Дутьевая головка Советский патент 1989 года по МПК C03B37/06 

Изобретение относится к минерало- ватному производству, в частности к устройствам для получения методом раздува грубых тонких и супертонких волокон из минеральньпс расплавов.

Цель изобретения - повышение качества волокна, увеличение производительности.

На фиг.1 представлена дутьевая головка с коническим кумулятором, вертикальный разрез; на фиг.2 - вариант

j выполнения головки с полусферически кумулятором; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - схема распределения сил струи из двух осесиммет- ричных отверстий.

Дутьевая головка содержит корпус 1 с патрубком 2 для ввода энергоносителя, соединенный подвижно с крышкой 3, имеющей патрубок 4, внутри которого выполнено отверстие 5 для подачи расплава о Корпус 1 с крьшкой 3 образуют кольцевое сопло 6 ввода энергоносителя с лосопловой 7 и подсопло- вой 8 камерами, имеющими в сечении форму сопла Лаваля. К патрубку 4 ко- аксиально отверстию 5 жестко присоединен конический 9 или полусферический 10 кумуляторы. Кумулятор обеспечивает создание ударной волны, разделение потока энергоносителя на отдельные струи с минимальными потерями давления, ускорение струек энергоносителя и направление их и ударной волны в одну точку или линию на оси головки. Кумулятор может быть выполнен в виде усеченного конуса или усеченной полусферы, направленных меньшим основанием к потоку энергоносителя. По оси головки в кумуля- торе выполнено отверстие для прохода расплава, а в боковых стенках - отверстия в виде конических 11 или щелевых 12 сопел для разделения, ускорения и направления потока энергоносителя . Оси отверстий кумулятора пересекаются с осью дутьевой головки на высоте Н-2Н вниз от плоскости соединения кумулятора и патрубка подачи расплава, где Н - высота кумуляторао При высоте пересечения менее Н наблюдается некоторое торможение потока. При высоте, превыщающей 2Н, эффективность процесса резко падает из-за больших потерь энергии на преодолени сопротивления среды и застывающей струи расплава. Кумулятор выполняют с максимально возможным количеством отверстий и размещают их по типу пчелиных сот, причем осесимметрично. Это позволяет добиться максимальной отдачи от потока, так как горизонтальные составляющие сил струи имеют одну величину, лежат на одной линии, но действуют в противоположных направлениях, взаимно уничтожая друг друга, а вертикальные составляющие сил действуют на одной линии в одном направлении и, значит, складываются, удваивая силу воздействия на расплав (см. фиГоА). Отношение суммарной площади выходных сечений отверстий кумулятора к площади критического сечения кольцевого сопла находится в пределах 1-5.

При уменьшении отношения меньше единицы энергоносителя поступает меньше, чем может обработать ку- мулятор, т.е. часть сопел.работает не на полную мощность или вообще не

5

0

5

0

5

0

5

0

5

работает. Процесс образования струек становится неуправляемым, а это приводит к тому, что в фокус приходят струйки, не имеющие своих конрструек, и их горизонтальная составляющая скорости не уничтожается, из-за чего струйка не поворачивается вдоль оси головки, а продолжает полет. Кумуляция струй с вьщелением тепловой энергии и повышением давления не происходит и качество волокна ухудшается. Увеличение отношения больше пяти приводит к неоправданному перерасходу энергоносителя, которьй кумулятор не может пропустить и он уносится по кольцевому соплу 11 в атмосферу, не оказывая положительного влияния на процесс раздува, а скорее, наоборот, захолаживает область вытяжки, уменьшая тем самым интервал вытяжки.

Форма сечения отверстий 11 и 12 может быть разной в виде простого конического сопла, сопла Вентури, сопла Лаваля.

Выполнение отверстий в виде сопел позволяет компенсировать потери потоком энергии на вход в кумулятор и придать струйкам четкую направленность. Внутренняя часть камеры раздува выполнена в виде диффузора 13, Вверху диффузор образует с патрубками 4 подсопловую камеру 8, а внизу кумулятора 9 или 10 - кольцевое сопло, через которое выходят из го лов- ки остатки неиспользованного кумуля- тором энергоносителя, образуя воздушную завесу, препятствующую рассеиванию волокна. Кроме того, диффузор выполняет функцию отражателя струй энергоносителя, оттолкнувшихся от кумулятора,

Дутьева головка работает следующим образом.

Энергоноситель (пар или воздух с давлением 3-8 атм) через патрубок 2 поступает в досопловую камеру 7 и проходит через сопло 6, приобретает звуковую скорость. В подсопловой камере 8 энергоноситель дополнительно ускоряется и направляется на кумулятор энергии 9 или 10. При встрече с кумулятором поток энергоносителя, ударяясь, создает ударную волну и разделяется отверстиями 11 или 12 на отдельные струйки, которым при помощи сопла возвращается часть потерянной на входе энергии. Часть энергоносителя отталкивается от перегоро51

док между отверстиями и после столкновения с диффузором 13 снова направляется на кумулятор. Часть же энергоносителя уходит через сопло 14, обра зуя воздушную завесу. Струйки, направленные кумулятором 9 или 10 в фокус кумуляции F, при подлете к нему сливаются с соседними струйками. При этом происходит вьщеление внутренней энергии, проявляющееся в виде разогрева, ускорения и повьшения давления энергоносителя. При столкновении в фокусе кумуляции струек с зеркально отраженными, поток энергоносителя поворачивает вниз по оси головки. За счет уничтожения горизонтальных составляющих скорости и силы и сложения вертикальных составляющих поток получает резкое ускорение. При этом в отверстии 5 создается разрежение, засасьшающее расплав из фильерного питателя. Попадая в фокус кумуляции, расплав оказывается под всесторонним концентрированным ударом энергоноси- теля. Горизонтальные составляющие силы струек разбивают расплав на мелкие капли, а вертикальные составляющие вытягивают их в нити волокна.

Таким образом, предлагаемая кон- струкция дутьевой головки обеспечивает получение высокого качества волокна за счет создания кумулирукяцего эффекта, а именно за счет концентрации энергии в точке вытяжки и за счет самонагревания потока энергоносителя, а также повьшение производительности за счет увеличения интенсивности раздува.

Формула изобретения

1. Дутьевая головка, содержащая корпус с патрубком для подачи распла

0 5

О

0

5

226

ва и кольцевым соплом для ввода энер. гоносителя, камеру раздува волокна с диффузором и кумулятором с боковыми отверстиями, оси которых пересекаются с осью головки, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества волокна и увеличения производительности, кумулятор установлен в камере раздува и коаксиаль- но соединен с патрубком для подачи расплава, причем высота пересечения осей отверстий кумулятора и оси головки составляет Н-2Н вниз от плоскости соединения кумулятора и патрубка, где Н - высота кумулятора, а отношение суммарной площади выходных сечений отверстий кумулятора к площади критического сечения кольцевого сопла составляет 1-5.

2.Дутьевая головка по п.1, о т- личающаяся тем, что куму- шятор вьтолнен коническим.

3.Дутьевая головка по п.1, о т - личающаяся тем, что кумулятор выполнен полусферическим.

4.Дутьевая головка по п.1, отличающаяся тем, что оси отверстий кумулятора пересекаются в одной точке.

5.Дутьевая головка по п.1, о т- личающаяся тем, что кумулятор выполнен с отверстиями в виде щелевых сопел, расположенных перпендикулярно его образующей.

6.Дутьевая головка по п.1, отличающаяся тем, что отверстия в кумуляторе вьтолнены осесим- метрично.

7.Дутьевая головка по п.1, о т - личающаяся тем, что кумулятор образует с диффузором кольцевое сопло.

; 3

А-Л

(риг.З

Изобретение относится к минераловатному производству, в частности к устройствам для получения методом раздува грубых тонких и супертонких волокон из минеральных расплавов. Цель изобретения - повышение качества волокна и увеличение производительности. Дутьевая головка содержит корпус с патрубком для подачи расплава и кольцевым соплом для ввода энергоносителя. Камера раздува выполнена с диффузором и кумулятором, имеющем боковые отверстия, оси которых пересекаются с осью головки. Коммулятор соединен с патрубком для подачи расплава. Высота пересечения осей отверстий кумулятора и оси головки составляет Н-2Н вниз от плоскости соединения кумулятора и патрубка, где Н - высота кумулятора. Отношение суммарной площади выходных сечений отверстий кумулятора к площади критического сечения кольцевого сопла составляет 1-5. Кумулятор дутьевой головки может быть выполнен как коническим полусферическим, а оси его отверстий могут пересекаться в одной точке. Кумулятор может быть также выполнен с отверстиями в виде щелевых сопел, расположенных перпендикулярно его образующей. Кроме того, отверстия в кумуляторе могут быть размещены осесимметрично. Возможна установка кумулятора с зазором относительно диффузора с образованием кольцевого сопла. Изобретение позволяет снизить расход сырья и улучшить условия обслуживания. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.