Устройство для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов

Полезная модель направлена на повышение срока эксплуатации и экономичности устройства. Указанный технический результат достигается тем, что устройство для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов содержит обогреваемый фильерный питатель с загрузочной трубой, обогреваемую струйную трубку, стыковое соединение фильерного питателя и струйной трубки, токоподводы фильерного питателями токоподводы струйной трубки. Поверхности стыковых элементов стыкового соединения выполнены криволинейными, вогнутой формы, сужающимися по направлению к фильерному питателю. Стыковой элемент струйной трубки размещен внутри стыкового элемента фильерного питателя с зазором. Образующая криволинейной поверхности стыковых элементов выполнена двумя радиусами: R1=35 мм. и R2=42 мм. с плавным переходом между ними.

Полезная модель относится к устройствам для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов, а именно, из расплава горных пород, например, базальта.

При производстве непрерывных волокон из расплава горных пород возникают трудности, связанные с узким температурным интервалом рабочей вязкости расплава, поэтому не допустимы колебания температур расплава.

Одной из основных задач, решаемых для обеспечения высокой производительности и эксплуатационной надежности устройства для производства непрерывной нити из оксидных термопластичных материалов с высокой температурой плавления, является сохранение максимальной изотермичности потока его расплава через стыковочный узел питающей трубки струйного питателя и загрузочной трубы питателя.

Общеизвестно устройство для получения базальтового волокна, содержащее обогреваемую питающую трубку, обогреваемый фильерный питатель, систему стыковки питающей трубки и филъерного питателя и узел приемки волокна, разработанное Киевской научно-исследовательской лабораторией базальтового волокна и материалов из него, у которого элементы стыковки питающей трубки и.фильерного питателя выполнены конической формы с углом конусности 6-8 и размещаются один в другом при монтаже изделий

в единое устройство для выработки волокна (ТУ 48-1-467-89 и ТУ 48-1-73-88), (Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. Основы производства базальтовых волокон и изделий. М., «Теплоэнергетик», 2002, с.106).

Недостатком данного устройства является то, что стыковочный элемент питающей трубки, выполненный конусным, является одновременно и токоподводом для нагрева самой питающей трубки, а стыковочный элемент фильерного питателя служит одновременно и загрузочной трубой фильерного питателя и в процессе эксплуатации при температуре 1200 С и более образуется неразъемное соединение питающей трубки и фильерного питателя в результате приварки поверхностей токоподвода питающей трубки и загрузочной трубы фильерного питателя, и при демонтаже происходит обрыв загрузочной трубы фильерного питателя, что приводит к выходу из строя всего устройства.

Известно также устройство для выработки непрерывного волокна из базальтового сырья, содержащее обогреваемые фильерный питатель и струйную трубку, фланцевое соединение питающей трубки и фильерного питателя с зазором 2-8 мм, имеющее минимальный внешний диаметр фланца на 10 мм больше внутреннего диаметра струйной трубки (Патент РФ №2111181. МПК С 03 В 37/09, оп. 20.05.98 г.).

Фланцевое соединение в указанном устройстве, находясь по условиям монтажа, как правило, на значительном расстоянии от верхнего перекрытия фильерного питателя, для обеспечения герметичности в целях избежания течи расплава, достигаемой путем замораживания расплава по периферии фланцев стыковочного узла, не позволяет подавать горячий расплав непосредственно в обогреваемую зону фильерного питателя, поэтому расплав, проходя от фланцевого соединения по загрузочной трубе фильерного питателя, которая

практически не обогревается, охлаждается и температурный перепад расплава при входе его в питатель достигает 80 С и более. По этой причине расплав в центральной зоне фильерного питателя поступает к фильерам фильерных пластин с более низкой температурой по сравнению с расплавом, распределяемым экраном по сторонам от центральной зоны ближе к его торцевым зонам, что отрицательно сказывается на стабильности процесса, производительности и эксплуатационной надежности.

Наиболее близким но технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов, содержащее обогреваемые фильерный питатель и струйную трубку, стыковое соединение фильерного питателя и струйной трубки, у которого центральная часть стыковых элементов выполнена конической формы, вершиной обращенной в сторону фильерного питателя, и коническая часть стыкового элемента струйной трубки размещена внутри конической части стыкового элемента фильерного питателя (п. РФ на п.м. №32777, МПК 7 С 03 В 37/09, оп. 27.09.2003 г.).

У данного устройства фланцевое соединение выполнено с резкими перегибами и углами, где возникают значительные механические напряжения, отрицательно влияющие на прочностные свойства устройства. Кроме того, фланцевое соединение указанной конструкции характеризуется нерациональным расходом дорогостоящего материала.

Задача, положенная в основу заявляемой полезной модели, заключается в повышении срока эксплуатации и экономичности устройства.

Технический результат обеспечивается за счет исключения опасных зон концентрации механических напряжений в стыковом

соединении устройства и выполнении стыкового соединения рациональной формы.

Поставленная задача решается следующим образом:

В устройстве для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов, содержащем обогреваемые фильерный питатель и струйную трубку и стыковое соединение фильерного питателя и струйной трубки, у которого стыковой элемент струйной трубки размещен внутри стыкового элемента фильерного питателя, согласно заявляемому техническому решению, поверхности стыковых элементов стыкового соединения выполнены криволинейными, вогнутой формы, сужающимися по направлению к фильерному питателю.

При этом, образующая криволинейной поверхности стыковых элементов может быть выполнена по меньшей мере двумя радиусами: R ₁ = 33-37 мм. - в верхней части стыковых элементов и R ₂ = 40-50 мм. - в их нижней части, с плавным переходом на границе их стыковки.

Выполнение поверхности стыковых элементов стыкового соединения криволинейными вогнутой формы, сужающейся к фильерному питателю, или выполнение ее образующей по меньшей мере двумя радиусами: R₁=33-37 мм. - в верхней части стыковых элементов и R₂ =40-50 мм. - в их нижней части, с плавным переходом на границе их стыковки, размещенных один в другом и сужающихся к фильерному питателю, исключает наличие в конструкции стыкового соединения перегибов и углов, что позволяет свести до минимума в нем механические напряжения, а следовательно, и увеличить срок эксплуатации. Кроме того, на изготовление стыкового соединения указанной криволинейной формы требуется меньшее количество дорогостоящего материала. При выполнении образующей криволинейной поверхности стыковых элементов радиусами: R₁-

менее 33 мм и R₂ - менее 40 мм. образуется крутая поверхность стыковых элементов, периферия которых расположена на близком расстоянии от обогреваемого корпуса, что неизбежно приведет к разгерметизации стыкового соединения из-за размораживания расплава теплом от корпуса фильерного питателя, а при величине радиусов стыковой поверхности R₁ - более 37 мм. и R₂ - более 50 мм. -поверхность стыковых элементов экономически нецелесообразна из-за большего расхода дорогостоящего металла.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемую полезную модель новой.

На рисунке представлено заявляемое устройство в разрезе.

Устройство для выработки волокна из оксидных термопдастичных материалов состоит из обогреваемого фильерного питателя 1 с загрузочной трубой 2, обогреваемой струйной трубки 3, стыкового соединения фильерного питателя 1 и струйной трубки 3, у которого стыковой элемент 4 струйной трубки 3 размещен внутри стыкового элемента 5 фильерного питателя 1 с зазором, токоподводов 6 фильерного питателя 1 и токоподводов 7 струйной трубки 3. Стыковые элементы 4 и 5 выполнены вогнутыми, криволинейной формы, сужающимися по направлению к фильерному питателю.

При этом, образующая криволинейной поверхности стыковых элементов 4 и 5 образована двумя радиусами: R₁=35 мм и R₂= 42 мм. с плавным переходом между ними.

Устройство работает следующим образом.

Базальт загружают в печь, где он под термическим воздействием плавится и в виде расплава подается в струйную трубку 3, проходит стыковое соединение, загрузочную трубу 2 и поступает в фильерный питатель 1, где, вытекая через фильеры, расплав формируется в волокна.

В таблице приводим сравнительные данные заявляемого и известных устройств для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов.

Технические преимущества заявляемого устройства выявлены по сравнению с известными техническими решениями той же задачи, находящимися в тех же условиях эксплуатации, что и заявляемое устройство.

Из таблицы видно, что заявляемое устройство имеет более высокий срок эксплуатации при меньшем расходе дорогостоящего материала на основе платины.

Формула полезной модели

1. Устройство для выработки волокна из оксидных термопластичных материалов, содержащее обогреваемые фильерный питатель и струйную трубку, стыковое соединение фильерного питателя и струйной трубки, у которого стыковой элемент струйной трубки размещен с зазором внутри стыкового элемента фильерного питателя, отличающееся тем, что поверхности стыковых элементов стыкового соединения выполнены криволинейными, вогнутой формы, сужающимися по направлению к фильерному питателю.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что образующая криволинейной поверхности стыковых элементов стыкового соединения выполнена по меньшей мере двумя радиусами, равными: R₁=33-37 мм - в верхней части стыковых элементов, и R₂=40-50 мм - в их нижней части с плавным переходом между ними.