Дутьевая головка Советский патент 1990 года по МПК C03B37/06 

го

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к промышленности теплоизоляционных материалов, и может быть использовано для получения штапельного волокна для минераловатных плит и/или грубого волокна-наполнителя цементного бетона из минеральных расплавов путем их раздува струйным энергоносителем, например сжатым воздухом. Цель - повышение производительности и улучшение качества волокна, а также повышение прочности волокна за счет эффективного использования модифицирующих растворов с повышенной вязкостью. Дутьевая головка содержит корпус с патрубком для подвода энергоносителя и отверстие для подачи расплава, досопловую и подсопловую камеры, стакан, который со стороны ввода энергоносителя выполнен из двух кольцевых втулок с возможностью их перемещения относительно корпуса и друг друга и удлиненного патрубка со стороны отверстия для подачи расплава, конец которого расположен ниже оси патрубка ввода энергоносителя, кольцевую камеру, снабженную крышкой с отверстием, расположенным соосно с дутьевой головкой непосредственно под струей расплава, и оборудованной цилиндрическим патрубком для подачи раствора ПАВ и стоковыми желобами, патрубок подачи энергоносителя, выполненный с соплом ввода модификатора. Внешняя кольцевая втулка выполнена с внутренней поверхностью в форме параболы, а зазор между патрубком подачи расплава и кольцевыми втулками у их верхнего торца составляет 1,24 отношения диаметров втулок внутренней и внешней при постоянном отношении их высот к диаметру патрубка подачи расплава, равным соответственно 3,5 и 4,0. Внутренняя поверхность патрубка подачи энергоносителя в части, примыкающей к корпусу дутьевой головки, выполнена по типу сопла Лаваля, а патрубок подачи модификатора установлен в заугленном сечении патрубка подачи энергоносителя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к промышленности теплоизоляционных материалов, может быть использовано для получения штапельного волокна для минераловатных плит и/или грубого волокна-наполнителя цементного бетона из минеральных расплавов, преимущественно горных пород и шлаков путем их раздува струйным энергоносителем,

например сжатым воздухом, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Р 1475895.

Цель изобретения - повышение производительности и улучшение качества волокна, а также повышение прочности волокна за счет эффективного использования модифицирующих растворов с повышенной вязкостью.

На фиг.1 представлена дутьевая головка, продольный разрез; на фиг.2 - узел подачи раствора модификатора.

Дутьевая головка содержит корпус 1 с патрубком 2 подачи энергоносителя, внутренняя поверхность которого в части, примыкающей к корпусу 1 дутьевой головки, выполнена по типу сопла Лаваля (фиг.2), отверстие подачи расплава, внешнюю кольцевую втулку 3, внутренняя поверхность которой профилирована по параболе, перемещающуюся относительно корпуса 1 посредс- iтвои резьбового соединения, внутреннюю кольцевую втулку 4, перемещающуюся относительно внешней кольцевой втулки на резьбовом соединении, под- сопловую камеру 5, кольцевой зазор - резонирующую полость 6 с равнозначным диаметром внешней 3 и внутренней 4 кольцевых втулок у их верхнего торца в части, примыкающей к патрубку 7 подачи минерального расплава, нижний торец которого расположен ниже оси патрубка 2 подачи энергоносителя, досопловую камеру 8, кольцевую камеру 9, расположенную в верхней части дутьевой головки с крышкой 10, имеющей отверстие 11, соосно выполненное по отношению к каналу 12 прохождения минерального расплава. К боковой стенке кольцевой камеры 9 примыкает цилиндрический патрубок 13 подачи раствора ПАВ, в нижней части кольцевой камеры имеются стоковые желоба 14, патрубок 15 подачи модификатора примыкает к зауженному сечению патрубка 2 подачи энергоносителя.

Дутьевая головка работает следующим образом.

Минеральный расплав подается в отверстие 11 крышки 10 кольцевой камеры 9, установленной в верхней части корпуса 1. Далее расплав поступае в канал 12 и затем - в удлиненный патрубок 7, на выходе которого он эжектируется потоком энергоносителя, подаваемого посредством патрубка 2.

5

0

5

$

0

5

0

5

0

Одновременно с этим через цилиндрический патрубок 13 поступает раствор ПАВ, заполняет частично кольцевую камеру 9, из которой по стоковым желобам 14 попадает в удлиненный .патрубок 7, где, соприкасаясь со струей минерального расплава, адсорбируется на поверхности струек, а через патрубок 15 подачи раствора модификатора последний, войдя в зону взаимодействия с потоком энергоносителя, за счет создаваемых аэрогидродинамических возмущений, превращается в высокодисперсную однородную аэрозоль, которая, активизируясь в акустическом поле, создаваемом в резонирующей полости 6, благодаря возникающим высоким градиентам скоростей и давлений разрывает струю минерального расплава на мелкие капли, которые эжектируемым воздухом вытягиваются в волокна с образованием на их поверхности качественного модифицирующего покрытия.

В предлагаемой конструкции дутьевой головки материальная струя минерального расплава, втягиваемая внутрь головки эжектируемым воздухом, явл.яется одним из акустических элементов единой акустической системы дутьевая головка - материальная струя Последнюю эжектируемый воздух охватывает равномерно и достаточно плотно со всех сторон по кольцевой образующей, чему способствует равенство зазоров между патрубком подачи расплава и кольцевыми втулками, как внешней, так и внутренней у их верхнего торца, причем с соблюдением соотношения -j--- 1,24. В дутьевой головdn

ке создается единая система, где возникают волны сжатия - разрежения. Образуемые в подсопловой камере высокие градиенты скоростей и давлений разрывают струю минерального расплава на мелкие капли, которые эжектируемым воздухом вытягиваются в волок- на. Расплав быстро переохлаждается вследствие повышенных скоростей энергопотока и получаемые волокна приобретают квазиаморфную структуру расплава, что благоприятно влияет на прочность.

При выработке расплавов с пониженной вязкостью (преимущественно из шлаковых расплавов) при сравнительно небольших значениях давления энергоосителя появляется возможность поучить тонкие волокна диаметром поядка 15-17 мкм. С помощью известой дутьевой головки получить тонкие олокна из минеральных расплавов не представляется возможным, так как повышение давления энергоносителя приводит к образованию вместо волокон пыли.

Пример. Энергоноситель - сжатый воздух давлением 0,09 МПа через патрубок 2 поступает в досопловую камеру 8. Часть его устремляется в зазор, образованный между патрубком 7 подачи расплава базальта и кольцевыми втулками 3 и 4 у их верхнего торQ Йт

ца с соотношением --т 1,24, а дру п

гая часть - в резонирующую полость 6, образуя таким образом запаздывающий поток, что способствует возникновению волн сжатия - разрежения с минимальным противодействием основному потоку за счет использования внешней кольцевой втулки с внутренней поверхностью, профилированной по параболе. Скорость энергоносителя значительно увеличивается (табл.1). Модификатор, подаваемый посредством патрубка 15 в зауженное сечение патрубка 2 подачи энергоносителя, лучше перемешивается за счет создаваемого аэрогидродинамического эффекта, проявляющегося в том, что при увеличивающемся расходе модификатора скорость потока энергоносителя соответственно увеличивается, так как эффективное сечение в зауженной части патрубка с возрастанием количества подаваемого модификатора и/или его вязкости уменьшается.

В качестве ПАВ используют 0,3%-ный водно-спиртовый раствор этилсиликона- та натрия, а в качестве модификатора 20%-ную водную дисперсию поливинил- ацетата (ПВАД) друх марок: низковяз

5

0

5

0

5

0

5

кая - НВ (8 мн.с/мгили сП) и высоко- вязкая - ВВ (42 мн. с/мг или сП). Химический состав минерального сырья и их технологические свойства приведены в табл.2. Основные результаты испытаний волокон, полученных с по- мощь.о предлагаемой дутьевой головки в сравнении с известной, приведены в табл.3.

Использование дутьевой головки позволяет достигнуть высокой производительности (до 430 кг грубого и до 1000 кг тонкого волокна в сутки). Волокно имеет значительное количество неволокнистых включений, а в ряде случаев они отсутствуют.

Формула изобретения

х корпусу дутьевой головки, выполнена по типу сопла Лаваля, а патрубок подачи модификатора установлен в зауженном сечении патрубка подачи энер- гоносителя. .

В качестве модификатора используют ПВЛЦ марки ВВ, скорость энергоносителя стабилизируется к 85 м/с.

80

35

132 60

16

ь

Температура в фидере вблизи фильерного питателя, Температура фильерного питателя,

Таблица 1

Таблица2

410 916 185 349

47

85

1513 1643-1723 1553-1633

1548 1673-1723 1583-1633

1548

,

Примечание. Температура выработки волокна составляет 1600+.10К; в числителе - данные для предлагаемой дутьевой головки, в знаменателе - для известкой; (380) - обработано 202 ПВАД марки НВ, (МО)1 - обработано 20% ПВАД марки ВВ.

Расплав

Фиг. 2

Составитель Н.Ильиных

Редактор Н .Яцола

Техред М.Дидык

Заказ 536Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор О.Ципле