Устройство для изготовления волокна Советский патент 1992 года по МПК C03B37/08 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству волокнистых строительных материалов, а именно к устройствам для изготовления волокна из расплава горных пород, шлаковых стекол и стеклянного боя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ и устройство изготовления стекловолокон, основывающиеся на том, что волокна вытягиваются из расплавленной стеклянной массы при проведении в контакт ряда улавливающих устройств с расплавленной стекломассой, с тем, чтобы стекло сцепилось с каждым улавливающим устройством, а затем образовавшиеся волокна переводятся на наматывающие устройства. Для предотвращения склеивания нитей, путем расплавления менисков, на поверхности расплавленного стекла или вблизи нее расположены средства удержания менисков. Способ отличается тем, что волокна вытягиваются кверху, наклонно кверху или под некоторым углом, а также тем, чт о улавливающие устройства имеют форму полых трубок со свободным перемещением, закрепленных и расположенных в ряд с отверстиями средств удержания менисков.

Известная установка отличается громоздкостью и малой производительностью выработки волокон.

Цель изобретения - повышение производительности и возможности выработки волокна из горных пород, шлаковых стекол, а также повышение качества изделий.

Поставленная цель достигается тем. что предлагаемое устройство позволяет вырабатывать волокна непосредственно с поверхности стекломассы. Для этого устройство для изготовления волокна из расплава горных пород, шлаковых стекол и стеклянного боя включает варочный бассейн, наматывающее устройство и средства для удержания менисков, причем последние выполнены в виде разделительно-ориентирующего устройства, имеющего форму полой плиты с равномерно расположенными в ней эжектосл

С

XI

О

Ю О

рами, обесчивающими вытягивание и мгновенную закалку нити за счет подачи газовоз- душной смеси через трубы в пространство плиты.

На фиг. 1 изображено устройство для из- готовления волокна из расплава путем вытягивания с поверхности стекломассы с применением разделительно-ориентирующего устройства, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - то же, вид сбоку, разрез; на фиг. 4 - элемент выработанной части разделительно-ориентирующего устройства: на фиг.5 - раздел ительно-ориенти- рующее устройство, общий вид,

Устройство имеет печь, состоящую из варочной и выработанной 1 частей. В варочной части производится варка базальтового щебня или шлаковой шихты, или стеклянного боя в виде гранул. Температура варки меняется в зависимости от природы и соста- ва стекла и находится в пределах 13001500 С, затем ,

волокна могут

вырабатываться от температуры, соответствующей широкому диапазону вязкости от 200 до 800 П в зависимости от состава стек- ла и поставленной задачи, т.е. от вязкости, при которой производится образование волокон, зависит и диаметр изготавливаемой нити, и производительность выработки. Из полученной стекломассы 2 волокна выраба- тываетс я через разделительно-ориентирующее устройство 3 оператором, который собирает стеклянной палочкой (можно металлической из специального сплава) все грубые волокна в один пучок, быстро оття- гивает его (волокна при этом становятся тоньше), укладывает в канавку 4 нитесбор- ника, быстро протягивая его по канавке, наматывает на барабан 5, после чего включает привод последнего и в зависимости от предъявляемых требований волокна формируются в изделия.

Элемент выработочной части разделительно-ориентирующего устройства имеет верхнюю часть 6 плиты и плиты 7 нижнюю часть, между ними - пространство для подачи газовоздушной смеси 8, отверстие 4 для выработки волокна. Выработка волокна за счет его формирования из ниэковязкого расплава сразу в изделие с высоким повер- хностным натяжением, минуя опасную зону разрыва нити, позволяет значительно повысить производительность выработки волокна, улучшить его качество, а также обеспечить стабильность работы устройст- ва.

Предлагаемое устройство дает возможность варьирования составом стекломассы, что исключено при фильерном способе производства волокна. Предлагаемое устройство позволяет в качестве однокомпонентного сырьевого материала использовать горную породу (базальт Даубабинского месторождения) и стеклобой, а в качестве основного сырьевого компонента в шлаковой шихте - шлак Карагандинского металлургического комбината и фосфорный шлак Чимкентского завода, кроме того, волокна были получены из чистых оксидов.

Использование в качестве сырьевых материалов шлаков, стеклобоя и горных пород существенно снижает энергетические и трудовые затраты при синтезе стекол вследствие уменьшения времени варки, так как они представляют собой готовый силикатный продукт, в котором энергетические реакции силикатообразования завершены. Кроме того, они экономичны и позволяют решить вопрос утилизации отходов промышленности, что направлено на более полное использование природных ресурсов и на защиту окружающей среды.

Применение разделительно-ориентирующего устройства носит полифункциональный характер, а именно оно выполняет функцию плиты, которая предотвращает слияние лунок или луковиц, из которых формируется волокно, кроме того, оно содержит оптимальное количество отверстий на единицу площади, из которых возможна выработка волокна, и ориентирует выработку волокон в определенном направлении.

Исследование газовоздушной смеси в этой плите позволяет производить закалку, роль которой заключается в быстром увеличении величины поверхностного натяжения в области формирования волокна из низко- вязкого расплава, что значительно снижает высоту выработки волокна. Закалка дает возможность из расплава стекломассы, имеющего малую вязкость, вырабатывать волокна уже в области прохождения через плиту и выхода из нее и безопасно миновать наиболее вероятную зону разрыва. Кроме того, применение разделительно-ориентирующего устройства позволяет использовать для образования волокон короткие стекла, имеющие повышенный градиент вязкости по температуре.

Формула изобретения Устройство для изготовления волокна, содержащее варочный бассейн, фильерную пластину и намоточное приспособление, отличающееся тем, что. с целью повышения производительности и возможности выработки волокна из горных пород, шлаковых стекол, а также повышения качества изделий, фильерная пластина выполнена полой с эжекторами вокруг каждой филь5

/

//////// / // / / / / . ////////////// // // / //////////////////

еры и соединена с источником подачи в ее полость гэзовоздушной смеси

Использование: изготовление волокна из расплава горных пород, шлаковых стекол и стеклянного боя. Сущность изобретения: устройство содержит варочный бас- сейн,фильерную пластину, намоточное приспособление. Фильер ая пластина выполнена полой с эжекторами вокруг каждой фильеры, обеспечивающими вытягивание и мгновенную закалку нити за счет подачи газовоздушной смеси через полость пластины. 5 ил.

Фиг. I

X // &

fur. #

Фиг. 5