DE1660260A1

DE1660260A1 - Duese,insbesondere zum Herstellen anorganischer Fasern

Info

Publication number: DE1660260A1
Application number: DE19671660260
Authority: DE
Inventors: Smith Donald Leslie; Downie Peter Morton
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax 1 LLC
Priority date: 1966-09-28
Filing date: 1967-09-23
Publication date: 1971-12-23
Also published as: US3412942A

Description

The Carborundum Company

1625 Buffalo Avenue

Niagara Falls , New York

U.S.A. 21. September 19β7

Düse, insbesondere zum Herstellen anorganischer Fasern.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse, insbesondere zum Herstellen anorganischer Fasern durch Zerreißen eines Strahls des geschmolzenen Materials mittels eines Gasstromes, in deren Strömungskanal nahe dem Auslaßende ein Kern angeordnet 1st.

Bei der Herstellung anorganischen Fasermaterials wird gewöhnlich ein Strahl einer Schmelze des betreffenden Materials erzeugt und einer Zerfaserungseinrichtung zugeführt. Als eine solche Zerfaserungseinriohtung kann ein Gasstrom mit hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit« beispielsweise ein Dampf- oder Luftstrom, verwendet werden,der ungefähr in einem rechten Winkel gegen den Strahl des geschmolzenen Materials gerichtet ist und dabei kleine Tröpfchen entstehen läßt, die er zu Fasern auszieht·

Die Herstellung anorganisohen Fasermaterials, Insbesondere keramischer Fasern, nach dem genannten Verfahren führte bisher zu einem Erzeugnis mit verhätlnismSßig niedrigem Fasergehalt; der Rest des Materials bestand aus "Geschossenem* (^Mshot^w) oder nioht zerfasertem Material. Man hat bereits versucht, dieses Problem durch Einsetzen von Kernen in das Ausstoßende der Düse zu lösen. Obwohl die derart gebauten Düsenkonstruktionen ihrem Zweck gedient haben, waren sie dooh nioht voll zufriedenstellend, da sie keine

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wesentliche Verbesserung der Qualität des Fasermaterials gebracht haben.

Die Erfindung bezweckt, eine neue und verbesserte Düse für die Herstellung geblasener Pasern zu schaffen, insbesondere eine Düse, mittels derer eine verbesserte Qualität an Fasermaterial, d.h. ein Material mit einem kleineren Gehalt an geschossenem bzw. nicht zerfasertem Material erzeugt werden kann.

Gemäß der Erfindung liegt bei einer Düse der genannten Art der Kern mit einem Teil seines Umfangs an der Wand des Strömungskanals der Düse an und hat an einem anderen Teil seines Umfangs von der Wand des Strömungskanals einen sich zum Auslaßende hin vergrößerten Abstand. Vorzugsweise ist der Strömungskanal der Düse zylindrisch und der Kern an dem nicht an der Wand des Strömungskanals anliegenden Teil seines Umfangs kegeistumpfförmig. Die Matelliniendes kegeistumpfförmigen Umfangsteiles des Kerns sind vorzugsweise um etwa 2,5° gegen die Kegelstumpfachse geneigt.

Es ist zweckmäßig, wenn das Ende des Strömungskanals und auch das Ende des Kerns in solcher Richtung abgeschrägt sind, daß der vom Kern freigelassene Teil des Strömungskanalquerschnitts vorspringt. Der Kern kann über das Ende des Strömungskanals hinausragen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Kerns steigt die Qualität des Fasermaterials bzw. der Fasergehalt des Ma terials um bis zu 5o# gegenüber solchem Material an, das mittels der bisher bekannten Düsen erzeugt wurde.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

FIg* 1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der einzelnen Teile einer erfindungsgemäßen Düse;

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Pig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die in Pig. 1 dargestellte Düse;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Düse im Gebrauch.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht das Hauptteil der Düse aus einer hohlen, zylincüschien Gasführung 1o, die mittels eines Außengewindes 12 an eine Hochdruck Gasleitung anschraubbar ist. Die Gasführung 1o hat ein abgeschrägtes Ende 14, das in einer um etwa 45° gegen die waagerechte Achse der Gasführung 1o geneigten Ebene liegt. Wenn erwünscht, kann der Winkel auch größer oder kleiner als 45° sein.

An der Innenwand 15 der Gasführung 1o ist oben ein Einsatzstück 16 starr befestigt, dessen Querschnitt kleiner ist als der Innenquerschnitt der Gasführung 1o. Der obere Teil 18 des Einsatzstückes 16 hat die gleiche Wölbung wie die Innenwand 15 der Gasführung 1o und liegt an dieser an. In der Wandung der Gasführung 1o ist oben ein Loch vorgesehen, durch das eine Schraube 24 oder dergleichen gesteckt werden kann, die zum gefestigen des Einsatzstükkes 16 in eine Bohrung 26 des Einsatzstückes 16 einschraubbar ist.

Das Ende 28 des Einsatzstückes 16 ist ebenfalls abgeschrägt, und zwar im wesentlichen um den gleichen Winkel wie das Ende 14 der Gasführung 1o. Wie in Fig. 2 gezeigt, ragt das Einsatzstück 16 mit seinem vorderen Ende 28 über die Gasführung 1o hinaus. Das Ende 28 des Einsatzstückes 16 kann Jedoch,wenn erwünscht, auch in der gleichen Ebene wie das Ende 14 der Gasführung 1o liegen oder zurückgenommen sein.

Das Einsatzstück 16 hat im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes, dessen in der Zeichnung oberer Teil 18 ab-

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gefräst oder abgeschliffen worden ist, um ihm die gleiche Wölbung zu geben, die die Innenwand 15 der Gasführung 1o hat, so daß der obere Teil 18 überall an der Innenwand anliegt. Der übrige Umfangsteil J>o des Einsatzstückes 16 verjüngt sich konisch zum Auslaßende hin. Seine Mantellinien bilden mit der Achse des Einsatzstückes 16 einen Winkel von vorzugsweise etwa 2,5°, was in Fig. 2 in Übertreibung dargestellt ist. Durch diese Form des Einsatzstückes 16 wird ein Durchgang j52 für das Gas gebildet, dessen Querschnitt sich zum Auslaßende hin erweitert. Es sei darauf hingewiesen, daß Neigungswinkel, die größer oder kleiner als 2,5° sind, ebenfalls angewandt werden können.

Die Düse ist im Gebrauch im wesentlichen waagerecht ausgerichtet, um eine hohe Geschwindigkeit des sich im Querschnitt erweiternden Gastrons zu erreichen. Man läßt, wie in Fig. 4 gezeigt, einen Strahl 34 des geschmolzenen anorganischen Materials vor dem Auslaßende der Düse senkrecht nach unten fallen, und zwar genau in die Wölbung oder "Tasche" des Gasstromes hinein. Das geschmolzene Material wird von dem Gastrom in einem Winkel von 9o° aus seiner Bahn gerissen und zersplittert in eine Vielzahl von KUgelchen und Tröpfchen, die ihrerseits zu Fasern ausgezogen werden.

Der Querschnitt des Gasstromes, der sich zum Auslaß hin erweitert, ist unten am dicksten und wird nach den umgebogenen Seiten zu gleichmäßig dünner. Der Gasstrom muß unten genug Energie und Dicke haben, um ein Hindurchfallen der Schmelze durch den Gasstrom zu verhindern, da die Zersplitterung durch den ersten Energieaustausch zwischen den beiden Strömen bewirkt wird. Die Ausdehnung und das Mitreißen der Umgebungsluft im oberen Bereich des Gasstromes sorgen für eine Einhüllung der geschmolzenen, zersplitterten Teilchen in der Zerfaserungszone, während bei nicht gebogenen Strömen, die sich lediglich durch Durchdringung ausweiten, solche Teilchen ganz aus der Zerfase-

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- 5 rungszone hinausgestoßen werden können.

Zusammenfassend sei noohmals festgestellt« daß das erfindungsgemäße neue Einsatzstück einen sich sum Auslaßende hin erweiternden Durchlaß für den Gasstrom in der Düse bildet« der dem Gas erlaubt« sioh beim Austritt aus der Düse auszudehnen. Diese Ausdehnung bewirkt« daß das Gas mit einer größeren Geschwindigkeit austritt« den Strahl der Schmelze durchgreifender zersplittert und dabei ein Fasermaterial erzeugt» das einen größeren Gehalt an Fasern hat« als er mittels der bisher bekannten Zerfaserungsdüsen erreicht werden kann*

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

Düse, insbesondere zum Herstellen anorganischer Pasern durch Zerreißen eines Strahles des geschmolzenen Materials mittels eines Oasstromes, in deren Strömungskanal (1o) nahe dem Auslaßende ein Kern (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (16) mit einem Teil (18) seines Umfangs an der Wand des Strömungskanals (1o) anliegt und an einem anderen Teil (3o) seines Umfange von der Wand des Strömungskanals (1o) einen siQh zum Ausladende hin vergrößernden Abstand hat.

Duese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Strömungskanal (1o) zylindrisch ist und der Kern (16) an dem nicht an der Wand des Strömungskanals anliegenden Teil (j5o) seines Umfangs kegelstumpfförmig ist·

Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß die Mantellinieades kegelstumpfförmigen Umfangsteils (j5o) des Kerns (16) um 2-3° gegen die Kegelstumpf achse geneigt sind.

Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet« daß die genannten Mante!

Mantellinien um etwa 2,5° gegen die Kegelstumpf achse geneigt

Düse nach einen der Ansprüohe 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (14) des Strömungskanals (1o) in solcher Richtung abgeschrägt ist, daß der vom Kern (16) freigelassene Teil (32) des Strömungskanalquerschnitts vorspringt.

Düse nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (28) des Kerns (16) in solcher Richtung abgeschrägt ist* daß der vom Kern (16) freigelassene Teil (32) des Strömungs- kanaltuersohnltts vorspringt.

Düae naoh einem der Ansprüohe 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (16) über das Ende (14) des Stromungskanals (1o) hinausragt·

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