KR810000976B1 - Apparatus for maintaining calibration of thermo-couple used in bushing for drawing glass fiber - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 열전대 접속을 사용한 부싱의 사시도, 부싱 부품의 단면도, 그리고 부싱용 저항 가열제어 회로의 계략도 임.1 is a perspective view of a bushing using a thermocouple connection of the present invention, a sectional view of a bushing component, and a schematic diagram of a resistance heating control circuit for a bushing.
제2a도는 새로 접속시킨 종래의 전형적인 열전대 접속의 단면도.2A is a cross-sectional view of a conventional typical thermocouple connection newly connected.
제2b도는 접속을 행한 후의 제2a도의 것과 비슷한 종래의 접속 단면도.FIG. 2B is a conventional connection cross section similar to that of FIG. 2A after making a connection. FIG.
제3a도는 새로 접속시킨 본 발명의 령전대 접속의 단면도.Fig. 3A is a cross sectional view of the sacred pole connection of the present invention newly connected;
제3b도는 접속을 행한후의 본 발명의 열전대 접속의 단면도.3B is a cross-sectional view of the thermocouple connection of the present invention after making the connection.
본 발명은 글라스파이버 인출 부싱에 사용되는 열전대의 보정 유지 장치 및 방법에 관한 것이며, 규체적으로는 글라스 파이버 인출에 사용되는 형태의 백금/로듐 부싱을 사용하는 개량된 열전대 접속, 더 구체적으로는 부싱의 유용한 수명 기간중 그의 보정을 유지해주는 접속에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a thermocouple calibration retaining apparatus and method for use in glass fiber take-out bushings, in particular improved thermocouple connections using platinum / rhodium bushings of the type used for glass fiber withdrawal, more particularly bushings. It is about a connection that maintains its correction during its useful lifetime.
종래, 열전대는 흔히 글라스파이버의 인출에 사용되는 부싱의 온도를 감시하는데 사용되었다. 이 부싱은 제어기에 연결되며 이 제어기는 차례로 저항 가열부싱에 전류를 공급하기 위한 전력 변압기에 연결된다. 열전대 출력은 제어기에의 해부 싱의 온도를 일정하게 유지하기 위해 사용되는 것이 이상적이다.Conventionally, thermocouples have often been used to monitor the temperature of bushings used for the extraction of glass fibers. The bushing is connected to a controller which in turn is connected to a power transformer for supplying current to the resistance heating bushing. The thermocouple output is ideally used to keep the temperature of the dissecting sink on the controller constant.
실제로,종래의 열전대 제어 회로는 부싱 온도를 일정하게 유지하지 못한다는 것이 알려졌다. 오히려 부싱이 노화함에 따라, 그 회로는 부싱 온도를 점차 승온시킨다. 이것은 차례로 인출되는 글라스파이버의 물성(예, 파이버 두께)을 변화시키는 부작용을 갖는다. 이것은 또한 부싱 생산량에 영향을 미친다.Indeed, it has been found that conventional thermocouple control circuits do not maintain a constant bushing temperature. Rather, as the bushing ages, the circuit gradually raises the bushing temperature. This has the side effect of changing the physical properties (eg, fiber thickness) of the glass fibers being drawn out in turn. This also affects bushing yield.
상기한 문제점을 고정하기 위해 종래의 열전대를 재보정할 수 있지만, 이 방법은 열전대 출력의 점차적 이고 연속적인 변화성 때문에 실제상 극히 어려운 결점을 갖는다.Although conventional thermocouples can be recalibrated to fix the above problem, this method has a very difficult drawback in practice due to the gradual and continuous variation of thermocouple output.
본 발명은 열전대의 상이한 금속 사이의 경계면의 이동 때문에 종래의 보정 문제가 발생된다는 발견에 기초한 것이다. 전술한 이동 현상은 열전대의 한 선은 순수한 백금이거나 또는 고순도 백금 합금이고, 열전대의 다른 선은 백금/로듐 합금(예, 87%백금 및 13%로듐)이고, 부싱이 비교적 크게 싱크하는 백금/로듐 합금(예, 80% 백금 및 20% 로듐)이라는 사실에 의해 설명된다. 사용시에, 로듐은 부싱으로부터 열전대의 백금 선으로 이동하여 열전대 접합점이 부싱으로부터 저온 대역으로 이동한다. 접합점이 저온 대역으로 이동하면 열전대으 출력을 저하시켜, 부싱온도를 보정 없이 판독하게 해준다.The present invention is based on the finding that conventional correction problems arise due to the movement of the interface between different metals of the thermocouple. The aforementioned shift phenomenon is that one line of thermocouple is pure platinum or high purity platinum alloy, the other line of thermocouple is platinum / rhodium alloy (e.g. 87% platinum and 13% rhodium) and platinum / rhodium with bushing sinks relatively large This is explained by the fact that they are alloys (eg 80% platinum and 20% rhodium). In use, rhodium moves from the bushing to the platinum line of the thermocouple so that the thermocouple junction moves from the bushing to the cold zone. Moving the junction to the low temperature band will degrade the thermocouple output, allowing the bushing temperature to be read without correction.
열전대 접합점을 저온 대역으로 이동시키는 이유는 종래의 열전대 접속이 부싱에 수직하게 열전대 선을 배치하기 때문이다. 그리하여 접합점은 필연적으로 부싱으로부터 저온 대역으로 이동하게 된다.The reason for moving the thermocouple junction to the low temperature band is that conventional thermocouple connections place thermocouple lines perpendicular to the bushing. Thus, the junction point inevitably moves from the bushing to the cold zone.
본 발명의 열전대선의 온도가 부싱의 온도와 같도록 부싱에 인접한 열전대선의 길이를 길게 하므로서 종래의 보정 문제를 피하게 된다.The conventional correction problem is avoided by lengthening the length of the thermocouple wire adjacent to the bushing so that the temperature of the thermocouple wire of the present invention is equal to the temperature of the bushing.
그결과, 이동이 발생하여도, 진실로 부싱온도를 측정할 수 있는 대역에 접합이 있게 된다.As a result, even if movement occurs, there is a junction in the band where the bushing temperature can be truly measured.
본 발명의 주 목적은 글라스 파이버 등의 인출용 합금 부싱에 사용하기 위한 열전대 접속을 제공하는 것이며, 여기에서 열전대의 보정은 부싱의 유용한 수명기간 동안 실질적으로 일정하게 유지된다. 본 발명의 다른 목적은 합금 부싱용 온도 제어 회로에 사용하기 위한 열전대 접속을 제공하는 것이며, 여기에서 회로는 부싱의 수명기간 이상으로 부싱 온도를 일정하게 유지해 준다. 본 발명의 또 다른 목적은 감시될 합금 부재에 직접 접속되고, 시간이 흘러도 재보정을 필요로 하지 않는 열전대 접속을 제공하는 것이며, 합금 부재에 직접 접속되고, 시간이 흘러도 재보정을 필요로 하지 않는 열전대 접속을 제공하는 것이며, 추가 목적은 글라스 파이버 제조 공정에서 품질 조절 검사의 빈도를 감소시키는 열전대 제어기를 제공하는 것이다. 본 발명을 이하 첨부 도면에 의거 상세히 설명한다.It is a primary object of the present invention to provide a thermocouple connection for use in an alloy bushing for drawing such as glass fiber, in which the correction of the thermocouple remains substantially constant for the useful life of the bushing. Another object of the present invention is to provide a thermocouple connection for use in a temperature control circuit for alloy bushings, where the circuit maintains the bushing temperature constant over the life of the bushing. Another object of the present invention is to provide a thermocouple connection that is directly connected to the alloy member to be monitored and does not require recalibration over time, and is directly connected to the alloy member and does not require recalibration over time. To provide a thermocouple connection, a further object is to provide a thermocouple controller that reduces the frequency of quality control inspections in the glass fiber manufacturing process. The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
제1도는 직접 용융시킨 포어허어스(forehearth) 밑에 배치시킨 부싱을 본 발명의 계량된 열전대 접속을 사시도로 나타낸 것이다. 전술한 포어 허어스와 부싱은 1976년 10월 허여된 본인의 미국 특허 제3,988,135호에 기재된 형태이다. 전술한 포어 허어스의 하측부는 유동로(12)을 갖는 내화재의 층을 도포하고, 백금박 라이닝(14)을 한 유동 블록(10)으로 된다. 부상체(16)는 블록의 저부에 병치해서 유동 블록(10)밑에서 착탈 자재로 지지된다. 부싱체의 지지는 각부재(18)로 되는 구조물로 행하며, 이 각부재는 부싱체의 저면의 측변에 연결되어 부싱체를 유동로(12)에 대해 정렬된 위치로 유지시켜 준다.1 is a perspective view of the metered thermocouple connection of the present invention with a bushing placed under a directly melted forehearth. The aforementioned pores and bushings are in the form described in my US Pat. No. 3,988,135, issued October, 1976. The lower part of the above-mentioned pore huers applies the layer of the refractory material which has the
전술한 예에서, 부싱체(16)는 그 안에 챔버(22)를 형성하고, 블록의 상부 및 저부 표면을 통해 개구되는 블록(20)을 함한다. 챔버(22)는 부싱체를 정위치에 배치시킬 경우 유등로(12)와 일직선으로 배치된다. 블록(20)은 내화재로 제조되며, 통로(22)의 내부에 80% 백금 및 20% 로듐으로 된 합금 라이닝(24)으로 안을 댄다. 오리피스플레이드(26)는 유동로(22)는 저부 밖으로 신장시켜 라이닝(24)에 일체로 연결한다. 라이닝(24)과 같은 플레이트(26)는 80% 백금 및 20% 로듐으로 되는 합금으로 제작된다. 부싱체(16)의 상세한 구조와 조작 모우드가 전술한 미국 특허 제3,988,135호에 기재되어 있다.In the above example, the
전국 단자(28) 및 (30)를 오리피스플레이트(26)의 양측에 접속시켜 플레이트의 저항 가열을 제공한다. 이 단자들은 리이드(24) 및 (36)에 의해 전력 변압기(32)에 접속된다. 전원(33)에 의해 변압기(32)에 전력을 공급한다. 변암기(32)는 제어기(37)로 제어한다. 제어기, 변압기 및 전극 회로는 공지이며, 오리피스 플레이트(26)에 저항열을 제공하여 그의 온도를 실질적으로 균일하게 유지시킨다. 도선(38)은 제어기를 변압기에 연결 시킨다.
본 발명의 열전대 접속을 부싱(즉, 부싱체(16)의 백금/로듐 원소)에 접속시켜 오리피스 플레이트에 근접한 부싱의 온도를 감지하고, 제어기(37)에 제어 신호를 공급한다. 전술한 예에서, 접속 수단은 일반적으로 플레이트 길이의 중심부분의 위치에서 오리피스 플레이트(26)에 근접시킨 라이닝(24)을 풀어만든 근접된 오리피스(40) 및 (42), 오리피스(40)를 관통하는 87% 백금 및 13% 로듐으로 된 백금/로듐 합금 선(44), 오리피스(42)를 관통하는 순수한 백금 선(46), 선(44) 및 (46)사이의 용접 접합점(48), 각 선(44) 및 (46)를 라이닝(24)에 접합시키는 용접부(44a)및 (46a), 및 오리피스 플레이트(26) 및 다이닝(24)의 외부 표면을 일정 길이 이상으로 근접시켜 전술한 부분의 온도가 접합점(48)의 것과 실질적으로 같도록 선(44) 및 (46)으로부터 직접 신장되는 신장된 부분(44b) 및 (46b)으로 된다.The thermocouple connection of the present invention is connected to the bushing (i.e., the platinum / rhodium element of the bushing body 16) to sense the temperature of the bushing close to the orifice plate and to supply the control signal to the
본 발명의 접속 부분을 제3a도 및 3b도에 구체적으로 나타냈다. 이 도면에서, 접수점(48)에서 내부 부싱 온도는 T1로서 표시했고, 신장부분(44b) 및 (46b)의 온도는 T2로 표시했다. 제3a도는 열전대의 상이하 금속 사이의 경계면이 접합점(48)에 있을 상태의 접속부를 나타낸 것이다. 제3b도는 열전대의 상이한 금속 사이의 경계면이 온도 T2가 되도록 신장부(46b)로 이동한 일정기간 경과후의 조건하에서의 접속을 나타낸다.The connection part of this invention was shown in FIG. 3A and 3B specifically. In this figure, the internal bushing temperature at the
제3b도에 나타낸 이동은 부싱에 의해 제공된 백금 로듐합금의 싱크로부터 로듐을 백금 선(46)으로 이동시킨 결과를 나타낸 것이다. 이동의 결과, 열전대에 의해 온도가 감지되는 지점은 선(46)를 따라 이동하게된다. 이것은 온도가 열전대의 상이한 금속의 계면에서 감지되기 때문에 일어난다. 온도 T1및 T2가 실질적으로 본 발명의 것과 동일하므로, 이 위치의 변화는 잘못 읽게 하지는 않는다.The movement shown in FIG. 3b shows the result of moving the rhodium to the
본 발명의 한 실시예에서, 오리피스 플레이트는 약 10인치의 길이를 가지며, 선 부분(44b) 및 (46b)는 이 길이의 약 절반치(즉, 약 5인치)이상의 길이를 갖는다. 선 부분(44b 및 46b)과 라이닝(24)의 외부 사이의 공간은 약 1/8인치 이다. 부싱의 조립시에 공간은 선부분에 글라스 구술스페이서를 삽입하여 유지시킨다. 선부분은 블록(200의 내화제속에 오리피스 플레이트(26)위로 약 1/4인치에 위치한다. 리이드부분(44b) 및 (46b)은 각각 접속 리이드(50) 및 (52)에 의해 제어기(37)에 접속된다.In one embodiment of the present invention, the orifice plate has a length of about 10 inches and the
제2a 및 제2b도는 종래의 열전대 접속을 나타낸 것이다. 도시하지 않았지만, 이 접속은 부싱의 온도를 제어하기 위해 제1도의 것과 유사한 제어 및 변압기 회로에 연결시킬 수 있다. 이 도면에서 부싱 라이닝벽(54)은 이것을 통해 신장되는 한쌍의 열전대 선(56) 및 (58)을 갖는 것으로 나타냈다. 전술한 본 발명의 실시예에 나타낸 바와 같이, 벽(54)은 80% 백금 및 20% 로듐의 합금으로 구성되며, 선(56)는 87% 백금 및 13% 로듐으로, 그리고 선(58)는 순수 백금이다. 선(58) 및 (56)을 부싱 내의 융점 접합점(60)에서 접합시키며, 또한 각각의 용접부(56a) 및 (58a)에 의해 라이닝(54)의 내면에 용접시킨다.2a and 2b show a conventional thermocouple connection. Although not shown, this connection can be connected to a control and transformer circuit similar to that of FIG. 1 to control the temperature of the bushing. The
본 발명의 접속과는 달리, 제2a 및 제2b도에 나타낸 종래의 배열 형식인 열전대 선의 신장 부분은 일반적으로 부싱의 라이닝으로부터 수직으로 신장시킨다. 이 신장 부분은(56a) 및 (58b)로 각각 나타냈다. 제2b도는 시간 경과의 결과로서 부싱으로부터 선(56b)로 로듐이 이동할 때에 일어나는 상태를 나타낸 것이다. 이후 도면에 나타낸 바와같이, 이동 현상은 온도 T1에서 접합점(60)의 위치로부터 온도 T2에서 라이닝(50)으로 부터 분리된 위치로 일어난다. 선(56b)이 부싱으로부터 수직의 방향으로 신장되기 때문에 온도 T2는 온도 T1보다 약간 낮으며, 그 결과 열전대 출력은 부싱 온도를 정확하게 나타내지 않는다.Unlike the connection of the present invention, the elongated portion of the thermocouple wire, which is the conventional arrangement shown in Figs. 2a and 2b, generally extends vertically from the lining of the bushing. This stretched portion is represented by 56a and 58b, respectively. Figure 2b shows the state that occurs when rhodium moves from the bushing to
제2a도 및 제2b도에 나타낸 종래의 배열을 사용함으로써, "R"형 열전대를 사용하여 열전대로부터 판독한 온도가 매일 0.75℉ 만큼씩 내려감을 발견했다. 이것은 열전대 출력이 감소한 결과 때문이다. 열전대 출력은 사용하는 열전대의 종류에 따라 변한다. 2300℉에서 대표적인 출력치는 다음과 같다.By using the conventional arrangement shown in Figures 2a and 2b, it was found that the temperature read from the thermocouple using a "R" type thermocouple decreased by 0.75 ° F per day. This is due to the reduced thermocouple output. Thermocouple outputs vary depending on the type of thermocouple used. Typical outputs at 2300 ° F are:
여기에서 사용하는 형태의 부싱의 유효 수명은 약 9개월이다. 열전대의 상이한 금속 사이의 경계면의 이등은 이 기간중에 1/4 내지 1/2인치 사이이다. 그리하여, 약 5인치의 길이를 갖는 신장 부분(44b) 및 (46b)을 사용함으로써, 본 발명의 접속은 부싱의 정상 수명기간중에 일정한 보정을 제공해 준다.The useful life of the type bushing used here is about 9 months. Anisotropy of the interface between different metals of the thermocouple is between 1/4 and 1/2 inch during this period. Thus, by using
본 발명의 적합한 실시예를 전술하였지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은 "R","S" 또는 "B"형 열전대를 사용할 수 있고, 부싱의 백금/로듐 합금은 실시예에 따라 변화시킬 수 있다.(예, 부싱은 90% 백금과 10% 로듐으로 합금할 수 있다), 또한, 본 발명은 어떠한 형태의 금속제 부싱과 열전대의 선 중 적어도 하나 이상이 부싱제와 합금을 형성하는 성상을 가지므로 열전대의 선 사이의 경게면이 이동함을 알 수 있다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, the present invention may use a 'R', 'S' or 'B' type thermocouple, and the platinum / rhodium alloy of the bushing may vary depending on the embodiment. And alloying with 10% rhodium). In addition, the present invention has the property that at least one or more of any type of metal bushing and thermocouple wire has a property of forming an alloy with the bushing agent, so that the warp plane between the wires of the thermocouple moves. It can be seen.
Claims (1)
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KR7803331A KR810000976B1 (en) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | Apparatus for maintaining calibration of thermo-couple used in bushing for drawing glass fiber |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=19209103
Family Applications (1)
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KR7803331A KR810000976B1 (en) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | Apparatus for maintaining calibration of thermo-couple used in bushing for drawing glass fiber |
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KR (1) | KR810000976B1 (en) |
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