CS200221B2 - Výtokové miska pro zařízení k zvlákňování skla - Google Patents

Description

Vynález se týká výtokové mlsky pro zařízení na zvlákňování skla a zejména zlepšení výtokové mlsky, které mé na dně tryskovou desku opatřenou velkým poětem velmi těsně vedle sebe uspořádaných trysek sestávajících z hladkých otvorů.

Při běžné technologii výroby skleněných vláken se používá výtokové misky, která obsahuje roztavenou sklovinu, která je materiálem pro skleněná vlákna. Výtokové miska je na svém dnu opatřena tryskovou deskou s 400 až 2 000 otvory. Sklovina v misce se protlačuje otvory a vlivem statického tlaku a viskosity zaujímá tvar sklovinových kuželů, které se pak mechanicky odtahují, čímž se přemění na vlákna.

Tento způsob je věak nevýhodný, protože trysková deska se snadno ohne a vychýlí, čímž se během doby vytvoří dolů vypouklý spodní povrch,a to vlivem spojeného účinku hmotnosti skloviny ve výtokové mlsce, tahového napětí při zvlákňování, vysoké zvlákňovací teploty, které často dosahuje 1100 °C až 1 300 °C a podobně.

Toto vychýlení tryskově desky vyvolává rozdíl v poměrech tepelného záření ze skleněných kuželů, jež visí dolů z tryskové desky, zejména mezi tryskami ležícími u okraje tryskové desky a tryskami ležícími u středu tryskové desky, což mé za následek nestabilní zvlákňování.

Vychýlení tryskové desky nepříznivě ovlivňuje stabilitu kuželů skloviny, což vede k jejich přetržení vlivem zvýšené složky síly k tažení kuželů skloviny napříč po tryskové desce. Navíc vychýlení tryskové desky mé tendenci vyvolávat tzv. zaplavení, při kterém se kužele roztékají působením kapilarity po spodní strané tryskové desky, čímž se sousední kužele spoji. Jakmile jednou dojde k zaplavení, je velmi obtížné znovu oddělit jednotlivé proudy kuželů skloviny od sebe.

Aby se odstranily tyto nevýhody, byly navrhovány různé způsoby, jež jsou nyni používány, jako je zvýšení vzdálenosti mezi sousedními tryskami, zesílení tryskové desky a vytvo ření výztužných žeber na tryskové desce.

Tyto navrhované způsoby jsou však nedostatečné, poněvadž rozměr výtokové misky se příliě zvětší, čímž se zhoršuje rovnoměrnost tepelného stavu skloviny, která je ve výtokové misce, což způsobí nepravidelnosti proudění skloviny a přetržení vláken; to vede ke zhoršeni výtěžku nebo i když se vlákna nepřetrhnou, se průměr vláken nežádoucím způsobem mění, což mé za následek snížení pevnosti vyrobených vláken. Protože trysková deska je vyrobena z platiny, vede větší rozměr výtokové misky nevyhnutelně ke značnému zvýšení nákladů na zařízení, jež může být kompenzováno jen zvýšenou cenou výrobků.

V současné době jsou kladeny požadavky na zvýěení výtěžku zhuětováním trysek a snižováním nákladů na zařízení minimalizací rozměrů výtokové misky; proto se používá výtokové misky, která má tryskovou desku opatřenou 2 000 až 6 000 hladkými tryskami, které jsou tak těsně uspořádaný, například v intervalu 3 mm nebo menším, že kužele skloviny z hladkých trysek se spojují navzájem, čímž se vyvolá výše uvedený stav zaplavení, jestliže se nezajistí vhodné prostředky pro zachování oddělených proudů kuželů skloviny.

Aby se získalo dobré zvlákňování z takovéto výtokové misky, která má těsně vedle sebe uspořádané hladké trysky, vyžaduje se, aby se bezpečně zamezilo zaplavování tryskové desky proudící sklovinou na spodní straně této desky, tedy nežádoucímu spojování kuželů skloviny navzájem.

Pro tento účel lze použít vzduchových trysek podle US patentu č. 3 905 790, které jsou uspořádány tak, že tryskají chladicí vzduch nahoru a chladí spodní stranu tryskové desky a povrchy proudících kuželů skloviny, takže se zvýší viskozita kuželů skloviny a zabrání jejich spojování. U zařízení popsaného v tomto US patentu jsou hladké otvory uspořádány tak těsně, že trysková deska má téměř tvar sítě, která vykazuje příliš velké vychýlení vlivem malé tuhosti. Následkem toho vyvolává proud chladicího vzduchu směřující vzhůru k tryskové desce nestejnoměrný .chladicí efekt na kužele skloviny, který má za následek kolísání průměru vláken a v horším případě přetržení vláken, což značně zhoršuje produktivitu práce a výtěžek.

K odstraněni této nevýhody bylo navrženo vytvoření výztužných žeber na tryskové desoe například přivařením. Ovšem u moderních výtokových misek, které mají tryskovou desku opatře nu velkým počtem hladkých trysek uspořádaných zvláší těsně vedle sebe, nemá trysková deska dost míst k upevnění výztužných žeber. Vytvoření výztužných žeber je pak možr\é jen za cenu zvětšeného prostoru mezi sousedními řadami hladkých trysek v částech tryskové desky, kde žebra mají být upevněna, čímž se nežádoucím způsobem zvětší plocha otvorové desky, což je zcela neslučitelné s běžným požadavkem velkého počtu otvorů, jak je to jen možné na malé ploše.

Další nevýhoda výztužných žeber spočívá v tom, že kužele skloviny na spodní straně tryskové desky jsou těmito žebry nevyhnutelně rozděleny do několika skupin. Následkem toho jsou podmínky tepelné radiace rozdílné pro kužele skloviny na vnitřní a na vnější straně každé skupiny, takže kužele skloviny na vnější straně mají větší tepelnou radiaci než kužele skloviny ležící na vnitřní straně každé skupiny, a mají proto odpovídajícím způsobem sníženou teplotou, což vede k nestejnoměrnému rozdělení teploty po tryskové desce a k ne příznivému ovlivňování produktivity výroby.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny výtokovou miskou pro zařízení na zvlákňování skla podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že rovnoběžně s tryskovou deskou je umístěn alespoň jeden nosný člen, vzdálený od této desky a připevněný na obou svých koncích k protilehlým stěnám výtokové misky a ke každému nosnému členu je připevněn svým horním koncem alespoň-jeden tyčový člen, jehož spodní konec je připevněn k tryskové desce.

Podle vynálezu se vytvoří zdokonalená výtokové miska pro zvlákňování skloviny, která má tryskovou desku opatřenou větším počtem hladkých trysek na jednotku plochy a která je dostatečně vyztužena proti vychýlení.

Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že se vytvoří zlepšená výtokové miska pro zvlákňování skloviny, u níž ani jakost vyrobených vláken ani efektivnost výroby nejsou nikterak zhořčeny vytvořením výztužných či zesilovacích žeber.

Jinou výhodou vynálezu je skutečnost, že se vytvoří zdokonalená výtokové miska pro zvlákňování skloviny, která je dostatečně vyztužena a přesto není nákladná.

Podstata vynálezu a jeho nové znaky jsou objasněny v následujícím popisu výhodného provedení spolu s připojenými výkresy, ve kterých obr. 1 je bokorysný řez výtokovou miskou podle vynálezu, obr. 2 je částečně zvětšený nárysný řez rovinou II-II z obr. ), a obr. 3 je částečný půdorys výtokové misky, znázorňující detaily vnitřního uspořádání výtokové misky.

Vynález bude popsán s ohledem na připojené výkresy.

Podle obr. 1 a 2 je výtokové miska podle vynálezu opatřena na dně tryskovou deskou 2, ve které je vytvořen velký počet trysek 1 ve tvaru velmi těsné vedle sebe uspořádaných hladkých otvorů. Výtokové miska má protilehlé stěny £, ke kterým jsou-připojeny, např. přlvařeny, přísluěné konce nosných členů £. Tyto nosné členy £ probíhají rovnoběžně s tryskovou deskou 2 a jsou od ní vzdáleny.

Nosné členy £ jsou spojeny s tryskovou deskou £ točivými čl eny 2 , které mají malý průměr. Nosné členy £ a tyčové členy 2 v kombinaci tvoří výztužné neboli zesilovací členy tryskové desky 2.

Jak je zřejmé z obr. 3, jsou nosné členy £ uspořádány kolmo vzhledem k podélnému směru výtokové misky, má-li výtokové miska provoúhlý profil a počet nosných členů £ je vhodně zvolen podle rozměrů výtokové misky, zatímco počet tyčových členů 2 j® zvolen podle délky nosného členu £.

Nosné členy £ mohou být uspořádány tak, že vybíhají radiálně ze středu kruhu nebo mohou být uspořádány navzájem rovnoběžně, použije-li se válcové výtokové misky; lze použít jakéhokoli jiného způsobu uspořádání nosných členů £, například ve tvaru mřížky nebo podobně, je-li třeba.

Vzdálenost mezi nosným členem £ a tryskovou deskou 2 j® výhodně v rozmezí mezi 1,5 až 10 mm. Příliš malé vzdálenost by nepříznivě ovlivnila přívod skloviny do trysek, zatímco příliš velká vzdálenost by vyvolala příliš velká prodloužení nebo namáhání tyčových členů 2> čímž by se zhorěil vyztužovací účinek na tryskovou desku.

Nosný člen £ může mit jakýkoliv požadovaný tvar, jako je plochá deska, tyč a podobně a výhodně je vyroben z platiny. Proto, aby se snížily náklady, jsou nosné členy vyráběny natolik malé, jak je to možné, jen aby mohly zajistit dostatečný výztužný účinek. Také tyčoyé členy 2. spojující nosné členy £ s tryskovou deskou 2 by měly být vyrobeny tak malé, jak je to jen možné. Z těhož důvodu by počet nosných členů £ použitých ve výtokové misce, stejně jako počet tyčových členů 2 pro nosné členy £ měl být tak malý, jak je to jen možné, pokud se zajisti dobrý výztužný účinek.

Rozteče nosných členů £ jsou obvykle ,0 až 50 mm a rozteče tyčových členů 2 Siní 5 až 20 mm, ačkoliv tyto rozteče závisejí na velikosti tryskové desky 2 a počtu hladkých trysek χ vytvořených v tryskové desce 2· Díky konstrukčním znakům, které byly výěe uvedeny, je tryskové deska 2 výtokové misky podle vynálezu prosta sil, které by vyvolaly vychýlení tryskové desky 2 směrem dolů, protože tyto síly jsou zachyceny výztužnými členy sestávajícími z nosných členů £ a tyčových členů í.

Výztužné členy zaujímají jen velmi omezenou plochu tryskové desky 2i přesněji řečeno, počet otvorů, které jsou vyřazeny vytvořením výztužných členů, je velmi malý vzhledem k celkovému počtu trysek, takže teplotní rozdíl mezi kužely skloviny z příslušných otvorů je značně snížen.

Rovněž může být podle vynálezu celé plocha tryskové desky 2 účinně využita pro těsné a rovnoměrné uspořádéní otvorů na rozdíl od známého uspořádání, při kterém je vzdálenost mezi sousedními otvory velká v částech, kde jsou uložena výztužná žebra, nebo jsou trysky uspořádány v oddělených skupinách.

Je ovšem třeba poznamenat, že vynález je použitelný také pro takové výtokové mi3ky, které mají tryskovou desku opatřenu otvory uspořádanými ve skupinách oddělených výztužnými členy, čímž se účinně zabrání vychýlení tryskové desky v jejích částech, kde jsou uspořádány skupiny trysek.

Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že se spojené kužele skloviny mohou účinně od sebe oddělit v jednotlivá nezávislé kužele. Jak bylo dříve uvedeno, provádí se toto rozdělování spojených kuželů obvykle proudem vzduchu, tryskaného ze vzdušných trysek vzhůru směrem ke spodní straně tryskové desky tak, že se chladl trysková deska; tím se usnadní rozdělení skloviny v zaplaveném stavu na tryskové desce a podporuje oddělení spojených kuželů skloviny.

Ovšem jakmile je oddělení v určité míře provedeno, teplota tryskové desky znovu vzrůstá následkem zvýěeného proudění skloviny tryskami a jemu odpovídajícího zvýšení množství tepla, vyneseného sklovinou. Tento teplotní vzrůst nežádoucím způsobem vyvolá znovu spojení kuželů skloviny. Tato tendence má za následek značnou námahu při oddělování spojených kuželů skloviny, zejména je-li počet trysek velký.

Podle vynálezu se však oddělováni spojených kuželů skloviny zahájí nejdříve v částech, kde jsou mezery mezi sousedními tryskami větší, v důsledku vytvoření nosných členů, než v jiných částech, čímž se vymezí několik skupin spojených kuželů skloviny. Oddělování se pak provádí v každé skupině. Je třeba poznamenat, že při takovémto postupu oddělování je menší tendence k opětnému spojení kuželů skloviny, což značně přispívá ke zvýšení oddělovací účinnosti.

Podle vynálezu se potřebná doba může snížit na téměř polovinu doby požadované v dosavadní technologii na odděleni spojených kuželů skloviny.

Výhodné znaky vynálezu budou zřejmější z následujícího popisu příkladů výtokové misky podle vynálezu.

Příklad 1

Zvlékňování skla bylo prováděno pomocí výtokové misky mající na svém dnu tryskovou desku o velikosti 230 x 46 mm a s 2 000 tryskami uspořádanými s konstantní roztečí 1,80 mm a vyztuženou třemi výztužnými žebry o výšce 8 mm přímo k ní připevněnými s roztečí 52,5 mm. Výtokové miska vydržela jen 0,8 měsíce, zatímco jiná výtokové miska o velikosti 250 x 46 mm mající tentýž počet trysek a stejnou rozteč a zesílená sedmi výztužnými žebry o stejné výšce a přímo k ní připojenými s roztečí 26,6 mm, byla schopna vydržet 2 měsíce, ale vykazovala špatné zvlékňování vlivem nestejnoměrného rozdělení teploty na tryskové desce.

Oproti výěe uvedenému bylo zjištěno, že výtokové miska podle vynálezu, mající tryskovou desku o velikosti 220 x 46 mm a stejný počet trysek a rozteč a opatřená jedenácti výztužnými členy, jejichž nosné členy í byly upraveny s roztečí 19/8 mm ve vzdálenosti 5>0 mm od trysková desky 2, vydržela 12 měsíců, přičemž netrpěla žádným nerovnoměrným rozdělením teploty u trysek. Výztužné členy zahrnovaly tři tyčové členy 2 upravené s roztečí 18,8 mm pro každý nosný člen í, takíe trysková deska byla zavěšena ve třech bodech, tj. každým výztužným členem.

Příklad 2

Zvlákňovánl skloviny bylo prováděno výtokovou miskou, která měla na svém dnu tryskovou desku o velikosti 374 x 48 mm a vyztuženou pěti přímo připevněnými výtzužnými členy o výšce 8 mm, upravenými s roztečí 57,3 mm a byla opatřena 4 000 tryskami uspořádanými s konstantní roztečí 1,80 mm. Vlivem vychýlení tryskové desky mohla být tato výtokové miska použita jen po dobu 0,6 měsíce a bylo zjištěno nerovnoměrné rozdělení teploty, zatímco výtokové miska podle vynálezu s tryskovou deskou 2 ⁰ velikosti 355 x 52 mm a se sedmnácti výztužnými členy, jejichž nosné členy £ měly rozteč 16,2 mm a vzdálenost 6,0 mm od tryskové desky 2t mohla být použita po dobu 10 měsíců, přičemž nevykazovala téměř žádné nerovnoměrné rozdělení teploty. Výztužné členy tryskové desky 2 měly každý tři tyčové členy í upraveně s roztečí 12,6 mm pro každý nosný člen í podobně jako v přikladu 1.

Jak bylo popsáno, zajiěluje vynález stabilní zvlákňovánl skla tím, že odstraňuje vychýlení tryskové desky upravené ve výtokové misce, vytvořením výztužných členů, z nichž každý sestává z nosných členů upevněných na obou koncích ke stěně výtokové misky a tyčových členů, jimiž jsou nosné členy spojeny s tryskovou deskou.

Claims (8)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Výtoková miska pro zařízení k zvláknování skla, jejíž dno je tvořeno tryskovou deskou, opatřenou tryskami, sestávajícími z hladkých otvorů, uspořádanými tak těsně vedle sebe, že kužele roztavené skloviny, jež vytekla z výtokové misky příslušnými tryskami, mají snahu spojit se se sousedními kužel! a tím vyvolat zaplavení na spodní straně tryskové desky, vyznačená tím,.že rovnoběžně s tryskovou deskou (2) je umístěn alespoň jeden nosný člen (4), vzdálený od této tryskové desky (2) a připevněný na obou svých koncích k protilehlým stěnám (3, 3') a ke každému nosnému členu (4) je připevněn svým horním koncem alespoň jeden tyčový člen (5), Jehož spodní konec je připevněn k tryskové desce (2).
2. 2. Výtoková miska podle bodu 1, vyznačená tím, že tyčový člen (5) má průměr rovný průměru hladkého otvoru, tvořícího každou trysku (1) a je pevně uložen jedním svým koncem v tomto hladkém otvoru.
3. 3. Výtoková miska podle bodu 1, vyznačená tím, že nosný člen (4) je vzdálen od tryskové desky (2) o 1,5 až 10 mm.
4. 4. Výtoková miska podle bodu 1, vyznačená tím, že několik nosných členů (4) je uspořádáno navzájem rovnoběžně s konstantní roztečí.
5. 5. Výtoková miska podle bodu 4, vyznačená tím, že nosné členy (4) jsou uspořádány β roztečí 10 až 50 nim.
6. 6. Výtoková miska podle bodů 1 a 2, vyznačená tlm, že tyčové členy (5) jsou uspořádány s konstantní roztečí 5 až 20 mm.
7. 7. Výtokové miska podle bodu 1, vyznačené tím, že nosné členy (4) jsou uspořádány radiálně a protínají se ve středu výtokové misky·
8. 8. Výtokové miska podle bodu 1, vyznačená tím, že nosné členy (4) jsou uspořádány do mřížky.