CN100408496C - 输出一些特别是玻璃的长丝的喷丝头的加强装置 - Google Patents
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Abstract
加强装置，特别用于包含多个孔眼的喷丝头的底部，从所述孔眼牵伸处一些特别是玻璃的长丝，该加强装置包括一个加强件(10)，该加强件(10)包括限定了至少一个容纳腔的中空的第一部分和至少部分在该中空部分(12)的长度上延伸的第二部分(13)以及至少一个插入到该中空部分的容纳腔中的加固件(40)，其特征在于，所述加固件(40)的截面大致类似于该中空部分(12)的内截面。
Description
技术领域
本发明涉及一种输出特别是玻璃的纤维的纺丝设备，特别是对纺丝设备的元件中的一个进行的机械加强。
背景技术
一般，纺丝设备包括抽取玻璃单元，该单元容纳来自与炉子相连的通道的熔融玻璃，其中获得了玻璃的熔融，中间单元(套筒单元)和喷丝头(套筒)。该喷丝头在底部装有一个设有多个孔眼的板，从所述孔眼流出熔融玻璃以便牵伸成多个长丝。
直径为5-33微米的长丝汇集成至少一个朝向结合装置汇聚的层以便形成至少一个纱线，并且例如被络筒。根据其目的，该纱线还可以被切断(切割丝)或者投射到垫子(连续丝垫)上。
所获得的产品主要用于多种加强应用中。
该喷丝头用铂铑合金，长时间抗非常高的温度并且导电的材料制成。该喷丝头被焦耳效应加热以便保持在该单元中容纳的玻璃在一定的温度，1100-1400摄氏度，从而在熔融状态下保持该玻璃以便从该喷丝头的孔眼中牵伸该玻璃。通过分别位于该喷丝头的对置端部中任一个上的两个端子连接到在喷丝头外部的电连接元件上，由电变换器实现喷丝头的加热。
所述喷丝头的端子通过焊接加入到该喷丝头的侧壁上。它们突出以便与该外部连接元件相连。
在该喷丝头的内部，在平行于该喷丝头的底部的平面中并且靠近该中间单元设置了一个用于热调节所述玻璃并且用于吸收被熔融玻璃施加的流体静力压力的一部分的格栅。
所述熔融玻璃对所述侧面，该格栅和喷丝头底部施加了强应力，大约6000Pa。在使用中，这些应力与热量有关，倾向于使底部、所述格栅和该喷丝头的侧面变形。另外，与该喷丝头的端子相连的电连接外部元件吊在喷丝头上，在该喷丝头上施加了附加的拉伸机械力，从而还构成了在使用期间该喷丝头变形的原因。
在使用期间，该喷丝头的构成材料的受热蠕变，与该熔融玻璃的液体静力压力结合，导致该底部，该格栅和所述侧面变形，从而导致品质，纱线支数均匀性和产量的问题。
悬置元件的拉伸力(重力)以及该喷丝头壁的线性膨胀导致了较强的机械应力。
为了部分克服该喷丝头的变形，已知在该喷丝头的底部的上部分中和它的侧面之间加入多个彼此平行并且在横向于喷丝头的底部的平面中并且以横向于该喷丝头的最大侧面的方式设置的加强元件。在下面的说明书中，术语上面和下面是相对于穿过喷丝头的玻璃流动方向而定义的，该玻璃从该上部分向下部分被牵伸。
美国专利US3920430披露了一种这样的加强元件或者装置，该加强元件或者装置允许增加抗弯曲强度，同时不增加其结构所需的铂金，另外由于在该加强元件内部设置的陶瓷杆导致的重量。
事实上，在所述文件中，由一个纵向杆构成的加强元件是中空的并且容纳一个陶瓷杆，该陶瓷杆超过该加强杆的每个端部并且锚定在该喷丝头的包覆混凝土中。该文件坚持下述事实：该纵向杆设置在该加强杆的上部分中，挤压在该加强杆的上部内壁上并且在该加强杆的下部壁中留下一个空的空间，
然而该加强杆，因为在下部分中内部空的空间，不足够抵抗弯曲。因为该板的蠕变温度，该杆变形，其下部部分下降并且由该玻璃施加在该喷丝头底部上的推力导致了该该喷丝头的底部变形。
发明内容
一种加强装置，用于一种喷丝头的底部，该底部包括多个孔眼，从所述孔眼牵伸一些长丝，该加强装置包括一个加强件，该加强件包括限定至少一个容纳腔的中央的中空第一部分和在该第一部分的整个长度的至少部分上延伸的作为裙部的下部的第二部分，以及至少一个插入到该第一部分的容纳腔中的加固件，该加固件的截面与该第一部分的内部截面相同，其特征在于，包括一种设置在该第一部分的容纳腔中，在该加固件和所述第一部分的内壁之间的附加耐高温材料，从而以密封件的方式填充存在的空间。
所述长丝是玻璃长丝
该耐高温的附加材料是耐高温的塑料隔热材料。
该加固件由至少一种材料构成，所述材料的热蠕变强度大于该第一部分的构成材料的热蠕变强度。
该加固件的材料是陶瓷类型的。
该加固件的材料是纯净度至少等于99.5％的铝。
该加固件的材料是纯净度为99.7-99.8％的铝。
该加固件的材料是以铁、镍或者钛为基的ODS合金类型。
该第一部分具有沿一个方向延伸的长形形状。
该中空部分的纵向截面具有倒V形，包括沿两个不同方向延伸并且在一个连接平面中对接的两部分。
该中空元件的两个部分分别构成了容纳腔，在每个容纳腔中插入至少一个加固件。
该第一部分由一个部件构成。
该第一部分的所述两个部分分别由两个连接在一起的部件构成。
该第一部分具有方形截面、矩形截面，圆形截面、卵形截面，三角形截面或者梯形截面。
该加强件由铂金合金构成。
该加强件的主体包括一个第三部分，与该第二部分相对并且在该第一部分的长度的至少一部分上延伸。
一种输出玻璃长丝的喷丝头，包括设有孔眼的底部和至少一个根据上述的加强装置，从所述孔眼流出长丝，所述加强件在横向于该喷丝头的最大侧面的平面中延伸，所述加固件的端部超过该第一部分并且与包覆该喷丝头的包覆混凝土连成一体。
该装置通过该加强件的第二部分的纵向自由端部和该加强件的第一部分的横向自由端部的固定而与该底部连成一体。
一种输出玻璃长丝的喷丝头，包括设有孔眼的底部和至少一个上述述的加强装置，从所述孔眼流出长丝，所述加强件在横向于该喷丝头的最大侧面的平面中延伸，所述加固件的端部超过该第一部分并且与包覆该喷丝头的包覆混凝土连成一体，其特征在于，包括设置在所述加强装置的上面的格栅，该加强件的第三部分与所述格栅连成一体。
该装置通过该加强件的第二部分的纵向自由端部和该加强件的第一部分的横向自由端部的固定而与该底部连成一体。
本发明因此提供一种允许增强抵抗因合金蠕变导致的弯曲的强度的加强装置，并且在使用期间稳定该加强装置的热水平。
本发明的加强装置，特别是用于该喷丝头的底部，包括多个孔眼，从所述孔眼牵伸出特别是玻璃的长丝，该加强装置包括一个加强件，该加强件包括一个限定了至少一个容纳腔的中空的第一部分和至少部分在该中空部分的长度上延伸的第二部分，以及至少一个插入到该中空部分的容纳腔中的加固件，其特征在于，该加固件的截面大致类似于该中空部分的内部截面。
根据一个特征，该装置包括一种设置在该中空部分的容纳腔中的耐高温的附加材料，在加固件和中空部分的内壁之间，使得以密封件的方式填充了存在的空间。这个耐高温的附加材料最好是耐高温的塑料隔热材料。
最好，该加固件由至少这样一种材料构成：该材料的抗热蠕变的强度大于构成该中空部分的材料的抗热蠕变的强度。这种材料可以是陶瓷类型的，例如具有至少等于99.5％的纯度的铝，最好为99.7-99.8％。该材料还可以是以铁为基或者镍或者钛为基的ODS合金。
根据该装置的其他特征，该中空部分具有长形形状，该长形形状沿一个方向延伸，或者该中空部分具有倒V形状，包括两个沿两个方向延伸并且在一个连接平面中对接的部分。在后一种变形中，该中空元件的两个部分分别构成了两个容纳腔，在每个容纳腔中插入至少一个加固件。
根据另一个特征，该中空部分由一个部件构成，或者在该中空部分的两个部分的变形中，可以包括两个连在一起的部件。
根据另一个特征，该中空部分具有一个矩形截面，方形截面，圆形截面，卵形截面，三角形截面或者梯形截面。
最好该装置的加强件由铂金合金构成。
最后，该加强件的主体最好包括与所述第二部分相对的第三部分，该第三部分至少在该中空部分的部分长度上延伸。
根据本发明，至少一个加强装置最好用在一个喷丝头中，所述加强装置在一个横向于所述喷丝头的最大的侧面的平面中延伸，加固件的端部超过该中空部分并且与该喷丝头的包覆混凝土连接在一起，所述组件因此构成了不变形的单元。
根据一个特征，该装置与该底部通过该加强件的第二部分的纵向自由端和该加强件的中空部分的横向自由端的固定而连接在一起。
根据另一个特征，该喷丝头包括一个设置在该加强装置上面的格栅，该加强件的第三部分与该格栅连成一体。
附图说明
本发明的其它优点和特征强参照附图被描述，附图包括：
图1示出该喷丝头的底部的部分视图，多个本发明的加强装置与该喷丝头相连；
图2示出了本发明的加强装置的轮廓图；
图3和4是图2的变形；和
图5是与该喷丝头底部相连并且与该喷丝头的格栅相连的加强装置的不同形状的截面图。
具体实施方式
图1中示出了与未详细示出的喷丝头的底部2的板20相连的多个本发明的加强装置1，该喷丝头用于作为纺丝设备的一部分以便例如从熔融玻璃开始输送玻璃长丝。
所述底部2包括具有称为大侧面的对置侧面21和垂直于所述大侧面并且称为小侧面的较小的侧面22的矩形板20。所述大侧面21设有从该板20的上表面2a延伸的垂直侧板23。
在该板20的下表面2b上设置了一些被穿孔的凸销3，从所述凸销3所述玻璃牵伸为长丝。
所述装置1设置成使得插在所述凸销排之间以便不阻挡玻璃通过该凸销流动，例如在两个双排之间。
每个如图2-4所示的加强装置1包括一个加强件10和至少一个加固件40。
该加强件10包括一个纵向主体11，该纵向主体11包括一个中央的中空第一部分12和一个称为裙部的下部的第二部分13，该第二部分13在该中空部分12的整个长度或者部分长度上延伸。
该装置连接到该底部2以便该主体11沿一个横向于所述大侧面21的方向延伸，所述中空部分的对置横向自由端14和15与侧板23连成一体并且超出该侧板，该主体的裙部13的纵向端部13a与该板20的上表面2a连成一体。
为了限定该加强件的重量，该裙部13最好被穿孔(图4)或者由多个在该中空部分12的长度上间隔的部分(未示出)构成。
该加强件的中央中空部分12限定至少一个容纳腔以便容纳至少一个加固件40，所述加固件在插入之后，其端部41，42超出所述中空部分的相应的横向端部。
该加固件的端部41，42锚定在该喷丝头的包覆混凝土中(未示出)。因此由喷丝头和不变形的包覆混凝土构成的组件完成连接。
该中空部分12可以具有例如方形、矩形、圆形、卵形、三角形或者梯形的不同形状的截面(图5)，加固件40最好具有大致与该中空部分的内部截面类似的截面以便被调整的插入在该容纳腔中。
该中空部分12可以沿一个方向延伸，正如图2和3所示。一个以大致类似截面的杆形表示的加固件40设置在该容纳腔中。
另外(图4)，该中空部分12可以沿两个方向延伸，所述两个方向在主体的上部分相交，与裙部13相对，并且在连接平面P中，以便构成两个部分12a和12b，因此所述组件具有屋架形式的倒V形截面，该截面已知具有良好的抗弯曲强度。
该构造是用一个部件或者至少两个沿连接平面P焊接的部件实施的。在这个变形中，所述部分12a和12b被至少两个容纳腔代替，用于两个加固件40，在平面P位置的加固件40的端部应该在其整个表面上连接。
该加强件10的主体11由类似于或者不同于该喷丝头底部的合金材料构成，而该加固件40由除了铂金以外的材料构成，该材料对热蠕变的强度大于加强件的构成材料的热蠕变强度。该加强装置因此比中央部分12是实心的并且由铂金构成的情况轻。
该加固件40的材料可以是诸如铝、氮化硅、锆石的陶瓷类型材料或者以镍或者铁或者钛为基的ODS合金(氧化物分散强化)类型，或者以钨或者钼或者铌为基的耐高温合金类型，而这种类型的合金成本很高。
该陶瓷类型的材料的优点是没有与该铂金形成共熔合金。
该ODS合金类型的材料具有的优点是能够在高温，1500-约1700摄氏度下使用。
最好设置一种插入到该部分12的内壁和设置之后的加固件40之间存在的空间中的耐高温附加材料50，如同密封件一样，使得该加固件固定在其设置位置中并且抵抗中空部分12的任何变形。该材料50例如是耐高温塑料隔热材料，例如Réfractol公司生产的Réfractol
材料。
因此，存在该加强件的组件的整体刚度，而没有如现有技术中的中空加强件围绕内部杆变形从而导致裙部下降和底部的变形。另外，在该中空部分12内部的任何空间都不存在，这样与现有技术不同防止了在加固件上该铂金的升华作用。因此，最小化了该铂金的损失，导致在喷丝头工作结束之后回收该铂金时节省了成本。
该主体11在该喷丝头2的底部上的固定是通过焊接进行的，一方面该下部分的纵向端部13a连接到该底部的上表面2a上，另一方面该中空部分的对置横向自由端部14和15穿过该侧板23连接。
优选地，该主体11包括设置在该下部分12对面的上部第三部分17，该第三部分17在该中空部分12的整个长度或者部分长度上延伸。该上部分17允许保持该喷丝头的格栅4并且避免了该格栅的变形。在该上部分17和格栅之间的固定通过在喷丝头工作期间的金属扩散而自发地进行(从加热起并且在所述第一个工作日期间)。
在该上部分上的附加固定确保了喷丝头的所有元件的完整的连接。
该喷丝头因此构成了不变形的刚性单元。保证了该热图象和载荷损失。该喷丝头的引导因此容易，避免了因为调节的纺丝方法的中断。所述获得的产品在工作期间质量稳定，生产率提高。
Claims (20)
1. 一种加强装置(1)，用于一种喷丝头的底部，该底部包括多个孔眼，从所述孔眼牵伸一些长丝，该加强装置(1)包括一个加强件(10)，该加强件(10)包括限定至少一个容纳腔的中央的中空第一部分(12)和在该第一部分(12)的整个长度的至少部分上延伸的作为裙部的下部的第二部分(13)，以及至少一个插入到该第一部分的容纳腔中的加固件(40)，该加固件(40)的截面与该第一部分(12)的内部截面相同，其特征在于，包括一种设置在该第一部分(12)的容纳腔中，在该加固件(40)和所述第一部分的内壁之间的附加耐高温材料(50)，从而以密封件的方式填充存在的空间。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述长丝是玻璃长丝。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该耐高温的附加材料(50)是耐高温的塑料隔热材料。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，该加固件(40)由至少一种材料构成，所述材料的热蠕变强度大于该第一部分(12)的构成材料的热蠕变强度。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该加固件(40)的材料是陶瓷类型的。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该加固件的材料是纯净度至少等于99.5％的铝。
7. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该加固件的材料是纯净度为99.7-99.8％的铝。
8. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该加固件(40)的材料是以铁、镍或者钛为基的ODS合金类型。
9. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，该第一部分(12)的纵向截面具有沿一个方向延伸的长形形状。
10. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，该中空部分(12)的纵向截面具有倒V形，包括沿两个不同方向延伸并且在一个连接平面(P)中对接的两部分(12a，12b)。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该中空元件的两个部分(12a，12b)分别构成了容纳腔，在每个容纳腔中插入至少一个加固件(40)。
12. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，该第一部分(12)由一个部件构成。
13. 根据权利要求10或者11所述的装置，其特征在于，该第一部分(12)的所述两个部分分别由两个连接在一起的部件构成。
14. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，该第一部分(12)具有方形截面、矩形截面，圆形截面、卵形截面，三角形截面或者梯形截面。
15. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，该加强件(10)由铂金合金构成。
16. 根据权利要求1-3中任何一项所述的装置，其特征在于，该加强件的主体(11)包括一个第三部分(17)，与该第二部分(13)相对并且在该第一部分(12)的长度的至少一部分上延伸。
17. 一种输出玻璃长丝的喷丝头，包括设有孔眼(3)的底部(2)和至少一个根据权利要求1-16中任一项所述的加强装置(1)，从所述孔眼(3)流出长丝，所述加强件在横向于该喷丝头的最大侧面(21)的平面中延伸，所述加固件(40)的端部超过该第一部分(12)并且与包覆该喷丝头的包覆混凝土连成一体。
18. 根据权利要求17所述的一种包括至少一个加强装置(1)的喷丝头，其特征在于，该装置(1)通过该加强件的第二部分(13)的纵向自由端部(13a)和该加强件的第一部分(12)的横向自由端部(14，15)的固定而与该底部(2)连成一体。
19. 一种输出玻璃长丝的喷丝头，包括设有孔眼(3)的底部(2)和至少一个根据权利要求16所述的加强装置(1)，从所述孔眼(3)流出长丝，所述加强件在横向于该喷丝头的最大侧面(21)的平面中延伸，所述加固件(40)的端部超过该第一部分(12)并且与包覆该喷丝头的包覆混凝土连成一体，其特征在于，包括设置在所述加强装置(1)的上面的格栅(4)，该加强件的第三部分(17)与所述格栅连成一体。
20. 根据权利要求19所述的喷丝头，其特征在于，该装置(1)通过该加强件的第二部分(13)的纵向自由端部(13a)和该加强件的第一部分(12)的横向自由端部(14，15)的固定而与该底部(2)连成一体。
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