Дутьевая головка Советский патент 1986 года по МПК C03B37/06 

1278310

чем ширина кольцевой полости ii сое- отношение площадей тангенциальных ка- тавляет 0,1-1,0 от величины внешнего налов Е и кольцевого сопла S рав- диаметра соплового патрубк d,, , а со- но , 1,01: 1 ,3. 7 ил.

1

Изобретение может быть использовано в промышленности теплоизоляционных строительных материалов дал получения супертонкого волокна из силикатных расплавов путем их раздува струйным энергоносителем.

Целью изобретения является повышение устойчивости работы дутьевой головки при горизонтальном раздуве расплава.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая дутьевая головка, разрез; на фиг. 2 - вариант дутьевой головки, в котором крьшка вьтолнена мрнолитно с корпусом, а конусная часть корпуса выполнена съемной} на фиг. 3 - крышка корпуса с сопловым патрубком} на фиг. 4 - корпус,, разрез; на фиг. 5 - разрез А-Анафиг.4 на фиг. 6 - кольцевая полость (вихревая камера) генератора акустических колебаний, разрез; на фиг. 7- разрез В-Б на фиг. 6.

Дутьевая головка содержит корпус 1 с конусной частью 2 и патрубком 3 для ввода энергоносителя, крьшжу 4 с отверстием 5 для подачи расплава и сопловым патрубком 6, кольцевое сопло 7, досопловую 8 и подсопло- вую 9 камеры, соединенные между собой тангенциальными каналами 10,вихревой генератор 11 акустических колебаний. Конусная часть 2 корпуса 1 выполнена съемной и снабжена (1шанцем 12, с внутренней стороны которого выполнена кольцевая проточка 13, образующая с сопловым патрубком 6 кольцевую полость 14 (вихревую ) генератора 11 акустических колебаний, причем тангенциальные кав:алы 10 размещены во фланце 12,соотношение внутреннего диаметра фланца 12 D к внешнему диаметру соплового патID

рубка 6 d, равно -т- 1,1:5,0, соотношение внешнего диаметра соплового патрубка 6 d, к его внутреннему диаметру dj (отверстие для подачи расплава) равно 0,5:0,99, ширина кольцевой полости 14 & составляет 0,1 - 1,0 от величины внешнего диаметра

соплового патрубка 6 d,, а соотношение суммарной площади тангенциальных каналов 10 Р| к площади кольцевого сопла 7 3„ равно 1,01:1,3.

c

Внешняя сторона 15 соплового патрубка 6 снабжена резьбовым соединением. Кроме того, конусная часть 2 может быть выполнена съемной и крепится к корпусу 1 со стороны своего большего

основания с помощью заплечиков 16 и прижимного устройства, например накидной гайки 17, или же резьбового соединения. Сопловой патрубок при раздуве перегретых расплавов может

быть выполнен из материалов с высокой теплопроводностью, например из красной меди.

Предлагаемая дутьевая головка с вихревым генератором акустических колебаний при раздуве расплава работает следующим образом.

Энергоноситель,, например пар с давлением 6,5 кгс/см, по патрубку

3 поступает в досопловую камеру 8 и через тангенциальные каналы 10 - в кольцевую полость (камеру) генератора акустических колебаний. Образо- вавшийся в полости закрученньй вихревой поток поступает к выходу, из кольцевой полости в сопло 7, где интенсивность вихря резко возрастает, а давление становится значительно ниже атмосферного. Перепад

давлений в полости периодически выравнивается в результате проскока газа из атмосферы в кольцевое сопло и нарушения структуры вихря. Предлагаемая дутьевая головка в

конструктивном исполнении представляет собой совмещенные эжектор и вихревой акустический генератор, работающие от одной общей струи энергоносителя.

Пределы наименьших значений параметров работы предлагаемого устройства определяют по следующим показателям.

Параметр -т- 1,1:5,0. За преде-d

лами указанных значений (верхних и нижних) вихревая камера в предлагаемой конструкции теряет способность генерировать акустические колебания,

D

поскольку при

d,

1,1 вихревая полость практически отсутствует, а при

-J- 5,0 в вихревой камере возникает

чрезмерное гидравлическое сопротивление входящему потоку энергоносителя, гасящее автоколебания возбуждаемой средыi

Параметр

0,5:0,99. Параметр

определяет в первую очередь конструктивную устойчивость соплового патрубка к тепловому и механическому воздействию. Кроме того, соотношением

IL d.

характеризуется зона активного

захвата

Hbw отверстием головки. При

струи расплава перед прием. 31 °.

радиус зоны активного захвата становится чрезмерно малым, и струя расплава при незначительном нарушении соосности с головкой проскакивает мимо приемного отверстия, например при возмущениях, связанных с насты- леобразованием на фильере питателя.

ПРИ 4

0,99 зона активного захвата

может быть максимальной, однако стенки соплового патрубка из-за малой толщины не в состоянии вьщержать эксплу- атадионных нагрузок (давления энергоносителя, температуры расплава, ударов при скалывании настылей).

I

Параметр от d, (0,1-1,0). Этот

параметр, так же как и параметр

D

j- , определяет частотную характеристику вихревой камеры и ее способность генерировать акустические колебания необходимой интенсивности.

При S 0,1 d, вихревая камера представляет собой узкую щель с вы

соким сопротивлением входящему пото- ку из-за трения о стенки полости.

При о 1,0 d| сопловой патрубок труднопроходим для расплава и приемное отверстие головки быстро обрастает шлаком.

Параметр

1 1,01

1,3 опре

деляет акустическую мощность камеры и устойчивость генерирования, а также нижний и верхний пороги начала и срыва генерации.

При

Sc

X

1,01 камера работает

на пропуск энергоносителя без возбуждения в нем колебаний.

. При -- 1,3 вихревая камера

же неспособна поддерживать автоколебаний газового потока.

При раздуве муллитокремнеземисто- го расплава оптимальными значениями

указанных параметров равны -7- 1,45;

4

d

0,92; S 0,15d, ; | 1,1.

При этих параметрах предлагаемая

конструкция дутьевой головки .в наибольшей мере обеспечивает технологические требования, а именно устойчивый захват расплава, высокую производительность, хорошее качество волокна.

Испытания эжекционно-акустической дутьевой головки с вихревым генератором акустических колебаний, приведенные в промышленных условиях, показьшают устойчивый захват струи расплава при давлении энергоносителя 5 кгс/см. Крутка факела раздува способствует отсеву неволокнистых включений.

Частота автоколебаний в струе энергоносителя составляет 5-7 кГц. Субъективное восприятие шума от работающей головки - фон средней интенсивности ниже существукнцего уровня.

Получение супертонкого муллито- кремнеземистого волокна. Содержание неволокнистых включений составляет,%; общее 37-,2 более 0,5 мм 1,7 (при норме до 3%).

Проведенные исследования показывают, что рабочие параметры вихревой камеры (частота, мощность) при разработке конструкции головки должны быть увязаны с реологической характеристикой конкретно перерабатываем

мых расплавов и ориентации оси головки при раздуве: горизонтально или вертикально. При вертикально ориентированном раздуве головка более экономична в отношении расхода энергоносителя.

Предлагаемая дутьевая головка при внедрении в производстве муллито- кремнеземистого волокна позволяет получить более высокую.производительность при меньшем расходе энергоносителя, обеспечить возможность раздува расплава не только паром, но и сжатым воздухом среднего давления с использованием серийных компрессоров, добиться более высокой эжекции и, как следствие этого, меньш гх потерь расплава при производстве волокна, улучшить санитарные условия на рабочих местах за счет снижения шума при раздуве, произвести отсев неволокнистьрс включений в процессе раздува расплава.

Фор м у ла изобретения

Дутьевая головка, содержащая кор- пус с патрубком для ввода, энергоносителя и конусной частью, примыкающей с образованием кольцевого сопла

установленному в крьпике корпуса сопловому патрубку с центральным отверстием для ввода расплава, досоп- овую и подсопловую камеры, соединенные между собой выполненными в конусной части корпуса тангенциальными каналами, генератор акустических колебаний, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения устойчивости работы головки при горизонтальном раздуве расплава, конусная часть корпуса выполнена с фланцем, имеющим с внутренней стороны кольцевую проточку, образующую с сопловым

патрубком кольцевую полость генератора акустических колебаний, причем тангенциальные каналы размещены во фланце, соотношение внутреннего диаметра фланца к внешнему диаметру соплового патрубка равно 1,5:5,0, соотношение внешнего диаметра соплового патрубка к его внутреннему диаметру равно 0,5-0,99, ширина кольцевой полости генератора акустических

колебаний составляет 0,1-1,0 от величины внешнего диаметра соплового патрубка, а соотношение суммарной площади тангенциальных каналов к площади кольцевого сопла равно

-t,01:1,3.

срие.2

02/а4

фиг 6

cfjue.V

Изобретение относится к промышленности стройматериалов и может быть использовано при получении супертонкого волокна. Цель изобретения - по- вьшзение устойчивости работы дутьевой головки при горизонтальном раздуве расплава. Дутьевая голоится содержит W корпус 1 с конусной частью 2 и патрубком для ввода энергоносителя 3, крышку 4 с отверстием 5 для подачи расплава и сопловым патрубком 6,кольцевое сопло 7, досопловую 8 и под- сопловую 9 камеры, соединенные между собой тангенциальными каналами, и генератор акустических колебаний 11. Конусная часть 2 корпуса вьшолнена с фланцем снабженным с внутренней стороны кольцевой проточкой, образующей с сопловым патрубком 6 кольцевую полость 14, причем тангенциальные каналы размещены во фланце. Соотношение внутреннего диаметра фланца D к внешнему диаметру соплового патрубка d, равно D/d,1,1:5,0, а соотношение внешнего диаметра соплового патрубка d к его внутреннему диаметру d (отверстию для подачи расплава) равно d,,3:0,99, при сл нг ,/