FI80008C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av kontinuerliga glasfiber. - Google Patents

Description

1 80008

Menetelmä ja laite yhtäjaksoisten lasikuitujen valmistusta varten

Keksintö koskee menetelmää yhtäjaksoisten, epäor-5 gaanisten kuitujen valmistamiseksi toimintona, jossa on keskeytyksiä kuidunmuodostamisessa, menetelmän käsittäessä sulaa, epäorgaanista ainetta olevien virtojen laskemisen ulos poistoseinässä olevista aukkoriveistä; virtojen vetämisen mekaanisesti yhtäjaksoisiksi kuiduiksi kuidunmuodos-10 tusvyöhykkeessä kuitujen siirtyessä eteenpäin tiettyä rataa pitkin, ja kuidunmuodostamisessa esiintyvien keskeytyksien aikana sellaisen väliainevirtauksen muodostamisen, joka suuntautuu pois poistoseinämästä kuitujen etenemisrataa pitkin.

15 Keksintö koskee myös laitetta yhtäjaksoisten kui tujen muodostamiseksi sulaa epäorgaanista ainetta olevista virroista, laitteen käsittäessä syöttövälineen, jossa on poistoselnämä, jossa on virtojen määrittämiseen tarkoitetut aukkorivit; välineen sulien virtojen vetämiseksi me-20 kaanisesti yhtäjaksoisiksi kuiduiksi kuitujen siirtyessä eteenpäin tiettyä rataa pitkin? lämmönsiirto-osat, jotka sijaitsevat poistoseinämän vieressä ja suuntautuvat auk-korivien väliin lämmön poistamiseksi sulista virroista, ja ruiskutusvälineen, joka on sijoitettu poistoseinämän 25 pituudelle syöttämään kaasuvirtaus, joka suuntautuu pois poistoseinämästä kuitujen etenemisrataa pitkin.

"Tekstiili"- tai yhtäjaksoisia lasikuituja valmistettaessa on jatkuvasti pyritty lisäämään kuidunmuodostus-järjestelmien tuotantomäärää ja hyötysuhdetta. Tuotanto-30 määrän lisäämiseksi joihinkin syöttölaitteisiin on suunniteltu suurempi määrä aukkoja, kun taas toisissa järjestelmissä on pyritty lisäämään tuotantomäärää nostamalla syöttölaitteen ja lasin käyttölämpötilaa. Kummassakin tapauksessa jäähdytysjärjestelmien on poistettava enemmän 35 lämpöä. Eräs eniten käytetyistä jäähdytysjärjestelmistä 2 80008 käsittää useita lavan muotoisia osia tai ripoja, jotka on kiinnitetty vesijäähdytteiseen kokoojayksikköön, lämmön poistamiseksi muodostusvyöhykkeestä ja lasista.

"Käyttö"- tai "ajotilassa" yhtäjaksoiset kuidut 5 vedetään mekaanisesti pois syöttölaitteesta suurella nopeudella, joka vetää tai pumppaa ympärillä olevaa ilmaa kuitujen kanssa, mikä saa puolestaan aikaan ilman virtaamisen muodostusvyöhykkeen sisäpuolelle, jolloin sula lasi jäähtyy jonkin verran.

10 "Riippumaisena" tunnettu tila syntyy silloin, kun ainakin jotkut tai tavallisesti kaikki kuidut jäävät vetämättä tuotantonopeudella ja sula lasi jatkaa virtaamistaan hitaasti syöttölaitteesta. Riippumaisen aikana sitä kiihdytettyä ilmavirtausta kuidunmuodostusvyöhykkeeseen, joka 15 johtuu kuitujen suuresta etenemisnopeudesta, ei tietenkään synny, jos kuituja ei vedetä. Kiihdytetyn ilmavirtauksen puuttuminen vähentää taas jäähdytystä.

Muodostusjärjestelmä on jäähdytettävä riittävästi riippumisen aikana, niin että kuidun ohentaminen saadaan 20 alkamaan nopeasti uudelleen kuitujen ohentamisessa usein esiintyvien katkeamisien jälkeen. Ilman riittävää jäähdytystä kuitujen valmistuksen nopea uudelleenaloittaminen tulee erittäin vaikeaksi ja vähentää järjestelmän hyötysuhdetta. Kuidunmuodostusjärjestelmän jäähdyttämisvaati-25 mukset riippuvassa tilassa ovatkin olleet aina huomattava tekijä, kun on kysymys muodostusjärjestelmien, tuotantomäärän ja käyttölämpötilojen rajoittamisesta.

Esimerkkeinä lukuisista ratkaisuista, joita on vuosien varrella esitetty näihin ongelmiin, mainitaan seuraa-30 vat: DE-patenttijulkaisu 712 916 selostaa lasikuitujen suulakepuristamiseksi ja vetämiseksi järjestetyn, jossa kuitujen pysähtyessä aktivoitava turvakytkin automaattisesti käynnistää ilmapuhaltimen toiminnan, jotta aiheutet-35 täisiin kuidunmuodostussuukappaleista syötettävien lasi- 3 80008 kuitujen nopea jähmettyminen.

DE-patenttijulkaisu 746 157 selostaa Järjestelmän, jossa kuidut jäähdytetään puhalletulla ilmalla, ja imee sulien lasikartioiden, joista kuidut vedetään, alueelle 5 jäähdytysilmavirtauksen, joka säätää lasin lämpötilaa oikean viskositeetin muodostamiseksi vetoa varten.

US-patenttijulkaisu 1 596 710 ehdottaa tekniikkaa, jossa muodostetaan vedettyjen lasikuitujen ympärille ilmavirta, joka vaikka se kohdistaa kuituihin vain minimaa-10 lisen vetovoiman, on kuitenkin riittävä kuituvaurion jälkeen kuljettamaan murtunut kuitu eteenpäin liitettäväksi uudelleen vetorumpuun, mikä tekee tuotannon pysäyttämisen tarpeettomaksi.

US-patenttijulkaisu 3 334 981 selostaa järjestel-15 män, joka säätää syöttölaitteen lämpötilaa käyttämällä putken muodossa olevaa jäähdytyselementtiä syöttölaitteen alaosan poikki kulkevaa jäähdytysvettä varten. Tämä järjestelmä voi sisältää myös jäähdytysvesiputket, joissa on syöttölaitteen suukappalerivien välissä olevat sivuttais-20 siivet syöttölaitteelta syötettävien lasivirtausten jäähdyttämiseksi .

US-patenttijulkaisu 3 256 078 esittää suukappalerivien välissä olevat putket, jotka puhaltavat ilmaa vaakasuunnassa suukappaleiden välissä ja/tai poispäin suukap-25 paleista, ts. lasikuitujen kanssa samansuuntaisesti, suu-kappaleiden, kartioiden ja kuitujen jäähdyttämiseksi, kuituja ja kartioita ympäröivän atmosfäärin stabilisoimiseksi ja ympäröivän atmosfäärin ja sen potentiaalisten haittavaikutusten sulkemiseksi pois kuitujen vedon aikana.

30 Käsiteltävä keksintö lisää jyrkästi lämmön poista mista muodostusvyöhykkeestä riippumistilan aikana ja lisää myös tuntuvasti lämmön poistamista muodostusvyöhykkeestä ajotilan aikana. Näin ollen tämän keksinnön ajatuksia sovellettaessa tuotantomäärä ja hyötysuhde lisääntyvät yhtä-35 jaksoisessa kuidunmuodostusjärjestelmässä.

4 80008

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että väliainevirtaus suuntautuu pois poistoseinämästä kuitujen etenemisrataa pitkin sellaisena määränä ja sellaisella nopeudella, että ympäröivä ilma voidaan saada vir-5 taamaan kuidunmuodostusvyöhykkeeseen, jolloin se simuloi sitä ympäröivän ilman syöttöä, jonka eteenpäin siirtyvät kuidut synnyttävät kuidunmuodostuksen aikana, jolloin läm-mönsiirtonopeus kuidusta lisääntyy, niin että se vastaa suunnilleen sitä lämmönsiirtonopeutta, joka syntyy muodos-10 tusvyöhykkeestä kuidunmuodostuksen aikana.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että ruiskutusväline on sovitettu syöttämään kaasuvirtaus, joka suuntautuu pois poistoseinämästä kuitujen etenemisrataa pitkin sellaisena määränä ja sellaisella nopeudella, 15 että syöttölaitteen ympärillä oleva ympäröivä ilma saadaan virtaamaan poistoseinämää pitkin ruiskutusvälineeseen päin (a) simuloimaan tuotannon keskeytyksien aikana sitä ympäröivän ilman virtausta, joka syntyy kuitujen siirtyessä eteenpäin, ja/tai (b) lisäämään ympäröivän ilman virtausta 20 virtojen ja lämmönsiirto-osien välissä, niin että täydennetään eteenpäin siirtyvien kuitujen synnyttämää ympäröivän ilman virtausta.

Kuvio 1 on puolittain kaaviona esitetty etukuva yhtäjaksoisen kuidun muodostusjärjestelmästä.

25 Kuvio 2 on sivuleikkauskuva kuviossa 1 esitetyn kuidunmuodostusjärjestelmän eräästä osasta.

Kuvio 3 on sivuleikkauskuva käsiteltävän keksinnön vaihtoehtoisesta soveltamisesta ja vastaa kuvion 2 sivu-leikkausta.

30 Kuvio 3A on sivuleikkauskuva tämän keksinnön peri aatteiden mukaisen jäähdytysjärjestelmän toisesta rakenteesta .

Kuvio 4 on pohjapiirros kuviossa 3 esitetystä kui-dunmuodostusj ärjestelmästä.

35 Kuvio 5 on graafinen esitys ripatyyppisen jäähdy- s 80008 tysjärjestelmän lämpökuormituksen ja nesteruiskutusjärjes-telmästä ruiskutetun ilman virtausnopeuden välisestä suhteesta käsiteltävän keksinnön periaatteiden mukaisesti kuvioissa 3 ja 4 esitettyä tyyppiä olevaa kuidunmuodostus-5 järjestelmää varten.

Kuvio 6 on graafinen esitys ja kuvaa mahdollista lämpötilan ja tuotantoalueiden lisäystä käytettäessä käsiteltävän keksinnön periaaitteiden mukaista jäähdytysjärjestelmää kuvioissa 3 ja 4 esitettyä tyyppiä olevaa kui-10 dunmuodostusjärjestelmää varten.

Kuvio 7 on pohjapiirros kuvion 4 mukaisesta kuidun-muodostusjärjestelmästä, mutta esittää moniosaista nesteen ruiskutuslaitetta.

Kuten kuviossa 1 esitetään, syöttölaite 10 syöttää 15 useita sulaa epäorgaanista ainetta, esimerkiksi lasia, olevia virtoja, jotka ohennetaan mekaanisesti yhtäjaksoisiksi kuiduiksi 24 kelauskoneen 33 avulla alalla tunnetulla tavalla. Tyypillisesti kuidut 24 kootaan yhtäjaksoiseksi säikeeksi 25 kokoomalaitteessa 28, kun niihin on pantu 20 suojapäällyste tai viimeistelyaine päällystyslaitteella 30. Säie 25 kelataan sitten pakkaukseksi 25 kelauskoneen 33 pyörivän kauluksen 34 päälle.

Syöttölaite 10 käsittää säiliöosan 12, joka on tarkoitettu sisältämään lämmön avulla pehmennettyä lasia ja 25 poistoseinämän tai levyn 14, jossa on useita aukkoja 20, niin että sula lasi pääsee tulemaan niistä ulos virtoina. Syöttölaite 10 on varustettu sähkövirralla lasin lämpötilan säätämistä varten.

Kuvio 2 esittää yleisesti ilman liikesuuntaa kui-30 dunmuodostusvyöhykkeen kehän ulkopuolelta sivuttain pois-toseinämää 14 pitkin kuidunmuodostusvyöhykkeen sisä- tai keskialueelle sulan lasin jäähdyttämiseksi ja sitten alaspäin eteenpäin siirtyvien kuitujen kanssa tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti.

35 Syöttölaite 10 käsittää useita ulokkeita tai kärkiä 6 80008 17, jotka suuntautuvat alaspäin poistoseinämästä 14 jokaisen ulokkeen 17 käsittäessä ainakin yhden siihen liittyvän aukon 20 sulan lasin syöttämiseksi kuiduiksi 24 ohentamista varten. Kuten alalla tiedetään, kuidut 24 muodostetaan 5 sulasta lasista, joka tulee ulos ulokkeista 17 kartiona 22 ohentamisen aikana. Tällaisten kartioiden ja/tai kärkien, ympärillä oleva alue tunnetaan yleensä kuidunmuodostusvyö-hykkeenä.

Kuidunmuodostusvyöhykkeen ulkopuolella oleva ilma 10 voidaan panna virtaamaan tässä selostetulla tavalla sulan lasin jäähdyttämiseksi sopivalla tavalla. Tällainen kiihdytetty virtaus saadaan kätevästi aikaan nesteellä, joka virtaa kuidunmuodostusvyöhykkeessä tai välittömästi sen kohdalla alaspäin kuitujen etenemisrataa pitkin. Ruisku-15 tuslaite 55 suuntaa esitetyllä tavalla suurenergisen työ-nesteen pääasiassa alaspäin kuitujen etenemisrataa pitkin kuitujen etenemissuuntaan syöttölaitteen tai hoikin ympärillä olevan ilman pakottamiseksi liikkumaan syöttölaitteen poistoseinämää pitkin tämän keksinnön periaatteiden 20 mukaisesti. Ilman liikkuessa syöttölaitteen 10 ympäriltä sivuttain sisäänpäin poistoseinämää 14 pitkin suuttimeen 55 päin, tämä kiihdytetty ilma, joka virtaa kuidunmuodos-tusalueen läpi, poistaa lämpöä sulasta lasista, kärjistä ja poistoseinämästä.

25 Ilma, joka on muodostusvyöhykkeessä työnestevirran kehän ympärillä, vedetään työnesteen avulla suunnilleen samalla tavalla kuin ilma vedetään eteenpäin siirtyvien kuitujen avulla valmistuksen aikana. Näin ollen työnestevirran kehän ympärille syntyy pienemmän paineen käsittäes-30 sä alue, kun muodostusvyöhykkeessä oleva ilma vedetään muodostusvyöhykkeestä nestevirran avulla. Sen sijaan pienemmän paineen käsittävän alueen ympärillä oleva ilma virtaa sivuttain työnestevirtaa päin ja tulee ulos sen lähteestä. Työnestevirralla tulisikin olla riittävä energia, 35 niin että se pakottaa ilman virtaamaan sellaisena määränä 7 80008 ja sellaisella nopeudella, että ne pystyvät tuntuvasti jäähdyttämään muodostusvyöhykkeessä olevaa lasia.

On toivottavaa, että ruiskutuslaite, joka on seinämän 14 alapuolella, suuntaa pienen määrän kaasua, esimer-5 kiksi ilmaa, suurella nopeudella pois poistoseinämästä 14 eteenpäin siirtyvien kuitujen rataa pitkin, niin ettei se kohdistu suoraan lasin 22 kartioihin tai kärkiin 17. Tällöin työneste tai ilma suuntautuu valmistuksen aikana niin, että se lisää tai täydentää luonnollisesti esiinty-10 vää kiihdytettyä ilmavirtausta. Ruiskutuslaitteesta 55 tulevan työnesteen ei tarvitse ylittää luonnollisesti esiintyvää kiihdytettyä ilmavirtausta, vaan pikemminkin se lisää tai täydentää sitä. Tämä poikkeaa täysin niistä jäähdytysjärjestelmistä, joissa työneste suuntautuu suo-15 raan ylöspäin poistoseinämää 14 vasten eteenpäin siirtyviä kuituja ja niiden luonnollista kiihdytettyä ilmavirtausta vastaan.

Käsiteltävän keksinnön eräs tärkeä näkökohta on, että ilma pannaan virtaamaan syöttölaitteen 10 ympäriltä 20 kuidunmuodostusvyöhykkeen läpi ja sitten alaspäin eteenpäin siirtyvien kuitujen mukana niin, että se simuloi pääasiassa kuitujen valmistuksen aikana esiintyvää kiihdytettyä ilmavirtausta, vaikka kuituja ei vedetäkään, kuten riippuvassa tilassa on laita.

25 Kuten kuviossa 2 esitetään, useita lämmönsiirtoele- menttejä tai -ripoja 43, jotka vastaavat US-patentissa nro 2 908 036 julkistettua ripatyyppistä jäähdytysjärjestelmää, on sisällytetty kuidunmuodostus j är j es telinään edistämään sulan lasin jäähdyttämistä. Tämänkertaista keksintöä 30 sovelletaan mieluimmin tällaisten ripojen kanssa halutun lämpömäärän poistamiseksi kuidunmuodostusvyöhykkeestä ohentamisen tapahtuessa tai sen jäädessä pois. On edullista, että ilma pannaan virtaamaan syöttölaitteen ympäriltä pääasiassa ripojen 43 pituussuunnassa eikä poikittain nii-35 hin nähden, niin että saadaan aikaan pääasiallisesti yhte- β 80008 näinen ja tasainen kiihdytetyn ilman sivuttaisliike kui-dunmuodostusvyöhykkeen läpi.

Koska tällainen kiihdytetty ilmavirtaus pystytään saamaan aikaan syöttölaitteen ollessa riippuvassa tilassa, 5 syöttölaitetta voidaan käyttää korkeammissa lämpötiloissa. Tällä saadaan taas aikaan lasin tuotantomäärän lisääntyminen tietyssä syöttölaiterakenteessa. Lisäksi käsiteltävällä keksinnöllä voidaan myös saada aikaan parempi jäähdytys, kun syöttölaite on toiminnassa, lisäämällä jäähdytys-10 järjestelmän kokonaislämmönpoistokykyä kuidunmuodostusvyö-hykkeen läpi menevän suuremman kiihdytetyn ilmavirtauksen avulla jäähdytysjärjestelmän komponenttien lämmönpoisto-kyvyn edistämiseksi ja täydentämiseksi.

Vaikka kuviossa 2 esitetyssä kuidunmuodostusjärjes-15 telmässä käytetäänkin syöttölaitetta 10, jossa on lukuisia ulokkeita 17 ja ripatyyppisiä lämmönpoistoelementtejä 43, on huomattava, että käsiteltävää keksintöä voidaan soveltaa ilman muiden jäähdytyslaitetyyppien apua tai tällaisia ulokkeita tai kärkiä käyttämättä.

20 Kuten kuvioissa 3 ja 4 esitetään, syöttölaite 10 käsittää säiliöosan 12, jossa on poistoseinämä 14, jossa on useita siitä alaspäin suuntautuvia ulokkeita 17, jokaisen ulokkeen 17 käsittäessä sen läpi menevän suuttimen aukon 20 sulan laslvirran syöttämistä varten. Poistosei-25 nämä 14 käsittää syvennyksen 15, joka suuntautuu syöttölaitteen 10 pituudelle seinämän 14 tukemiseksi mekaanisesti tässä myöhemmin selostettavalla tavalla.

Ulokkeet 17 on järjestetty useiksi toisistaan erillään oleviksi kentiksi 21 ja 22, jotka on jaettu edelleen 30 pääasiassa yhdensuuntaisiksi riveiksi, joissa on ensimmäisen lämmönpoistolaitteen 40 lämmönsiirtoelementit tai rivat 43 vuorottaisten ulokerivien 17 väliin sijoitettuina. Yhdensuuntaiset ulokerivit 17 on suunnattu lähinnä kohtisuoraan siihen poistoseinämän 14 pitkittäiskeskiviivaan 35 nähden, jolla syvennys 15 on.

9 80008

Ensimmäinen lämmönpoistolaite 40 käsittää parin lämmönsiirtoelementti- tai riparyhmiä 43, jotka on sijoitettu kuidunmuodostusvyöhykkeeseen ja jotka suuntautuvat syöttölaitteen 10 pituudelle. Jokainen lämmönsiirtoele-5 menttiryhmä 43 on kiinnitetty lujasti jakoputkeen 41, joka on syöttölaitteen 10 pituudella. Tyypillisesti jotakin jäähdytysnestettä, esimerkiksi vettä, kierrätetään jako-putkien läpi lämmön johtamiseksi pois rivoista 43.

Lämpö poistetaan konvektion avulla muodostusvyöhyk-10 keestä käyttämällä hyväksi ruiskutuslaitteen 55 synnyttämää ympäröivän ilman liikettä. Ruiskutuslaite 55 käsittää edullisella tavalla pääasiassa suoran, onton putkiosan tai suuttimen 56, jonka pohjassa on useita reikiä 58, jotka on tarkoitettu suuntaamaan suurenerginen nestevirta, esi-15 merkiksi ilma, kuitujen etenemisrataa pitkin, niin että ilma pannaan virtaamaan syöttölaitteen pituudelta sisäänpäin kuidunmuodostusvyöhykkeen läpi ja sitten kuitujen etenemissuuntaan kuidunmuodostusjärjestelmän jäähdyttämiseksi tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti. Koska 20 ruiskutuslaite 55 käsittää pääasiassa suoran putkiosan 56, jossa on sen pituudella useita aukkoja, työneste muodostaa pääasiassa yhdessä tasossa olevan virran tai massan. Put-kiosa, jossa on sen pituudella akselin suuntainen aukko, muodostaa samanlaisen ruiskutetun ilman virtauskuvion.

25 Poistoseinämän 14 tukemiseksi tukiosa 52 on suun nattu syvennyksen 15 pituudelle. Tukiosan 52 ja poistoseinämän 14 syvennyksen 15 välissä on eristysrunko 36 tulenkestävästä materiaalista. Koska tukiosa 52 jäähdytetään kierrättämällä jäähdytysnestettä, esimerkiksi vettä, put-30 kiosan 52 kanavan 53 läpi, tulenkestävää runkoa 36 käytetään sekä lämpö- että sähköeristystä varten.

Tukiosa 52 on kuviossa 3 esitetyllä tavalla sijoitettu tulenkestävän rungon 36 ja osan 56 väliin. Asennuksen helpottamiseksi ja stabiloimiseksi putkiosa 56 ja tu-35 kiosa 52 on yhdistetty toisiinsa tukevasti sopivalla ta- ίο 80008 valla, esimerkiksi hitsaamalla. Aukollinen putkiosa 56 sijoitetaan sellaisenaan poistoseinämän 14 alapuolelle suunnilleen lämmönsiirtoelementtien 43 pöhjareunojen 44 rajaamaan tasoon. Suuttimen muut sijaintikohdat kuuluvat 5 käsiteltävän keksinnön suojapiiriin seuraavassa esitettävällä tavalla.

Riippuvassa tilassa ruiskutuslaite 55 saa aikaan ja ohjaa ympäröivän ilman liikkeen kuidunmuodostusvyöhyk-keeseen, jolloin se simuloi pääasiassa sitä kiihdytettyä 10 ilmavirtausta, joka syntyy muuten eteenpäin siirtyvien kuitujen vaikutuksesta kuidun ohentamisen aikana. Näin ollen syöttölaite, kärjet, ripasuojukset ja muut laitteet ylikuumenevat vähemmän järjestelmän ollessa riippuvassa tilassa. Lisäksi riippuvan tilan ja ajo- tai tuotantotilan 15 välinen siirtymäaika lyhenee huomattavasti, koska kuidun-muodostusjärjestelmän eri komponenttien lämpötilat ovat lähempänä niiden vakaan tilan "ajoarvoa", vaikka järjestelmä onkin riippuvassa tilassa. Järjestelmän hyötysuhde kasvaa siis ja hukka-aika lyhenee.

20 Ajotilassa ruiskutuslaite 55 suuntaa ympäröivän il man liikkeen kuidunmuodostusvyöhykkeeseen kiihdytetyn ilman liikkeen jäähdytystehon täydentämiseksi eteenpäin siirtyvien kuitujen toiminnasta johtuen ja lisää jäähdytysjärjestelmän kokona!slämmönpoistotehoa edistäen tällöin 25 tuotantomäärän ja hyötysuhteen tehostumista, kuten edellä mainittiin.

Seuraava esimerkki on otettu tähän vain asian havainnollistamiseksi eikä se ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnön suojapiiriä.

30 Esimerkki

Tavanomaista "kärkityyppistä" kuidunmuodostusjärjestelmää, joka vastasi kuvioissa 3 ja 4 esitettyä, käytettiin valmistettaessa yhtäjaksoisia lasikuituja tavanomaisesta lasiseoksesta. Kuidut ohennettiin mekaanisesti 35 kelauslaitteen avulla alalla tunnetulla tavalla noin u 80008 0,0234 mm (0,00092") suuruiseen halkaisijakokoon.

Tässä esimerkissä käytetty holkki tai syöttölaite oli valmistettu tyypillisestä platina-rodiumseoksesta aukon käsittävien kärkien ollessa Järjestetty kahdeksi sa-5 manlaiseksi kentäksi, jotka oli jaettu yhdellä putkiosalla tai suuttimella 56, joka suuntautui syöttölaitteen pituudelle. Polstoseinämällä oli seuraavat rakennepiirteet: Kärkien lukumäärä: 4 048

Aukon koko: 1,676 mm (0,066") sisähalkaisija 10 Kärjen pituus: 3,302 mm (0,130")

Poistoseinämä: 470 mm pitkä x 178 mm leveä (18,5" x 7") Kärkien lukumäärä rivissä: 22 15 Ruiskutuslaitteen 55 putkiosan 56 tekniset tiedot olivat:

Putken koko: 6,35 mm (0,25") ulkohalkaisija ja 4,57 mm (0,18") sisähalkaisija Aukon halkaisija: 0,305 mm (0,012") 20 Aukkojen väli: 12 aukkoa cm kohden (30 aukkoa tuumaa kohden)

Aukot käsittävän osan pituus: 489 mm (19,25")

Putken 56 aukot käsittävä osa oli suunnilleen 12,7 25 mm (1/2") poistoseinämän 14 alapinnan alapuolella ja suuntautui vähän aukkokentän yli. Tavanomaisia ripatyyp-pisiä lämmönsiirtoelementtejä 43 käytettiin peräkkäisten kärkiriviparien välissä. Jokainen ripa oli massiivista metallia, 19,05 mm korkea x 2,54 mm vahva x 92,1 mm pitkä 30 (0,75" x 0,100" x 3,625").

Kuvio 5 esittää muutosta ripatyyppisen jäähdytysjärjestelmän poistamassa lämmössä ruiskutuslaitteesta 55 virtaavan ilman virtausnopeuden kasvaessa. Syöttölaitteen kapasiteetti pysyy suunnilleen vakiona ja kuviossa esite-35 tään ajotila ja riippuva tila.

12 80008

Kuten kuvion 5 viivasta A-B voidaan nähdä, ripojen poistama lämpö laskee syöttölaitteen ollessa riippuvassa tilassa jyrkästi ruiskutetun ilman virtausnopeuden kasvaessa. Piste A tarkoittaa ripajärjestelmän poistamaa läm-5 pömäärää, kun ruiskutetun ilman virtausta ei ole ja piste B tarkoittaa ripasuojusjärjestelmän poistamaa lämpömäärää, kun ilmaa ruiskutettiin noin 3 147 cm3/s (kuut iosentt imet-riä sekunnissa) virtausnopeudella (400 SCFH, standardikuu-tiojalkaa tunnissa). Tällöin ripatyyppiseen jäähdytysjär-10 jestelmään kohdistuva lämpökuormitus laski noin 27 %, kun ruiskutetun ilman virtausnopeus oli noin 3 147 cm3/s (400 SCFH) (piste B) verrattuna ripoihin kohdistuvaan lämpö-kuormitukseen käsiteltävää keksintöä soveltamatta (piste A).

15 Lisäksi ripajärjestelmän ajotilan aikana poistama lämpömäärä laski tuntuvasti, kun ruiskutetun ilman virtausnopeus kasvo! kuvion 5 viivan C-D esittämällä tavalla. Piste C esittää ripajärjestelmällä poistettua lämpöä ilman ruiskutetun ilman virtausta ja D esittää ripajärjestelmään 20 kohdistuvaa lämpökuormitusta ruiskutetun ilman virtausnopeuden ollessa 3 147 cm3/s (400 SCFH), mikä vastaa 8 % laskua ripatyyppiseen jäähdytysjärjestelmään kohdistuvassa lämpökuormituksessa.

Koska ripajärjestelmän poistaman riippuvan lämpö-25 kuormituksen ja ajolämpökuormituksen välinen ero pienenee käsiteltävää keksintöä sovellettaessa, riippuvan tilan ja stabiilin ajotilan välinen siirtymäaika lyhenee vastaavasti huomattavasti käynnistettäessä ja uudelleenkäynnistet-täessä kuiduttaminen. Esimerkiksi pisteiden B ja D välinen 30 ero on tuntuvasti pienempi kuin pisteiden A ja C välinen ero. Kun kuidunmuodostusjärjestelmä etenee riippuvasta tilasta haluttuun stabiiliin ajotilaan, tänä siirtymäaikana muodostuneet kuidut voivat olla laadultaan hylättäviä. Näin ollen onkin erittäin toivottavaa, että maksimihyöty-35 suhteen saamiseksi siirtymäaika lyhenee.

13 80 008

Yleensä, kun ripasuojuksiin kohdistuva lämpökuormitus vähenee, ripojen lämpötila laskee vastaavasti, jos oletetaan, että jäähdytysnesteen virtausnopeus ripajärjes-telmien jakoputkien läpi pysyy suunnilleen vakiona.

5 Kuviossa 6 esitetään, että käsiteltävää keksintöä soveltamalla tiettyä rakennetta olevan syöttölaitteen tehoa voidaan lisätä jyrkästi. Alalla tiedetään hyvin, että tällaiset kuidunmuodostussyöttölaitteet on suunniteltu toimimaan tietyllä lämpötila-alueella määrätyn jäähtymis-10 pisteen lämpötilan paikkeilla. Kun syöttölaitteessa ei käytetty ruiskutuslaitetta, sen toimintakyky oli 14 °C (25eF) jähmettymispistettä pienemmän ja suunnilleen 8°C (15eF) jähmettymispistettä suuremman lämpötilan välisellä alueella. Nämä esitetään vastaavasti pisteinä A ja B ku-15 viossa 6. Normaalirakenteisen kuidunmuodostusjärjestelmän esitetty nimellistuotanto oli suunnilleen 68 kg tunnissa (150 naulaa tunnissa), kuten pisteellä N viivalla A-B esitetään ja jähmettymispisteen lämpötila oli noin 1 212°C (2 214“F), kuten "O"-pisteellä kuvion 6 käyrästön pystyak-20 selillä esitetään. Yläraja ilman ruiskutettua ilmaa tapahtunutta valmistusta varten, piste B, oli suunnilleen 73 kg (162 naulaa) tunnissa. Tämän lämpötilan yläpuolella syöttölaitetta ei pystytty käsittelemään. Toisin sanoen mahdollisuus syöttölaitteen käynnistämiseen uudelleen kui-25 dun katkeamisen jälkeen laski tuntuvasti.

Käsiteltävää keksintöä sovellettaessa syöttölaite pystyi toimimaan kuviossa 6 viivalla A-C esitetyllä alueella. Tällöin holkki pystyi toimimaan noin 14eC (25eF) jähmettymisastetta pienemmän ja noin 17eC (30°F) jähmet-30 tymispistettä suuremman lämpötilan välisellä alueella. Käyrästöstä voidaan nähdä, että syöttölaitteen toimiessa 17°C (30°F) (piste C) esitettyä jähmettymispistettä korkeammassa lämpötilassa hoikin kapasiteetti kasvoi noin 85 kiloksi (188 naulaksi) tunnissa. Näin ollen hoikin tuotan-35 totoiminnan yläraja kasvoi noin 16 %.

14 80008 Näihin arvoihin pääsemiseksi käytetty ilman virtausnopeus vaihteli niin, että piste A syntyi syöttämättä lainkaan ruiskutettua ilmaa ohjauslaitteesta 55. Ruiskutetun ilman virtausnopeus voidaan säätää miksi tahansa 5 sellaiseksi määräksi, joka tarvitaan riippuvaa tilaa ja/-tai ajotilaa varten. Esimerkiksi ruiskutetun nesteen virtausnopeutta voidaan vähentää ajotilaa varten. Lisäksi ruiskutetun ilman virtaus voidaan haluttaessa lopettaa kokonaan joko käsin tai automaattisesti ajotilan aikana. 10 Kuitenkin mieluimmin ruiskutuslaitteesta 55 tulevaa nes-tevirtausta vain vähennetään eikä sitä eliminoida.

Näin ollen käsiteltävää keksintöä sovellettaessa "riippumisen" ja "ajon" väliset siirtymäperiodit, jotka seuraavat muodostuskatkoa, lyhenevät ja kuidunmuodostus-15 järjestelmän kapasiteetti kasvaa tuntuvasti.

Mitä tahansa sopivaa kiihdytetyn ilman ohjauslaitteesta 55 tulevan työnesteen tilavuuden ja nopeuden yhdistelmää, joka täyttää kuidunmuodostusjärjestelmän jäähdytys vaatimukset, voidaan käyttää. Ruiskutuslaitteesta 55 20 tulevalla nesteellä tulisi olla riittävän suuri energia tai momentti halutun kiihdytetyn ilmavirtauksen saamiseksi aikaan. Paineilmaa työnesteenä käyttävissä järjestelmissä ruiskutuslaitteesta 55 tulevan ilman nopeus on ainakin noin 11 metriä sekunnissa (35 jalkaa sekunnissa), mutta 25 mieluimmin 11-107 metriä sekunnissa (35-350 jalkaa sekunnissa) sopivilla tilavuuksilla. Vielä toivottavampaa on, että ruiskutuslaitteesta 55 tulevan kaasun poistonopeus on ainakin 23 m/s (75 jalkaa sekunnissa) ja mieluimmin 23-56 m/s (75-185 jalkaa sekunnissa) paineilman poistonopeu-30 den ollessa noin 787 can3 /s - 3 147 cm3 /s (100-400 kuutio-jalkaa tunnissa).

Aukoista 58 tulevan nestevirtauksen ohjauslaite voi olla mitä tahansa sopivaa tyyppiä, esimerkiksi virtauksen säätöventtiili ja/tai paineensäädin, jotka liittyvät täl-35 laisen nesteen syöttöjärjestelmään.

is 80008

Joitakin syöttölaiterakenteita varten, koska sisim-mät aukot ovat lähellä ruiskutuslaitetta 55, ruiskutuslai-te 55 voidaan joutua sijoittamaan kuviossa 4 esitettyä korkeammalle mahdollisten liikkumattoman ilman vyöhykkei-5 den vähentämiseksi tai eliminoimiseksi tukiosan 52 kohdalla. Esimerkiksi, kuten kuviossa 3A esitetään, kiihdytetyn ilman ohjaus- tai ruiskutuslaite 55 on sijoitettu tulenkestävän rungon kanavaan 72 mainitun rungon sijaitessa poistoseinämän 14 syvennyksessä 15A. Putkiosan 56 aukot 10 käsittävä osa on sijoitettu tällöin ulokkeiden 17 etäis-pään tai pohjan 18 yläpuolelle, mikä edistää huomattavasti ilman sivuttaista kiihdytettyä virtausta sisempiin kärkiin tai aukkoihin ja niiden yli. Esitetyllä tavalla putkiosan 56 aukot käsittävä osa on pääasiassa poistoseinämän 14 15 rajaamassa tasossa.

On toivottavaa, että työnesteen syöttösuuttimen poistoaukot ovat siinä sivuvyöhykkeessä, jonka lämmönsiir-toelementtien 43 pohjareunojen 44 taso ja pohjaseinämän 14 taso rajaavat. Suuttimen poistokohta voidaan haluttaes-20 sa sijoittaa kuitenkin tämän vyöhykkeen ylä- tai alapuolelle.

Kuten kuviossa 7 esitetään, syöttölaitteen 110 poistoseinämä 114 käsittää useita ulokkeita tai kärkiä 117, joissa jokaisessa on aukko 120, jonka tehtävänä on 25 syöttää niiden läpi sula lasivirta. Ulokkeet 117 on järjestetty kentiksi 121 ja 122, jotka on edelleen jaettu rivipareiksi, jolloin ensimmäisen jäähdytyslaitteen 125 lämmönsiirtoelementit tai rivat 130 suuntautuvat niiden väliin. Edellä selostettuja järjestelmiä vastaavalla ta-30 valla lämmönsiirtoelementit 130 on kiinnitetty vesijäähdytteisiin jakoputkiin 127.

Kiihdytetyn ilman ohjauslaite tai ruiskutuslaite 140 suuntaa työnestemassan, joka on siinä tasossa, joka puolittaa pääasiassa syöttölaitteen 110, sen pituudelle 35 kenttien 121 ja 122 väliin. Tässä rakenteessa ruiskutus- 16 80008 laite käsittää parin toisistaan riippumatta ohjattuja nes-teensyöttöosia, joiden tehtävänä on mahdollistaa erillisen kiihdytetyn ilmavirtauksen muodostuminen syöttölaitteen 110 eri alueita varten. Esitetyllä tavalla ruiskutuslaite 5 140 käsittää ensimmäisen syöttöosan 142 ja toisen syöttö- osan 152. Ohjauslaite 140 voi luonnollisesti haluttaessa käsittää minkä tahansa sopivan määrän erillisiä syöttöosia eikä vain kaksi.

Ensimmäinen nesteensyöttöosa 142 käsittää putken 10 143, jossa on sen pohjassa useita aukkoja 144, jotka on tarkoitettu syöttämään suurinopeuksinen nestemäärä, niin että ilma pannaan virtaamaan kuidunmuodostusvyöhykkeen läpi tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti. Putki 143 on yhteydessä venttiili- tai ohjauslaitteeseen 146, joka on 15 yhteydessä sopivaan painenestelähteeseen syöttöputken 147 avulla. Vastaavasti toinen osa 152 käsittää putken 153, jossa on sen pohjassa rivi aukkoja 154. Putki 153 on yhteydessä venttiili- tai ohjauslaitteeseen 156, joka on yhdistetty painenestelähteeseen syöttöjohdon 147 avulla. 20 Syöttölaitteen 110 oikean- ja vasemmanpuoleisen osan kiihdytetty ilmavirtaus voidaan siis saada aikaan ja ohjata pääasiassa toisistaan riippumatta.

Käsiteltävän keksinnön mukaisen ruiskutuslaitteen työnesteenä on mieluimmin ilma. On kuitenkin huomattava, 25 että kiihdytetyn ilman ohjauslaitteesta tulevana työnesteenä voidaan käyttää myös muita kaasuja, esimerkiksi höyryä ja nesteitä, kuten vettä. Lisäksi niissä järjestelyissä, joissa "ruiskutettu" neste koskettaa kuituryhmään, työnesteenä voi olla jokin nestemäinen viimeistelyaine tai 30 sideaine tai se voi sisältää sitä lasikuitujen päällystämistä varten.

Edellä selostetuista suoritusmuodoista käy selville, että niissä esitetyillä menetelmillä ja laitteistolla saadaan aikaan mahdollisuus tunnettujen kuidunmuodostus-35 järjestelmien tehon ja hyötysuhteen parantamiseen niiden 17 80008 jäähdytystehoa lisäämällä. Lisääntynyt teho, joka johtuu kiihdytetystä ilmavirtauksesta kuidunmuodostusvyöhykkees-sä, on edullinen riippuvan tilan aikana, sen lämpötilaolosuhteet saadaan näin lähemmäksi ajotilaa ja lisäksi se on 5 edullinen ajo- tai normaalitilan aikana, jolloin kiihdytetty ilmavirtaus lisää luonnollisesti syntyvää ilmavirtausta. Tämä saadaan aikaan selostetulla tavalla nestevir-tauksella kuidun liikesuuntaan käyttämällä minimimäärä energiaa.

10 On selvää, että keksinnön puitteissa voidaan tehdä muitakin kuin tässä julkistettuja muunnelmia ja erilaisia järjestelyjä. Tämä selostus on vain asiaa havainnollistava keksinnön käsittäessä kaikki siihen liittyvät muunnelmat.

Tässä selostettua keksintöä voidaan soveltaa hel-15 posti lasikuituteollisuuteen.

Claims (13)

1. Menetelmä yhtäjaksoisten, epäorgaanisten kuitujen valmistamiseksi toimintona, jossa on keskeytyksiä kui-5 dunmuodostamisessa, menetelmän käsittäessä sulaa, epäorgaanista ainetta olevien virtojen laskemisen ulos poistoseinässä (14) olevista aukkoriveistä (20), virtojen vetämisen mekaanisesti yhtäjaksoisiksi 10 kuiduiksi (24) kuidunmuodostusvyöhykkeessä kuitujen siirtyessä eteenpäin tiettyä rataa pitkin, ja kuidunmuodostamisessa esiintyvien keskeytyksien aikana sellaisen väliainevirtauksen muodostamisen, joka suuntautuu pois poistoseinämästä kuitujen etenemisrataa 15 pitkin, tunnettu siitä, että väliainevirtaus suuntautuu pois poistoseinämästä kuitujen etenemisrataa pitkin sellaisena määränä ja sellaisella nopeudella, että ympäröivä ilma voidaan saada virtaamaan kuidunmuodostus-vyöhykkeeseen, jolloin se simuloi sitä ympäröivän ilman 20 syöttöä, jonka eteenpäin siirtyvät kuidut synnyttävät kui-dunmuodostuksen aikana, jolloin lämmönsiirtonopeus kuidusta lisääntyy, niin että se vastaa suunnilleen sitä lämmön-siirtonopeutta, joka syntyy muodostusvyöhykkeestä kuidun-muodostuksen aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että väliainevirtaus tulee tietystä kohdasta, joka on sulan materiaalin virtojen välissä ja kuidunmuodostusvyöhykkeessä tai sen yläpuolella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-30 n e t t u siitä, että se käsittää kuidumuodostuksen aikana väliainevirtauksen syöttämisen sellaisena määränä ja sellaisella nopeudella, että lisää ympäröivää ilmaa voidaan saada virtaamaan kuidunmuodostusvyöhykkeeseen täydentämään sitä ympäröivän ilman virtausta, jonka eteenpäin 35 siirtyvät kuidut synnyttävät, kuidunmuodostusprosessin is 80008 tehollisen tuotannon lisäämiseksi huomattavasti.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lämmön poistamisen kui-dunmuodostusvyöhykkeestä lämmönsiirto-osilla (43), jotka 5 on sijoitettu muodostusvyöhykkeessä olevien virtojen väliin, mainitun väliainevirtauksen suuntautuessa pois pois-toseinämästä, niin että ympäröivä ilma saadaan virtaamaan kuidunmuodostusvyöhykkeeseen, jolloin vähennetään tuntuvasti lämmönsiirto-osiin kohdistuvan lämpökuormituksen 10 eroa kuidunmuodostuksen ja kuidunmuodostuksen keskeytyksen välillä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää mainitun kaasuvirran panemisen virtaamaan kuidunmuodostuksen aikana sellaisena 15 määränä Ja sellaisella nopeudella, että lämmönsiirto-osiin (43) kohdistuvaa lämpökuormitusta voidaan tuntuvasti vähentää .

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuvirta lähtee tietystä 20 paikasta, joka on sulan materiaalin virtojen välissä ja lämmönsiirto-osien (43) pohjan pääasiassa rajaamassa tasossa tai sen yläpuolella.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuvirtaus syö- 25 tetään putkiosasta (55, 56), joka on sulan materiaalin virtojen välissä ja lämmönsiirto-osien (43) välissä kui-dunmuodostusvyöhykkeessä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirto-osat (43) ovat lavan 30 muotoisia ripoja, jotka suuntautuvat poikittain muodostus-vyöhykkeeseen, ja että putkiosan (56) tarkoituksena on syöttää kaasuvirtaus yhdessä tasossa olevassa muodossa niin suuntautuneena, että ympäröivä ilma saadaan liikkumaan muodostusvyöhykkeen keskialueelle pitkin ripoja.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 80008 menetelmä, tunnettu siltä, että väliainevirtaus sisältää nestettä.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epäorgaaninen aine 5 on lasia ja kaasuvirrat ovat ilmaa.

11. Laite yhtäjaksoisten kuitujen muodostamiseksi sulaa epäorgaanista ainetta olevista virroista, laitteen käsittäessä syöttövälineen (10), jossa on poistoseinämä (14), 10 jossa on virtojen määrittämiseen tarkoitetut aukkorivit (20), välineen (33) sulien virtojen vetämiseksi mekaanisesti yhtäjaksoisiksi kuiduiksi (24) kuitujen siirtyessä eteenpäin tiettyä rataa pitkin, 15 lämmönsiirto-osat (43), jotka sijaitsevat poisto- seinämän (14) vieressä ja suuntautuvat aukkorivien (20) väliin lämmön poistamiseksi sulista virroista, ja ruiskutusvälineen (55), joka on sijoitettu poisto-seinämän (14) pituudelle syöttämään kaasuvirtaus, joka 20 suuntautuu pois poistoseinämästä kuitujen etenemisrataa pitkin, tunnettu siitä, että ruiskutusväline (55) on sovitettu syöttämään kaasuvirtaus, joka suuntautuu pois poistoseinämästä (14) kuitujen etenemisrataa pitkin sellaisena määränä ja sellaisella nopeudella, että syöttö-25 laitteen ympärillä oleva ympäröivä ilma saadaan virtaamaan poistoseinämää (14) pitkin ruiskutusvälineeseen päin (a) simuloimaan tuotannon keskeytyksien aikana sitä ympäröivän ilman virtausta, joka syntyy kuitujen siirtyessä eteenpäin, ja/tai (b) lisäämään ympäröivän ilman virtausta vir-30 tojen ja lämmönsiirto-osien (43) välissä, niin että täydennetään eteenpäin siirtyvien kuitujen synnyttämää ympäröivän ilman virtausta.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lämmönsiirto-osat (43) ovat lavan 35 muotoisia ripoja, jotka suuntautuvat poikittain muodostus- 2i 80008 vyöhykkeeseen, ja että ruiskutusväline (55) on tarkoitettu syöttämään kaasuvirta yhdessä tasossa olevassa muodossa niin suunnattuna, että ympäröivä ilma saadaan siirtymään muodostusvyöhykkeen keskialueelle pitkin ripojen pituutta.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että ruiskutusväline on putkiosa (56), joka ulottuu poistoseinämän (14) pituudella, ja että laite käsittää tukiosan (52), joka on tarkoitettu tukemaan poistoseinämää, tukiosan (52) suuntautuessa putkiosaa (56) 10 pitkin. 22 80 008