Устройство для раздува первичных волокон Советский патент 1984 года по МПК C03B37/06 

Изобретение относится к строитель ным материалам, а точнее - к устройствам для получения супертонкого волокна раздувом первичных волокон. Известны устройства для раздува первичных волокон газовыми потоками, симметричными относительно оси сопла Эти устройства имеют камеру сгорания и плоское щелевое сопло с верхней и нижней губками (1 . Недостатком этих устройств является низкая производительность и повышенный расход топлива на раздув. Причиной является то, что примерно половина газового потока не используется для нагрева первичных волокон так как по условиям процесса волокнообразования поворот расплавленного волокна должен заканчиваться в зоне максимальных параметров, т.е. на оси потока. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для раздува первичных волокон, включающее камеру сгорания и сопло с полой охлаждаемой верхней и нижней губками- 12 }. .Недостатком известного устройства остается низкая производительность и большой расход топлива на раздув. Это обусловлено малой толщиной погра ничного слоя на охлаждаемой верхней губке, вследствие чего существенного перераспределения температуры и скорости потока не происходит и увеличе ние производительности незначительно Увеличению толщины пограничного слоя за счет удлинения сопла препятствует то, что при этом растут теплопотери в сопле и снижаются температура и скорость потока в целом. Целью изобретения является повышение качества волокна за счет регул рования положения зоны максимальной скорости при раздуве. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для раздува первичных волокон, включающем камеру сгора ния и сопло с полой охлаждаемой верх ней и нижней губками, стенка, ограни чивающая полость в верхней губке соп ла в проточной его части, выполнена пористой. На чертеже представлено устройство для-раздува первичных волокон, пр дольный разрез. Устройство содержит камеру 1 сгорания и сопло 2, состоящее из нижней 3 и верхней губок 4. Верхняя губка содержит пористую стенку 5 и распределительную камеру 6, охватывающую стенку 5 по периметру. Над соплом расположен механизм 7 для подачи первичных волокон 8. Из камеры 1 продукты сгорания поступают в сопло 2 и истекают из него высокоскоростным потоком. Первичные волокна 8 подаются механизмом в выходящий из сопла поток, нагреваются до тавления и поворачиваются вдоль высокоскоростного потока, после чего раздуваются с получением супертонкого волокна. Для раздува используется зона с максимальными параметрами газового потока. Из распределительной камеры б через пористую стенку 5 в проточную часть сопла подается воздух, который частично перемешивается с продуктами сгорания. При этом на верхней губке 4 сопла 2 образуется утолщенный пограничный слой, внутри которого температура плавно изменяется по сечению от температуры стенки до температуры продуктов сгорания. Наличие этого слоя уменьшает сечение потока продуктов сгорания в сопле, поэтому при постоянном расходе продуктов сгорания их скорость в нижней, зоне сопла увеличивается. Кроме того, за счет уменьшения контакта высокотемпературных продуктов сгорания с верхней губкой 4 возрастает общая температура потока. При раздуве первичных волокон 8 асимметричным газовым потоком увеличивается количество передаваемого волокнам тепла. Это происходит за счет перераспределения скорости и температуры по длине волокна: на участке с малыми температурными напорами скорость газов относительно волокна повышена, а на участке с большими температурными напорами уменьшение скорости и температуры играет не такую существенную роль и в избытке компенсируется увеличением тепловоспринимающей поверхности, так как зона раздува смещена ниже оси и волокно до попадания в эту зону проходит больший путь. Величина смещения зоны максимумов зависит от толщины пограничного слоя на верхней губке 4. Оптимальная толщина пограничного слоя определяется конкретными температурно-вязкостными свойствами материала первичных волокон и изменяется за счет подбора количества подаваемого сжатого воздуха

Функция пористой стенки заключается в подводе дополнительной массы га.за в раздувающий поток.-Достигаемый при этом технический результат состоит в том, что толщина пограничного слоя больше, чем в известном устройстве, нет отбора тепла от раздувающего потока, поэтому выше его средняя температура и эффективнее раздув. При работе устройства можно в широких пределах изменять асимметрию потока, регулируя количество вдуваемого воздуха. Последнее позволяет производить более точную настройку технологического режима. Необходимость такой настройки возникает в неизбежных при эксплуатации случаях изменения состава стекла (особенно при раздуве стекол из горных пород типа базальта), состав которых в пределах одного месторождения колеблется) , а также при эксплуатационном износе фильер, приводящем к увеличению дебита расплава.

Увеличение количества воспринимаемого волокнами тепла и повьш1енйе скорости в зоне раздува обеспечивает увеличение производительности на 15-20%, а снижение теплопотерь сопла приводит к экономии топлива на раздув.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДУВА ПЕРВИЧНЫХ ВОЛОКОН, содержащее камеру сгорания и сопло с полой охлаждаемой верхней и нижней губками, отличающееся тем, что, с целью повышения качества волокна за счет регулирования положения зоны максимальной скорости при раздуве, стенка, ограничивающая полость в верхней губке сопла в проточной его части, выполнена пористой. О) оо