Установка для производства преимущественно неорганического волокна Советский патент 1980 года по МПК C03B37/09 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ

I

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию заводов стеклянного волокна.5

Известна установка, включающая ванную печь с выработочной зоной, в которой установлен питатель, сверху которого расположен вертикальный плунжер-электрод и устройство для регу- |0 лирования температуры. Напряжение от устройства для регулирования температуры в зоне питателя подается к плунжеру-электроду и питателю. Плунжер-электрод от приводного механизма может перемещаться в вертикальной плоскости с целью регулирования температуры расплава и потока распла-, ва 1.

При эксплуатации таких установок 20 в случае локального перегрева расплава, находящегося между плунжеромэлектродом и питателем, электрическое сопротивление расплава уменьшается и через него будет проходить, больший 25 ток, который приводит к его дальнейшему перегреву. При таких условиях для поддержания постоянной температуры требуется сложная система г автоматики с программтлм управлением 30

по сравнений с-регулированием температуры фильерных питателей при пропускании через них электрического тока. Более того, эта автоматическая система регулирования температуры должна быть связана с механизмом поднятия и опускания плунжера-электрода, так как с изменением температуры изменяется вязкость расплава,что приведет к изменению его потока.Кроме то;го,подвод электроэнергии напряжением более 100 В к питателю требует дополнительных специальных средств обеспечения безопасности обслуживающего персонсша..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка, включающая ванную печь, питатель, электрод, смонтированный с возможностью вертикального перемещения, причем его верхняя часть выведена через свод, и устройство для регулирования температуры расплава в выработочной зоне.

Эта установка снабжена схемой автоматического регулирования температурой расплава, связанной с приводом плунжера-электрода. Для предотПРОИЗВОДСТВА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО НЕОРГАНИЧЕСКОГО ВОЛОКНА

вращения попадания электрического тока на питатель с двух сторон плунжера-электрода установлены два неподвижных электрода 2.

Однако эта установка характеризуется сложностью и громоздкостью схемы автоматического регулирования температуры расплава в виде системы программного управления, связанной с приводом плунжера и термопарой. Кроме того, срок службы в установке такого питателя, снабженного токоподводами, не зависит от принятой схемы автоматического регулирования температуры расплава и определяется по разрушению фильерного поля или корпуса питателя из-за наличия значительной плотности тока, проходящего через питатель.

Цель изобретения - упрощение установки и повышение ее срока службы за счет обеспечения автоматического поддержания постоянной температуры расплава в выработочной зоне.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для производст преимущественно неорганического волокна, включающей ванную печь, питатель, по крайней мере, один электро смонтированный с возможностью вертикального перемещения,-причем его верхняя часть выведена через свод, и устройство для регулирования температуры расплава в выработочной зоне, устройство для регулирования температуры расплава выполнено в виде ферромагнитного сердечника, усновленного в катушке электромагнита и присоединенного к выведенной из пчи части электрода, причем питатель заземлен. Питатель выполнен в виде пластинчатого корпуса с вертикальными фильерными каналами. При этом вокруг фильерных каналов, на контактирующей с расплавом поверхности питателя, выполнены кольцевые выточки, заполненные оловом или его сплавами. А питатель выполнен в вид горизонтального лотка, один конец которого расположен в выработочной зоне, а другой - выведен из нее через торцовую стенку.

На фиг. 1 схематически изображена- установка дляпроизводства неоргнического волокна, продольный разрез (с конструктивной схемой фидер печи - фильерный питатель){ на фиг. 2 - фильерный питатель, поперечный разрез.; на фиг. 3 - фильерный питатеЛъ-,Ьид сверху,

Установка имеет фидер печи (выработочная зона}.ограниченный снизу подом 1 и сверху сводом 2. Снизу заборного очка пода 1 примыкает фильерный питатель 3 в -виде пластинчатого корпуса, в котором имеются вертикальные сквозные фильерные каналы, вокруг которых на лицевой поверхности питателя выполнены кольцевые выточки 4, заполненные оловом. Через отверстие в своде 2 в расплав 5 введен электрод 6, установленный поперечно фильерному питателю 3 с зазором. К верхней выведенной из печи части электрода 6 вертикально присоединен ферромагнитный сердечник 7, установленный в катушке электромагнита 8. Верхний конец сердечника 7 подвешен через пружину 9 к опоре 10. Одна клемма 11 источника тока (не показан)через один вывод катушки электромагнита 8 и ферромагнитный сердечник 7.соединена с электродом 6. Катушка электромагнита 8 другим выводом зашунтирована переменным сопротивлением 12. .Фильерный питатель 3 и вторая клемма 13 источника тока заземлены.

При истечении расплава 5 через под 1 фидера в фильерный питатель 3 автоматическое регулирование температуры расплава в этой зоне осуществляется следующим образом.

Электрический ток от- одной из клемм источника тока (не показан)поступает на катушку электромагнита 8, затем на ферромагнитный сердечник 7 и электрод 6 через расплав 5 на заземленный питатель 3. Электрическая цепь будет замкнута, так как одна из клемм источника электрического тока заземлена (источником такого электрического тока может быть, например, разделительный трансформатор) . На электрод б и ферромагнитный сердечник 7 посде подключения электрического тока вверх будет действовать втягивающая ферромагнитный сердечник 7 сила электромагнитного поля катушки 8 и упругая сила пружины 9, величиной, выталкивающей электрод расплавом силы Архимеда, можно пренебречь ввиду ее малости по сравнению с весом электрода и ферромагнитного сердечника. Как известно, величина силы электромагнитного поля пропорциона|1ьна силе тока, протекающего в цепи, и этот электрический ток, проходя через расплав, нагревает его, при увеличении температуры расплава его электрическое сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению силы тока в указанной электрической цепи, следовательно, к возрастанию силы электромагнитного поля катушки 8. Такое возрастание силы электромагнитной катушки, напраленной вверх, приведет к автоматическому перемещению вверх электрода 6, следовательно, к увеличению зазора, заполненного расплавом 5 между электродом б и питателем 3. В свою очере увеличение зазора между питателем 3 и электродом 6 приведет к возрастанию электрического сопротивления участка между ними,следовательно, к уменьшению силы согласно закону Ома. Таким образом, между электродом б и питателем 3 будет автоматически поддерживаться постоянное электричес кое сопротивление и в цепи будет протекать пйстоянной величины электрический ток, что (при меняющейся со временем величине приложенного напряжения)приведет к вьвделению постоянной мощности на участке между электродом 6 и питателем 3 и лавинообразного нарайтания мощности вследствие перегрева расплава наблюдаться не будет, как в случае использования описанных известных устройств. Если величина электрического тока в электрической цепи окажется недостаточно в процессе эксплуатации для поддержа ния требуемой температуры расплава выводят реостат 12, тогда часть элек трического тока ответвляется от катушки электромагнита 8 и в общей цепи будет проходить больший ток,при этом ток через катушку 8 будет проходить тот же, что и до вывода реостата 12. В случае достаточно большого сечения подводящих проводников, сопротивлением которых можно пренебречь по сравнению с сопротивлением участка между электродом б и питателем 3 падения, напряжение на участке электрод - питатель будет оставаться постоянным. При налгщке установки регулировка величины тока, проходящего в цепи, может осуществляться изменением натяжения пружины 9, расчетом количества витков, диаметра провода и габаритов катушки электромагнита 8, а также подбором ферромагнитного сердечника 7 и длины электрода б. Через фильерный питатель 3, характеризующийся прежде всего заземленным корпусом и отсутствием токопроводов, проходит электрический ток небольшой плотности. Как известно, плотность тока пропорциональна отношению величины тока к площади поперечного сечения проводника, по которому он проходит. В случае прохождения электрического тока вдоль питателя, снабженного токоподводами, площадь поперечного сечения его равна S h-a, где h - тол щина питателя, а - его ширина. В нашем случае S аt, где t - длина пи тателя, т.е. при одной и той же величине тока его плотность будет в 8/17 меньше. Так, для 3-х фильерного пита теля для производства волокна способом ВРВ плотность тока, определяемая соотношением, будет в нашем случае в 140 раз меньше по сравнению с фильерным питателем, снабженным токоподводами и имеющим такие же размеры фильерного поля. Вследствие этого существенно снижается скорость разру шения корпуса и фильерного поля в результате электроэрозии, зависящей от плотности тока. При этом ток, 1проходя по питателю через заполненные оловом кольцевые выточки 4 на землю, снижает разрушающее воздействие электроэрозии на контактирующую с расплавом поверхность питателя. Другим вариантом реализации изобретения может быть конструктивная схема установки, обеспечивающая подачу расплава из выработочной зоны фидера через его торцовую стенку. При описанной схеме автоматического регулирования температуры для этого варианта питатель должен быть выполнен в виде заземленного горизонтального лотка, один конец которого расположен в выработочной зоне, а другой выведен из нее через торцовую стенку. Таким образом, предлагаемая конструкция установки,. обеспечивая автоматическое регулирование температуры расплава в выработочной зоне,является конструктивно значительно проще, поскольку по сравнению с известной в ней отсутствует сложная и громоздкая система программного управления для автоматического регулирования температуры расплава. Кроме того,при такой конструктивной схеме снизится скорость разрушения фильерного питателя от электроэрозии вследствие значительно меньшей плотности тока, проходящего через него. Негативный эффект разрушения снизится также за счет использования На контактирующей с расплавом поверхности питателя кольцевых выточек, заполненных; оловом. Следовательно, общее снижение скорости разрушения фильерного питателя обеспечивает повышение срока его службы и установки в целом. Формула изобретения 1.Установка для производства преимущественно неорганического волокна, включающая ванную печь, питатель, по крайней мере один электрод, смонтированный с возможностью вертикального перемещения, причем его верхняя часть выведена через свод, и устройство для регулирования температуры расплава в выработочной зоне, о тличающаяся тем, что, с целью упрощения установки и повышения ее срока службы за счет обеспечения автоматического поддержания постоянной температуры расплава в выработочной зоне, устройствХ) для регулирования температуры расплава выполнено в виде ферромагнитного сердечника, установленного в катушке электромагнита и присоединенного к выведенной из печи части электрода, причем питатель заземлен. 2.Установка по п. 1, о тл ич. а ю щ а я с я тем, что питатель

выполнен в виде пласт-инчатого корпуса с вертикальными фильерными каналами . ,

3,Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что вокруг фильерных каналов, на контактирующей с расплавом поверхности питателя выполнены кольцевые выточки, заполвенные оловом или его сплавом.

4.Установка по п. 1, от л ича ю щ а яс я тем, что питатель

Ю

выполнен в виде горизонтального лотка, один конец которого расположен в выработочной зоне, а другой - выведен из нее через торцовую стенку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 2179224, кл.13-6, 1937.

2.Авторское свидетельство СССР -W 604830, кл. С 03 В 5/32, 1976.

-3