Многокомпонентная центрифуга, система и способ для получения волокна из расплавленного материала - RU2017107241A

1. Центрифуга для получения волокон из расплавленного материала, включающая:

ступицу, простирающуюся радиально наружу относительно центральной оси и выполненную с возможностью вращения вокруг центральной оси;

кольцеобразную деталь, включающую нижнюю стенку, простирающуюся радиально наружу, боковую стенку, простирающуюся продольно вверх от нижней стенки, и верхнюю стенку, простирающуюся радиально внутрь от боковой стенки, причем первая сторона нижней стенки соприкасается со ступицей, а в боковой стенке образовано множество отверстий;

фиксирующую деталь, обращенную ко второй стороне нижней стенки;

множество крепежных элементов, соединяющих фиксирующую деталь и ступицу, причем фиксирующая деталь, ступица и множество крепежных элементов выполнены с возможностью ограничения продольного перемещения кольцеобразной детали относительно ступицы и предоставления возможности радиального расширения и сжатия кольцеобразной детали относительно ступицы; и

отражающую деталь, расположенную в направлении радиально внутрь от кольцеобразной детали и простирающуюся радиально наружу в направлении к кольцеобразной детали, причем отражающая деталь соприкасается со ступицей.

2. Устройство по п. 1, в котором первая сторона нижней стенки соприкасается со ступицей на множестве контактных площадок и отстоит от ступицы в множестве областей зазора, расположенных между множеством контактных площадок.

3. Устройство по п. 2, в котором множество областей зазора представлено утопленными участками, образованными в ступице.

4. Устройство по п. 1, в котором отражающая деталь соприкасается со ступицей на втором множестве разнесенных контактных площадок и отстоит от ступицы во втором множестве областей зазора, расположенным между вторым множеством контактных площадок.

5. Устройство по п. 4, в котором второе множество областей зазора представлено утопленными участками, образованными в отражающей детали.

6. Устройство по п. 1, в котором множество крепежных элементов установлено проходящим через соответствующее множество выемок, образованных во внутренней боковой поверхности нижней стенки.

7. Устройство по п. 1, в котором отражающая деталь выполнена в виде чаши, включающей множество отверстий в боковой части чаши.

8. Устройство по п. 1, в котором отражающая деталь представлена в виде диска.

9. Устройство по п. 1, в котором фиксирующая деталь и ступица оказывают прижимающее действие на нижнюю стенку кольцеобразной детали.

10. Устройство по п. 1, в котором кольцеобразная деталь включает множество фальцев, простирающихся радиально внутрь от боковой стенки и продольно верх от нижней стенки до верхней стенки.

11. Устройство по п. 1, дополнительно включающее:

вал, соединенный со ступицей, причем вал простирается вдоль центральной оси и выполнен с возможностью вращения вокруг нее;

разливочную деталь, выполненную с возможностью направлять поток расплавленного материала вниз для соприкосновения с отражающей деталью; и

ресивер, выполненный с возможностью направлять поток газа повышенной температуры к внешней поверхности кольцеобразной детали.

12. Устройство по любому из пп. 1-11, в котором кольцеобразная деталь и отражатель изготовлены из одного из сплавов, включающих жаропрочные сплавы на основе Ni, Fe, Cr и Со, а ступица изготовлена из нержавеющей стали.

13. Способ производства волокон из расплавленного материала, включающий:

вращение центрифуги вокруг центральной оси, причем центрифуга включает:

ступицу, простирающуюся радиально относительно центральной оси,

кольцеобразную деталь, включающую основной участок, простирающийся радиально относительно центральной оси, боковой участок, простирающийся продольно вверх от основного участка и имеющий множество отверстий, простирающихся от внутренней поверхности кольцеобразной детали к наружной поверхности кольцеобразной детали, и верхний участок, простирающийся радиально внутрь от бокового участка, причем основной участок соприкасается со ступицей;

фиксатор, обращенный ко второй стороне основания;

множество крепежных элементов, соединяющих фиксатор и ступицу; и

отражатель, расположенный в направлении радиально внутрь от кольцеобразной детали и простирающийся радиально наружу в направлении к кольцеобразной детали, причем отражающая деталь соприкасается со ступицей;

направление потока расплавленного материала на отражатель;

направление расплавленного материала от отражателя к кольцеобразной детали посредством вращения отражателя;

направление расплавленного материала через множество отверстий на боковом участке посредством вращения кольцеобразной детали;

направление потока газа повышенной температуры к расплавленному материалу, выходящему из отверстий для эффективного вытягивания расплавленного материала в волокна;

причем кольцеобразная деталь движется относительно ступицы из-за теплового расширения во время работы.

14. Способ по п. 13, в котором основной участок соприкасается со ступицей на множестве контактных площадок, смежных с множеством областей зазора, где основной участок не соприкасается со ступицей, и отражатель соприкасается со ступицей во втором множестве разнесенных контактных площадок и отстоит от ступицы во втором множестве областей зазора, где отражатель не соприкасается со ступицей.

15. Способ по п. 13, в котором по меньшей мере один из участков кольцеобразной детали нагрет по меньшей мере до 1800°F во время работы.

16. Способ по п. 13, в котором по меньшей мере один из участков центрифуги нагрет по меньшей мере до 2000°F во время работы.

17. Способ по п. 13, в котором отражатель движется относительно ступицы вследствие теплового расширения во время работы.

18. Способ по п. 13, в котором крепежные элементы передают вращающую силу кольцеобразной детали во время работы.

19. Способ по п. 18, в котором вращающая сила приложена к кольцеобразной детали у множества выемок, образованных на нижнем участке.

20. Способ по п. 13, в котором фиксатор и ступица оказывают прижимающее действие на основной участок кольцеобразной детали во время работы.

21. Способ по п. 20, в котором прижимающую силу выбирают в соответствии с предопределенным значением теплового расширения кольцеобразной детали.

22. Способ по п. 21, в котором предопределенное значение теплового расширения находится в диапазоне около 0,5%-2,5% от окружающего пространства по меньшей мере в одном измерении.

23. Система для получения волокон из расплавленного материала, включающая:

вал, простирающийся вдоль оси и выполненный с возможностью вращения вокруг нее;

центрифуга, соединенная с валом и выполненная с возможностью вращения вместе с ней, причем центрифуга включает ступицу, кольцеобразную деталь, включающую нижний участок, простирающийся радиально наружу относительно оси, боковой участок, простирающийся продольно вверх от нижнего участка и включающий множество отверстий, и верхний участок, простирающийся радиально внутрь от бокового участка, причем нижний участок соприкасается со ступицей на множестве контактных площадок и отстоит от ступицы в множестве областей зазора, и фиксирующую деталь, обращенную ко второй стороне нижнего участка;

разливную деталь, выполненную с возможностью направления потока расплавленного материала в направлении вниз к центрифуге; и

ресивер, выполненный с возможностью направления потока газа повышенной температуры в направлении к поверхности центрифуги.

24. Система по п. 23, в которой множество областей зазора представлено утопленными участками, образованными в ступице.

25. Система по п. 23, дополнительно включающая отражатель, расположенный в направлении радиально внутрь от кольцеобразной детали, причем отражатель соприкасается со ступицей на втором множестве разнесенных контактных площадок и отстоит от ступицы в множестве областей зазора.

26. Система по п. 25, в которой второе множество областей зазора представлено утопленными участками, образованными на отражателе.

27. Система по п. 23, дополнительно включающая множество крепежных элементов, соединяющих фиксирующую деталь и ступицу и проходящих через соответствующее множество выемок, образованных на нижнем участке.

28. Система по п. 23, в которой отражающая деталь и ступица оказывают прижимающее действие на нижний участок.

29. Система по любому из пп. 23-28, в которой кольцеобразная деталь включает множество фальцев, простирающихся радиально внутрь от бокового участка и продольно вверх от нижнего участка до верхнего участка.