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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Glasfäden aus der geschmolzenen Masse.
Man hat bereits vorgeschlagen, Glasfäden in der Weise herzustellen, dass man die Glasmasse in einem Schmelzbehälter erhitzt und die geschmolzene Masse aus den im Boden des Behälters vorgesehenen Ausflussöffnungen entweder unter mechanischem Abziehen oder selbsttätig unter der eigenen
Schwere austreten liess, wobei man die Heizgase über die flüssige Glasmasse leitet. Dabei zeigte sich, dass die Glasmasse ungleichmässig erhitzt wurde und dass der Wärmeinhalt des Brennstoffs nicht ge- nügend ausgenutzt wurde.
Man hat auch schon empfohlen, die Flamme senkrecht nach unten auf die im Boden des Ofens angeordnete Düsenplatte zu richten. Die Düsen waren aber ganz unregelmässig über die Düsenplatte verteilt, so dass das Glas über den Düsen verschieden stark erwärmt wurde, wodurch verschieden starke Fäden von den einzelnen Düsen abgezogen wurden. Man hat ferner vorgeschlagen, bei Schachtöfen mit im Boden angeordneten Düsen den Ofen in Drehung zu versetzen, jedoch wurde die Flamme nicht senkrecht auf die Düsenplatte, sondern seitlich über die Spinndüsenplatte geleitet, so dass auch hier Zonen ungleicher Temperaturen vorhanden waren.
Demgegenüber betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Glasfäden aus der geschmolzenen Glasmasse, das sich dadurch auszeichnet, dass in dem Boden eines, wie bekannt, um seine senkrechte Achse umlaufenden Schachtofens die Düsen, wie ebenfalls bekannt, auf Kreisringen gleichmittig zur Ofenachse angeordnet sind, um die Flammen, wie gleichfalls bekannt. in Richtung der Schachtachse in den Ofen eingeführt werden, so dass die einzelnen Düsenringe in Zonen etwa gleicher Temperatur liegen.
Die Erfindung besteht also in der Kombination verschiedener bekannter Verfahrensmerkmale.
Der Schmelzofen kann nach einer bevorzugten Ausführungsform gegenüber der Spinntrommel bewegt, z. B. seitlich hin und her geschoben, werden. Auch können die Heizgase im Gegenstrom zum Glasfluss geführt werden, d. h. die Gase werden zunächst in die Nähe der Austrittsöffnung für das flüssige Glas geleitet, dann zum Läutern des geschmolzenen Glases, darauf zum Schmelzen des Glases und schliesslich zum Vorwärmen des noch ungesehmolzenen Glases benutzt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Ausführung des vorher beschriebenen Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, dass in der Mitte der Düsenplatte ein Prallkörper von solcher Gestalt vorgesehen ist, dass der Flammenkern, der eine niedrigere Temperatur aufweist als der Flammenmantel, durch die Prallfläche bedeckt wird. Der Prallkörper hat zweckmässig etwa dieselbe Wandstärke wie die Düsenplatte und wird vorzugsweise auswechselbar in der Düsenplatte angeordnet.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt. Fig. 1 zeigt in senkrechtem Längsschnitt die Bodenplatte eines Schachtofens nach der Erfindung, in deren Mitte im Flammenkegel ein Prallkörper vorgesehen ist. Fig. 2 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch einen Schachtofen nach der Erfindung.
Bisher hat man bei der Herstellung von Glasfäden die Heizflamme entweder waagrecht über die Glasschmelze geleitet oder aber senkrecht nach unten auf eine mit Glas bedeckte Düsenplatte gerichtet. Da jedoch jede Flamme ringförmige Zonen verschiedener Wärme aufweist, die Verteilung der Ziehdüsen in der Düsenplatte hierauf aber keine Rücksicht nahm, konnte man nach den bisherigen Verfahren nur einen Teil der Flamme verwerten, weil die Temperatur nur im Bereich des äusseren
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Mantels so beschaffen war, dass die zur Erzielung eines fortlaufenden, brauchbaren Glasfadens notwendige Temperatur erreicht wurde.
Alle Teile im Flammenkern oder in der Spitze oder in der Aussenzone in der Nähe der Düsen zeigten entweder eine zu hohe oder eine zu niedrige Temperatur, die in diesen Flammenzonen liegenden Düsen lieferten keine brauchbaren Glasfäden, so dass man nach den bisherigen Verfahren die Flammenwärme nur sehr unvollkommen ausnutzen konnte.
Wenn man aber nach der Erfindung, wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, die Flamme 2 aus dem Brenner 1 senkrecht gegen die Düsenplatte 3 leitet und in Richtung der Flammenachse jazz einen Prallkörper 12 so anordnet, dass man den kälteren Flammenkern abdeckt, erreicht, man vor allem, wenn man zur Ausschaltung unvermeidlicher Temperatursehwankungen in der Heizflamme den Ofen dreht, dass die in gleiehmittigen Kreisen um die Flammenaehse J.-i angeordneten Düsenreihen 4 in Zonen gleicher Temperatur liegen. Der Prallkörper 12 kann stromlinienförmige Ausbildung haben. Es genügt aber auch, wenn er schwach nach der Flamme zu gewölbt ist.
Zweckmässig ist der Prallkörper 12 so ausgebildet, dass er etwa dieselbe Wandstärke wie die Düsenplatte 3 besitzt, da sich sonst Spannungen zwischen Düsenplatte und Prallkörper bei den Temperaturschwankungen herausbilden, die zu Bruch führen können. Besonders vorteilhaft ist es, den Prallkörper 12 auswechselbar zu gestalten, damit er bei etwaigem Bruch leicht ersetzt werden kann.
In Fig. 2 ist eine besondere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Der Schmelzbehälter 13 nach der Erfindung ist in an sich bekannter Weise aus feuerfestem Werkstoff, wie Schamotte od. dgl., hergestellt. Der Flammeneintritt 16 ist durch einen sehaehtartigen Teil 17 derart gebildet, dass ein senkrechter Kanal oder Schacht entsteht, in dem die Flamme 2 aus der Diise 1 senkrecht nach unten eingeführt wird, so dass sie zunächst in den Spinnrauml. 3 auf den Teil der Glasschmelze trifft, der die die Spinndüsen 4 enthaltende Düsenplatte 3 bedeckt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Spinnraum 13 verhältnismässig flach oder schalenförmig. Er ist durch einen aus- wechselbaren Deckel nach oben abgedeckt und die Düsenplatte 3 ist im mittleren Teil gegen die Flamme zu gewölbt.
Diese Wölbung erhebt sich in den mittleren Flammenkegel zu einem Prallkörper 12 ähnlich dem nach Fig. 1.
Gleichmittig zur Flammenachse um die Prallfläche 12 sind die Spinndüsen 7 beispielsweise in vier Kreisen so angeordnet, dass die sämtlich in Zonen etwa gleicher Temperatur der Flamme liegen.
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je zwei Öffnungen 23 mit dem Spinnraum 13 in Verbindung stehen. Vorzugsweise liegen die Verbindungskanäle 23 so hoch, dass die untere Kante 24 eine Brücke zum Zurückhalten umgesehmolzenen Glases darstellt, so dass der Schmelzraum 21 einen Vorraüm zur Läutenmg der geschmolzenen Glasmasse bildet, wo ungeschmolzene Glasstücke oder Verunreinigungen zurückgehalten werden. Gegebenenfalls können hier noch Siebe od. dgl. eingebaut werden, die jede Verunreinigung zurückhalten.
Der Schmelzraum 21, der jede geeignete Gestalt haben kann, hat eine obere Öffnung 26, die sich zu einem Fülltrichter 26 erweitert, in den die Glasscherben oder Brocken eingeworfen werden. Die Heizgase streichen, nachdem sie im Spinnrauml. 3 ihre Hauptwärme an das Glas abgegeben und dieses auf Spinntemperatur erwärmt haben, durch die Verbindungskanäle 23 in den Schmelz-und Läuterungsraum 21, u. zw. dem Glasstrom, entgegen und treten schliesslich aus der Einfüllöffnung 26 des Schmelzbehälters 21 aus.
Um den Spinnraum 7. 3 können z. B. drei Schmelz-oder Läuterungsbehälter 21 angeordnet sein, jedoch kann diese Zahl beliebig geändert werden, sie richtet sich je nach dem Verwendungszweck, u. a. kann ein vollständiger Schmelz- und Läuterungsraum rings um den Spinnraum 13 liegen. Der Heizschacht 17 über dem Spinnraum 1 : 1 und die Sehmelzbehälter 21 können mit Isoliermasse 27 umgeben und durch Einfassen in einen Blechmantel 28 geschützt werden.
Der Ofen wird um die Längsachse III-III gedreht. Auch kann sich der Brenner 1 gleichzeitig im Drehsinn des Ofens oder entgegengesetzt mit gleicher oder mit einer andern Geschwindigkeit drehen.
Unterhalb des Ofens ist eine Spinntrommel 30 bekannter Bauart vorgesehen, die sieh um eine Achse 31 dreht. Auf dieser Spinntrommel 30 werden die aus den Spinnöffnungen 4 austretenden Fäden befestigt und von der sieh drehenden Spinntrommel aufgehaspelt. Der Schachtofen kann sich gegenüber der Spinntrommel bewegen, indem der Schmelzofen ausser der Drehbwegung noch, wie bekannt, eine seitliehe hin-und hergehende Bewegung ausführt. Statt dessen kann aber auch, wie bekannt, die Spinntrommel 30 selbst eine seitliche Hin-und Herbewegung erfahren.
Die Arbeitsweise unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung ist folgende :
Der Schmelzraum 21 wird durch die Öffnung 26 mit Glasscherben oder einem Glasgemenge beschickt. Darauf wird aus der Diise 1 eine Flamme, die aus geeignetem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff entwickelt werden kann, in den Schacht oder Kanal 17 geleitet. Die Flamme streicht durch
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Verbindungskanäle 23 entgegen dem Glasstrom in den Schmelz- oder Läutenmgsraum 21 geführt, wärmt die in den Sehmelzraum 27 eingebrachte Glasmasse 29 auf Schmelztemperatur vor und schmilzt sie, so dass die geschmolzene Glrsmasse über den Rand oder die Brücke ! in den Spinnraum 7. 3 fliessen kann.
Hier kommt das Glas mit den heisseren Heizgasen in Berührung und wird auf die erforderliche
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Spinntemperatur von z. B. 15000 C gebracht, die den Austritt aus den Spinnöffnungen infolge der eigenen Schwere und die Bildung eines einwandfreien Fadens gestattet.
Durch die Leitung der Heizgase im Gegenstrom zu der Glasmasse wird erreicht, dass die Temperatur der Glasmasse von der Einführung bis zum Austritt ständig steigt, weil die Glasmasse mit ständig heisseren Gasen in Berührung kommt. Dadurch wird nach den bekannten Grundsätzen des
Gegenstromprinzips eine wärmetechnisch einwandfreie Wärmeausnutzung erzielt.
Der Schmelzbehälter kann jede geeignete Form haben. Der Behälter kann anstatt der hohen Sehaehtform auch eine niedere gedrungene Form besitzen, z. B. kugelig ausgebildet sein.
Die Schmelztemperaturen hängen naturgemäss von der Zusammensetzung der Glasmasse ab.
Ebenso sind die Abmessungen der Sehmelzbehälter je nach den vorliegenden Bedingungen zu ändern.
Die Glasmasse kann aus den Spinnöffnungen durch eigene Schwere heraustropfen und selbsttätig einen Faden nach sich ziehen. Der Faden kann aber auch mechanisch, z. B. von Hand oder durch Anhefter u. dgl., abgezogen werden und auf eine bewegte Unterlage, eine Spinntrommel od. dgl., zum Fortspinnen gebracht werden.
Es hat sich gezeigt, dass nach der vorliegenden Erfindung ganz erheblich an Brennstoff gespart wird und dass z. B. bei gleicher Düsenzahl und etwa gleichen Abmessungen des Schmelzofen nur ein Fünftel des Heizöles verbraucht wird, wenn die Heizung nach der vorliegenden Erfindung vorweggenommen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Erzeugen von Glasfäden aus der geschmolzenen Masse, dadurch gekennzeichnet, dass in dem, um seine senkrechte Achse umlaufenden Schachtofen die Düsen auf Kreisringen am Boden des Ofens gleichmittig mit dessen Achse angeordnet sind und die Heizgase in Richtung der Schachtachse in den Ofen eingeführt werden, so dass die Düsenringe in Zonen etwa gleicher Temperatur liegen.