УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО РАСПЛАВА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО РАСПЛАВА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2125024 (13) C1

(51) 6 C03B37/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95112696/03 
(22) Дата подачи заявки: 1995.07.20 
(45) Опубликовано: 1999.01.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Горяйнов К.Э. и др. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов. - М.: Стройиздат, 1966, с.91 - 95. SU, авторское свидетельство, 1735214, кл. C 03 B 37/04. 
(71) Заявитель(и): Калитин Владимир Александрович 
(72) Автор(ы): Калитин Владимир Александрович 
(73) Патентообладатель(и): Калитин Владимир Александрович 
Адрес для переписки: 192241 Санкт-Петербург, ул.Белы Куна 17-1-61, Калитину В. 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО РАСПЛАВА 

Использование: для промышленности теплоизоляционных материалов. Сущность изобретения: устройство включает направляющий лоток, вращающуюся чашу с канавками, равномерно расположенными на ее внутренней поверхности и направленными от центра чаши к ее периферии, и кольцевую дутьевую головку. Канавки направлены под углом, равным



где - угол между векторами относительной скорости струи расплава в канавке и обратным продолжением вектора окружной скорости вращения чаши, причем 60<; vо - окружная скорость вращения чаши; vк - относительная скорость струи расплава в канавке; va - абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки. Достигаемый результат заключается в улучшении качества волокна (уменьшении диаметра) и повышении производительности устройства (увеличении выхода волокна). 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к промышленности теплоизоляционных материалов и может быть использовано для получения минерального волокна.

Известно устройство для изготовления минерального волокна, включающее направляющий лоток, вращающуюся чашу и кольцевую дутьевую головку (Горяйнов К. Е. и др. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов. - М.: Стройиздат, 1966, с. 91-96). Это устройство позволяет получать волокно за счет первоначального центробежного расщепления расплава во вращающейся чаше на минеральные образования: струйки, пленки и капли и последующего вытягивания из них волокон потоком энергоносителя, выходящим из дутьевой головки.

Волокно, получаемое с помощью этого устройства, имеет значительный разброс по диаметру. Кроме того, в волокне присутствует большое количество (25%) неволокнистых включений - "корольков", ухудшающих качество волокна. Также значительное количество тяжелых частиц расплава вылетает из зоны действия энергоносителя и выпадает в отходы (22-28%). Таким образом, известное устройство имеет следующие недостатки: низкое качество производимого волокна и низкую производительность.

Известно устройство для изготовления волокна из минерального расплава, включающее направляющий поток, вращающуюся чашу и дутьевую головку, причем чаша выполнена с канавками, равномерно расположенными на ее внутренней поверхности и направленными от центра чаши к ее периферии по дугам, изогнутым в сторону, противоположную направлению вращения чаши (авторское свидетельство СССР N 1735214, А1, кл. C 03 B 37/04, 1992).

Это устройство является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству и выбрано в качестве ближайшего аналога.

Благодаря наличию в чаше канавок происходит равномерное расщепление расплава на струйки, которые потом вытягиваются в волокна потоком энергоносителя. Качество волокна, получаемого с помощью этого устройства, значительно лучше, так как оно имеет меньший разброс по диаметру, количество неволокнистых включений в нем, а также отходов при его производстве незначительно.

Однако это устройство имеет недостаток - струи расплава, вытекающие из канавок чаши, имеют низкую абсолютную скорость движения, так как вектор относительной скорости струи расплава, совпадающий с линией тока расплава в канавках, направлен в сторону, противоположную вектору окружной скорости вращения чаши, направленному в сторону вращения чаши по касательной к ее окружности. И при векторном сложении скоростей абсолютная скорость принимает низкое значение, в результате чего площадь сечения струи расплава увеличивается, а следовательно, увеличивается диаметр волокна. Кроме того, из условия стационарности течения (постоянства расхода), с увеличением диаметра уменьшается и выход волокна.

Таким образом, следствием указанного недостатка является низкое качество волокна и низкая производительность устройства.

Задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении качества волокна и повышении производительности устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для изготовления волокна из минерального расплава, включающем направляющий лоток, вращающуюся чашу с канавками, равномерно расположенными на ее внутренней поверхности и направленными от центра чаши к ее периферии, и кольцевую дутьевую головку, угол, под которым направлены канавки, равен



где

- угол между вектором относительной скорости струи расплава в канавке и обратным продолжением вектора окружной скорости вращения чаши, причем 60o < < 160o;

vо - окружная скорость вращения чаши;

vк - относительная скорость струи расплава в канавке;

vа - абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки.

На фиг. 1 изображено устройство для изготовления волокна, продольный разрез, на фиг. 2, 3, 4, 5 - варианты внутренней поверхности чаши с различным направлением канавок.

Устройство для изготовления волокна из минерального расплава включает направляющий лоток 1 для подачи расплава, чашу 2, вращающуюся на горизонтально установленном приводном валу 3, и кольцевую дутьевую головку 4. На внутренней поверхности 5 чаши 2 расположены канавки 6, направленные от центра чаши 2 к ее периферии под определенным углом.

Угол, под которым направлены канавки 6, определяется по формуле (выведенной из теоремы косинусов)



где

- угол между вектором относительной скорости струи расплава в канавке и обратным продолжением вектора окружной скорости вращения чаши, причем 60o < < 160o;

vо - окружная скорость вращения чаши,

vк - относительная скорость струи расплава в канавке,

vа - абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки.

Угол изменяется в пределах от 60o до 160o. При < 60o канавка 6 будет направлена так, что геометрическая сумма вектора окружной скорости вращения чаши 2, направленного в сторону вращения чаши 2 по касательной к ее окружности, и вектора относительной скорости струи расплава в канавке 6, направленного в противоположную сторону, то есть абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки 6, будет принимать значения меньшие, чем окружная скорость вращения чаши 2. А это значит, что будет происходить снижение производительности устройства, что нежелательно. При > 160o абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки 6 будет принимать одни из больших значений, однако выполнить канавки под таким углом с технической стороны решения задачи весьма сложно. Поэтому предел изменения угла ограничивается 160o.

На фиг. 2 показана чаша 2, на внутренней поверхности 5 которой канавки 6 направлены под углом от 60o до 90o, то есть в сторону, противоположную направлению вращения чаши 2.

На фиг. 3 канавки 6 направлены под углом = 90o, то есть радиально по отношению к центру чаши 2.

На фиг. 4 канавки 6 направлены под углом от 90o до 160o, то есть в направлении вращения чаши 2.

На фиг. 5 канавки 6 направлены по дугам, изогнутым в сторону вращения чаши 2, причем угол , при котором расплав выходит из канавки 6, изменяется от 60 o до 160 o.

Для удобства изображения на фиг. 2, 3, 4, 5 сложение скоростей условно выполнено в двухмерном пространстве (в плоскости), тогда как это сложение должно выполняться в трехмерном пространстве.

Чем больше изменяется угол от 60o к 160o, под которым направлены канавки 6, тем больше абсолютная скорость струи расплава (см. Кульмач П.П., Гидроаэромеханика, - Л.: ВВИТКУ, 1972, с. 559-562), и тем меньше их диаметр на выходе из канавок 6, а следовательно, и диаметр получаемых волокон. Пропорционально уменьшению диаметра волокон при постоянном дебите (расходе) расплава из плавильного агрегата увеличивается и выход получаемых волокон.

Устройство работает следующим образом.

Минеральный расплав, вытекающий из плавильного агрегата, подают на направляющий лоток 1, с которого он поступает на внутреннюю поверхность 5 чаши 2. Под действием центробежной силы расплав, растекаясь тонкой пленкой по внутренней поверхности 5 чаши 2 и перемещаясь к ее периферии, попадает в равномерно расположенные канавки 6. Канавки 6 направлены от центра чаши 2 к ее периферии, и для обеспечения высокой скорости струи расплава на выходе из канавок 6, угол , под которым они выполнены, изменяется в пределах от 60o до 160o. Струйки расплава двигаются по канавкам 6, постоянно уменьшаясь в сечении, к периферии чаши 2 и сходят с нее, где приобретают абсолютную скорость, равную векторной сумме относительной скорости струй расплава, направленной по линии тока расплава в канавках 6 и окружной скорости вращения чаши 2, направленной в сторону вращения чаши 2 по касательной к ее окружности. Поток энергоносителя, выходящего из дутьевой головки 4, подхватывает струйки расплава, изменяет их траекторию приблизительно на 90o, вытягивает их до конечного диаметра и охлаждает до отвердевания в волокна.

Достижением решения поставленной задачи является следующее: при угле , под которым направлены канавки, находящимся в пределах 60-160o, происходит увеличение абсолютной скорости струй расплава на выходе из канавок. Это приводит к снижению диаметра струек расплава, а также получаемых из них волокон (на 10-15%), что улучшает качество волокна. Кроме того, повышается производительность устройства за счет увеличения выхода волокна из расплава (на 12-15%), причем технологические параметры такие как: частота вращения чаши, скорость подачи энергоносителя, вязкость и др. остаются неизменны.

Чаша для расщепления расплава выполняется цельной металлической, с теплоизолирующей подложкой или водоохлаждаемой полостью (на фиг. 1 не показано). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для изготовления волокна из минерального расплава, включающее направляющий лоток, вращающуюся чашу с канавками, равномерно расположенными на ее внутренней поверхности и направленными от центра чаши к ее периферии, и кольцевую дутьевую головку, отличающееся тем, что угол, под которым направлены канавки, равен



где - угол между вектором относительной скорости струи расплава в канавке и обратным продолжением вектора окружной скорости вращения чаши, причем 60<;

vо - окружная скорость вращения чаши;

vк - относительная скорость струи расплава в канавке;

vа - абсолютная скорость струи расплава на выходе из канавки.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru