DE2606723B2 - Vorrichtung zum Herstellen von Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Vorrichtungen ergibt sich die Schwierigkeit, daß die gebildeten Fasern durch den Gasstrom mit Teilen der Vorrichtung in Berührung gebracht werden und daran festkleben. Aus der US-PS 33 46 356 ist ein Verfahren zur Verhinderung des Anklebens von Fasern an Teilen der Herstellungsvorrirhtung bekannt, bei dem die Bewegung der Fasern durch einen Zusatzgasstrahl beeinflußt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß bei möglichst einfacher Konstruktion ein Ankleben der Fasern verhindert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Luftzufuhr am stromaufwärtigen Rand der zweckmäßigerweise von einer Platte gebildeten Fläche strömt Luft über diese Fläche, so daß die Fasern mit dieser Fläche nicht in Berührung kommen können. Bei entsprechender Kühlung der Fläche wird die Möglichkeit des Anklebens von Fasern noch weiter verringert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 14 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung,
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 4,
Fig.4 eine Aufsicht entsprechend der Linie 4-4 in Fig.3.

Fig.5 eine Fig.3 entsprechende Darstellung mit dem Verlauf der verschiedenen Strömungen,

F i g. 6 und 8 perspektivisch die Einrichtung für die Gaszufuhr zu den Gasstrahldüsen,

ίο Fig.7 einen Horizontalschnitt im Bereich der Gasstrahldüsen,

Fig.9 und 10 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 10 bzw. 10-10 in Fig.9 einer weiteren Ausführungsform,

π Fig. 11 und 12 Fig.3 entsprechende Darstellungen weiterer Ausführungsformen,

Fig. 13 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform, und
Fig. 14 eine Ansicht von unten der Vorrichtung der Fig. 13.

Wie die F i g. 1 bis 4 zeigen, hat die Vorrichtung zum Herstellen von Fasern einen Schmelzofen 200 mit einem Vorherd 2C1, über den schmelzflüssiges Glas zugeführt wird. Der Schmelzofen ist mit Austrittsöffnungen 37 versehen, über die das schmelzflüssige Glas in eine Wechselwirkungszone zwischen einem Hauptgasstrom 12Λ und Trägergasstrahlen eingeführt wird. Jeder Trägergasstrahl ist einer Glasaustrittsöffnung zugeordnet, um eine Zerfaserungsstation zu bilden (F i g. 5).

jo Der Hauptgasstrom wird über eine Leitung 202 zugeführt und kann z.B. durch Verbrennen eines Kraftstoffes in einer Brennkammer 203 (F i g. 1) erzeugt werden, die bei 204 mit einem Gasluftgemisch gespeist wird.

λ Ein bei 206 mit einem Gasluftgemisch gespeister Brenner 205 liefert das Gas, das über die Gasstrahldüsen 36 von Rohren 207 zugeführt wird. Der Aufbau einer Zerfaserungsstation ist aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich. Die Rohre 207, die vom Brenner 205 gespeist werden,

erstrecken sich bis in Öffnungen 36a einer Wandplatte 208, die den Hauptgasstrom \2A begrenzt und einstückig mit dem Schmelzofen 200 ausgebildet ist. Die Trägergasstrahlen treten aus den Rohren 207 quer zu dem Hauptgasstrom \2A der Leitung 207 aus,

Stromabwärts der Glasaustrittsöffnungen 37 befindet sich eine Platte 209, die von einstellbaren Trägern 210 gehalten ist, um deren Lage und Neigung einstellen zu können. Die Platte 209 (Fig.3 und 5) hat eine Leitung 211 mit Anschlüssen 212 für die Umwälzung eines

so Kühlmittels, z.B. Wasser, durch die Leitung 211. Um einen Kontakt zwischen den gebildeten Fasern und der Platte 209 und damit eine Ansammlung von Glasmaterial an der Plattenoberfläche zu verhindern, wird über die Anströmkante 213 der Platte deren Unterseite

■j¹) Zusatzluft zugeführt. Die Anströmkante 213 ist vom unteren Teil des Schmelzofens 200 so weit entfernt, daß ein Schlitz gebildet ist, durch den die Zusatzluft in eine Zone geführt werden kann, die stromabwärts der Schmelzglasaustrittsöffnungen 37 liegt. Die Platte 209

w> hat eine Leitung 214 und Anschlüsse 215 für die Zufuhr der Zusatzluft. Die Zusatzluft tritt aus der Leitung 214 über Öffnungen 216 in Richtung der Anströmkante aus. Um den Zwischenraum zwischen dem Schmelzofen und der Platte zu schließen, ist eine Blechplatte 217 an einem

*>5 Rahmen 218 vorgesehen, deren unterer Rand nahe der unteren Wandung des Schmelzofens umgebogen ist, so daß ein Hohlraum entsteht, der ein Isoliermaterial 219 hoher thermischer Festigkeit, z. B. Aluminiumoxydfa-

sern, aufnimmt. Die Blechplatte 217 ist federnd ausgebildet, so daß die Platte 209 bei der Verstellung mit der Blechplatte in Berührung verbleibt

Die Wirkung der Zusatzluft ist aus F i g. ii ersichtlich. Die Zusatzluft tritt aus den öffnungen 216 gegen die ~< Anströmkante 213 der Platte 209 aus und strömt über deren Unterseite. Die Vorrichtung hat mehrere, in Querrichtung angeordnete Zerfaserungsstationen dei in F i g. 5 gezeigten ArL Je ein Zusatzluftstrom aus einer Öffnung 21fe ist auf eine Trägergasstrahldüse 36 und ι>· deren zugehörige Schmelzglasaustrittsöffnung 37 gerichtet Bei einer bestimmten Anzahl von öffnungen 216 für Zusatzluft wird ein durchgehender Luftvorhang an der Unterseite der Platte 209 gebildet Die Zusatzluft verändert nicht nur eine Berührung zwischen den i> Glasfasern und der Platte 209, sondern trägt auch zur Kühlung der Platte bei, wodurch die Möglichkeit des Festklebens von Glasfasern weiter verringert wird.

Bei einer größeren Anzahl von Zerfaserungsstationen, z. B. von 80 Stationen, unterteilt man die Platte 209, 2n wie die F i g. 2 und 7 zeigen, z. B. in drei Teile, von denen jeder mit einer Kühlleitung 211 und einer Zusatzluftleitung 214 versehen ist Durch die Unterteilung wird eine wirksame Umwälzung des Kühlwassers und eine genaue Verteilung der Zusatzluft erreicht.

Wie die F i g. 1 bis 8 zeigen, ist die stromaufwärtige Wandplatte 208 mit dem Schmelzofen 200 einstückig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus einer Platinlegierup.g, wenn übliche Glaszusammensetzungen verwendet werden. *»

Die Gasstrahlrohre 207 sind z. B. in vier Gruppen zusammengefaßt Jede Gruppe ist mit einer Zuleitung 220 verbunden, die an ein Speiserohr 221 angeschlossen ist. Eine derartige Anordnung ist hinsichtlich der Wärmeausdehnung günstig, vor allem wenn der s> Schmelzofen 200 und die stromaufwärtige Wandplatte 208 aus einer Platinlegierung und die Rohre 207 und die übrigen Zusatzteile aus einem Material wie rostfreiem Stahl bestehen. Hinsichtlich der Wärmeausdehnung ist der Außendurchmesser der Rohre 207 zweckmäßiger- w weise etwas geringer als der Durchmesser der öffnungen 36a. Jedem Speiseanschlußrohr 221 wird Luft zugeführt, indem über eine Haube 223 (F i g. 6) zwischen dem Brenner 205 und einer Montageplatte 222 die Speiseanschlußrohre 221 speist. Dadurch kann die *"> Temperatur der aus dem Brenner 205 kommenden Verbrennungsgase ausreichend abgesenkt werden. Die Luftzufuhr zur Haube 223 erfolgt über Luflzuführungsrohre 224 und 225 sowie öffnungen 226.

Wie die F i g. 2, 4 und 7 zeigen, sind eine zusätzliche Öffnung 36 und ein zusätzliches Rohr 207 seitlich außerhalb jedes Endes der Reihe von Öffnungen 37 vorgesehen, um eine gleichmäßige Zerfaserung an den seitlichen Enden sicherzustellen.

Die r i g. 9 und 10 zeigen eine weitere Ausfiihrungsform einer stromabwärtigen Platte 227 für die Zufuhr von Zusatzluft mit einer Kühlmittelverteilerleitung 228 und Anschlußleitungen 229 und einer Luftverteilerleitung 230 mit Anschlußleitungen 231. Öffnungen 232 führer, aus der Leitung 230 Zusatzluft zum Boden eines Schlitzes 233, der zur Anströmkante 234 der Platte mündet

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer stromabwärtigen Platte 234'. Der untere Teil des Schmelzofens 200 hat ein etwas abgeändertes Profil, dem die Platte 234' angepaßt ist An die Platte 234' ist eine Kühlmittelleitung 235 mit einer Anschlußleitung 236 angeschlossen. Eine Zusatzluftleitung 237 mit Anschlußleitungen 238 mündet in Durchlässe 239, die über eine schlitzförmige Kammer zur Anströmkante der Platte 234' und dem unteren Teil des Schmelzofens mündet

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der stromabwärtigen Platte 209, die ein Metallband 240 aufweist, das sich über deren gesamte Breite erstreckt und mit dieser einen Schlitz für den Durchgang von Zusatzluft bildet Gegen den Schmelzofen 200 ist die Platte 240 mittels einer Isolierschicht 241 isoliert

Sämtliche beschriebenen Ausführungsformen sind auf die Vorrichtung der F i g. 1 anwendbar, bei der der Schmelzofen 200 unter einem Vorherd 201 angeordnet ist. Der Schmelzofen ist vom Vorherd durch ein Keramikelement 242 isoliert, in dem ein Kühlmittelrohr 243 verläuft Der untere Teil des Vorherdes 201 kann mit einer Isolierschicht 244 aus Fasermaterial bedeckt sein. Der Schmelzofen 200 kann elektrische Heizeinrichtungen 245 aufweisen.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine weitere Ausführungsform mit einem Vorherd 246 und einem Schmelzofen 247. Die Trägergasstrahlen treten über Gasstrahldüsen 36 aus, die in einem vorstehenden Teil 248 ausgebildet sind und von dem eine Verteilungsleitung 249 ausgeht die mit einer Speiseleitung 250 verbunden ist.

Der Hauptgasstrom 12/4 tritt aus einem Rohr 251 aus; sein oberer Grenzbereich liegt nahe den Gasstrahlcüsen 36 bzw. den öffnungen 37 für den Trägergasstrahl und das Schmclzgias.

Auf der siromabwärtigen Seite der öffnungen 37 ist eine hohle Platte 252 vorgesehen, die eine über eine Leitung 254 gespeiste Verteilerleitung 253 hat. Die Verteilerleitung ist mit erhabenen Köpfen 255 mit öffnungen 256 versehen, durch die die Zusatzluft abgegeben wird.

Wie Fig. 14 zeigt, sind die öffnungen für die Trägergasstrahlen, das schmelzflüssige Gas und das Zusatzgas in Gruppen angeordnet und aufeinander ausgerichtet.

Die zugeführte Zusatzluft sollte einen Druck von etwa 0,5 bis 2 Bar, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 Bar haben. Bei einer Vorrichtung mit etwa 80 Zerfaserungsstationen entsprechend der Ausführungsform der F i g. 1 bis 8 kann der Luftstrom mit 15 bis 30 NmVh, vorzugsweise mit etwa 17 bis 25 NmVh zugeführt werden. Die kinetische Energie pro Volumeneinheit der Zusatzluft muß beträchtlich geringer als die der Trägergasstrahlen sein.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Fasern durch Ausziehen von thermoplastischem Material, wie Glas, mit wenigstens zwei einander zugeordneten Düsen, von denen die eine einen Gasstrom und die andere einen Gasstrahl mit demgegenüber höherer kinetischer Energie erzeugt, und mit wenigstens einer Düse, von der das auszuziehende Material in den Einführungsbereich des Gasstrahls in den Gasstrom fließt und stromabwärts von der Zuführungsstelle des Materials eine den Gasstrom begrenzende Fläche vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche am stromaufwärts liegenden Rand eine Luftzuführung hat

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche von einer Platte (209) gebildet ist, und daß die Luftzuführung über eine Öffnung (216) erfolgt, die nahe dem stromaufwärtigen Rand (213) der Platte liegt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mehrere Offnungen (37) für die Zufuhr thermoplastischen Materials, die mit Abstand quer zum Gasstrom angeordnet sind, diesen stromaufwärts gegenüberliegende Gasstrahldüsen (36) und eine zum Gasstrom quer verlaufende schlitzförmige Öffnung für die Luftzuführung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mehrere Öffnungen (37) für die Zufuhr von thermoplastischem Material, die mit Abstand quer zum Gasstrom angeordnet sind, diesen stromaufwärts gegenüberliegende Gasstrahldüsen (36) und Öffnungen für die Luftzuführung gegenüber den und stromabwärts der Gasstrahidüsen (36).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (209) mit einer Kühleinrichtung (211,212) versehen ist.