Волокнообразующее устройство Советский патент 1987 года по МПК C03B37/06 

Изобретение относится к производству штапельных волокон, в частности к устройствам эжекционного типа для получения волокон способом раздува струи расплава,

Цель изобретения - повьшение качества готовой продукции.

На чертеже показано волокнообра- . зующее устройство, продольный разрез.Волокнообразующее устройство со- держит полый корпус 1, расположенный в дополнительном корпусе 2 и имеющий боковые отверстия 3, осесимметричное сопло Лаваля 4, диффузорные патрубки 5, удаленные от основного корпуса для образования зазора, в который ориентируется струя расплава 6, переднюю крышку 7 с приемным отверстием 8 для ввода струи расплава, заднюю крьшжу 9, рабочее сопло 10 с на- правпяющими лопатками 11, зазор 12 в камере волокнообразования 13, расположенный между усеченными конусами 14 и 15, эжектор 16 и крепеж 17,

Устройство работает следующим об- оазом.

Энергоноситель (пар, сжатый воздух) одновременно подводят в дополнительный корпус 2 и в полость основно го корпуса, образованную передней 7 и задней 9 его крьшками, под высоким давлением. Пройдя сопло Лаваля 4 и диффузорные патрубки 5, энергоноситель ускоряется и с большой скорость выходит из дополнительного корпуса.. Причем кинетическая энергия струи, сформированной соплом 4, выше, чем кинетическая энергия отдельных струй сформированных патрубками 5. Поток энергоносителя, образованный дополнительным корпусом, представляет собой газовый поток с высокой степенью турбулентности, имеющий активное ядро. Из рабочего сопла 10 в камеру волокнообразования 13 вырывается сверхзвуковой закрученный лопатками 11 поток, в который входит поток энергоносителя из корпуса 2. Погранслой, возникающий на стенках камеры волок- нообразования 13, снимается зазором 12. Струю расплава 6 вводят в зазор между дополнительным и основным корпусами. Она поступает в поток энергоносителя, образованный соплом 4 и патрубками 5, уравновешивается, увлекается потоком с разворотом ее на 90 , ускоряется и разрушается на отдельные капли, которые под действием

5

5

0 Q л е

5

ядра этого потока удаляются на его периферию. Частично охладившись, капли попадают в закрученный поток энергоносителя в камере волокнообразования, а именно в его активную зону, где и происходит формирование волокон.

Выполнение дополнительного корпуса с соплом Лаваля и с диффузорными патрубками позволяет сформировать поток, куда первоначально входит струя расплава, как высокотурбулентный газовый поток с максимальной скоростью на оси потока и с минимальной - на его периферии. Это приводит к улучшенному дроблению струи расплава и размещению продуктов раздува в-зоне, откуда они попадут в более благоприятную область потока энергоносителя, сформированного рабочим соплом,для переработки их в волокно. Экспериментальные исследования показывают, что волокна формируются на периферии камеры, волокнообразования из-за высоких относительно осевых скоростей энергоносителя.

Выполнение рабочего сопла в основном корпусе в виде диффузора с направляющими лопатками позволяет получить закрученный поток энергоносителя, который интенсивно и качественно перерабатывает капли расплава, поступающие в него на периферии потока из дополнительного корпуса, в волокна. Тем caHfaiM снижается количество капель, попадающих в осевую зону камеры волокнообразования, а значит повышается качество готовой продукции.

Выполнение приемного осесимметрич- ного отверстия 8 в крышке 7 в виде сопла обусловлено геометрией потока энергоносителя, сформированного дополнительным корпусом, т. е. угол раскрытия отверстия 8 в сторону камеры волокнообразования 13 соответствует углу раскрытия смешанного потока энергоносителя, входящего в основной корпус. Этим сводятся к минимуму потери энергии потока при входе его в основной корпус н осуществляется плавный вход продуктов раздува струи расплава в активный поток энергоносителя, сформированный рабочим соплом 10.

Разделение камеры волокнообразования зазором конструктивно приводит к тому, что она вьшолнена из двух коаксиально расположенных-усеченных конусов, между которыми расположен

зазор. Это позволяет отсасывать нарастающий пограничный слой, возникающий от взаимодействия энергоносителя со стенками камеры волокнообразо- вания, в потоке энергоносителя и тем самым снизить потери кинетической энергии рабочего потока, практически исключить возникающие возмущения в активном потоке от взаимодействия его с пограничным слоем, который качественно влияет на процесс фор- мования волокон (из-за возникающих возмущений невозможно получать длинное волокно, так как в этом случае возмущения со значительной амплитудой передаются формирующимся волокна и нарущают непрерывность их формирования, а это значит, что полученные волокна будут короткими). Отсос пограничного слоя в камере .волокнооб- разования способствует перемещению капель расплава с оси камеры на ее периферию, а значит вьшолняет роль смесителя общего потока для выравнивания поля скоростей на его выходе из устройства, а это положительно влияет на длину получаемых волокон и приводит к более равномерным гео- метрическим параметрам волокон.

Для разных расплавов, из которых получают огнеупорные штапельные волокна, и соответствующих им разных режимов течения энергоносителя в камере волокнообразования предлагаемого волокнообразующего устройства ве- 35 ковом расстоянии от основного корпуличина зазора и расстояние от него до выходного сечения рабочего сопла 10 выбирается из условия высокоэффективной и качественной переработки расплава в волокно.

Наружный эжектор, куда поступает часть энергоносителя через зазор 12,

Редактор Т.Митейко Заказ 1272/26

Составитель Н.Ильиных

Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Тираж 428Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

и окружающий воздух увеличивают эжек- ционные свойства устройства, что позволяет интенсифицировать процесс переработки расплава в волокна.

Совокупность указанных факторов

позволяет получить волокнистый материал с содержанием общих неволокнис- тых включений 8,7%-при производитель- ности 426 кг/ч, против 340 кг/ч и 46% общих неволокнистых включений у известного устройства.

15

Формула изобретения

Волокнообразующее устройство,включающее основной и дополнительньш корпуса с патрубками подвода энергоносителя, сопло для подачи расплава, 0 рабочее сопло и волокнообразующую

камеру, отличающееся тем, что, с целью повышения качества готовой продукции, дополнительный корпус выполнен в виде полого цилиндра с установленным внутри соосно полым усеченным конусом с боковыми отверстиями, меньшее основание которого плавно переходит в осесимметричное сопло Лаваля с выходным сечением, расположенным в одной плоскости с входными сечениями диффузорных патрубков, которые установлены вдоль внутренней стенки дополнительного корпуса, их выходные сечения размещены на одина5

0

са, рабочее сопло выполнено в виде диффузора с направляющими лопатками, ориентированными под острым углом к оси устройства, а камера волокнообразования - из двух коаксиально расположенных усеченных конусов, разделенных зазором.

Изобретение относится к произ водству штапельных волокон, в частности к устройствам эжекционного типа для получения волокон способом раздува струи расплава. Цель изобретения - повышение качества готовой продукции. Волокнообразующее устройство содержит полый корпус 1, расположенный в дополнительном корпусе 2 и имеющий боковые отверстия 3, осе- синметричное сопло Лаваля 4, диффу- зорные патрубки 5, удаленные от основного корпуса для образования зазора, в который ориентируется струя расплава 6, переднюю крышку 7 с приемным отверстием 8 для ввода струи расплава, заднюю крышку 9, рабочее сопло 10 с направ ляюпщми лопатками 11, зазор 12 в камере 13 волокнооб- разования, расположенный между усеченными конусами 14 и 15, эжектор 16 и крепеж 17. 1 ил. (Л г 2 9ffepZQHOCt/mfjib 7 СО О 00 ел СХ) ел Знсрюносшпвл