1), в зоне экранов (6) будет наблюдаться разрыв уровня, что приведет к снижению производительности устройства в целом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Устройство для получения непрерывных волокон из термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации включает в себя образованный торцевыми (2), боковыми (3) стенками и фильерным дном (4) корпус (1), соединенный с токоподводами (5), в верхней части корпуса (1) размещены нагревательные экраны (6) в виде профилей П-образной формы (фиг. 1) или в виде прямоугольных пластин (фиг. 4), которые установлены в поперечном направлении продольной оси корпуса (1) с интервалом L, каждый экран (6) П-образной формы перфорирован отверстиями в верхней его части (фиг. 2), в случае если нагревательные экраны выполнены в виде профилей П-образной формы (фиг. 2), отношение суммарной проходной площади отверстий всех экранов (6) и между экранами (S₁+S₂) для расплава термопластичного материала к суммарной площади отверстий S₃ (фиг. 3) фильерного дна (4) находится в пределах 12-25, а высота Н (фиг. 2) боковых стенок экранов (6) выбирается из ряда 3-15 мм, в случае если нагревательные экраны выполнены в виде прямоугольных пластин (фиг. 5), отношение суммарной проходной площади отверстий между экранами (S₂) для расплава термопластичного материала к суммарной площади отверстий S₃ (фиг. 3) фильерного дна (4) находится в пределах 12-25, а высота Н (фиг. 5) боковых стенок экранов (6) выбирается из ряда 3-15 мм.

Фиг. 1 Схема размещения в устройстве нагревательных экранов в виде профилей П-образной формы.

Фиг. 2 Нагревательный экран в виде профиля П-образной формы.

Фиг. 3 Отверстие в фильерном дне.

Фиг. 4 Схема размещения в устройстве нагревательных экранов в виде прямоугольных пластин.

Фиг. 5 Нагревательный экран в виде прямоугольной пластины.

Изобретение относится к производству непрерывных волокон из термопластичного материала и может быть использовано на заводах, выпускающих стекловолокнистые изделия, в том числе изделия из базальтовых волокон. Устройство включает образованный торцевыми и боковыми стенками корпус, фильерное дно, соединенные с торцевыми стенками токоподводы, размещенные внутри корпуса перфорированные нагревательные экраны. Причем экраны выполнены в виде профилей П-образной формы, установлены в поперечном направлении продольной оси корпуса с одинаковым интервалом друг от друга. Каждый П-образный профиль перфорирован отверстиями в верхней своей части. Причем отношение суммарной проходной площади всех отверстий экранов и между экранами для расплава термопластичного материала к суммарной площади всех отверстий фильерного дна находится в пределах 12-25. Высота боковых стенок экранов, выполненных в виде профилей П-образной формы, выбирается из ряда 3-15 мм. Также экраны могут быть выполнены в виде прямоугольных пластин, установленных в поперечном направлении продольной оси корпуса с одинаковым интервалом друг от друга. Причем отношение суммарной проходной площади всех отверстий между экранами для расплава термопластичного материала к суммарному проходному сечению отверстий фильерного дна находится в пределах 12-25, а высота экранов, выполненных в виде прямоугольных пластин, выбирается из ряда 3-15 мм. Техническим результатом является получение непрерывных волокон из термопластичных материалов с высокой температурой верхнего предела кристаллизации, с высокой производительностью, эксплуатационной надежностью, стабильностью процесса формования волокон и высоким качеством получаемой продукции. 5 ил.

Устройство для получения непрерывных волокон из термопластичного материала с высокой температурой верхнего предела кристаллизации, включающее образованный торцевыми и боковыми стенками корпус, фильерное дно, соединенные с торцевыми стенками токоподводы, размещенные внутри корпуса перфорированные нагревательные экраны, отличающееся тем, что экраны выполнены в виде профилей П-образной формы, установлены в поперечном направлении продольной оси корпуса с одинаковым интервалом друг от друга, каждый П-образный профиль перфорирован отверстиями в верхней своей части, причем отношение суммарной проходной площади всех отверстий экранов и между экранами для расплава термопластичного материала к суммарной площади всех отверстий фильерного дна находится в пределах 12-25, а высота боковых стенок экранов, выполненных в виде профилей П-образной формы, выбирается из ряда 3-15 мм или экраны выполнены в виде прямоугольных пластин, установлены в поперечном направлении продольной оси корпуса с одинаковым интервалом друг от друга, причем отношение суммарной проходной площади всех отверстий между экранами для расплава термопластичного материала к суммарному проходному сечению отверстий фильерного дна находится в пределах 12-25, а высота экранов, выполненных в виде прямоугольных пластин, выбирается из ряда 3-15 мм.