CS213343B2 - Nozzle bar from the metal for making the glass fibres - Google Patents

Description

Vynález se týká tryskové lišty z kovu pro výrobu skleněných vláken, sestávající z tryskové vaničky se zvlákňovacími tryskami vsazenými do dna, na kterou je nasazena tavící vanička, do níž se shora podle spotřeby skloviny odtahováním vláken přivádí v rovnoměrném rozdělení po celé délce surovina.

Takové taviči nádoby, které se pro svůj protáhlý tvar nazývají většinou tryskové lišty nebo trysková korýtka, se používají v průmyslu skleněných vláken к tomu, aby se v nich roztavovala přiváděná surovina a přiváděla se se správnou viskozitou do tryskové vaničky, kde probíhá čeření a homogenizace. Na výstupu zvlákňovacích trysek у tzv. zvlákňovacích kuželích vznikají vlákna, která se dlouží na požadovanou tloušťku zařízením používaným společně s tryskovou lištou, například s rychle rotujícím bubnem. Vynález tedy patří obecně do oboru výroby vláken a stříže ze skla odtahováním proudů, které vytékají z otvorů nádoby obsahující roztavenou sklovinu a z nichž se získávají po ztuhnutí nekonečná vlákna, která se potom spojují v prameny nebo stříhají na delší nebo kratší stříž.

Při jednom známém postupu výroby skleněných vláken se dávky skla ve formě kuliček přivádějí na šikmé, vedle sebe ležící, avšak oddělené dráhy a odtud do oddělených, avšak přímo spojených předtavovacích prostorů, které jsou spojeny s nádrží. Tyto předtavovací prostory mohou zachytit vždycky jenom jednu dávku skla. V předtavovacích prostorech se kuličky zahřívají vyzařovaným teplem obsahu nádoby, při dalším pohybu směrem dolů měknou a potom se přímým ohřevem ve vytápěné části nádoby roztaví tak, že vytvoří s obsahem nádoby jednolitou sklovitou masu. Tento postup je popsán v německém patentu č. 1 596 667. .

Zařízení к provádění tohoto způsobu je složité a předpokládá pro bezvadný provoz skleněné kuličky stejné velikosti nebo alespoň stejnoměrně tvarovaná tělíska, například skleněné krychličky s naprosto hladkým povrchem. Mimo to má tento popsaný postup tu nevýhodu, že při poruše v jedné dráze, která vede řadu dávek skla, se v místě tavící nádoby, které je přiřazeno této dráze, vytvoří chybějícím přísunem suroviny hladina, která se odlišuje od okolní hladiny a nastaví se odlišná viskozita, což se nepříznivě projeví při zvlákňování.

Tyto nevýhody nemá další známý způsob používající tryskové lišty, jejíž horní tavící vanička, do které se přivádí pevná surovina, není nasazena přímo na tryskovou vaničku, nýbrž na její zvýšené postranní stěny. Toto zařízení je popsáno v americkém patentu č. 3 615 314. Tavící vanička má trojúhelníkový průřez a leží špičkou dolů ve směru ke tryskám. Je rozdělena v jednotlivé vedle sebe ležící komůrky, které jsou v dolní části trojúhelníkového průřezu vzájemně propojené, přičemž pouze každá druhá ko můrka má otvory pro průchod skloviny do tryskové vaničky, zatímco mezilehlé komůrky bez průchozích otvorů slouží jako plnicí nátrubky pro skleněné kuličky.

Tato známá zařízení nepracují s kontinuálním přívodem materiálu do taviči vaničky po celé délce nebo alespoň po velké části délky, a nemohou vůbec nebo nemohou alespoň bez poruch být plněny tzv. peletkami, které se oproti skleněným kuličkám vyrábějí mnohem jednodušeji a jsou proto levnější, nemají však tak stejnoměrný tvar. Tyto peletky se přivádějí přívodním žlabem po celé délce tryskové lišty do tavícího prostoru tak, že se vhazují shora. Toto zařízení je popsáno v německém spise DOS č. 23 26 975. Tím však přichází chladná surovina po celé délce taviči vaničky pouze ve vzájemně oddělených místech do styku s roztaveným sklem, což má za následek, že v tryskové vaničce dochází mezi těmito úseky к přehřátí skloviny a tedy ke špatným výsledkům zvlákňování z těchto oblastí. Mimo to je vanička v důsledku místního přehřívání nestejnoměrně a často příliš silně tepelně namáhána, čímž se snižuje životnost celé tryskové lišty. Stejnoměrné rozdělení teploty po celé délce tavícího prostoru, nezbytné pro úspěšné zvlákňování, lze dosáhnout pouze tím, když je к dispozici průběžný taviči prostor a nikoliv bodový přívod skla.

Dále je třeba uvážit, že vlastní, poměrně dlouhá (např. 900 mm) a naproti tomu úzká (např. 70 mm) trysková lišta, to znamená lišta bez žáruvzdorného pláště, se musí vyrobit z platiny nebo platinové slitiny; v důsledku toho, že výchozí materiál je velice drahý, vyrábí se tato trysková lišta z velice tenkých plechů (pod 1 mm), a je proto vystavena v provozu silnému namáhání v důsledku velkých teplotních rozdílů, zejména při začátku provozu a jeho zastavování. Při cenově únosných tloušťkách plechů je tedy obtížné dosáhnout dostatečné tvarové stálosti, která je však důležitá například proto, aby se při konci provozu stěny vaničky nestáhly dovnitř, čímž se zmenší objem vaničky, mohou vzniknout trhliny a zhorší se možnost plnění.

Je sice známé, že tvarovou stálost lze zlepšit příčnými rozpěrami vloženými do vaničky, avšak tento způsob je materiálově náročný a zhoršuje průtok suroviny. Toto řešení je popsáno v americkém patentu č. 3 056 846.

Účelem vynálezu je zajistit stejnoměrné rozložení teploty a tvarovou stálost tryskové lišty z kovu, a to i při úsporném materiálovém provedení.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že tavící vanička je sestavena ze svislých válcových úseků, které leží vedle sebe, jsou na vzájemně přivrácených stranách otevřené a ústí do sebe. Každé dva sousední válcové úseky jsou spojeny spojovací stěnou, která může být napříč к podélné ose⁴ β

souměrnosti tavící vaničky spojena s protilehlou spojovací stěnou stojinou zabírající pouze část výšky tavící vaničky.

Jednotlivé válcové úseky, které leží vedle sebe a tvoří tavící vaničku, mohou být s výjimkou к sobě přivrácených otevřených stran tvořeny kruhovými, oválnými nebo eliptickými válci. Boční stěny tavící vaničky mohou přecházet z válcových úseků směrem к dělicí stěně mezi taviči vaničkou a tryskovou vaničkou v průběžnou rovinnou stěnu.

Podle výhodného provedení vynálezu mají válcové úseky tavící vaničky pro vyšší topný výkon, dodávaný surovině průtokem proudu, menší poloměr a pro nižší topný výkon větší poloměr.

Vynález zajišťuje tvarovou stálost tavící vaničky a tedy celé tryskové lišty, sestávající z tavící vaničky a tryskové vaničky, jak během zvlákňování, tak při přerušení provozu, např. za účelem oprav, kdy roztavená sklovina zchladne. Přitom lze vaničku vyrobit z tenkého plechu a tedy šetřit drahým materiálem jako je platina nebo slitina platiny s rhodiem. Další výhoda spočívá v tom, že taviči vanička si zachovává stálý tvar přesto, že je shora otevřená a dá se tedy plnit dávkami skla po celé délce, což umožňuje rovnoměrné nebo řízené rozložení teploty.

Tryskové lišty tohoto druhu jsou spolu se sklovinou, která je uvnitř, zapojeny jako elektrický odpor v proudovém topném obvodu. Délka stěny tavící vaničky tedy určuje velikost odporu, který je podle Ohmová zákona rozhodující pro intenzitu proudu a tím pro topný výkon. Protože podle vynálezu je délka stěny tavící vaničky vždycky o něco větší než délka vaničky, lze topný výkon ovlivňovat právě prostřednictvím této délky, to znamená tvarem a velikostí válcových úseků. Když mají válcové úseky na horní straně vaničky větší průměr než uprostřed a přecházejí případně v rovinnou stěnu, lze regulovat topný výkon i ve směru výšky vaničky.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příklady provedení znázorněnými na výkrese, kde značí obr. 1 dílčí bokorys tryskové lišty podle vynálezu ve zmenšeném měřítku, obr. 2 půdorys tryskové lišty z obr. 1 částečně s odejmutou tavící vaničkou, obr. 3 obměněné provedení v půdoryse analogickém к obr. 2, obr. 4 řez tryskovou lištou vedený rovinou IV—IV z obr. 2 a 3, a obr. 5 v axonometrickém pohledu a ve zvětšeném měřítku další obměněné provedení tryskové lišty.

Trysková lišta sestává, nehledě к neznázorněnému plášti ze žárovzdorného materiálu, který není pro vynález důležitý a je držen neznázorněným rámem, z tryskové vaničky 1 se zvlákňovacími tryskami 2, přičemž na této tryskové vaničce 1 je nasazena taviči vanička 3. Tavící vanička 3 tvoří tavící prostor, do kterého se přivádí skle něná surovina, například ve formě tzv. peletek; к tryskové listě patří kromě toho připojovací praporky 4. které tvoří součást elektrického odporového vytápění. Zvlákňovací trysky 2 jsou vsazeny do dna 5 tryskové vaničky 1, která je spojena s tavící vaničkou 3 otvory 6 pro průtok skloviny. Otvory 6 jsou vytvořeny v dělicí stěně 7, která tvoří současně dno tavící vaničky 3 a víko tryskové vaničky 1,

Podle vynálezu je tavící vanička 3 sestavena ze stojatých válcových úseků 8, které leží vedle sebe, avšak nejsou úplně uzavřené, přičemž tam, kde se tyto válcové úseky 8 stýkají, ústí do sebe. V těchto společných prostorech, kde ústí do sebe, mohou být vyztuženy stojinami 10, které spojují obě spojovací stěny 0 a zabírají jen poměrně malou výšku celého tavícího prostoru 11.

Postranní stěny tavící vaničky 3 jsou tedy určeny vzájemně rovnoběžnými svislými čarami, které ve válcových úsecích 8 splývají s vytvářejícími přímkami kruhových válců, jejichž osy leží v podélné rovině souměrnosti vaničky 3, a které ve spojovacích stěnách 9 přecházejí ve vytvářející přímky menších, opačně zakřivených válců, jejichž osy leží v rovině, která prochází kolmo к podélné ose souměrnosti a jde styčnými body nebo průsečíky dvou sousedních válcových úseků 8.

Touto konstrukcí je jednak vytvořen průběžný tavící prostor 11 pro přívod suroviny a zejména pro stejnoměrné rozložení teploty v roztavené sklovině nad zvlákňovacími tryskami 2 a jednak je zajištěna vysoká tvarová stálost vaničky 1 vytvořením těles trubkového tvaru, která jsou alespoň v části své výšky vyztužena a uzavřena stojinami 10, Prohnuté stěny zabraňují stahování protilehlých stěn působením roztavené skloviny při větším kolísání teploty.

Kromě toho lze volbou délky stěny lavicí vaničky 3 v poměru к délce tryskové lišty, to znamená větším nebo menším prohnutím, měnit teplotu, která je funkcí délky stěny. To znamená, že vhodnou volbou tvaru a tedy délky postranních stěn lze měnit elektrický odpor a tím ovlivňovat topný výkon.

Využití této myšlenky znázorňuje schematicky příklad provedení podle obr. 3, které se liší od příkladu podle obr. 2 tím, že jednotlivé vedle sebe ležící válcové úseky 12, které tvoří tavící prostor 11, mají oválný nebo eliptický průřez, takže úseky 14, 15 stěny mají různé poloměry a jejich středy nemusí ležet na podélné ose souměrnosti.

Další příklad provedení je znázorněn na obr. 5 a slouží к tomu, aby bylo možno řídit množství tepla vyráběného na vnějších stěnách a potřebného pro roztavení přiváděné suroviny, i výškou tavící vaničky 16 tak, aby na straně přívodu suroviny bylo toto množství tepla menší a směrem k dělicí rovině mezi tavící vaničkou 16 a tryskovou , vaničkou 1, kde je materiál již do značné míry vyčeřen, se toto množství tep. la zvětšovalo. Rozdíl může obnášet např.

200 °C, přičemž v horní části má vnější stěna teplotu asi 950 °C a v dolní části asi 1150 stupňů Celsia.

K tomuto účelu je tavící vanička 16 sestaveno z válcových úseků 17, které leží vedle sebe, nejsou však úplně uzavřené a tam, kde se stýkají, do sebe ústí. Stejně jako v případě z obr. 1 až 4 jsou v poměrně malé výšce tavícího prostoru tyto válcové úseky 17 přemostěny vyztužovacími stojinami 18.

Boční stěny 19 taviči vaničky 16 jsou podle vynálezu vytvořeny tak, že v horním úseku 20, přivráceném k přívodu surovin, tvoří v podélném směru vaničky 16 křivku 21, takže sestávají zřetelně z válcových úseků 17, zatímco v dolním, úseku 23 přivráceném k dělicí stěně 22 probíhají úplně rovně. Tím vzniká mezi horním úsekem 23 a dolním úsekem 23 střední úsek 24, ve kterém přechází vlnitě zakřivená plocha horního úseku 20 povlovně v rovinnou plochu dolního úseku 23. Boční stěna 19 je tedy určena vedle sebe ležícími rovnoběžnými přímkami, které ve vnějších úsecích 25 křivky 21 splývají se svislými vytvářejícími přímkami kruhových válců a odtud na obě strany až k sousedícím vnitřním úsekům 26 křivky 21 , přecházejí ve vytvářející přímky kruhových kuželů, které jsou obráceny vrcholem dolů a jejichž osy leží v rovině kolmé k podélné rovině souměrnosti tavící vaničky 16.

V důsledku tohoto tvaru je při stejném délkovém rozměru tryskové lišty rozvinutá délka boční stěny 19 · v horním úseku 20 větší než v dolním úseku 23, například o 15 až 30 , %, a přechází pak povlovně z této větší délky v délku dolní hrány boční stěny 19. Následkem toho je i elektrický odpor v horním úseku 2D větší a přechází postupně přes střední úsek 24 v malou hodnotu v dolním úseku 23, což má za následek, že se stěna 19 · v horním úseku 20 zahřívá méně než v dolním úseku 23 a tím odevzdává i menší množství ' tepla sklovině ležící mezi těmito bočními stěnami. I přesto však zůstává tvarová stálost stejně jako v provedení podle obr. 1 až 4 beze změny, avšak oproti předchozímu provedení se sníží potřebný topný výkon.

Vynález tedy také umožňuje řídit topný výkon a teplo přenášené do skloviny tvarem postranních stěn tavící vaničky 16. Když je horní úsek 20 vytvořen ze silně zaoblenými a vydutými stěnami, je elektrický odpor větší a tím je vytápění stěny v tomto úseku menší než u plochých oblouků, například podle obr. 3. Kromě toho může zaoblení po délce tryskové lišty být různé, takže postranní stěna může být například vytvořena tak, že oblouky · ve střední části tryskové lišty mají menší poloměry než oblouky na obou koncích lišty.

Claims (6)

1. Trysková lišta z kovu pro výrobu skleněných vláken, sestávající z tryskové vaničky se zvlákňovacími tryskami vsazenými do dna, na kterou je nasazena tavící vanička, do níž se shora podle spotřeby skloviny odtahováním vláken přivádí v rovnoměrném rozdělení po celé délce surovina, vyznačená tím, že tavící vanička (3, 16) je sestavena ze svislých válcových úseků (8, 12, 17), které leží vedle sebe, , jsou na vzájemně přivrácených stranách otevřené a ústí do sebe.

2. Trysková lišta podle bodu 1, vyznačená tím, že každé dva sousední válcové úseky (8, 12, 17) jsou spojeny spojovací stěnou (9), která je napříč k podélné ose souměrnosti tavící vaničky (3) spojena s protilehlou spojovací stěnou (9) stojinou (10, 18) zabírající pouze část výšky taviči vaničky (3).

3. Trysková lišta podle bodu 1, vyznačená tím, že válcové úseky (8), které leží vedle sebe a tvoří tavící vaničku (3), jsou s výjimkou k sobě přivrácených otevřených stran tvořeny kruhovými válci.

4. Trysková lišta podle bodu 1, vyznačená tím, že válcové úseky (12), které leží vedle sebe a tvoří tavící vaničku (3), jsou s výjimkou k sobě přivrácených otevřených stran tvořeny oválnými nebo eliptickými válci.

5. Trysková lišta podle bodu 1, vyznačená tím, že boční stěny (19) tavící vaničky (16) přecházejí z válcových úseků (17) směrem k dělicí stěně (22) mezi tavící vaničkou (16) a tryskovou vaničkou (1) v průběžnou rovinnou stěnu.

6. Trysková lišta podle bodů 1 až ' 5, vyznačená tím, že válcové úseky (8, 12, 17) tavící vaničky (3, 16) pro vyšší topný výkon, dodávaný surovině průtokem proudu, mají menší poloměr a pro nižší topný výkon větší poloměr.