FI69447B - Ihaolig centrifugalanordning foer fibrering av glas - Google Patents

Description

--- Π _ KUULUTUSJULKAISU S π λ λ m [β] (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 694 4 7 C (45) Patentti myönnetty

Patent ne Melat 10 CC 10CC

V ^ (51) Kv.ik.4/int.a.* C 03 B 37/0¾ // O 01 0 5/18 (21) Pttenttlhakemu* — Pttentansöknlng 793833 (22) Hakemiipiivä— Ansöknlngsdag 07-12.79 (Fl) (23) Alkupilvi — Giltlghetsdag 07-12.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivlt offentllg 09.06.8 0

Patentti- ja rekisterihallitus Nihtäväksipanon ja kuui.juikaisun pvm.— 3i.IO.85

Patent- oeh registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publlcerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prioritet 08.1 2.78

Ranska-Frankr!ke(FR) 783^816 (71) Saint-Gobain Industries, 62, boulevard Victor Hugo, 92209 Neuilly-sur-Seine, Ranska-Frankrike(FR) (72) Jean A. Battigelli, Rantigny, Francois Bouquet, Rantigny,

Igor Fezenko, Aubervi11iers , Jean-Jacques Massol, Asnieres,

Ranska-Frankrike(FR) (7¾) Berggren Oy Ab (5¾) Ontto keskipakolaite lasin kuiduttamiseksi -

Iheilig centrifugalanordning för fibrering av glas

Esillä oleva keksintö koskee parannuksia lasien täi sen tapaisten lämpöplastisten aineiden, etenkin mineraaliaineiden kuidu-tukseen keskipakolaitteen avulla, jonka keskiviiva on pystysuorassa ja johon syötetään lasivirta, joka laitteen pyöriessä suunnataan laitteen kehäseinän sisäpintaa kohti, johon on muodostettu joukko reikiä, niin että lasi linkoutuu lankojen eli "primää-rikuitujen" muodossa mainittujen reikien ulostulokohdasta. Erityisesti tämä keksintö koskee sellaista onttoa keskipakolaitet-ta lämpöplastisten aineiden, etenkin sulan lasin, kuidutusta varten, jossa laitteessa on kehäseinä, jossa on päällekkäiset rivit kuidutusreikiä ja jonka alareunassa on kaulusosa, joka ul-konee keskipakolaitteen keskustaa kohti ja jonka yläreuna on ohuempi kuin alareuna ja keksinnön mukaiselle keskipakolaitteel-le on pääasiallisesti tunnusomaista se, että kehäseinä on paksuin alaosastaan, ohuin keskiosastaan ja keskipaksu yläosastaan .

On olemassa laite rengasmaisen venytyskaasuvirran muodostamiseksi polttokammion ulostulokohtaan, joka rengasmainen virta on suunnattu alaspäin, pitkin lingon kehäseinän rei'itetyn kaistan ulkopintaa, niin että tämä rengasmainen virta venyttää lasilangat ja 2 69447 vie kuidut mukanaan alaspäin, niin että ne kerrostuvat, yleensä jollakin sideaineella päällystettyinä, rei'itetyn vastaanotto-kuljettimen yläpinnalle, joka tavallisesti on sijoitettu niin, että se muodostaa keräyskammion alaseinän. Eräässä erityisessä sovellutusmuodossa kuljettimen alle on sovitettu imulaatikoita helpottamaan kuitukerroksen eli -maton muodostumista kuljetti-melle, joka kerros sitten poistetaan lisäkäsiteltäväksi, pakattavaksi jne.

Nykyisin käytetyissä tämäntyyppisissä järjestelmissä on tavanomaista käyttää niin sanottuja pehmeitä laseja, so. lasiseoksia, jotka on suunniteltu erityisesti niin, että niillä on sellaiset lämpötila- ja viskositeettiominaisuudet, että ne mahdollistavat lasin kulkemisen vapaasti keskipakolaitteen seinän reikien läpi lämpötilassa, joka on selvästi alempi kuin se lämpötila, jonka keskipakolaite pystyy kestämään liiallisesti syöpymättä ja deformoitumatta.

Niinpä keksinnön tarkoituksena on suurentaa selitettyä tyyppiä olevan keskipakovenytyslaitoksen tuotantokykyä, samalla käytännöllisesti katsoen poistaen tietyt saasteen lähteet ja antaen mahdollisuuden käyttää kuitujen valmistukseen halpoja lasiseoksia, joilla on paremmat lämmönsieto-ominaisuudet.

Tavanomaisella keskipakolaitteella tunnettua tyyppiä olevasta seoksesta valmistettuja kuituja käyttäen saatuja eristystuot-teita voidaan käyttää vain sovellutuksiin, joissa ne joutuvat alttiiksi vain vähän yli 400°C lämpötiloille. Tietyistä keksinnön mukaisista seoksista valmistettuja kuituja käyttäen vastaava lämpötila voi sen sijaan nousta jopa noin 480°C:een.

Edellä mainitut yleiset ongelmat voidaan ratkaista käyttämällä keksinnön mukaista keskipakoislaitetta.

Lasia kuidutettaessa vaikuttavat onnistumiseen sekä lasin että kaluston ominaisuudet.

3 69447

Todettakoon ensiksi lasin koostumuksesta (jossa esimerkkejä annetaan jäljempänä), että joskin keskipakolaitekalustoa voidaan käyttää nykyisin käytettyjen lasikoostumusten yhteydessä, niin koostumukseen ei voi sisältyä fluoria ja vain vähän jos lainkaan bariumia ja booria. Tällaiset lasin koostumukset vastaavat "kovia” laseja, joiden sulamis- ja devitrifikaatiolämpö-tilat ovat korkeammat. Tästä seuraa, että näitä koostumuksia, joista puuttuu fluori ja jopa boori, ja ainakin barium, ja joita ei voida kuiduttaa ennestään tunnetulla venytysteknii-kalla, voidaa kuiduttaa keksinnön mukaisella kalustolla. Lisäksi nämä kovat lasit ovat kiinnostavia suuremman lämpötilankes-tävyytensä kannalta.

Tällaiset "kovat" lasikoostumukset, joiden devitrifikaatio-lämpötilat ovat korkeat ja jotka saavuttavat kuidutukseen sopivan viskositeetin vasta korkeissa lämpötiloissa, vaativat erikoista kuidutusmenetelmää ja -kalustoa, ja keksintö kohdistuukin erääseen tärkeään parannukseen keskipakolaitteen rakenteessa joka helpottaa kuitujen valmistusta mainituista "kovista" laseista ja jopa mahdollistaa tiettyjen erittäin "kovien" lasikoostumusten kuidutuksen, joita olisi vaikea, ellei mahdoton kuiduttaa tunnettua tyyppiä olevalla keskipakolaitteella.

Huomattakoon myös, että tämä rakenteellinen parannus, samalla kun se on erityisen edullinen ja tärkeä "kovien" lasien kuidu-tuksessa, on se edullinen myös muuntyyppisiin laseihin.

Muita keksinnön etuja ja ominaisuuksia käy ilmi seuraavasta selityksestä, joka annetaan edullisena mutta keksintöä rajoittamattomana esimerkkinä oheisten piirustusten yhteydessä, joissa: kuvio 1 on pysty leikkauskuvanto, joka esittää kuitujen valmistuslaitosta, johon kuuluu keksinnön erään ensisijaisen sovel-lutusmuodon mukainen keskipakolaite, joka on varustettu puhalluslaitteella, joka kehittää rengasmaisen venytyskaasuvirran, joka on suunnattu pitkin keskipakolaitteen kehäseinää; •-----· u,.

4 69447 kuvio 2 on kuvion 1 kaltainen leikkauskuvanto ja esittää erästä keskipakolaitetta ja lasin syöttämiselintä; kuviot 3 ja 4 ovat leikkauskuvantoja keskipakolaitteen kehän-myötäisen seinän rei'itetyn kaistan varianteista.

Kuvion 1 esittämässä sovellutusmuodossa esiintyy keskipakolait-teen pystysuora kannatusakseli 10, joka alapäässään kannattaa laitetta 11, johon keskipakolaite on tarkoitettu kiinnitettäväksi. Varsinaista keskipakolaitetta kokonaisuudessaan on merkitty viitenumerolla 12. Se koostuu kehänmyötäisestä kaistasta eli seinästä 13, jossa on lukuisia kuidutusreikärivejä ja jonka reuna on kiinnitetty napaan 11 keskisestä kiinnitysosastaan eli kuvustaan 14. Keskipakolaitteen seinään tehdyt reiät on esitetty ainoastaan laitteen seinän leikkauskohdissa, mutta itsestään selvää on, että se on varustettu lukuisilla rei'illä, jotka ovat jakaantuneina useihin, pystysuoran välimatkan päässä toisistaan oleviin riveihin. Alareunastaan keskipakolaite on varustettu kauluksella 15, joka ulkonee sisäänpäin ja johon on kiinnitetty sylinterimäisen elimen 16 yläreuna, jolla elimellä on lujitus- eli tukitehtävä, joka selitetään jäljempänä.

Keskipakolaitteen sisässä on jakelukori 17, joka pyörii keskipakolaitteen mukana ja jossa on vain yksi sarja jakelureikiä 18, jotka on sijoitettu olennaisesti keskipakolaitteen kehäsei-nän ylimmän reikärivin tasoon. Niin kuin näkyy, kori 17 on kiinnitetty laitteeseen 11 alaspäin suunnattujen hakojen 17a avulla. Lasivirta syötetään alaspäin, keskeltä, keskipakolaitetta kannattavan rakenteen läpi, niin kuin kohdasta S näkyy, niin että se saapuu korin sisään ja leviää sivuille päin pohjaa pitkin korin rei'itettyyn kehäseinään saakka, jolloin lasi muodostaa tämän seinän sisäpuolelle kerroksen, josta viitenumerolla 9 merkityt langat lähtevät reikien läpi ulospäin säteen suunnassa, keskipakolaitteen kehäseinän sisäpintaa kohti, sen ylimmän reikärivin vyöhykkeelle; tästä vyöhykkeestä lasi virtaa alaspäin keskipakolaitteen seinän sisäpintaa myöten.

5 69447 Tämä alaspäin suunnattu virtaus tapahtuu esteettä, koska kehä-seinän sisäpuolella ei ole mitään rajoittavaa seinää eikä kammiota, ja virtauksella, sitä stratoskooppisessa valaistuksessa havainnoitaessa on laminaarit ominaisuudet, jossa esiintyy yhdenmukaisia aaltoja. Tästä pidättämättömästä ja esteettömästä laminaarisesta virtauksesta lasi tunkeutuu keskipakolait-teen kehäseinässä oleviin reikiin ja joutuu lingotuksi kaikista näistä rei'istä ulos lukuisten primäärilankojen muodossa, joille jäljempänä selitettävän kaluston muodostama rengasmainen kaasuvirta sitten suorittaa venytyksen.

Mitä tulee jakelukorin (17 kuviossa 1) sovitukseen, huomattakoon, että enin osa tunnetuissa menetelmissä käytetyistä jakelu-koreista on varustettu useilla pystysuoran välimatkan päässä toisistaan olevilla reikäriveillä lasin jakelun varmistamiseksi keskipakolaitteen rei'itetyn kehäseinän suuntaan tämän seinän pystysuoran ulottuvuuden suurimmalla osalla. On kuitenkin todettu, että käytettäessä tämän tunnetun tekniikan mukaisia reikiä lasin pystysuoran jakelun suorittamiseen, kohdataan tiettyjä hankaluuksia ja vaikeuksia, etenkin käytettäessä mitoiltaan verraten suuria keskipakolaitteita, mitä tulee rei'itetyn seinän sekä läpimittaan että pystysuoraan korkeuteen.

Eräänä tärkeimpänä vaikeutena on se lämpö, jonka lasilangat menettävät matkallaan jakelukorista keskipakolaitteen kehäseinän sisäpinnalle. Tämä lämpöhäviö on suoraan verrannollinen syötettyjen lankojen kokonaispintaan. Kun käytetään suurta lukumäärää pieniä lankoja, niin kuin aikaisemmissa järjestelmissä, kokonaispinta-ala on paljon suurempi kuin keksinnön mukaisessa sovellutuksessa, jossa jakelukori on varustettu ainoastaan yhdellä rivillä suurempikokoisia reikiä, mikä mahdollistaa saman lasimäärän syöttämisen niin, että sen kokonaispinta-ala on paljon pienempi. Näin ollen, eräässä erikoistapauksessa, keksinnön mukainen järjestelmä mahdollistaa tietyn lasimäärän syöttämisen lankojen muodossa, joiden pinta-ala 6 69447 vastaa ainoastaan 1/7 aikaisemmissa järjestelmissä esiintyvästä pinta-alasta.

Keksinnön ansiosta saadaan näin ollen eliminoiduksi liiallinen lämpöhäviö, joka tapahtuu lasista sen siirtyessä jakelukorista kes-kipakolaitteen kehäseinälle ja muodostaa suuren haitan ennestään tunnetuissa kalustoissa. Lisäksi näissä tunnetuissa sovellutuksissa muodostuneiden lasilankojen pienten mittojen johdosta niiden kulkiessa jakelukorista keskipakolaitteen kehäseinälle tapahtuva lämpöhäviö on paljon vähemmän yhdenmukainen eri lankojen kesken kuin siinä tapauksessa, että muodostetaan pienempi lukumäärä paksumpia lankoja niin kuin tämän keksinnön mukaisessa sovituksessa.

Joskaan edellä minittuja, lämpöhäviöihin liittyviä hankaluuksia ei ole pidetty prohibitiivisina käytettäessä tunnettujen menetelmien pehmeitä laseja, nämä lämpöhäviöt eivät ole siedettäviä käytettäessä tässä kyseessä olevia kovia laseja.

Toinen tärkeä tekijä on se, että esillä oleva keksintö mahdollistaa keskipakolaitteen läpimitan suurentamisen. Käytettäessä tunnettujen järjestelmien mukaista koria, jossa muodostuu pieniläpimittaisia lasilankoja, keskipakolaitteen läpimitan suurentamisella on taipumus aiheuttaa lankojen aaltoliikettä ja sen johdosta muuttaa toimintaolosuhteiden olosuhteita. Käyttämällä keksinnön mukaan pienempää lukumäärää paksumpia lankoja tätä aaltoliikettä saadaan vaimennetuksi, mutta muitakin keinoja, joilla tätä aaltoliiketaipumusta voidaan pienentää, selitetään tämän patenttiselityksen jatkuessa.

Lisäksi silloin kun suuri lukumäärä pieniä lasilankoja suunnataan keskipakolaitteen rei'itetyn kehäseinän sisäpintaa kohti tämän seinän rei'itetyn vyöhykkeen ulottuvuuden suurimmalla osalla, jotkin langoista saapuvat rei’itetylle seinälle ojennuksessa tai lähes ojennuksessa seinän reikien kanssa, kun taas toiset langat saapuvat seinälle reikien välivyöhykkeissä, mikä aiheuttaa epäyhdenmukaiset virtausolosuhteet, joilla on taipumus häiritä muodostuvien kuitujen yhdenmukaisuutta.

Näin ollen keksinnön mukaan sen sijaan että käytettäisiin suurta lukumäärää lankoja, jotka jakautuvat pystysuunnassa keskipakolaitteen kehäseinälle, muodostetaan ja ylläpidetään kerros 7 69447 sulaa lasia, joka esteettömästi ja vapaasti virtaa alaspäin pitkin rei'itetyn kehäseinän sisäpintaa, jolloin lasin syöttö tapahtuu tämän kerroksen yläreunaan ja tämä kerros etenee alaspäin laminaarisesti, kulkien keskipakolaitteen seinän kaikkien reikien ohi, niin että lasilankojen linkoutumisolosuhteet kehäseinän jokaisen reiän läpi ja jokaisen reiän ulostulokoh-dassa ovat käytännöllisesti katsoen samat, mikä eliminoi valmistettujen kuitujen epäyhdenmukaisuuden erään syyn.

.Tämä esteettömästi alaspäin virtaavan kerroksen muodostaminen varmistetaan edellä kuvion 1 yhteydessä selitetyn jakelukorin avulla, so. käyttämällä jakelukoria, jossa kaikki kuiduiksi muutettava lasi ohjataan keskipakolaitteen seinää kohti yhden ainoan reikäsarjan kautta, joka sijaitsee siinä tasossa tai lähellä sitä tasoa, joka on keskipakolaitteen seinän ylimmän reikäsarjan korkeudella tai lähellä sitä. Tämä ainoa reikärivi käsittää edullisesti yhteensä vain 75-200 reikää, mikä luku on kymmeneksen ja kolmanneksen välillä siitä luvusta, jota nykyisin käytetään monirivisissä jakelukoreissa.

Toivottujen yhdenmukaisten olosuhteiden vakiinnuttamista lasin kululle keskipakolaitteen seinän reikien kautta parannetaan vielä eräillä muilla ensisijaisilla toimintaolosuhteilla, jotka määritellään jäljempänä, etenkin pysyttämällä sellaiset lämpötilaolosuhteet, jotka saavat lasille aikaan olennaisesti yhdenmukaisen viskositeetin keskipakolaitteen seinän ylisellä ja alisella vyöhykkeellä.

Lasilankojen venytyksen varmistamiseksi kuviossa 1 esitettyyn laitteeseen kuuluu rengasmainen kammio 20, joka on varustettu rengasmaisella putkella 21 ja jota kammiota 20 syötetään yhdestä tai useammasta polttokammiosta, kuten 22, jotka on varustettu asianmukaisilla, polttoainetta kuumien venytyskaasujen kehittämistä varten polttavilla laitteilla. Näin muodostuu rengasmainen, alaspäin suunnattu venytyskaasuvirta, joka esiintyy kes-kipakolaitetta ympäröivän verhon muodossa. Keskipakolaitetta ja puhalluslaitetta kannattavan rakenteen yksityiskohtia ei selitetä tässä patenttiselityksessä, koska ne ovat alan ammatti-miehille vanhastaan tunnetut.

69447

Niin kuin kuviosta 1 näkyy, kalustoon kuuluu myös keskipakolait-teen alareunan lämmityslaite. Laite voi olla monenlaista eri muotoa ja on mieluimmin muodoltaan rengasmainen ja suurtaajuus-länunityslaite, joka on esitetty kohdassa 23. Tämän lämmitys-renkaan läpimitta on mieluimmin suurempi kuin keskipakolait-teen, ja se sijaitsee mieluimmin pienen välimatkan päässä läm-mityslaitteen pohjan alapuolella.

Esitettäköön nyt toimintaolosuhteet ja -parametrit:

Mitä tulee keksinnön kuvion 1 mukaisen sovellutusmuodon toimintaan, huomattakoon ensinnäkin, että joskin kaikenmuotoisiin keskipakolaitteisiin voidaan sovelluttaa keksinnön eri tunnusmerkkejä, keksinnön puitteisiin kuuluu se, että keskipakolait-teen läpimitta on suurempi kuin tavanomaisten keskipakolaittei-den. Keskipakolaitteen läpimitta voi esimerkiksi olla suuruusluokkaa 400 mm sen sijaan että suuressa lukumäärässä aikaisempia laitteita nykyisin käytetään arvoa 300 mm. Tämä tekee mahdolliseksi sijoittaa keskipakolaitteen kehäseinään paljon suurempi lukumäärä lasin linkoamisreikiä, niin että käy päinsä edullisesti suurentaa niiden lasilankojen lukumäärää, jotka kes-kipakolaite linkoaa sitä ympäröivään rengasmaiseen puhallus-virtaan niiden venyttämiseksi. Tämäntyyppisten keskipakolait-teiden verraten suurten pyörintänopeuksien johdosta tämä laite on alttiina erittäin suurelle keskipakovoimalle, ja koska se toimii korkeassa lämpötilassa, kehäseinän keskivyöhykkeellä on aina taipumus kaareutua ulospäin. Tänä taipumus kumotaan käyttämällä lujitus- eli tukilaitteita, joista useita muotoja selitetään piirustuksessa esitettyjen eri sovellutusmuotojen yhteydessä. Kuvion 1'mukaisessa sovellutuiämuodossa lujituslaite esiintyy rengasmaisen elimen 16 muodossa, joka on kiinnitetty sisäänpäin kaarevan kauluksen 15 välityksellä kehäseinän alareunaan. Tämän rengaselimen 16 lujitusvaikutus on helposti ymmärrettävissä kun otetaan huomioon se, että kehäseinän 13 keski-vyöhyke, jolla on taipumus kaareutua ulospäin keskipakovoiman vaikutuksesta, pyrkii myös taivuttamaan kaulusta 15 ylöspäin ja sisäänpäin sen ja seinän 13 reunan liittymäviivan ympäri.

Jos (niin kuin tunnetuissa keskipakolaitteissa) rengasmaista elintä 16 ei ole, osa tästä kauluksen 15 taipumasta ylöspäin 9 "69447 ja sisäänpäin esiintyy lievän aaltoilun muodostumisena sen verraten ohueen sisäreunaan. Sen sijaan rengaselimen 16 läsnäolo tämän kauluksen sisäreunalla estää tämän aaltomuodostuksen, varmistaen siten keskipakolaitteen seinän lujituksen. Elimen 16 kulmittainen liittymä kaulukseen 15 myötävaikuttaa myös toivotun lujituksen muodostumiseen.

Edellä selitetyssä tarkoituksessa rengaselimen 16 ulottuvuus kes-kipakolaitteen keskiviivan suunnassa on mieluimmin suurempi kuin keskipakolaitteen kehäseinän keskimääräinen paksuus. Lisäksi "kehäseinän ulospäin kaareutumisen tehokkaasti vastapainottami-seksi rengaselin 16 kiinnitetään mieluimmin niin, että se ulko-nee alaspäin kauluksen 15 sisäreunasta. Edullista on antaa sille pystysuora ulottuvuus, joka on suurempi kuin seinän 13 maksimipaksuus. On todettu, että lujittamalla keskipakolaite tällä tavalla voidaan viivyttää keskipakolaitteen seinän kuper-tumista ja niin ollen pidentää tämän laitteen toimintaikää.

Toisissa, seuraavassa selitettävissä kuvioissa on esitetty muita keinoja, joilla tämä lujittaminen voidaan suorittaa.

Ennen keksinnön mukaisen laitteen kuviossa 1 esitetyn sovellu-tusmuodon toiminnan selittämistä huomattakoon, että tunnetussa menetelmässä, jossa keskipakolaitetta käytetään verraten pehmeän lasin kanssa, lasi tavallisesti syötetään jakelukoriin, joka on kiinnitetty keskipakolaitteen keskiseen vyöhykkeeseen ja johon kuuluu kehäseinä, joka on varustettu useilla pystysuoran välimatkan päässä toisistaan olevilla riveillä lasin-jakelureikiä, niin että korista lähtevä lasi saavuttaa keskipakolaitteen kehäseinän ainakin suurimmalla osalla sen pystysuoraa ulottuvuutta. Tällöin muodostuu huomattava lämpötilan erotus kehäseinän yläreunan ja sen alareunan välille. Tämän johdosta yläreuna on korkeammassa lämpötilassa kuin alareuna, pääasiassa sen johdosta, että tämä yläreuna sijaitsee venytys-virran syntymävyöhykkeen läheisyydessä. Lisäksi kehäseinän paksuus on nykyisin yhtä suuri sen koko korkeudella tai tietyissä tapauksissa jopa paksumpi yläreunan puolella kuin alareunan puolella. Lisäksi tunnetussa tekniikassa saattaa esiintyä tiettyjä ulottuvuuksien (läpimitan) eroavuuksia 10 69447 keskipakolaitteen ylisten rivien reikien ja sen alisten rivien reikien välillä. Ennestään tunnetuissa toteutuksissa on jo otettu huomioon näitä eri tekijöitä sen aikaansaamiseksi, että lasilangat ylemmistä rei'ista sinkoutuvat suuremmalla nopeudella kuin langat alemmista rei'ista, niin että saadaan niin kutsuttu "sateenvarjo"-kuidutus, joka on selitetty esimerkiksi ranskalaisessa patenttijulkaisussa 1 382 917 (kuvio 3). Tällä tavoin vältetään kuitujen risteileminen toistensa kanssa, siis niiden sekaantuminen ja hitsautuminen toisiinsa kuidutusvyöhyk-keessä, niin kuin käy silloin kun lasilangat lingotaan yhtä pitkän matkan päähän ylisistä reikäriveistä ja alisista reikä-riveistä.

Joskin tietyissä tunnetuissa järjestelmissä keskipakolaitteen alareunalle suoritetaan lämmitys sen lisäksi, joka aiheutuu rengasmaisen venytysvirran vaikutuksesta ja lasin syöttämisestä sulana, "sateenvarjo"-kuidutuksen aikaansaaminen vaatii tunnetuissa toteutuksissa useimmiten sen, että on saatava aikaan erotus lasin lämpötilojen välille keskipakolaitteen yläreunassa ja sen alareunassa. Keskipakolaitteen yläreuna on alttiina korkeammalle lämpötilalle edellä mainittujen tekijöiden johdosta, kun taas keskipakolaitteen alareuna on tavallisesti alemmassa lämpötilassa silloinkin kun kehitetään lisälämmitys; tästä lämpötilojen erotuksesta, jotka ovat esimerkiksi noin 1050°C keskipakolaitteen yläosassa ja noin 950°C alaosassa, johtuu, että lasin viskositeetti on pienempi ylhäällä kuin alhaalla, mistä taas johtuu se, että lasi virtaa helpommin ylempien reikien läpi ja että lasilangat linkoutuvat kauemmaksi keskipako-laitteen yläosasta kuin alaosasta mikä tekee mahdolliseksi saada aikaan toivottu "sateenvarjo"-kuidutus.

Tunnetuissa menetelmissä, joissa käytetään pehmeitä laseja, voitaisiin saada aikaan tällainen lämpötilojen erotus keskipakolaitteen yläreunan ja alareunan välille edellä mainittujen tarkoitusten saavuttamiseksi, koska näitä pehmeitä laseja käytettäessä, silloinkin kun lämpötila huomattavasti ylittää devitri-fikaatiolämpötilan (sillä lasilla, joka sijaitsee ylisten reikä-rivien kohdalla olevassa vyöhykkeessä), lämpötila ei kuitenkaan ole riittävän korkea aiheuttaakseen vakavia vahinkoja keskipakolaitteen metallille.

il 11 69447

Sen sijaan kovaa lasia käytettäessä ei käytännössä ole mahdollista toimia suurella keskipakolaitteen yläreunan ja alareunan välisellä lämpötilaerolla. Syynä tähän on se, että jos lämpötila alareunassa pysytettäisiin riittävän paljon devitrifikaa-tiolämpötilaa korkeammalla tasolla lasin kiteytymisen ja sen johdosta alisten reikärivien tukkeutumisen välttämiseksi, sa-teenvarjokuidutuksen aikaansaamista varten tunnetuissa järjestelmissä usein käytettyjen lämpötilaerojen aikaansaamiseksi olisi pakko nostaa lasin lämpötila keskipakolaitteen yläreu-. nan kohdalla olevassa vyöhykkeessä niin korkeaan arvoon, että-keskipakolaite joutuisi alttiiksi liian suurelle korroosiolle, eroosiolle ja/tai muodonmuutokselle.

Keksinnön mukaan nämä tekijät huomioon ottaen ja käytettäessä kovia lasikoostumuksia, saadaan toivottu sateenvarjokuidutus aikaan uudella tavalla. Sen sijaan, että käytettäisiin lämpö-tilaerotusta keskipakolaitteen yläreunan ja alareunan välillä, vakiinnutetaan likimäärin sama lämpötila keskipakolaitteen yläreunaan ja alareunaan ja tämä lämpötila pysytetään tasolla (esimerkiksi 1050°C:ssa), joka on korkeampi kuin devitrifikaatio-lämpötila, ollen kuitenkin verraten lähellä tätä. Lasin viskositeetti on siis olennaisesti sama keskipakolaitteen ylisten ja alisten reikärivien vyöhykkeissä, esimerkiksi noin 5000 poisea; kuitenkin keksinnön mukaan toivottu vastus lankojen linkoutumi-selle alisten rivien reikien läpi saavutetaan toisella tavalla. Niinpä, toisin kuin tunnetussa tekniikassa, keskipakolaittees-sa käytetään kehäseinää, jonka paksuus on suurempi alareunan suunnassa kuin yläreunan suunnassa, niin kuin kuviosta 1 selvästi näkyy. Tästä seuraa, että alareunan puolelle saadaan pitemmät reiät, jotka annetulla lasin viskositeetilla tekevät suurempaa vastusta lankojen virtaamiselle keskipakovoiman vaikutuksesta. Tämän virtausvastuksen erotuksen johdosta lasi-langat linkoutuvat kauemmaksi keskipakolaitteen yläreunasta kuin alareunasta, mikä näin ollen saa aikaan toivotun sateenvarjo-kuidutuksen. Tapauksesta riippuen lasilankojen virtausvastusta alisten rivien rei'issa voidaan vielä lisätä pienentämällä reikien läpimittaa.

Toivotun lämpötilan aikaansaamiseksi pitkin keskipakolaitteen alareunaa, keksinnön mukaan keskipakolaitteen alareunaa lämmitetään voimaperäisemmin kuin tunnetuissa toteutuksissa.

12 69447

Niinpä kuviossa 1 esitetyn lämmityslaitteen 23 teho on vähintään kaksin- tai kolminkertainen verrattuna aikaisemmin käytettyjen laitteiden tehoon. Asianmukaista on käyttää lämmitys-laitetta, jonka teho on 60 kW 10000 Hz:ssa.

Esillä olevan keksinnön ensisijaisessa sovellutusmuodossa ylläpidetään olosuhteita, jotka vakiinnuttavat keskipakolaitteen kehäseinän yliseen ja aliseen vyöhykkeeseen lasin lämpötilan, joka on noin 10-20°C suurempi kuin lasin devitrifikaatiolämpö-tila.

Enimmissä sovellutuksissa keskipakolaitteen kehäseinän aliselle vyöhykkeelle annetaan paksuus, joka on vähintään yhtä suuri kuin noin 1,5 kertaa ylisen vyöhykkeen paksuus; tietyissä tapauksissa saattaa olla toivottavaa antaa aliselle vyöhykkeelle paksuus, joka on suuruusluokkaa 2,5 kertaa ylisen vyöhykkeen paksuuden suuruinen. Keskipakolaitteen seinän alisen vyöhykkeen paksuus, joka on kaksinkertainen ylisen vyöhykkeen paksuuteen nähden edustaa tyypillistä arvoa keksinnön käytössä. Esimerkiksi eräässä erityisessä laitteessa ylisen vyöhykkeen paksuus voi olla 3 mm ja alisen vyöhykkeen paksuus 6 mm.

Kehäseinän paksuuden suureneminen on keksinnön mukaisesti sellainen kuin se on esitetty suuremmassa mittakaavassa kuviossa 3, joka esittää suoraa osaa keskipakolaitteen kehäseinästä.

Tässä tapauksessa seinän paksuus on suurin alisessa vyöhykkeessä, pienin keskisessä vyöhykkeessä ja tällä välillä ylisessä vyöhykkeessä. Tämä seinän paksuuden jakauma mahdollistaa edullisesti toivotun sateenvarjokuidutusvaikutuksen aikaansaamisen vieläkin tarkemmin. Tässä suhteessa huomattakoon, että kehäseinän lämmityksen pääasialliset lähteet koostuvat ylhäällä venytys-kaasun rengasmaisesta virrasta ja alhaalla induktiolämmitys-laitteesta 23. Tästä seuraa, että kehäseinän keskivyöhykkeen lämpötila asettuu hiukan alemmaksi kuin sen yläreunan tai alareunan lämpötila ja että lasin viskositeetti keskivyöhykkees-sä on vastaavasti suurempi. Seinän paksuuden vaihtelu kuviossa 3 esitetyllä tavalla helpottaa näin ollen lasin virtauksen ja linkoutumisen toivotun asteen vakiinnuttamista, so. suu- li 13 69447 rimman asteen ylisessä vyöhykkeessä, väliasteen keskivyöhyk-keessä, ja pienimmän asteen vakiinnuttamisen alisessa vyöhykkeessä.

Joskin kuvioissa 1 ja 3 seinän ulkopinta on esitetty profiililtaan kartionmuotoisena, so. läpimitaltaan hiukan suurempana alhaalta kuin ylhäältä, on itsestään selvää, että tämä ulkopinta voi olla sylinterin muotoinen niin kuin kuviossa 4 on esitetty.

Joskin keksinnön eri tunnusmerkkejä voidaan käyttää keskipako-laitteiden yhteydessä, joiden rei'ityskerroin (reikien yhteispinta-alan ja kehäseinän kokonaispinta-alan suhde) on samaa suuruusluokkaa kuin tunnetuissa toteutuksissa käytetään, eräitä keksinnön tunnusmerkkejä käytetään edullisesti keskipakolaitteen yhteydessä, jossa on suurempi lukumäärä reikiä kehäseinän pinta-alayksikköä kohti. Suurentamalla tällä tavoin rei'ityskerroin-ta käy mahdolliseksi suurentaa keskipakolaitteen suorituskykyä, so. sen lasin kokonaismäärää, jonka keskipakolaite muuttaa kuiduiksi.

Tätä seikkaa analysoitaessa on muistettava, että lasin toimitus-nopeuteen keskipakolaitteen seinän läpi voimakkaasti vaikuttaa syötetyn lasin viskositeetti. Viskositeetin suureneminen hidastaa virtausta jokaisessa reiässä, mutta suurentamalla rei'itys-kerrointa voidaan ylläpitää keskipakolaitteen tiettyä kokonais-kapasitettia sellaisellakin lasilla, jonka viskositeetti on korkeampi. Tämän johdosta rei'ityskertoimen suurentaminen tekee mahdolliseksi käyttää keskipakolaitteissa viskositeetiltaan korkeampia laseja kuin nykyisin käytetään, ilman että se johtaa kokona iskuidutuskapasiteetin pienenemiseen.

Kuidutuskapasiteetti riippuu myös reikien läpimitasta, mutta pienempiläpimittaisiakin reikiä käytettäessä voidaan ylläpitää annettua kuidutuskapasiteettia, jos rei'ityskerrointa riittävästi suurennetaan.

69447 14

Keksinnön mukaan on jopa mahdollista suurentaa annetun keski-pakolaitteen kokonaistuotantoa, samalla pienentäen lasin läpi-kulkunopeutta kehäseinän yksityisten reikien läpi. Tämä tulos voidaan saavuttaa osaksi suurentamalla rei'ityskerrointa (joka on edellä määritelty), mutta myös tietyillä muilla tekijöillä, jotka esitellään seuraavassa; tämän ansiosta vähennetään keskipakolaitteen eroosiota ja huononemista huolimatta kokonais-kuidutuskapasiteetin suurenemisesta. Eroosio on ilmeisesti keskittyneenä yksityisiin reikiin, mutta yllättävästi havaitaan, että huolimatta rei'ityskertoimen suurentamisesta, (jonka pitäisi aiheuttaa keskipakolaitteen heikentymistä), keskipakolaitteen kapasiteetti ja kestoikä eivät pienene ja voivat jopa lievästi suuretakin verrattuna tunnettuihin toteutuksiin .

Lisäksi lasin virtausta rei'istä pienennettäessä ei ole tarpeellista antaa keskipakolaitteen kehäseinän ulkopintaa myöten kehitetylle venytysvirralle niin suurta nopeutta kuin jos kunkin reiän läpi menevä virtaama olisi suurempi. Tämä ilmenee kaksinkertaisena etuna. Ensinnäkin on mahdollista valmistaa pitempiä kuituja sen johdosta, että niin kuin vanhastaan tiedetään, edellä mainittua tyyppiä olevan keskipeikolaitteen muodostamien kuitujen pituus on yleensä kääntäen verrannollinen venytyskaa-sun nopeuteen. Toiseksi venytyskaasujen nopeuden alentaminen mahdollistaa energian säästön.

Rei'ityskertoimen suurentaminen tekee myös mahdolliseksi venyttää suuremman lukumäärän lankoja annettua venytyskaasun tilavuutta kohti, mikä sekin ilmenee energian säästönä. On todettu, että keksintöä käytäntöön sovelle-ttaessa, huolimatta lankojen lukumäärän suurenemisesta venytyskaasun tilavuutta kohti, muodostuneet kuidut eivät muodosta kuitujen kertymistaskuja tai -vyöhykkeitä, vaan kuidut pysyvät erillään toisistaan koko venytysvaiheen ajan, mikä tekee mahdolliseksi valmistaa korkealaatuisia kuitutuotteita, esimerkiksi eristystuotteita.

Keksintöä käytettäessä on useimmissa tapauksissa hyvä käyttää reikäkerrointa, joka vastaa vähintään 15 reikää kehäseinän 2 rei'itetyn osan cm kohti, esimerkiksi arvoa, joka on 15 ja 45 2 tai 50 reiän välillä cm kohti. Sopivin arvo on suuruusluok- 2 kaa 35 reikää cm kohti. Käytetty reikäläpimitta on mieluimmin noin 0,8 ja noin 1,2 mm välillä.

15 69447

Joskin eräitä keksinnön tunnusmerkkejä voidaan sovelluttaa mihin keskipakolaitteeseen tahansa, lukuisissa keksinnön sovellutuksissa tulee kysymykseen keskipakolaitteen läpimitan suurentaminen verrattuna tunnettuihin laitteisiin. Niinpä, kun tunnetuissa keskipakolaitteissa käytetään noin 300 mm suuruista läpimittaa, keksinnön mukaisille keskipakolaitteille voidaan antaa läpimitta, joka on vähintään 400 mm ja voi olla jopa 500 mm.

Keskipakolaitteen läpimitan suurentaminen tarjoaa myös etuja. Niinpä annetulla reikäkertoimella ja laitteen lasinkuidutusky-vyn pysyessä samana, läpimitan suurentaminen ilmenee lasin kunkin reiän läpi virtaamisen nopeuden pienenemisenä. Niin kuin edellä on osoitettu reikäkertoimen suurentamisen suhteen, virtausnopeuden pienentäminen rei’issä voi jopa mahdollistaa kuidu-tettavan lasin viskositeetin tietyn suurentamisen. Keskipakolaitteen tuotantokyvyn pysyessä samana siis suurempi viskositeetti ei tällöin kuitenkaan aiheuta liiallista kulumista virtausnopeuden rei'issä pienemmyyden ansiosta.

Joskin eräitä keksinnön tunnusmerkkejä voidaan käyttää hyväksi keskipakolaitteissa, joiden kehäseinän pystysuora ulottuvuus on mikä tahansa halutaan, tietyissä sovellutuksissa tulee kysymykseen tämän kehäseinän korkeuden suurentaminen jopa kaksinkertaiseksi tunnettuihin toteutuksiin verrattuna; keskipakolaitteen reikäkaistan korkeus voidaan esimerkiksi suurentaa noin 40 mm:sta 80 mmriin. Tämä korkeuden suurentaminen tekee mahdolliseksi suurentaa reikien kokonaislukumäärää, mikä on äärimmäisen edullinen tulos, koska tällöin suurempi lukumäärä lasilanko-ja linkoutuu venytyskaasuvirtaan, mikä ilmenee uutena energian säästönä.

Tarkasteltaessa kuvion 4 mukaista sovellutusmuotoa, nähdään, että siinä esitetty keskipakolaitteen 36 pystysuora ulottuvuus on huomattavasti suurempi kuin kuvion 1 keskipakolaitteen vastaava mitta. Kuviossa 2 käytetään jakelu-koria 28 ja tästä korista lasilangat 30 lähtevät virtauksen tasoituslaitteen rengasmaista räystäket-tä 33 kohti, jonka rakenne on samankaltainen kuin kuvion 3 16 69447 yhteydessä edellä on selitetty. Kuviossa 2 virtauksen tasoitus-laite 33 kuitenkaan ei juoksuta lasia välittömästi yli keski-pakolaitteen seinän sisäpintaa kohti; sen sijaan se saattaa sen linkoutumaan sisäänpäin avoimen rengasmaisen suppilon 37 sisään, joka suppilo on kiinnitetty kannatuskehikkoon 38, joka sijaitsee keskipakolaitteen sisäpuolella ja on kiinnitetty siihen sen yläreunan alueella.

Kannatuskehikko 38 on sylinterin muotoinen ja sen yläreuna on kiinnitetty laitteen kaulaan, kun taas sen alareuna on varus-tetty uurteella 38a, joka on tarkoitettu vastaanottamaan keskipakolaitteen alisen kauluksen alaspäin suunnatun reunan 36a.

Elin 38 on myös kiinnitetty pohjalaattaan 38b. Niin kuin näkyy, elin 38 ja pohjalaatta on mieluimmin varustettu matkan päässä toisistaan olevilla rei'illä. Ankkuroiritielimet eli kannatti-met 39, jotka on jaettu kehälle ulkonevat sisäänpäin keskipakolaitteen kehäseinän keskiosasta ja niiden tehtävänä on kiinnittää rengas 39a, joka lomistuu uurteella varustettuun, elimen 38 kanssa samaa kappaletta olevaan olkaan 38c. Kannatinten 39 kehänmyötäinen välimatka välttää kaiken merkitsevän pidätys- tai häirintävaikutuksen lasin laminaariseen virtaukseen, joka etenee keskipakolaitteen kehäseinän sisäpintaa myöten. Elinten 36a-38a ja 39a-38c lomistus on järjestetty niin, että elin 38 ja keskipakolaitteen kehäseinä pääsevät vapaasti laajenemaan ja supistumaan toisiinsa nähden. Tämä kehikko, etenkin elinten 39, 39a ja 38c ansiosta, varmistaa keskipakolaitteen kehäseinän tehokkaan lujituksen, vastustaen siten tämän seinän kupertumista ulospäin keskipakovoiman vaikutuksesta .

Eräs tämän rakenteen etu on se, että lujituselimet saadaan pysytetyksi melko alhaisessa lämpötilassa; esimerkiksi, silloin kun kehäseinän lämpötila on noin 1050°C käynnin aikana, tuki-kehikon lämpötila on noin 600°C, niin että tukikehikko pysyy j äykempänä.

Tukien 39 jakautuminen välimatkojen päähän toisistaan keskipakolaitteen seinän sisäpinnalle tekee mahdolliseksi saada aikaan lasin haluttu laminaarinen virtaus keskipakolaitteen yli- tl 17 69447 sestä vyöhykkeestä lähtien sen aliseen vyöhykkeeseen saakka vähimmin mahdollisin keskeytyksin.

Kaluston muut osat, esimerkiksi keskipakolaitteen kiinnitys-tappi, venytyskaasujen rengasmainen kulkurako, sekä lämmitys-laite 23 voivat kaikki olla sen kaltaiset kuin edellä jo on selitetty.

Eräs tärkeä keksinnön etu on se, että sen rakenteelliset ja toiminnalliset ominaisuudet tekevät mahdolliseksi käyttää kui-dutukseen laajalti vaihtelevia laseja.

Niinpä lukuisia tunnettuja venytettävän lasin koostumuksia, etenkin pehmeitä laseja voidaan käyttää. Lisäksi erilaisia keksinnön rakenteellisia ja toiminnallisia tunnusmerkkejä voidaan myös käyttää yksilökohtaisesti ja yhdistelminä, tiettyjen lasikoostumustyyppien kanssa, joita nykyisin ei ole käytetty tunnetuissa kuidutusmenetelmissä, joissa lasilankojen linkoa-miseen venytysvirtaan käytetään keskipakolaitetta. Itse asiassa keksinnön mukainen tekniikka ja keskipakolaite tekevät mahdolliseksi vaivattomasti käyttää lasikoostumuksia, joita ei ole tähän mennessä käytännössä käytetty tunnettua tyyppiä olevan kes-pakoiskuidutuskaluston yhteydessä, erilaisista syistä, etenkin verraten korkean devitrifikaatiolämpötilan johdosta, joka vaatii verraten korkean kuidutuslämpötilan käyttämistä. Tämä korkea kuidutuslämpötila, silloin kun sitä käytetään tunnettua tyyppiä olevissa keskipakolaitteissa, aiheuttaa 18 69447 (kehäseinän eroosien ja/tai ulospäin pullistumisen johdosta) niin nopean tuhoutumisen, että keskipakolaitetta ei käytännössä voida teollisuudessa käyttää. Näin ollen voidaan sanoa, että on periaatteessa mahdotonta suorittaa tunnettua tyyppiä olevilla keskipakolaitteilla eräiden esillä olevan keksinnön soveltamisen puitteisiin sisältyvien lasikoostumusten kuidutus-ta.

Lisäksi keksintö käsittää eräiden ennestään tuntemattomien lasikoostumusten käyttämisen, joilla on keksinnön avulla kui-duttamista varten sopivat lämpötila- ja viskositeettiominaisuu-det; lisäksi näillä uusilla lasikoosturnuksilla on sekin etu, että ne eivät sisällä fluoriyhdisteitä eivätkä edes käytännöllisesti katsoen lainkaan booria ja/tai bariumia, kun taas näitä kolmea alkuainetta fluoria, booria ja bariumia esiintyy erikseen tai yhdessä huomattavin määrin tavanomaisilla keski-pakoismenetelmillä kuidutettavissa lasikoostumuksissa. Ne ovat siis erityisen edullisia, koska ne ovat taloudellisia ja käytännöllisesti katsoen saastuttamattomia. Esitetyt uudet koostumukset, joiden sulamis- ja devitrifikaatiolämpötilat ovat verrattain korkeat, tekevät mahdolliseksi myös valmistaa kuituja, joilla on paremmat lämpötilan kesto-ominaisuudet. Tämän johdosta näistä uusista koostumuksista valmistettuja lämpöeristystuotteita voidaan käyttää täysin turvallisesti sovellutuksissa, joissa eriste joutuu alttiiksi korkeille, suuruusluokkaa 450-500°C lämpötiloille, verrattuna siihen noin 400°C lämpötilaan, jonka erilaisista tunnetuista pehmeistä laseista koostuvista kuiduista muodostetut eristetuotteet kestävät.

Edellä mainituilla eri ominaisuuksilla varustettujen, keksinnön käytäntöön soveltamiseen mieluimmin käytettävien lasien koostumukset osoitetaan jäljempänä. Ennen kuin koostumukset spesii-fisesti määritellään, palautettakoon mieleen, että tavanomaisissa olosuhteissa viskositeetti oli suuruusluokkaa 1000 poisea kuidutuslämpötilassa. Täten pyrittiin mahdollisimman alhaiseen, devitrifikaatiolämpötilaa korkeampaan lämpötilaan, jota ei voitu saavuttaa muuta kuin lisäämällä flueriyhdisteitä tai lisäksi boori- ja bariumyhdisteitä. Eräät keksinnön mukaiset lasit pystyvät saavuttamaan suuruusluokkaa 5000 poisea olevan viskositeetin 19 .

69447 keskipakolaitteen toimintalämpötilassa, joka on suuruusluokkaa 1030-1050°C, so. tuskin suurempi kuin käytettyjen lasien lik-vidus-lämpötila.

On kuitenkin huomattava, että joskin erityisen edullisia tuloksia saavutetaan käyttämällä uusia koostumuksia, jotka eivät ole olleet hyvin soveltuvia ennestään tunnettuun tekniikkaan, keksinnön mukaista menetelmää ja kalustoa voidaan myös, niin kuin edellä on mainittu, käyttää suuresti vaihtelevien tunnettujen ja tähän saakka käytettyjen lasikoostumusten yhteydessä. Keksintö kohdistuukin myös uusiin laseihin, jotka voidaan muuttaa kuiduiksi edellä selitetyllä menetelmällä.

Seuraavassa esitetään tietoja, jotka koskevat tätä käyttöä. Kaikki koostumukset on ilmaistu paino-osina, lukuunottamatta annostamattomia ja analyysitarkkuuden puitteissa olevia epäpuhtauksia.

Taulukossa I on esitetty kahdeksan eri lasin koostumukset ja niiden pääasialliset ominaisuudet.

_______— Ti” 20

Taulukko I 69447 KOOSTUMUS 012 3 4567

Si02 66,90 63,15 62,60 62,70 61,60 63,45 62,10 60,30 A1203 3,35 5,05 5,20 5,15 5,90 5,25 5,85 6,35

Na20 14,70 13,20 15,15 15,20 13,80 14,95 14,55 14,95 K20 1,0 2,10 2,30 2,30 2,45 2,25 2,70 2,65

CaO 7,95 5,90 5,25 5,50 5,95 5,40 5,75 6,25

MgO 0,30 2,65 3,35 3,35 2,60 4,00 2,75 2,40

BaO jälkiä 2,90 4,85 2,70 3,20 jälkiä jälkiä jälkiä

MnO 0,035 2,00 jälkiä 1,50 3,05 3,00 3,40 2,90

Fe203 0,49 0,78 0,79 0,85 0,89 0,84 1,88 3,37 S03 0,25 0,55 0,50 0,52 0,45 0,51 0,40 0,36

TiC>2 jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä B203 4,9 1,50 jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä jälkiä VISKOSITEETTI η T(logn =2) °C 1345 1416 1386 1403 1410 1402 1405 1395 T(logn =2,5) °C 1204 1271 1249 1264 1270 1265 1266 1257 T(logn =3) °C 1096 1161 1141 1156 1158 1160 1158 1150

Tdogo =3,7) °C 975 1042 1028 1038 1042 1045 1038 1030

DEVITRIFIKAATIO

Likvidus °C 970 1020 960 1015 1015 1040 1020 1025

Maksiminopeus /unv'mn 0,93 0,52 0,30 0,46 1,1 0,40 1,08 1,96 Länpö- tilassa °C 855 900 840 800 900 880 915 920 KEMIALLINEN KESTOKYKY (DGG)

Liukoisuus veteen mg 13,6 10,8 16,5 16,8 11 16,4 12,86 14,9 Jäännös- mg alkali Na20 4,6 3,6 5,9 5,9 3,6 5,6 4,8 4,9 21 69447

Taulukossa esiintyvät kemialliset koostumukset ovat esimerkkeinä annettuja tuloksia näytteistä tehdyistä analyyseistä.

Selvää on, että ammattimiehen on otettava nämä numerot jakautumin, joka voi nousta - noin 5 %:iin kemiallisten annostusten tarkkuuden luontaisista virheistä ja koostumuksen painoista sekä tiettyjen lähtöaineiden pysyvyydestä ja haihtuvuudesta aiheutuvien ilmiöiden johdosta.

Joskin koostumus 0 voidaan kuiduttaa eräillä tunnetuilla menetelmillä, tätä kuidutusta ei ole voitu suorittaa teolliselta kannalta kannattavasti, koska tuotantokyky on ollut liian pieni .

On ilmeistä, että koostumusta 0 voidaan kuiduttaa keksinnön mukaisella laitteella kannattavissa olosuhteissa.

On käytännöllisesti katsoen mahdotonta suorittaa tunnetuilla keskipakoiskuidutusmenetelmillä teollisesti muiden koostumusten kuidutusta, jotka sen sijaan täysin sopivat käytettäviksi esillä olevan keksinnön avulla.

Sellaiset koostumukset kuin 5,6 ja 7 eivät sen sijaan ole olleet tunnettuja ennen kuin nyt, tällaisia sovellutuksia varten.

Itse asiassa keksinnön mukaisessa kalustossa ja tekniikassa käytetään erinomaisen edullisesti laseja, jotka esiintyvät sillä painokoostumusten vaihtelualueella, joka on esitetty seuraa-vassa taulukossa II, sarakkeessa A.

22 69447

Taulukko II υ

AB C

AINESOSAT YLEISHAARUKKA MANGAANILASIT

BARIUMLASIT RAUTALASIT

Si02 59 - 65 59 - 65 60 - 64

Al203 4-8 4-8 5 6,5

Na20 12,5 - 18 12,5 - 18 14,5 - 18 K20 0-3 0-3 0-3 -R20=Na20+K20 15 - 18 15 - 18 16 - 18 A1203/R20 0,25 / 0,40 0,25 / 0,40 (0,25 / 0,40)

CaO 4,5-9 4,5-8 5 - 9

MgO 0-4 0-4 0-4

MgO/CaO 0 / 0,75 0 / 0,75 0 / 0,75

MgO+CaO 7 - 9,5 7 - 9,5 8 - 9,5

MnO 0 - 4 1 - 3,5 1,5-4

BaO 0-5 2 - 3,5 jälkiä

Fe203 0,1 - 5 0,1 - 1 0,8 - 3,5

Mn0+Ba0+Fe203 3,5-8 4 -8 3,5-6,5 B203 0 - 2 0 - 2 jälkiä

Sekalaista, ^1 1 1 josta S03 0,6 ϊ5Ξ.0,6 ^~0,6

Kuitenkin tämän vaihtelualueen puitteissa kuiduttamiseen käytetään laseja, jotka on erityisesti suunniteltu ylläpitämään toisaalta viskositeetin ja toisaalta devitrifikaatiolämpötilan ja veden kestokyvyn välistä tasapainoa, joka tasapaino on erityisen vaikea saavuttaa ennestään tunnetuilla lasikoostumuksil-la.

Nämä lasit vastaavat varsinkin taulukon II sarakkeessa B ja C esitettyjä mangaanipitoisia koostumuksia. Sarake B vastaa laseja, jotka sisältävät pieniä määriä bocria ja joihin sisällytetään myös melko pieniä määriä bariumia.

23 69447

Sarake C sen sijaan vastaa uusia mangaanipitoisia, enemmän rautaa sisältäviä laseja, kuten taulukon I laseja 5,6 ja 7, joiden koostumuksesta on kokonaan suljettu pois bariumin ja boorin tahallinen lisääminen, joskin tietysti on mahdollista sallia niissä ainakin jälkiä viimeksi mainituista alkuaineista.

Varsinkin kovempien lasien, joiden viskositeetit ovat suuruusluokkaa 1000 poisea yli noin 1150°C olevissa lämpötiloissa ja joiden devitrifikaatiolämpötila on suuruusluokkaa 1030°C, kui-duttamista varten voidaan keksinnön mukaan myös valmistaa kes-kipakolaite koostumukseltaan erikoisesta metalliseoksesta, joka pystyy kestämään tarpeelliset lämpötilat. Silloin kun lasit ovat pehmeämpiä, tämän metalliseoksen käyttö myös lisää keski-pakolaitteen kestoikää. Tämän metalliseoksen koostumus voi olla seuraava, ilmaistuna paino-%:na:

ALKUAINEET VAIHTELUALUEET

C 0,65 - 0,83

Cr 27,5 - 31 W 6-7,8

Fe 7-10

Si 0,7 - 1,2

Mn 0,6-0,9

Co 0-0,2 P 0 - 0,03 S 0 - 0,02

Ni (täydennys) 59 - 50

Erityisen hyödyllistä on käyttää tämäntyyppistä metalliseosta suuriläpimittaisiin keskipakolaitteisiin, joiden läpimitta on esimerkiksi vähintään 400 mm.

Claims (8)

24 69447

1. Ontto keskipakolaite lämpöplastisten aineiden, etenkin sulan lasin, kuidutusta varten, jossa laitteessa on kehäseinä, jossa on päällekkäiset rivit kuidutusreikiä ja jonka alareunassa on kaulusosa, joka ulkonee keskipakolaitteen keskustaa kohti ja jonka yläreuna on ohuempi kuin alareuna, tunnettu siitä, että kehäseinä (13) on paksuin alaosastaan, ohuin keskiosastaan ja keskipaksu yläosastaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskipakolaite, tunnet-t u siitä, että kauluksen (15) alareunan paksuus on ainakin yhtä suuri kuin kehäseinän (13) keskimääräinen paksuus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskipakolaite, tunnettu vahvistavan rakenteen muodostavasta elimestä, joka käsittää seinää vahvistavan tukikehikon (38) keskipakolaitteen (36, 42) sisäpuolella, joka tukikehikko on yhdistetty kehäseinän keskivyöhykkeeseen kehänsuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevista kohdista.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen keskipakolaite, tunnet-t u siitä, että tukikehikossa (38) on uralla (38c) varustettu olka, johon uraan (38c) sopii kehäseinään kannattamilla kiinnitetty rengas (39a).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen keskipakolaite, tunnet-t u siitä, että vahvistuselin on varustettu uralla (38a), joka vastaanottaa yhtä kappaletta kehäseinän alareunan kanssa olevan kauluksen reunan (36a), mainitun vahvistuselimen ollessa näin ollen yhdistettynä kehäseinään lasinulossyöttöreikien alapuolelta.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen keskipakolaite, tunnettu siitä, että kehäseinän (13) sisäpuolinen emäsuora on kaarenmuotoinen.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen keskipakolaite, tunnettu siitä, että kehäseinän (13) ulkopuolinen pinta on olennaisesti sylinterinmuotoinen. 25 69447

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen keskipakolaite, tunnettu siitä, että alariveissä olevien reikien läpimitta on pienempi kuin yläriveissä olevien reikien läpimitta.