Устройство для получения волокна из расплава Советский патент 1983 года по МПК C03B37/04 

. Изобретение относится к изготовлению, формованию и последующей обработке волокон или нитей и может быть использовано в производстве те лоизоляционных- строительных материа лов , в частности для получения мине рального штапельного волокна из расплава центробежным способом. Известно устройство для получени волокна из расплава, содержащее лот для подачи расплава, центрифугальну чашу .и установленное между ними рас ределительное приспособление в виде валка с криволинейной поверхностью Недостатком данного устройства является потеря расплавом температу в процессе преобразования струи рас лава в отдельные струйки или пленки и попадания их в чашу для последующего раздува, что ведет к увеличению вязкости расплава и снижению качества волокна. Кроме того устрой ство неприемлемо для использов-ания его в одновалковых центрифугах, которые являются наиболее простыми установками для производства минеральной ваты. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для получения волокна, содержащее лоток для подач расплава, центрифугу с одним или несколькими валками (дисками), уста новленнь1ми с возможностью вращения относительно гоЕзизонтальной оси, и распределительное приспособление в виде вогнутого вращающегося диска 2. Однако известное устройство характеризуется недостаточной произво дительностью и низким качеством волокна в результате того, что при ра боте такого устройства часть расплав в виде пленки или мелких струек попадает в зону между дисками и не Перерабатывается. Кроме того, расплав в виде пленки или мелких струек попадая в зону между дисками, захватывает срывающееся с. дисков, волокно что ведет к образованию неволокнистых включений, а следовательно, к снижению производительности всей установки или снижению качества волокна. При этом часть волокна с дисков срывается в сторону распределительного приспособления (чаши), что ведет к нарушению пленки или мелких струек и потере образованных воло-, кон. Цель изобретения - повышение производительности устройства и качества волокна за счет подачи расплава на валок в виде плоской струи. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для получения волокна из расплава, содержащем лоток для подачи расплава, установленный с возможностью вращения относительно горизонтальной оси валок центри фуг и размещенное между ними распределительное приспособление, последнее выполнено в виде криволинейной пластины с параллельной оси вращения вгшка нижней кромкой слива и прямолинейной заходной частью, расположенных под углом 10-30 к вертикали, причем радиус кривизны вогнутой рабочей поверхности пластины равен длина дуги от точки соприкосновения струи расплава с криволинейной рабочей поверхностью пластины до нижней кромки пластины равна yJJR/ 5,2 расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с поверхностью пластины. . ti 10|и. (см) , а расстояние от нижней кромки пластины до поверхности валка 11 1,5 (U. (см) , где R - радиус кривизны пластины, см; р - -плотность расплава, г/см; j- - ускорение свободного падения j см/с ; э - поверхностное натяжение, дин/см;. 3 - длина дуги от точки соприкосновения струи расплава. с .пластиной до нижней кромки пластины,.см; 5,2 - коэффициент пропорциональ.ности между длиной дуги и окружности; Ь - расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с пластиной, см ti- расстояние от нижней кромки пластины до поверхности валка, см; . п i г 10 и 1,5 - размерные коэффициенты, ч-- - «, , ; |U- вязкость расплава, П. При этом ширина криволинейной пластины равна 6 1).+ 10 (см) , где В - ширина криволинейной пластины, см; Ъ - ширина плоской струи на нижг ней кромке пластины, см; .10 - запас по 5 см с каждой стороны от плоской струи, см, Угол с6 между прямолинейной заходной частью криволинейной пластины и вертикалью выполнен в пределах 10-30°, исходя из того, что .при ot. 10°возможно попадание расплава за криволинейную пластину, а при во-первых, струя расплава разбивается о криволинейную пластину с образованием капель, а во-вторых, кромк слива криволинейной пластины оказывается приподнятой, что снижает ско рость истечения плоской струи и нарушает ее плоскую форму, в результате чего происходит затекание расп лава на обратную сторону криволиней ной пласти.ны. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 схема взаиморасположения и выполнения элементов устройства в момент подачи расплава-. Устройство содержи валок 1 цент рифуги, установленный с возможность вращения относительно горизонтально оси, лоток 2 для подачи расплава и установленное между ними распределительное приспособление в виде кри волинейной пластины 3 с прямолинейной заходнрй частью 4, причем нижняя кромка слива пластины параллель на оси вращения валка 1. Во избежание остывания расплава в процессе соприкосновения с пласти ной последнюю снабжают обогревателем, например электронагревателем, газовой горелкой, или теплоизолируют, например, каолиновым волокном (йе показано). , Рассмотрим пример выполнения устройства для получения волокна и расплава со следующими параметрами р 3 ё-400 дин/см и /л.10 П. Расстояние 1i от кромки лотка до точки соприкосновения струи с крив линейной пластиной h 10 ju, 10-10 100 см; g 9,8 м/с 980 см/с. Тогда радиус кривизны .. Длина рабочей дуги криволинейной пластины . 3,14.27 32,6 см Минимальную ширину криволинейной пластины устанавливают исходя из ширины плоской струи Ь , которую определяют из формулы A.:Li«1«(W 3.i4 2-3-980100--t .. е VT/ 4 400-21 где D 1 см диаметр струи распла ва в точке соприкосновения с криволиней ной пластиной; и, .. критерий Вебера, и ражающий зависимость между инерционными силами и силами поверхностного натяжения. Тогда ширину криволинейной пластины В конструктивно принимают равнойВ Ь + 10 5,78 + 10 15,78 16 см. где 10 - запас по 5 см с каждой стоРОНЫ от плоркой струи, необходимый для предотвращег ния возможного слива расплава через боковые кромки криволинейной пластины. Верхнюю часть 4 криволинейной пластины 3 выполняют в виде прямолинейного заходного участка, касательного к криволинейной пластине в точке «Я соприкосновения струи расплава с криволинейной пластиной. Размеры прямолинейного участка 4 конструктивно принимают следующими; ширина 16 см (в соответствии с шириной криволинейной пластины) и длина также 16 см. Криволинейную пластину ас выполняют из огнеупорного материала и устанавливают так, чтобы d. между прямолинейным заходным участком cd пластины и струей расплава ed в точке d соприкосновения струи с криволинейной пластиной составлял 15, а расстояние, ed от лотка до точки d соприкосновения струи расплава с пластиной было равно h 10ju, 10-10 100 см. Расстояние h от кромки слива криволинейной пластины до поверхности валка равно h 1,5 н- 1,5-10 15 с,м . Струя расплава, попадая на криволинейную пластину, за счет центробежных сил преобразуется в струю плоской формы. Струя диаметром DO преобразуется в плоскую струю шириной около 6 и толщиной 0,13 см, которая и попадает на валок 1 одновалковой центрифуги, увеличивая Поверхность волокнообразования, а следовательно, и производительность почти в 6 раз. |При этом расплав в виде плоский ;струи толщиной 0,13 СМ, попадая на :валок диаметром 25 см, перерабатывается менее чем за один оборот валка. Таким образе i,применение криволинейной пластины для получения плоской струи позволяет увеличить поверхность волокнообразования и значительно повысить производительность одновалковой центрифуги, заменив ею многовалковые, улучшить качество волокна, практически исключить неволокнистые включения, упростить волокнообразующее устройство в целом и улучшить эксплуатационный режим волокнообразования.

- 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА,содержащее лоток для подачи расплава. Установленный с возможностью враадения относительно горизонтальной оси валок центрифуги и размещенное между ними распределительное приспособление, о т л ичающееся тем, что, с целью :повышения производительности и качества волокна за счет:подачи расплава на валок в виде плоской струи, распределительное приспособление выполнено в виде криволинейной пластины с параллельной оси вращения валка нижней кромкой слива и прямолинейной Зс1ходной частью, расположенных под углом 10-30 - к вертикали, причем радиус кривизны вогнутой рабочей поверхности пластины равен (см) , 1 t длина дуги от точки соприкосновения струи расплава с криволинейной рабочей поверхностью пластины до нижней кромки пластины равна . (см) , ,4 --2-М 1 5,2 расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с поверхностьй пластины h 10|u(cM) , а расстояние от нижней кромки плас- . тины до поверхности валка .h ft (см) , где R - радиус кривизны пластины.см;. t - плотность расплава, «5 ускорение свободного падения, и - поверхностное натяжение, дин/см г S - длина дуги от точки соприкос«О новения струи расплава с пластиной дони ней кромки пластины, см; 5,2 - коэффициент пропорииональности между длиной дуги и окружности; ti - расстояние от кромки лотка до точки соприкосновения струи с пластиной, см; 1i - расстояние от нижней пластины до поверхности валка, см; 10 и 1,5 - размерные коэффициенты, см , п .. fa. - вязкость расплава, П. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ширина криволинейной пластины равна 8 1 + 10 (см) , где В - ширина криволинейной пластины, см; fc - ширина плоской струи на нижней- кромке пластины, СМ; 10 - запас по 5 см с каждой сто-роны от плоской струи, см.