устройство для получения волокна из термопластичного материала

Формула изобретения

Устройство для получения волокна из термопластичного материала, преимущественно из стекла и базальта, содержащее плавильную камеру из огнеупорного материала с фильерной пластиной из платинового сплава и установленный внутри камеры нагреватель из платинового сплава, отличающееся тем, что нагреватель выполнен в виде фигурного перфорированного экрана, перекрывающего плавильную камеру по ее сечению, при этом отношение расстояния между нижней кромкой нагревателя до внутренней поверхности фильерной пластины к высоте плавильной камеры составляет 0,25 0,75.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию для производства волокна из термопластичного материала, преимущественно из стекла и базальта.

Известно устройство для выработки непрерывного стекловолокна, содержащее сосуд с установленной в его дне фильерной пластиной и системой фигурных экранов, расположенных внутри сосуда (патент США N 3556753, кл. 65-2, 1971). Сосуд и фигурные экраны соединены с источником электропитания. Фигурные экраны служат для создания камер с индивидуальным питанием и регулированием температуры.

Недостатком описанного устройства является сложность конструкции, относительно большой удельный расход платинового сплава на сосуд и экраны, а также значительные тепловые потери через наружные поверхности деталей сосуда вследствие разности в теплопроводности стекла и теплоизолирующего материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения стекловолокна, содержащее плавильную камеру из огнеупорного материала со снабженной токоподводом фильерной пластиной из платинового сплава и установленный внутри камеры нагреватель из платинового сплава (авт.св. СССР N 962226, кл. C 03 B 37/09, 1982). Фильерная пластина расположена в выработочной камере, выполненной из платинового сплава. Нагревательный элемент выполнен в виде цилиндра с прорезями, соосного с камерой, при этом расстояние между нижней кромкой элемента и дном камеры составляет 0,16 0,25 высоты плавильной камеры.

Недостатками описанного устройства являются достаточно сложная конструкция, требующая наличия двух камер плавильной и выработочной, необходимость расходования платинового сплава на выработочную камеру, а также повышенный расход электроэнергии, так как до поступления в выработочную камеру имеет место некоторое охлаждение расплава, который затем необходимо дополнительно подогревать в выработочной камере.

Цель изобретения снижение расхода драгметалла, упрощение конструкции устройства и экономия электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения волокна из термопластичного материала, содержащем плавильную камеру из огнеупорного материала с фильерной пластиной из платинового сплава, согласно изобретения нагреватель выполнен в виде фигурного перфорированного экрана, перекрывающего плавильную камеру по ее сечению, при этом отношение расстояния между нижней кромкой нагревателя и внутренней поверхностью фильерной пластины к высоте плавильной камеры составляет 0,25 0,75.

Отличительными признаками заявляемого устройства является то, что нагреватель выполнен в виде фигурного перфорированного экрана, перекрывающего плавильную камеру по ее сечению, а также то, что отношение расстояния между нижней кромкой нагревателя и внутренней поверхностью фильерной пластины к высоте плавильной камеры составляет 0,25 0,75.

Выполнение нагревателя в виде фигурного перфорированного экрана, перекрывающего плавильную камеру по ее сечению, позволяет сократить удельный расход драгметалла за счет исключения необходимости введения в конструкцию выработочной камеры из драгметалла при обеспечении подвода необходимого количества тепла, снизить удельный расход электроэнергии за счет устранения охлаждения расплава перед поступлением его на выработку, а также упростить конструкцию печи.

Новое отношение расстояния между нижней кромкой нагревателя и внутренней поверхностью фильерной пластины к высоте плавильной камеры, составляющее 0,25 0,75, установлено экспериментальным путем.

Уменьшение этого отношения менее 0,25 приводит к перегреву расплава, поступающего на фильерную пластину, а также к потере фильерной пластиной ее способности регулировать температуру выработки расплава.

Увеличение отношения более 0,75 ведет к необходимости чрезмерно увеличивать тепловую нагрузку на фильерную пластину (т.е. увеличивать ток регулировки), что приводит к деформации фильерной пластины, нестабильности процесса выработки расплава, к сокращению срока службы фильерной пластины.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, разрез.

Устройство содержит плавильную камеру 1 из огнеупорного материала, снабженную крышкой 2 из огнеупорного материала с отверстиями 3 для загрузки исходного сырья (стеклошариков или базальтовой крошки), для вывода газов, а также для ввода горелок при ремонте и выемке нагревателя 4, выполненного в виде фигурного перфорированного экрана из платинового сплава, перекрывающего плавильную камеру 1 по ее сечению и снабженного токоподводами 5. В дне плавильной камеры 1 установлена фильерная пластина 6, снабженная токоподводами 7 для регулирования температуры выработки волокна. Под фильерной пластиной 7 предусмотрен холодильник 8.

Исходное сырье засыпают в плавильную камеру 1 через отверстия 3 в крышке 2, расплавляют его под действием температуры, создаваемой нагревателем 4 в результате протекания тока, подводимого через токоподводы 5. За счет того, что нагреватель 4 выполнен в виде перфорированного экрана, перекрывающего сечение плавильной камеры 1, обеспечивается гомогенизация расплава. Гомогенизированный расплав поступает на фильерную пластину 6, которая за счет подачи через нее тока токоподводами 7 поддерживает постоянной температуру выработки волокна.

Расплав, протекая через фильеры фильерной пластины 6, охлаждается с помощью холодильника 8, после которого волокно поступает на наматывающий аппарат.

Фигурный перфорированный экран, служащий нагревателем 4, может иметь форму корыта, желоба, лотка, У- или -образную форму и т.д.

Конкретный выбор оптимальной высоты расположения нижней кромки нагревателя зависит от состава исходного сырья, от количества и плотности расположения фильер в фильерной пластине, от требуемой толщины конечного волокна и других технологических факторов.

Использование предлагаемого устройства позволяет сократить удельный расход драгметалла и электроэнергии, упростить конструкцию.