NO119926B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av fibre av materialer i viskos tilstand, særlig glassfibre.

Den foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av fibre av mineralske eller organiske materialer i viskos tilstand, spesielt glassfibere.

Oppfinnelsen angår særlig en fremgangsmåte til fremstilling av slike fibere hvor man utnytter sentrifugalkraften ved å føre smeltet materiale inn i et hult legeme ved hvis periferi det er anordnet åpninger og som man lar rotere med stor hastighet omkring legemets akse. På grunn av sentrifugalkraften slynges da materialet ut gjennom åpningene i form av tråder, og disse blir deretter utsatt for en trekkevirk-ning som omdanner den til fibre.

I henhold til oppfinnelsen er en fremgangsmåte til fremstilling av fibere av materialer i viskos tilstand, særlig glassfibere, i hvilken materialet ved hjelp av sentrifugalkraft slynges i form av tråder ut gjennom flere over hverandre anordnede rekker av åpninger i periferiveggen av et hurtig roterende legeme, hvilke tråder utsettes for innvirkningen av flammer som omgir det nevnte legeme, karakterisert ved at flammene slynges ut ved help av brennere som er anbragt omkring sentrifugallegemet slik at disse flammer virker i hele høy-den av sentrifugallegemets periferiske del og kommer i berøring med det smeltede materiale så snart som dette forlater utslyngningsåpningene, og deretter ledsager fibrene mens disse dannes.

I henhold til oppfinnelsen benytter

man sentrifugallegemer som har en stor periferisk frontalflate som er utstyrt med

et stort antall åpninger fordelt i flere rekker over hverandre. Det har vist seg at man derved undertrykker eller i allfall i stor utstrekning minsker hvirvelstrømmer som ellers fremkommer langs den periferiske frontalflate av et slikt sentrifugallegeme.

Oppfinnerne har funnet, og dette utgjør et annet kjennetegn ved oppfinnelsen, at særlig gode resultater fås når man leder flammene slik at deres del med den høyeste temperatur treffer omkretsen av sentrifugallegemet.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen blir fluidumet av høy temperatur, som på denne måte ledes til sonen like ved sentrifugallegemets omkretsvegg, for-trinnsvis til berøring med utslyngningsåp-ningen i hele denne omkrets' høyde, diri-gert tangensielt eller praktisk talt tangensielt til denne vegg.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen ledes flammene av høy temperatur således at de har en komponent i et plan vinkelrett på sentrifugallegemets rotasjonsakse og med samme retning som sentrifugallegemets rotasjonsretning.

De brennere som skaffer disse er slik anbrakt at retninger av disse flammer for-løper tangensielt eller praktisk talt tangensielt til sentrifugallegemets periferiske vegg og hellende i forhold til rotasjonsaksen.

Herved oppnås spesielt følgende for-deler: i første rekke unngås slik avskjæring av fibre som kan opptre på grunn av det støt som frembringes ved anslag av flammen mot omkretsen av sentrifugallegemet. Den tangensielle retning som flammene har, bevirker at virkningen av nevnte støt oppheves helt eller nesten helt.

Ennvidere letter denne tangensielle retning, som flammene gis, dannelsen av lange fibre, idet flammene naturligvis føl-ger med fibrene under disses dannelse på en betydelig strekning i området nær ved utslyngningsåpningene, hvor temperaturen er høy.

Oppfinnerne har funnet, at disse særlig fordelaktige resultater oppnås når flammene som strømmer i sentrifugallegemets rotasjonsretning når hen til sentrifugallegemets omkrets med en hastighet som er av samme størrelsesorden som denne omkrets' hastighet.

I henhold til et videre trekk ved oppfinnelsen ledes flammene, som innvirker på det smeltede materiale ved dettes utgang fra utslyngningsåpningene, slik at de deretter ledsager trådene av smeltet materiale under disses viderebevegelse, slik at disse tråder forblir inne i den hete gass mens de trekkes ut.

Det viser seg at dette begunstiger ut-trekkingen og at man kan få meget fine fibere som har jevn diameter selv med et sentrifugallegeme som har en meget stor periferisk frontaloverflate.

Opphetning av glasset i høytempera-tursonen utenfor sentrifugallegemet, som fås ved hjelp av flammene, gjør det mulig å innføre i sentrifugallegemet et materiale med lavere temperatur, hvorved dette legeme, spesielt dets utslyngningsåpninger, tæ-res mindre.

Det har vist seg at de beste resultater oppnås ved å anvende brennere som mates med en brennbar gass og en forbrenning bevirkende gass, som gir en meget aktiv flamme og som kan reguleres slik at det hete punkt like ved flammens blå, koniske parti befinner seg like i nærheten av åpningene i sentrifugallegemet. Flammens aktivitet og temperatur kan økes ved å til-sette surstoff til luften i blandingen som tilføres brennerne.

For å oppnå at flammene ledsager fibrene etter at disse er blitt slynget ut fra sentrifugallegemet kan man gå frem på mange forskjellige måter.

Således kan flammene som ledes mot sentrifugallegemets periferi være myke. En myk flamme får man f. eks. når man for et sentrifugallegeme av 20 cm diameter som roterer med 3000 omdr./min. gir den brenn-bare gassblanding en utstrømningshastig-het under 10 m/sek. I dette tilfelle kan flammene reflekteres fra sentrifugallegemets periferi slik at de uten ytterligere hjelpemidler ledsager fibrene som dannes utenfor sentrifugallegemet.

Ved en annen fremgangsmåte påvirker man ved egnede midler flammen slik at denne får den ønskede retning.

Dette kan ved en arbeidsmåte skje derved at man frembringer en gassblåst under sentrifugallegemet, enten ved at man til-fører gass under trykk eller ved at man anvender vinger som roterer under sentrifugallegemet og som eventuelt kan være fast forbundet med dette legeme. Denne gassblåst bevirker en avbøyning av flammen etter at denne er blitt rettet mot det roterende legemes periferi, og gir derved flammen en annen retning slik at den kan ledsage fibrene under disses dannelse etter utslyngningen fra sentrifugallegemet.

Avbøyning av flammen kan også oppnås ved hjelp av en materiell hindring. Således kan man gi sentrifugallegemets periferi en slik form at dette legeme selv bevirker avbøyningen, spesielt form av en avkortet kjegle, eller man kan under ut-ledningsåpninger anbringe en plate eller annen liknende hindring som avbøyer flammen, spesielt en kappe eller et skjørt som en avkortet kjegle.

Man kan også i en viss avstand fra sentrifugallegemet frembringe gasstrøm-mer som ledes slik at de tvinger de hete gasser som skriver seg fra flamme til å strømme slik at de ledsager fibrene på grunn av den sugevirkning som de frem-kaller ved sentrifugallegemets periferi. De således frembrakte gasstrømmer har i seg selv en tendens til å fremkalle et under-trykk i nærheten av utslyngningsåpningene og muliggjør derved, i kombinasjon med flammen, at det fås det ønskede trykk i nærheten av utslyngningsåpningene og i hele det parti som omgir sentrifugallegemet og i hvilket fibrene beveger seg om-hyllet av flammene.

De nevnte gasstrømmer fås ved hjelp av blåseorganer som er anordnet fortrinns-vis langs en sirkel som er konsentrisk med sentrifugallegemet, og i tilstrekkelig avstand fra legemets periferi til at de hete gasser kan strømme fremover. Det kan f. eks. anordnes et stort antall små åpninger gjennom hvilke det blåses trykkluft-strømmer.Disse strømmers retninger kan reguleres etter ønske. Oppfinnerne har imid-lertid funnet, at gode resultater oppnås ved å anvende blåseorganer som blåser parallelt med sentrifugallegemets rotasjonsakse. Under disse forhold blir trådene som slynges ut fra sentrifugallegemet ledsaget av flammer og høytemperaturgasser. På denne måte fås det gode trekkeforhold og der-med meget fine fibrer.

I alle tilfelle hvor det anordnes midler til å avbøye flammene så de ledsager fibrene kan det være fordelaktig å anvende hårde flammer, dvs. flammer hvis hastighet er over 30 m/sek. når det benyttes et sentrifugallegeme av 20 cm diameter og 3000 omdr./min.

Ansøkerne har funnet at gode resultater oppnås hvis man bevirker en homogen opphetning av alle utsyngningsåpnin-gene i periferien av sentrifugallegemet. En slik opphetning kan oppnås ved å fordele brennerne, som leder flammene mot disse åpninger, langs en eller flere sirkler som omgir sentrifugallegemet. Spesielt hvis dette legemes periferiske vegg har en for-holdsvis betydelig høyde kan man anvende to eller flere rekker av brennere anbrakt langs konsentriske sirkler som omgir sentrifugallegemet, slik at det like ved legemets periferi fås to eller flere rekker av hete punkter hvorved den ønskede jevne temperatur ved åpningene oppnås. Under disse forhold vil flammene søke å følge sentrifugallegemets periferiske vegg og ikke strøm-me bort fra denne. De sirkler langs hvilke brennerne fordeles kan ligge i forskjellige plan. For nøyaktig regulering av opphet-ningen kan de forskjellige rekker av brennere mates uavhengig av hverandre med brenselblandinger hvis sammensetning og trykk varieres etter ønske. Man kan også fordele brennerne på forskjellig måte i hver del av de konsentriske sirkler.

Nedenfor skal det som eksempel be-skrives forskjellige utførelsesf ormer av innretninger i henhold til oppfinnelsen, i forbindelse med tegningene.

Fig. 1 er et perspektivriss,

fig. 2 et oppriss og

fig. 3 et partielt planriss, sett neden-fra, av en utførelsesform.

Fig. 4—10 viser andre utførelsesf ormer.

Sentrifugallegemet 1 har i sin periferiske vegg et antall f. eks. 2—20, rekker av utslyngningsåpninger 2 for smeltet materiale som tilføres det indre av sentrifugallegemet.

Omkring og konsentrisk med sentrifugallegemet er det i fig. 1—3 vist en bren-ner 3 i form av en ring hvis nedre parti har et antall rør 4 av hvilke det trer ut flammer 5, og disse rør 4 er plasert slik at flammene ledes mot sentrifugallegemets periferi og berører utslyngningsåpningene 2 i hele periferiveggens høyde og med en retning som har en komponent i et plan vinkelrett på sentrifugallegemets rotasjonsakse og rettet i rotasjonsretningen.

I en annen utførelsesform er brennerne anordnet slik at flammene rettes tangensielt til sentrifugallegemets periferiske vegg og i plan vinkelrett på rotasjonsaksen.

I den i fig. 4 viste utførelsesform retter brennerne 3 myke flammer 5 mot utslyngningsåpningene 2. Disse flammer reflekteres fra sentrifugallegemets periferiske vegg slik at de omhyller fibrene straks disse er kommet ut fra utslyngningsåpningene.

I fig. 5 blir flammene 5, som med fordel kan være hårde flammer, avbøyet ved hjelp av blåseorganer 8, som er plasert under sentrifugallegemet og med fordel er fordelt langs en med dette legeme konsentrisk sirkel, slik at blåsegassen innvirker direkte på flammene og avbøyer disse så de omhyller fibrene som dannes.

I fig. 6 treffer flammene 5, etter å ha vært i berøring med periferiveggen av sentrifugallegemet 1, en ringformet hindring i form av en plate 9, som avbøyer flammene på ønsket måte.

I den i fig. 7 viste variant dannes den ringformede hindring av et skjørt 10 som har form av en avkortet kjegle og er fast forbundet med sentrifugallegemet.

I henhold til fig. 8 har den periferiske vegg av sentrifugallegemet form av en avkortet kjegle som bevirker den ønskede av-bøyning av flammen.

I den i fig. 9 viste utførelsesform er brennerne 3, som tilføres en brenselblan-ding som er blitt tilsatt surstoff og som gir flammer med en temperatur av 1700° eller mere, anbrakt i nærheten av sentrifugallegemet 1 og flammene 5 rettes mot utslyngningsåpningene 2 på en slik måte at disse flammers heteste parti befinner seg like ved sentrifugallegemets periferiske vegg.

Fra blåseorganer 4, som er plasert langs en sirkel som omgir sentrifugallegemet, ledes det luftstrømmer 6 vertikalt ovenfra og nedover. Disse luftstrømmer bevirker avbøyning av flammene, letter forplant-ningen av disse, og letter også bortføringen av de erholdte fibere.

Under driften kan materialdråper bli slynget ut fra sentrifugallegemet uten å omdannes til fibere. Disse dråper, som ikke tas så lett med av gasstrømmer, vil treffe kappen 7 og falle ned utenfor den sone hvor fibrene oppsamles. De blir derfor ikke blandet med fibrene.

I den i fig. 10 viste utførelsesform har brennerne 3 to kammere 3a og 3b som mates med brensel og forbrenning underhold-ende gass i innbyrdes forskjellige mengder.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av fibere av materialer i viskos tilstand, særlig glassfibere, i hvilken materialet ved hjelp av sentrifugalkraft slynges i form av tråder ut gjennom flere over hverandre anordnede rekker av åpninger i periferiveggen av et hurtig roterende legeme, hvilke tråder utsettes for innvirkning av flammer som omgir det nevnte legeme, karakterisert ved at flammene slynges ut ved hjelp av brennere som er anbragt omkring sentrifugallegemet, slik at disse flammer virker i hele høyden av sentrifugallegemets periferiske dél og kommer i berøring med det smeltede materiale så snart som dette forlater utslyngningsåpningene, og deretter ledsager fibrene mens disse dannes.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at flammene ledes tangensielt eller praktisk talt tangensielt til sentrifugallegemets periferiske vegg.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at flammene har en komponent i et plan vinkelrett på sentrifugallegemets rotasjonsakse, og med samme retning som sentrifugallegemets rotasjonsretning.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 3, karakterisert ved at flammene treffer sentrifugallegemets periferiske vegg med en hastighet av samme størrelsesorden som nevnte veggs periferihastighet.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—4, karakterisert ved at flammene ledes således at den del av flammene som har den høyeste temperatur befinner seg like i nærheten av sentrifugallegemets periferi.

6. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—5, karakterisert ved at flammene som ledes mot sentrifugallegemets periferiske vegg er myke flammer som reflekteres fra den periferiske vegg og ledsager fibrene mens disse dannes.

7. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—5, karakterisert ved at under sentrifugallegemet frembringes blåsestrømmer som av-bøyer flammene og gir disse en slik retning at de ledsager fibrene som trer ut av utslyngningsåpningene.

8. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—5, karakterisert ved at etterat flammen er blitt ført til berøring med sentrifugallegemets periferiske vegg avbøyes de ved at man lar dem treffe en materiell hindring, f. eks. en skjerm.

9. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—5, karakterisert ved at man omkring sentrifugallegemets periferiske vegg og i avstand fra denne vegg frembringer trykkgasstrøm-mer som bevirker avbøyning av flammene, letter en egnet forplantning av disse, og også letter bortføringen av de erholdte fibere.

10. Fremgangsmåte ifølge påstand 9, karakterisert ved at trykkgasstrømmene dirigeres i en retning parallelt med sentrifugallegemets akse.

11. Innretning til utøvelse av frem-gangsmåten i henhold til påstand 1, karakterisert ved at brennerne (3) er fordelt langs en eller flere sirkler som omgir sentrifugallegemet i forskjellig plan, hvorved det skaffes homogen opphetning av alle utslyngningsåpningene i sentrifugallegemets periferiske vegg.

12. Innretning ifølge påstand 11, karakterisert ved at sentrifugallegemet ved sitt nedre parti er utstyrt med en kappe i form av en avkortet kjegle (10) som både sikrer avbøyning av flammer og en god bortføring av fibere.

13. Innretning ifølge påstand 11 eller 12, karakterisert ved at sentrifugallegemets periferiske vegg har form av en avkortet kjegle.

14. Innretning til utøvelse av frem-gangsmåten i henhold til påstand 9, karakterisert ved at blåseanordninger er anbragt langs en sirkulær bue omkring sentrifugallegemet, for å bevirke en avbøyning av flammene.