Агрегат для одержання матеріалу на основі суміші мінеральних волокон

1. Агрегат для одержання матеріалу на основі суміші мінеральних волокон, що містить піч для плавлення базальтових гірських порід із системою роздування струменя розплаву до базальтового тонкого волокна, з'єднаною з камерою волокноосадження, яка обладнана приймально-формуючим конвеєром, який відрізняється тим, що агрегат додатково містить піч для плавлення скла із системою роздування до супертонкого скловолокна, при цьому система роздування скловолокна до 3 кноосадження можна одержати довгомірний волокнистий килим [Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. Основы производства базальтовых волокон и изделий. М., «Теплоэнергетик», 2002г. стр.132]. Однак, такі пристрої вимагають використання складної конструкції системи роздмухування з великим споживанням енергоносіїв. Одержуваний матеріал має вузький діапазон діаметрів волокна і надмірно високу питому поверхню, що знижує хімічну стійкість. Високий гідравлічний опір такого базальтоволокнистого матеріалу не дозволяє використовувати його як фільтри. Зазначений пристрій має також низьку продуктивність, що приводить до високої собівартості матеріалу. Найбільш близьким технічним рішенням є агрегати для плавлення базальтових гірських порід із системою роздування струменя розплаву до базальтового тонкого волокна БТВ діаметром 820мкм [Волокнисті матеріали з базальтів України. Видавництво «Техніка», Київ. 1971р. стор.13] (найближчий аналог), обладнані камерою волокноосаждення і приймально-формуючим конвеєром. Пристрій за найближчим аналогом має високу продуктивність, до 2000т/рік, та малу собівартість волокна: 1-2тис. грн. за тонну. Недоліком цього агрегату є те, що одержувані базальтові тонкі волокна мають невелику довжину, а їх низька питома поверхня і міцністні характеристики не дозволяють використовувати одержуваний базальтоволокнистий матеріал для формування плитного матеріалу на найбільш розповсюджених типах неорганічних зв'язуючих, таких як бентонітові глини, солі Mg, АІ і т.д. Технічною задачею є створення агрегату для одержання базальтоволокнистого нетканого матеріалу на основі композиції базальтового тонкого волокна (БТВ) і супертонкого скловолокна (СТВ) з діапазоном діаметрів волокон від 1 до 15мкм, з часткою неволокнистих включень 3-7%, з підвищеними теплофізичними, міцністними характеристиками, з підвищеними значеннями питомої поверхні, термовібростійкісті. Другою задачею є створення агрегату, який має можливість отримання плитного матеріалу, у якому в якості зв'язуючого виступає супертонке скловолокно, завдяки використанню камери температурної обробки. Зазначена задача вирішується тим, що пропонується агрегат для одержання базальтоволокнистого матеріалу, який включає піч для плавлення базальтових гірських порід із системою роздуву струменя розплаву до базальтового тонкого волокна середнім діаметром 12мкм, з'єднаною з камерою волокноосадження, яка обладнана приймально-формуючим конвеєром, згідно з корисною моделлю, додатково містить піч для плавлення скла із системою роздуву розплаву скла до супертонкого волокна середнім діаметром 2мкм, при цьому, система роздуву скловолокна з'єднана з тією же камерою волокноосаждення, а між обома системами роздуву і камерою волокноосаждення додатково розташовують камеру змішування неоднорідних волокон, при цьому камера змішування являє собою турбулізатор з патрубками для уведення вентиляторного повітря. Використання в 15066 4 агрегаті вузла роздуву первинних волокон, дозволяє отримати матеріал з часткою неволокнистих включень 3-7%. Регулювання питомої поверхні волокна, що виробляється досягається за рахунок регулювання продуктивності вузла роздуву скловолокна. Патрубки для уведення вентиляторного повітря розташовують на 2-4 горизонтальних рівнях турбулізатора, при цьому один рівень патрубків забезпечує розсіювання базальтового тонкого волокна, а інші служать для змішування базальтового тонкого і супертонкого скловолокна. Переважно, що патрубки для змішання базальтових тонкого і супертонкого волокон розташовують коаксиально і під кутом 85-95° відносно вертикальної вісі камери змішування. Пропонований агрегат працює в такий спосіб (Фіг.1.) З печі для плавлення базальтових гірських порід 1 струмінь розплаву попадає в систему роздуву тонкого волокна 2. З печі 3 для плавлення базальтових гірських порід, первинні волокна діаметром 150-220мкм. попадають у систему роздуву первинного волокна 4, де потоком високотемпературних газів роздуваються до діаметра 0.53мкм. Потоки із систем роздмухування 2 і 4 попадають у камеру змішування 5, що представляє собою турбулізатор з патрубками для уведення вентиляторного повітря 6. Потім однорідна маса надходить у камеру волокноосадження 7 і далі на сітку прийомно-формуючого конвеєра 8. Далі при потребі формування плитного матеріалу, сформований матеріал підвергається температурній обробці за допомогою інфрачервоних пальників 9. Сформований на конвеєрі базальтоволокнистий матеріал, являє собою килим із суміші двох типів волокон, рівномірно розподілених між собою по об'єму. Товщина килиму становить від 50 до 200мм і регулюється швидкістю конвеєра. Збільшення номенклатури виробництва базальтоволокнистих матеріалів з розширеним діапазоном вмісту скловолокна від 1 до 10мас.% провадиться шляхом зменшення продуктивності агрегату для плавлення скла від 1 до 0,1. Відносна кількість вмісту скловолокна вище 10% недоцільна через різке збільшення собівартості кінцевого базальтоволокнистого матеріалу. Кількість горизонтальних рівнів розташування патрубків для підведення вентиляторного повітря підбирають по наступному розумінню: рівнів повинне бути не менш двох, тому що один з рівнів патрубків забезпечує розсіювання базальтового тонкого волокна, а інші служать для змішання базальтових тонкого і супертонкого скловолокна. Загальна кількість горизонтальних рівнів турбулізатора більше 4-х не дозволяє здійснювати технологічний контроль за процесом змішання. Патрубки для змішання базальтових тонкого і супертонкого волокон розташовують коаксиально для додання кругових завихрень потоків, а кут 8595° вибирають з того розуміння, що вентиляторні потоки з різних рівнів турбулізатора не повинні перехрещуватися. Нижче приведені характеристики базальтоволокнистих матеріалів при реалізації корисної мо 5 15066 делі. Приклад 1 Одержуваний базальтоволокнистий матеріал містить БТВ-97 і СТВ-3 мас.% і характеризується зменшенням теплопровідності стосовно БТВ на 5%. Зміст неволокнистих включень - 5%. Плитні вироби на основі цього складу можна одержати на органічних видах сполучних і ПВА-емульсїї методом упорскування в камеру волокноутворення, або за допомогою температурної обробки матеріалу. Щільність одержуваного базальтоволокнистого матеріалу на виході з установки 25-35кг/м3. Цей склад також підходить для виготовлення фільтрувальних матеріалів рідких і газових середовищ у системах, де має значення низький гідравлічний опір. Приклад 2 Одержуваний базальтоволокнистий матеріал містить БТВ-94 і СТВ-6 мас. %. Зменшення теплопровідності стосовно БТВ на 10%. Зміст неволокнистих включень - 5%. Щільність матеріалу на виході з агрегату складає не більш 30кг/м3. Фільтруюча здатність збільшується на 3% у порівнянні з БТВ і складає 98%. Термовібростійкість зростає на 10% стосовно БТВ. Такий склад дозво Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 ляє одержувати плити різними способами. Після термообробки плити не розшаруються. Досягається щільність плит без застосування зв'язуючих 80кг/м3. Можливе використання складу для виготовлення газових фільтрів, що працюють при високих тисках, звукоізоляторів і для теплоізоляції криогенних установок. Приклад 3 Одержуваний базальтоволокнистий матеріал містить БТВ-90 і СТВ-10 мас. %. Зменшення теплопровідності на 14% у порівнянні з БТВ. Зміст неволокнистих включень - 4%. Щільність матеріалу на виході з установки менш 30кг/м3. фільтруюча здатність збільшується на 5% стосовно БТВ і складає 98,5%, а термовібростійкість зростає на 15%. Досягається щільність плит без застосування зв'язуючих 60кг/м3. Розширено діапазон формування плит по товщині (30-80мм). Можливе використання складу для виготовлення матеріалів, застосовуваних у системах з підвищеною температурою і вібрацією. Подальше збільшення відносного вмісту БСТВ недоцільно через незначне поліпшення характеристик матеріалу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601