Устройство для получения штапельных волокон

 

Изобретение относится к получению огнеупорных легковесных материалов, конкретно к устройствам для получения штапельных волокон из минеральных расплавов. Изобретение направлено на улучшение качества готовой продукции. Устройство для получения штапельных волокон содержит корпус 1 и корпус 2, расположеные соосно относительно друг друга. Корпус 1 имеет проточную часть 6 в виде сопла Лаваля с диффузорными каналами 7. В корпусе 2 проточная часть образована соплом 8 и диффузором 9, содержащим цилиндрические каналы 10, образующие с осью зоны формования волокон угол 30 - 60°, соединяющие диффузор 9 и камеру 11 подвода поверхностно-активных веществ. Между внешней поверхностью сопла 8 и диффузором 9 выполнен кольцевой зазор 13. 3 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËÈÑTÈ×ÅCHÈÕ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„ (51)5 С 03 В 37 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

E... i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 434 2609/23-33 (22) 11.12.87 (46) 15.01.90. Бюл. М 2 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) В.М.Ковылов, Ю.И.Томилин, Л.И.Корницкий, А.И.Яковлев, Н.А.Овчинников, А.И.Клинов, Ю.П.Маслов, В.М.Кислицын, Г.П.Прокин и В.Ф.Шишкин (53) 666.189.211(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 916452, кл. С 03 В 37/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1110759, кл. С 03 В 37/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШТАПЕЛЬНЫХ ВОЛОКОН (57) Изобретение относится к получению огнеупорных легковесных материа2 лов, конкретно к устройствам для получения штапельных волокон из минеральных расплавов. Изобретение направлено на улучшение качества готовой продукции. Устройство для получения штапельных волокон содержит корпус 1 и корпус 2, располошенные соосно относительно друг друга. Корпус 1 имеет проточную часть 6 в виде сопла Лаваля с диффузорнымн каналами 7. В корпусе 2 проточная часть образована соплом 8 и диффузором 9, содержащим цилиндрические каналы 10, образующие с осью зоны формования волокон угол 3060, соединяющие днффузор 9 и камеру

11 подвода поверхностно-активных ве- а ществ. Между внешней поверхностью сопла 8 и диффузором 9 выполнен кольцевой зазор 13. 3 ил. 2 табл.

1535855

Изобретение относится к получению огнеупорных легковесных материалов, а конкретно к устройствам для получения штапельных волокон из минеральных расплавов.

Целью изобретения является улучшение качества готовой продукции.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез, на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг.1.

Устройство для получения штапельных волокон содержит корпуса 1 и 2, расположенные один относительно другого соосно и последовательно с помощью держателей 3, которые имеют отверстия

4, причем к корпусу 2 держатели 3 крепятся с помощью фиксатора 5, при этом корпус 1 имеет проточную часть 6 в 20 виде сопла Лаваля с диффузорными каналами 7, а в корпусе 2 проточная часть образована соплом 8 и диффузором 9, содержащим цилиндрические каналы 10, соединяющие диффуэор 9 и камеру 25

11 ПАВ, состыкованную патрубком 12 с системой подвода ПАВ к устройству, кроме того, между внешней поверхностью сопла 8 и диффузором 9 расположен кольцевой зазор 13.

Устройство работает следующим образомм.

Энергоноситель (пар, сжатый воздух) под высоким давлением подают в корпуса 1 и 2. Через каналы 7 и кольцевой зазор 13 энерго оситель посту35 пает в проточные части 6 и 9 устройства. Пройдя через каналы 7 и зазор

13, энергоноситель ускоряется и с большой скоростью входит в проточные 40 части устройства. Большие скорости энергоносителя позволяют создать эжекционный эффект в первом корпусе на входе в сопло 6, а во втором корпусе - на входе сопла 8 и выходных се45 чений цилиндрических каналов 10.IIop действием эжекционных сил через патрубок 12 в камеру 1 вводится ПАВ. В камере 11 ПАВ равномерно распространяются вокруг диффузора 9 и через каналы 10 входят в поток энергоносителя, распыляются и перемешиваются с ним. Со стороны корпуса 1 в зоне входа в проточную часть 6 подают в виде осесимметричной струи минеральный

55 расплав. Струя расплава под действием эжекционной силы засасывается в проточную часть 6 и попадает в зону действия потока энергоносителя, сформированного диффузорными каналами 7, где в результате взаимодействия с энергоносителем струя расплава распыляется на мелкие частички. Продукгы распыла подхватываются аэродинамическим потоком, который подает их в проточную часть в зону действия кольцевого зазора 13, где под действием потока энергоносителя с большей кинетической энергией, чем кинетическая энергия поступающего в проточную часть 9 суммарного потока из корпуса 1, происходит окончательное формование штапельных волокон.

Выполнение устройства в виде двух расположенных последовательно эжекторов с проточными частями в виде асимметричного сопла Лаваля в виде диффузора с входным соплом со стороны меньmего основания позволяет осуществлять переработку струи расплава в штапельные волокна в два этапа: вначале дробление струи и начало деформирования продуктов распыла, а затем окончательное формование волокон под действием более мощного потока энергоносителя с необходимыми аэродинамическими характеристиками. В данном случае процесс переработки -расплава в волокна является высокоэффективным и происходит более организовано с максимальным использованием энергии энергоносителя.

Получаемые волокна имеют диаметр, который не превышает 2х10 мм, пониженное содержание неволокнистых включений в волокнистом материале, при этом материал обладает улучшенной rvoкостью и повышенной прочностью.

Выполнение проточной части первого корпуса в виде осесимметричного сопла Лаваля с диффузорными каналами определено условием качественного дробления струи расплава, При дроблении струи необходимо получить частички расплава, на которых возможно формование волокон, причем эти частички должны за счет теплопередачи иметь динамическую вязкость около 1000 П перед тем, как они попадут в поток энергоносителя, в котором произойдет процесс формования из них волокон, т.е. до поступления в корпус 2 частицы расплава не должны подвергаться возмущению со стороны энергоносителя.

Осесимметричное сопло Лаваля позволяет получить поток энергоносителя, в котором практически отсутствуют воз-. мущения как на стенках его, так и на

1535855 его оси — фокус встре «и поз оков, образованных диффузсрными каналами, выполненными в сопле Лаваля, выходит за пределы выходного сече:шя проточной ч icTH первого корпуса,.

Выполнение проточной част!. второго корпуса в виде диффузора г входным соплом, расположенных так, что они образуют кольце ой зазор, позволяег активно 1«роизводить захват продуктов распыла и ввод.(гь их в зону действия пот. ка энерго»ос(Ге:>я, сформированного кольцевьг:1 за )Op0(f, под действием

I<.o .0ðoãñ про .сходит качественное фор- 15 мование »олок(«1, где п,>акгически исКЛК;с Íî 1. За!.Мс)",C,"Iñ; ВИО фОРМИРУЮЩ !ХС» вспс«(о!1..1ри-«ем в зедегп«е ПАВ через циIv»;(!p.;.!еские ка«(а !ы из камеры ПАВ («МРI>ИО 1) ЗОН З)ОРК!ОБЙГ«И>(1«РЗ1«ОПЯ т 20

;ч«пигь гребце-с фсрмсвани» волокон, гак ка«; в этом случае ПАВ посту»аe( на расплав с зада»ныл я! cDo«fc гв(«ГГ«, онп не подвергпюгс» ";,ополнител,IIQA инте 01. вн(сй термос >pa(>0rKe в зоне дрсб- Р5 пения стру>1 р((с,«п(!«)а.

В Устройств; ;орпуса 1 и 2 могут пе 1(. !СЩ:". "hc» 0>«и«1 ОТ>! )сн сльнО Д1)УГОГ О,:!«Го ПЕ бк(.;i.>1!() для CO ЗГ«а»И» ()D ПМс 1! °(:«ОГ>);) e (И! . ПР ЦЕССа Г! ОЛУ -с (1 НИ» 3О ш i :! П СЛ1 (>ь«,1 >,OJT()&, Oil Пр«! Пр 0! (D i«0 j«CГГ! е (fЗ 1!!(.: Р (ÇËÈ<« .«>Х В, 1),О.з Гз; «ОКНИ ГЫХ ;,.тер: - л )». (.",: -;!Hi!Гдова«,f«".пи («; «дри «еских ка»ас . (с в «..>-T«ус г(О.:"1(тва пс»! у! Пом 30-60

35, ч(п.> ус!101 Tcl! Г (.и сч 1«If» качеС (Ь .)(И Г() )»(. МОК:.> 1,! >. (i df«(Л! 11« L)(БО

;10K. » !«!(к!О.нi)i0 устp0«!cT Hd т ° е ПАВ .! 01!ж1(» НО 1>!) ЕМ>1 р>(>Р Г! i у(СЗ ГРО!«Ствс!

Pi!BII0>! -P!! ) Расг«Редел» ГЕ с>! («ГIОГ«с! еч 4Q нс:! се енин зоны «)), >;» ани» I!0»OKО».

Умс>(«с««(ая у1 О>. дс . -20", и;> !учаем

1;Ужс 1;» «Ес.т>Ч> ПОЛУ «а >Г(О«Г) (((«ГЕРИапа, i (iK как ..: 0(. !IL«> п(.реп(с;(тc» фс кус встрсчи дис(«е!)(.»Kãõ части «е», . 1> ).В из 45

;. НЫ фс >МОВаНИЯ ВОПОК; И 1 ПО!1ВЛ(1Е ГСЯ

Облсlс ь кс () ),) (1 (-!). (У)()Tc>T «lс . )лсlс

Гl(ЧI!ЫЕ«ВОЛ )1 Па );">«С f)ОЧЕ !«Iсй "!:1«11«Ы>

liPI«I(М, ПРОЙДЯ .= > У i.TI»C I «ПОПаВ H зону с;,ачивае!..>сти ПАВ, -,аки(. вс;IoKIIB 5Q пе мс.п»ют cDOH»; геен«з (ески: свойств.

О

Ув:.л(*. «е««Г(е yr;Ii. до 70-/5 пр«)водиг

Гакж» к снижению K .честв; Ic)тсвой

П«)ОДУКЦГ(И > ПОГIУ Чс(с. (ОЙ С ПО . (0(ПГ «() TI «> СЛ .-агае 0»О устройств», тзк .,«к в этом 55 случае ПАВ не;!Огу>Г проник, т, в ocевую Область прот чнс!! час гп и р(!с грос граняются то.«ь;о на и «>If()BpII;f.

Эжекц!ГО нГ«ая сила, бе иенс!) )а>(>1;«а)» по6 дачу ПАВ в проточную часть, резко снижает свою величину, что ведет к тому, что необходимы дополнительные энергозатраты для ввода ПАВ в осевую зону потока. А увеличение свьппе 80 приводит к тому, что поток энергоносителя, сформированный кольцевым зазором, препятствует поступлению ПАВ в зону формования волокон.

Характеристика вырабатываемой продукции указанным устройством представлена в табл. 1 и 2.

При производстве алюмосиликатных волокон в качестве энергоносителя использовали перегретый пар, а в качестве ПА — полифенилэтоксиликсан и минеральное масло.

Температуры вспышки полифенилэток<> силоксана 350 С. Температура вспьппки минерального масла 310 С. Давление пара на входе в устройство 0,784...

0,882 MIa. формула изобретения

Устройство для получения штапельных волокон, включающее два корпуса, эжекционное сопло для подачи расплава, канал поцвода энергоносителя и рабочие сспла, о т л и ч а ю щ е е с я гем, что, с целью улучшения качества гоговой продукции, оно снабжено расположенной в канале подвода энергoHQсителя камерой поверхностно-акгивных веществ, корпуса выполнены в виде двух расположенных последовательно эжектоp0D, смонтированных с возмсжносгью соосногс перемещения друг относитель»о друга, при этом проточная часть первого выполнена в виде профилированного асесимметричного сопла Лаваля, с концентрично размещенными вокруг минимального поперечного сечения диффузорными каналами, ориентированными параплельно оси сопла,.а проточная часть второгo эжектop;l образована рагположенным в передней стенке и выполненным в виде сопла входным отверстием и диффузором, имеющим цилиндрические каналы, образующие с осью зоны формования волокон угол 30-60 и соединяющие камеру поверхностHQактивных веществ с зоной формсвания

BolIoKoH причем наружная поверхнос гь приемного сопла и диффузор образуют кольцевой зазор, расширяющийся в поперечном сечении вдоль проточной части устройства.

1535855

E о

cd

m о

E о ! о

c»I

00 м л

О л

f»

U о ° х х

U о — 1

1 л

О сл

«h Ch

О I р, U

I 1 о

4 И М

Х еои

1 о

3. 1

I»

I о

1 .Ф й( о

Ю Я о хх

Ж Э о е

А х с р,и 0Ь еоа о о

t(Ц Ц !С

I 1 о 1

f о х

1 Ф

Э !» о

Ю

Р,Ы 0Ь

eoR

I о о д р, и 1 — 7 — —

Ю л м

О

С»! о л

СЧ

1 1О Я о хх е о е

1 1 Р

1 1О Я !

ИЙ

Ch л ь м л м л о311

D mme

1 о о р

1

Ф

Ц Х

I о

F о р

0

О м ь м

О О о

О О О м м м

lO о g о о

С0 1

С0 А

I о и р, о

hC л

Е и

t( о

m ж о!

Ю и о

g о

И о

00 о

О

D

С0 л

1 о !. р, о

m 1 cd оих

hc ц р, М Ы

1- O W л л л л о

Я хья

Х р,х!

UgZ !

0 а О

О 4

Е р,g

c»I

D

СЧ 1

1 И Р

00 л

С 1 о

Р4 л м

О л м

00 л м

5 !0 е х х хо у о р, о ж о

СЧ л

О л

СЧ

СО л е

М

34 о

0! х

Ы о

1» о

10 о о

1й2

cd 1

1 1

Ж 1

1 1

Ю I

cd I

cd р

Ф о

М

Ф

i»

U о сч х и ь и

„5 о

1О Я о хх

М Э о е

00 л

С»3 м о

С»!

О м о л л О

О О О

ОО.О eo

1 сл I о c0 О

О!О -- Ю ло и о с 1 с 1 с»с м м1 м

О "О ° О ° O »О c»О О с»О с"

ЛЧ!4ЧЛ

rn < И М < СЛ и

1 о

Ы

А о

Ic ж

С»

1 о

1» о

m р.

Э ж р

6, )

Е о

И ! о р. о о

С0 1

М Э

R оеу

0 л л 0

Ю Ю -- ,ОО О

1 о I o

О !О

Л О .О б м м,, О ° О с»О с» О л ч л

<сп<сп

Ю л

О О .О

D I 1 л О 1 м м

° o o

o ° ю . - л

С! «V>O

1535855

А-4

ФФ8. Р

Составитель Н.Ильиных

Редактор Т.Лаэоренко Техред 11.Дидык Корректор Э.Лончакова

Тираж 399

Заказ 83 Подписное

ВНИИЛИ Государственного ко;.я тета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, m-35, Раушская наб., д. 4/5

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