CS219253B2 - Method of making the glass fibres and device for executing the same - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení к výrobě skleněných vláken z proudu roztavené sklo viny odtahováním ve zvlákňovacím prostoru, kam se přivádí plyn nebo plynná směs zahřátá sálavým teplem z tavicího zařízení, která podporuje odtahování vláken a/nebo zpracovává vznikající vlákna.

Odtahováním roztavených proudů skloviny se vyrábí většina jemných skleněných vláken, přičemž v současné době se povětšině používá nádob z tepelně odolného materiálu, do kterých se přivádí přetržitě nebo spojitě podle spotřeby roztavená sklovina. Pouze zřídka se při výrobě skleněných vláken užívá skleněných tyček, které jsou uloženy v několika řadách vedle sebe a jejichž konce spojitě posouvané podle spotřeby materiálu se odtavují topným zařízením. V následujícím popise se vychází z nádoby, do které se surovina přivádí spojitě. Z otvorů ve dně nádoby vytéká roztavená sklovina, rozdělená v jednotlivé proudy, a tvoří na vnější straně otvorů tak zvaný zvlákňovací kužel. Jednotlivé proudy skloviny tuhnou na vzduchu a tvoří skleněná vlákna, která se spojitě odtahují například odtahóvacím bubnem, cívkou apod., a dále se zpracovávají.

Zásadně je známé, že se do zvlákftovacího prostoru, který navazuje ve směru odtahování vláken na výstupní otvory nádoby a je vystaven sálavému teplu z nádoby, zavádí plyn nebo plynná směs, která podporuje odtahování vláken a/nebo zpracovává vznikající vlákna; tento způsob je popsán například v německém spise DOS č. 24 60 270 a v americkém pat. spise čís. 3 248 192.

Z německého spisu DOS čís. 22 11 150 je známý způsob a zařízení, které zabraňuje skrápění vnější plochy zvlákňovacích trysek nebo· průtokových otvorů nádoby sklem; do zvlákňovacího prostoru a ve zvlákňovacím prostoru do výtokových otvorů nádoby se přivádí pokud možno přímo pomocí plynu nebo plynné směsi uhlíkatý nebo uhlíku podobný materiál, který se usazuje na těch plochách, které nemají být smáčeny sklovinou. К tomuto účelu sě do zvlákňovacího prostoru vede plyn s poměrně malým množstvím organického plynu případně plynného uhlovodíku, který obsahuje v oblasti proudů skloviny vodíkovou složku. Oba plyny se v horkém prostředí rozkládají. Plyn nebo plynná směs se přivádějí plochými trubkami, které probíhají v podélném směru nádoby na roztavenou sklovlnu a případně šikmo vzhledem к rovinám vláken, přičemž horní zaoblené části těchto plochých trubek, které leží nejblíže ke zvlákňovacím tryskám a tedy také nejblíže к nejteplejší oblasti zvlákňovacího prostoru, mají četné vypouštěcí štěrbiny.

Protože к vytvoření plynného proudu, děleného jednotlivými štěrbinami na dílčí proudy, je к dispozici pouze jediná zploštělá rozváděči trubka na způsob radiátoru, a poněvadž nejteplejší složky plynu se snaží stoupat nahoru. a chladnější složky mají

3 _? snahu klesat dolů, rozdělí se plyn v trubkách tak, že jeho nejchladnější složky se nacházejí úplně dole, zatímco již rozložené složky jsou v blízkosti rozdělovačích štěrbin. To je nevýhodné, poněvadž nelze zabránit tomu, aby se v dolní části trubek neshro·mažďoval nerozložený plyn, který se tedy nespotřebovává průběžně; mimo to ty části trubek, které leží za všech okolností nejblíže nejteplejší části zvlákňovacího prostoru a současně vedou nejteplejší část plynu, působením horka velice trpí a brzy se poškodí. Mimoto toto rozdělení podporuje rozměsování plynné smasi.

• Kromě uvedených nedostatků se projevují při známých způsobech problémy spojené s rozváděním plynů. Cím blíže totiž je plynová mlha, vytékající ze štěrbin trubek, u výstupních otvorů pro roztavenou sklovinu a tedy u tažených skleněných vláken, která v tomto místě nejsou ještě úplně ztuhlá, tím méně času a prostoru má plynová mlha к tomu, aby se mohla rozprostřít a rozložit na stTany. Přitom je třeba vzít v úvahu, že skleněná vlákna, odtahovaná spojitě vysokou rychlostí, tvoří trvalý vzduchový proud směřující ve smyslu odtahování a že tento proud strhuje a unáší mlhu plynu, jakmile přijde do jejich oblasti.

Účelem vynálezu je odstranit tyto nedostatky.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že do chladného proudu plynu nebo plynné směsi pod tlakem, zejména do proudu vzduchu, se zavádí kapalina, směs plynu a kapaliny se postupně zahřívá vedením po dráze, která se s přibývajícím oteplováním směsi vzdaluje od zvlákňovacího prostoru, a vzniklá mlha směsi se dmýchá do zvlákňovacího prostoru. Účelně se mlha směsi rozděluje na jemné paprsky dmýcháním na rozdělovači plochu.

Zařízení к provádění tohoto způsobu sestává z nádoby s roztavenou sklovlnou, která je obklopena žárovzdorným pláštěm a opatřena ve dně otvory к odtahování skleněných vláken ve zvlákňovacím prostoru. Podle vynálezu jsou podél zvlákňovacího prostoru umístěny nejméně dvě trubky jako tepelný výměník, z nichž jedna, tj. směšovací trubka, spojená se zdrojem tlakového vzduchu a s trubkovým přívodem pracovní kapaliny, je uložena blíže zvlákňovacímu prostoru než druhá, tj. vypouštěcí trubka opatřená otvory, proti nimž je umístěna rozdělovači plocha.

Vynález umožňuje maximální využití tepla existujícího ve zvlákňovacím prostoru a zajišťuje rovnoměrné rozložení vytvářené plynové mlhy v celém zvlákňovacím prostoru, a přitom chrání zařízení к vytváření mlhy plynů proti poškození sálavým teplem.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti se dvěma příklady zařízení znázorněnými na výkrese, kde značí obr. 1 první provedení zařízení podle vynálezu ve velmi schematic kém dílčím - svislém řezu, obr. - 2 další provedení zařízení ' ye schematickém pohledu odpovídající obr. 1, avšak v -menším měřítku, a obr. 3 podstatnou součást zařízení z obr. 2 v pohledu ve směru šipky III na obr.

2.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu sestává -obvykle z podrobněji neznázorněného pláště 1 ze žárovzdorného materiálu, který je nesen - profilovým rámem a obklopuje tak - zvanou - tryskovou lištu 2' - z platiny nebo platinové slitiny; trysková lišta je shora otevřena, takže se do ní může přivádět například podle německého- spisu DOS číslo 23 26 975 podle potřeby skloviny odtahované vlákny surovina buď přetržitě, - nebo spojitě, Dno- tryskové lišty 2 má průtokové otvory ve - tvaru- tak zvaných zvlákňovacích trysek 3. Na každé zvlákňovací trysce se zdola tvoří zvlákňovací kužel 4, ze -kterého se spojitě odtahuje vlákno- 5. Protože v tryskové liště 2 je teplota mezi 1 000 a - 1 - 250 stupni Celsia a dno 6 . tryskové lišty 2 nemůže být samozřejmě zakryto - pláštěm - 1, nanápříklad šamotovým, panuje ve zvlákňovacím prostoru 7 - pod zvlák-ňovacími tryskami 3 poměrně vysoká teplota vyvolaná sálavým teplem.

Aby se zvlákňovací prostor 7 vyplnil mlhou, která obklopuje - jednotlivá vlákna 5 -a to i uvnitř celé velké soustavy vláken 5, je v zařízení upraven tepelný výměník 8, -do kterého· se z neznázorněného zdroje přivádí tlakový vzduch. Pojem „mlha“ znamená obecně proudící plyn - nebo- plynnou- směs nebo -odpařenou kapalinu, kterou může být například mazací olej, antistatický -přípravek, ale pouze voda nebo směs. Touto mlhou, která se usazuje na odtahovaných vláknech 5, jnohou být vlákna -například mazána nebo se může zabraňovat vzniku elektrostatického náboje.

V provedení -podle - obr. 1 je -do- - spodní, strany pláště 1 vedle tryskové lišty 2 čás_; tečně zapuštěn tepelný výměník 8, sestávající- nejméně z jedné směšovací trubky 9 a jedné - vypouštění trubky 10, které- jsou spolu spojeny - tvarovkou 11. Do směšovací trubky 9 se přivádí nejprve tlakový vzduch pod tlakem asi 50 RPa, a - potom pracovní kapalina, například mazací olej. Obě tyto složky přicházejí jako poměrně chladné médium do směšovací trubky 9, která leží v blízkosti horké části zvlákňovacího prostoru 7, zahřívají se ve směšovací trubce 9, vypařují se a tvoří směs vzduchu a - kapaliny, která pak přichází do vypouštěcí trubky 10 v chladnější části tepelného výměníku 8, odvrácené od zvlákňovacího- prostoru 7, a vychází z ní otvory 12, takže se rozděluje po celé délce zvlákňovacího prostoru. Teplotního rozdílu mezi médii, která slouží k vytváření plynné směsi podporující odtahování vláken a/nebo zpracovávající vznikající - vlákna, se tedy - využívá ke chlazení těch částí tepelného výměníku 8, kte ré leží v blízkosti horké části zvlákňovacího -prostoru 7.

Vystupující paprsky -plynné směsi se mohou mokrem ' ještě jemněji rozptýlit na homogenní mlhu vedením přes rozdělovači plochu 13, tvořenou sítovou stěnou, která sahá po celé délce výměníku 8. .Plyn prochází oky sítové stěny a na její zadní straně je strhován vz-duchovým proudem 14, který vzniká odtahováním vláken 5 a obklopuje všechna jedno-tlivá vlákna 5. Tlakový vzduch a kapalina mohou být předběžně smíchány před - vstupem do směšovací -trubky 9.

V zařízení- podle obr. 2 a 3 je upraven tepelný výměník 15, do- kterého se trubicí 16 přivádí z neznázorněného- zdroje tlakový vzduch. Studený - vzduch - proudí zaváděcí trubkou 17 a přechází pak do- směšovací trubky 18, do níž se- přivádí trubkovým přívodem 1® - pracovní kapalina. - Ze směšovací trubky 1-8 proudí zahřátá směs ve formě par přes vloženou trubku - 20 -do vypouštěcí trubky 21, z jejíchž - vypoostěcích otvorů 2Γ mlha vystupuje. '

I v -tomto- provedení sleduje uspořádání trubek princip- vedení, které - se - cd vstupu tlakového- plynu až - k výstupu mlhy neustále vzdaluje od zvlákňovacího prostoru 7 ai tedy od -působení sálavého -tepla ze- zvlákňovacím -prostoru 7; k tomuto- - účelu je zaváděcí trubka 17, směšovací - trubka - 18 -a vložená trubka 20 upevněna na- vnější straně šikmého ramene 22 plechového- - úhelníku 23. - Kromě toho- je v tomto- -provedení tepelný výměník 15 vytvořen jako vyměnitelná jednotka, - kde plechový úhelník 23 - se dá svým vodorovným ramenem 24- posouvat po kolejničkách 26, tvořených -konzolou 25 wpevněnou na rámu stroje tak daleko, -až -dosedne na doraz, například až narazí svou čelní stěnou 27 na vnější stěnu žárovzdorného pláště 28 tryskové lišty 29.

Vypouštěcí trubka 21, která leží jak ve vodorovném, tak ve svislém směru nejdále od nejteplejší oblasti zvlákňovacího prostoru 7, je zavěšena - na spodní straně vodorovného ramene 24 plechového úhelníku 23 na lamelách 30.

Tlakový vzduch sice ztrácí - zahřátím na dráze od vstup-u přes trubici 16 až do vypouštěcí trubky 21 část původního tlaku, avšak zbývající tlak stačí k tomu, aby protlačil směs trubkami tepelného výměníku 15 - a vytlačoval mlhu z otvorů 2Γ vypouštěcí trubky 21.

Vycházející mlha dopadá na rozdělovači plochu 31 tvořenou ve znázorněném, příkladě šikmým plechem 32, který má vzestupný směr k tryskové liště 29. Tím, že se- mlha dmých-á na rozdělovači plochu 31, rozkládá se dó šířky. Když jsou zvlákňovací trysky 33 upraveny po skupinách, například - tak, že vždycky za pěti, - šesti nebo- větším počtem zvlákňovacích trysek 33 jedné z celkem například dvanácti řad je mezera šířky jed né- . trysky nebo případně větší, ' mohou být na šikmém - plechu 32 postavena vodicí žebra 34, která vedou mlhu ke skupinám zvlákňovacích trysek 33.- Rozdělovači plocha 31 může- být rovněž vytvořena jako vyměnitelná jednotka, a k -tomuto účelu se může nasouvat na konzoly 35 upevněné na - rámu stroje.

. Stejně jako v obr. 1 je i v tomto případě mlha stoupající -směrem vzhůru strhována vzduchovým proudem, který vytvářejí odtahovaná vlákna.

Třebaže zpravidla stačí, - aby se mlha přiváděla z jedné nebo z obou stran zvlákňo vacího prostoru - 7, mohou být pod tryskovou lištou 29 - upraveny ve - středních pásmech přídavné vypoustěcí trubky 21, pokud by šířka tryskové lišty 29, daná velkým počtem zvlákňovacích trysek 33 a jejich řad, znemožňovala rozložení mlhy od vnějších až k vnitřním - řadám zvlákňovacích trysek 33 a z nich vystupujících vláken. Vypoustěcí otvory - 21‘ pak mohou směřovat přesazené na obě strany, a rozdělovači plocha 3, - například odpovídající šikmému plechu podle obr. 2, může mít profil ve tvaru písmene V a rozdělovat vytvářenou' - - mlhu na obě strany.

Claims (7)

1. Způsob výroby skleněných vláken z proudů roztavené skloviny odtahováním ve zvlákňovacím prostoru, kam se přivádí plyn nebo plynná - směs ' zahřátá sálavým teplem z ' tavícího zařízení, která odporuje odtahování vláken a/nebo zpracovává vznikající vlákna, vyznačený tím, že - do- chladnéhoproudu plynu nebo plynné směsi pod - tlakem, zejména do* proudu vzduchu, se zavádí kapalina, směs plynu a kapaliny se postupně zahřívá vedením po dráze, která se s přibývajícím - oteplováním směsi vzdaluje od zvlákňovacího- prostoru, a vzniklá mlha směsi - se dmýchá do zvlákňovacího- prostoru.

2. Způsob ' podle ' bodu 1, vyznačený tím, že mlha ' směsi se rozděluje na jemné paprsky dmýcháním na - rozdělovači plochu.

3. - Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 a 2, sestávající z nádoby s roztavenou sklovinou, která je obklopena žárovzdorným pláštěm a- opatřena ve dně otvory- k odtahování ' skleněných vláken ve zvlákňovacím prostoru, vyznačené tím, že podél zvlákňovacího prostoru (7) jsou umístěny nejméně dvě trubky - jako tepelný výměník (8, 15), z nichž jedna, tj. směšovací trubka (9,

VYNALEZU

18), spojená se zdrojem tlakového vzduchu a s trubkovým přívodem (19) pracovní kapaliny, je uložena - blíže zvlákňovacímu prostoru (7) než druhá, tj. vypoustěcí trubka (10, 21) opatřená otvory (12, 21‘), proti nimž je umístěna rozdělovači plocha (13, 32).

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že směšovací ' trubka (18) s trubkovým přívodem (19) pro kapalinu leží ' mezi - zaváděcí trubkou ' (17) pro tlakový vzduch a vloženou trubkou (20).

5. Zařízení podle bodů 3 a '4, vyznačené tím, že trubky (17, 18, 20) - jsou upevněny na šikmém rameni (22) plechového úhelníku (23) tvořícího výměnnou jednotku, - jehož vodorovné rameno (24) je uloženo - posuvně na konzolách (25).

6. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že rozdělovači plocha (13) je tvořena sítovou stěnou.

7. Zařízení podle bodů 3 až -5, vyznačené tím, že rozdělovači plocha (32) je tvořena šikmým plechem, který stoupá směrem ke dnu (6) nádoby na roztavenou sklovinu.