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Einrichtung und Verfahren zum Herstellen von Mineralwolle Die Erfindung
betrifft die bekannte Herstellung feiner Fäden oder Fasern aus geschmolzenem Glas,
Schlacke oder anderen in der Hitze plastischen Stoffen durch die Einwirkung mit
hoher Geschwindigkeit strömender Gase auf Strahlen des geschmolzenen Gutes. Zum
Beispiel verwendet man Dampf- oder Preßluftstrahlen von sehr hoher Geschwindigkeit,
die etwa die gleiche Richtung haben wie die flüssigen Strahlen. Gewöhnlich umgeben
die Dampfstrahlen die flüssigen Strahlen ringförmig, oder sie sind an zwei gegenüberliegenden
Seiten angeordnet.
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Bei den bekannten und üblichen Einrichtungen für dieses Verfahren
ist der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Düsenöffnungen für die Druckmittelstrahlen
von vornherein durch die Bauart der Düsen oder der Dampfanschlüsse festgelegt. Es
ist auch bekannt, diese Dampfdüsen gegenüber den Glasauslauföffnungen zeitlich zu
verstellen, und zwar um gekräuselte Fäden herzustellen. Hierbei bleibt der Abstand
der gegenüberliegenden Düsen voneinander unverändert.
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Gemäß der Erfindung wird nun eine Einrichtung verwendet, die es gestattet,
den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Düsen während des Betriebes zu verändern,
und zwar ohne Unterbrechung des Betriebes. Hiermit können überraschende Vorteile
erzielt werden.
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Es wurde gefunden, daß man mit einer derartigen Einrichtung die Gefahr,
daß die Glasfäden die Düsenkörper berühren oder hier festkleben, weitgehend verringern
kann,
indem man den Abstand der gegenüberliegenden Düsen beim Beginn des Betriebes, wenn
die Temperatur und. Ausflußgeschwindigkeit des Glases, die Temperatur der Ausflußöffnung,
die Temperatur und Geschwindigkeit des Dampfes od. dgl. noch nicht den günstigsten
Wert erreicht haben, groß einstellt und mit der Erreichung der gewünschten Betriebsbedingungen
allmählich verringert. Wenn die Verhältnisse sich während des Betriebes einmal ändern,
so kann der Abstand wieder größer eingestellt werden, bis diese Störung vorüber
ist.
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Die Berührung oder die Verstopfung der Düsenkörper durch die Glasfäden
ist eine äußerst unangenehme Störung, weil dadurch zu festen Klumpen zusammengeballte
Fasern entstehen und die Beseitigung der Verstopfung bei den bekannten Einrichtungen
mit einer langen Betriebsunterbrechung verbunden ist, bei der meistens die ganze
Druckmitteldüse abgebaut werden muß.
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Wenn bei der neuen Einrichtung trotz der Verbesserung eine solche
Verstopfung eintreten sollte, so kann diese gemäß der Erfindung durch die Vergrößerung
des Abstandes sehr einfach behoben werden, ohne daß die ganze Düse abgebaut zu werden
braucht.
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Es wurde weiter gefunden, daß es bei genauer Einhaltung der günstigsten
Betriebbedingungen möglich ist, mit einem wesentlich kleineren Abstand zwischen
den gegenüberliegenden Düsen zu arbeiten, als es bisher bekannt und üblich war,
und daß man einen solchen kleineren Abstand praktisch verwirklichen kann, indem
man mit der Einrichtung gemäß der Erfindung erst nach der Erreichung der günstigsten
Bedingungen den kleinen Abstand einstellt.
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Hierbei wurde festgestellt, daß ein solcher verringerter Abstand sehr
vorteilhaft ist. Man kann bei geringerem Druckmittelverbrauch eine sehr hohe Ziehgeschwindigkeit
erreichen. Die Bedeutung dieses Fortschritts wird klar, wenn man bedenkt, daß hierdurch,
abgesehen von der Ersparnis an Druckmittel, die Leistung einer Einrichtung bestimmter
Größe gesteigert wird.
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Durch die Veränderung des Abstandes kann man erfindungsgemäß nicht
nur die wirksame Ziehgeschwindigkeit und damit die Abmessungen der Fasern verändern,
sondern auch ihre Form, z. B. ihre Kräuselung, und auch die Struktur der Fasermasse.
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Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, bei geringen Schwankungen der
Glasmenge, Glastemperatur, der Druckmitteleigenschaften usw. diese Schwankungen
durch eine entsprechende Änderung der Düseneinstellung ganz oder teilweise auszugleichen
und so trotz der Schwankungen ein gleichmäßiges Erzeugnis zu erhalten.
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Es wurde weiter gefunden, daß man bei der Einrichtung nach der Erfindung
den Düsenquerschnitt bedeutend kleiner ausführen kann, ohne die Ziehwirkung zu verschlechtern,
z. B. mit einer Breite von weniger als o,5 mm. Hierdurch wird der Druckmittelverbrauch
weiter verringert.
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Ferner wurde gefunden, daß man die Richtung der Druckmitteldüsen,
deren Achse bei den bekannten Einrichtungen mit dem Glasstrahl einen Winkel von
etwa 25° bildet, vorteilhaft der Richtung der Glasstrahlen nähert, so daß sie genau
parallel hierzu sind oder hiermit einen Winkel von höchstens io° bilden.
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Nicht zuletzt beruht die vorteilhafte Wirkung der angemeldeten Einrichtung
darauf, daß durch den geringen Abstand zwischen den gegenüberliegenden Düsenkörpern
eine kleinere Luftrnenge von den Dampfstrahlen angesaugt und mitgerissen wird. Dadurch
wird u. a. die Abkühlung der Glasaustrittsöffnungen verringert.
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Diese Wirkung kann erfindungsgemäß noch gesteigert werden durch eine
derartige Ausbildung der Oberteile i der Düsenkörper, daß der Widerstand zwischen
den gegenüberliegenden Oberteilen größer wird.
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Ganz besonders vorteilhaft ist die neue Ausführung in Verbindung mit
in der Strömungsrichtung erweiterten Druckmitteldüsen, in denen hocbgespannter Dampf
bis auf einen niedrigeren als den atmosphärischen Druck expandieren kann. Durch
den bei der verstellbaren Ausführung möglichen geringen Abstand kann man einen hohen
Unterdruck zwischen den gegenüberliegenden Düsenkörpern, also vor den Düsenmündungen,
erzielen und eine außerordentliche hohe Ziehgeschwindigkeit ohne gesteigerten Druckmittelverbrauch.
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Es ist möglich, daß hiermit die Gründe für die vorteilhafte Wirkung
der Einrichtung nach der Erfindung und vielleicht auch die Vorteile selbst noch
nicht alle aufgezählt sind. Allgemein gesprochen gelingt es mit der Einrichtung
leichter und einfacher, sehr feine und lange Fasern herzustellen, die weitgehend
frei von Tropfen und Verdickungen sind. Dies macht sich ganz besonders bei einem
verhältnismäßig schwierig zu verarbeitenden Schmelzgut bemerkbar, z. B. bei solchem
mit einem kleinen Erweichungsbereich oder mit großer Oberflächenspannung.
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Die Einrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung sind infolgedessen
auch für Schmelzmassen geeignet, die bisher entweder gar nicht oder nur nach anderen
Verfahren zu minderwertigeren Fasern verarbeitet werden konnten.
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In der Zeichnung ist die Ausführung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Seitenansicht der Druckmitteldüse, Abb. 2 eine Draufsicht
und Abb. 3 einen senkrechten Querschnitt durch die Druckmitteldüse und die darüber
angeordneten Auslauföffnungen für das geschmolzene Gut.
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Die beiden gegenüberliegenden Düsenkörper bestehen je aus einem Oberteil
i und einem Unterteil 2, die gemeinsam die Druckmittelaustrittsöffnungen 3 bilden.
Die Düsenkörper sind an ihren Stirnseiten auf den Gleitstücken q. befestigt. Diese
sind mit Gewinden versehen und durch Drehen der Schraubspindeln 5 auf diesen verschiebbar.
Die beiden Hälften der Schraubspindeln und die entsprechenden Gleitstücke tragen
Rechts- und Linksgewinde, so daß der Abstand der beiden Düsenkörper je nach der
Drehrichtung der Schraubspindeln kleiner oder größer wird. Die Zuführung des Druckmittels
erfolgt mittels der Anschlußstücke 6 durch das Unterteil der Düsenkörper. Die nicht
dargestellten Anschlußleitungen sind als bewegliche Schläuche ausgebildet.
Gegenüber
den bekannten Ausführungen, bei denen das Rohr zur Zuführung des Druckmittels zugleich
auch zur Befestigung des Düsenkörpers dient, besteht bei der Einrichtung nach der
Erfindung in keiner Hinsicht die Gefahr, daß durch Veränderung der Einstellung Undichtigkeiten
entstehen. Da die Schraubspindeln zugleich zur Befestigung der Düsenkörper, als
Führung und auch zur Veränderung des Abstandes dienen, ist die Ausführung sehr einfach
und übersichtlich.
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Bei dem geringen Abstand zwischen den gegenüberliegenden Düsen ist
es wichtig, daß der Strahl oder Faden des geschmolzenen Gutes stets in der Mitte
dieses Zwischenraumes bleibt. Erfindungsgemäß kann <lies durch die starke Abrundung
7 der Oberteile i begünstigt werden. Hierdurch wird die Luft allmählich in die Richtung
des Zwischenraumes umgelenkt, ehe sie in den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden
Düsenkörpern eintritt. Durch eine Formgebung entsprechend der punktierten Linie
8 und eine entsprechende Ausbildung der Einmauerung 9 für die Glasdüse kann diese
Wirkung noch verstärkt werden.