CS218590B2

CS218590B2 - Method of spinning the melted glass and method for executing the same method

Info

Publication number: CS218590B2
Application number: CS798547A
Authority: CS
Inventors: Jean A Battigelli; Francois Bouquet; Igor Fezenko; Jean-Jacques Massol
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1983-02-25
Also published as: AT379126B; AT377967B; TR20714A; PH14461A; GB2041910A; DK158578C; US4203774A; FI69447B; NL7908864A; NZ192341A; FI65983C; PH14543A; NL181102B; JPS6220141B2; SE8304043L; JPS635337B2; FI793833A7; GB2041911A; NO793994L; NL7908866A

Description

Vynález so týká způsobu zvlákůování roztaveného skla a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Způsobem podle vynálezu je možno vyrábět vlákna ze skla nebo z podobných termoplastických materiálů, zvláště anorganických pomocí odstředivky, jejíž osa je uložena vertikálně a do níž se přivádí proud roztaveného skla, které pak vzhledem k rotaci odstředivky je přiváděno na vnitřní povrch zevní stěny odstředivky, který je opatřen velkým množstvím otvorů tak, že roztavené sklo vychází ve formě tenkých paprvků nebo primárních vláken z těchto otvorů. Současně s odstředivkou se užívá prstencovité spalovací komory, z níž vychází proud horkého plynu ve směru osy odstředivky tak, že proudem horkého plynu dochází k vytažení nebo dloužení skleněných vláken a současně jsou primární vlákna tímto· proudem horkého vzduchu stahována směrem dolů, načež jsou kladena na horní stranu perforovaného dopravníku, který je s výhodou uspořádán tak, že tvoří dolní stěnu sběrné komory. Při zvláště výhodném uspořádání se nachází pod perforovaným dopravníkem sací komora, jejíž činnost zajišťuje vznik vrstvy, rouna nebo rohože vláken na perforovaném dopravníku, kterým se pak rohož dopravuje k dalšímu zpracování, balení a podobně.

U dosud používaných systémů podobného typu se užívá měkkého skla, to znamená skla takového složení, aby teplotní podmínky pro· jeho tavení a jeho viskozita v roztaveném stavu umožňovaly volný průchod skla otvory ve stěně odstředivky při teplotě, která je podstatně nižší než teplota, při níž dochází k příliš velké korozi nebo k deformaci materiálu odstředivky.

Aby bylo možno dosáhnout tohoto cíle, je nutno do skel, určených k zvlákňování, přidat poměrně velké množství jedné nebo většího· počtu sloučenin baria, bóru nebo fluoru, které snižují teplotu tání, teplotu odskelnění, liquidus a viskozitu tak, aby nedocházelo k přívodu skla o příliš vysoké teplotě do odstředivky.

Výhodný obsah kysličníků baria, bóru a fluoru, kterého je nutno užít ve svrchu uvedených měkkých sklech je 3 %, 6 % a 1,5 proč., je však nutno současně pamatovat na to, že běžně užívané sloučeniny bóru a fluoru jsou při teplotách, užívaných při zvlákňování skla, těkavé, takže zvláště v případě fluoru je nutno na začátku zpracování přidat do zpracovávaného skla daleko· vyšší množství těchto látek, aby bylo zajištěno dostatečné množství této látky v roztaveném skle i po ztrátě určitého podílu těkavostí této· sloučeniny. Použití větších množství těchto sloučenin však podstatně zvyšuje náklady na výrobu skla, protože cena těchto sloučenin je vysoká, což platí zejména pro sloučeniny barya.

Mimoto vyžaduje používání skla, které obsahuje velké množství boru, fluoru nebo· barya řadu bezpečnostních opatření. V případě bóru nebo fluoru unikají ze zařízení škodlivé těkavé složky, které způsobují i znečištění atmosféry, takže je nezbytné zpracovávat odpadní plyn zvláštním způsobem za použití •odlučovačů.

Mimoto jsou výsledným produktem při použití poměrně měkkého· skla vlákna, která nemají požadovanou odolnost proti vysokým teplotám.

Vynález si klade za úkol odstranit nevýhody známých způsobů a zařízení a umožnit výrobu skleněných vláken s dokonalejšími vlastnostmi.

Clem vynálezu je tedy zvýšit kapacitu zařízení ke zvlákňování roztaveného skla, přičemž by bylo možno určité nečistoty prakticky odstranit a tím by mělo být také možno užít sklo vyrobené s nízkými, náklady a současně získat vlákna -s lepšími vlastnostmi, zejména pokud jde o odolnost proti vyšším teplotám.

V případě vláken, která byla vyrobena dosud známým zařízením je možno- dosáhnout izolačních produktů pouze v případě, -že je použito teplot jen o· málo vyšších než 400 °C. V případě vláken, vyrobených způsobem podle vynálezu je možno užít teploty až 480 °C.

Předmětem vynálezu je způsob zvlákňování roztaveného skla, při němž skleněná vlákna se - vytváří v několika . úrovních a jsou odváděna prstencovitým proudem plynu, přičemž skleněná vlákna -se ve vyšší úrovni tvoří rychleji než v nižší úrovni. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se veškeré ' sklo, určené ke · zvlákňování přivádí na nejvyšší úroveň, · čímž vzniká laminární proudění skla z -nejvyšší úrovně - na nižší.úroveň ve formě nepřetržitého - a v podstatě neporušeného proudu ve tvaru vrstvy.

Dalším předmětem vynálezu je zařízení' k provádění způsobu podle vynálezu sestávající z odstředivky se zevní stěnou, -o větší tloušťce na dolním než na horním -okraji, opatřenou - výstupními otvory pro vlákna roztaveného skla, a z přístroje pro' rozdělování roztaveného skla, uloženého uvnitř odstředivky a - z dmychacího- zařízení, které vytváří prstencovitý proud horkého vzduchu, směřující směrem k bázi odstředivky, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že zevní -stěna dělicího bubnu k - rozdělování roztaveného - skla je opatřena otvory v úrovni otvorů v zevní stěně odstředivky -a prstencovitou přírubou spojenou s dolním okrajem zevní stěny odstředivky.

Pokud jde o složení skla, je nutno uvést, že při použití způsobu podle vynálezu a při použití zařízení k provádění tohoto způsobu za dále uvedených podmínek je sice možno užít i -skla známého složení, je však také možno zpracovávat sklo- zvláště výhodného složení, které neobsahuje žádný fluor a nejvýše malé množství baria a bóru. Je tedy zřejmé, že je možno použít i tak zvaná tvrdá skla -s vyšší teplotou tání a -odskelnění. Sklo, které -neobsahuje fluor, bór ani barium není možno zpracovávat běžným způsobem. Způsobem podle vynálezu je však možno- z tohoto skla vyrobit skleněná vlákna velmi dobré kvality. Hlavní výhodou tvrdých skel je to, že vlákna, vyrobená z -těchto skel jsou daleko- odolnější proti zvýšeným teplotám.

Složení -tvrdého- skla, které má vysokou teplotu -odskelnění a které dosahuje viskožity, vhodné pro zvlákňování jen při vysokých teplotách vyžaduje zcela zvláštní způsob zpracování -a zcela zvláštní zařízení, naněmž je možno provést - celou řadu - podstatných zlepšení, která se týkají konstrukce odstředivky, způsobu výroby i zařízení pro přivádění a rozdělování roztaveného skla v odstředivce i dalších provozních podmínek celého zařízení. Takto pozměněný postup -a zařízení umožňují i výrobu vláken- z velmi tvrdého skla, jehož zpracování je známými způsoby neproveditelné.

Je nutno- zdůraznit také to, že jednotlivá konstrukční zlepšení podle vynálezu, nutná pro výrobu vláken z tvrdých skel, jsou výhodná také při výrobě jiných druhů skleněných vláken, takže způsobem a zařízením podle vynálezu je možno dokonaleji zpracovávat i měkké sklo -na skleněná vlákna.

Další výhody způsobu a zařízení ' - podle vynálezu- budou zřejmé z přiložených výkresů.

Na obr. 1 je znázorněn vertikální řez - zařízením pro výrobu skleněných vláken - s ' odstředivkou, -a to s- jejím výhodným provedením, přičemž na výkresu je současně zachyceno -dmychací zařízení pro- horký vzduch, který je přiváděn podél zevní stěny odstředivky prstencovitě směrem shora dolů a -slouží k vytahování a dloužení skleněných vláken.

Na obr. la je znázorněn zvětšený řez provedením z obr. 1, zejména část stěny rozdělovače roztaveného skla, který je uložen uvnitř -odstředivky.

Obr. 2 - až 6 znázorňují jednotlivá provedení odstředivky podle vynálezu a - zařízení pro přívod roztaveného skla -do vnitřního prostoru odstředivky.

Na - obr. 7 je znázorněn -detailní zvětšený řez, z něhož je zřejmé uspořádání přístroje pro přívod skla do vnitřního prostoru odstředivky. Jde o detail obr. 6.

Na -obr. 8 je znázorněn ve zvětšeném měřítku detailní řez provedením podle obr. 4 a 5, zejména pokud jde -o odlišné uspořádání zařízení pro přívod skla do vnitřního prostoru odstředivky.

S

Na obr. 9 je znázorněn částečný řez konstrukcí odstředivky podle obr. 4 a 5.

Na obr. 10 a 11 jsou znázorněny řezy perforovanou zevní stěnou odstředivky.

Na obr. 1 je znázorněn centrální hřídel 10 odstředivky, který na svém spodním konci je opatřen hlavou 11, určenou к montáži odstředivky. Odstředivka 12 sestává ze zevní stěny 13, která je opatřena mnoha řadami otvorů pro výrobu skleněných vláken a její horní okraj je spojen s hlavou 11 pomocí zvoncovitého upevňovacího dílu 14. Otvůrky, jimiž je opatřena zevní stěna 13 odstředivky 12, jsou znázorněny jen částečně, je však samozřejmé, že zevní stěna 13 odstředivky 12 obsahuje velký počet těchto otvůrků v mnoha řadách ve vertikálním odstupu. Na svém spodním konci je odstředivka 12 opatřena prstencovou přírubou 15, která vyčnívá dovnitř a je spojena s horním okrajem kroužku 16, čímž vznikne zesílení, jehož účel bude vysvětlen později.

Ve vnitřním prostoru odstředivky 12 se nachází dělicí buben 17, který se otáčí současně s odstředivkou 12 a jehož stěna je opatřena jednou řadou dělicích otvorů 18, které jsou uloženy v podstatě v rovině horní řady otvorů zevní stěny 13 odstředivky

12. Dělicí buben 17 je upevněn к hlavě 11 pomocí lamel 17a, směřujících shora dolů. Středem odstředivky 12 je přiváděn proud skla S do vnitřního prostoru dělicího bubnu 17 a tam se dostává к dělicím -otvorům 18 dělicího bubnu 17 a u těchto otvorů 18 vytváří vrstvu, z níž vycházejí paprsky 19 dělicími otvory 18 radiálně směrem na vnitřní plochu zevní stěny 13 odstředivky 12 ve výši horní řady otvůrků zevní stěny 13. Z této oblastí pak stéká proud roztaveného skla směrem dolů po vnitřní ploše zevní stěny 13 odstředivky 12.

Tento směrem dolů směřující proud je jednoduchý a nepřerušovaný z toho důvodu, že vnitřní prostor odstředivky 12 není opatřen žádnou dělicí stěnou nebo komorou, jak tomu bývá u obvyklých typů odstředivek pro toto použití. Jak bylo prokázáno strobo-skopičky, je tento proud roztaveného skla laminární. Z této laminární vrstvy roztaveného skla se sklo dostává do jednotlivých otvůrků zevní stěny 13 odstředivky 12 a z těchto- otvůrků je sklo vytlačováno ve formě velkého počtu primárních vláken, která jsou strhována směrem dolů působením proudu horkého vzduchu, který má prstenco-vitý tvar a vychází ze zařízení, které bude dále popsáno.

Na obr. la je znázorněno další provedení dělicího bubnu 17b, který je v tomto případě opatřen dvěma řadami dělicích otvorů 18a, všechny tyto otvory 18a jsou však uloženy v blízkosti společné roviny, takže sklo z nich vychází v úrovni -horní řady otvorů, provedených v zevní stěně 13 odstředivky 12.

Pokud jde o uspořádání dělicího bubnu v provedení, znázorněném na obr. 1 a dělicího bubnu 17b v provedení, znázorněném na obr. la je nutno zdůraznit, že obvyklé dělicí bubny, kt-eré jsou součástí známých zařízení, jsou opatřeny několika řadami dělicích otvorů, které jsou uspořádány vzhledem к sobě ve vertikálních odstupech, takže dochází к rozdělování roztaveného skla v celém rozsahu perforované obvodové stěny bubnu a tím i v rozsahu celé vnitřní stěny odstředivky nebo alespoň v průběhu větší části vnitřní stěny těchto odstředivek. Bylo však prokázáno, že při použití těchto známých způsobů vznikají při rozdělení skla podstatné obtíže a nevýhodí, a to zejména v případě použití odstředivek s poměrně velkými rozměry.

Hlavní -obtíž spočívá v tom, že paprsky skla ztrácejí teplo při své cestě mezi dělicím bubnem a vnitřní plochou zevní stěny odstředivky. Tyto tepelné ztráty jsou přímo úměrné celkové zevní ploše přiváděných paprsků skla. Při použití velkého množství malých paprsků, tak jak tomu je u známých zařízení, je celková plocha podstatně vyšší než v přípa-dě zařízení podle vynálezu, v němž je dělicí buben opatřen pouze jedinou řadou dělicích otvorů s větším průměrem, takže je možno totéž množství roztaveného skla přivádět při podstatně nižší celkové zevní ploše. Ve zvláštních případech umožňuje zařízení podle vynálezu přivádět ve formě paprsků skla množství skla, jehož celkový zevní povrch odpovídá pouze jedné sedmině celkového zevního povrchu téhož množství skla přiváděného dosud používaným zařízením.

Zařízením podle vynálezu je tedy možno odstranit při použití dělicího bubnu s jedinou řadou dělicích otvorů přebytečným ztrátám tepla, které představují u známých zařízení podstatnou nevýhodu. Mimoto dochází u známých zařízení i při malém rozměru odstředivky к tomu, že tepelné ztráty jsou u různých paprsků skla daleko nerovnoměrnější než v případě, že se vytváří menší počet paprsků s větším průměrem, jak tomu je i v případě zařízení podle vynálezu.

Přestože svrchu uvedené obtíže, týkající se tepelných ztrát, neruší při použití měkkého skla způsob zvlákňování tohoto· skla, jsou tyto tepelné ztráty naprosto nepřijatelné v případě, že mají být zvlákňována uvedeným způsobem tvrdá skla.

Další výhoda způsobu a zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že odstředivka může mít větší průměr. Při použití dělicích bubnů známé konstrukce, z nichž vycházejí skleněné paprsky s malým průměrem, docházelo při zvětšení průměru odstředivky к nerovnoměrnému rozdělování skleněných paprsků a tím se zhoršovala i rovnoměrnost celého výrobního postupu. V případě, že se při použití zařízení podle vynálezu vytváří pouze menší počet silnějších paprsků roztaveného skla, nedochází nikdy к nerovnoměrnosti rozdělování tohoto skla, mimoto

2185 9 О je však možno případnou nerovnoměrnost snížit ještě řadu dalších opatření, která jsou uvedena zejména v provedeních podle obr. 2 až 6.

V případě, že se na vnitřní stranil zevní stěny odstředivky přivádí velký počet malých paprsků roztaveného skla, dochází snadno к tomu, že některé paprsky roztaveného skla dopadají přímo na otvory, jimiž je zevní stěna opatřena a okamžitě se dostávají mimo odstředivku, kdežto jiné paprsky skla se dostávají na neperforovanou část zevní stěny odstředivky, čímž Opět vzniká nerovnoměrnost zvlákňování a tím i nerovnoměrnost výsledného produktu.

Oproti tomu při použití zařízení podlé vynálezu dochází к tomu, že místo velkého počtu paprsků roztaveného skla vzniká na vnitřní straně zevní stěny odstředivky vrstva roztaveného skla, která stéká souvisle lamiiiárně po vnitřní straně zevní stěny odstředivky směrem dolů, a to až к bázi odstředivky. Sklo Se tedy přivádí pouze na 'horní část této vrstvy a pak se laminárním prouděním dostává přes všechny otvory, jimiž je zevní stěna odstředivky opatřena, tákže proud iroztaveného Skla prochází rovnoměrně celou vnitřní stranou této stěny. Tím jé možno dosáhnout rovnoměrného rozdělení skla po celé vnitřní ploše odstředivky, čímž jě současně odstraněna jedna z příčin nerovnoměrnosti výsledných vláken.

Toto uspořádání vrstvy, směřující laminárně směrem dólů, je umožňováno' dělicím bubnem 17, 17b, který je Znázorněn na obr. 1 a la, to jest použitím dělicího bubnu* jímž je célé množství skla, přiváděné na vnitřní stranu zevní stěny 13 odstředivky 12 rozdělováno jedinou řadou dělicích otvorů, které sé nacházéjí v blízkosti roviny horní řady otvorů, jimiž je opatřena zevní stěna odstředivky 12. Tato jediná řada otvorů 18, 18a dělicího bubnu 17, 17b sestává s výhodou Celkem ze 75 až 200 otvorů, což odpovídá desetině až třetině počtu, který obvyklé obsahují běžné dělicí bubny, opatřené větším počtem řad dělicích Otvorů.

Vytváření požadovaných rovnoměrných podmínek pro průchod skla otvory zevní stěny Odstředivky je možno zajistit ještě dalšími Výhodnými opatřeními, která budou dále osvětlena, zejména udržováním rovnoměrné teploty, která zajišťuje stejnoměrnou viskozitu skla v horní i spodní části Vnitřní strany zevní stěny 13 odstředivky 12.

К usměrňování a vytahování paprsků skla ha vlákna slouží zařízení, znázorněné na obr. 1 a sestávající z prstencové komory 20* Opatřené prstencovou tryskou 21, která je napojena na jednu nebo větší počet spalovacích komor 22* z nichž přichází po spálení paliva horké plyny do prstencové komory 20 a prstencové trysky 21. Tím vzniká proud horkého plynu prstencovitého tvaru ke zvlákňování paprsků skla, směřující shora dolů směrem к bázi odstředivky. Jednotlivosti Uspořádání tohoto generátoru, jakož i podrobnosti, týkající sé upevnění odstředivky, nebudou podrobněji rozebírány, protože jde o známé skutečnosti.

Jak je znázorněno na obr. 1, je zařízení podle vynálezu vybaveno ještě vyhříváním zařízením 23 pro spodní okraj odstředivky 1|2. Toto vyhřívací zařízení 23 může mít různou formu a jde v podstatě o vysokofrekvenční zařízení prstencovitého t-Varli, tak jak je znázorněno na obr. 1; Toto vyhřívaní zařízení 23 má s výhodou vět&í prů> měr než odstředivka 12 a je Uloženo v malém odstupu pod dolní stěnou odstředivky 12.

Vynález bude dále osvětlen v souvislosti s popisem provozních podmínek pro zařízení podle vynálezu.

Pokud jde o činnost zařízení, znázornéného na obr. 1 je nutno uvést, že v případě tohoto zařízení je možno užít nejen odstředivky běžné velikosti, nýbrž i odstředivky s větším průměrem; Je například možno ulít odstředivky s průměrem 400 mm, kdežto známé odstředivky, užívané к tomuto úče* lu mají obvykle průměr pouze 300 mm.

Tímto způsobem je také možno Užít větší počet otvorů v dělicím bubnu 17*. jímž Sff přivádí roztavené sklo na zevní stěnu 13 odstředivky 12, takže vzniká možnost zvýšit počet paprsků roztaveného 9telá při za*chování jejich průměru, současně se zvyšuje 1 počet paprsků, které z odstředivky vycházejí a mění se na skleněná vlákna.· Vzhledem к poměrně vysoké rychlosti otáčení odstředivek tohoto typu a vzhledem к tomu, že odstředivka pracuje při poměrně velmi vysokých teplotách, má středifeí část obvodové stěny odstředivky tendenci к vybočení směrem ven. Aby bylo možno této tendenci zabránit, je odstředivka podle vynálezu opatřena zesilovacím zařízením, které může být pro různá provádění zařízení podle vynálezu uspořádána různě.

Při provedení z obr. 1 je zesilovací zařízení tvořeno prstencovitým nebo válcovitým kroužkem 16* který je upevněn na spodní crkraj zevní stěny 13 odstředivky 12 pomocí prstencové příruby 1S, směřující směrem dovnitř. Zesilující účinek kroužku 16 je zřejmý v případě, že se bere zřetel na skutečnost, že centrální část obvodové stěny 13 má tendenci vybočit vlivem odstředivé síly směrem ven_; Z tohoto důvodu je také příruba 15 a její styčná plocha se spodním okrajem zevní stěny 13 zahnuta směrem dovnitř; U odstředivek běžného typu není zařazován kroužek 16 a často dochází к tomu* že Se okraj příruby 15 deformuje vlnovltě směrem dovnitř. V případě* že je do odstředivky Zařazen kroužek 16* který je ve styku s přírubou 15, je možno současně zabránit vlnovité deformaci této části zařízení a přitom zesílit stěnu odstředivky; Spojení kroužku 16 s přírubou 15 rovněž přispívá ke zpevnění celého zařízení.

Aby bylo možno dosáhnout uvedeného cíle, má prstencovitý nebo válcovitý kroužek v axiálním směru -odstředivky 12 s výhodou větší rozměr než je střední tloušťka zevní stěny 13 odstředivky 12. Aby -bylo možno vyrovnat -zakřivení zevní stěny 13 odstředivky 12 směrem ven, uloží se kroužek 16 s- výhodou tak, aby jeho- vertikální rozměr byl větší než maximální tloušťka zevní stěny 13 odstředivky 12. Bylo prokázáno-, že tímto způsobem je možno zesílit konstrukci celého zařízení tak, že nedochází k vyklenutí zevní -stěny 13 odstředivky 12 nebo- k němu dochází daleko pomaleji, čímž se zvyšuje životnost celého zařízení.

V dalších vyobrazeních jsou znázorněny další možné způsoby - provedení -tohoto zesilovacího zařízení.

U provedení, které je znázorněno na obr. 1, bylo zdůrazňováno, že na -rozdíl -od známých zařízení, v nichž se zpracovává poměrně měkké sklo, je konstrukce dělicího bubnu odlišná. V případě zpracování měkkého skla se užívá dělicích bubnů, které jsou sice také uloženy ve střední části odstředivky, -které však na obvodové stěně mají několik - řad dělicích -otvorů, které jsou od sebe uloženy ve vertikálních odstupech, takže sklo, přiváděné dělicím bubnem se dostává na větší -část vnitřní části zevní stěny odstředivky. Tímto způsobem vzniká podstatný teplotní rozdíl mezi horním okrajem zevní stěny -odstředivky a mezi jejím spodním okrajem. Horní okraj má tedy vyšší teplotu než dolní -okraj, a to z toho- důvodu, že horní okraj leží blíže dělicímu bubnu. Mimoto má zevní stěna odstředivky v celé výšce stejně silnou stěnu, nebo v některých případech je horní část této stěny silnější než spodní -část. Dále u této- známé odstředivky dochází ještě k dalším rozdílům, pokud jde o průměry mezi otvory horní řady a průměry otvorů dalších řad. Šlo o pokus dosáhnout stejnoměrného rozdělení stěn po celém povrchu vnitřní stěny odstředivky. T-ot-o- provedení je popsáno například ve francouzském patentovém spisu č. 1 382 917, a to zvláště na obr. 3. Tímto způsobem bylo možno zabránit tomu, -aby se vlákna křížila, jak k tomu může dojít v případě, že jsou paprsky skla vytlačovány ve stejném odstupu v horní i spodní řadě výstupních otvorů, uspořádaných v zevní stěně odstředivky.

Přestože se u některých známých zařízení navrhuje vyhřívání spodního -okraje odstředivky, je toto zahřívání vždy spojeno s tím, že -odstředivka má „deštník-ovitý“ tvar a i tak dochází k teplotnímu rozdílu mezi sklem na horním okraji zevní stěny odstředivky a na spodním okraji zevní stěny -odstředivky. Horní okraj odstředivky je ze svrchu uvedených důvodů obvykle teplejší, kdežto- spodní okraj -odstředivky je obvykle chladnější i v případech, že je v jeho blízkosti uloženo- vyhřívací zařízení. Na základě -tohoto teplotního rozdílu, který vzniká například při teplotě 1050 °C v -horní části odstředivky -a 950 °C v dolní části -odstředivky, dochází k tomu, že viskozita skla je v blízkosti horního okraje nižší než v blízkosti dolního okraje a tím -opět dochází k tomu, že v blízkosti horního -okraje sklo snáze prochází otvory v zevní stěně odstředivky než v -dolní -části zevní stěny -odstředivky.

Při použití známých zařízení a měkkého skla je možno vytvořit svrchu uvedený teplotní rozdíl mezi horním a spodním okrajem zevní stěny odstředivky, přičemž však •dochází k tomu, že i když teplota překročí teplotu odskelnění v horní části odstředivky, přece není dostatečně vysoká k tomu, aby byly způsobeny větší škody na kovu, z něhož je odstředivka vyrobena.

Při použití tvrdého skla není toto uspořádání prakticky proveditelné, zejména není možné, -aby byl vysoký rozdíl mezi -horním -a spodním okrajem zevní stěny odstředivky. Příčina spočívá v tom, že v případě, že by teplota na spodním okraji byla udržována nad teplotou odskelnění, aby nedošlo ke krystalizací skla, bylo by nutné udržovat horní -okraj zevní stěny odstředivky na tak vysoké teplotě, že by došlo ke korozi kovu, z něhož je odstředivka vyrobena, -a/nebo -k příliš velké deformaci zevní stěny -odstředivky.

Po- přihlédnutí ke všem svrchu uvedeným faktorům a při použití tvrdého skla vhodného složení je možno dosáhnout způsobem podle vynálezu požadované tvorby vláken v „d-eštníkovité“ formě. Místo- 'teplotního rozdílu mezi horním a spodním· -okrajem zevní stěny -odstředivky se užívá stejně vysoké teploty na horním i dolním konci odstředivky a tato hodnota se -udržuje na hodnotě například 1050 °C, která je vyšší než teplota -odskelnění.

Viskozita skla je proto- v podstatě stejná při horním i spodním -okraji zevní stěny odstředivky a je rovna přibližně 500 Pa. s. Způsobem podle vynálezu se však dosahuje žádaného zvýšení odporu ve spodní části zevní -stěny odstředivky jiným způsobem. Zevní strana odstředivky je totiž uspořádána tak, že se její tloušťka zvětšuje -směrem ke spodnímu okrají, jak je znázorněno na obr. 1. Tím dochází k tomu, že směrem -od shora dolů se délka otvoru zvyšuje a při téže viskozitě skla, které vychází působením odstředivé síly ve formě skleněných paprsků z odstředivky, se klade 'tomuto -sklu v nižší části zevní stěny -odstředivky větší odpor. Na základě tohoto rozdílu mezi -odporem jednotlivých otvorů v zevní stěně odstředivky dochází k tomu, že paprsky skla jsou odstředivou silou vytlačovány u horního- okraj-e do větší vzdálenosti než v blízkosti spodního okraje, takže tímto způsobem dochází k požadovanému vytlačování skleněných vláken tak, že se jednotlivá vlákna nekříží. Popřípadě je ještě možno zvětšit odpor -otvorů v blízkosti dolního -okraje odstředivky tak, že se zmenší jejich průměr.

Aby bylo možno udržet požadovanou tep218590 lotu dolního· okraje odstředivky, je nutné spodní okraj odstředivky zahřívat intenzivněji, než tomu je u známých zařízení. Vyhřívací zařízení 23 je znázorněno na obr. 1 a má alespoň dvojnásobný a trojnásobný výkon oproti dosud užívaným zařízením. Výhodné je použití vyhřívacího. zařízení o výkonu 60 kW při frekvenci 10· kHz.

Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu se provozní podmínky udržují tak, že u horního i spodního okraje zevní stěny odstředivky se určuje teplota skla, která je alespoň o 10 až 20 °C vyšší než teplota odskelnění.

U většiny provedení má spodní část zevní stěny odstředivky tloušťku, která je přibližně l,5krát větší než tloušťka horní části . zevní stěny. V některých případech může být výhodné zvýšit tloušťku zevní stěny odstředivky ve srovnání s horní částí zevní stěny odstředivky 2,5krát.

Dvojnásobná tloušťka spodní části zevní stěny odstředivky vzhledem k horní části této stěny je typickou hodnotou zařízení podle vynálezu. Při zvláštním provedení odstředivky podle vynálezu může mít horní část její stěny tloušťku přibližně 3 mm a dolní část této· stěny tloušťku přibližně 6 milimetrů..

Přestože se tloušťka zevní stěny odstředivky . může měnit rovnoměrně směrem shora dolů, tak jak je to znázorněno· na obr. 1, může . být zevní stěna odstředivky provedena . také tak, jak je to· znázorněno například na .· zvětšeném řezu touto stěnou na obr. 10. Tato · stěna · má také ve spodní části větší tloušťku než v · horní části. Nejmenší tloušťku však má ve střední části zevní stěny. Tyto změny v tloušťce zevní stěny odstředivky umožňují ještě dokonaleji dosáhnout žádaného účinku, to jest vytváření vláken v deštníkovité formě.

V této souvislosti je nutno znovu zdůraznit, že existují dva hlavní zdroje tepla, kterými je zahřívána zevní stěna odstředivky. Především jde o prstencovitý proud horkého plynu, směřující shora dolů a mimoto jde také o vyhřívací zařízení 23, kterým je obvykle vysokofrekvenční zdroj. Toto zařízení je uloženo· pod spodní částí odstředivky. Z toho· vyplývá, že střední část zevní stěny odstředivky má o něco nižší teplotu než horní a spodní část této stěny, což současně znamená, že viskozita skla ve střední části se zvyšuje. Provedení, které je znázorněno na obr. 10, proto ještě usnadňuje změny viskozity v tomto smyslu, protože při tomto uspořádání má roztavené sklo· minimální viskozitu v horní části, střední viskozitu ve střední části a · nejvyšší viskozitu ve spodní části zevní stěny odstředivky.

Přestože v provedeních podle obr. 1 a 10 má zevní stěna odstředivky konický tvar, to· znamená, že má o něco větší průměrové spodní části než v horní části, je samozřejmé, že tato stěna může mít také válcovitý tvar, jak je znázorněno například na obr. 11.

Dříve, než budou popsána jednotlivá výhodná provedení, která jsou znázorněna na obr. 2 až 9, bylo by zapotřebí se zmínit ještě o některých obecných změnách, které byly provedeny při konstrukci odstředivky podle vynálezu.

Jde například o tak zvaný perforační koeficient, kterým je poměr mezi celkovou perforovanou plochou zevní stěny odstředivky a plnou částí zevní stěny odstředivky. Změnami tohoto koeficientu je možno dosáhnout i nejrůznějších změn při zvlákňování skla. U odstředivek podle vynálezu je výhodné, obsahuje-li odstředivka co možná velký počet otvorů na jednotku plochy své zevní stěny. Tím se zvýší perforační koeficient a tímto způsobem je také možno zvýšit celkovou kapacitu odstředivky, to znamená celkové množství skla, které je možno . přeměnit pomocí této odstředivky na skleněná vlákna.

Především je nutno zdůraznit, že rychlost přívodu skla otvory ve stěně odstředivky silně závisí na viskozitě dodávaného skla. Při stoupnutí této viskozity se v každém z uvedených otvorů rychlost proudu zpomaluje, zvýšením perforačního koeficientu však je , přece možno udržet celkovou kapacitu odstředivky, a to v tom případě, že jde o tak zvané tvrdé sklo s vyšší viskozitou. Je tedy zřejmé, že zvýšení perforačního koeficientu umožňuje použití skel s vyšší viskozitou, než tomu bylo u odstředivek známých konstrukcí, aniž by přitom došlo · ke . snížení celkové kapacity odstředivky.

Kapacita odstředivky závisí mimoto· ještě na průměru jednotlivých otvorů, i při zmenšení průměru · otvoru je · však možno dodržet předem požadovanou kapacitu . odstředivky zvýšením perforačního koeficientu odstředivky.

Odstředivkou podle vynálezu · je dokonce možné poněkud zvýšit celkovou kapacitu odstředivky ve srovnání se známými typy odstředivek a současně snížit rychlost průtoku roztaveného skla jednotlivými otvory obvodové stěny odstředivky. Tohoto výsledku je částečně možno dosáhnout zvětšením perforačního koeficientu, mimoto však také dalšími faktory, které budou dále osvětleny. Současně s udržením nebo· zvýšením kapacity odstředivky se snižuje i · koroze odstředivky, přestože se dosáhne většího množství skleněných vláken. Je · samozřejmé, že k největšímu narušení stěny odstředivky dochází v jednotlivých otvorech, přesto· však při zvětšení perforačního koeficientu, které nutně vede k zeslabení zevní stěny odstředivky, nedochází ke snížení kapacity a životnosti odstředivky, nýbrž ve srovnání s odstředivkami známého typu dokonce k · lehkému zvýšení těchto dvou parametrů.

Mimoto není nutné, aby při snížení rychlosti proudu skla otvory v zevní stěně · odstředivky měl horký plyn, směřující shora dolů · tak velikou rychlost, jako je tomu při;

13' 14 větší rychlostí ' proudění roztaveného skla. Tím se tedy získává ' dvojnásobná výhoda. Především je možno získávat delší skleněná vlákna, a to z toho důvodu, že délka vláken je nepřímo' úměrná rychlosti horkého plynu, který směruje shora dolů, mimoto pak znamená snížení rychlosti tohoto proudu horkého plynu poměrně značnou úsporu energie.

Zvýšení ' perforačního koeficientu zevní stěny ' odstředivky také umožňuje vyrobit současně daleko větší počet vláken při stejném objemu horkého plynu, což opět znamená podstatnou úsporu energie. Při provádění způsobu ' podle vynálezu bylo prokázáno, ' že ' přes zvýšení počtu vláken na jednotku ' objemu horkého plynu nedochází k žádnému shlukování těchto vláken, naopak zůstávají tato vlákna v průběhu celého' postupu oddělena, což umožňuje získat výsledné produkty 3' vyšší kvalitou, zvláště pokud jde o izolační materiál.

Při praktickém provádění způsobu podle vynálezu je výhodné, aby zevní stěna odstředivky obsahovala alespoň 15 otvorů na cm²ve své ' perforované části, s výhodou 15 až 45 něbo' ' 50 '' otvorů na cm2. Výhodná hodnota je 35 otvorů na cm2. Průměr použitých otvorů se přitom pohybuje v rozmezí 0,8 až

1,2 mm.

Přestože výhod způsobu podle vynálezu je možno dosáhnout při použití odstředivek libovolného rozměru, je v mnoha případech výhodné zvýšení průměru odstředivky ve srovnání se známým zařízením. Obvykle se užívají odstředivky o průměru přibližně 300 milimetrů, při použití způsobu podle vynálezu je však možno užít odstředivek o průměru alespoň 400 mm a dokonce až o průměru 500 mm.

Zvýšení průměru odstředivky poskytuje rovněž řadu výhod. Při daném perforačním koeficientu a při stejné kapacitě celého zařízení vede zvětšení průměru odstředivky ke stanovení proudu roztaveného skla v každém jednotlivém otvoru. Jak již bylo svrchu uvedeno v souvislosti se zvyšováním perforačního koeficientu, umožňuje snížení rychlosti proudu v jednotlivých otvorech zvýšení viskozity roztaveného skla. Při stejné kapacitě odstředivky však nezpůsobuje zvýšená viskozita roztaveného skla žádné zvýšení koroze a tím i snížení životnosti odstředivky.

Přestože některých výhod způsobu podle vynálezu je možno dosáhnout i při použití odstředivek, jejichž zevní stěna má jakýkoliv vertikální rozměr, může být v některých případech výhodné zvýšení této zevní stěny, a 'to' ' v některých případech až na dvojnásobnou hodnotu. Výška zevní . ' stěny odstředivky se může zvětšit z' běžně užívaných 40 milimetrů až na 80 mm. Toto zvětšení výšky umožňuje současně zvýšení celkového počtu otvorů, což je opět velmi výhodné, protože je možno získat současně daleko větší počet skleněných vláken, což znamená podstatnou úsporu energie.

U provedení na obr. 2 je odstředivka upevněna hlavou 24 na centrální hřídel 10. Stejně jako u prvního provedení se vede směrem shora dolů z prstencové komory 20, opatřené prstencovitou tryskou 21, proud horkého' vzduchu, směřující shora dolů podél zevní stěny 26 odstředivky 25. V provedení, znázorněném na obr. 2 je průměr odstředivky 25 o' něco·' větší než v provedení, znázorněném na obr. 1 a zevní stěna 26 má ve spodní 'části také o ' něco větší tloušťku, než v horní části. Na jejím spodním okraji Je zevní stěna 26 opatřena lemem 27, jehož tloušťka se zvětšuje radiálním směrem dovnitř. Jeho spodní část má v axiálním směru odstředivky 25 rozměr, který odpovídá alespoň střední tloušťce zevní stěny 26 a s výhodou je větší než maximální tloušťka této zevní stěny 26. Tím dochází k podstatnému zesílení celého zařízení, 'které brání zejména vyklenutí zevní stěny 26 směrem ven v ' její střední ' části při ' ' plném provozu odstředivky. 25.

V provedení, znázorněném na obr. 2 je rovněž uložen ' ve střední části odstředivky 25 dělicí buben 28, který je opatřen na svém obvodě ' řadou dělicích otvorů 29. Proud skla S ' je přiváděn stejně jako v provedení, znázorněném na obr. 1, shora dolů v dělicím bubnu 28 a při Jeho rotaci dochází ke vzniku paprsků 30 skla, směřujících radiálně směrem ven.

Místo· aby paprsky 30 skla byly vedeny přímo na vnitřní stranu zevní stěny 26 odstředivky 25, je v provedení na obr. 2 mezi tyto dvě části zařazena ještě další pomůcka, určená ke správnému odchýlení paprsků 30 skla, které vycházejí z dělicího ' bubnu ' 28. Touto pomůckou je prstencovitý trychtýř 31, jehož dno· je opatřeno řadou dělicích otvorů, z nichž vycházejí paprsky 32 ' skla a jsou pak vedeny ' na zevní stěnu 26 odstředivky

25. Stejně jako v provedení, znázorněném na obr. 1 jsou tyto otvory uspořádány tak, aby paprsky 32 skla byly vedeny na vnitřní stranu zevní stěny 26 odstředivky 25 v úrovni horní řady otvorů a tím bylo umožněno volné laminární proudění směrem shora dolů.

V provedení, znázorněném na obr. 2 má dělicí buben 28 menší průměr než dělicí buben 17 v provedení, znázorněném na obr.

1. Celé uspořádání bylo· nutno změnit z toho důvodu, že průměr ' odstředivky 25. . . je větší než průměr odstředivky ' 12 znázorněné na obr. 1. Při použití . dělicího bubnu s průměrem, jaký má dělicí' buben 17 v provedení na obr.' 1, je vzdálenost mezi dělicím bubnem 17 a perforovanou zevní, stěnou '13 odstředivky 12' tak veliká,, že se zhoršuje¹rovnoměrnost přiváděných paprsků skla a dochází j k nerovnoměrnosti při chodu celé odstředivky. Může dojít i k tomu, že část skla ' se dostane na zevní stěnu 13 až ' pod horní řadou ' otvorů této ' stěny. To· 'je nežá218590 doučí, protože již bylo zdůrazněno, že je zapotřebí, aby se celé množství roztaveného skla dostalo na vnitřní stranu zevní stěny 13 v horní řadě otvorů této stěny, aby na vnitřní straně této stěny mohl vzniknout laminární proud skla směrem shora dolů.

V případě, že se užije dělicí buben 28 s průměrem o něco menším, než má dělicí buben 17 v provedení, znázorněném na obr. 1 a současně se použije jako pomůcky k usměrnění proudu skla prstencovitého trychtýře 31, který je znázorněn na obr. 2, je možno dosáhnout přesného přívodu roztaveného skla v úrovni horní řady otvorů, provedených v zevní stěně 26. Prstencovitý trychtýř 31 může být upevněn na hlavě 24 pomocí nosné konstukce 31a, která je tepelně izolována izolací 46, znázorněnou na obr. 7 a 8.

Stejně jako v provedení znázorněném na obr. - 1 je možno i v provedení znázorněném na obr. 2 užít vysokofrekvenčního vyhřívacího zařízení 23, kterým je možno· vyrovnat teplotu v horní a spodní části perforované zevní stěny 26 odstředivky 25.

Na - obr. 3 je - znázorněno provedení, které je obdobné provedení, znázorněnému na -obr. 2, přičemž stejné -nebo velmi podobné konstrukční prvky jsou - označeny stejnými vztahovými značkami. Uvnitř odstředivky 25 je rovněž uložen dělicí buben 28 téže konstrukce - jako- na obr. 2, avšak místo prstencovitého trychtýře - 31 se užívá - jiné pomůcky k usměrnění proudu roztaveného skla. Touto pomůckou je v tomto případě lišta 33 opatřená žlábkem a upevněná na hlavu 24 tepelně izolovanými nosiči 33a. Líšta 33 je opatřena kanálky, kterými se přivádí z dělicího bubnu 28 paprsky 30 skla, spodní okraj tohoto kanálku je opatřen přepadem 34, takže sklo, které je přiváděno do drážky lišty 33, se dostává odstředivou silou na vnitřní stranu zevní stěny 26 odstředivky 25. Lišta 33 je s výhodou uložena tak, aby sklo bylo přiváděno v úrovni horních otvorů vnitřní strany zevní stěny 26 odstředivky 25.

Činnost -odstředivky, znázorněné na obr, 3 je - podobná činnosti - odstředivky z obr. 2, s tím rozdílem, že -roztavené sklo se v provedení na obr. 2 přivádí na vnitřní stranu zevní stěny 26 otvory v prstencovitém trychtýři 31, kdežto- v - provedení, znázorněném na obr. 3, se -sklo na vnitřní stranu zevní stěny 26 přivádí pomocí lišty 33 ve formě jednolité vrstvy -35.

V provedení, znázorněném na obr. 4 se odstředivka 36 · liší od odstředivek 12 a 25 z uspořádání, znázorněných na obr. 1, 2 a svým podstatně větším vertikálním rozměrem. V provedení, znázorněném na obr.

se užívá podobného dělicího bubnu 28 jako· v provedení, znázorněném na obr. 3, a tímto dělicím bubnem 28 jsou - přiváděny paprsky 30 skla na lištu 33, která má obdobnou stavbu jako na obr. 3. Lišta 33 však nepřivádí sklo přímo na vnitřní stranu zevní stěny odstředivky, avšak přivádí - sklo do vnitřního prostoru trychtýře - 37, který je upevněn na -nosné konstrukci 38, uložené ve vnitřním prostoru -Odstředivky 36.

Nosná konstrukce 38 ·má válcovitý tvar - a její spodní okraj je opatřen vybráním - - 38a, které zapadá -do okraje 36a, který je částí příruby odstředivky 36. · Nosná konstrukce 38 je mimoto uložena na základní desce 38b. Jak - je - zřejmé z obr. 4, je - nosná konstrukce a základní -deska 38b opatřeny otvory. Nosná konstrukce 38 je mimoto spojena se zevní stěnou odstředivky 36 konzolemi -39, které jsou zakotveny ve ' střední části zevní stěny odstředivky 36 a slouží ke zpevnění zevní části této stěny. Konzole 39 jsou vzhledem k sobě uloženy v určitých odstupech, takže neruší laminární proudění roztaveného skla -směrem shora dolů po- vnitrní straně zevní - stěny odstředivky - 36. Konzole 39 mohou být s nosnou konstrukcí 38 spojeny prstencem 39a, který je součástí -nosné konstrukce 38. Je tedy zřejmé, že nosná konstrukce 38 ·brání vychýlení zevní stěny odstředivky 36 směrem ven. Mimoto je možno dosáhnout nosnou konstrukcí 38, konzolemi a prstencem 39a' podstatného- zesílení zevní stěny odstředivky 36, které opět působí proti jejímu vychýlení směrem ven.

Další výhoda této konstrukce je - skutečnost, že jednotlivé konstrukční prvky - je možno udržovat na poměrně nízké teplotě. V případě, že teplota zevní stěny je přibližně 1050 °C při provozu odstředivky - -36, leží teplota -nosné konstrukce 38 v blízkosti 600° Celsia, takže nosná konstrukce 38 není - příliš -opotřebována.

V provedení, které je znázorněno na obr. 8, jsou podrobněji znázorněny jednotlivé části -trychtýře 37 a nosné konstrukce 38. Je zřejmé, že výstupní -otvory 40 na spodní části trychtýře 37 jsou provedeny tak, že paprsky skla vystupují v úrovni otvorů 41, provedených v nosné konstrukci 38. Rozdělení konzolí 39 v intervalech po vnitřní ploše zevní stěny odstředivky 36 zajišťuje - laminární proudění roztaveného skla směrem od horního- okraje až do- spodní -části s -co nejmenším přerušením.

Další konstrukční prvky tohoto· provedení, například hřídel, prstencová komora a prstencová tryska pro přívod - horkého- plynu i vyhřívací zařízení mají podobnou konstrukci jako- zařízení, které bylo znázorněno na -obr. 1.

V provedení, znázorněném - na obr. 5 má odstředivka 42 podobnou konstrukci jako odstředivka 36 znázorněná na -obr. 4. Má však menší průměr a roztavené sklo- je- přiváděno -dělicím bubnem 43, který má -o -něco větší průměr než dělicí buben 28 v provedení, znázorněném na obr. 4. Otvory, provedené v obvodové stěně - dělicího bubnu 43, slouží k přímému přívodu paprsků 44 · skla do trychtýře 37, takže v tomto provedení není zařazena lišta 33. Toto provedení- je opatřeno nosnou konstrukcí 38 se základní deskou 38b provedenou obdobným způsobem, jak je to znázorněno na obr. 4.

Přestože je možno zpevňovacích prvků znázorněných na obr. 4 a 5 použít i u odstředivek, jejichž obvodová stěna má jednotnou tloušťku, je výhodné je použít v odstředivkách, jejichž zevní stěna má ve směru shora dolů zvětšující se tloušťku.

Na obr. 6 je znázorněno- podobné provedení jako na obr. 3, v němž odstředivka 25 a -dělicí buben 28 jsou provedeny stejně, avšak jako pomůcky pro usměrnění proudu skla se užívá lišty 45, opatřené přepadem, přičemž tato lišta 45 není upevněna na hlavě hřídele, ale na zevní stěně 26 -odstředivky 25, jak je znázorněno na obr. 6.

Na - obr. 7 -a 8 je detailně znázorněno dělicí zařízení z -obr. 4 až 6, přičemž na obr. 8 jde o trychtýř 37 a na obr. 7 o lištu 45, v obou - těchto pomůckách bylo ještě užito mezivrstvy, kterou je izo-lace 46. Toto uspořádání má snížit přenos tepla z dělicí pomůcky na odstředivku 25, 26 a zejména na její nosnou konstrukci 38.

Podstatnou výhodou způsobu podle vynálezu je skutečnost, že při jeho provádění je možno užít nejrůznějších typů skla.

Je samozřejmé, že k výrobě skleněných vláken uvedeným způsobem je možno užít měkká skla. Mimoto však je možno užít i skla odlišného složení, i taková, která až dosud nebylo možno- zpracovat na skleněná vlákna. Tato- skla nebylo až dosud možno zpracovávat známým způsobem ve známých zařízeních, především z toho důvodu, že na závadu byla poměrně vysoká teplota -odskelnění, která vyžadovala i poměrně vysokou teplotu při výrobě skleněných vláken. Při této vysoké teplotě však docházelo při použití odstředivek známého typu k vyklenutí zevní stěny nebo k velmi rychlé korozi, někdy tak rychlé, že by odstředivky uvedeného -typu nebylo- možno při průmyslové výrobě skleněných vláken vůbec použít. Zejména nebylo- možno známým způsobem zpracovávat takzvaná tvrdá skla, která však je možno volmi výhodně zpracovat způsobem podle vynálezu.

Mimoto- je možno způsobem podle vynálezu zpracovávat určitá skla dosud neznámého- složení a velmi výhodných vlastností, zejména pokud jde o- viskozitu a o -teplotu odskelnění. Tato skla neobsahují žádné sloučeniny bóru a/nebo- baria, přičemž je nutno zdůraznit, že sloučeniny všech tří uvede ných prvků jsou běžnou součástí měkkých skel, která tyto látky obsahují často ve velkých množstvích, aby bylo možno snížit jejich teplotu tání a teplotu odskelnění a tak umožnit jejich zpracování v odstředivkách známého typu. Sklo nového složení je výhodné také z toho důvodu, že jeho použití je hospodárné a při jeho zpracování nedochází ke znečištění ovzduší. Sklo podle vynálezu má poměrně vysokou teplotu odskelnění -a -až -dosud nebylo- možno ze skla tohoto typu vyrábět skleněná vlákna. Při zpracování zařízením podle vynálezu je však možno získat z tohoto skla jako- výsledný produkt vlákna s velmi dobrými vlastnostmi, pokud jde o odolnost proti vysokým teplotám. Z tohoto- důvodu jsou také -vlákna, získaná způsobem podle vynálezu určena k - výrobě izolačních materiálů, přičemž tyto izolační materiály mohou snést teplotu 450 až 500 °C. Izolační materiály, vyrobené z měkkých skel, bylo možno- užít pouze do teploty 400 °C.

Složení jednotlivých typů -skla, vhodných k provádění způsobu podle vynálezu v průmyslovém měřítku, bude dále uvedeno-. Než bude toto- složení uvedeno podrobně, je ještě zapotřebí uvést dříve známá skla, používaná k výrobě skleněných vláken ve známých zařízeních, měla viskozitu při výrobě vláken řádu 100 Pa . s. Bylo proto výhodné udržovat tuto- teplotu nad teplotou odskelnění, čehož bylo možno dosáhnout pouze v tom případě, že byly do skla přidávány sloučeniny fluoru, boru -a baria. Určitá skla podle vynálezu mohou mít viskozitu až 500 Pa .s při zpracování na skleněná vlákna, přičemž teplota zpracování leží v rozmezí 1030 až 1050 °C.

Je však samozřejmé, že způsobem podle vynálezu a v zařízení podle vynálezu je možno- zpracovávat nejen svrchu uvedená tvrdá skla, nýbrž i měkká skla známého složení, tak jak jsou dosud zpracovávána ve známých zařízeních.

Dále budou uvedena složení skel, výhodných pro zpracování způsobem podle vynálezu. Složení jednotlivých skel je uváděno v hmotnostních podílech, přičemž nejsou uváděny nečistoty, které nebyly použitou analytickou metodou zaznamenány.

V následující tabulce I je uvedeno složení 8 druhů skel a současně i hlavní vlastnosti těchto skel.

co

LD

O ID LO

LO LD

O

r>

co

CO

CD

co

CO,

CD

CĎ

OJ

m;

>>

CD

co

eo >>

>>

CD,

cT

co

Mí

oT

Od

o

a o

o

co o ^a

1x

O

LD

rH

O

M^í

Mí

co

rH

v—> 4—J

kj

O CT

ID

CO

CM

OJ

tH

CO

to

co co

CM

O

CD

- _rť

1—i

tH

r—l

rd

O

LD

O

LD

O

CO

O

oo

OD

00,

r—l

CO~

ld.

tx~

Cx^

tx^

Px

m;

00

Ml

px

>4

O,

OJ

o

ld

Mí

o

U°

o

Λ

co

r-l

o

a

SD

CO

D0

00

O

rd

LD

oj

Mí

CO

rH

LJ

D

j2 θ

CO

LO

CO

OJ

r—1

r—I

to

(/) Mí

OJ

i—l

ct

0

OD

r-4

rH

i—T

i—l

LD

m

ID

LD

O

o

O

Mí

rH

O

co

M~

OM,

CD

OJ,

O,

O >»

o.

CO

LO,

řx

Fx

M,

co

ld

o

ld

Mí a

co

o

a

&

CM

LO

O

LD

O

o

O

oo

ld

CO

rH

O

CO

Mí

CO

rd

to

1л

Mí

CM

r-l

O

CO

i—í

τ—1

t—i

rH

i—l

O 0 0 LD LD 0 D ID CD LD CD CD CO Mí OD cD OJ O, CO, M^ r-T ld co o ld o co co 0 CD CO r—i >% a o

4— CZJ >. Λ O

4—· rH, CD,

0	O	co	OJ	LD Ή	O	rH co
rH	o>	ld	Mí	rH	O	t-H
Mí	CM	rH	O	O	CD
γ—l	rH	t—t	i—I	i—i

0

LO

O

0

LD

0

ld

cm .

cd

cd.

CD,

0.

τ—l

OJ

CO

LD„

cd

tx^

JO,

00,

ld >>

>>

M<

Oj

in

ld

o

ld

cd

cm

r^-

o

o &

9c

O

M^í

co

CO

ID

o

O

cd

ю

CD

t—i

4—>

⁹

d

CQ

ld

cd

i—l

O

r-4

CO

CD

Mí

Cm

t—l

d

O

co

vH

rd

rH

i—l

D CD

ID

O

LD

CD

O

>ϊ

>_l

O

LD,

CTq

CD CM

rH

CO,

D

CO,

0O

a

tx.

LO,

a

CO

oJ ' ID

Lo

o

in

co

Mi

Č)

o

O^-

O

CD

0T

i—

co

0

cd O

co

lo

CD

t—l

4-»

4-J

4—»

CO

Ml

Mí

02

CD

Mí

rH

CD

co

CM

rH

O

0T

00

i—l

t—I

i—l

TABULKA I rH >r—< rt CD >N O Co

LD

LD 0

0

LD

0

co

ID

>.0

OJ

rH

O~OJ~

i—l

cd,

CD,

Os

LD

a^LOT

iD^

cO~

CD

co

ld co

o

ld

cm

oT

oj

0

d

O rd

co

t—I

1—I

CM

OT

0

cd

co

γ-H

4-4

i—l

Ds

CD

•Mí

OJ

0

rd

CD

Mí

CM

1—1

O

0T

CD

1—1

t—í

i—1

rd

r-H

D

tD D

LD

O

CO

CD

>»

°J

co

CD

oj

0,

_D- a

CD

Mí,

oj

a

M^í

CD

co

D^

cd

o

Mí

^rd

o

O O

O

D

Mí LO

LQ

O

o

LD

co

Mí

ČD

i-H

4-»

4-4

O

DD

—S

—[s

ID

τ—I

CD

cd

CD

Cm

D

OD

CD

00

r—I

τ—I

tM

<N

O

Й to <ŽM o

N <d o cd O

Qo £0 « S m to o o rt ω

S

K>

O co to

Э <N - O o •pH

H CQ _^o „o o 2_οω L·

O o _{__}in ___, tx,

CM Oj CO co o'^cII II II II ? J—- c^^- c-» c-w gp bo bOrS O O O O -F- -. rt rt rtrt cri tj >. A >i—l a vS 8 •^4 S cd s

II II c- c- .₀ ' ' ·- ·’ 4—i

- * - -q ω Ί o ^— c H Eh Ej H r—4 cd

4—·

N

O

CO >

β >CD a 44

CO Tí O

WO £ >g O o ctí > Ž .* ‘

S . í'.

a

4-J CO o O'! 0 O >aD Φ šs Λ CD Φ rt ^4-4 S • rM CD >a x3 ^ao cd 4-4 ‘> +-» 44 cd —< —d

Cí 75 • r—< 00 Φ Pí

Složení, které je uvedeno v tabulce, je výsledkem analýzy náhodných vzorků.

Je zřejmé, že údaje u jednotlivých náhodných vzorků se mohou od sebe lišit o ± 5 procent, což vyplývá z chyb, které mohou být způsobeny při dávkování nebo navážení jednotlivých směsí a také těkavostí některých výchozích látek, které jsou složkami uvedených směsí.

Přestože směs O je možno zpracovat známým způsobem na skleněná vlákna, není způsob výroby těchto vláken v průmyslové formě hospodárný, protože kapacita odstředivky pro skleněná vlákna uvedeného složení je příliš nízká.

Je však zcela zřejmé, že směs O je možno zpracovávat způsobem podle vynálezu v za řízení podle vynálezu rentabilně na skleněná vlákna dobré kvality.

V případě ostatních směsí je prakticky nemožné zpracovat uvedené směsi na skleněná vlákna při použití způsobů a odstředivek známé konstrukce. Mimoto nebyla skla o složení 5, 6 a 7 až dosud známa.

Všechny uvedené směsi je však možno zpracovat na skleněná vlákna dobré kvality způsobem podle vynálezu v zařízení podle vynálezu. j

Způsob podle vynálezu a zařízení podle vynálezu jsou vhodné zejména ke zpracování skel, která jsou uvedena v následující tabulce II v odstavci A. Složení skla je opět uvedeno v hmotnostních podílech.

TABULKA II

Složky	A Obecné rozmezí	В Manganová baranatá skla	c skla železitá skla
S1O2	59 —65	59 —65	60 —64
AI2O3	4—8	4—8	5 — 6,5
NazO	12,5—18	12,5—18	14,5—18
K2O	0—3	0—3	0—3
R2O = NazO + K2O	15 —18	15 —18	16 —18
AI2O3/R2O	0,25/0,40	0,25/0,40	(0,25/0,40)
CaO	4,5— 9	4,5— 8	5—9
MgO	0—4	0—4	0—4
MgO/CaO	0/0,75	0/0,75	0/0,75
MgO + CaO	7 — 9,5	7 — 9,5	8 — 9,5
M11O	0—4	1 — 3,5	1,5— 4
BaO	0—5	2 — 3,5	stopy
FeaO3	0,1— 5	0,1— 1	0,8— 3,5
• MnO + BaO + Fe?O3	3,5— 8	4—8	3,5— 6,5
B2O3	0—2	0—2	stopy
Ostatní	< 1	g 1	< 1
z toho SO3	< 0,6	g 0,6	< 0,6

Skla, uvedená v tabulce II odstavci A jsou zvláště vhodná ke zpracování na skleněná vlákna, protože složení těchto skel bylo voleno tak, aby se pokud možno dosáhlo rovnováhy mezi viskozitou roztaveného skla na jedné straně a teplotou odskelnění a odolností výsledného materiálu na druhé straně.

Uvedeným požadavkům odpovídají také manganová skla, která jsou uvedena v odstavcích В a C tabulky II. V odstavci В jsou uvedena skla, která obsahují velmi malé množství bóru a popřípadě malé množství baria.

V odstavci C jsou uvedena manganová skla nového typu, která obsahují větší podíl železa, jako je tomu například také u skel 5, 6 a 7 z tabulky I, v jejichž složení je možno zcela vynechat sloučeniny baria a bóru, i když je samozřejmě možné přidat do uvedených skel alespoň stopy sloučenin uvedených prvků.

Aby bylo možno zpracovat na skleněná vlákna tvrdá skla, jejichž viskozita se pohybuje v blízkosti 100 Pa. s při teplotách vyšších než 1150 °C a jejichž teplota odskelnění je řádu 1030 °C, je výhodné vyrábět skleněná vlákna z těchto skel v odstředivce, která je vyrobena ze slitiny zvláštního složení, která je odolná proti svrchu uvedeným teplotám. V případě, že se v odstředivce ze stejné slitiny zpracovávají měkčí skla, je možno použitím těchto slitin podstatně zvýšit životnost odstředivky.

Složení výhodných slitin je uvedeno v následující tabulce, přičemž množství jednotlivých složek slitiny je uvedeno v hmotnostní koncentraci.

Prvek

C

Cr

W

Fe

Si

Mn

Co

P

S

Ni (komplement)

0,65— 0,83

27,5—31 — 7,80 —10

0,7 - 1,2

0,6 — 0,9 — 0,2 — 0,03 —0,02 —50

Zvláště výhodné je vyrábět z uvedených slitin odstředivky o větším průměru, například o průměru 400 mm.

Claims

1. Způsob zvlákňování roztaveného skla, při němž skleněná vlákna se vytváří v několika úrovních a jsou odváděna prstencovitým proudem plynu, přičemž skleněná vlákna se ve vyšší úrovni tvoří rychleji než v nižší úrovni, vyznačující se tím, že se veškeré sklo, určené ke zvlákňování, přivádí na nejvyšší úroveň, čímž vzniká laminární proudění skla z nejvyšší úrovně na nižší úroveň ve formě nepřetržitého a v podstatě neporušeného proudu ve tvaru vrstvy.

2. Způsob . podle bodu 1, vyznačující se tím, že se spodní úroveň dostatečně zahřívá tak, že teplota skla zůstává přibližně stejná Jako teplota ve vyšší úrovni a viskozita skla je v obou úrovních v podstatě stejná.

3. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 a 2, sestávající z odstředivky se zevní stěnou, o větší tloušťce na dolním než na na horním okraji, opatřenou výstupními otvory pro vlákna roztaveného skla, a z přístroje pro rozdělování roztaveného skla, uloženého uvnitř odstředivky, a z dmychacího zařízení pro· vytváření prstencovitého proudu horkého vzduchu, . směřujícího směrem k bázi odstředivky, vyznačující se tím, že zevní stěna přístroje k rozdělování roztaveného skla je opatřena otvory (18) v úrovn otvor^ů v zevní sténě (^13, 26 ^j odsWedivky (12, 25, 36, 42) a prstencovitou přírubou (15) spojenou s dolním okrajem zevní ' stěny (13, 26) odstředivky (12, 25, 36, 42).

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím, že zevní stěna (13) odstředivky (12) má při . svém spodním okraji větší tloušťku, ve své střední části nejmenší tloušťku a ve své horní části střední tloušťku.

5. Zařízení podle bodů 3 a 4, vyznačující se tím, že zevní povrch zevní stěny (13) má v podstatě ' válcový tvar.

6. Zařízení podle bodů 3 až 5, vyznačující se tím, že obsahuje ještě rozdělovači pomůcky, a to prstencovité lišty (33, 45) nebo prstencovitý trychtýř (31, 37) pro rozdělování roztaveného skla, uložené uvnitř odstředivky (12, 25, 36, 42) a uložené radiálně mezi přístrojem k rozdělování roztaveného skla a zevní stěnou (13, 26) odstředivky (12, 25, 36, 42).

7. Zařízení podle bodu 6, vyznačující se tím, že rozdělovači pomůcky sestávají z prstencovité lišty (33, 45) opatřené kanálkem, otevřeným směrem dovnitř, přičemž jedna stěna tohoto kanálku je opatřena přepadem (34) v ovvin ě horních ttvorů zevn í ttěyy (13, 26).

8. Zařízení podle bodu 6, vyznačující se tím, že rozdělovači pomůcky jsou tvořeny prstzrcvvitým trychtýřem (31, 37), který je opatřen radou otvorů, v rovině horních otvorů zevní stěny (13, 26).

9. Zařízení .podle bodu 7, vyznačující se vynalezu tím, že prste.ncovitý trychtýř (37) je opatřený otvory (40) přivrácenými k vnitřní stěně zevní stěny (26) odstředivky (36) v úrovni horních otvorů stěny (26).

10. Zařízení podle bodu 6, vyznačující se tím, že přístroj k rozdělování roztaveného skla je tvořen dělicím bubnem (28, 43) uloženým uvnitř odstředivky (25, 36, 42) a otáčejícím se současně s odstředivkou, přičemž obvodová stěna tohoto bubnu (28, 43) je opatřena otvory (29) pro rozdělování skla, uloženými v rovině horních otvorů zevní stěny (26) odstředivky (36) nebo v její bezprostřední blízkosti.

11. Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím, že přístroj k rozdělování roztaveného skla je uložen radiálně směrem dovnitř vzhledem k dolnímu okraji zevní stěny (13) a rovnoběžně s osou odstředivky (12) a má větší šířku než zevní stěna (13).

12. Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím, že prstencová příruba (15) je opatřena lemem (27) vychýleným radiálně směrem dovnitř od spodního konce zevní stěny (26), přičemž tloušťka tohoto lemu (27) se zvětšuje směrem dovnitř.

13. Z^i^i^^ení podle bodu 3, vyznačující .se tím, že prstencová příruba (15) má válcový· tvar a menší průměr než spodní okraj zevní stěny (13) a je .opatřena kroužkem (16), který spojuje horní okraj prstencové příruby (15) se zevní stěnou (13).

14. Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje pomůcky k zábraně vychýlení střední části zevní stěny (13) odstředivky (36, 42) odstředivou silou.

15. Zařízení podle bodu 14, vyznačující se tím, že pomůcky sestávající z nosné ' konstrukce (38) uložené uvnitř odstředivky (36, 42) a upevněné na střední část zevní stěny odstředivky (36,42) v odstupech, přičemž nosná konstrukce (38) sestává z prstence (39a), který je upevněn na zevní stěnu (26) .odstředivky (36, 42) konzolami (39) a nese výstupky (38c).

16. Zařízení podle bodu 15, vyznačující se tím, že nosná konstrukce (38) je opatřena vybráním (38a), které zapadá do okraje (36a) lemu (27) příruby (16) ' spodního okraje zevní stěny (26), přičemž nosná konstrukce (38) je rovněž spojena se zevní stěnou (26) pod otvory pro průchod skla.

17. Zařízení podle bodů 3 až 16, vyznačující se tím, že obsahuje ještě vyhřívací zařízení (23) pro . zahřívání spodního okraje zevní stěny (13, 26) odstředivky (12, 25, 36, 42).

18. Zařízení podle bodů 3 až 17, vyznačující se tím, že otvory ve spodní části zevní stěny (13, 26) odstředivky (12, 25, 36, 42) mají menší průměr než otvory v horní části.