Волокнообразующее устройство

 

Изобретение относится к минераловатному производству , в частности, к устройствам для получения штапельных супертонких волокон способом горизонтального раздува упругой средой струи расплава, и может быть использовано в теплоизоляционной промышленности при производстве волокнистых огнеупорных материалов. Изобретение направлено на улучшение качества готовой продукции. Волокнообразующее устройство содержит корпус 1 с передней 2 и задней 3 крышками, расположенное в передней крышке приемное сопло 4, концентрично которому размещено рабочее сопло 5, выходное сечение которого лежит в одной плоскости с входным сечением камеры распыления 6. Камера распыления выполнена с радиально расположенными на рабочей поверхности камеры профилями, выполненными с заостренной передней и закругленной задней кромками, установленными в плоскостях симметрии, проходящими между продольными гофрами камеры волокнообразования. В гофрах же размещены сопла 8 с веретенообразным телом 9, которое выполнено подвижным и фиксируется в заданном положении с помощью пазов 11 и стопорного кольца 12. Крышки 2 и 3 образуют канал 13 подвода энергоносителя к соплу 5, к соплу 8 энергоноситель поступает по каналам 14, выполненным в крышке 3, к которой стыкуется эжектор 15. 2 ил.

ССЮЗ СОВЕТСНИХ сОцИАлистических

РЕСПУБЛИК (191 (111 (gII 4 С 03 В 37/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4393856/ 23-33 (22) 26.01.88 (46) 23 ° 08.89. Бал. It 31 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е. Жуковского (72) Л.И. Корницкий и А.И. Яковлев (53) 666.189.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

It 948908, кл. С 03 В 37/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1299989, кл. С 03 В 37/06, 1987.

Авторское свидетельство СССР

У 1161489, кл. С 03 В 37/06, 1983.

2 (54) ВОЛОКНООБРАЗУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к минераловатному производству, в частности к устройствам для получения штапельных супертонких волокон способом горизонтального раздува упругой средой струи расплава, и момет быть использовано в теплоизоляционной промыпатенности при производстве волокнистых, огнеупорных материалов. Изобретение направлено на улучшение качества готовой продукции. Волокнообразувщее устройство содержит корпус 1 с пе3 t >11249 4 редней 2 и задней 3 крышками, расположенное н передней крышке приемное сопло 4, концентрично которому

Размещено рабочее сопло 5, выходное сечение которого лежит в одной плоскости с входным сечением камеры 6 распыпения. Камера распыления выпол иена с радиально расположенными на рабочей поверхности камеры профиляьи, выполненными с заостренной передней и закругленной задней кромками, установленными в плоскостях симметр ;;, и,:...едящими между продольными

i зфрами камеры волокнообразования, 8 гофрах же размещены сопла 8 с неетеноо1:рызным телом 9, которое выли. но подвижным и фиксируется в заданном положении с помощью пазов

11 и стопорного кольца 12. Крышки 2 и 3 образуют канал 13 подвода энергоносителя к соплу 5, к соплу 8 энергоноситель поступает по каналам 14, выполненным в крышке 3, к которой стыкуется эжектор 15. 2 ил.

Изобретение относится к минерало- 20 ватному производству, в частности к устройствам для получения штапельных супертонких волокон способом горизонтального раздува упругой средой струи расплава, и может быть использовано в теплоиэоляционной промъпппенности при производстве волокнистых огнеупорных материалов.

Цель изобретения — улучшение качества готовой продукции.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Волокнообразующее устройство содержит корпус 1 с передней 2 и задней 35

3 крьппками, расположенное в передней крышке приемное сопло 4, концентрично которому размещено рабочее сопло

5, выходное сечение которого лежит в одной плоскости с входным сечением камеры 6 распыпения, содержащей профили 7, Сопла 8 с веретенообразным телом 9 размещены н гофрах камеры 10 волокнообразонания, причем веретенообразное тело 9 фиксируется в задан д5 ном положении с помощью пазов 11 и стопорного кольца 12, при этом крьппки

2 и 3 образуют канал 13 подвода энергоносителя к соплу 5, а к соплу 8 энергоноситель поступает по каналам

14, вьптопненным в крьппке 3, к которой стыкуется эжектор 15.

Волокнообразующее устройство работает следующим образом.

Энергоноситель (пар, сжатый воздух) под высоким данлением подают н

1 устройство, где через канал 13 он поступает к соплу 5, а через каналы—

14 — к соплу 8. Пройдя проточную часть часть сопл, энергоноситель ускоряется и с большой скоростью входит н проточную часть устройства. Поток энергоносителя создает значительный эжекционный эффект в зоне приемного сопла 4. При обтекаю и потоком энергоносителя профилей 7 создаются локальные зоны разрежения за их закруглен-.. ными кромками. Энергоноситель, проходя сопла 8, воздействует на веретенообразные тела 9 и заставляет их вибрировать, т. е. сопротивление этих тел потоку вызывает частичный пере-, ход кинетической энергии движущегося энергоносителя в энергию излучаемых нер тенообраэными теламн звуковых волн. Тем самым н зоне эжектора создается область действия мощных акус" . тических колебаний„частота и мощность которых регулируется положением тела 9 относительно сопла 8. ЧеРез несколько минут устройство готово к работе, после чего вопокнообраз ующее устройство подводят п ерпендикулярно к вертикально истекающей струе расплава, причем подводят так, что струя расплана входит в зону действия эжекционного эффекта „т. е. к входному течению сопла 4 со стороны крьппки 2. Под действием эжекционных сил струя расплава разворачивается и через сопло 4 поступает в область действия сопла 5, где под действием потока энергоносителя струя расплава разрушается на капяи, которые уносятся аэродинамическим потоком вдоль проточной части устройства, Когда расплав н виде капель, кото рые начали частично деформироватьсяр проходит через сечение, где располо1502494

Выполнение системы образования локальныХ эон разрежения в виде радиально расположенных на рабочей поверхности камеры распыления профилей, выполненных с заостренной передней и закругленной задней кромками и ориентированных к потоку энергоносителя при нулевом угле атаки, позволяет жены профили 7, происходит следующее

Капли, проходящие вблизи зон разрежения, резко изменяют свою траекторию в сторону к рабочей поверхности каме5 ры распыпения, в результате чего происходит равномерное распределение капель расплава в поперечном сечении камеры распыпа. В камере волокнообразования завершается первая стадия вытяжки. штапельных волокон из капель расплава, а в зоне действия генератора звуковых волн завершается формирование супертонких штапельных волокон. 15

Расположение в камере распыпа системы образования локальных зон разрежения позволяет кроме больших капель расплава, которые в силу своей инерционности и подьемной силы 20 поступают на периферию потока энергоносителя в проточной части устройства, увести и малые, более легкие капли расплава в активную зону энергоносителя из осевой зоны. Это позволяет 25 значительно снизить эффект коагуляции в камере распыпения и уменьшить процент неволокнистых включений в получаемом волокнистом материале.

Снабжение камеры волокнообразова- щ ния генератором звуковых волн обеспечивает увеличение периода формирования штапельных волокон и получение волокна с диаметром, меньшим 1 мкм.

Причем расположение генератора является наиболее целесообразным с точки зрения поставленных перед ним задач.

Расположение его, например, в начальной зоне проточной части устройства приводит к тому, что основная часть 40 энергии акустических колебаний используется на дробление струи расплава, причем дробление в этом случае осуществляется на капли мелких фракций ПОлучение ВОлОкОК из капель рас 45 плава мелких фракций требует значи-, тельных энергозатрат, но и тогда волокнистый материал обладает низким качеством из-эа его невысокой монтажной прочности. 50 создать локальные зоны разрежения при минимальных потерях кинетической энергии потока энергоносителя. Заостренная передняя кромка профиля приводит к появлению на ней слабой ударной волны, что обеспечивает наименьшее сопротивление данного профиля в потоке.

При стационарной эксплуатации устройства скорость энергоносителя непосредственно на входе в систему образования локальных зон разрежения, мало отличается по величине и направлению от потока энергоносителя, сфоомированного соплом 5, а образующиеся ударные волны обладают малой интенсивностью. При срыве потока с профилей в области закругленных кромок образуются зоны разрежения. Расположенные равномерно IIo сечению, они способствуют проникновению капель расплава с осевой эоны, где давление вьппе, на периферию к зонам разрежения.

Влияние этих зон распространяется в основном на мелкие капли.

При получении волокнистого материала способом горизонтального раздува струи расплава формование волокон происходит в активной зоне кольцевого потока, т. е. на периферии. Но сюда поступают в основном крупные капли, а мелкие только в незначительном количестве. Основная часть мелких капель поступает в камеру осаждения в осевой зоне потока энергоносителя в . виде неволокнистых включений — корольков. Визуально в осевой зоне потока наблюдается след из неволокнистых включений (при опытных испытаниях предлагаемого устройства такой след отсутствует) . Кроме того интенсивная подача продуктов распыления в активную зону потока энергоносителя позволяет эффективно перерабатывать струю с увеличенным расходом расплава.

Выполнение генератора звуковых волн в виде размещенных в продольных гофрах камеры волокнообразования осесимметричных сопл Лаваля с центральным веретенообразным телом, которое выполнено подвижным вдоль оси сопЛа и фиксируется в заданном положении с помощью стопорного кольца, позволяет без дополнительных потерь энергии энергоносителя на сопротивление сообщить дополнительный импульс общему потоку энергоносителя и создать поле

1502494 акустических колебаний для завершения формовапия супертоиких штапельных волокон, причем частота и мощность поля определяется положением веретенооб5 разного тела относительно сопла. Это способствует получению волокнистого материала с улучшенньм качеством при иптенсифицированном процессе переработки расплава в супертонкие волокна, Сообщение дополнительного импульса суммарному потоку энергоносителя происходит непосредственно в самом потоке, что значительно улучшает эжекционные свойства устройства. К тому же действие генератора распространяется мгновенно на всю активную зону потока энергоносителя .

Расположенйе профилей в проточной части устройства в плоскостях сищчет- Щ рии, проходящих мезду гофрами, позволяет вьравнять профиль скорости общего потока энергоносителя в поперечном сечении проточной части устройства и обеспечить интенсивное смещение25 продуктов распыла с активным потоком энергоносителя, а в сочетании с эжектором устройство формирует компактный поток на промежутке от вЫходного сечения устройства до входного сф- 30 чения камеры осаждения, что обеспечивает максимальное использование энергии энергоносителя при формованни волокон»

Таким образом, совокУпность укаэанных признаков позволяет обеспечить более равномерное распределение частиц расплава в проточной части устI ройства, интенсивное смешение продуктов распыления с активным потоком энергоносителя, увеличить эжекционные

Ф .войства устройства и увеличить период формования волокон.

Формула изобретения

Волокнообразуюцее устройство, включающее корпус, переднюю и заднюю крышки, приемное сопло, камеры распыления, камеру волокнообразования, рабочая поверхность которой выполнена в форме обращенного больпим основанием в сторону камеры распыления усеченного конуса с направленными к выходному отверстию продольными гофрами, рабочее сопло и эжектор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества готовой про.дукции,.камера распыления выполнена с радиально расположенньии на ее рабочей поверхности профилями с заостренной передней н закругленной задней кромками, установленными в плоскостях симметрии, проходящих между гофрами, а камера волокнообразовапия выполнена с генератором звуковых волн, выполненньак в виде размещенных в продольных гофрах осесимметричнык сопл Лаваля с центральным веретенообразным телом, смонтированным с возможностью перемещения вдоль оси сопла и снабженным стопорньак кольцом.

1502494 диУА

Составитель Н. Ильиных

Редактор И. Дербак Техред Л.Олийнык

Корректор С. Черни

Заказ 5033/29 Тираж 418 ЛоДпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, _#_-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101