DE1942407C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Kühlrippen beim Ziehen von Glasfäden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfairen zum Reinigen von Kühlrippen beim Ziehen von Glasfäden, bei dem die Temperatur von Glaskegeln am Boden der Spinndüse durch Kühlrippen verringert wird, welche von einem Kühlmittel gekühlt werden.

Zum Reinigen _.ϊγ Kühlrippen von angesammelten Verunreinigungen werden d^:e Küh'-ippen von Zeit zu Zeit abmontiert und von Hand gereinigt. Dieses Reinigungsverfahren erfordert relativ hnge Stillstandszeiten für die Spinndüse und bringt außerdem noch Zeitverluste mit sich, wenn die abmontierten Kühlrippen wieder angebracht werden. Das Justieren der Kühlrippen muß sehr genau vorgenommen werden, um nachteilige Beeinflussungen der hergestellten Glasfäden zu vermeiden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß das Reinigen der Kühlrippen mühelos und dennoch wirkungsvoll durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmittel von Zeit zu Zeit durch ein zweites Kühlmittel mit einer so niedrigen Temperatur ersetzt wird, daß sich an den Kühlrippen anhaftende Verunreinigungen lösen.

Zum Durchführen dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen mit den Kühlrippen verbundenen ersten Kühlmittelbehälter aufweist. Erfindungsgemäß ist ein zweiter Kühlmittelbehälter vorgesehen, welcher ein sich auf einer tieferen Temperatur als das erste Kühlmittel befindliches zweites Kühlmittel enthält, wobei mit Hilfe von Dreiwegventilen wahlweise der erste Kühlmittelbehälter oder der zweite Kühlmittelbehälter mit den Kühlrippen verbindbar ist.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen₍ daß die Kühlrippen auf einfache und zuverlässige Weise gesäubert werden, ohne daß es erforderlich ist, sie zu demontieren.

Die Erfindung beruht auf dem Leitgedanken, das unterschiedliche Wärmedehnung- bzw. Kontraktions-Verhalten von Kühlrippen und anhaftenden Verunreinigungen zu nutzen, um durch Abschreckmaßnahmen die Verunreinigungen zum Ablösen zu bringen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher . beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer mit Kühlrippen versehenen Spinndüse samt Nebeneinrichtungen,
F i g. 2 eine Ansicht auf die Unterseite der Spinn iüse,

i-i Fig.3 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 eine Variante der Erfindung und
F i g. 5 einen Querschnitt durch eine Kühlrippe gemäß Fig. 4.

i". In Fig. 1 ist ein feuerfest ausgekleideter Glasschmelzofen 10 dargestellt. Der Schmelzofen hat eine Spinndüse 11, aus der zahlreiche Glaskegel durch je eine Düsenaustrittsöffnung austreten. Diese Kegel werden dann zu Fäden 16 ausgezogen. Die Fäden werden dann

:;i durch eine Bündelungseinrichtung 17 gezogen, in der auf die Fäden eine Schlichte aufgetragen wird, die aus einem nicht gezeigten Behälter über ein Rohr 18 zugeführt wird. Der aus der Glasseide gebildete Spinnfaden 19 wird in einer Aufspulvorrichtung 20 auf

.'"> eine Hülse 22 aufgewickelt, die auf einem rotierenden Aufspanndorn 23 montiert ist, über den ein geeigneter Fadenführer 21 läuft, der beispielsweise die Form einer Drahtspirale hat. Durch die Aufspuleinrichtung wird die Kraft erzeugt, die zum Ausziehen der Fäden erforder-

i» lieh ist. Durch das Drehen des Aufspanndorns wird auf jeden Faden der Zug ausgeübt, unter dessen Wirkung er aus der Glasschmelze gezogen wird und in die Spinndüse tritt. Aus Fig. 2 geht hervor, daß eine Abschirmeinrichtung 26 mehrere aus Metall bestehende

>> Abschirmelemente in der Form von stegförmigen Kühlrippen 28 besitzt, von denen sich jede zwischen zwei Reihen von Düsenaustrittsöffnungen 14 über die ganze Breite der Spinndüse erstreckt. Zwischen je zwei einander benachbarten Abschirmelementen sind zwei

4i) Reihen von miteinander fluchtenden Auitrittsöffnungen vorgesehen. Die Orientierung der dünnen, stegartigen Kühlrippen 28, die auf der Unterseite der Düsen querliegend angeordnet sind, und die Anordnung der zwischen ihnen liegenden Austrittsöffnungen geht aus

■> > F i g. 2 deutlich hervor. Man erkennt, daß die Austrittsöffnungen 14 und die aus ihnen austretenden Glaskegel 12 effektiv in quer angeordnete Reihenpaare unterteilt sind. Die Rippen 28 gehen von einem sich in der Längsrichtung erstreckenden, gekühlten Wärmesam-

■ii melrohr 29 aus, das seitlich von dem Düsenteil angeordnet ist. Mit geeigneten Mitteln, z. B. Schläuchen oder Leitungen 27, wird kaltes Wasser oder ein anderes Kühlmittel dem Wärmesammeirohr 29 zugeführt und von ihm abgezogen. Das dem einen Ende des

i. Wärmesammeirohres zugeführte Wasser strömt durch einen Längskanal 25 im Inneren des Rohrs und tritt an dem entgegengesetzten Austrittsende mit einer etwas höheren Temperatur aus, weil es beim Durchtritt durch das Rohr Wärme von den Rippen aufgenommen hat.

(Vi Wenn die Spinndüse mehr als zwei Reihen von Austrittsöffnungen besitzt, z. B- sechs Reihen, wie in der dargestellten Ausführungsform, können die Abschirmeiemente auf der Unterseite der Spinndüse zweckmäßig quer und in Abständen voneinander angeordnet sein,

fii wobei sich zwischen je zwei einander benachbarten Abschirmelementen zwei Reihen von Austrittsöffriungen befinden. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 2 gezeigt. Es hat sich gezeigt, daß Rippen mit einer Dicke

in einer Größenordnung von 0,5— 1,5 mm gut als Abschirnielemente geeignet sind. Die Austrittsöffnungen für die auszuziehenden Glasksgel können einen Durchmesser von 0,5—2,0 mm haben, wobei ein Durchmesser von 1,0 mm für viele Zwecke geeignet ist. Das Justieren der Düsenaustritlsöffnungen und der Abschirmelemente muß zwecks Erzielung möglichst einheitlicher Fadendurchmesser sehr genau durchgeführt werden, was eine beträchtliche Arbeitszeit erfordert. Diese Arbeit muß sehr oft durchgeführt werden, wenn die Kühlrippen zwecks manueller Reinigung abgenommen werden müssen. Ferner sind die Kühlrippen so bemessen, daß bei ihrer Reinigung große Vorsicht erforderjich ist, damit sie nicht verbogen oder auf andere Weise mechanisch beschädigt werden. Durch die Anwendung des nachstehend erläuterten Erfindungsgedankens wird die bisher vorhandene Gefahr der Beschädigung der Abschirmelemente und des Auftretens ungleichmäßiger Fadendurchmesser beseitigt.

Der Wärmesammler 29 der Abschirmeinrichtung ist auf einem Tisch 46 montiert, der auf einem Schw»nkaTi 42 angeordnet ist, der in einer Halterung 40 verstellbar ist, die zwischen den Augen 36 und 38 auf einer Stange 32 schwenkbar montiert ist. Die Halterung 40 ist an der gewünschten Stelle der Länge der Stange 32 mit zwei Stellringen 39 festgelegt, die an der Stange mit je einer Klemmschraube festgeklemmt sind. Ein Heben und Senken der Rippen 28 durch Verschwenken der Halterung 40 um die als Drehachse dienende Stange 32 kann durch eine Verstellung von Schrauben 44 bewirkt werden, die sich rechtwinklig durch zwei Arme 43 hindurch erstrecken und an der Unterseite des Tragstücks 30 auf der den Rippen 28 entgegengesetzten Seite angreifen.

Man erkennt, daß mit dieser Anordnung die Rippen gegenüber den Düsen in der Längs- und Querrichtung verstellbar sind, ferner in der Horizontalebene in der Richtung der Breite und Länge der Spinndüse.

Im Betrieb bewirken die Kühlrippen auf zweierlei Weise eine Stabilisierung der Glaskegel, aus denen die Glasfaden ausgezogen werden. Erstens steuern sie die Absorption von Wärme von dem Glas von dem Zeitpunkt des Austritts des Glases aus der Spinndüse an. so daß das Glas eine solche Viskosität erhält, daß seine Stabilität in dem Bereich erhöht wiH, in dem es zu Fäden ausgezogen wird. Zweitens werden die störenden, unregelmäßigen Wirkungen von Luftwirbeln im Bereich des Glaskegels herabgesetzt; derartige Luftwirbel können infolge von Temperaturdifferenzen und Bewegungen des Glases auftreten. Es wurde jedoch schon darauf hingewiesen, daß sich beim Schmelzen des Glases und bei der Bewegung des schmelzflüssigen Glases durch die Düsen Dämpfe bilden und diese dampfförmigen Stoffe trachten sich auf den Oberflächen der Kühlrippen niederzuschlagen oder anzusammeln, wodurch die Kühlwirkung der Rippen herabgesetzt und das Ausziehen des Glases zu Fäden mechanisch gestört wird. Bisher wurden die Kühlrippen von Hand gereinigt, nachdem die mit den Rippen versehene Einheit mit Hilfe ihrer vorstehend beschriebenen Halterung abgenommen worden war. Während dieser Zeit mußte die Spinndüse stillgesetzt werden, so daß die Anlage nicht genügend ausgenutzt wurde. Ferner bedingte die manuelle Reinigung der dünnen Kühlrippen einen beträchtlichen Arbeitsaufwand. Diese Reinigung ist bei manchen Spinndüsen in Abständen von etwa acht Stunden erforderlich.

Die vorliegende Erfindung schafft nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche der Kühlrippen niedergeschlagen oder angesammelt haben, insbesondere zum Entfernen von Verunreinigungen, die sich infolge der Dampfbildung auf den Kühlrippen angesammelt oder niedergeschlagen haben. Eine erste Ausführungsform des Verfahrens und der Einrichtung ist in den F i g. 2 und 3 gezeigt. Die Kühlrippen 28 und daher auch die infolge der Dampfbildung auf ihnen angesammelten Verunreinigungen befinden sich auf einer sehr hohen Temperatur. Es wurde gefunden, daß durch Absrhrekken der Kühlrippen 28 diese zu einem solchen Schrumpfen veranlaßt werden können, daß die auf der. Rippen abgelagerten Verunreinigungen abplatzen.

Gemäß der Erfindung kann man eine Abschreckflüssigkeit oder ein Abschreckgas verwenden, sofern dieses in einer solchen Menge an die Kühirippen 28 herangebracht werden kann, daß die Verunreinigungen von den Rippen abplatzen. Man kann als Abschreckmit tel beispielsweise auch einen Block jus Trockeneis, verwenden, der gegen jene Teile der Kippen gepreßt wird, die zwischen den Fäden 16 vorstehen, und auf diese Weise den Verunreinigungen und Rippen den erforderlichen Temperaturabfall aufzwingen. Das Verfahren u.-,d die Vorrichtung gemäß der Erfindung bewirken eine Schrumpfung der Rippen 28, wobei die Verunreinigungen von den Rippen abplatzen, weil die beiden Materialien unterschiedliche A'isdehnungskoef fizienten haben und daher nicht mit derselben Geschwindigkeit schrumpfen. Rippen aus einem Material mit hohem Wärmedehnungskoeffizienten. wie z. B. Silber, sind am besten geeignet.

In dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt keine Unterbrechung der kontinuierlichen Herstellung von Glasfaden oder einer anderen Produktion, in der zweckmäßig ein geheizter Teil verwendet wird. Bei der Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es nicht mehr notwendig, die Kühlrippen abzunehmen und von Hand zu reinigen, so daß dafür keine Stillstandszeit und kein Arbeitsaufwand in Kauf genommen zu werden braucht. Bei der Anwendung des Verfahrens und der Verrichtung gemäß der Erfindung treten auch keine Titerschwankungen auf, die sonst dadurch verursacht werden, daß der Fadendurchmesser verändert wird, wenn die Rippen nach ihrer von Hand erfolgenden Reinigung nicht genau in derselben Stellung wieder angebracht werden wie vorher.

F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung. Die Kühlrippen 28 sind ο montiert, daß sie mit einem Wärmesammler 29 in Wärmeübertragungsbeziehung stehen, der normalerweise mit Hilfe einer Pumpe 61 von der« nc malen Kühlmittelbehälter 70 über Leitungen 27 mit Wasser oder einem anderen Kühlmittel beschickt wird. Mit Hilfe von Dreiwegventilen 61 und 52 kann man an die Leitungen 27 wahlweise einen zweiten Kühlmittelbehälter 80 anschließen, dem das Abschreck mittel durch eine Piimpeinrichtung 81 zugeführt wird Von einer elektrischen Stromquelle 63 werden Pumpen 71 und 81 sowie zur Betätigung der Absperrorgane 61 und 62 dienende Elektromagneten 61a und 62a mit elektrischer Energie gespeist.

Im normalen Betrieb befinden sich die Dreiwegventile in einer Stellung, ^!n der das Kühlmittel von dem normalen Kühlmittelbehälter über die Leitungen 27 und durch den Wärmesammler 29 strömt. Um zu diesem Zweck die Purnne 71 in Betrieb zu setzen, wird der

Schalter 64 an dem Kontakt 65 geschlossen. Wenn nach einem bestimmten Zeitraum, z. B. nach acht Stunden oder nach einer Ansammlung einer vorherbestimmten Menge von Verunreinigungen auf den Kühlrippen 28, die Verunreinigungen von den Rippen entfernt werden sollen, wird der Schalter 64 von dem Kontakt 65 auf den Kontakt 66 umgelegt, wie dies in Fig.3 strichliert angedeutet ist. Dadurch wird der Reinigungsvorgang eingeleitet. Durch das öffnen des Schalters 64 an dem Kontakt 65 wird die Pumpe 71 ausgeschaltet. Durch das Schließen des Schalters 64 an dem Kontakt 66 werden die Elektromagneten 61a und 62a eingeschaltet, so daß die Ventile in eine Stellung gelangen, in der die durch die Pumpe 71 gehende Strömung unterbrochen wird und die von der Pumpe 81 erzeugte, von dem zweiten Kühlmittelbehälter 80 kommende Strömung durch die Leitungen 27 und den Wärmesammler 29 tritt, so daß die Kühlrippen 28 abgeschreckt werden. In diesem Fall muß das Abschreckmittel beträchtlich kälter sein als das normalerweise aus dem Kühlmittelbehälter 70 stammende erste Kühlmittel, weil die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmesammler 29 und den Kühlrippen mit einem niedrigeren Wirkungsgrad erfolgt als die Abschreckung; die durch das direkte Aufsprühen eines Kühlmittels auf die Oberflächen der Kühlrippen 28 bewirkt wird. Man kann jede Flüssigkeit verwenden, die genügend tief gekühlt werden kann; es kann aber zweckmäßig sein, ein tiefgekühltes Gas ?u verwenden, z. B. Kohlendioxyd, oder ein gasförmiges Kältemittel. Dieses wird durch eines der Absperrorgane 61 oder 62 in den Wärmesammler 29 expandiert, der in einem Kältemittelkreislauf als Verdampfer wirkt. Das Abschreckmittel muß jedenfalls so kalt sein, daß es einen beträchtlichen Temperaturabfall in den Kühlrippen 28 bzw. eine solche Schrumpfung derselben bewirkt, daß die angesammelten oder niedergeschlagenen Verunreinigungen infolge der Schrumpfung von den Oberflächen der Rippen 28 abplatzen.

Wenn wieder ein normaler Betrieb erwünscht ist, kann man den Schaltkontakt 64 von dem Kontakt 66 weg wieder zu dem Kontakt 65 bewegen. Darauf werden die Magnelspulen 61a und 62a ausgeschalte^ so daß die Absperrorgane 61 und 62 die Strömung des Abschreckmittels aus dem Behälter 80 unterbrechen und die Strömung des Kühlmittels aus dem ersten Behälter 70 wieder gestatten.

Fig.4 zeigt in einer Seitenansicht eine andere Abschirmeiririchtung, die auch in der Vorrichtung nach Fig.3 verwendet werden kann. Dabei besteht der Wärmesammler aus einem ersten Wärmesarhmlertei! 29 und einem zweiten Wärmesammlerteil 29a. In diesen Wärmesammlerteilen ist je eine Leitung 25 bzw. 25a ausgebildet. Die beiden Wärmesammlerteile sind durch mehrere hohle Rippen 28a miteinander verbunden, von denen eine in Fig.6 im Querschnitt gezeigt ist. Man kann daher periodisch ein Abschreckmittel durch die Leitung 25 und die hohlen Rippen 28a führen und dann durch die in dem Wärmesammlerteil 29a ausgebildete Leitung 25a wieder zu dem Vorrat zurückführen. Diese Anordnung führt zu einer starken Erhöhung des Wirkungsgrades des umgewälzten Abschreckmittels, das eine Schrumpfung bewirkt, so daß angesammelte oder niedergeschlagene Verunreinigungen von den Oberflächen der Rippen 28a abplatzen.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind weitere Ausfühi'ungsformen möglich. Rippen, die für diese Zwecke geeignet sind, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Beispielsweise kann man in der Vorrichtung nach Fig.3 ohne weiteres eine hohle Rippe 28a verwenden. Dabei strömt das Abschreckmittel nicht ganz durch die hohle Rippe, sondern durch die Leitung 28 in dem Wärmesammler 29 und füllt dann die Rippe 28a aus, so daß infolge der Umwälzung des Strömungsmittels eine schnellere Kühlung durch Konvektion erzielt wird. In der Vorrichtung nach F i g. 3, 4 und 5 kann das Abschreckmittel ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Ein Beispiel eines geeigneten Gases ist Kohlendioxyd. Ein Beispieleinergeeigneten Flüssigkeit ist Wasser, das auf eine viel liefere Temperatur abgekühlt ist als in dem normalen Kühlsystem.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

I Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Kühlrippen beim Ziehen von Glasfäden, bei dem die Temperatur von Glaskegeln am Boden der Spinndüse durch Kühlrippen verringert wird, welche von einem Kühlmittel gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel von Zeit zu Zeit durch ein zweites Kühlmittel mit einer so niedrigen Temperatur ersetzt wird, daß sich an den Kühlrippen anhaftende Verunreinigungen lösen.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem mit den Kühlrippen verbundenen ersten Kühlmittelbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kühlmittelbehälter (80) vorgesehen ist, welcher ein sich auf einer tieferen Temperatur als das erste Kühlmittel befindliches zweites Kühlmittel enthält und daß mit Hilfe von Dreiwegeventilen (61, 62) wahlweise der erste Kühlmittelbehälter (70) oder der zweite Kühlmittelbehilter mit den Kühlrippen (28) verbindbar ist.