DE1471926A1 - Verfahren und Einrichtung zum Schmelzen und Verarbeiten von waermeerweichbaren,mineralischen Materialien - Google Patents

Description

DIPL.-INS. M. SC. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH 1471926 PATENTANWÄLTE IN

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Owens-Corning Fiberglas Corporation Toledo, Ohio, U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zum Schmelzen und Verarbeiten von wärmeerweichbaren, mineralischen Materialien

Die Torliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schmelzen von wärmeerweiohbaren, mineralischen Materialien» auf dio theralsoho Konditionierung bowie die Läuterung des geschmolzenen Materials und die v/eitergabe von Materialströraen, die zu feinen Textilfasern ausgezogen werden können·

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In jüngster Zeit wurden Verfahren zum Schmelzen von Glas and zur Zufuhr des geschmolzenen Glases in eine Buchse oder einen Materialstromableiter entwickelt, bei welchen das geschmolzene Glas eine längere Zeit zurückgehalten wird« es vor seiner Aufteilung in eine Vielzahl von zu feinen

Textilfasern auszuziehenden Strömen zu konditionieren. Bei

vor— derartigen Verfahren war es üblich, ein geläutertes, mineralisches Material wie Glas in Form von Stücken oder Blöcken einer Schmebzone eines Materialetromableiters bzw. einer Buchse zuzuführen, wobei sich das geschmolzene Glas in der Buchse senkrecht nach unten dem Materialstromableitungsabschnitt zu bewegte.

Das Schmelzen tritt am Oberflächenbereich des zu schmelzenden Glases ein, und in dieser Zone hat die Schmelze eine verhältnismäßig hohe Viskosität. Das viskose Glas neigt /

dazu, das Entweichen von Gas aus der Schmelze zu verhindern, BO daß Gaseinschlüsse in der Schmelze zurückbleiben, ein Zustand, der zu Paserbrüchen führt, insbesondere bei der / Herstellung von Fasern von einem Durchmesser von weniger als 17/100 000 ",wo mehrere hundert Fasern gleichzeitig aue einer gleichen Zahl von Strömen, die aus der Auafloßzone der Buchse austreten, ausgezogen werden· Solche Faser* bruche machen ein Unterbrechen des Auszieh- oder Ver«? dünnungsvorgangs und ein nochmaliges Beginnen erforderlich,

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und solche Totzeiten vergrößern zwangsläufig die Herstellungskosten solch feiner Textiifasern.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren tür Herstellung von Glas oder anderer, wärmeerweichbarer, faserbildender, mineralischer Materialien, eine Wärmekondltionlerong und ein Läutern der Schmelze unter Bedingungen, dto ein Entweichen von in der Schmelze befindlichen Gasen fördern und Gaseinsohlüese in der Schmelze auf ein Minima« herabsetzen.

Sin weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Schmelzen von Glas in einer seitlich versetzt zu der Mittelzone des Materlalstrom~Ableiters aage* ordneten Zone, bei der eine verhältnismäßig große, unbedeokte Oberfläche des geschmolzenen Glases in dem Material* •troa-Ableiter oder der Buchse einen ungehinderten Austritt von Oasen aus der Schneise gestattet und diesen Austritt fördert, so daß die Homogenität und Qualität des Glases vor seinem Austritt aus der Buchse verbessert wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahr ens, bei dem das Glas in einer seitlich der Mlttelsone der Buchse befindlichen Zone geschmolzen wird« bei dem die Buchse so ausgebildet ist, daß das Glas ver-

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hältniamäßig lange Zeit in der Wärmekonditionierungsumgebong ▼erbleibt, so daß die Bewegung des geschmolzenen Glases in laminaren Ebenen gefördert wird, wodurch das Glas sioh rerhältniemäßlß langeam und gleichmäßig innerhalb der Buchse

der Austrittazone am nach unten bewegt, ohne eioh in

eineeine Ströme aufzuteilen.

Bin weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens sum Schmelzen von GIaa oder eines anderen» faserbildenden mineralischen Materials in einer Zone, die gegenüber der Hittelzone eines Materials trom-*Ableitera bcw. einer Buchse abgesetzt ist, so daß das geschmolzene Glas oder sonstige Material in der abgeeeteten Zone derart fließt, daß eine Turbulent und^ein Temperatursohock des Glases Im Materialstrom-Ableiter vermieden wird.

ferner besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung eine« Verfahrens eur Zufuhr von Glas oder eines anderen Materials aus einer Sohmeleeone in einen abgase taten Bereich einer Materialstrom-Ableitereone in Form eines Filmes, derart» dafi eioh eine bessere Verteilung des Glases in dem abgeeeteten Bereich der Ableiterzone-ergibt.

Außerdem besteht ein Ziel der Erfindung in der besonderen Anordnung der Materialstrom-Ableiter- und der Schneideinrichtung _v bei der die Sohmeleeone und die Zone der Weiterleitung des gesehmolsenen 01asee aus der Sohneleeon« in die Buche· oder den Materialstrom-Ableiter gegenüber dem Haupt-

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glaskörper in der Buohae abgesetzt ist, und bei der Prellvorrichtungen vorgesehen sind, um eine gleichmäßige Verteilung des der Buchse «!geführten Glases au bewirken.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einer Anordnung war Zuführung von geschmolzenem Glas aus einer Sohmelzzone in eine abgesetzte Zone einer Buchse durch von der Schmelasone bis etwa zum Pegel des QIasea in der Buchse herabhängende Mittel, die den PIuH des Glases in Form von filmen ■«wirken, wobei diese Mittel unter elektrischem Stron stehen» um die Temperatur des Glases während seines Durchgänge von der Sehmelasone in die Buehse aufrecht zn erhalten oder su erhöhen.

ferner besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Material* atron-Ableiterelnrlohtung oder Buchse au schaffen, die ein »eitiich abgesetztes ToilatUck bzw. seitliph abgesetzte TeilstUoke aufweist, was eine Vergrößerung dieser Einrichtung darstellt und wodurch die Buohee ein wesentlich größeres Olasvolbmen aufnehmen kann, demzufolge das Glas vtraÄltnitsmäOig langsam naoh unten fließt und sich dadurch die Verweilzeit dta 01aβββ in der Buohse erhöht» woduroh •ich «in stark geläutertes Glaa ergibt. Dadurch wird die Gefahr eines faserbruohes wesentlich herabgeeetsst und die lextilfaserproduktion beträchtlich erhöht·

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Weitere Stale und Vorteile bezüglich dor Anordnung, Betätigung und funktion dor verschiedenen Elemente der Konstruktion, einzelner KonstruktionBmerknale und der Kombination von fellen, der Elemente an sich und der Wirtschaftlichkeit der Herstellung sowie zahlreiche weitere Merkmale» die nach Studium der Beschreibung und Zeichnung der geschilderten Ausfttbrungsform der Erfindung offenbar werden, liegen noch la Rahmsn der Erfindung· In der 3sleimung ist ein Ausführung sbeispiel der Erfindung dargestellt. Es

Mg. 1 eine halbschematlache Seitenansicht einer Schmelzeinrichtung und einer Buchse oder Materialstrom-Ableitervorriehtung gemäß der Erfindung zur Verarbeitung von mineralisches Material in Verbindung mit Mitteln sum Ausziehen fezw. Verdünnen solcher Materialfasern,

Fig, 2 einen Querschnitt durch die ί-<Λ!Heizeinrichtung und Buchse gemäß Fig. 1,

Mg· 9 eine Seitenansicht auf die in ?5.g. 2 gezeigte Konstruktion, wobei ein Teil der Buchse im Schnitt dargestellt ist,

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Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schneideinrichtung and Buchse gemäß flg. 2,

eine Ansicht ähnlieh der in Fig. 2 gezeigten weiteren Ausftthrungefom einer Buchse,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Schmelseinriohtung und einen Seil der in Fig. 5 dargestellten Buchse,

Fig· 7 eine weitere Ausführungeform der Materialstrom-Ableiterrorrichtung in Verbindung mit zwei Sehmelzvorrichtungafcaueinhβiten,

Fig· 8 eine schematische Darstellung der elektrischen Stromkreise und Steuerungen für die Schmelseinrichtunj und die Buchse.

Während das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung eich besondere gut für das Sehmeisen, «Tärmekonditionieren '/ und die Verarbeitung von Glas fsur Bildung von außergewöhnlich feinen« kontinuierlichen Textilfaaern eignen, sei darauf hingewiesen, daß sie sich auch zur Konditionierung und Verarbeitung anderer, wärmeerwelchbarer mineralischer materialien verwenden lassen, bei denen sieh die Erfindung als nutElioh erweisen mag· - θ -

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Diβ in Pig. 1 dargestellte Einrichtung eignet sieh besondere sum Schmelzen, Konditionieren und Verarbeiten von Glas, das zum Ausziehen bzw. sur Verdünnung in außerordentlich feine, kontinuierliche Fasern zwecks Bildung von Textilsträngen, Fäden oder Garn geeignet ist· Die Anordnung umfaßt eine Schmelzeinrichtung und eine Buchse oder eine Materialstrom-Ableiteinrichtung Io zum Sohne lzen und Wärme* konditionieren von Glas, das durch mit öffnungen versehene YorSprünge im Bodenteil der Buchse in Form von Material- . strömen abgeleitet wird.

> Die Anordnung weist eine Schmelzkammer 12 und eine Buchse bzw. eine Materialstrom-Ableiteinrichtung 14 auf» die daa wärmeerweichte oder geschmolzene Glas oder das sonstige wärmeerweichbare, faeerbildende mineralische Material aus der Schmelzeinrichtung aufnimmt. Per Bodenteil 16 der Buchse 14 weist eine oder mehrere Gruppen von mit öffnungen ver-, sehenen Vorsprünge 18 auf, aus welchen Glasströme 2o ausfließen« die zu feinen, kontinuierlichen Fasern 22 verdünnt werden.

Sie kontinuierlichen Fasern 22 werden auf mechanische Art

verdünnt· In der gezeigten Ausführungsform werden sie mittels eines SanmelBchuhs 26 zu einem vielfaserigen Strang

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Vereint» der auf einen Sammler, beispielsweise eine rohrförmige Hülso 28. aufgewickelt wird» die auf einen Dorn 3o aufgeeetst ist, welcher durch geeignete (nioht dargestellte)» in einem Gehäuse 32 einer Aufwickelmaschine bekannter Art untergebrachte Antriebsmittel angetrieben wird.

Während der Strang 24 auf dein Sammler 28 aufgewickelt wird» wird er durch einen hin- und hergehenden Verteiler 34 über die Länge des Sammlers 28 verteilt, so daß sich ein Strangwickel aus übereinanderliegenden Straußlagen ergibt, wobei der Verteiler 34 mit dem Strang in Berührung ist und heim Aufwickeln desselben hin» und herpendelt. Sie aufeinander* liegenden Wicklungen kreuzen sieh daher auf dem Sammler» so daß ein Aneinanderkleben aufeinanderliegender Lagen Terhindert wird. Tor ihrer Vereiniguno au einem Strang kann auf die Fasern ein Schmiermittel» Zuriohtmittel oder ein sonstiges Ubersugamaterial aufgebracht werden» indem diese mit einer Aufbringvorrichtung 36 üblicher Bauart in Berührung

Wie in flg. 1 gezeigt, ist die Sohmelskammer 12 ao angeordnet, daß sie Glaestüoke» beispielsweise vorgeformte Blöcke geläuterten Glases 38 Ton eine» in einem Trichter oder Aufnahmegefäß 4o enthaltenen Vorrat aufnimmt« Der Auslaßbereich 42 dee Trichters ist auf die Sohmelskammer ausgerichtet »und

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infolge ihres Schwergewichts fallen die Glaablöcke nach unten in die Schmelzkammer und ersetzen so das wärmeerweichte oder geschmolzene Glas, das von dort in die Buchse einfließt. Die Schmelzgescbwindigkeit des Glases wird je nach der Ausflußgeschwindigkeit der Glasströme aus der Buchse automatisch gesteuert. Die Schmelzeinriohtung und die Materialatrom-Ableitvorriohtung oder Buchse sind von einem feuerbeständigen Hantel 44 umgeben.

Die Pig. 2 bis 4 zeigen insbesondere eine Form einer erf in dungsgemäßen Schmelzeinrichtung und Materialstrom* Able it einrichtung oder Buchse. Die hier gezeigte Schmelzkammer 12 weist einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf und hat konvergierend angeordnete Seitenwände 46 und Stirnwände 48. Der obere Bereich der Schmelskammer 1st mit einem rechteckigen Flansch 5o versehen, der zur Verstärkung der Schmelz einrichtung dient. Die Schmelzkammer 12 ist seitlich der mittleren senkrechten Ebene der Buchse 14 bzw. versetzt zu dieser angeordnet, wie dies in Fig. 1,2 und 4 dargestellt ist, und elektrisch von der Buchse durch feuerbeständiges oder anderem Isoliermaterial isoliert.

Die Buchse 14 ist in ihrem Querschnitt im allgemeinen rechteckig ausgebildet und weist Seitenwände 56 und 58 und Stirnwände 6o auf, die zusammen eine Glaskonditioniernng«kammer

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bzw» einen Hauptteil oder Bereich 62 bilden» Der Bodenteil 16 der Buchse weist eine mittlere Aussparung auf, die eich über seine Länge hin erstreckt und einen Block 64 aus feuerbeständigem Material aufnimmt. Unterhalb des Blocks 64 und in Berührung mit diesem verläuft längsweiae ein Metallrohr 66» durch welches ein Medium, wie Wasser, zwecks Abkühlung des Rohres 66 zirkuliert, wobei das Bohr einen zentralen Längssupport für den Boden der Buchse darstellt und ein Durchhängen des Bodenteils verhindert»

Die Buchse 14 ist mit einem seitlich abgesetzten Abteil versahen» das rar Vergrößerung des oberen Bereichs dient und durch eine äußere Seitenwand 68 and einen im Winkel dazu angeordneten Boden-69 gebildet ist, wobei die Stirnwände des abgesetzten Abteils seitliche Fortsetzungen der Stirnwände 6o der Buchse bilden.

Eine Innenwand 56' des abgesetzten Bereichs ist vorzugsweise einstückig mit der Wand der Buchse ausgebildet, wobei die Wände 66 und 56* den abgesetzten Bereich bzw. die Ergänzunga- oder Hilf skammer 7o bilden» in welche das geschmolzene Material aus der Schmelzkammer 12 eingeführt wird.

Der Wandteil 56* der Buchsenwand 56 der in Pig. 1 bis 4 dar* gestellten Ausführungsform dient als Prallelement zwischen dem Bereich 7c und der Haupt kammer 62 der Buchse und ist mit

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einer Reihe von in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Offnungen 72 versehen _t um den Fluß dee wärme erweichten oder geschmolzenen, in der Hilfskammer 7o befindlichen Glases in die Haupt kammer 62 zu erleichtern· Der obere Bereich des Wandteils oder Pr al le ment s 56' ist alt EntltiftungBöffmingen 74 versehen» die oberhalb des Pegels des in der Buchse befindlichen» geschmolzenen Glases angeordnet sind»

Die Schmelze Inrichtung ist mit Mitteln zur Erleichterung der Zufuhr von wärmeerweich tem oder^geschmolsenem Glas aus der Schmelzkammer 12 in die Hilfskammer 7o der Buchse versehen» wodurch das Glas in Form von Filmen in die Buchse einfließt, ohne dort eine nennenswerte Turbulenz oder thermische Störungen des geschmolzenen Glases zu verursachen·

Sie beim Zusammentreffen der Seitenwände 46 der Schneiekammer gebildete Scheiteleone ist mit einer Vielzahl von in Längsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Auslässen 82 versehen» wie dies insbesondere in Fig· 4 gezeigt ist. An diesen Abechlußbereichen der fände 46 und «wischen den öffnungapaaren 82 sind sich nach unten erstreckende Drähte» Stäbe oder Elemente 84 angeschweißt oder sonstwie befestigt, wobei eine Längereihe von Drähten von jeder Wand der Sohmelzkanmer getragen wird· An diesen herabhängenden Drähten 84

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und in Längsrichtung «wischen den beiden Drahtgruppen angeordnet ist eine Platte oder ein Stab 86 angeschweißt, deren unteres Ende 88 vorzugsweise etnas unter dem Normalpegel des Glases in der Ableitvorrichtung endet.

Das Glas fließt aus der Schmelzkammer 12 duroh die Auslässe 62, und die Drähte 84 wirken als Prall- oder Führungselemente, um eine gleichmäßige Flußverteilung des Glases in Längsrichtung aus der Schmelzkammer in die Buchse aufrecht au erhalten· Die Platte 86 dient als MIttel, dem entlang das Glas in Form eines dünnen Filmes bew. in Form von dünnen Filmen in die Buchse fließen kann, so daß bei Eintritt des Glases in die Buchse keine nennenswerte Turbulenz erzeugt wird. Die Platte 86 wirkt ferner als Stromleiter, und der elektrische Stromfluß duroh die Platte hält den Glasfilm oder die Glasfilme während ihres Durchgangs von der Schmelzkammer in die Buchse auf einer hohen Temperatur.

Die Buchse 14 und die Sohmelsksjuer 12 werden durch unabhängige elektrische Stromkreise erwärmt. An jeder Stirnwand 48 der Sohnelskaamer 12 ist eine Klemme 9o und an jeder Stirnwand der Buohse 14 eine Klemme 92 befestigt.

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Das Schmelzen der Glasblöcke in der Schmelzkammer 12 muß eo gesteuert werden, daß die Zufuhr von geschmolzenem Glas in die Buchse kontinuierlich in dem Maße erfolgt, In dem Materialströme durch die Offnungen am Bodenteil der Buchse austreten·

In der gezeigten Auaführungsform wird der der SQhmelskammer zugeführte Strom durch den Pegel des in der Buchse befindlichen, geschmolzenen Glases durch eine Sondeneinriohtung gesteuert, wobei sich eine der Sonden 94, wie in Fig· 2 und dargestellt, in die Buchse 14 erstreckt. !Die Buchse ist mit einem Deckel 96 versehen, der In einem kaminartigen Auslaß 1oo endet, um das Entweichen von Gas aus der Buchse zu erleichtern und die Sonde 94 aufzunehmen·

Tig. 8 zeigt eine schematisohe Ansicht der Steuermittel für die der Sohmelzkammer und der Buchse zugeführten elektrischen Ströme. Es ist ein Steuerelement 1o2 zur Regulierung des llusses von elektrischer Energie durch die Sohmelzkammer 12 vorgesehen, das durch Leitungen 1o3 und 1o4 mit den an den Stirnwänden der Sohmelzkammer 12 angebrachten Klemmen 9ο verbunden ist. Das Steuerelement 1o2 erhält elektrische Energie aus einer Stromquelle über Leiter LI und L2 zugeführt. Die Sonde 94 ist mit dem Steuerelement 1o2 verbunden und das

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Steuermittel derart beschaffen, daß die Sonde den Pegel des geschmolzenen Glases In der Buchse 14 erfühlt und das Steuerelement 1o2 beeinflußt, um den der Schmelzkammer zugeleiteten elektrischen Strom zu regulieren oder zu ändern» wodurch die Schmelzrate vergrößert oder verringert wird, wie dies von den kleinsten Änderungen des Pegels bestimmt wird·

Sie Buchse 14 ist mit einem Steuerelement 1o5 durch Loiter 1o6 und 1o7 verbunden, die die Klemmen 92 der Stirnwände der Buchse 14 berühren, wobei das Steuerelement 1o5 mit einer Stromquelle durch die Leiter L3 und L4 verbunden 1st. Ein auf die Temperatur in der Buchse ansprechendes thermoelektrische s Element 1o8 ist mit dem Steuerelement 1o5 verbunden, um die Erwärmung des geschmolzenen Glases in der Buchse zu regulieren· Ein derartiges Steuerelement, das sowohl für die Schmelzkammer als für die Buchse geeignet ist, ist in dem USA-Patent 3 o48 64o dargestellt und beschrieben.

In Längsrichtung der Hauptkammer 62 der Buchse 14 ist ein Stromleiter oder eine Heizplatte 11 ο angeordnet, die mit öffnungen 111 versehen ist, durch welche Glas nach unten dem Bodenteil aufließen kann« Die Enden der Heisplatte 11o sind mit den Stirnwänden 6o der Buohse verschweißt oder sonstwie zusammengefügt und bilden elektrische Heizmittel, um auf das

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In der Buchse 'befindliche Glas Wärme zu übertragen. Durch die Verwendung der Heisplatte 11 ο weist das unmittelbar neben der Platte befindliche Glas die höchste Temperatur sämtlicher Bereiche auf.

Die dem Glas durch die Heisplatte 11o augeführte Wärme, die dem unmittelbar danebenliegenden Glas eine höhere Temperatur verleiht, beschleunigt den Austritt von Gasen aus dem Glas, bewirkt eine Bewegung des Gases nach oben und ein Entweichen durch die Entlüftungsöffnung 1oo, was eine weitere Läuterung des Glases bedeutet· >

Die Temperatur des unter der Heizplatte 11o befindlichen Glases sinkt langsam bei der Abwärtsbewegung des Glases ab, ein Zustand, der ein senkrechtes Flußprofil des Glases in laminaren Ebenen zwecks weiterer Läuterung des Glases fördert, so daß es homogener wird und die Bedingungen des Glases für seine Verdünnung zu feinen Textilfasern verbessert.

In dem Maße, in der das Erweichen oder Schmelzen von Glas in der Sohmelzkammer 12 vom Pegel des Glases in der Buchse gesteuert wird, wird der Pegel des Glases in der Buchse 14 la wesentlichen konstant gehalten, so daß keine wesentliche Änderung im Glaspegel eintritt, was eine Änderung des Glas» stromflusses durch die Vorsprünge 18 bewirken würde. Ee sei

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betont, daß die Buchse 14 genügend tief ist» um eine verhältnismäßig große Glasmenge in der Hauptkammer 62 und der Hilfskammer 7o aufzunehmen»

Sie Hauptkammer 62 ist verhältnismäßig schmal, um eine Temperatursteuerung im Mittelbereich des in der Buchse enthaltenen Glases zu gewährleisten, da sonst der laminare Fluß beeinträchtigt würde. Durch das Torsehen einer beträchtlichen Glasmenge in der Buchse ist eine genügende Terweilzelt für das Glas geschaffen worden, um eine wirksame Läuterung und Wäraekonditlonierung des geschmolzenen Glases zu erzielen und eine Bewegung des Glases in laminaren Ebenen zu erreichen, so daß das geschmolzene Glas in dem Bereich der AualaßSffnungen von gleichmäßiger Temperatur und im wesentlichen homogen ist, so daß die gleiche Menge durch jede der AuslafiOffnungen austritt.

Sin weiteres, durch die Zufuhr von Glas aus einer Schmelzkammer in einen seitlich von dem Steuerbereioh der Buchse abgesetzten Bereich bewirktes Merkmal besteht darin, daß eine wesentlich größere Menge von Glas in der Hauptkammer der Buchse enthalten ist, wodurch sich die Verweilzeit des Glases in der Buchse erhöht. Bin weiteres Merkmal dieses seitlich abgesetzten Bereichs der Buchse, dem Glas aus einer

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Sehmelzkanmer zufließt, besteht darin, daß ein entsprechend größerer Oberflächenbereioh geschaffen wird, um den ungehinderten Ausfluß Ton Gasen aus dem geschmolzenen Glas au erleichtern, um ein besser geläutertes Glas zu erhalten und die Neigung zur Bildung von Gaseinsohlüesen zu vermindern.

Das Material der Buchse 14 einschließlich der Wände der Hilfskammer 7o, der Schmelzkammer 12, der Drähte 84» der Platte 86 und der Heizplatte Ho ist Metall oder eine Metallegierung, die der intensiven Hitze des geschmolzenen Glases oder sonstigen mineralischen Materials standhält. Zu diesem Zweck haben sich Legierungen aus Fiat in und Bhodium als befriedigend erwiesen.

Um das Austreten von Glasströmen gleicher Größe und Merkmale au 8 den Vor Sprüngen 18 zu fördern, wird das in der Buchse enthaltene, geschmolzene Glas auf einer Temperatur oberhalb der Verdünnungstemperatur gehalten, wodurch ein flüssiges Glas niedriger Viskosität durch die öffnungen austritt. Da ein dünnflüssiges Glas eine zu niedrige Viskosität aufweist, um auf befriedigende Art verdünnt zu werden, ist eine Anordnung neben den Auslaßzonen der Ströme getroffen« um die Viskosität des Glases dieser Ströme zu vergrößern und zu stabilisieren, um so die Verdünnung zu erleichtern.

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Wie in Fig· 2 und 3 dargestellt, sind entlang der Buchse in der Nähe ihres Bodenteils Verteilerrohr 114 zwecks Durchlaufe eines wärmeabsorbierenden Mediums wie Wasser vorgesehen. Mit jedem Verteilerrohr ist eine Vielzahl von wärmeübertragenden Rippen 115 verschweißt oder sonstwie verbunden.

Wie insbesondere aus Fig· 3 hervorgeht, ist zwischen den Querreihen der Vorsprünge 18 eine Rippe 115 vorgesehen, um den Glasströmen Wärme zu entziehen, wodurch die Viskosität des Glases gesteigert und eine befriedigende Verdünnungstemperatur erzielt wird.

Während in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen je einem Paar von quer verlaufenden Reihen von Vorsprängen eine Rippe 115 angeordnet ist, versteht es sich, daß auch eine Rippe auf Wunsch zwischen jeweils zwei Paaren von Vorsprüngen vorgesehen sein kann.

In der in Fig. 1 bis 4 geseigten Ausführungsform werden also die Stücke oder Blöcke aus Glas oder dem sonstigen, faserbildenden, mineralischen Material in einer Schmelzkanaer wärmeerweioht oder geschmolzen, und zwar in einem Bereich, der gegenüber der Mittelebene der Buchse abgesetzt ist, wodurch die Zufuhr des geschmolzenen Glases in die Buchse in einem Bereich erleichtert wird, der fern von den am Boden

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der Buchse vorgesehenen Vorsprüngen 18 liegt, wodurch eine verhältnismäßig lange Verweilzeit des Glases in der Buchse Tor seinem Austritt durch die öffnungen dieser Vorsprünge ersielt wird.

Sie Anordnung der Heisplatte Ho in der Buchse bewirkt eine Wärmekonditlonierung des Glases und fördert ein Austreten bzw. Austreiben von Gasen aus dem geschmolEenen Glas, wodurch die Bildung von Gaeeinschlüssen herabgesetzt wird.

Sie Erwärmung der Platte 86 stabilisiert die Temperatur des aus der Sohmelziammer in die Buchse fließenden Glases, wodurch beim Einfließen des Glases in die Buchse die Turbulenz herabgesetzt wird und keine thermischen Störungen des Glases in der Buchse auftreten. Die durch die Schmelze aufsteigenden Gasblasen bewirken ein Umrühren des Glases in der Buchse 14 und eine weitere Läuterung«

Sie in flg. 2 gezeigte Heizplatte 11o ist vorzugsweise etwas unterhalb des mittleren Bereiches der Buchse angeordnet« Ss 1st erwünscht, die Heizplatte 11 ο In der Schmelze selbst unterzubringen» um eine höchst wirksame Läuterung des Glases zu erreichen und die Entfernung jeglicher Gase in der Schneise su fördern_o Die Anordnung der Heizplatte hängt gewiseermaseen von der Darchflußrate des Glases durch die öffnungen der Vorsprünge 18 ab· - 21 -

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Wenn also dieser Durchfluß verhältnismäßig groß ist, so hat es sich ale vorteilhaft erwiesen, die Heizplatte 11 ο weiter vom Boden der Buchse entfernt anzuordnen, um die Temperatur des Glases in einem höheren Bereich der Buchse heraufzusetzen und ein größeres Glasvolumen in einem Bereich oberhalb des in flg. 2 gezeigten zu wärmelconditioni eren., wodurch sin größeres Glasvoluiaen geläutert wird.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Form einer Buchse 14a, die einer Scbmels&amiaer 12a zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungaform ist did Buchse 14a mit einem ersten, seitlich abgesetzten Bereich versehen, der durcii die Wand 68a und die schräge Bodenwand 69a begrenzt ist, wodurch die Hilfalcammer 7oa gebildet wird, welche von der Sehmelzkammer 12a her fließendes geschmolzenes Glas aufnimmt·

Der Wandteil oder das Prallelement 56a ist mit Öffnungen 72a sur Erleichterung des Durchflusses von geschmolzenem Glas aus der Hilfskasner 7oa in die Hauptkammer 62ader Buchse versehen.

Di· Wand 56a ist in ihrem oberen Bereich mit Enclüitungsöffnungen 74a versehen, um Druokuntersohiede oberhalb dee GlnecB In der Eaüptkaiamer 62a und der Hilf shammer 7oa auszugleiohtn, D*t Bodenteil 16a der Buchse ist mit DUeen-

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öffnungen aufweisenden Vorsprungen 18a versehen, durch welche Glasströme aus der Buchse austreten, die au kontinuierlichen fasern verdünnt werden. In der Buchse 14a ist Utor deren Länge hin eine Heizplatte 11oa vorgesehen.

Bei der in Fig* 5 gezeigten Konstruktion ist die Buchse mit einem zweiten, seitlich abgesetzten Bereich 124 versehen» der gegenüber der ersten} abgesetzten Kammer 7oa liegt und durch einen vertikalen Wandteil 126 und eine schräge Boden«· wand 128 gebildet wird, die mit einer Seitenwand 13o der Buchse 14 a verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform liegt der auf dem Deckel 98a befestigte Entlüftungskamin' 1ooa über dem «weiten, seitlich abgesetzten Bereich 124, um ein Entweichen von Gasen aus dem in der Buchse enthaltenen geschmolzenen Glas zu erleichtern.

In dieser Ausführungsfenn bewirken die beiden seitlich abgesetzten Bereiche 7oa und 124 ein vergrößertes Volumen von geschmolzenem Glas in der Buchse, wodurch die Verweilzeit des Glases in der Buchse bei gleicher Austrittsmenge durch die Öffnungen der Voraprünge 13a erhöht wird·

Dieee Anordnung gestattet eint Vergrößerung des Ausstoßes bei gleichbleibender Verweilzeit gegenüber der in Pig· 2 gezeigten, nur einen abgesetzten Bereich aufweisenden Aus-

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führungaform. Ein weiterer Torteil dieser zwei abgesetzte !Bereiche aufweisenden Konstruktion besteht darin, daß die Oberfläche des geschmolzenen Glases wesentlich vergrößert und daher das Austreten von Gasen aus dem Glas erleichtert wird·

Pig. 6 zeigt eine teilweise Draufsicht auf die in Fig. 5 gezeigte Schmelzkammer und einen Teil der zugehörigen Buchse· Bei dieser Ausführungsform der Schmelzkammer ist der Scheitelbereich, in dem die Wände 46a zusammentreffen, mit Glasauslaßöffnungen 134 versehen· Diese öffnungen 134 sind in zwei Reihen angeordnet, die jeweils gegenüber einer mittleren, durch den Scheitelbereich der Schmelzkammer verlaufende Ebene versetzt sind, und das wärmeerweichte oder geschmolzene Glas fließt entlang des Stabs 86a in zwischen den Drähten oder Prallelementon 84a liegende Bereiche der Kammer 7o ein*

Die Draht-Prallelemente 84 bewirken einen gleichmäßigeren Glasausfluß aus der Sehmelzkammer über deren ganze Länge hin· Wie D¹Ig. 6 zeigt, sind die öffnungen 134 in jeder der einander gegenüberliegenden Reihen in Längsrichtung der Kammer gegeneinander versetzt angeordnet, so daß ein Ausfluß von Glas in die Kammer 7oa in zwei Ebenen entlang der einander entgegengesetzten Seiten des Pührungestabs 86a

erfolgt (siehe Fig. 5).

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Fig· ? zeigt eine abgewandelte Auaführungsform einer Buchse mit znei Sammeleinrichtung en» Bei dieser Ausführung eform 1st die Buchse 14b wie die in PIg. 5 gezeigte Buahse 14a auegebildet.

Die Buohse umfaßt einen ersten, seitlich abgesetzten Bereich 7obj der durch eine Außenwand 68b, eine schräge Wand 69b und eine mit Glas durcfcflußöffnungeil 72b und Entlüftungsöffnung en 74b versehene !!Trennwand 56b gebildet ist. Längs der Buchse erstreckt sich eine Heizplatte Hol), und der Bodenteil 16b der Buchse 1st mit Öffnungen aufweisenden Vorsprung en 18b swedes Austritt der zu fasern jsu verdünnenden Glasströme versehen· .

Sie Buchse 1st mit einem zweiten, abgesetzten Bereich 124b gegenüber dem ersten, abgesetzten Bereich 7ob versehen, wobei der aweite Bereich 124b durch eine äußere Seitenwand 126b und eine schräge, untere Wand 128b begrenzt wird· Eine «weite Trennwand 136, die durch eine Verlängerung der Seitenwand 13ob gebildet wird, ist mit öffnungen 138 aur Erleichterung des Glasdurohflusses von der Hilfskammer 124 b in die Hauptkammer 62 b der Buchse ausgestattet» und die Trennwand 135 weist an ihrem oberen XeIl Entlüftungsöffnungen 14o auf.

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Bei dieser Anordnung ist die erste Schmelzkammer 12b oberhalb dee seitlich abgesetzten Bereicha 7ob der Buchse angeordnet, so daß geschmolzenes Glas Oder ein sonstiges faser» bildendes Biaterial in den Bereich 7ob einfließen kann· Oberhalb des zweiten« abgesetzten Bereiches 124b ist eine zweite Schsielzkammer 12bb vorgesehen, aus der geschmolzenes Glas etc. in den zweiten abgesetzten Bereich 124b der Buchse einströmen kann.

Bei dieser Ausführungsform ist die Entlüftungsöffnung 1oob oberhalb des Hittelbereiohs der Hauptkannner 62b der Buchse angeordnet , so daß aus der in der Buchse enthaltenen Schmelze entweichende Gase abgeführt werden können. Die SohinelzkaBimem 12b und 12bb können wie die im Zusammenhang mit ?ig· 2 beschriebene Schmelzkammer 12 oder wie die im Zusammenhang mit den Pig« 5 und 6 beschriebene Sohxaelzkammer 12a ausgebildet sein· Die in Pig. 7 gezeigte Konstruktion bringt eine große Glasoberfläche in der Buchse mit sich, was das Austreten von Oasen aus dem Glas erleichtert, und duroh die Anordnung von zwei Schmelzsystemen wird dann eine hoho Schaelsrate erzeugt, wenn ein großer Glasausstofi gewünscht wird·

Bei allen Ausführungsformen der offenbarten Erfindung wird das Glas gesohnolsen und einer Glasstrom-Ableitervorriohtung oder

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Buchae in einem Bereich augeführt, dor von der zentralen Längeebene durch die Buchse seitlich abgesetzt ist. Das Glas fließt also aus einem abgesetzten Bereich im allgemeinen seitlich der Hauptbnehae zu, wodurch sich ein verhältnismäßig großer Oberflächenbereich ergibt, aus dem Gase aus dem geschmolzenen Glas austreten können.

Barch die erfindungsgemäßen Ausführung sformen läßt sich ein größeres Glasvolumen erzielen als bei den bisher benutzten Buchsen, die keine seitlich abgesetzten Bereiche aufweisen, und durch das große Glasvolumen wird eine lange Verweilzeit des Glases in der Buchse erreicht, ohne daß das Austreten von Gasen aus dem Glas gehindert wird·

Die erfindungsgemäßen Schmelzkammeranordnungen erleichtern den Zufluß des Glases aus der Schmelzkammer in die Buchse mit geringer oder gar keiner Turbulenz des Glases in der Buchse_t so daß das Temperaturprofil des Glases in der Buchse atifreoht erhalten werden kann·

Sie Erfindungsgomäßen Anordnungen bewirken eine Wärmekonditionierung des Glases in der Buchse und setzen die Heigung zur Bildung von Gaseinschlüssen in dem Glas herab. Sie verhältnismäßig lange Verweilzeit des Glases in der

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Buchse gestattet eine bessere Läuterung, wodurch die aus dem Bodenteil ausströmenden Glasströme gleichmäßiger werden und die Gefahr dea Faserbruchs bei der Verdünnung der GlasstrSme su Pasern herabgesetzt wird· Bei den offenbarten Buchsen wird durch die Fühlersonde 94 eine konstante Glasmenge in der Buchse aufrecht erhalten und eine laufende Steuerung des Glaspegels durchgeführt. ·

Ss sei bemerkt, daß sich die erfindungsg einäße Materialstrom» Ableitvorriohtung oder Buchse mit wärmeerweichtem Material wie Glas beschicken läßt, das in den abgesetzten Bereich oder die abgesetzten Bereiche aus einer Yorerwärmungseinrichtung oder einer sonstigen Quelle eingeführt wird.

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Claims (1)

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   Patentansprüehe :

   Verfahren zur Behandlung eines wärmeerweiehbaren, mineralischen Materials, insbesondere Slas» beim Verdünnen zu Fäden oder-dgl«, dadurch gekennzeichnet» daß das wärmeerweichte Material in wenigstens einem seitlich abgesetzten Bereich einer Zuführvorrichtung eingegeben und von da seitlich in den eine größere Tiefe- als der abgesetzte Bereich aufweisenden Hauptbereich der Vorrichtung Überführt wird; daß zum Zwecke einer Entgasung und Läuterung die Temperatur des Materials im Hauptbereich in einer Zone gesteigert wird, die vorzugsweise tiefer als der abgesetzte Bereich liegt; daß die Temperatur beim Abwärtsfließen des. Materials aus dieser Zone heraus allmählich wieder abgesenkt wird und daΘ Ströme des Materials aus am Boden des Hauptbereiches vorgesehenen Düsen zum Austreten gebracht werden«

   2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase aus dem Hauptbereich abgeleitet werden.

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   3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet# daß die Eingabemenge des Materials in dem abgesetzten Bereich gleich der Auatrittsmenge aus den Düsen gewählt wird, so daß eich ein laminares Strumen bei verhältnismäßig großer , Verweilzeit ergibt.

   4. Verfahren naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus einer Schmelzeinrichtung in geschmolzenem Zustand in den abgesetzten Bereich eingegeben wird«

   5. Verfahren anaoh einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material im Hauptbereich der Vorrichtung durch verengte öffnungen, die vorzugsweise in der Zone erhöhter Temperatur liegen, hindurchgeleitet wird.

   6» Verfahren naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiohnet, daß das Material in Form eines Filme3 aus dem abgesetzten Bereich in den Hauptbereich der Vorrichtung überführt wird.

   7« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bia 6, gekennzeichnet durch die Kombination*

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   nachstehender Merkmale: eine vorzugsweise elektrisch heizbare Hauptkammer (H) mit wenigstens einer seifiLioh abgesetzten Hilfskammer (70) von geringerer Tiefe als die Hauptkammer; Mittel (12) zum Schmelzen und zur Einführung geschmolzenen Materials in die Hilfskammer; eine zwischen Haupt« und Hilfskammer angeordnete, durchbrochene Prellwand (72) durch die das Material aus der Hilfskammer seitlich in die Hauptkammer eintritt; ein in der Hauptkammer angeordnetes, vorzugsweise elektrisches Heizglied (110); und eine Mehrzahl von Düsen (18) am Boden (16) der Hauptkammer«

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizglied (110) als durchbrochene Heizplatte ausgebildet ist.

   9· Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der-Hauptkammer (14) größer als ihre Breite ist.

   10· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizglied (110) tiefer als die Hilfekammer (70) angeordnet ist.

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   11· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskammer (70) oberhalb der Mitte der Hauptkammer (H) mit dieser in Verbindung steht«

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1t, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hauptkammer, vorzugsweise an einem Deckel (98) deselben, Entlüftungseinrichtungen (100) vorgesehen sind.

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche.7 bis 12, gekennzeichnet durch eine Sonde (94) zum Abkühlen des Materialpegels in der Hauptkammer (14) und durch mit der Sonde verbundene Mittel (Pig. 8) zum Schmelzen und Steuern der Materialnachfüllung in die Hilfekammer·

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante des Heizgliedes (IiO) in der Nähe des Materialpegels in der Hauptkammer (14) liegt*

   15* Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14_s dadurch gekennzeichnet, daß Schmelzmittel (12) und Hauptkammer (14) unabhängig voneinander heizbar sind·.

   16· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine oberhalb der Hilfskammer (70) angeordnete,

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   unabhängig betriebene Schmelzeinrichtung (12) einen Scheitel mit mehreren längeverlaufenden, in gegenseitigem Abstand angeordneten Materialaustrittsöffnungen (82) aufweist und an den Wänden der Schmeleeinrichtung mehrere in Längsabständen verlaufende Prellplatten (84) angeordnet sind, die einen elektrisch leitenden, mit einer Kante nahe am Materialpegel in der Hauptkammer endigenden Holzstreifen (86) tragen.

   17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an den Wänden der Schmelzeinriohtung (12) Stäbe oder Drähte (84) angeordnet sind, die den Holzstreifen (86) tragenο

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