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" PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION, ET AUX SOUFFLEURS POUR LA PRODUCTION DE FIBRES DE VERRE ET AUTRES MATIERES ETIRABLES ".
La présente invention se rapporte à la production de matières fibreuses par soufflage de courants gazeux et plus particulièrement aux souffleurs servant à l'étirage en fibres de filets de la matière fondue.
On sait que pour étirer de fins filets de matière plas- tique sous forme de fibres, en soumettant ces filets à l'action d'une série de jets d'air, de gaz ou de vapeur sortant à grande vitesse d'une chambre de pression, on utilise des souffleurs dans lesquels la chambre de pression présente,sur le trajet des filets de matière, une ouverture de passage axiale dont les parois comportent les ouvertures d'amenée des courants ou jets gazeux, dirigés sur les filets de matière, sensiblement dans leur direction d'écoulement.
Un souffleur à vapeur de ce genre
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consomme de grandes quantités de vapeur, habituellement environ 270 kg. de vapeur par heure lorsqu'on utilise une pression d'environ 10 kg/cmê dans le souffleur; la production d'un appa- est reil, qu'on fait fonctionner de cette manière,/par ailleurs relativement faible, environ 1 kg. de fibres par heure, et, dans ces conditions, la quantité de vapeur utilisée constitue un poste important dans le prix de revient des fibres produites.
La présente invention a pour objet un souffleur possédant un rendement élevé et présentant l'avantage d'une meilleure capacité d'étirage en fibres ainsi que d'une moindre consomma- tion de gaz particulièrement en vue de la production. de fibres longues, sensiblement continues, qui conviennent spécialement pour la fabrication des"slivers" et produits textiles correspon- dants.
Le souffleur est perfectionné essentiellement par le fait que le passage ou canal médian qui livre passage aux filets de matière, entre les parois de la chambre de pression pourvues des orifices pour la production d'une série de courants ou jets gazeux convergents @ au voisinage de ce canal, est prolon- gé par un conduit allongé constituant un conduit ou canal de guidage à travers lequel les gaz passent après leur sortie de la chambre de pression, en entrainant les filaments de matière étirés.
Les filaments de matière étirés et les courants ou jets gazeux sont ainsi serrés l'un autour de l'autre pendant une pé- riode de temps prolongée avec, comme résultat, un accroissement de vitesse de ces courants, et un amincissement des filament sa
L'invention est décrite ci-après de façon plus détaillée en référence au dessin ci-joint, qui représente à titre d'exem- ple une forme de réalisation de l'invention et sur lequel!
La fig.l est une vue en coupe verticale transversale du souffleur; et @
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La fig.2 en est une vue en coupe verticale longitudinale suivant la ligne 2-2 sur la fig.l.
Le souffleur, représenté sur les fig. 1 et 2, comporte une paire de chambres de pression allongées 11 et 12, fixées à, et en communication avec, un collecteur 13, qui peut être ali- menté de vapeur d'eau, d'air comprimé ou tout autre gaz approprié sous pression par la conduite 14,à partir d'une source ( non représentée). Les deux chambres de pression 11 et 12, dans leur position d'assemblage, forment un corps notamment rectangulaire, comportant un passage médian ou fente 15, qui s'étend à travers celui-ci suivant son axe longitudinal. Il est prévu une série d'orifices 16 dans la paroi de chaque chambre de pression 11 et 12,'sur toute la longueur du passage médian 15, et ces orifices sont inclinés de telle manière que leurs axes font avec le plan médian longitudinal de la chambre un angle ne dépassant pas en principe 30 .
La fente 15 est prolon- gée vers le bas, suivant la présente invention, par un conduit ou canal allongé délimité par une paire de parois, par exemple terminées par des parties repliées,17 et 18, fixées rigidement au fond des deux chambres de pression 11 et 12. La fente peut être fermée sur ses côtés par de légers fers profilés en U, 19, fixés par des vis ou autrement aux parois 17 et 18.
En fonctionnement, le souffleur est de préférence placé à une courte distance au-dessous de la source d'écoulement de la matière fondue, représentée ici comme étant constituée par les ajutages d'une filière 20, chauffée électriquement.
Lorsqu'on fait s'écouler du verre ou autre matière à l'état chaud à partir de ces ajutages de la filière, on fait arriver un fluide sous pression au collecteur 13, et des jets à grande vitesse sortent des orffices 16, approximativement dans la direction suivant laquelle ceux-ci sont inclinés. Ces jets convergent à une courte distance au-dessous des orifices 16 et, par leur action d'aspiration, ils entratnent une quantité
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considérable d'air à travers la partie supérieure de la fente 15 autour des ajutages de la filière 20.
Cet air atteint une vitesse suffisante pour étirer à partir de la filière les filets de verre sortant de celle-ci et pour les entratner dans la fente 15 du souffleur, où ils sont soumis à une force de traction graduelle- ment croissante, qui accroît leur vitesse et les amincit sous forme de fibres.
Bien qu'il soit connu que la vapeur d'eau, sous une pres- sion de 10 kg/cm, possède une vitesse de jet d'environ 520 mètres par seconde lorsqu'on la laisse échapper par un orifice dans l'atmosphère, - et, dans les souffleurs connus jusqu'ici, ceux-ci ont été munis d'un grand nombre d'ajutages placés près l'un de l'autre, - il a été constaté que les fibres de verre, produites par un tel souffleur, travaillant avec une pression de 10 kg/cm, sont étirées à la vitesse de 100 à 110 mètres seulement par seconde.
Ceci est supposé être dù à la présence de l'air aspiré par la partie supérieure de la fente, cet air formant une gatne protectrice entre les fibres et les jets de vapeur à grande vitesse. Des essais ont montré que la vitesse d'étirage des fibres est sensiblement égale à la vitesse de l'air aspiré à travers la fente, de sorte que la vitesse des jets de vapeur est transmise aux fibres seulement dans la proportion où elle est susceptible d'accroître la vitesse de l'air aspiré.
Il a été constaté, conformément à la présente invention, que grâce au prolongement vers le bas du passage médian 15,- prolon- gement réalisé, dans l'exemple du dessin par l'addition des parois 17 et 18 et des fers en U 19,- on augmente la vitesse d'étirage des fibres de 100 à 250 mètres environ par seconde, en utilisant la même pression de vapeur pour le souffleur.
La raison de ce phénomène n'est pas complètement connue, mais il est probable que, par suite de l'allongement vers le bas de la fente médiane, la vapeur d'eau qui s'échappe par celle-ci et l'air qui y est aspiré sont maintenus en contact intime et une dilatation latérale est empêchée, ce qui
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permet à la vapeur d'eau d'utiliser une plus grande partie de son énergie à accroître la vitesse de l'air aspiré et la vitesse des fibres entourées par celui-ci. On peut admettre que l'allon- gement vers le bas de la fente doive être tel que la masse entiè- re de fibres, d'air et de vapeur d'eau atteigne approximativement une vitesse commune, et, en pratique, on constate que celle-ci varie avec les dimensions de la fente 15, le nombre des orifices 16 et la pression utilisée dans le souffleur.
Il a été constaté que l'on obtient de bons résultats pour différentes conditions opératoires dans la pratique avec des longueurs de 5 à 30 cm pour le passage médian prolongé, et ces longueurs peuvent être facilement déterminées pour une installation donnée par quelques essais.
Bien que l'invention ait été décrite de façon détaillée dans son application à,une construction particulière de souffleur, il est bien entendu que son principe est également applicable à des souffleurs présentant une construction et une forme diffé- rentes, - y compris des souffleurs circulaires destinés à agir sur un seul filet de matière - et également avantageux pour le soufflage au moyen d'autre gaz que la vapeur, par exemple au moyen d'air sous pression.
REVENDICATIONS.
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( 1.- Perfectionnements à la fabrication de fibres de verre ( e'4utres matières étirables, par étirage de fins filets de ( ( matière fondue, au moyen de courants ou jets gazeux dirigés, RnsUkE ( ( Bous pression, sur ces filets, sensiblement dans leur direction d'écoulement, qui consistent à faire s'écouler les filaments de ( matière soumis à l'étirage et les courants ou jets gazeux ensemble, étrottement serrés l'un autour de l'autre, pendant une période de temps prolongée, pour accroître la vitesse de ces courants, en obtenant également un amincissement des filamentat,
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"IMPROVEMENTS IN THE MANUFACTURING AND BLOWERS FOR THE PRODUCTION OF FIBERGLASS AND OTHER STRETCH MATERIALS".
The present invention relates to the production of fibrous materials by blowing gas streams and more particularly to blowers used for drawing the molten material into thread fibers.
It is known that in order to stretch fine threads of plastic material in the form of fibers, by subjecting these threads to the action of a series of jets of air, gas or vapor exiting at high speed from a chamber of pressure, blowers are used in which the pressure chamber has, on the path of the material streams, an axial passage opening, the walls of which have openings for supplying gas streams or jets, directed onto the material streams, substantially in their direction of flow.
A steam blower of this kind
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consumes large amounts of steam, usually around 270 kg. of steam per hour when using a pressure of about 10 kg / cm3 in the blower; the production of an apparatus, which is operated in this way, is otherwise relatively low, about 1 kg. fibers per hour, and, under these conditions, the quantity of steam used constitutes an important item in the cost price of the fibers produced.
The object of the present invention is a blower having a high efficiency and having the advantage of better fiber drawing capacity as well as lower gas consumption, particularly for production. long, substantially continuous fibers which are especially suitable for the manufacture of "slivers" and corresponding textile products.
The blower is improved essentially by the fact that the passage or median channel which gives passage to the streams of material, between the walls of the pressure chamber provided with orifices for the production of a series of converging gas streams or jets @ in the vicinity of this channel is extended by an elongated conduit constituting a conduit or guide channel through which the gases pass after leaving the pressure chamber, entraining the stretched filaments of material.
The stretched filaments of material and the gas streams or jets are thus tightened around each other for an extended period of time with, as a result, an increase in the speed of these streams, and a thinning of the filaments.
The invention is hereinafter described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows by way of example one embodiment of the invention and in which!
Fig.l is a vertical cross sectional view of the blower; and @
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Fig.2 is a view in longitudinal vertical section along line 2-2 in fig.l.
The blower, shown in fig. 1 and 2, comprises a pair of elongated pressure chambers 11 and 12, attached to, and in communication with, a manifold 13, which may be supplied with steam, compressed air or any other suitable gas under pressure through line 14, from a source (not shown). The two pressure chambers 11 and 12, in their assembled position, form a particularly rectangular body, comprising a median passage or slot 15, which extends therethrough along its longitudinal axis. There is provided a series of orifices 16 in the wall of each pressure chamber 11 and 12, over the entire length of the middle passage 15, and these orifices are inclined so that their axes make with the longitudinal median plane of the chamber an angle not exceeding in principle 30.
The slot 15 is extended downwards, according to the present invention, by an elongate duct or channel delimited by a pair of walls, for example terminated by folded parts, 17 and 18, rigidly fixed to the bottom of the two pressure chambers. 11 and 12. The slot can be closed on its sides by light U-shaped irons, 19, fixed by screws or otherwise to the walls 17 and 18.
In operation, the blower is preferably placed a short distance below the source of flow of the molten material, shown here as being constituted by the nozzles of an electrically heated die 20.
When hot glass or other material is made to flow from these die nozzles, pressurized fluid is supplied to the manifold 13, and high velocity jets exit from the ports 16, approximately in. the direction in which these are tilted. These jets converge a short distance below the orifices 16 and, by their suction action, they entrain a quantity
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considerable air through the top of the slot 15 around the nozzles of the die 20.
This air reaches a speed sufficient to stretch from the die the glass threads exiting therefrom and to entrain them into the slot 15 of the blower, where they are subjected to a gradually increasing tensile force, which increases their strength. speed and thins them into fibers.
Although it is known that water vapor, under a pressure of 10 kg / cm, has a jet speed of about 520 meters per second when allowed to escape through an orifice into the atmosphere, - and, in the blowers known hitherto, these have been provided with a large number of nozzles placed close to one another, - it has been found that the glass fibers produced by such blower, working with a pressure of 10 kg / cm, are stretched at the speed of 100 to 110 meters only per second.
This is supposed to be due to the presence of the air drawn in through the upper part of the slit, this air forming a protective layer between the fibers and the high speed steam jets. Tests have shown that the speed of drawing the fibers is substantially equal to the speed of the air drawn through the slit, so that the speed of the steam jets is transmitted to the fibers only in the proportion that it is liable to '' increase the speed of the air drawn in.
It has been observed, in accordance with the present invention, that by virtue of the downward extension of the central passage 15, - an extension produced, in the example of the drawing, by the addition of the walls 17 and 18 and the U-shaped irons 19 - The speed of drawing the fibers is increased from about 100 to 250 meters per second, using the same vapor pressure for the blower.
The reason for this phenomenon is not completely known, but it is probable that, as a result of the downward elongation of the middle slit, the water vapor which escapes through it and the air which is sucked in are kept in intimate contact and lateral expansion is prevented, which
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allows water vapor to use more of its energy to increase the speed of the air drawn in and the speed of the fibers surrounded by it. It can be assumed that the downward elongation of the slit should be such that the entire mass of fibers, air and water vapor reaches approximately a common velocity, and in practice it is found that this varies with the dimensions of the slot 15, the number of orifices 16 and the pressure used in the blower.
It has been found that good results are obtained for different operating conditions in practice with lengths of 5 to 30 cm for the extended middle passage, and these lengths can be easily determined for a given installation by a few tests.
Although the invention has been described in detail in its application to a particular construction of a blower, it is understood that its principle is also applicable to blowers having a different construction and shape, - including blowers. circulars intended to act on a single stream of material - and also advantageous for blowing by means of gas other than steam, for example by means of pressurized air.
CLAIMS.
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(1.- Improvements in the manufacture of glass fibers (and other stretchable materials, by drawing fine threads of ((molten material, by means of streams or directed gas jets, RnsUkE ((Bous pressure, on these threads, substantially in their direction of flow, which consists in making the filaments of (material subjected to stretching and the gas streams or jets together, strangely tight around each other, flow for an extended period of time, to increase the speed of these currents, also obtaining a thinning of the filamentate,
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