книги из ГПНТБ / Производство стеклянных волокон и тканей

с Ѵ-образной канавкой. Валик расположен параллельно продоль­ ной оси фильерной пластины так, чтобы волокна касались его вы­ ступающего из ванночки участка. Валик при вращении захваты­ вает в ванночке слой замасливателя и подает его к движущимся волокнам. Поскольку пучок волокон распределен по поверхности валика, каждое волокно смачивается отдельно, и степень и равно­ мерность покрытия поверхности волокна замасливателем повы­ шаются. Количество наносимого замасливателя регулируется как

/ — д е р ж а т е л ь ; 2— крышка; 3 — электродвигатель; 4 — валик; 5 — ванночка; 6 — установочный винт; 7 — ролик; 8 — сливной патрубок; 9 — штуцер; 10 — во­ локна; / / — нить.

его концентрацией, так и скоростью вращения валика. При исполь­ зовании валковых замасливающих устройств значительно сни­ жается расход замасливателя, улучшаются санитарные условия работы операторов -и снижается загрязненность наматывающего аппарата; это особенно важно при использовании дорогостоящих прямых замасливателей.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СПА И ЦЕХА ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ

Аппаратура для нагрева и автоматического регулирования тем­ пературы стеклоплавильного сосуда. В промышленности стеклян­ ного волокна наибольшее распространение имеет схема электропи­ тания, в которой использованы печной трансформатор ОСУ 20/6 и дроссель насыщения типа ДОС 3,5/0,38 (рис. 9.7). Стеклопла­ вильный сосуд 5 через зажимы токоподводов и гибкие шины со-

160

единен со вторичной обмоткой 4 однофазного печного трансформа­ тора. Последовательно с первичной обмоткой печного трансфор­ матора 3 подключен дроссель насыщения 1. Напряжение питающей сети распределяется между трансформатором и дросселем. При уменьшении падения напряжения в дросселе напряжение на транс­

I Л",

и, следовательно, при том же напряжении сети напряжение на печном трансформаторе возрастает.

В процессе работы сосуда его температура непрерывно контро­ лируется, при отклонении от заданной величины регулятор темпе­ ратуры изменяет ток в обмотке управления дросселя насыщения, отчего изменяется напряжение в первичной и вторичной обмотках

печного трансформатора и разогрев сосуда, а температура его приводится к заданному значению.

Наиболее эффективно происходит регулирование температуры при изменении силы тока в обмотке управления в интервале 0,3—0,6 а. Увеличивать силу тока более 0,8 а не рекомендуется, так как при этом происходит насыщение стали и выходной ток дросселя больше не возрастает.

стого тока и тока нагрузки эти схемы можно расположить в после­ довательности: а, в, г, б, д, е. При увеличении потребляемой мощ­

токов необходимо увеличить нагрузочный ток, переключив дрос­ сель со схемы а на схему б, и т. д.

Однофазный печной трансформатор обладает эквивалентной мощностью 12 ква и напряжением 380/6. Его вторичная обмотка выполнена на каждом керне в виде трех витков из медной шины сечением не менее 800 мм2. Обмотку соединяют с зажимами токонодводов гибкими медными шинами сечением 1000—1500 мм2. От качества контактных поверхностей этих элементов, охлаждения зажимов, длины шин и степени затяжки болтов зависит величина падения напряжения на участке от трансформатора до токоподводов. Первичная обмотка трансформатора имеет отводы на 360, 370 и 380 в. Когда необходимо увеличить ток в сосуде, а другие способы, например переключение отводов на дросселе насыщения, не дают положительных результатов, дополнительное увеличение силы тока достигается подсоединением дросселя к отводу на 370 или на 360 в вместо отвода 380 в.

В промышленности применяются стеклоплавильные сосуды, греющий ток которых превышает 2500 а. Для нагрева и регулиро­ вания температурного режима таких сосудов применяется схема, в которой использован печной трансформатор ТК-12.06 и магнит­ ный усилитель УСО-20.

Принцип работы сосуда по такой схеме подобен только что рассмотренному, но оборудование и выходные электрические па­ раметры различаются.

Трансформатор ТК-12.06 имеет следующие характеристики: эквивалентная мощность 23 ква, первичный ток 60 а, вторичный ток 3500 а. Вторичное напряжение регулируется в широких преде­

162

разогрева сосуда. Остальные составляющие колебаний, вследствие того что они совершаются в очень малые промежутки времени (менее секунды), не могут быть компенсированы из-за инерцион­ ности приборов для их определения и предупреждения. Единствен­ ным способом их уменьшения остается воздействие на источники возникновения колебаний, т. е. стабилизация течения стекломассы в фильере и на выходе из нее и вытягивание волокна с постоянной

и свойств стеклянных шариков при переходе от одной партии ша­ риков к другой, старение стеклоплавильного сосуда и изоляции печи, изменение температуры и влажности воздуха в цехе и т. п.

Для управления дросселем насыщения или равнозначным ему элементом схемы, включенным последовательно с печным транс­ форматором, требуется поступление в обмотку управления элект­ рического сигнала. Величина его должна быть строго пропор­ циональна изменению напряжения, необходимого для компенса­ ции отклонения заданного среднего диаметра, или толщины нити. Такой сигнал выдается автоматическим регулятором температуры стекломассы.

В промышленности стеклянного волокна применяются регуля­ торы температуры двух типов: КРСТП-3, в котором входными параметрами являются греющий ток и напряжение на стеклопла­ вильном сосуде, и ВРТ-2, в котором входным параметром служит температура стенки сосуда (она определяется по показаниям тер­ мопары, находящейся в контакте со стенкой). КРСТП-3 обеспечи­ вает стабильность температуры фильерной пластины в пределах ±7,5 °С, а ВРТ-2 — в пределах ±1,5°С .

Электрические параметры сосуда (сопротивление сосуда, сила и напряжение греющего тока), а также температура его фильер­ ной пластины или стенок, являющиеся входными параметрами регуляторов, лишь косвенно связаны с расходом стекломассы. Их стабилизация не может предупредить изменения толщины нити при изменении состава стекла, старении сосуда и изоляции и не­ стабильности других факторов, поэтому требуется ручная под­ стройка регуляторов и постоянный внутрицеховой контроль за толщиной нити.

агрегата размещены приборы и ручки управления для включения регулятора, вывода его на требуемый ток и корректировки тем­ пературного режима сосуда. Регулятор подстраивается дежурным

164

плавильном сосуде. В промышленности стеклянного волокна в ка­ честве датчика уровня чаще всего применяются уровнемеры с пла­ тиновой иглой, принцип действия которых состоит в следующем. При отклонении уровня стекломассы от заданного изменяется со­ противление системы стекломасса — игла, что приводит к измене­ нию входного сигнала схемы уровнемера. В результате срабаты­ вает реле уровнемера, контакты которого замыкают цепь электро­

предусмотрено электронное реле времени, которое определяет про­

«низкий» уровень стекломассы.

На большинстве заводов стеклянного волокна для регулирова­ ния уровня стекломассы применяется уровнемер, являющийся составной частью регулятора КРСТП-3. Этот уровнемер обладает достаточно высокой чувствительностью и обеспечивает поддержа­ ние уровня с точностью ± 1 мм. В КРСТП-3 также имеются пока­ затели «высокого» или «низкого» уровня стекломассы, свидетельст­ вующие о нарушении нормальной работы системы загрузки. В по­ следнее время разработан новый регулятор уровня с платиновой иглой, погруженной в стекломассу на большую глубину; это устра­ няет подгорание иглы и повышает надежность работы системы за­ грузки даже при некотором вспенивании стекломассы в сосуде.

Электроснабжение цеха выработки непрерывного стеклянного волокна. В цехах выработки непрерывного стеклянного волокна устанавливаются электропечи мощностью от 10 до 25 ква каждая. Суточный график потребления электроэнергии относительно ста­ билен. Коэффициент продолжительности загрузки электропечей более 0,9. Силовыг трансформаторы питаются напряжением 6, 10 или 35 кв от районной подстанции линией электропередачи 1, 2 (рис. 9.10). От силовых трансформаторов 3—5 электроэнергия на­ пряжением 0,4—0,5 кв поступает на шины 6, 7 заводского распре­ делительного устройства и по кабелям 8—12 подводится к распре­ делительным пунктам 13—17, расположенным в цехе электропечей, откуда направляется к электрошкафам стеклопрядильных агре­ гатов 24, 25.

Для каждой электропечи в шкафу имеется свой фидер, состоя­ щий из рубильника 18 и предохранителей 19. На каждом фидере могут быть установлены магнитные пускатели 20 (на рисунке по­ казаны пунктиром) для дистанционного включения и выключения электропечи. К каждому фидеру электропечи подсоединены дрос­ сель насыщения 21, печной трансформатор 22, стеклоплавильный сосуд 23, а также двигатели наматывающих механизмов 26—29,

165

двигатели замасливающих устройств и дозаторов 30, 31 и транс­ форматоры собственных нужд 32, 33, обслуживающие агрегаты. В связи с тем, что дроссели насыщения представляют значитель­ ную индуктивную нагрузку, общий коэффициент мощности цеха

Рис. 9.10. Схема электроснабжения цеха выработки непрерывного стеклянного волокна:

выработки волокна равен 0,65—0,75. Для его повышения до 0,80—0,90 к шинам 6 и 7 распределительного устройства подклю­ чают конденсаторы 34, 35 большой мощности.

НАМАТЫВАЮЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ ВЫТЯГИВАНИЯ ВОЛОКНА И ПОЛУЧЕНИЯ ПАКОВКИ

При намотке нити на бобину производится ее упорядоченная укладка, необходимая для получения прочной паковки с равновес­ ной намоткой. Упорядоченная укладка нити позволяет легко отыс­ кивать конец нити в паковке после съема ее с наматывающего ап­ парата или при обрывах нити в процессе размотки и обеспечить

166

таким образом полный сход нити с бобины. Такая укладка нити осуществляется в результате вращения и перемещения раскладчи­ ка. При выработке стеклянного волокна применяются щелевые и спиральные раскладчики (рис. 9.11, а, б). Образующая рабочей по­ верхности раскладчиков выполняется в виде спирали. Боковая по­ верхность щели одной половины щелевого раскладчика, или витка спирали, ведет нить в одном направлении, а поверхность второй половины раскладчика, или второго витка спирали,— в противопо­ ложном. За один оборот раскладчика нить укладывается на боби­ не по спирали, причем спираль идет вдоль оси бобины то в одном, то в другом направлении. Схема намотки с перекрещивающимися витками нити называется крестовой. В зависимости от характера

продольного перемещения раскладчика могут быть получены по­ слойно-крестовая и послойно-коническая крестовая схема намотки.

При неподвижном раскладчике и строго определенном шаге раскладки получается паковка с цилиндрическими торцами и по­ слойно-крестовой схемой намотки нити. Однако на щелевых и спи­ ральных раскладчиках при высоких скоростях вытягивания шаг раскладки нити на бобине, все время в небольших пределах изме­ няется, витки нити легко сползают вниз, в результате чего нахож­ дение конца нити затруднено.

Для упорядочения укладки нити на концах паковки, увеличения ее длины и облегчения нахождения конца нити раскладчику сооб­ щается возвратно-поступательное движение. Нить перемещается от одного края паковки к другому за один ход раскладчика. Паковка приобретает треугольную форму при равенстве шага раскладки перемещению раскладчика или трапециевидную, если шаг рас­ кладки больше перемещения раскладчика.

Возможность легко найти конец нити зависит от угла перекре­ щивания витков нити ß n P (угол между касательными к перекрещи-

167

вающимся виткам в точке скрещивания), который определяется по формуле

гд е я — шаг раскладки, мм; сор и ш„ — число оборотов раскладчика и бобины

соответственно; Dn — наружный диаметр паковки, мм.

Нахождение конца нити облегчается с увеличением шага рас­ кладки и возрастанием отношения скорости раскладчика к скоро­

ся на коническую поверхность паковки, переходя от внутреннего

пропорционально положению нити по высоте паковки с периодом 1/сор. При послойно-конической крестовой намотке клебания тол­ щины нити составляют до 15% от ее средней толщины в пределах каждых 0,5—2 м; при послойно-крестовой намотке происходит та­ кое же уменьшение толщины по всей длине нити в паковке, если скорость вращения бобинодержателя не регулируется.

Масса паковки определяется ее объемом и плотностью. Внут- , ренний диаметр и длина паковки задаются соответственно наруж­ ным диаметром бобины и суммарной длиной хода раскладчика и шага раскладки.

Максимальная толщина паковки ограничена значениями угла

трения витков нити равен 0,3. Замасливатель, нанесенный на нить, увеличивает коэффициент трения. Экспериментально установлено,

168

что оптимальный угол наклона составляет 14—17°, а максимальная толщина паковки в зависимости от толщины нити равна 10—20 мм.

Плотность паковок зависит от угла перекрещивания, от натя­ жения нити и возрастает с увеличением скорости вытягивания во­

Давление, оказываемое нитью на бобину, возрастает по мере уве­ личения массы паковки, и бобина при недостаточной прочности сминается.

От массы паковки зависят затраты времени на смену бобин,

электропечей. От массы паковок зависит число съемов бобин на размоточно-крутильном оборудовании и, следовательно, произво­

времени на подготовку бобин снижаются с увеличением массы па­ ковок.

Исходным фактором, определяющим массу паковки, является длительность безобрывного процесса формования и количество формуемых волокон. На первых промышленных установках со 100-фильерными сосудами из-за повышенной обрывности количе­

рывности появилась возможность увеличить массу паковки до 300—500 г. Это было достигнуто в результате увеличения диамет­ ра бобины до 170 мм и длины паковки до 80 мм. Наматывающий аппарат имел два бобинодержателя, и предусматривалась автома­ тическая перезаправка нити. Характерно, что в период освоения 200-фильерных сосудов автоматическая перезаправка нити редко использовалась вследствие повышенной обрывности волокон в зоне формования. Впоследствии длительность безобрывного процесса формования волокна существенно возросла, стали широко внед­ ряться 400-фильерные сосуды; при этом промышленные наматы­ вающие аппараты (даже при автоматической перезаправке нити) уже сдерживают повышение производительности труда и обору­ дования установок для выработки волокна из-за необходимости частой смены бобин. Новые конструкции наматывающих аппара­ тов обеспечат получение паковок массой 2 и 5\кг.

Для паковок малой массы (до 100 г), толщина которых не превышает 7—8 мм, применяется только крестовая послойно-кони­ ческая намотка. Колебания толщины нити на отрезках длиной 1—2,5 м составляют менее 10% от средней толщины. На паковках

169