Дутьевая головка Советский патент 1991 года по МПК C03B37/06 

Изобретение относится к производству волокна из расплава горных пород (базальта, андезита, диабаза и др.) вертикальным раздувом струй расплава, истекающих из фильерного питателя, и является усовершенствованием изобретения по авт, св. fsfe 1569955.

Цель изобретения - обеспечение стабильности выработки волокна.

На фиг.1 представлена схема дутьевой головки; на фиг.2 - размещение пневмоци- линдров по отношению к внешнему кольцевому соплу дутьевой головки, вид снизу на фиг.З - выполнение внешней кольцевой втулки и ее компоновка с остальными узлами дутьевой головки.

Дутьевая головка состоит из корпуса 1 с патрубком 2 подачи энергоносителя, присоединенным к пневмосети 3, снабженной датчиком 4 скорости энергоносителя и манометром 5 контроля давления энергоносителя. К датчику 4 скорости энергоносителя подсоединен регулируемый дроссель 6 посредством пневмопровода 7. Регулируемый дроссель 6 посредством пневмопровода 8 соединен также с пневмосетью 3 перед ее входом в датчик 4 скорости энергоносителя. С противоположной стороны регулируемый дроссель 6 посредством пневмопровода 9 соединен с пневмоцилиндром 10 со стороны внутренней поверхности поршня 11, соединенного с тягой 12, укрепленной с помощью шарнира 13, связанного у внешнего торца соответственно шарниром 17, с жестким стержнем 15, расположенным в прилегающей плоскости внешней кольцевой втулки 14 и скрепленным эластичным материалом 16. У верхнего торца внешней кольцевой втулки 14 жесткие стержни 15, скрепленные эластичным материалом 16, соединены с помощью шарнира 17. Другим концом пневмоцилиндры 10 посредством шарнира 18 скреплены с кронштейном 19, например, корпуса камеры волокноосажде- ния или другими жесткими и достаточно устойчивыми узлами установки по выработке

(Л

С

о о

00

Сл) ГО GO

ГО

волокна. Дутьевая головка, кроме того, содержит корпус 20 с примыкающей к нему в верхней его части кольцевой камерой 21с крышкой 22 и цилиндрическим патрубком 23 подачи раствора ПАВ, а также отверстием 24, сочлененным с каналом 25, в который поступает расплав, например, базальта через отверстие 24. В нижней части кольцевой каМеры 21 выполнены стоковые желобы 26. Патрубок 27 подачи модификатора примыкает к зауженному сечению патрубка 2 подачи энергоносителя, внутренняя поверхность которого в части, примыкающей к корпусу 2б дутьевой головки, выполнена по типу сопла Лаваля. Внешняя кольцевая втулка 14 посредством резьбового соединения соединена с внутренней кольцевой втулкой 28, а внутренняя кольцевая втулка соединена посредством резьбы с корпусом 20 дутьевой головки: они имеют возможность перемещаться друг относительно друга и корпуса. Внутренняя и внеш- няя кольцевые втулки выполнены с образованием между внешней стороной внутренней кольцевой втулки 28 и внутренней поверхностью корпуса 20 досопловой камеры 29 и между внутренней поверхностью внутренней кольцевой втулки 28 и внешней поверхностью внешней кольцевой втулки 14 резонирующей полости 30. Внешняя кольцевая втулка 14 образует в ее внутреннем объеме подсопловую камеру 31 и характеризуется внутренними диаметрами: dBH у ее верхнего торца и d - у ее нижнего торца, В верхней части корпуса 20 жестко укреплен удлиненный патрубок 32 соосно с каналом 25. Конец удлиненного патрубка 32 расположен ниже оси патрубка 2 подачи энергоносителя.

Дутьевая головка работает следующим образом.

Минеральный расплав подается в отверстие 24 крышки 22 кольцевой камеры 21 и далее поступает через канал 25 в удлиненный патрубок 32, на выходе которого он вступает во взаимодействие с модифицированным потоком энергоносителя, подаваемым патрубком 2 подачи энергоносителя с подсоединенным к нему патрубком 27 подачи модификатора. Посредством цилиндрического патрубка 23 подачи раствора ПАВ поступает раствор последнего, заполняющий частично кольцевую камеру 21, из которой раствор ПАВ по стоковым желобам 26 попадает в удлиненный патрубок 32 подачи расплава, где взаимодействуя с последним, приводит к расщеплению струй расплава на отдельные струйки, которые, войдя в зону действия модифицированного потока энергоносителя, вытягиваются в волокна. При

превышении давления энергоносителя сверх заданного, необходимого для получения волокна определенного диаметра, выходной сигнал с датчика 4 скорости

энергоносителя поступает на управляющие входы регулируемых дросселей 6. При увеличении давления (скорости) энергоносителя увеличивается подача энергоносителя, поступающего посредством пневмопрово0 да 8 через регулируемый дроссель 6 в пнев- моцилиндр 10 (через пневмопровод 9). Пропускная способность регулируемого дросселя 6 при увеличении давления (скорости) энергоносителя увеличивается и большее

5 количество энергоносителя поступает в пневмоцилиндр 10. Это приводит к смещению его поршня 11 вправо. Так как поршень соединен посредством тяги 12 с жестким стержнем 15, расположенным во внутрен0 ней плоскости внешней кольцевой втулки 14 и скрепленным эластичным материалом 16 у ее нижнего торца шарниром 13, а у верхнего торца соотвественно шарниром 17, то происходит оттягивание нижнего конца

5 жесткого стержня 15 в сторону движения поршня 11 и диаметр dH внешней кольцевой втулки 14 увеличивается, а это обусловливает снижение гидродинамического напора, вызванного увеличением давления энерго0 носителя и ее как результат - стабилизации диаметра вырабатываемых волокон. Пределы изменения диаметра dH внешней кольцевой втулки 14 можно регулировать от нуля, когда регулируемые дроссели 6 полно5 стью закрыты (в пневмоцилиндр 10 не поступает энергоноситель с пневмосета), до 100%, когда регулируемые дроссели 6 полностью открыты (в пневмоцилиндр 10 поступает энергоноситель с пневмосети). Ход

0 поршня 11 ограничивается величиной изменения диаметра dH внешней кольцевой втулки, например dH/dBH 1,1-1,8, что обеспечивает стабилизацию диаметра, получаемого с помощью предлагаемого изобре5 тения при изменении давления энергоносителя в 2 раза.

Аналогично описанному дутьевая головка работает пр.и снижении давления энергоносителя, только в этом случае поршень

0 11 смещается влево, уменьшая диаметр dH внешней кольцевой втулки 14 с увеличением гидродинамического напора в ней,

Увеличение или уменьшение внутреннего диаметра внешней кольцевой втулки

5 14 у ее нижнего торца осуществляется объединением пневмоцилиндров 10 в группы, работающие синхронно (в сторону уменьшения или увеличения диаметра dH). При соотношении йн/0вн 1.1 тяги всех пневмоцилиндров 10 удлиняются на одинаковую

величину. При соотношении dH/deH 1,8 тяги всех пневмоцилиндров 10 укорачивается на одинаковую величину и внутренний диаметр внешней кольцевой втулки 14у ее нижнего торца соответственно приобретает положение I или II. При других соотношениях dn/doH диаметр 3Н внешней кольцевой втулки 14 занимает промежуточные положения. Возможно получение эллипсоидного или иного профиля наружного торца внеш- ней кольцевой втулки.

Таким образом, автоматически регулируя профиль нижнего торца внешней кольцевой втулки 14 в зависимости от изменения давления энергоносителя и пневмосети, предлагаемое изобретение позволяет поддержать диаметр вырабатываемого волокна в заданных значениях и обеспечить стабильный процесс его производства.

П р и м е р. Из пневмосети 3 посредством патрубка 2 подачи энергоносителя в дутьевую головку подают сжатый воздух под давлением 0,06 МПа. Диаметр получаемого волокна составляет 220 мкм. Соотно- шение dH/dsH составляет 1,1. Тяга 12 поршня 11 пневмоцилиндра 10 находится в крайнем левом положении и удлинена в наибольшей степени. При увеличении давления энергоносителя, например, в два раза, т.е. ,12 МПа с датчика 4 скорости энергоносителя поступает выходной сигнал на управляющие входы регулируемых дросселей 6. Подачу энергоносителя через регулируемый дроссель 6 из пневмосети 3 увеличивают и поршень 11 пневмоцилиндра 10 перемещается вправо, что приводит к увеличению dH внешней кольцевой втулки 14, например, до крайнего возможного положения поршня 11, что соответствует соот- ношению dH/deH 1,8. При увеличенном dn внешней кольцевой втулки увеличение Риаб энергоносителя обеспечивает получение волокна диаметром 220 мкм, т.е. таким же, как и при давлении энергоносителя 0,06 МПа. Если бы регулирование не осуществлялось, то увеличение Ризб до 0,12 МПа привело бы к снижению диаметра получаемого волокна до 25 мкм.

При получении волокна диаметром, на- пример, 25 мкм при давлении энергоносителя 0,12 МПа соотношение 4н/4вн выбирается 1,1, тяга 12 поршня 11 пневмоцилиндра 10 устанавливается в соответствующее положение, когда dH минимально возможно. С увеличением Ризб до 0,35 МПа срабатывает датчик 4 скорости и сигнал увеличивает пропускную способность регулируемого дросселя 6. Аналогично описанному выше срабатывает механизм регулирования, что приводит к увеличению соотношения dH/deH до 1,8 и стабилизации диаметра в заданных величинах диаметра (25 мкм). Колебания величин диаметров вырабатываемых волокон находятся в пределах ±5%.

При уменьшении давления энергоносителя от 0,35 МПа до, например, 0,12 МПа меньшее количество энергоносителя поступает в пневмоцилиндр 10: происходит его отток от пневмоцилиндра 10 в пневмосеть 3 посредством регулируемого дросселя 6, обеспечиваемого сигналом, поступающим на его вход с датчика 4 скорости энергоносителя, и поршень 11 занимает, например, крайнее левое положение, что обеспечивает установлению соотношения dH/dBH 1,1. Это обеспечивает стабильную выработку волокна необходимого (заданного) диаметра в процессе его производства.

В примере рассмотрены крайние случаи изменения давления энергоносителя, в пределах которых дутьевая головка обеспечивает стабильную выработку волокна. Обычно, например, при выработке тонких волокон изменения давления не столь значительны (в пределах 0,25-0,35 МПа), а в производстве грубых 0,05-0,06 МПа. Однако в указанных пределах изменение диаметра волокна достигает 230-250%. Использование изобретения позволяет получать волокна с разбросом по диаметру не более 1% {для грубых волокон) и не более 10% (для тонких волокон) и может найти самое широкое применение в производстве волокон из расплава горных пород.

Формула изобретения Дутьевая головка по авт. св. № 1569955, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения стабильности выработки волокна, она снабжена механизмом регулирования диаметра втулки, выполненным в виде установленных по образующим ее внутренней поверхности стержней, скрепленных эластичным материалом и шарнир- но соединенных с верхним и нижним торцами втулки, причем каждый стержень через тягу связан со штоком индивидуального пневмоцилиндра, подключенного посредством пневмопровода с регулируемыми дросселями к пневмосети подачи энергоносителя.

Фиг.1

Изобретение относится к производству волокон из расплава горных пород (базальта, андезита, диабаза и др.) вертикальным раздувом струй расплава, истекающих из фильерного питателя. Цель изобретения - обеспечение стабильности выработки волокна. Дутьевая головка снабжена механизмом регулирования диаметра втулки, выполненным в виде установленных по образующим ее внутренней поверхности стержней, скрепленных эластичным материалом и шарнирно соединенных с верхним и нижним торцами втулки. Причем каждый стержень через тягу связан со штоком индивидуального пневмоцилиндра, подключенного посредством пневмопровода с регулируемыми дросселями к пневмосети подачи энергоносителя. 3 ил.

Фм.1

ФизЗ

К механизму регулирования