FI62813C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av fibrer fraon ett utdragbart material - Google Patents

Description

E3F*1 rB] ^'KUULUTUSjULKAISU A 0 η . τ ^RHjft lJ 1 ' utlAggningsskrift ο^οιό C (45) Patsntti ayönnelty 10 03 1983 ^ ^ pi) κν.Ηι.3/ΐικ.α3 C 03 B 37/06 SUOMI—FINLAND (21) Ncw«niMi^~NtwtMM«iii| 7818U1 (22) HalMmUpIhit—AmSknlniidaf 0Ö.06.7Ö ' ' (23) Alkupaivt—GlMghaeadtg 08.06.78 (41) Tulkit (ulkMcil — MMt offantHf 21+.02.80

Pstantti- ja rekisterihallitut .... ....... t _ „ __ , (44) N*hrtvtkilp*no« jt kmiLu1lul«un p*m. —

Patent· och reglsterstyreisan ' ' AmMcm utia«d och ucUkrifcM pubiicand 30.11.82 p2)(33)(31) ^»«y utuelkuui—Bujlrd prtorlm 23.08.78

Ranska-Frankrike(FR) 7725692 (71) Saint-Gobain Industries, 62, Bd Victor-Hugo, 92209 Neuilly sur Seine, Ranska-Frankrike(FR) (72) Marcel Levecque, Saint-Gratien, Jean A. Battigelli, Rantigny,

Dominique Plantard, Rantigny, Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Berggren Oy Ab (5l) Menetelmä ja laite kuitujen valmistamiseksi venytettävästä aineesta -Förfarande och anordning för framställning av fibrer frän ett utdrag-bart material

Keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen kuitujen valmistamiseksi venytettävissä olevasta aineesta ja koskee varsinkin lämpöplastisten aineiden, erityisesti mineraaliaineiden kuten lasin ja sen kaltaisten seosten venytystä, jotka lämmittämällä on saatettu sulaan tilaan. Keksintö koskee myös eräiden orgaanisten aineiden kuten polystyreenin, polypropyleenin, polykarbonaattien ja polyamidien kuidutusta; koska laite kuitenkin on erityisen kiinnostava lasin ja sen kaltaisten lämpöplastisten aineiden venytyksen yhteydessä, tämä selitys kohdistuu, esimerkkinä, lasin venytykseen.

Ennestään tunnetaan jo eräitä menetelmiä, joissa käytetään pyörrevir-toja kuitujen valmistamiseen venyttämällä sulaa lasia.

Nimenomaan ranskalaisessa patenttijulkaisussa 2 223 318 selitetään vastakkaisiin suuntiin pyörivien pyörreparien muodostaminen vuorovaikutus-vyöhykkeeseen, joka saadaan aikaan johtamalla kaasusuihku, jota nimitetään sekundääri- eli kantajasuihkuksi, tunkeutumaan mitoiltaan suurempaan pääkaasuvirtaan, jolloin säie sulaa lasia syötetään tähän vyöhykkeeseen, siinä venytettäväksi. Useita suihkuja voi liittyä samaan pää-virtaan.

6281 3 2

Lisäksi suom. pat. n:o 61676 (pat.hak. n:o 773788) on selitetty ensisijaisena venyttäminen kahdessa vaiheessa, ensimmäinen vaihe tapahtuu jokaisessa sekundäärisuihkussa, kun taas toinen vaihe tapahtuu päävirran vastaavissa vuorovaikutusvyöhykkeissä. Mainitussa hakemuksessa sekundäärisuihkut lähtevät matkan päästä päävirrasta ja venytettävän aineen syöttökohdasta, ja suihkuihin aiheutetaan häiriö deflektorijärj estelmällä.

Tarkemmin sanottuna sekudnäärisuihkut, jotka lähtevät ryhmästä suulakkeita, suunnataan deflektorin pintaa kohti, joka aiheuttaa niiden suunnan muutoksen ja suuntaansa muuttaneiden suihkujen virtaamisen päävirran suuntaan. Päävirran sisään tunkeutuessaan nämä suuntansa muuttaneet suihkut kehittävät päävirtaan vuorovaikutusvyöhykkeet, joissa on pyörreparit, joissa venytys tapahtuu edellä selitetyllä tavalla. Lisäksi suihkut sijoitetaan deflektoriin nähden sillä tavoin, että törmätessään deflektorin pintaan suihkut leviävät sivuille päin ja suihkut ovat lisäksi niin lähellä toisiaan, että naapurisuihkut tulevat kosketukseen keskenään lähelle deflektorin vapaata reunaa. Tämä suihkujen suunnan muutos ja toisiinsa törmääminen aiheuttaa pyörre-parien ja pienpainevyöhykkeiden muodostumisen, jotka vyöhykkeet sijaitsevat heti deflektorin reunan alavirran puolella ja joihin vyöhykkeisiin tempautuu mukaan ympäristön kaasuja tai ilmaa.

Pyörteet muodostuvat jokaisen suihkun reunoihin ja ympäröivät siten jokaista pienpainevyöhykettä, jossa virtaus on käytännöllisesti katsoen laminaarista. Sulat lasisäikeet syötetään näihin laminaarin virtauksen vyöhykkeisiin, mikä mahdollistaa lasisäikeiden tähän järjestelmään syöttämisen stabiloimisen. Jokaisen lasisäikeen vie sitten mukanaan jokaisen suihkun virtaus ja kuljettaa sen vastaavaan vuorovaikutus vyöhykkeeseen, joka on muodostunut suihkun tunkeutumisen johdosta päävirtaan, jossa vuorovaikutusvyöhykkeessä lasisäie tulee venytetyksi.

Esillä olevan keksinnön mukaan muodostetaan, samoin kuin suom.pat. n:o 61676 (pat.hak. n:o 773788) vuorovaikutusvyöhykkeet, saattamalla suihkut tunkeutumaan päävirtaan sekä venytetään lasisäikeet näissä vyöhykkeissä, mutta toisaalta suihkut kehitetään eri tavalla ja toisaalta sulien lasisäikeiden syöttö näihin suihkuihin tapahtuu eri kohtiin.

Esillä olevan keksinnön mukaan kehitetään useita vierekkäisiä kaasu-suihkuja matkan päähän toisistaan ja kuperaa ohjauspintaa vasten, 6281 3 3 että kaasusuihkujen ja niiden indusoimien virtojen suuntaa muutetaan saattamalla ne virtaamaan mainittua kuperaa ohjauspintaa myöten ja pysymään siinä kiinni, jolloin indusoidut virrat muodostavat mainitulle ohjauspinnalle vierekkäisten suihkujen väleihin laminaarisen virtauksen vyöhykkeet, ja että venytettävää ainetta olevat säikeet syötetään kaasusuihkujen väleihin, laminaarisen virtauksen vyöhykkeisiin, jolloin mainitut säikeet tempautuvat kaasusuihkujen virtaukseen ja tulevat siinä venytetyiksi, ja että mahdollisesti lisäksi kehitetään pääkaasuvirta, jonka poikkileikkaus on suurempi kuin kaasusuihkujen ja joka suunnataan poikittain kaasusuihkuihin nähden, joiden suuntaa on muutettu, jolloin jokaisen kaasusuihkun liike-energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin päävirran, jotta kaasusuihkut voivat tunkeutua siihen ja muodostaa vuorovaikutus-vyöhykkeitä, joihin osittain venytetyt ainesäikeet syötetään täydentävää venytystä varten.

Jokaisen suihkun poikkileikkaus on koveran pinnan suunnassa suurempi kuin siihen nähden kohtisuorassa suunnassa, niin että suihkut vir-taavat tätä pintaa myöten sen kaarevuutta noudattaen. Tämä suihkun suunnanmuutos, joka kehittyy suihkun noudattaessa kaarevaa pintaa, tunnetaan nimellä Coanda-ilmiö. Suunnan muutos pitkin koveraa pintaa aiheuttaa jokaisen suihkun virtauksessa kahden vastakkaisiin suuntiin pyörivän pyörteen kehittymisen. Pyörteiden pyörimissuunnat ja vie-rettäisten suihkujen välimatkat ovat sellaiset, että mukaan imeytyneet kaasut kulkeutuvat, ohjauselimien pinnan kanssa kosketukseen tullessaan, suihkujen väliin rajoittuviin tiloihin. Jokaiseen suih-kuväliin imeytyneen ympäröivän kaasun tai ilman virtaus on melkein laminaarinen ohjauspinnalla, ja sulat lasisäikeet syötetään kuhunkin kahden naapurisuihkun väliseen laminaarivirtaan. Tämä lasin syöttäminen laminaarin virtauksen vyöhykkeisiin mahdollistaa lasisäikei-den paremman stabiloimisen. Näistä vyöhykkeistä jokainen säie tempautuu sitten yhden suihkuvirran mukaan ja joutuu siten alttiiksi primäärivenytykselle. Keksinnön ensisijaisen sovellutusmuodon mukaan ja hienompien kuitujen saamiseksi käytetään kuitenkin sekun-däärisuihkujen ja niihin liittyvän ohjauselimen yhteydessä myös edellämainittua pääkaasuvirtaa. Jokainen lasisäie, joka on tempautunut suihkuvirran mukaan ja siinä osaksi venytetty, joutuu sitten päävirran kanssa muodostuvaan vuorovaikutusvyöhykkeeseen ja tulee siinä venytetyksi toisessa vaiheessa, niin kuin jäljempänä selitetään.

4 6281 3

Joskin menetelmän mukaan lasisäikeet ensiksi ohjataan suihkujen väleihin joutuakseen vasta sitten suihkuihin, menetelmä mahdollistaa lasin syötön hyvin tehokkaan stabiloinnin sen ansiosta, että laminaarin virtauksen vyöhykkeet sijaitsevat kiinteällä mekaanisella rakenteella, nimittäin ohjauselimen pinnalla.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuitujen valmistamiseksi venytettävästä aineesta keksinnön mukaisella menetelmällä, kuuluu vähintään yksi kaasusuihkujen kehitinlaite, joka on varustettu ulos-virtausaukoilla, sekä venytettävän aineen syöttölähde, ja laite on tunnettu siitä, että kaasusuihkujen ulosvirtausaukot ovat sivusuunnassa matkan päässä toisistaan ja sijaitsevat pitkin ohjaus-elintä, joka sijaitsee aivan lähellä kaasusuihkuja ja jossa on kupera pinta, joka muuttaa kaasusuihkujen kulkuratojen suuntaa, ja että venytettävän aineen syöttölähde on sijoitettu vastapäätä ohjauselimen kuperaa pintaa ainesäikeiden ohjaamiseksi kohti virtoja, jotka kaasusuihkut ovat indusoineet vyöhykkeisiin, jotka sijaitsevat kaasusuihkujen välissä ohjauselimen kuperalla pinnalla, ja että laitteeseen mahdollisesti lisäksi kuuluu kehitin, joka kehittää pääkaasuvirran, joka poikkileikkaus on suurempi kuin kaasusuihkujen ja joka on suunnattu poikittain kaasusuihkuihin nähden, joiden suuntaa on muutettu, ja katkaisee niiden kulun.

Seuraavasta selityksestä, joka annetaan oheisen piirustuksen yhteydessä käyvät selvästi ilmi keksinnön edut ja sen eri tarkoitukset, ja erityisesti siinä selitetään venytys kahdessa vaiheessa ilman välillä tapahtuvaa venytettävän aineen säikeiden katkeamista.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti pystyskuvantona keksinnön mukaisen kuidutus- ja kuitujen vastaanottolaitteen pääosia, tietyt osat leikattuina.

Kuvio 2 on kaaviollinen perspektiivikuvanto, suuremmassa mittakaavassa, kuidutuslaitteen pääosista, joka laite käsittää useita kuidutuskeskuksia, tietyt osat esitettyinä leikattuina ja toisia osia pois murrettuina järjestelmän tiettyjen tunnusmerkkien esittämiseksi.

Kuvio 3 on pysty leikkauskuvanto, suuremmassa mittakaavassa 5 6281 3 tasossa, joka kulkee suihkun lähtöaukon kautta, ja esittää kuidutuskes-kuksen eri elimiä.

Kuvio 4 on kuvion 3 kaltainen leikkauskuvanto, mutta otettuna lasin syöttösuulakkeen tasossa, so. tasossa, joka on kahden naapurisuihkun lähtösuulakkeen välissä.

Kuvio 5 esittää yksityiskohtaisesti tiettyjä mittoja, jotka on otettava huomioon keksinnön ensisijaiseen sovellutusmuotoon liittyvien toiminta-olosuhteiden aikaansaamiseksi kuidutuskeskukselle.

Kuvio 6 on kaaviollinen pystykuvanto otettuna kuvion 5 viivaa VI-VI myöten, ja

Kuvio 7 on vaakasuora leikkauskuvanto viivaa VII-VII myöten ja esittää sekin eräitä huomioonotettavia mittoja.

Ensiksi tarkasteltakoon kuviota 1, jossa viitenumero 10 tarkoittaa ge-^ neraattoria kuten poltinta, joka on varustettu putkella 11, josta lähtee päävirta B. Tähän päävirran kehittimeen syötetään ilmaa ja polttoainetta yhteen 12 kautta.

Kuviossa 2 näkyvät suihkujen lähtöaukot 22a, 22b, 22c, 22d, 22e ja 22f, joiden kautta suihkut lähtevät jakolaatikosta 13· Nämä vierettäiset aukot ovat matkan päässä toisistaan ja sijaitsevat pitkin kuperaa ohjaus-elintä 14. Niiden ulottuvuus on suurempi ohjauselimen kohtausreunan suunnassa kuin siihen nähden kohtisuorassa suunnassa. Lisäksi niiden symmetriatasot ovat kohtisuorassa ohjauselimeen nähden ja edullisesti keskenään yhdensuuntaiset.

Keksinnön erään ensisijaisen sovellutusmuodon mukaan suihkujen lähtö-aukot ovat käytännöllisesti katsoen suorakulmion muotoiset, ja reikien kahden ulottuvuuden välinen suhde on esitetty jäljempänä kuvioiden 5 ja 6 yhteydessä.

Kuviot 1-4 osoittavat, että suihkut b, c, d ja e lähtevät alunperin kaarevan ohjauselimen 14 kohtausreunan läheltä ja suuntaan joka on käytännöllisesti katsoen tangentiaalinen ohjauselimen pintaan nähden, ja kunkin suihkun ydin noudattaa tarkasti kaarevaa pintaa, niin kuin kuviossa 3 on esitetty suihkun b ytimen bc osalta. Sen johdosta, että lähtöauk-kojen asema ja muoto ovat sellaiset, että kunkin suihkun suurempi ulottuvuus on kosketuksessa kaarevan ohjauspinnan kanssa, suihkut joutuvat alttiiksi Coanda-ilmiölle, so. ne virtaavat pysyen kosketuksessa elimen 14 kaarevan pinnan kanssa ja joutuvat siten muuttamaan suuntaansa kulku 6281 3 6 rataa myöten, joka olennaisesti noudattaa mainitun pinnan kaarevuutta. Jokaisen suihkun, esimerkiksi aukosta 22b lähtevän suihkun virtaus aiheuttaa samalla ympäröivän kaasun tai ilman mukaan imeytymisen, jolloin suunnanmuutoksen ja mukaan imeytyneen ilman yhteisvaikutus aiheuttaa sen, että muodostuu kaksi pyörrettä, jotka on kaaviollisesti esitetty suihkun b osalta kuvion 2 kohdissa 23b-23b, sillä alueella, jossa tämä suihku on esitetty hajoitettuna kuvantona. Mukaan imeytyneen ilman virtoja edustavat nuolet kuviossa 2, 3 ja 4,

Niin kuin kuviosta 2 näkyy, pyörteiden 23b pyörimissuunta on alaspäin suihkun b sivureunoissa erityisesti ja jokaisen suihkun sivureunoissa yleisesti. Sen johdosta, että suihkujen lähtöaukot ovat toisistaan si-vusuuntaisen matkan päässä, ympäröiviä kaasuja tai ilmaa tempautuu mukaan kahden naapurisuihkun väliin; ne virtaavat ohjauselimen 1*J pintaa myöten lähes laminaarisesti, ja samaan yleiseen suuntaan kuin suihkut. Näitä laminaarisen virtauksen alueita on kuviossa 2 esitetty katkoviivoilla ohjauselimen pinnassa, ja niille ovat ominaisia verraten pieni paine ja tietty stabiliteetti, eli oikeammin pyörteettömyys. Sulan lasin syöttösuulakkeet 16 sijoitetaan suihkujen väliin, mieluimmin sellaisiin asemiin, että lasisäikeet tulevat syötetyiksi suihkujen välissä sijaitseviin laminaarisen virtauksen vyöhykkeisiin. Lasin syöttö tapahtuu lähteestä, joka on kaaviollisesti esitetty kohdassa 15 ja johon kuuluu vetolevy 17, jossa on sarja syöttönippoja matkan päässä toisistaan. Sula lasi virtaa aukkoihin 25 päättyvissä syöttönipoissa l6, mikä tekee mahdolliseksi edulliseen tapaan saada;-joko lasipisaroita tai ohenevia lasikartioita T, jotka muuntuvat lasisäikeiksi S. Kuviossa 2 on esitetty sarja näitä kartioita Tb, Te, Td ja Te, joista jokainen sijaitsee kahden naapurisuihkun välillä olevassa tasossa, ja niin kuin näkyy, kartio Tb synnyttää lasisäikeen, joka myöhemmin joutuu suihkuun b, kun taas kartiot Tb ja Td synnyttävät lasisäikeet, jotka myöhemmin tunkeutuvat suihkujen c ja vastaavasti d virtauksiin. Lasisäikeiden saamiseksi jakautumaan tällä tavoin asianomaisiin suihkuihin lasin syöttönipat 16 ja niin ollen myös kartiot T sijoitetaan mieluimmin siirtyneiksi jompaa kumpaa naapurisuihkua kohti, pysyttäen ne kuitenkin tasoissa, jotka sijaitsevat näiden suihkujen välisessä tasossa, niin kuin edellä on selitetty. Tätä syöttönippojen epäsymmetristä sijaintia käsitellään laajemmin jäljenpänä kuvion 6 yhteydessä. Tämä epäsymmetria on erittäin toivottava sen varmistamiseksi, että jokainen lasisäie joutuu sille tarkoitettuun suihkuun.

6281 3 7

Kuvio 3 on kaaviollinen kuvanto suihkua b vastaavan lähtöaukon 22b sym-metritasosta; syöttönippa 16, lasikartio Tb ja säie S, joka menee suihkun b sisään, näkyvät tässä kuvannossa kuitenkin leikkaamattomina. Sensijaan kuvion 4 leikkauskuvanto on otettu syöttönipan 16 joka muodostaa lasikartion Tb, symmetriatasosta, joten nämä näkyvät siinä .leikattuina.

Mitä tulee lasisäikeiseen, niin sen alaosa S^on esitetty kuviossa 4 katkoviivoilla sen osoittamiseksi, että se tällöin sijaitsee suihkun b tasossa ja että tämä suihku täten kuljettaa säikeen päävirran B kanssa muodostuvaan vuorovaikutusvyöhykkeeseen.

Kuvion 2 esitys kunkin suihkun virtauksesta on tulkittava seuraavasti: Ohjauselimen 14 alavirran puolisen reunan alueella pyörteet ovat erityisen hyvin muodostuneet ja saavuttavat maksimitehonsa kohdassa 23b.

Niiden voimakkuus pienenee sitten sikäli kuin suihkut etenevät alaspäin ja tätä voimakkuuden pienenemistä osoittavat huonosti määrittyneet viivat 23c, jotka esiintyvät sillä alueella, jossa suihku c on esitetty hajoitettuna kuvantona eli suunnilleen puolimatkassa ohjauselimen 14 alavirran puolisen reunan ja sen alueen välillä, jossa suihku tunkeutuu päävirtaan.

Huolimatta siitä, että pyörteisten liikkeiden voimakkuus pienenee jokaisessa suihkussa ja että pyörteet sekoittuvat virtauksen muihin osiin ja yhtyvät, jokaisella suihkulla, sen lähestyessä päävirtaa, on kokonaisuudessaan vielä riittävästi liike-energiaa pystyäkseen tunkeutumaan päävirran sisään ja muodostamaan pyörreparit 24b, 24c, 24d. Toisin sanoen yhtyneellä virtauksella on siis vielä suurempi liike-energia ti-lavuusyksikköä kohti kuin päävirralla. Näiden pyörteiden muodostumistapa vuorovaikutusvyöhykkeessä on jo yksityskohtaisesti selitetty edellä mainituissa patenttihakemuksissa tai -julkaisuissa, joten siis riittää kun tässä palautetaan mieleen se että paitsi liike-energioiden keskinäistä suhdetta vuorovaikutusvyöhykkeen muodostamiseen käytetään sekundäärisuihkua, jonka poikkileikkauksen ulottuvuus päävirran poi-kittaissuunnassa on pienempi kuin päävirran. Mieluimmin sekundääri-suihkun kohtisuora poikkileikkaus on pienempi kuin päävirran.

Eräs edellä selitetyn suihkujen lähetysjärjestelmän tunnusmerkki koskee suihkujen ja vastaavien lähtöaukkojen mittoja. Itse asiassa suositellaan sellaisten lähtöaukkojen käyttämistä, joiden ulottuvuus ohjauselimen pituussunnassa on suurempi kuin ohjauselimeen nähden kohti- 6281 3 8 suorassa suunnassa, ja jotka mieluimmin ovat suorakulmion muotoiset.

Tämä muoto edistää suihkujen pysymistä kiinni ohjauspinnassa ja toivottujen pyörreparien kehittymistä kuhunkin suihkuun. Huomattakoon kuitenkin, että on myös mahdollista käyttää neliön muotoisia lähtöaukkoja, mutta että tällainen toteutus poikkeaa optimaaleista toimintaolosuhteista.

Lisäksi on huomattava, että pyörteet muodostuvat esillä olevan keksinnön mukaan tarvitsematta käyttää sen paremmin naapurisuihkujen toisiinsa törmäämistä kuin pitkin kunkin suihkun sivupintoja sijoitettuja mekaanisia rakenteitakaan suihkujen kanavoimiseksi. Tämän ominaisuuden ansiosta käy mahdolliseksi valita mikä tahansa välimatka suihkujen läh-töaukkojen välille, kuitenkin sillä ehdolla, että välimatka on riittävän pitkä salliakseen sen, että ohjauselimen 14 pinnalla, vierettäisten suihkujen välillä säilyy välialueet, joille mukaan imeytyneet ympäristön kaasut muodostavat laminaarin virtauksen vyöhykkeet, joihin lasi-säikeet syötetään.

Keksinnön edellä selitetyn sovellutusmuodon ansiosta, jolle tunnusmerkillistä on laminaarin virtauksen vyöhykkeiden muodostuminen laitteeseen nähden liikkumattoman elimen, nimittäin kuperasti kaarevan ohjauselimen 14 pinnalle, pystytään saavuttamaan erittäin suuri stabiliteetti paitsi näille vyöhykkeille, myös näiden viereisille suihkujen osille, mikä myötävaikuttaa lasisäikeiden järjestelmään syöttämisen stabilointiin.

Suihkun ja päävirran liike-energioihin vaikuttavat lukuisat tekijät, varsinkin niiden nopeudet ja niiden lämpötilat. Itse asiassa, koska kaasujen tiheys muuttuu niiden lämpötilojen mukaan, lämpötilat muodostavat määräävän parametrin. Eräissä patenttijulkaisuissa, mm edellä mainitussa patenttijulkaisussa 2 223 318 sekä suihkun että päävirran lämpötila on paljon ympäristön lämpötilaa korkeampi, esim. suuruusluokkaa 800°C ja vastaavasti 1580°C, mutta lukuisissa tapauksissa käytetään kuitenkin mieluimmin suihkua, jonka lämpötila on paljon alhaisempi, esimerkiksi lähellä ympäristön lämpötilaa. Suihkun syöttämiseen kaasulla tulee tällöin mahdolliseksi käyttää mitä tahansa ilmalähdettä polttimen tai minkä tahansa muun lämmityselimen sijasta. Lisäksi suihkun nopeutta voidaan pienentää jopa päävirran nopeutta pienemmäksi, silti saaden se säilyttämään riittävästi liike-energiaa pystyäkseen tunkeutumaan päävirran sisään ja muodostamaan vuorovaikutusvyöhykkeen, joka käsittää pyörteet, joita käytetään lasisäikeen venytykseen päävirrassa.

9 6281 3

Palautettakoon mieleen sekin, että edellä selitettyjä kaarevaan ohjaus-elimeen liittyviä suihkuja ja lasin syötön erityistä sijoitusta voidaan yksinäänkin käyttää venytyksen suorittamiseen, mutta että niihin mieluimmin lisätään päävirta ja yhdistetään tämä suihkuihin lasisäikeen saattamiseksi tässä tapauksessa alttiiksi kahdelle venytysvaiheelle, joista yksi tapahtuu jokaisen suihkun virrassa ja toinen suihkun ja päävirran vuorovaikutusvyöhykkeessä.

Viitattakoon nyt kuvioihin 5» 6 ja 7 eräiden parametrien täsmentämiseksi. Kuvio 5 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen kuidutus-järjestelmän pääosia, nimittäin päävirran kehitintä, suihkun lähetys-laitetta, kuperaa ohjauselintä, joka muuttaa virtauksen suunnan ja muodostaa suihkuun pyörteet, sekä venytettävän aineen syötön lähdettä. Siihen on merkitty, samoin kuin kuvioihin 6 ja 7» symbolit, jotka edustavat eräitä parametrejä, kuten pituus- ja kulmamittoja, joita koskevat seuraavat taulukot, joissa on esitetty sekä pituusmittojen että kulmien sopivat vaihtelualueet ja niiden ensisijaiset arvot.

Taulukko I

Venytettävän aineen vetolevy ja syöttönipat.

Symboli Ensisijainen arvo (mm) Vaihtelualue dT 2 1-5 1T 1 1-5 1R 5 0-10 dR 2 1-5

Dr 5 1-10

Taulukko II

Suihkun lähetyslaite ja kuperasti kaareva ohjauselin.

Symboli Ensisijainen arvo (mm, astetta) Vaihtelualue dJ 2 0,5 ~ ;4

Dj 5 1 - '4 YJJ 2 1 - 10 6281 3 10

Taulukko II (jatkuu) YJF 2 v 1«.

rd 2 2 2 2>5 oD 45 30 - 90 otJB 45 20 - 90

Niin kuin kuviossa 6 on esitetty, lasin syöttöreikien välimatka on olennaisesti yhtä suuri kuin suihkun lähetysaukkojen vierettäisten symmentriatasojen välimatka. Lisäksi jokainen lasin syöttönippa sijaitsee niin, että se syöttää lasisäikeen S kahden naapurisuihkun väliin kaarevan ohjauselimen 14 peittävään laminaarin virtauksen vyöhykkeeseen, mutta mieluimmin asemassa, joka on hiukan siirtyneenä keskikohtaan nähdem Syöttönippa, joka täten sijaitsee lähempänä yhtä suihkua kuin sen naapurisuihkua, syöttää lasisäiettä, joka tämän johdosta aina joutuu sitä lähinnä olevan suihkun virtaukseen erittäin stabiiliin tapaan.

Taulukko III Päävirta

Symboli Ensisijainen arvo (mm) Vaihtelualue lg 10 5 - 20

Taulukko IV

Eri elinten keskinäiset asemat

Symboli Ensisijainen arvo (mm) Vaihtelualue ZJF 5 1 - 15 ZT_ 20 12 - 30 XBp

Xjp 5 o - 10

Kuidutuskeskusten lukumäärä voi olla jopa 150, mutta normaalissa lasin tai jonkin sen tapaisen lämpöplastisen aineen kuidutuslaitoksessa kelvollinen vetolevy käsittää noin 70 syöttönippaa.

6281 3

Selityksessä käytetty ilmaisu venytettävän aineen "syöttöaukko" on tulkittava hyvin yleisessä merkityksessä; se voi tarkoittaa itse asiassa erillista aukkoa tai aukkosarjaa, tai syöttörakoa, joka liittyy sarjaan suihkuja, jotka virtaavat kaarevaa ohjauselintä myöten. Siinä tapauksessa, että syöttöaukot on korvattu raolla, tämä on sijoitettu poikittain päävirtaan nähden ja mieluimmin ohjauselimeen liittyvän suihku-sarjan alavirran puolelle, jolloin raosta tuleva venytettävä aine jakautuu sarjaksi kartioita ja säikeitä, suihkujen ja niiden mukaansatem-paamien virtojen vaikutuksesta.

Huomattakoon myös, että esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelmän käyttöolosuhteet vaihtelevat monista tekijöistä, esimerkiksi kuidutet-tavan aineen ominaisuuksista riippuen.

Niin kuin edellä on mainittu, keksintöä voidaan soveltaa laajalti vaih-televien venytettävissä olevien aineiden venytykseen. Vetolevyn eli syötönlähteen lämpötila vaihtelee tietenkin kulloinkin kuidutettavana olevan aineen mukaan, ja venytettäessä lasia tai muita epäorgaanisia lämpöplastisia aineita se vaihtelee lämpötila-alueella joka voi olla noin 1*100°C ja noin l800°C välillä. Tavallista tyyppiä olevalla lasi-seoksella vetolevyn lämpötila on noin 1480°C.

Yksikkö-virtausnopeus voi vaihdella välillä 20 - 150 kg reikää kohti 2*1 tunnissa. 50 - 80 kg reikää kohti 2*1 tunnissa edustaa tyypillisiä arvoja.

Eräät suihkua ja päävirtaa koskevat arvot ovat myös tärkeitä, niin kuin on esitetty seuraavissa taulukoissa, joissa on käytetty seuraavia symboleita: P = paine T = lämpötila V = nopeus p = tilavuusmassa

·» , I

6281 3 12

Taulukko V Suihkun lähetys

Symboli Ensisijainen arvo Vaihtelualue

Pj (baria) 2,5 1-50

Tj (°C) 20 - i860 VJ (m/sek) 300 200 - 900

PjVj2 (baria) 2,1 0,8 - Ho

Taulukko VI Päävirta

Symboli Ensisijainen arvo Vaihtelualue ρβ (mbaria) 95 30 - 250 TB (°C) IH50 1300 - 1800

Vg (m/s) 320 200 - 550 pgVg2 (baria) 0,2 0,06 - 0,5

Silloin kun käytetään yhtä aikaa sekä kaasusuihkuja että päävirtaa, jokaisella suihkulla on, niin kuin edellä on mainittu suurempi liike-energia tilavuusyksikköä kohti kuin päävirralla; käytetään esimerkiksi suihkua, jonka liike-energia tilavuusyksikköä kohti on noin 10 kertaa niin suuri kuin päävirran.

Claims (12)

13 6281 3

1. Menetelmä kuitujen valmistamiseksi venytettävästä aineesta kaasuvirtojen avulla, tunnettu siitä, että kehitetään useita vierekkäisiä kaasusuihkuja matkan päähän toisistaan ja kuperaa ohjauspintaa vasten, että kaasusuihkujen ja niiden in-dusoimien virtojen suuntaa muutetaan saattamalla ne virtaamaan mainittua kuperaa ohjauspintaa myöten ja pysymään siinä kiinni, jolloin indusoidut virrat muodostavat mainitulle ohjauspinnalle vierekkäisten suihkujen väleihin laminaarisen virtauksen vyöhykkeet, ja että venytettävää ainetta olevat säikeet syötetään kaasusuihkujen väleihin, laminaarisen virtauksen vyöhykkeisiin, jolloin mainitut säikeet tempautuvat kaasusuihkujen virtaukseen ja tulevat siinä venytetyiksi, ja että mahdollisesti lisäksi kehitetään pääkaasuvirta, jonka poikkileikkaus on suurempi kuin kaasusuihkujen ja joka suunnataan poikittain kaasusuihkuihin nähden, joiden suuntaa on muutettu, jolloin jokaisen kaasusuihkun liike-energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin pää-virran, jotta kaasusuihkut voivat tunkeutua siihen ja muodostaa vuorovaikutusvyöhykkeitä, joihin osittain venytetyt ainesäikeet syötetään täydentävää venytystä varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokaisen kaasusuihkun poikkileikkauksen ulottuvuus ohjauspinnan pituussuunnassa on suurempi kuin tähän nähden kohtisuorassa suunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaasusuihkujen syrametriatasot ovat kohtisuorassa kuperaan ohjauspintaan nähden. *}. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venytettävää ainetta olevat säikeet syötetään laminaarisen virtauksen vyöhykkeisiin kohdissa, jotka ovat siirtyneinä sivulle päin tasoista, jotka sijaitsevat yhtä pitkän matkan päässä kahdesta vierekkäisestä kaasusuihkusta.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suuntaansa muuttaneiden kaasusuihkujen kulkurata suuntautuu alaspäin, päävirtaa kohti. 6281 3 14

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasusuihkujen lämpötila on lähellä ympäristön lämpötilaa.

7. Laite kuitujen valmistamiseksi venytettävästä aineesta jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisella menetelmällä, johon laitteeseen kuuluu vähintään yksi kaasusuihkujen kehitinlaite, joka on varustettu ulosvirtausaukoilla, sekä venytettävän aineen syöttö-lähde, tunnettu siitä, että kaasusuihkujen ulosvirtaus-aukot (22) ovat sivusuunnassa matkan päässä toisistaan ja sijaitsevat pitkin ohjauselintä (14), joka sijaitsee aivan lähellä kaasusuihkuja ja jossa on kupera pinta, joka muuttaa kaasusuihkujen kulkuratojen suuntaa, ja että venytettävän aineen syöttö-lähde (16, 17) on sijoitettu vastapäätä ohjauselimen kuperaa pintaa ainesäikeiden ohjaamiseksi kohti virtoja, jotka kaasu-suihkut ovat indusoineet vyöhykkeisiin, jotka sijaitsevat kaasusuihkujen välissä ohjauselimen kuperalla pinnalla, ja että .laitteeseen mahdollisesti lisäksi kuuluu kehitin (10, 11), joka kehittää pää-kaasuvirran (B), joka poikkileikkaus on suurempi kuin kaasusuihkujen ja joka on suunnattu poikittain kaasusuihkuihin nähden, joiden suuntaa on muutettu, ja katkaisee niiden kulun.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että jokaisen kaasusuihkun lähtöaukon ulottuvuus ohjauselimen (14) suunnassa on suurempi kuin tähän nähden kohtisuorassa suunnassa .

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauselimen (14) kohtausreuna on sen kuperalla pinnalla virtaavien kaasusuihkujen vieressä, ja että venytettävän aineen syöttöaukot (25), jotka sijaitsevat kaasusuihkujen väleissä, ovat siirtyneinä keskikohtaan nähden.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että kaasusuihkujen ulosvirtausaukkojen symmetriata-sot ovat kohtisuorassa kuperaan ohjauselimeen (14) nähden.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että jokainen kaasusuihkun ulosvirtausaukko (22) on olennaisesti suorakulmion muotoinen. 15 6281 3

12. Jonkin patenttivaatimuksen 7-11 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että kaasusuihkujen ulosvirtausaukot (22) sijaitsevat siten, että yksi kaasusuihkujen rajapinnoista on olennaisesti tan-gentiaalinen kuperan ohjauspinnan (14) kohtausreunan kohdalla olevaan osaan nähden. Fatentkrav