FI73406B - Ihaolig centrifugalanordning foer fibrering av glas. - Google Patents

Description

1 73406

Ontto keski pako!ai te lasin kuiduttamiseksi Jaettu hakemuksesta n:o 793833 (patentti 69447)

Esillä oleva keksintö koskee onttoa keski pako!aitetta lasin kuiduttamiseksi, joka on sovitettu niin, että se voi pyöriä rengasmaisen venytyskaasuvirran sisässä olevan akselin ympäri, ja jossa on kehäseinä, joka on varustettu rei'illa sulaa lasia olevien säikeiden 1i nkoami sek si laitteesta. Tällaisissa laitteissa on olemassa laite rengasmaisen venytyskaasuvirran muodostamiseksi polttokammion uiostulokohtaan , joka rengasmainen virta on suunnattu alaspäin, pitkin lingon kehäseinän rei'itetyn kaistan ulkopintaa niin, että tämä rengasmainen virta venyttää lasilangat ja vie kuidut mukanaan alaspäin niin, että ne kerrostuvat, yleensä jollakin sideaineella päällystettyinä, rei'itetyn vastaanottokuljettimen yläpinnalle, joka tavallisesti on sijoitettu niin, että se muodostaa keräyskammion alaseinän. Eräässä erityisessä sovel1utusmuo-dossa kuljettimen alle on sovitettu imulaatikoita helpottamaan kuitukerroksen eli -maton muodostumista kuijettimel1 e, joka kerros sitten poistetaan 1isäkäsi teltäväksi, pakattavaksi jne.

Näissä kuidutusmenetelmissä keskipakolaitteen käyttöaika on rajoittunut. Tyydyttävän kuitujen valmistuksen saavuttamiseksi on täysin ylläpidettävä toimintaolosuhteita. Erityisesti on hyvin tarkoin säilytettävä keskipakolaitteen sijainti veny tyskaasuvirtaan nähden, joka kulkee sen kehäseinämää pitkin. Lisäksi on säilytettävä täsmälleen keskipakolaitteen kehä-seinämällä olevien reikien geometria. Nämä reiät määräävät ruiskutetun sulan aineen virtausnopeutta ja siten tuotettujen kuitujen säännöllisyyttä.

2 73406

Tekniikan taso ja nimenomaan julkaisut FI-32 219, DK-94 330 ja SE-186 746 osoittavat, mitä ongelmia nämä menetelmät voivat aiheuttaa ja niissä esitetään muutamia ratkaisuja ongelmiin.

Menetelmien sovel1utusongelmista on korostettava keskipako-laitteen kestävyyteen liittyviä ongelmia. Kokemus osoittaa nimenomaan, että keskipakol aitteisiin kohdistuvat kovat rasitukset aiheuttavat laitteiden muodonmuutoksia, jotka ajan mittaan vaativat laitteiden uusimista. Nämä rasitukset ovat sitä suurempia mitä suurempia keskipakolaitteita käytetään samaa nopeutta varten. Jopa pienempiä nopeuksia varten muodonmuutosten laajuus vaikuttaa sitä enemmän toimintaan mitä suurempi keskipakolai te on. Keskipakolaitteiden kestävyys riippuu suureksi osaksi lämpötilaolosuhteista, joissa niitä käytetään.

Saannon kannalta on edullista käyttää suurikokoisia keskipa-kolaitteita. On myös toivottavaa, että näissä keskipakolait-teissa voidaan käsitellä mahdollisimman suurta 1 asikoostumus-väli koi maa.

Koostumusvalikoimaa on itse asiassa rajoitettava, keskipako-laitteiden kestävyyden kanssa yhteensopivien käyttölämpötilojen johdosta. On kuitenkin toivottavaa, että näitä rajoja voidaan siirtää mahdollisimman paljon.

Keksinnön tavoitteena on aikaansaada keskipakolaitteita, joiden kestävyys ja nimenomaan deformaationkestävyys on suurempi. Keksinnön tavoitteena on myös tuottaa keskipakolaitteita, jotka pystyvät käsittelemään koostumuksia, jotka vaativat perinteisesti käytettyjä korkeampia lämpötiloja.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista onttoa keskipakolaitetta lasin kuiduttamista varten, jolle on tunnusomaista se, että rengasmainen vahvistuselin on yhdistetty keskipakolaitteen kehäsei-

II

3 73406 nämän alareunaan ja mainittu elin on siirtynyt säteittäin sisäänpäin kehäseinämän alareunaan nähden, ja jossa keskipako-laitteen akselin suuntainen koko on suurempi kuin kehäseinä-män paksuus.

Keksinnön etuja ja ominaisuuksia käy ilmi seuraavasta selityksestä, joka annetaan edullisena mutta keksintöä rajoittamattomana esimerkkinä oheisen piirustuksen yhteydessä, jossa ainoa kuvio esittää pystysuuntaista 1 eikkauskuvantoa, joka esittää kuitujen valmistuslaitosta, johon kuuluu keksinnön erään ensisijaisen sovel1utusmuodon mukainen keski pako!ai te, joka on varustettu puhalluslaitteella, joka kehittää rengasmaisen venytyskaasuvirran, joka on suunnattu pitkin keskipa-kolaitteen kehäseinää.

Kuvion esittämässä sovellutusmuodossa esiintyy keskipakolait-teen pystysuora kannatusakseli 10, joka alapäässään kannattaa laitetta 11, johon keskipakolaite on tarkoitettu kiinnitettäväksi. Varsinaista keskipakolaitetta kokonaisuudessaan on merkitty viitenumerol1 a 12. Se koostuu kehänmyötäisestä kaistasta eli seinästä 13, jossa on lukuisia kuidutusreikarivejä ja jonka reuna on kiinnitetty napaan 11 keskisestä kiinnitys-osastaan 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 keski pakol ai tteen mukana ja jossa on vain yksi sarja jakelurei-kiä 18, jotka on sijoitettu olennaisesti keskipakolaitteen ke-häseinän ylimmän reikärivin tasoon. Niinkuin näkyy, kori 17 4 73406 on kiinnitetty laitteeseen 11 alaspäin suunnattujen hakojen 17a avulla. Lasivirta syötetään alaspäin, keskeltä, keskipa-kolaitetta kannattavan rakenteen läpi, niinkuin kohdasta S näkyy niin, että se saapuu korin 17 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. Tämä alaspäin suunnattu virtaus tapahtuu esteettä, koska kehäseinän sisäpuolella ei ole mitään rajoittavaa seinää eikä kammiota, ja virtauksella, sitä stroboskoop-pisessa valaistuksessa havainnoitaessa on laminaarit ominaisuudet, jossa esiintyy yhdenmukaisia aaltoja. Tästä pidättä-mättömästä ja esteettömästä 1aminaarisesta virtauksesta lasi tunkeutuu keskipakolaitteen kehäseinässä oleviin reikiin ja joutuu lingotuksi kaikista näistä rei'ista ulos lukuisten primääri 1 ankojen muodossa, joille jäljempänä selitettävän kaluston muodostama rengasmainen kaasuvirta sitten suorittaa venytyksen.

Lasilankojen venytyksen varmistamiseksi kuviossa 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 venytyskaasu-jen kehittämistä varten polttavilla laitteilla. Näin muodostuu rengasmainen, alaspäin suunnattu veytyskaasuvirta, joka esiintyy keskipakolaitetta ympäröivän verhon muodossa. Keski-pakolaitetta ja puhalluslaitetta kannattavan rakenteen yksityiskohtia ei selitetä tässä patentti seiityksessä, koska ne ovat alan ammattimiehi11 e vanhastaan tunnetut.

Il 5 73406

Niinkuin kuviosta näkyy, kalustoon kuuluu myös keskipakolait-teen alareunan 1ämmityslai te. Laite voi olla monenlaista eri muotoa ja on mieluimmin muodoltaan rengasmainen ja suurtaa-juusiämmityslai te, joka on esitetty kohdassa 23. Tämän lämmi-tysrenkaan läpimitta on mieluimmin suurempi kuin keskipako-laitteen, ja se sijaitsee mieluimmin pienen välimatkan päässä 1ämmityslaitteen pohjan alapuolella.

Mitä tulee keksinnön kuvion mukaisen sovel1utusmuodon toimintaan, huomattakoon ensinnäkin, että joskin kaikenmuotoisiin keskipakolaitteisiin voidaan sovelluttaa keksinnön eri tunnusmerkkejä, keksinnön puitteisiin kuuluu se, että keskipako-laitteen läpimitta on suurempi kuin tavanomaisten keskipako-laitteiden. 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 1inkoamisreikiä niin, että käy päinsä edullisesti suurentaa niiden lasilankojen lukumäärää, jotka keskipakolai te linkoaa sitä ympäröivään rengasmaiseen puhal1usvirtaan niiden venyttämiseksi. TämäntyyppiSten keskipakolaitteiden verraten suurten pyörintänopeuksien johdosta tämä laite on alttiina erittäin suurelle keskipakovoimalle, ja koska se toimii korkeassa lämpötilassa, kehäseinän keskivyöhykkeel1ä on aina taipumus kaareutua ulospäin. Tämä taipumus kumotaan käyttämällä lujitus- eli tuki 1 aitteita.

Kuvion mukaisessa sovel1utusmuodossa lujituslaite esiintyy rengasmaisen elimen 16 muodossa, joka on kiinnitetty sisäänpäin kaarevan kauluksen 15 välityksellä kehäseinän alareunaan. Tämän rengaselimen 16 1ujitusvaikutus 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 1iittymäviivan ympäri. Jos (niinkuin tunnetuissa keskipakolaitteissa ) ren- 6 73406 gasmaista elintä 16 ei ole, osa tästä kauluksen 15 taipumasta ylöspäin ja sisäänpäin esiintyy lievän aaltoilun muodostumisena sen verraten ohueen sisäreunaan. Sen sijaan rengaselimen 16 läsnäolo tämän kauluksen sisäreunalla estää tämän aalto-muodostuksen, varmistaen siten keski pako!aitteen seinän lujituksen. Elimen 16 kulmittainen liittymä kaulukseen 15 myötävaikuttaa myös toivotun lujituksen muodostumiseen.

Edellä selitetyssä tarkoituksessa rengaselimen 16 ulottuvuus keskipakolaitteen keskiviivan suunnassa on mieluimmin suurempi kuin keskipakolaitteen kehäseinän keskimääräinen paksuus. Lisäksi kehäseinän ulospäin kaareutumisen tehokkaasti vastapa! nottami seksi rengaselin 16 kiinnitetään mieluimmin niin, että se ulkonee alaspäin kauluksen 15 sisäreunasta. Edullista on antaa sille pystysuora ulottuvuus, joka on suurempi kuin seinän 13 maksimi paksuus. On todettu, että lujittamalla kes-kipakolaite tällä tavalla voidaan viivyttää keskipakolaitteen seinän kupertumista ja niin ollen pidentää tämän laitteen toimi ntaikää.

Joskin eräitä keksinnön tunnusmerkkejä voidaan sovelluttaa mihinkä 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 keskipakolaittei11 e 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 1asinkuidutusky-vyn pysyessä samana, läpimitan suurentaminen ilmenee lasin kunkin reiän läpi virtaamisen nopeuden pienenemisenä. Niinkuin edellä on osoitettu reikäkertoimen suurentamisen suhteen, virtausnopeuden pienentäminen rei'issä voi jopa mahdollistaa kuidutettavan lasin viskositeetin tietyn suurentamisen. Kes-

II

7 73406 kipakolaitteen tuotantokyvyn pysyessä samana siis suurempi viskositeetti ei tällöin kuitenkaan aiheuta liiallista kulumista virtausnopeuden rei'issa 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; keski pakol ai tteen reikäkaistan korkeus voidaan esimerkiksi suurentaa noin 40 mmrstä 80 mm:iin. Tämä korkeuden suurentaminen tekee mahdolliseksi suurentaa reikien kokonaislukumäärää, mikä on äärimmäisen edullinen tulos, koska tällöin suurempi lukumäärä lasilankoja linkoutuu venytyskaasuvirtaan , mikä ilmenee uutena energian säästönä.

Eräs tärkeä keksinnön etu on se, että sen rakenteelliset ja toiminnalliset ominaisuudet tekevät mahdolliseksi käyttää kuidutukseen 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 yhdstelminä, tiettyjen 1asikoostumustyyppien kanssa, joita nykyisin ei ole käytetty tunnetuissa kuidutusmenetelmissä, joissa lasilankojen linkoamiseen venytysvirtaan käytetään keskipakolaitetta . Itse asiassa keksinnön mukainen tekniikka ja keskipakolai te tekevät mahdolliseksi vaivattomasti käyttää 1asikoostumuksia, joita ei ole tähän mennessä käytännössä käytetty tunnettua tyyppiä olevan keskipakois-kuidutuskaluston yhteydessä, erilaisista syistä, etenkin verraten korkean devitri fikaatioläm-pötilan johdosta, joka vaatii verraten korkean kuidutuslämpö-tilan käyttämistä. Tämä korkea kuidutuslämpöti1 a, silloin kun sitä käytetään tunnettua tyyppiä olevissa keskipakolaitteissa, aiheuttaa (kehäseinän eroosion ja/tai ulospäin pullistumisen 8 73406 johdosta) niin nopean tuhoutumisen, että keskipakolaitetta ei käytännössä voida teollisuudessa käyttää. Näin ollen voidaan sanoa, että on periaatteessa mahdotonta suorittaa tunnettua tyyppiä olevilla keskipakolaittei11 a eräiden esillä olevan keksinnön soveltamisen puitteisiin sisältyvien 1asikoostumusten kuidutusta.

li