FI62814C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av fibrer fraon ett utdragbart material - Google Patents

Description

Uιιμ£7\ m m.KUULUTUSJULKAISU

ysari w <«>„TLAGGNIMG$SKIurr 62814 C (45) Patentti oyönr.etty 10 03 1933 Patent oe-ddelat V ~ ^ ¢1) Kv.ik?/iM.ct^ C 03 B 37/06 SUOMI—FINLAND <2i) T818U2 (22) HekwnbpUvt—AiMOkniot^H θδ. 06.78 (23) AikvpUvl—CHtl|hettd«| O8.O6.78 (41) Tulkit(ulkMai — KMtoffamHt 2^.02.79

Patentti- )a rakisterihallltlM /44) NU«*v*Jttlp«iK>n )c kuuLf«IUI*wi pvm. — 30.11.82

Patent· och raglsteratyraltan Amekan uthgd och ucl.skriftM pubUcwte (^2)(33)(31) Pyydetty atuolkw* —««ttrd priority 23-08.77

Ranska-Frankrike(FR) 7725093 (71) Saint-Gobain Industries, 62, Bd Victor-Hugo, F-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 (5*0 Menetelmä ja laite kuitujen valmistamiseksi venytettävästä aineesta -Förfarande och anordning för framställning av fibrer frän ett utdrag-bart material

Esillä oleva keksintö kohdistuu kuitujen valmistustekniikkaan venytettävissä olevasta aineksesta ja koskee erityisesti erilaisten lämpöplas tisten ainesten, varsinkin mineraaliainesten kuten lasin ja sen tapais ten ainesten venytystä, jotka on lämmittämällä saatettu sulaan tilaan. Se kohdistuu myös eräiden orgaanisten, venytettävissä olevien ainesten kuten polystyreenin, polypropyleenin, polykarbonaattien ja polyamidien kuidutukseen. Koska laite kuitenkin on erityisen kiinnostava lasin ja sen kaltaisten lämpöplastisten ainesten venytyksen tapauksessa, tämä patenttiselitys kohdistuu, esimerkkinä, juuri tähän sovellutukseen.

Eräitä menetelmiä, joissa käytetään pyörteisiä virtoja kuitujen valmis tamiseksi sulasta lasista venyttämällä, tunnetaan ennestään ja on selj tetty esimerkiksi ranskalaisessa patenttijulkaisussa 2 223 318. Siini selitetään menetelmä, jossa käytetään hyväksi vastakkaisiin suuntiin pyörivien pyörreparien muodostiimistä vuorovaikutusvyöhykkeessä, joka saadaan aikaan johtamalla kaasusuihku (jota sanotaan sekundääri- eli kantajasuihkuksi) ulottuvuudeltaan suurempaan pääkaasuvirtaan ja saat' maila se tunkeutumaan tämän sisään, jolloin sulaa lasia oleva säie sy< 2 6281 4 tetään tähän vuorovaikutusvyöhykkeeseen, siinä venytettäväksi. Laitteessa, jota käytetään tämän menetelmän suorittamiseen, lasin syöttö-aukko, joka suuntaa lasisäikeen vuorovaikutusvyöhykettä kohti, sijaitsee päävirran rajalla tai käytännöllisesti katsoen tällä rajalla. On kuitenkin myös mahdollista, niin kuin suomalaisessa patentissa n:o 59576 (pat.hak. n:o 760383) on selitetty, sijoittaa lasin syöttö- aukko matkan päähän päävirran rajalta ja syöttää lasisäie painovoiman avulla mainittua vuorovaikutusvyöhykettä kohti.

Toisaalta on ehdotettu myös sekä lasin syöttöaukon että sekundäärisuih-kujen lähtöaukkojen sijoittamista matkan päähän päävirran rajalta, jolloin lasisäikeet syötetään suihkuja kohti ja joutuvat sitten vastaaviin vuorovaikutusvyöhykkkeisiin suihkujen vaikutuksesta. Säikeet joutuvat tällöin alttiiksi kahdelle venytysvaiheelle, ensimmäiselle sekundääri-suihkussa, ja toiselle päävirrassa. Tämä sovitus on yksityiskohtaisesti selitetty suomalaisessa patentissa n:o 61676 (pat.hak. n:o 773788).

Lisäksi suomalaisen patentin n:o 61676 (pat.hak. n:o 773788) mukaan sekundäärisuihkussa (eli kantajasuihkussa), joka vie lasin vuorovaikutusvyöhykkeeseen päävirran kanssa, aiheutetaan stabiilin, lami-naarin virtauksen vyöhykkeen muodostuminen, joka sijaitsee saman pyör-reparin vastakkaisiin suuntiin pyörivien pyörteiden välissä, jotka ovat muodostuneen ennen päävirtaan tunkeutumista. Lasisäie syötetään tätä laminaaria vyöhykettä kohti ja se kulkee sitten pyörteiden alueelle, jotka myöhemmin yhtyvät kantajasuihkua alavirtaan päin kulkiessaan, ennen kuin tämä saavuttaa päävirran. Tällöin venytyksen ensimmäinen vaihe tapahtuu lasisäikeen tempautuessa kantajasuihkun pyörteiden mukaan ja joutuessa alttiiksi näiden vaikutukselle, kun taas toinen vaihe, joka on edullinen mutta joskus ehdonvaltainen, tapahtuu päävirran kanssa muodostuneessa vuorovaikutusvyöhykkeessä sen jälkeen kun kantaja-suihku ja osaksi venytetty säie ovat tunkeutuneet päävirtaan.

Kyseessä olevan hakemuksen mukaan kantajasuihkun pyörteet ja laminaa-rin virtauksen vyöhyke saadaan aikaan häiritsemällä varsinaista suihkua jokaisessa kuidutuskeskuksessa, joka häirintä yleensä aiheuttaa suihkun suunnan muutoksen. Tämä häirintä saadaan aikaan sijoittamalla deflek-toririelin eli ohjauselin suihkujen kulkuradalle, ja tästä seuraa näiden yhtäaikainen suunnan muutos, joka myötävaikuttaa lasin järjestelmään syöttämisen stabiloitumiseen ja toiminnan säännöllistymiseen huolimatta päävirran ja sen kohdan välimatkasta, jossa lasi syötetään kuhunkin kan- 3 tajasuihkuun. 6281 4

Eräänä esilläolevan keksinnön erityisen tärkeänä tarkoituksena on lasia tai muuta venyvää ainetta olevan säikeen stabilointi muodostamalla laminaarin virtauksen vyöhyke, joka sijaitsee kaasuvirta-ukseen muodostuneiden pyörteiden välissä. Keksinnön mukaan käytetään kuitenkin deflektorielimiä, jotka ovat eri tyyppiä kuin edellä mainitussa patenttihakemuksessa, ja jotka tarjoavat eräitä spesifisiä, erityisen kiinnostavia etuja, jotka selitetään jäljempänä.

Huolimatta siitä, että deflektorielimet ovat samalla ohjauselimiä ja suihkujen lähetyselimiä, termiä "deflektori" käytetään tässä selityksessä niitä tarkoittamaan.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että muodostetaan ainakin yksi kaasusuihku, että tämän suuntaa muutetaan kulkemaan kaarevana ratana poikkeutuselimen koveraa pintaa pitkin ja se rajoitetaan sivuiltaan, mikä saa aikaan kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää pyörrettä, joiden huiput sijaitsevat suunnastaan poikkeutetun kaasusuihkun virtauksen sivupinnoilla, ja että aine syötetään venytettävässä tilassa olevana säikeenä kaasusuihkun kulkuradan koveraa pintaa kohti kaasusuihkun indusoimiin kaasuihin, ja että mahdollisesti synnytetään pääkaasuvirta, jonka leveys on suurempi ja jonka kulkurata leikkaa suunnastaan poikkeutetun kaasu-suihkun tai poikkeutettujen kaasusuihkujen kulkurataa, jolloin kaasusuihkun liike-energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin pääkaasuvirran, niin että se tunkeutuu siihen ja siten muodostaa vuoroväikutusvyöhykkeen.

Suihkun suunnan muutoksen kourun muotoisen deflektorin seinien sille suorittaman sivuttaisohjauksen ja ympäristön kaasujen mukaan imeytymisen yhteisvaikutuksesta jokaiseen suihkuun muodostuu keskinen melkein laminaarin virtauksen vyöhyke, joka sijaitsee kahden pyörteen välissä, ja venyvää ainesta oleva säie syötetään tähän laminaarin virtauksen vyöhykkeeseen, jota pyörrepari reunustaa, ja joutuu sitten alttiiksi primäärivenytykselle tässä suihkussa.

Käytettäessä kaasusuihkua ja siihen liittyvää deflektoria yhdessä pääkaasuvirran kanssa kaksivaiheisen venytyksen suorittamiseen, jolloin voidaan saada erittäin ohuita kuituja, päävirta suunnataan 4 6281 4 niin, että se kohtaa suihkun, jonka liike-energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin sen, ja jonka ulottuvuus päävirran poikit-taissuunnassa on pienempi kuin sen, niin että suihku tunkeutuu päävirran sisään muodostaen siten vuorovaikutusvyöhykkeen. Tämä on selitetty ranskalaisessa patenttijulkaisussa 2 223 318, siihen kuuluu kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää pyörrettä, jotka tekevät mahdolliseksi toisen venytysvaiheen suorittamisen.

Edellä mainitun suomalaisen patentin n:o 61676 (pat.hak. n:o 773788) mukaan kehitetään sarja suihkuja, jotka ovat siihen riittävien poikittaissuntaisten välimatkojen päässä toisistaan, että vierekkäiset suihkut törmäävät toisiinsa ainakin deflektorin reunan alavirran puolella, niin että niiden yhteentörmääminen suosii vastakkaisiin suuntiin pyörivien pyörreparien kehittymistä, jotka reunustavat melkein-laminaarin virtauksen vyöhykkeen vastakkaisia reunoja. Sensijaan keksinnön mukaan melkein-laminaarin virtauksen vyöhykettä reunustava pyörrepari kehitetään ilman naapurisuihku-jen yhteentörmäystä, joten ei siis enää ole välttämätöntä noudattaa mitään nimenomaista suihkujen välimatkaa.

Sen johdosta, että pyörteet muodostuvat deflektorin kaarevassa osassa ja tämän erityismuodon johdosta kuhunkin suihkuun syntyneillä kahdella pyörteellä on samat pyörimissuunnat kuin niillä pyörteillä, jotka muodostuvat suihkun ja päävirran vuorovaikutus-vyöhykkeeseen. Tämän ansiosta suihkuihin muodostuneiden pyörteiden mahdollisesti jäljellejäänyt pyörimisliike vahvistaa jokaisen vastaavan vuorovaikutusvyöhykkeen pyörteitä.

Laite venytettävän aineen muuttamiseksi kuiduiksi keksinnön mukaisella menetelmällä käsittää venytettävän aineen syöttölähteen, joka on varustettu vähintään yhdellä syöttöaukolla, ja vähintään yhdellä ulosvirtausaukolla varustetun generaattorin vähintään yhden kaasu-suihkun kehittämiseksi, ja keksinnön mukainen laite on tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu vähintään yksi poikkeutuselin, johon kaasusuihku johdetaan ja joka käsittää kaarevan elimen, jonka ko-veruus on suunnattu kaasusuihkun kulkuradan sisäpuolta kohti, jolloin venytettävän aineen syöttöaukko sijaitsee vastapäätä kaarevan elimen koveraa pintaa venytettävää ainetta olevan säikeen syöttämiseksi kaasusuihkua kohti alueella, jolla tämä virtaa poikkeutus-elimessä, ja että laitteeseen mahdollisesti lisäksi sisältyy ke- 5 62814 hitin pääkaasuvirran kehittämiseksi, jonka leveys on suurempi ja joka leikkaa poikkeutuselimen alavirran puolella sen suihkun kulkurataa, jonka suuntaa poikkeutuselin on muuttanut, jolloin kaasusuihkun kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin pääkaasuvirran.

Edellä lyhyesti selitetyt menetelmä ja laite muodostavat tehokkaan keinon kuiduttaa venytettävissä olevaa ainesta saattamalla jokainen ainessäie alttiiksi venytykselle, joka mieluimmin käsittää kaksi vaihetta, ilman että välillä aiheutuu katkeamista. Keksinnön muita tarkoituksia ja etuja selviää seuraavasta selityksestä ja oheisesta piirustuksesta.

Kuvio 1 on kaaviollinen perspektiivikuvanto, osaksi leikattuna ja katkaistuna, keksinnön mukaisen kuidutus- ja kuitujen vastaan-ottolaitteen, joka käsittää useita kuidutuskeskuksia, pääelimistä .

Kuvio 2 on suurempimittakaavainen perspektiivikuvanto yhdestä suihkusta, sen ohjauselimestä, ja muodostuneesta virtauksesta, ja esittää venyvää ainesta olevan säikeen syöttämistä suihkun virtaukseen.

Kuvio 3 on suurimittakaavainen pysty pituusleikkauskuvanto yhden kuidutuskeskuksen elimistä, otettuna suihkun ja venyvää ainesta olevan säikeen syöttölähteen yhteisessä tasossa ja esittää myös osaa päävirran 6 6281 4 kehittimestä sekä erityisesti eräitä mittoja, jotka on otettava huomioon esillä olevan keksinnön ensisijaiseen sovellutusmuotoon liittyvien toi-mintolosuhteiden aikaansaamiseksi.

Kuvio 4 on pysty leikkauskuvanto kuvion 3 viivaa 4-4 myöten.

Kuvio 5 on vaakasuora leikkauskuvanto venyvän aineksen syöttönipasta ja esittää sekin eräitä huomioonotettavia mittoja.

Niin kuin aikaisemmin on selitetty, niin koska esillä oleva keksintö on erityisen sopiva lasin ja sen kaltaisten lämpöplastisten ainesten venytykseen, seuraava selitys kohdistuu lasin käyttöön.

Kuvion 1 kokonaiskuvanto esittää laitosta, joka käsittää kuusi kuidutus-keskusta. Viitenumero 6 tarkoittaa kehitintä, josta lähtee päävirta B ja joka koostuu esimerkiksi putkesta, johon liittyy poltin, mikä tekee mahdolliseksi kehittää kuuma pääkaasuvirta, joka koostuu palamistuotteista. Päävirran leveys poikittaissuunnassa on suurempi kuin seuraa-vassa selitettävän suihkurivin leveys.

Jakolaatikko 7, joka syöttää suihkuihin kaasua, esimerkiksi paineilmaa, sijaitsee matkan päässä päävirran kehittimestä ja käsittää seinän, jossa on sarja lähtöaukkoja, joista jokainen on varustettu deflektorieli-mellä 8. Niin kuin myös kuviosta 2 näkyy, kukin deflektorielin 8 on edullisesti muodostettu putkesta, joka on taivutettu vakio-kaarevuussä-dettä käyttäen ja jonka toinen pää on kiinnitetty jakolaatikon vastaavaan lähtöaukkoon; putken kaarevuussäde voi kuitenkin olla vaihdeltavissa. Kaaren sisäpuoleinen osa, joka edustaa esimerkiksi noin puolta putkesta, on poistettu. Deflektorielin käsittää näin ollen kourun muotoisen elimen 9, joka muodostaa kaaren ulkopuolisen osan jonka kaarevuuden koveruus on kaaren keskiviivaan päin.

Kuhunkin deflektorielimeen liittyy lasiaihio eli -kartio 10, joka lähtee asianmukaisesta, kuvioissa 3, 4, 5 esitetystä syötön lähteestä, joka on vetolevyn 11 muodossa, jonka leveys on riittävän suuri peittämään koko suihkurivi. Tämä vetolevy on varustettu sarjalla lasin syöttönip-poja, joissa kussakin on annostusaukko 12, joka avautuu syöttösäiliöön 13, jonka reuna muodostaa syöttöaukon 13a.

Niin kuin näkyy, kuhunkin kuidutuskeskukseen kuuluu suihkun lähetyselin, joka liittyy lasin syöttönippaan, jotka molemmat lisäksi toimivat yhdessä päävirran kanssa, jolloin kukin kuidutuskeskus toimii siten, että se 6281 4 7 muodostaa yhden ainoan filamentin.

Kussakin kuidutuskeskuksessa tapahtuva prosessi on esitetty kuviossa 2 joka esittää sitä, mitä kunkin suihkun lähtöhetkellä tapahtuu. Suihkur deflektorielimen kaarevuuden, ja tämän suihkun sivupintojen rajoitukser ja ohjauksen johdosta kourunmuotoiseen elimeen 9, tämän koveran kourun vastakkaisia seiniä myöten kehittyy pyörteet 14. Näiden pyörteiden pyörimissuunta-on esitetty nuolilla. Pyörteiden 14 huiput sijaitsevat koveran kourun sivuseinillä, ja suihkua alavirtaan päin mentäessä pyörteet suurenevat ja sitten vähitellen yhtyvät niiden välissä olevan mel-kein-laminaarin virtauksen L kanssa. Suihkun melkein-laminaarin vir-tauksenvyöhykkeeseen liittyy huomattava indusoidun ilman mukaantulo, joka on kaaviollisesti esitetty nuolilla? tämä ilman indusoituminen pyrkii venyttämään aihiota 10 lasisäikeeksi ja viemään tämän mukanaan suihkuun ja tarkemmin sanottuna pyörteiden 14 välissä sijaitsevaan la-minaarin virtauksen vyöhykkeeseen.

Kuviossa 2 se vyöhyke, joka on esitetty erilleen vedettynä alavirtaan päin viitenumerossa 14, osoittaa, että pyörteet vähitellen yhtyvät suih kua alavirtaan päin mentäessä, muodostuen yhä vähemmän selvästi erottuviksi, niin kuin katkoviivoilla on esitetty.

Lasisäikeen syöttöä suihkun pyörteiden välissä sijaitsevaan laminaarin virtauksen vyöhykkeeseen on kuviossa 2 merkitty kirjaimella S. Sitten säikeen tempaavat mukaansa pyörteet ja se joutuu itse asiassa alttiiksi primäärivenytykselle suihkussa ja erityisesti saman suihkuparin suihkujen välisessä vyöhykkeessä, mikä vähitellen pienentää sen poikkileikkausta, niin että muodostuu filamentti. Se, että lasisäie S syötetään melkein-laminaarin virtauksen vyöhykkeeseen, tarjoaa useita etuja: eri tyisesti se tekee mahdolliseksi välttää lasisäikeen katkeaminen sen vyöhykkeen pyörteettömyyden ansiosta, johon lasi syötetään, siten suosien erityisen pitkien filamenttien tai kuitujen valmistusta. Lisäksi laminaarin virtauksen vyöhykkeen läheisyyteen indusoidut ilmavirrat pyrkivät automaattisesti vetämään lasisäiettä pyörteiden välissä sijaitsevalle keskiselle alueelle, ja tämä ilmiö on riittävän voimakas kompensoi-dakseen automaattisesti lasin syöttöaukon ojennusvirheet suihkuihin nähden. Niin kuin nuolet osoittavat, ilman indusoituminen jatkuu alavirtaan päin pitkin suihkun kulkutietä.

Vaikkakin suihkussa tapahtunut lasisäikeen venytys saattaa olla riittä- 6281 4 vä tiettyihin käyttötarkoituksiin käyttökelpoisten kuitujen valmistamiseksi, mieluimmin suoritetaan myös lisävenytys käyttämällä pääkaasuvir-taa, kuitujen siten saattamiseksi alttiiksi kahdelle venytysvaiheelle.

Niin kuin kuviosta 1 näkyy, toinen venytysvaihe on tuloksena siitä, että jokainen suihku, ohjattuna vinosti päävirtaa kohti, kohtaa tämän ja tunkeutuu tämän sisään muodostaen vuorovaikutusvyöhykkeen. Toinen venytys-vaihe tapahtuu tässä vuorovaikutusvyöhykkeessä, joka on yksityiskohtaisesti selitetty ranskalaisessa patenttijulkaisussa 2 223 318 ja edellä mainituissa patenttihakemuksissa.

Vertaamalla kuvioita 1 ja 2 nähdään myös, että kuhunkin suihkuun muodostuneilla kahdella pyörteellä on sama pyörimissuunta kuin suihkun päävir-ran sisään tunkeutuessa muodostuneella pyörreparilla.

Jotta sisääntunkeutuminen tapahtuisi, suihkun liike-energian tilavuus-yksikköä kohti on oltava suurempi kuin päävirran. Lisäksi sen poikkileikkauksen tai ainakin sen poikkileikkauksen ulottuvuuden päävirran poikittaissuunnassa on oltava pienempi kuin päävirran. Näiden ulottuvuus- ja liike-energiasuhteiden on vallittava varsinkin sen vyöhykkeen alueella, jossa suihku tunkeutuu päävirran sisään. Tämän johdosta, koska virtaus tässä kohdassa koostuu yhtyneistä pyörteistä 14a ja indusoidusta ilmasta, on välttämätöntä käyttää suihkuja, joiden liike-enrgia niiden syntyessä, so. niiden jakolaatikon 7 lähtöaukoista lähtiessä, on vielä suurempi.

Päävirtaan tunkeutuessaan jokainen suihkusta muodostunut virtaus aiheuttaa siinä pyörreparin muodostumisen, joka on kaaviollisesti esitetty kohdassa 15 ja jonka parin pyörteet nekin pyörivät vastakkaisiin suuntiin niin kuin kuvioon 1 on merkitty. Kussakin kuidutuskeskuksessa osaksi venytetty säie eli filamentti joutuu täten alttiiksi täydentävälle venytysvoimalle pyörteet 15 muodostavien suurinopeuksisten virtojen vaikutuksesta, mikä tekee mahdolliseksi suorittaa toinen venytysvaihe ja valmistaa ohut kuitu.

Tällaisen laitoksen eri kuidutuskeskuksissa täten valmistuneet kuidut kootaan esimerkiksi rei'itetylle kuitujen vastaanottolaitteelle kuten kuljettimelle 16, joka kulkee yhden tai useampien imukammioiden 17 päällä, mikä tekee mahdolliseksi ottaa kuidut talteen patjan eli maton F muodossa kuljettimen kulkevalle hihnalle.

6281 4 9

Kuiduille voidaan tietenkin sumuttaa, esimerkiksi sillä alueella, jolla kuvio 1 on katkaistu, jotakin sopivaa sideainetta kuten jotakin hartsi-sideainetta. Kyllästetty kuitupatja siirretään sitten käsittelyasemal-le kuten uuniin, sideaineen polymeroimiseksi.

Niin kuin jo on selitetty, suihkun liike-energian tilavuusyksikköä kohti on oltava suurempi kuin päävirran, olkoonpa kaasujen lämpötila mikä tahansa. Voidaan käyttää esimerkiksi polttimiin yhdistettyjä kaasujen syöttölaitteita, niin että päävirta ja suihku molemmat ovat korkeissa lämpötiloissa, joten niiden ominaismassat ovat pienet. Tässä tapauksessa käytetään suihkua, jonka nopeus on suurempi kuin päävirran, liike-energioiden toivotun suhteen saavuttamiseksi. Tämä suhde voidaan saavuttaa myös käytettäessä suihkuun kaasua, jonka lämpötila on verraten alhainen ja ominaismassa siis suuri, esimerkiksi ympäristön lämpötiloista paineilmaa, päävirran koostuessa korkeassa lämpötilassa olevista palamistuotteista, ja tässä tapauksessa suihkun nopeus voi olla pienempi kuin edellä ja jopa pienempi kuin päävirran. Tämä sovitus johtaa kuitenkin haluttuun tulokseen, so. suihkuun, jonka liike-enrgia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin päävirran, niin että se tunkeutuu päävirran sisään ja sen johdosta muodostaa toivotun vuorovaikutusvyö-hykkeen.

Kuviot 3, 4 ja 5 esittävät kuidutuskeskuksen kolmen pääelimen, nimittäin päävirran kehittimen, suihkun lähettimen ja venyvän aineksen syötön lähteen keskinäisiä asemia. Niihin on merkitty symbolit, jotka tarkoittavat eri parametreja ja tarkemmin sanottuna tiettyjä välimatkoja ja tiettyjä kulmia, joihin kohdistuvat seuraavat taulukot, joissa on annettu ulottuvuuksien ja kulmien sekä sopivat vaihtelualueet että ensisijaiset arvot.

Taulukko I

Vetolevy ja venytettävän aineksen syöttönipat

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

R

10 6281 4

Taulukko II Suihkun lähetys

Symboli Ensisijainen arvo (mm, astetta) Vaihtelualue d 2 0,5-4 1 3 1-15

Yj 5 1,0 - ctD 45° 20 - 90

Rd 2,5 2-3

dJ

Taulukko III Päävirta

Symboli Ensisijainen arvo (mm) Vaihtelualue 1- 10 5 - 20

D

Taulukko IV

Eri elinten keskinäiset asemat

Symboli Ensisijainen arvo ( mm,astetta) Vaihtelualue aJB 45 20 - 90 XBJ - 5 + 10 - - 20 XJF 5 1-8

Zjp 5 0 - 15 Z„ 20 15 - 35

Zdb 16 0-30 1D 2 1-3

dJ

Mitä tulee symboliin'XBJ, sen negatiiviset arvot vastaavat kuviossa esitettyä tapausta, jossa päävirran lähetysputki sijaitsee sekundäärisuih-kun lähetöaukosta ylävirtaan päin päävirran etenemissuuntaan nähden.

Toisaalta mitä mittaan Z_n tulee, todetaan, että sen arvo on nolla, mi-

Un kä vastaa deflektorin alareunan sijaintia päävirran rajalla; jolloin suihkun pyörteet jatkuvat ja voimistuvat päävirran kanssa muodostunees- 11 6281 4 sa vuorovaikutusvyöhykkeessä, niin että saavutetaan parempi suihkun ja päävirran venytysvaikutusten jatkuvuus.

Kuidutuskeskusten lukumäärä voi olla jopa 150, mutta normaaleissa lasin tai sen kaltaisten lämpöplastisen aineksen kuidutuslaitoksessa kel vollinen vetolevy käsittää esimerkiksi 70 syöttönippaa.

Tässä esityksessä käytetty ilmaisu venytettävän aineksen "syöttöaukko" on tulkittava hyvin laajasti; se voi itse asiassa tarkoittaa joko eril lista, deflektorielimessä virtaavaan suihkuun ainesta syöttävää aukkoa, tai suihkuriviin liittyvää syöttörakoa, tai syöttöaukkosarjaa. Syöttö-aukkorivi voidaan itse asiassa korvata raolla, joka sijaitsee päävir-taan nähden poikittaisena suihkurivin ja siihen liittyvien deflektori-elinten alavirran puolella, jolloin raosta lähtevä aines jakautuu sarjaksi kartioita ja säikeitä suihkujen ja indusoitujen ilmavirtojen vaikutuksesta, minkä jälkeen kukin suihku tempautuu vastaavan suihkun lami-naarin virtauksen vyöhykkeen mukaan.

Huomattakoon myös, että esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelmän käyttöolosuhteet vaihtelevat funktiona useista tekijöistä, esimerkiksi kuidutettavan aineksen ominaisuuksista. Niin kuin edellä on mainittu, keksintöä voidaan soveltaa laajalti vaihteleviin venytettävissä oleviin aineksiin. Vetolevyn eli syötön lähteen lämpötila vaihtelee tietenkin kulloinkin kuidutettavana olevan aineksen mukaan, ja lasin tai muiden epäorgaanisten lämpöplastisten ainesten tapauksessa se yleensä vaihtelee lämpötila-alueella, joka voi sijaita noin 1400° ja noin 1800°C välillä. Tavanomaista tyyppiä olevan lasiseoksen tapauksessa vetolevyn lämpötila on noin 1480°C.

Yksikkö-virtaama voi vaihdella 20 ja 150 kg:n välillä reikää kohti 24 tunnissa tyypillisten arvojen ollessa 50 ja 80 kg:n välillä reikää kohti 24 tunnissa.

Tietyt suihkua ja päävirtaa koskevat arvot, joita on esitetty seuraa-vissa taulukoissa, ovat myös tärkeät. Niistä käytetään seuraavia symboleja: P = paine T = lämpötila V = nopeus p = tilavuusmassa 12 6281 4

Taulukko V Suihkun lähtö

Symboli Ensisijainen arvo Vaihtelualue

Pj (baria) 2,5 1-50 TT (°C) 20 10 - 1100 d

Vj (m/sek) 300 200 - 900 p TV_2 (baria) 2,1 0,8-40

d J

Taulukko VI Päävirta

Symboli Ensisijainen arvo Vaihtelualue PB (mbaria) 95 30 - 250 T_ (°C) 1450 1350 - 1800

D

νβ (m/sek) 320 200 - 550

PgVg2 (baria) 0,2 0,06-0,5

Silloin kun käytetään yhtäaikaa sekä suihkua että päävirtaa, suihkun leveys ja mieluimmin poikkileikkauspintakin ovat pienemmät kuin päävir-ran, niin kuin edellä on selitetty, ja suihkun on tunkeuduttava päävir-taan muodostaen siihen vuorovaikutusvyöhykkeen, jossa tapahtuu venytyksen toinen vaihe. Tätä tarkoitusta varten suihkun liike-energian tila-vuusyksikköä kohti on oltava suurempi kuin päävirran sillä alueella, jolla ne ovat vuorovaikutuksessa. Erityisen sopiva näiden tilavuusyk-sikköä kohti laskettujen liike-energioiden suhde on likimäärin 10:1, eli:

PjV - 10

oBV

Aikaisemmissa hakemuksissa jo esiintyneiden tiettyjen etujen lisäksi esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä tarjoaa eräitä varsin spesii-fisiä etuja, jotka ovat kiinnostavia mitä erilaisimpien ainesten ja varsinkin termoplastisten mineraaliseosten kuten lasin ynnä muiden sen kaltaisten ainesten kuidutuksessa. Niinpä sen mukaan voidaan saavuttaa hyvä stabiliteetti lasin syötössä ja niin ollen lasikartiossa huolimat- *· . j .

13 6281 4 ta huomattavastakin järjestelmän pääelinten välisestä välimatkasta ja tarkemmin sanottuna lasin syötön lähteen, suihkun lähettimen ja päävir-ran kehittimen välisestä välimatkasta. Näiden elinten sijaitseminen kaukana toisistaan mahdollistaa nimittäin toivotun lämpötilan pysäyttämisen niissä kussakin, halutulla tarkkuudella, tehokkaan ja säännöllisen kuidutuksen saavuttamiseksi.

Keksinnön mukaan voidaan myös muodostaa suihkun virtaukseen erittäin stabiilit pyörreparit, joka stabiliteetti johtuu varsinkin siitä, että pyörteiden huiput sijaitsevat deflektorin sisässä, kaukalon muotoisessa kaarevassa osassa, ja ovat siten kiinnittyneinä stabiiliin asemaan.

Tästä seuraa suuri stabiliteetti venytettävissä olevan aineksen syötössä. Kourun muotoisen deflektorin käyttö kutakin suihkua varten erikseen tekee mahdolliseksi muodostaa pyörteet jokaiseen virtaukseen sen viereisistä suihkuista riippumattomasti, mikä tarjoaa sen edun, että suihkujen välimatka voidaan valita mielivaltaisesti.

Claims (8)

14 6281 4

1. Menetelmä venytettävän aineen muuttamiseksi kuiduksi kaa-suvirtojen avulla, tunnettu siitä, että muodostetaan ainakin yksi kaasusuihku, että tämän suuntaa muutetaan kulkemaan kaarevana ratana poikkeutuselimen koveraa pintaa pitkin ja se rajoitetaan sivuiltaan, mikä saa aikaan kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää pyörrettä, joiden huiput sijaitsevat suunnastaan poikkeutetun kaasusuihkun virtauksen sivupinnoilla, ja että aine syötetään venytettävässä tilassa olevana säikeenä kaasusuihkun kulkuradan koveraa pintaa kohti kaasusuihkun indusoi-miin kaasuihin, ja että mahdollisesti synnytetään pääkaasuvirta, jonka leveys on suurempi ja jonka kulkurata leikkaa suunnastaan poikkeutetun kaasusuihkun tai poikkeutettujen kaasusuihkujen kulkurataa, jolloin kaasusuihkun liike-energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin pääkaasuvirran, niin että se tunkeutuu siihen ja siten muodostaa vuorovaikutusvyöhykkeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainesäie syötetään laminaarisen virtauksen vyöhykkeeseen, joka sijaitsee kahden vastakkaisiin suuntiin pyörivän pyörteen välissä niiden ylävirran puolisessa osassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kunkin kaasusuihkun suunnan muutos ja rajoitus suoritetaan matkan päässä pääkaasuvirran rajasta, jolloin kukin laminaarisen virtauksen vyöhykkeeseen syötetty ainesäie joutuu alttiiksi alustavalle venytykselle kaasusuihkussa, jonka suuntaa on muutettu, ja täydentävälle venytykselle vuorovaikutus-vyöhykkeessä pääkaasuvirran kanssa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin kaasusuihkun suunnan muutos ja sivuiltaan rajoittaminen suoritetaan lähellä pääkaasuvirran rajaa, siten että kaasusuihkussa muodostetut kaksi pyörrettä jatkuvat ja voimistuvat pääkaasuvirran kanssa muodostuneessa vuorovaikutusvyöhykkeessä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasusuihkun lämpötila on lähellä ympäristön lämpötilaa. 15 6281 4

6. Laite venytettävän aineen muuttamiseksi kuiduiksi jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisella menetelmällä, joka laite käsittää venytettävän aineen syöttölähteen, joka on varustettu vähintään yhdellä syöttöaukolla, ja vähintään yhdellä ulosvirtaus-aukolla varustetun generaattorin vähintään yhden kaasusuihkun kehittämiseksi, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu vähintään yksi poikkeutuselin (8), johon kaasusuihku johdetaan ja joka käsittää kaarevan elimen (9), jonka koveruus on suunnattu kaasusuihkun kulkuradan sisäpuolta kohti, jolloin venytettävän aineen syöttöaukko (13a) sijaitsee vastapäätä kaarevan elimen koveraa pintaa venytettävää ainetta olevan säikeen syöttämiseksi kaasusuihkua kohti alueella, jolla tämä virtaa poikkeutus-elimessä, ja että laitteeseen mahdollisesti lisäksi sisältyy kehitin (6) pääkaasuvirran (B) kehittämiseksi, jonka leveys on suurempi ja joka leikkaa poikkeutuselimen (8) alavirran puolella sen suihkun kulkurataa, jonka suuntaa poikkeutuselin on muuttanut, jolloin kaasusuihkun kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin pääkaasuvirran.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että poikkeutuselimen (8) kaareva elin (9) on kourun muotoinen, jonka kovera puoli on suunnattu kaasusuihkuun päin.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että kourun muotoisen poikkeutuselimen (8) vapaa pää sijaitsee matkan päässä pääkaasuvirran rajasta.