DE1923345C - Vorrichtung zum Herstellen von Glasfasern oder -fäden vöflig homogener chemischer Zusammensetzung mit einem Glasschmelzofen, einem Speiser und einem Düsenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Glasfasern oder -fäden, die einen Glasschmelzofen, einen Speiser zum Sammeln der erschmolzenen Glasmasse und ein Düsenaggregat enthält, das mit dem Speiser verbunden ist. Aus dem Speiser wird die Glasmasse in die Herstellungszone für Glasfasern geführt. Die Glasfasern oder -fäden werden in einer weiteren Anlage beispielsweise zu Glaswatte, Glasfaservlies und ähnlichen Materialien verarbeitet.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art weisen ein unmittelbar am Boden des Speisers des Glasschmelzofens befestigtes Düsenaggregat aus Platin-Rhodium-Legierung auf, wobei der Kanal zum Ausfließen der Glasmasse aus dem Speiser von einer keramischen Hülse gebildet wird (vgl. USA.-Patentschrift 3 082 614, UdSSR-Urheberschein 182 301).

Ferner ist eine Vorrichtung zum Herstellen voii Glasfasern bekannt, bei der der Glasschmelzofen durch Unterteilung in zwei Zonen (Glasschmelzzone und Spinnzone) gleichzeitig den Speiser zum Sammeln der erschmolzenen Glasmasse bildet. In den Boden des Speisers (Spinnzone) ist eine mit Düsen versehene Platte eingelassen. Unterhalb dieser Platte und in Abstand von ihr befindet sich eine Heizvorrichtung, die dafür sorgt, daß die Düsen auf einer Temperatur gehalten werden, bei der das Glas innerhalb der Düsen im geschmolzenen Zustand gehalten wird und frei von diesen Düsen abfließen kann.

Während der Arbeit der bekannten Hinrichtungen wird die Temperatur der Glasschmelze, die vom Speiser zum Düsenaggregat fließt, nicht geregelt. Hierbei sich bildende nichtisothermisehe Ströme der Glasmasse im Düsenspeiser stören die Bildung stabiler Wärmevcrhältnissc, wodurch eine ungleichmäßige Verteilung der Temperatur der Glasmasse im unteren Teil des Düsenaggregats hervorgerufen wird. Es fließen deshalb aus dem Düsenaggregat Glasströme unterschiedlicher Viskosität aus, aus denen bei konstanter Ziehgeschwindigkeit nachfolgend Glasfasern unterschiedlichen Durchmessers erzeugt werden, wodurch die Qualität des primären Glasfadens verschlechtert wird, der aus diesen Fasern gebildet wird.

Infolge einer Angriffseinwirkung auf die kerami-

sehen Hülsen und/oder auf die Wände und den Boden des Speisers tritt eine Verunreinigung der erschmolzenen Glasmasse auf, die, indem sie unmittelbar in den Düsenspeiser gelangt, zu in ihrer Zusammensetzung chemisch ungleichartigen Fasern

führt. Außerdem vergrößert die Herstellung der Fasern aus einer thermisch und chemisch ungleichartigen Glasmasse die Faserbrüchigkcit ir der Herstellungs/one. so daß die Kontinuität des technologischen Prozesses gestört wird.

ao Bei den bekannten Vorrichtungen erfolgt die !heimische Vorbereitung der Glasmasse unmittelbar im Speiser, weshalb zur Erreichung der für die tier stellung erforderlichen Viskosität der Glasmasse sein Fassungsvermögen sehr groß sein muß. was zu einem

»5 erhöhten Aufwand an Edelmetallen, beispielsweise Platin-Rhodium-Legierung zur Herstellung des Spei sers, und zum Verbrauch großer Mengen an Elektroenergie für die Kompensierung der WärmeverluMe führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der aufgeführten Mangel eine Vorrichtung zum Herstellen von Glasfasern oder -fäden zu schaffen, bei der die Zufuhr der Glasmasse aus dem Speiser eines Glasschmelzofens zum Düsenaggregat derart vollzogen werden kann, daß die Kontinuität der Bildung und Herstellung von hochwertigen Glasfasern auf Grund einer Stabilisierung der Wärmeverhältnisse während der Arbeit und der Zulauf einer thermisch und chemisch gleichartigen

4" Masse zum Düsenaggregat gewährleistet ist. Darüber hinaus soll für eine raumsparende Bauweise, für Bettiebszuverlässigkeit, für hohe Lebensdauer und für einfachen Betrieb gesorgt sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenaggregat aus mehreren unten mit Düsen und oben mit einem Hals versehenen Kammern besteht, die jede in einem gewissen Abstand vom Boden des Speisers angeordnet und mit diesem durch ein wärmeisolierendes Metallrohr verbunden ist, das zur Aufrechterhaltung der für die Bildung der Glasfasern erforderlichen Temperatur der Glasmasse mit mindestens zwei elektrischen Vorrichtungen versehen ist, von denen jede Ciii Metallrohr enthält, das mit dem erwähnten wärmeisolierten Rohr verbunden und von einer stromführenden Fassung umgeben ist, und daß eine der elektrischen Vorrichtungen im Boden des Speisers eingebaut ist, während die andere frei in den Hals der Kammer mit einem Spalt »a« zwischen diesem Hals und der stromführenden Fassung gesenkt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet einen kontinuierlichen technologischen Ablauf der Fascrbildung bei einer Herstellungsleistung von 300 bis 350 kg Glasfasern pro Tag.

Die Zwischenschaltung eines mit wenigstens zwei Heizvorrichtungen versehenen wärmeisolierten Me-

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tailrohres zwischen den Speiser und das Düsenaggregat und die Ausbildung desselben in Form einer mit den Düsen versehenen Kammer ist von sehi genngem Gewicht und gewährleistet eine raumsparende Bauweise der gesamten Vorrichtung.

Die Vorrichtung gewährleistet die Entnahme einer chemisch und thermisch äußerst gleichartigen Masse aus dem Speiser und ermöglicht die P.egelung ihrer Temperatur über die Länge des Düsenaggregats, wodurch wiederum eine Verminderung der Faser- ίο brüchigkeit während der Herstellung erzielt wird.

Gegenüber den bekannten Vorrichtungen ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Verbrauch an Elektroenergie um den Faktor 1,5 bis 3 verringert. Für die Herstellung werden um 1000 bis 1400 g Platin-Rhodium-Legierung weniger aufgewendet. Bei der gedrängten Bauweise ist dennoch die Unterbringung einer um den Faktor 2 bis 4 größeren Zahl von Düsen am Speiserhoden möglich.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßer Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtanlage /ur Herstellung von Glasfaservliesen aus as Glasfäden, die aus einer Glasschmelze erzeugt werden, mit einem Schnitt durch den Arbeitsteil des Ofens und des Speisers, an welchem die erfindungsgemiißen Merkmale enthalten sind, in Seitenansicht,

!·' i g. 2 die Einrichtung zur Zuführung der Glasmasse aus dein Speiser zum Düsenaggregat im Längsschnitt.

Die in der Zeichnung dargestellte Gesamtanlage besteht aus einem Glasschmelzofen 1, einem Speiser 2. mehreren Einrichtungen 3 zur Zuführung der Glasmasse aus dem Speiser 2 zum Düsenaggregat für die Bildung von Glasfasern (in der Zeichnung sind zur Vereinfachung nur drei solche Einrichtungen gezeigt), Fadensammlern 4, Abzugsvorrichtungen 5 mit pneumatischen Legevorrichtungen 6 zur Bildung des Glasfaservlieses, einem AnfangsförderiT 7, einem Förderer 8 mit einem Bad 9 zur Durchtrankung des Vlieses, einem Trockenförderer 10 und einer Aufnahmevorrichtung 11.

Jede der Einrichtungen 3 besteht (vgl. Fig. 2) au> einer unten mit Düsen 21 und oben mit einem Hals

15 versehenen Kammer 12, zwei elektrischen Vorrichtungen 13 und 14 zur Aufrechterhaltung einer zur Bildung der Glasfasern erforderlichen Temperatur der Glasmasse, wobei die obere Vorrichtung 13 im Boden des Speisers 2 eingebaut ist, während die untere Vorrichtung 14 mit einem Spalt »«« frei in den Hals 15 der Kammer 12 gesenkt ist, sowie aus einem gebogenen wärmeisolienen Rohr 16 aus Platin-Rhodium-Legierung, das die Vorrichtungen 13 und 14 verbindet.

Jede der erwähnten Vorrichtungen 13 und 14 besteht wiederum aus einem Rohr 17 aus Platin-Rhodium-Legierung, welches von einer stromführenden Fassung 18 umgeben ist, und einer ringförmigen Kiipfer-Stromzufiilming 19 für die Zuleitung des elektrischen Stromes an die Einrichtung 3.

Der Raum zwischen dem Rohr 17 und der stromführenden Fassunr 18 ist mit KaolinwuHe ausgefüllt. '

Die Zufuhreinrichtung aus wärmeisoliertem Rohr

16 und Düsenkammer 12 stellt zusammen mit den elektrischen Vorrichtungen eine Einheit dar und is; am Speise; des Glasschmelzofens montiert. Es wird die Erzeugung von Glasfasern hoher Qualität unmittelbar aus defGlasschmclze gewährleistet.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend erläutert.

Aus dem Arbeitsteil des Glaswanneofens l (F i g. 1) gelangt die gut durchgeschmolzene und geläuterte Glasmasse in den Speiser 2.

Durch die Rohre 17 (F i g. 2) der elektrischen Vorrichtungen 13 wird die Glasmasse dem Speiser entnommen, fließt durch die gebogenen Rohre 16 in die Rohre 17 der elektrischen Vorrichtungen 14 herab und gelangt in die Düsenkammer 12.

Der an die Fassungen 18 über die Stromzuführungen 19 fließende elektrische Strom erhitzt die Rohre 16 und 17 auf eine Temperatur von 1300⁰C. Dadurch wird die Viskosität der Glasmasse, die der Heistellungszone durch die Rohre zugeführt wird, in jenem Zustand aufrechte. <:*ilten. der zum Abziehen der Glasfasern und zur Gewährleistung der Stabilität ihrer Ausbildung erforderlich ist, d. h. im Bereich von K)·¹² bis 10'* Poise.

Außerdem wird durch Einstellung der den Fassungen 18 zugeleiteten Stromstärke die Zuführung einer erforderlichen Menge (.'er Glasmasse zur GkMaserbildung erzielt.

Zur Verringerung der Wilrmeverlusti: sind die gebogenen Rohre 16 mit Kaolinwatte 20 Kollert.

Die Form und Länge der Rohre 16 kann verschieden sein und wird je nach den gegebenen Montagebedingungen der Düsenkammer 12 gewählt. Dies erlaubt die Entnahme der Glasmasse an jenen Punkten des Speisers, wo sie chemisch und thermisch am gleichartigsten ist.

Bei der Bewegung durch die Rohre 16 und 17. du· aus Platin-Rhodium-Legierung bestehen, ändert die Glasmasse ihre chemische Zusammensetzung nicht, da sie unterwegs keine anderen Materialien berührt, so daß sie chemisch und thermisch gleichartig in a\c Düsenkammern 12 gelangt.

Nachdem jede Düsenkammer 12 mit der Glasmasse gefüllt worden ist, tritt letztere in den Spalt »«« aus und bildet, indem sie an der Luft erstarrt, einen hermetischen Verschluß der Kammer 12 zwischen deu-n Hals 15 und der Fassung 18 d τ Vorrichtung 14.

Aus den Kammern 12 fließt die Glasmasse durc.i die Düsen 21 in Form einzelner Glasströ.ne aus, die durch Abzugsvorrichtungen 5 zwangläufig zu Fasern 22 (Fig. 1) eines vorgegebenen Durchmessers aus gezogen werden.

Die Fasern 22 werden durch die Fadensammler 4 geleitet, in denen sie zu Bündeln 23 zusammengeklebt werden, ^ie letzteren werden den pneumalischen Legevorrichtungen 6 zugeleitet, die, indem sie eine hin- und hergehende Bewegung über die Breite des-Förderers 7 vollführen, die Bündel 23 in einer gleichmäßigen Schicht auf das Band des Förderers 7 legen. Vom Band des Auffangförderers 7 gelangen die mehrschichtig aufeinandergelegten Bündel auf dem Förderer 8 ins Bad 9, wo sie mit einem Bindemittel, beispielsweise dem Phenolformaldehydharz, durchtränkt werden und ein Vlies 24 bikien. Letzteres wild vom laufenden Förderer 10 getragen im;! dabei getrocknet. Das fertige Glasfaservlies wird an der Aufnahmevorrichtung 11 zu einer Rolle vorgegebener Länge aufgewickelt.

In F i u. 1 sind zur Vereinfachunu drei Einriilitun-

gen zur Zuführung von Glasmasse aus dem Speiser eines Glasschmelzofens zu den Düsenaggregatcn für die Bildung der Glasfasern dargestellt, die die Formierung des Glasfaservlieses aus drei Schichten bedingen, welche bei der Legung der Fäden auf dem Förderband cebildet werden.

Wenn notwendig, können auf einer relativ kleinen Länge des Speisers, beispielsweise von 10 m, zehn bis zwanzig solche Einrichtungen angeordnet werden, was nicht nur die Anlageleistung erhöht, sondern auch das Aussehen des hergestellten Glasfaservlieses beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Herstellen von Glasfasern oder -fäden völlig homogener chemischer Zusammensetzung, enthaltend einen Glasschmelzofen, einen Speiser zum Sammeln der erschmolzenen Glasmasse und ein Düsenaggregat, das mit dem Speiser verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenaggregat aus mehreren unten mit Düsen (21) und oben mit einem Hals (15) versehenen Kammern (12) besteht, die jede in einem gewissen Abstand vom Boden des Speisers (2) angeordnet und mit diesem durch ein wärmeisoliertes Metallrohr (16) verbunden sind, das zur Aufrechterhaltung der für die Bildung der Glasfasern erforderlichen Temperatur der Glasmasse mit mindestens zwei elektrischen Vorrichtungen (13, 14) \ ersehen ist, vim denen jede ein Metallrohr (17) enthalt, das mit dem erwähnten wärmeisolierten Rohr (16) . erbunden und von einer stromführenden Fassung (18) umgeben ist, und daß eine der elektrischen Vorrichtungen (13) im Boden des Speisers (2) eingebaut ist, während die andere frei in den Hals (15) der Kammer (12) mit einem Spalt (a) zwischen diesem Hals (15) und der -,tromführenden Fassung (18) gesenkt ist.