DE713702C

DE713702C - Container for holding molten glass

Info

Publication number: DE713702C
Application number: DEA89578D
Authority: DE
Inventors: Dockerty Stuart M
Original assignee: ALGEMEENE KUNSTVEZEL MIJ NV
Current assignee: ALGEMEENE KUNSTVEZEL MIJ NV
Priority date: 1938-05-24
Filing date: 1939-05-24
Publication date: 1941-11-13
Also published as: FR855192A; BE434529A; US2286903A; CH214370A; GB529189A

Description

Zum Schmelzen von Glas und anderen in der Hitze plastischen Stoffen ist ein stehender Ofen bekannt, der von einem Mantel umgeben ist, in den am unteren Ende beispielsweise mittels eines Ventilators Verbrennungsluft eingeführt wird, die sich an den Ofenwänden erwärmt und am oberen Ende in den Schmelzraum überführt wird.For melting glass and other plastic materials in the heat there is a standing one Known furnace, which is surrounded by a jacket, in the lower end, for example Combustion air is introduced by means of a fan, which is located on the furnace walls is heated and transferred at the upper end into the melting chamber.

Gemäß der Erfindung wird ein derartiger Ofen für ein Verfahren zum Erzeugen von Fasern oder Fäden aus- und umgestaltet, bei welchem dünne, nach unten ausfließende Ströme der geschmolzenen Masse unmittelbar nach Verlassen des Behälters von im wesentlichen in der Fließrichtung der Masseströme geleiteten gasförmigen Druckmittelströmen erfaßt und zu Fasern oder Fäden ausgezogen werden. Zu diesem Zweck ist der Schmelzbehälter mit einer ihn umschließenden gasdichten, das Druckmittel (Dampf, Druckluft) aufnehmenden Kammer versehen, in deren unteren Teil die Ausflüsse des Schmelzbehälters münden und die unterhalb dieser Öffnungen einen Ausströmschlitz für die Bildung der Druckmittelströme und für den Durchtritt der von diesen ausgezogenen Masseströme besitzt. Dabei kann das Innere des Schmelzbehälters durch seine Füllöffnung mit der Druckmittelkammer in druckausgleichender Verbindung stehen. Zweckmäßig ist der Ausströmschlitz der Druckmittelkammer' in seinem Querschnitt veränderlich.According to the invention, such a furnace for a method for producing Fibers or threads formed and remodeled, in which thin, flowing downward Flows of the molten mass immediately after exiting the container from substantially in the direction of flow of the mass flows directed gaseous pressure medium flows are detected and drawn into fibers or threads. For this purpose is the Melting container with a gas-tight surrounding it, the pressure medium (steam, Compressed air) provided chamber, in the lower part of which the outflows of the Melting container open and below these openings an outflow slot for the formation of the pressure medium flows and for the passage of those drawn out by them Owns mass flows. The inside of the melting container can be filled through its filling opening are in pressure-equalizing connection with the pressure medium chamber. Is expedient the outlet slot of the pressure medium chamber 'variable in its cross section.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung hat folgende Vorteile. Das Druckmittel bestreicht unmittelbar die Ausfluß düsen, so daß die ausfließenden Masseströme sofort vom Druckmittel erfaßt und ausgezogen werden. Es findet also eine vollkommene Aus-' nutzung des Druckmittels statt. Außerdem wird auch die Strahlungswärme des OfensThe device designed according to the invention has the following advantages. The pressure medium immediately brushes the outflow nozzles, so that the outflowing mass flows immediately are detected by the pressure medium and pulled out. So it finds a perfect use of the pressure medium instead. In addition, the radiant heat of the furnace is also used

zur Erwärmung des Druckmittels ausgenutzt. Infolge der Druckgleichheit im Ofen und in der Druckmittelkammer kann die geschmolzene Masse durch ihr Eigengewicht ausfließen. Durch die Veränderlichkeit des Querschnitte^;used to heat the pressure medium. As a result of the pressure equality in the furnace and in The molten mass can flow out of the pressure medium chamber by its own weight. Due to the variability of the cross section ^;

des'Ausströmschlitzes derDruckmittelkammli^-p^ilildet, welche verschiebbar auf dem Bodendes'Ausströmschlitzes derDruckmittelkammli ^ -p ^ il forms, which can be moved on the floor

lassen sich Menge und Geschwindigkeit des ausströmenden Druckmittels in wünschenswerter Weise regeln.the amount and speed of the outflowing pressure medium can be made more desirable Regulate way.

ο In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung" dargestellt, und zwar zeigtο In the drawing, an embodiment of a device according to the invention is shown ", namely shows

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch die A^orrichtung,Fig. Ι a vertical section through the A ^ orrichtung,

) Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Abb. i,) Fig. 2 a section along line 2-2 of Fig. I,

Abb. 3 eine Einzeldarstellung der den Ausströmschlitz der Druckmittelkammer bildenden Bodenplatten besonderer Ausführung und Abb. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Abb. 3.Fig. 3 is an individual representation of the outflow slot of the pressure medium chamber forming Floor panels of a special design and Fig. 4 a section along line 4-4 of Fig. 3.

Die Vorrichtung umfaßt einen Schmelzofen, der einen elektrisch geheizten, im Querschnitt ungefähr V-förmigen Behälter 11 aus Platin oder einem ähnlichen hochschmelzenden Metall oder einer Metallegierung aufweist. Der Behälter besitzt im Boden eine Anzahl von Ausflußöffnungen 13 und ist mit einem feuerfesten Mantel 12 aus Sillimanit oder ähnlichem Material umkleidet, aus welchem die Düsen 13 nach unten etwas vorstehen. Der Behälter 11 ist durch einen feuerfesten Deckel 14 abgeschlossen, welcher mit einer Füllöffnung 15 versehen ist. Der Behälter nebst Deckel ist von einem Isolierkörper 16 eingeschlossen, der in einen geeigneten Metallrahmen 17 eingefaßt ist, welcher mittels Stangen 18 an einem Gestell aufgehängt ist.The apparatus comprises a melting furnace which has an electrically heated, in cross-section approximately V-shaped container 11 made of platinum or similar refractory metal or a metal alloy. The container has a number of outflow openings in the bottom 13 and is provided with a fireproof jacket 12 made of sillimanite or the like Covered material from which the nozzles 13 protrude slightly downwards. The container 11 is closed by a fire-proof lid 14, which with a Filling opening 15 is provided. The container together with the lid is surrounded by an insulating body 16 included, which is enclosed in a suitable metal frame 17, which by means of rods 18 is suspended from a frame.

Der gesamte Schmelzofen ist von einer gasdichten Kammer umgeben, in welche Dampf, Druckluft oder ein sonstiges Gas unter Druck eingeleitet wird und die unterhalb der Ausflußöffnungen des Schmelzbehälters mit einem Ausströmschlitz versehen ist. Gemäß der gezeigten Ausführung besteht die Kammer aus einem Metallgehäuse 19 mit einem abnehmbaren Deckel 20, welcher durch eine Dichtung 21 das Gehäuse 19 gasdicht abschließt. Die Tragstangen 18 gehen durch auf dem Deckel 20 festgeschweißte Stopfbüchsen 22. Oberhalb der Füllöffnung 15 ist gasdicht durch den Deckel 20 hindurch ein Füllstutzen 23 geführt, der mit dichtschließenden Schiebern 24 versehen ist, welche es ermöglichen, daß Scherben oder sonstiges Rohmaterial von Zeit zu Zeit ohne Druckverluste in den Schmelzbehälter eingeführt werden. An den Stellen, an welchen die elektrischen Anschlüsse für den Schmelzbehälter 11 durch die Druckmittelkammer 19 hindurchgehen, sind ebenfalls Dichtungen 25 vorgesehen. Das in die Kammer 19 eingeleitete Druckmittel kann also nur durch den unterhalb der Ausflußöffnungen vorgesehenen Ausströmschlitz aus Kammer austreten. Dieser Ausströmz wird beispielsweise von zwei Platten 27The entire furnace is surrounded by a gas-tight chamber into which steam, Compressed air or some other gas is introduced under pressure and below the outflow openings of the melting container is provided with an outflow slot. According to the shown Execution, the chamber consists of a metal housing 19 with a removable Lid 20, which closes the housing 19 gas-tight by a seal 21. The support rods 18 pass through stuffing boxes 22 welded to the cover 20. Above the filling opening 15, a filling nozzle 23 is guided through the cover 20 in a gas-tight manner, which is provided with tightly closing slides 24, which allow shards or other raw material of time can be introduced into the melting vessel without any pressure loss. In the places to which the electrical connections for the melting container 11 through the pressure medium chamber 19 go through, seals 25 are also provided. That in the Chamber 19 introduced pressure medium can therefore only through the below the outflow openings provided discharge slot emerge from the chamber. This outflowz is made up of, for example, two plates 27

^ff3er Kammer 19 angeordnet und gegeneinander sowie zu den Öffnungen 13 mittels Schrauben 29 einstellbar sind. Diese Schrauben 7< > gehen durch die Wände der Kammer 19 hindurch und greifen mit Flachköpfen 30 in auf den Platten 27 vorgesehene Nuten 31 ein. Die Platten 27 besitzen an den einander gegenüberliegenden Innenkanten nach unten abgebogene Flanschen 32, die zwischen sich einen länglichen Schlitz bilden, welcher nach unten durch eine Öffnung 33 des Bodens 28 hindurchgeht. Die Einstellung der Platten 27 kann durch ein in einer Wand der Kammer 19 vorgesehenes Fenster 34 beobachtet werden. Bei der Ausführung des Ausströmschlitzes gemäß den Abb. 3 und 4 besitzen die Flanschen 37 größere Abmessungen als die Flanschen 32 der Ausführung nach Abb. 1 und 2. Die Plattenflanschen 37 bilden zwischeneinander einen Schlitz oder Kanal, dessen Breite durch Abstandhalter 36 bestimmt wird. Die letzteren bilden seitliche Abschlüsse des Schlitzes oder Kanals. Sie sind mit ihren 9" oberen Enderi an einem der Flanschen 37 drehbar befestigt, so daß sie verstellt werden können und der Querschnitt des Schlitzes von oben nach unten geändert werden kann. Die Abstandhalter werden durch geeignete Klemmvorrichtungen (nicht gezeigt) in ihrer jeweiligen Lage gesichert. ^f f3er chamber 19 and can be adjusted relative to one another and to the openings 13 by means of screws 29. These screws 7 go through the walls of the chamber 19 and, with flat heads 30, engage in grooves 31 provided on the plates 27. The plates 27 have flanges 32 which are bent downwards on the opposite inner edges and which form an elongated slot between them which passes downwards through an opening 33 in the base 28. The adjustment of the plates 27 can be observed through a window 34 provided in a wall of the chamber 19. In the embodiment of the outflow slot according to Figs. 3 and 4, the flanges 37 have larger dimensions than the flanges 32 of the embodiment according to Figs. The latter form side closures of the slot or channel. They are rotatably attached with their 9 "upper ends to one of the flanges 37 so that they can be adjusted and the cross-section of the slot can be changed from top to bottom. The spacers are secured in their respective position by suitable clamping devices (not shown) .

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende. Druckluft, Dampf oder ein sonstiges Gas unter Druck wird der Kam- mn mer 19 über eine mit einem Regeh^rentil versehene Leitung 38 von einem Kompressor, Dampferzeuger o. dgl. zugeführt. Den Druck in der Kammer 19 wählt man in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher das »05 Schmelzen des Materials im Ofen 11 vor sich geht, und von dem Durchmesser, den die zu erzeugenden Fasern erhalten sollen. Bei der Herstellung von Glasfasern genügt beispielsweise unter Benutzung von Druckluft als Druckmittel ein Druck von etwa 0,210 kg/cm² bis 0,350 kg/cm², um Glasfasern mit einem Durchmesser von 6 bis 12 Mikron so schnell herzustellen, wie der Schmelzofen schmelzflüssiges Glas hergeben kann. Dieses sind gewohnlich 2 bis 2¹/., kg pro Stunde.The operation of the device described is as follows. Compressed air, steam or other gas under pressure, the cham- mn mer 19 via a ^r a Regeh alve line 38 provided by a compressor, steam generators o. The like. Fed. The pressure in the chamber 19 is selected as a function of the speed at which the melting of the material in the furnace 11 takes place and of the diameter which the fibers to be produced are to have. When producing glass fibers, for example, using compressed air as the pressure medium, a pressure of about 0.210 kg / cm ² to 0.350 kg / cm ^{2 is} sufficient to produce glass fibers with a diameter of 6 to 12 microns as quickly as the melting furnace can produce molten glass . This is usually 2 to 2 ¹ /., Kg per hour.

Das in die Kammer 19 eingeführte Druckmittel geht um den Ofen herum und tritt als Strahl mit hoher Geschwindigkeit durch den Schlitz im Boden der Kammer aus. Da sowohl die Füllöffnung 15 des Ofens als auch die Ausflußdüsen 13 innerhalb der Kammer 19The pressure medium introduced into the chamber 19 goes around the furnace and occurs as Jet emits at high speed through the slot in the bottom of the chamber. As both the filling opening 15 of the furnace as well as the outflow nozzles 13 within the chamber 19

' ' liegen, herrscht sowohl ober- wie unterhalb der geschmolzenen Masse im Ofen der gleiche statische Druck, so daß geschmolzene Masse lediglich durch das Eigengewicht durch die öffnungen 13 ausfließt. Der Boden 28 mit den Platten 27 liegt so nahe an der Unterseite des Ofens, daß nur ein schmaler Raum zwischen den Ausflüssen 13 und dem inneren Ende des Ausströmschlitzes 32 besteht. Die to elektrischen Anschlüsse 26, die Sillimanitbekleidung 12 und der Isolierkörper 16 behindern den Zutritt des Druckmittels zu den Enden des Schmelzbehälters, so daß das Druckmittel im wesentlichen von entgegengesetzten Seiten durch den engen Raum zwischen dem Düsenboden des Schmelzbehälters und der Bodenplatte der Kammer 19 strömt and dabei an den Öffnungen 13 vorbeistreicht und das aus den letzteren kommende flüssige Glas mitnimmt. Das Druckmittel kühlt die geschmolzenen Glasströme, zieht sie aber gleichzeitig zufolge der bei seinem Durchgang durch den Schlitz 32 eintretenden Geschwindigkeitsbeschleunigung zu Fasern äußerst feinen Durchmessers aus, bevor diese erstarren. Da das die Fasern berührende und sie umgebende Druckmittel sich in dem Ausströmschlitz überall mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, ist die Ziehwirkung des Druckmittels auf die Fasern nur noch durch das Gleiten beeinträchtigt, welches zwischen dem Druckmittel und der Oberfläche der Fasern eintreten kann, welches aber ver- - hältnismäßig gering ist. Aus den mittels der Vorrichtung hergestellten Gewichtsmengen an Fasern und deren Durchschnittsdurchmesser ließ sich feststellen, daß die Ziehgeschwindigkeit jeder Faser annähernd 8o°/₀ der Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels beträgt. '', the same static pressure prevails both above and below the molten mass in the furnace, so that molten mass flows out through the openings 13 only under its own weight. The bottom 28 with the plates 27 is so close to the underside of the furnace that there is only a narrow space between the outlets 13 and the inner end of the outflow slot 32. The electrical connections 26, the sillimanite cladding 12 and the insulating body 16 hinder the access of the pressure medium to the ends of the melting container, so that the pressure medium flows essentially from opposite sides through the narrow space between the nozzle bottom of the melting container and the bottom plate of the chamber 19 sweeps past the openings 13 and takes the liquid glass coming from the latter with it. The pressure medium cools the molten glass streams, but at the same time pulls them out into fibers of extremely fine diameter as a result of the acceleration in speed occurring during its passage through the slit 32 before they solidify. Since the pressure medium touching the fibers and surrounding them moves at the same speed everywhere in the outflow slot, the pulling effect of the pressure medium on the fibers is only affected by the sliding that can occur between the pressure medium and the surface of the fibers, but which ver - - is relatively low. From the products manufactured by the apparatus weight quantities of fibers and their average diameter, it was determined that the drawing speed of approximately 8o ° / ₀ of the flow velocity of the pressure medium is each fiber.

Da die mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch den Ausströmschlitz austretende Druckluft- oder Dampfmenge 'unmittelbar ■ proportional dem Querschnitt des Schlitzes ist, läßt sich die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung noch dadurch erhöhen, daß man den Querschnitt des Ausströmschlitzes auf ein Minimum einstellt. Dieses kann durch die beiden bereits beschriebenen Mittel erreicht werden. Das eine und wichtigere dieser Mittel besteht in der Einstellbarkeit der Bodenplatten 27, welche den Schlitz bilden. Beim Ingangsetzen der Vorrichtung müssen diese Platten genügend weit auseinanderstehen, um den Durchgang- der verhältnismäßig großen Kügelchen oder Schrotteilchen geschmolzenen Materials zu ermöglichen, welche sich zunächst an den Düsen 13 bilden und von diesen abfallen, wenn dieViscosität des geschmolzenen Materials sich verringert. Sind die Düsen jedoch von diesen Teilchen- frei geworden und wird die austretende Masse fortlaufend ausgezogen, so können die Platten 27 dichter zusammengeschoben werden, so daß sich eine entsprechende Verringerung des Schlitzes und damit der verbrauchten Menge an Dampf, Druckluft o. dgl. ergibt. Wenn der Druck in der Kammer 19 gleichgehalten wird, bleibt auch bei verringertem Schlitzquerschnitt die Ziehgeschwindigkeit gleich. Falls sich im Laufe des weiteren Arbeitens wieder Schrotteilchen bilden sollten, so kann man vorübergehend den Schlitz weiter stellen, bis die Düsen wieder sauber sind.Because the exiting through the discharge slot at a certain speed The amount of compressed air or steam is directly ■ proportional to the cross-section of the slot is, the economy of the device can be increased by the fact that Adjusts the cross section of the discharge slot to a minimum. This can be done through the two means already described can be achieved. The one and more important of these means consists in the adjustability of the base plates 27 which form the slot. When starting up the device, these plates must stand apart enough to the passage - the relatively large pellets or shot particles melted To enable material, which are initially formed at the nozzles 13 and from these fall off as the viscosity of the molten material decreases. Are the Nozzles, however, have become free of these particles and the emerging mass becomes continuous pulled out, the plates 27 can be pushed closer together so that a corresponding reduction in the slot and thus the amount consumed of steam, compressed air or the like. When the pressure in the chamber 19 kept the same the drawing speed remains the same even with a reduced slot cross-section. If shot particles should form again in the course of further work, so can temporarily adjust the slot further until the nozzles are clean again.

Der Querschnitt des Ausströmschlitzes läßt sich noch weiter durch das in den Abb. 3 und 4 gezeigte Mittel verringern. Da die Länge des Schlitzes oben im wesentlichen mit der Länge des Schmelzbehälters bzw. der Düsenreihe übereinstimmen muß, kann an dieser Stelle nur eine Verringerung des Querschnittes durch die beschränkte Annäherung der Platten bewirkt werden. Wenn man jedoch, wie in Abb. 3 und 4 gezeigt, die Flanschen 37 der Platten verlängert und zusammen mit ihnen einstellbare Abstandhalter 36 benutzt, so ergibt sich ein länglicher Kanal, dessen Querschnitt man durch entsprechende Einstellung der Abstandhalter vom oberen zum unteren Ende allmählich verringern kann, so daß die Öffnung am unteren Ende des Kanals nur einen Teil der Öffnung am oberen Ende beträgt. Es ist also auf diese Weise eine weitere Verringerung des Querschnittes des Schlitzes möglich. Da eine solche Vorrichtung im wesentlichen fortlaufende Fäden erzeugt und oft mehrere Stunden ohne Unterbrechung arbeiten kann, braucht die Geschwindigkeit des Druckmittels beim Vorbeigang an den Ausflußdüsen nur so groß zu sein, daß es sich etwa ansetzendes Material mitnimmt, während die Hauptziehwirkung, durch welche die Fasern aus den Masseströmen erzeugt werden, auch in einem größeren Abstand von den Ausfluß düsen erfolgen kann. Die hier beschriebene Verringerung des Düsenquerschnittes richtet sich nach den Arbeitsverhältnissen, sie kann jedoch im allgemeinen derart sein, daß die öffnung des Schlitzkanals am unteren Ende ein Viertel bis ein Halb der öffnung am oberen Ende beträgt.The cross-section of the outflow slot can be further defined by the one shown in Fig. 3 and 4 decrease the means shown. Since the length of the slot above is essentially equal to the length of the melting container or the row of nozzles must match, can be done on this Place only a reduction in cross-section due to the limited proximity of the plates. If however, as shown in Figures 3 and 4, the flanges 37 of the plates are extended and together used with them adjustable spacers 36, the result is an elongated channel, whose cross-section can be obtained by setting the spacers from the top can gradually decrease towards the lower end, so that the opening at the lower end of the Channel is only part of the opening at the top. In this way it is a further reduction in the cross section of the slot possible. Since such a device produces essentially continuous threads and often for several hours without them Interruption can work, needs the speed of the pressure medium when passing at the outflow nozzles to be only so large that it takes any material that has built up with it, while the main pulling effect, through which the fibers are generated from the mass flows, also in a larger one Distance from the outflow nozzles can be done. The reduction in the nozzle cross-section described here is based on the Employment relationships, however, can generally be such that the opening of the Slotted channel at the lower end is a quarter to a half of the opening at the upper end.

Claims

Patent claims:

i. Container for holding molten material Glass and other heat-plastic materials for a process for producing fibers or threads which thin, downward flowing streams of molten mass immediately after leaving the container of substantially in the direction of flow of the

Mass flows guided gaseous pressure medium flows detected and fibers or threads are pulled out, characterized by a pressure medium s (steam, compressed air) absorbing, the Melting container (iibisiS) enclosing gastight chamber (19), in the lower part of which the outflow openings (i3) of the melting container open out and below these openings (13) an outflow slot (32) for the formation of the pressure medium flows and for the passage of the mass flows drawn from them.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the interior of the Melting container (11 to 18) through his Filling opening (15) with the pressure medium chamber (19) in a pressure-equalizing connection stands.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the outflow slot (32) of the pressure medium chamber (19) is variable in its cross section.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the outflow slot (32) of the inner edges of two against one another via an opening (33) in the bottom (28) of the pressure medium chamber (19) and to the outflow openings (13) of the melting container (11) adjustable plates (27) is formed.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the inner edges of the adjustable base plates (27) to flanges directed in the direction of flow of the mass flows and the pressure medium (32, 37) are bent.

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that between the Flanges (37) are provided at the lateral ends of spacers (36) which can be adjusted so that the Passage between the flanges tapers more or less towards the bottom.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the space between the side walls and the underside of the melting pot (11 to 18) on the one hand and the side walls and the bottom of the pressure medium chamber surrounding it (19) on the other hand is designed in such a way that the introduced into the chamber Pressure medium in said intermediate space evenly from opposite sides to and on the outflow nozzles can flow past to the outflow slot (32) of the chamber bottom.

1 sheet of drawings

(ίΕηΠΓΠΚΤ IX I) FR