Дутьевая головка Советский патент 1987 года по МПК C03B37/06 

10

Изобретение может быть использова- jHo в промьшшенности теплоизоляционных строительных материалов для получения супертонкого волокна путем раздува расплава струйным энергоносителем, например, сжатым воздухом или паром, и является дополнительным к авт.св. № 1058903.

Цель изобретения - интенсификация процесса получения волокна и обеспечение возможности переработки высоко- вязких составов.

На фиг.1 схематически изображена предлагаемая дутьевая головка, разрез j на фиг.2 - дутьевая головка с перфорированным раструбом.

Предлагаемая дутьевая головка содержит корпус 1 с патрубком 2 для ввода энергоносит.еля, крьпшсу 3 с отверстием 4 для подачи расплава и патрубком 5,.основное кольцевое сопло 6, досопловую 7 и подсопловую 8 камеры, в последней из которых с образованием резонирующей полости 9 установлен стакан, выполненный из резонатора 10 и диффузора 11. 5 выполнен сменным и снабжен фланцем 12, расположенным в кольцевом пазу 13 крьппки 3 концентрично отверстию 4 для подачи 30 расплава и защемпенной в этом пазу конусной частью 14 корпуса 1. Досопло- вая 7 и подсопловая 8 камеры соединены прорезями 15, выполненными в конуссоставляет 60-90. Раструб 23диффу- зора 11 снабжен по периметру сквозными отверстиями 24, которые выполне18 1 с возможностью {дросселирования, например, с помощью поворотной шайбы 25

Работа предлагаемой дутьевой головки осуществляется следующим образом.

Энергоноситель (пар) по патрубку 2 корпуса 1 подается в досопловую ка- меру 7, откуда двумя потоками направляется в подсопловую камеру 8, .причем первьй поток направляется через

15 прорези 15, выполненные в конусной части 14 корпуса 1, и далее, через основное сопло 6. В свою очередь, при истечении из сопла 6 периферийные слои первого потока попадают в тупи20 ковую кольцевую полость 9 (резонатор) обращенную открытым входом навстречу потоку. .При этом возникают колебания, под действием которых энергоноситель периодически поступает под избыточным

25 давлением в резонатор, а затем выталкивается из него. Частота колебаний энергоносителя, следовательно,- и частота излучаемых акустических волн, определяется размерами полости резонатора, глубиной, диаметром и расстоянием между соплом 6 и резонатором 9. Создаваемое излучателем акустическое поле заполняет объем подсопловой камеры в виде энергии высокочастот40

ной части корпуса. Резонатор 10 снаб- 35 ных (10-22 кГц) колебаний, фокусиру- жен сопловым патрубком 16, расположенным внутри диффузора 11 с образованием между ними дополнительного кольцевого сопла 17. Резонатор 10 и сопловой патрубок 16 выполнены монолитно, однако возможно их раздельное выполнение, при этом они примыкают друг к другу основаниями. Диффузор 11 расположен относительно корпуса 1 с образованием кольцевого коллекто- 45 ра 18, концентричного соплу 17 и соединенного каналами. 19 и 20 с досопло- вой и подсопловой камерами соответственно.

Расположенный в корпусе 1 штуцер 21 для ввода связующего в кольцевой коллектор 18 снабжен перепускным пружинным клапаном 22, позволяюш 1м вводить связующее под высоким давлением, что предотвращает засорение каналов 19 и 20 загустевшими частицами связующего при его коагуляции. Выходная часть диффузора 11 выполнена с раструбом 23, угол раскрытия которого

ясь внутренней поверхностью конусной части 14 кррпуса на технологической оси. Приосевая часть потока из сопла 6 направляется через подсопловую камеру 8 и диффузор 11 на сброс, создавая при этом разрежение, благодаря которому струя расплава эжектируется (захватывается) приемным отверстием 4 головки на переработку.

Вторая часть потока энергоносителя из досопловой камеры 7 поступает в подсопловую камеру 8 через каналы 19, кольцевой коллектор 18, каналы 20 и дополнительное сопло 17, существенно увеличивая общую эжекцию головки при разрежении до 800 кПа. Кроме того, дополнительное сопло 17 стабилизирует удельный выход волокна из расплава при перегрузках головки 55 (увеличении дебита переработки). Дополнительное Сопло обеспечивает в этих случаях быструю и полную эвакуацию волокна из подсопловой камеры, т.е. способствует интенсификации

50

0

30 составляет 60-90. Раструб 23диффу- зора 11 снабжен по периметру сквозными отверстиями 24, которые выполне18 1 с возможностью {дросселирования, например, с помощью поворотной шайбы 25.

Работа предлагаемой дутьевой головки осуществляется следующим образом.

Энергоноситель (пар) по патрубку 2 корпуса 1 подается в досопловую ка- меру 7, откуда двумя потоками направляется в подсопловую камеру 8, .причем первьй поток направляется через

15 прорези 15, выполненные в конусной части 14 корпуса 1, и далее, через основное сопло 6. В свою очередь, при истечении из сопла 6 периферийные слои первого потока попадают в тупи20 ковую кольцевую полость 9 (резонатор), обращенную открытым входом навстречу потоку. .При этом возникают колебания, под действием которых энергоноситель периодически поступает под избыточным

25 давлением в резонатор, а затем выталкивается из него. Частота колебаний энергоносителя, следовательно,- и частота излучаемых акустических волн, определяется размерами полости резонатора, глубиной, диаметром и расстоянием между соплом 6 и резонатором 9. Создаваемое излучателем акустическое поле заполняет объем подсопловой камеры в виде энергии высокочастот

ных (10-22 кГц) колебаний, фокусиру-

ясь внутренней поверхностью конусной части 14 кррпуса на технологической оси. Приосевая часть потока из сопла 6 направляется через подсопловую камеру 8 и диффузор 11 на сброс, создавая при этом разрежение, благодаря которому струя расплава эжектируется (захватывается) приемным отверстием 4 головки на переработку.

Вторая часть потока энергоносителя из досопловой камеры 7 поступает в подсопловую камеру 8 через каналы 19, кольцевой коллектор 18, каналы 20 и дополнительное сопло 17, существенно увеличивая общую эжекцию головки при разрежении до 800 кПа. Кроме того, дополнительное сопло 17 стабилизирует удельный выход волокна из расплава при перегрузках головки (увеличении дебита переработки). Дополнительное Сопло обеспечивает в этих случаях быструю и полную эвакуацию волокна из подсопловой камеры, т.е. способствует интенсификации

процесса переработки. Конструктивно прорези 15 и каналы 20 могут быть расположены как тангенциально, так и радиально соплу 6 и 17 соответст- венно и иметь прямоугольный, цилиндрический или конический профиль, а также профиль сопла Лавеля,

Раздельное вьтолнение резонатора 10 и соплового патрубка 16 позволит варьировать соотношением площадей основного 6 и дополнительного 17 , сопл и выбрать оптимальный режим раздува перерабатываемого расплава в соответствии с его особенностями, а на основании полученных результатов изготовить оптимальный вариант совмещенных резонатора 10 и соплового патрубка 16.

По аналогии с основным соплом 6 дополнительное сопло 17 может быть снабжено резонирующей полостью для наложения акустического поля на поток энергоносителя, причем частотно- амплитудная характеристика дополни- тельной акустической системы может не совпадать с частотно-амплитудной характеристикой основного сопла, что позволяет расширить технологические возможности дутьевой головки и, со- ответственно, расширить область ее применения, например, для получения силикатных расплавов или металлических порошков.

На выходе из диффузора 11 скорост ной поток через отверстия .24 раструба 23 подсасывает к корню факела воздух, предотвращая завихрение. Наличие перфорированного раструба 23 на диффузоре 11 способствует более полному раскрытию факела, который становится более наполненным, коротким, с широким углом раскрытия, что способствует уменьшению взаимного иссечения волокон, создает более бла- гоприятные условия для выноса волоко из активной зоны факела, позволяет снизить пыление. Количество подсасываемого через перфорацию воздуха определяется режимными параметрами пе- реработки расплава и регулируется . расположенной с внешней стороны раструба 23 поворотной шайбой 25.

Соотношение площадей сечений основного и дополнительного сопл, рав- ное 0,02.0,7, выбрано из следующих условий: в интервале, близком к , О,02...(или равном ему) - площадь сечения основного сопла минимальна, а

184

дополнительного - максимальна, При- этом количество дополнительного энергоносителя, вводимого в подсопловую камеру, также максимально, максималь- ны эжекция в приемном отверстии (до 800 кПа) и скорости на выходе из диффузора, Пвод большого кЬличества энергоносителя помимо обеспечения режима переработки расплава и надежной эжекции необходим для получения тонкого холста на большой площади осаждения горизонтальных камер.

В интервале, близком к 0,7 (или равном ему), площадь сечения основного сопла максимальна, а дополнительного - минимальна. Причем энергия акустического поля также максимальна, а количество дополнительно вводимого в подсопловую камеру энергоносителя минимально, минимальны и скорости на выходе из диффузора.

Дутьевая головка с такими соотношениями площадей основного и дополнительного сопл наиболее экономична и производительна при вертикальном способе раздува, при этом вертикальный раздув не требует строительства высокой приемной шахты, достаточно высоты 3-4 м,

При угле раскрытия раструба 23 менее 60 плотность энергоносителя в раструбе сопоставима с плотностью потока в диффузоре. Раструб не дает требуемого эффекта: снижения скорости и ее усреднения в факеле раздува. При этом факел раздува длинный. Для такого факела необходимы осадительные камеры большой горизонтальной протяженности, до 18 м, а вертикальном раздуве высота шахты превышает 10 м,

При угле раскрытия раструба 23 выше 90° наблнвдается срыв потока за корнем факела с образованием завихрений и выносом в область разрежения большого количества микротонких волокон, значительная часть которых затем повторно вовлекается в факел, образуя при соударении пыль. Раздув с оптимально подобранным райкрытием раструба в пределах 60-90 (и с учетом соотношения площадей основного и дополнительного сопл) обеспечивает широкий, усредненный по скорости,, равномерно наполненный | йЬлокиом факел,длина и скорость которого подбираются в соответствии с технологической задачей.

с целью размыва границ факела (подсосом к его корню воздуха) в раструбе выполнены сквозные отверстия, сечение и пропускная способность которых регулируются с помощью дроссельного устройства, например поворотной шайбы.

Внедрение предложенного технического решения позволит интенсифитщро- вать процесс раздува расплава и расширить технологические возможности устройства за счет переработки высоковязких расплавов, позволит широк-о использовать связующее различной вязкости и существенно улучшить качество волокна.

Формула изобретения

1. Дутьевая головка по авт.св. № 1058.903, отличающ.аяся тем, что, с целью интенсификации

13627186

процесса и обеспечения возможности переработки высоковязких составов, резонатор выполнен с сопловым патрубком, расположенным в подсопловой камере с образованием между ним и стенкой диффузора дополнительного кольцевого сопла, примыкающего к радиальным каналам кольцевого -коллек10 тора, соединенного дополнительными каналами с досопловой камерой, причем соотношение площадей поперечного сечения основного и дополнительного сопл равно 0,02:0,7.

15 2. Головка по п.1, отличающая с я тем, что выходная часть диффузора выполнена с раструбом, угол раскрытия которого составляет 60-90°.

20 3. Головка по п.2, отлич а- ю щ а я с я тем, что поверхность раструба выполнена со сквозными отверстиями регулируемого сечения.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к устройствам для получения супертонкого волокна. Цель изобретения - интенсификация процесса получения волокна и обеспечение возможности переработки высоковязких составов. Резонатор вьтолнен с сопловым патрубком 16, расположенным в подсоп- ловой камере. Между сопловым : патрубком 16 и стенкой диффузора образовано дополнительное кольцевое сопло 17, Соотношение площадей поперечного сечения основного и дополнительного сопл равно 0,0250,7. Выходная часть диффузора выполнена с раструбом, угол раскрытия которого составляет 60-90 . Поверхность раструба выполнена со сквозными отверстиями регулируемого сечения. 2 з.По ф-лы, 2 ил. € (Л со о 1С ч 00 N й/г.2

Редактор Н.Товтин

Составитель Т. Буклей

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 6346/16Тираж 428 Подписное

ВНРЩПИ Государственного комитета СССР

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

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