NO147067B - Stroemmater for smeltet materiale - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en mater for avgivelse av et smeltet mineralmateriale i form av strømmer, innbefattende en bunnveggdel, to sideveggdeler og to endevegger.

Slike strømmatere hvilke benyttes ved fremstilling av sammenhengende glassfibre kan være fremstillet av platina, rhodium eller andre kostbare metallegeringer. Flere måter er hittil benyttet ved fremstilling glass for oppnåelse av sammenhengende glassfibre. En måte innebærer at glass smeltes i en forholdsvis stor ovn, at glasset ferskes i et ferskningskammer og at glasset formes til runde kuler. Glasskulene avgis deretter til en strømmater, hvilken oppvarmes elektrisk for igjen å smelte glasset til en viskositet der glasstrømmer kan strømme gjennom åpninger i oppvarmningsanordningen og trekkes ut til fibre.

Den mest vanlige fremgangsmåten som anvendes idag er den direkte smelteprosessen hvor glassblandingen reduseres til en smeltet tilstand og ferskes i en ovn. Det smeltede glasset strømmer fra ovnen langs en forherdningskanal gjennom strømmatere plassert langs forherden. Materne er oppvarmet på elektrisk vis for regulering av glassets viskositet. Deretter avgår glass-strømmene gjennom åpninger i materen for å trekkes ut til fibre.

Begge disse angitte fiberfremstillingsfremgangsmåtene benytter strømmatere tilvirket av høytemperatur-resistente metall-legeringer> eksempelvis omfattende platina eller rhodium. Strømmateren utgjøres av en metallbeholder med åpninger i bunnveggen, gjennom hvilke glasset strømmer for uttrekning til fibre. Ofte festes hullforsynte spisser eller utspring til bunnveggen for å tillate en materialutstrømning. Strømmatere er vanligvis blitt fremstillet av preformede deler, hvilke er sveiset sammen på konvensjonell måte. Sideveggene og bunn-veggene plasseres mot endeveggen og sveises sammen og danner skarpe, to-dimensjonale hjørnepartier uten hulkil. Ved denne konstruksjon utformes et skarpt, tre-dimensjonalt hjørne uten hulkil, hvor sideveggen, bunnveggen og endeveggen går sammen. Tilkoblingsanordninger til hvilke elektriske samlings-skinner er festet for tilførsel av strøm gjennom strømmateren er fastsveiset til begge endene av den kasseformede strøm-materen. Strømmateren oppvarmes deretter på grunn av sin elektriske motstand.

Flere problemer er forbundet med denne sort strømmaterkonstruk-sjon. Sammenføyningen ved hjelp av sveisning av flere deler er tidkrevende og sveisefugenes jevnhet kan variere. Mot stan-den i en sveisefuge oppnådd ved smeltesveisning, sammenlignet med motstandsevnen i platematerialet, kan ikke forutsies, hvor-for det kan være vanskelig å oppnå samme varmemønster ved forskjellige strømningsmatere. Dette kan være spesielt merk-bart ved de skarpe hjørnepartiene hvor en metallplate er plassert oppå en annen for sveising. Også fastsveisingen av ende-tilkoblingene til gavlveggene kan medføre forandringer i strøm-ma terens effektivitet. Dersom den elektriske motstand for disse sveisefuger varierer fra mater til mater, vil materne få forskjellige egenskaper på grunn av forskjellige opp-varmningskarakteristikker. Også, hvis sveisefugen mellom endetilkoblingen og endeveggen er mangelfull, kan endetilkoblingen smelte fra strømmateren ved påvirkning av en elektrisk lysbue dannet i den mangelfulle fugen, hvorved strømmateren settes ut av funksjon. De skarpe hjørnene uten hulkil kan ved denne slags matere gi opphav til partier med høye spenningskonsentrasjoner. Et parti med høy spenningskonsentrasjon ved en mangelfull sveisefuge kan medføre risiko for lekkasje fra materen, hvilket innebærer at denne settes ut av funksjon.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en strømmater for varmemykbart materiale som formes til fibre.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en strøm-mater der partier med høye spenningskonsentrasjoner er eliminert og å tilveiebringe strømmatere som har ensartede varmekarakteri-stikker.

Ytterligere et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe forbedrede endepartier for strømmatere.

Den innledningsvis nevnte strømmater kjennetegnes ifølge oppfinnelsen ved at hver endevegg er utformet med en bunnflens og to sideflenser, hvilke rager ut fra endeveggen under dannelse av avrundede hjørner og med buttsveiser er festet til bunnveggdelen resp. sideveggdelene.

Ifølge ytterligere trekk ved strømmateren er lengden av sideveggdelene større enn sideflensenes dimensjon i samme retning. Lengden av bunnveggdelen er større enn bunnflensens dimensjon

i samme retning, og overgangen mellom endeveggen og hver sideflens og bunnflensen kan danne en hulkil.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til de på tegningene viste utførelseseksempler. Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av en anordning for fremstilling av fibre ved bruk av oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk i perspektiv en strømmater i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser et snitt gjennom en del av strømmateren ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 4 viser et riss, sett ovenfra, etter linjen 4 - 4 på

fig. 3, og

fig. 5 viser et delsnitt gjennom en annen utførelse- av strøm-materen i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Før den foreliggende oppfinnelse skal beskrives i detalj, skal det bemerkes at oppfinnelsen ikke er begrenset til de utførel-ser som er vist på tegningene, idet oppfinnelsen kan gis andre utformninger og kan benyttes og utføres på forskjellige måter for oppnåelse av elementer for andre anvendelser. Det skal også bemerkes at de benevnelser som anvendes kun er beregnet for beskrivelse av utførelseseksemplene og derfor ikke må oppfat-tes som begrensning av oppfinnelsen.

Fig. 1 illustrerer hvordan fiberfremstillingen utføres. Mineralmateriale, slik som glass, holdes i smeltet tilstand

i strømmateren 10, fra hvilken et flertall smeltede material-strømmer utgår fra materens åpninger, og hvilke strømmer trekkes ut til fibre 60. Fibrene samles til en tråd 66 ved at de trekkes over et samlingsorgan 64, idet tilsatsmiddel til-føres fibrene ved hjelp av en applikator 62, hvilken tilfører tilsatsmiddel til hver fiber ovenfor samlingsstedet ved sam-lingsorganet 64. Tråden 66, dannet av samlede fibre, rulles opp ved hjelp av et oppviklingsapparat 68, hvilket fordeler tråden gjennom en hensiktsmessig fordelingsanordning, f.eks. i form av en spiraltrådfordeler 70, og hvilken samler tråden til en spole 74 på en roterende hylse 72.

Fig. 2 viser i perspektiv en strømmater 10 ifølge fig. 1. Strømmateren består i det vesentlige av en kasselignende del fremstilt av høytemperaturresistent materiale, f.eks. omfattende platina, rhodium eller lignende materiale. Strøm-materen 10 har sidevegger 12 og 14, bunnvegg 16 med åpninger 3 6 og endevegger 20 og 22. Endeveggen 2 0 er lik ende-

veggen 22.

Fig. 3 og 4 viser i detalj endevegger av strømmateren. Bunndelen 16 er vist med innfestede, hullforsynte spisser 18. Denne utførelse utgjør kun et eksempel på bunnveggens utform-ning, hvilken like gjerne kan ha en stort sett plan flate, slik som vist på fig. 5. Denne figur viser en spissløs strøm-mater 80 med i det vesentlige plan bunnvegg 84 og med et gavl-parti 82 lik endeveggen 20 på fig. 3. Når det gjelder denne figur, vises her de åpninger som er forsynt med spisser, anordnet i jevne rekker. Bunnveggen og de to sidevegger kan være fremstilt av ett eller flere metallstykker, hvilke er sveiset sammen på konvensjonell måte. Alternativt kan disse deler være utformet av separate metallstykker på kjent måte. Ved å utforme bunndelen og sidedelene av ett eneste metall-stykke, reduseres antallet nødvendige sveisefuger ved frem-stillingen av strømmateren.

Endeveggen 20 består fortrinnsvis av ett eneste stykke isteden-for flere sammensveisede metallstykker. Slike vegger kan frem-stilles ved hjelp av en konvensjonell presisjonsstøpnings-fremgangsmåte.

Endeveggen 20 omfatter et endeveggparti 26 og flenser som rager ut fra dette fra tre sider, for dannelse av en bunnflens 32 og to sideflenser 28 og 30. Slik som vist, strekker sideflensen 28 seg fra endeveggpartiet 26 via en avrunding 38, sideflensen

30 strekker seg fra endeveggpartiet 26 via en avrunding 40,

og bunnflensen 32 strekker seg fra endeveggpartiet 26 via en avrunding 42. Avrundingenes innerradius kan f.eks. utgjøre 1,5 mm og ytterradien 3 mm. Sideflensene og bunnflensen danner i almindelighet et 90° hulkilshjørne med endeveggen. Det tredimensjonale hjørne 44,dannet ved skjæringen mellom endeveggen, bunnflensen 32 og sideflensen 30,danner et hul-kilshjørne. Det tredimensjonale hjørne 46, dannet ved skjæringen mellom endeveggpartiet 26, bunnflensen 32 og sideflensen 28, utgjør likeså et hulkilshjørne. Ved anordningen av en hulkil i hvert hjørne av endeveggen 20, reduseres de partier det høye spenningskonsentrasjoner opptrer, sammenlignet med strømmatere som har skarpe 90°'s hjørner uten hulkil.

Slik som vist, har sideflensene 28 og 30 mindre lengde enn lengden av sideveggdelene 14 og 12. Ifølge den foreliggende oppfinnelse kan disse lengder være like store, eller utformet med innbyrdes omvendt lengdeforhold. På lignende måte er bunnflensens lengde vist kortere enn lengden av bunnveggdelen. Bunnflensens lengde og bunnveggdelens lengde kan imidlertid være like store, eller bunnflensens lengde kan være større enn bunnveggdelens lengde.

Endeveggpartiet 2 6 utgjør en homogen del utformet i ett stykke med endeveggen 20. Behovet for å sveise sammen endeveggpartiet med endeveggen elimineres således. Ved at endeveggen 20 er støpt i ett stykke, vil en elektrisk forbindelse via kontaktorganer 24 til strømmateren bli ensartet og reproduser-bar. Et sveisetrinn er blitt eliminert og risikoen for at strømmateren skal settes ut av funksjon på grunn av at den elektriske tilkobling smelter av, reduseres betydelig. Bunnveggdelen 16 og sideveggdelene 12 og 14 er forenet for dannelse av endevegger 20 og 22. Bunnveggdelen og sideveggdelene er forbundet med bunnflensene og sideflensene. Disse deler og flenser kan forbindes ved hjelp av en sveiseforbindelse 34. En kontinuerlig buttsveis har vist seg å gi et godt resultat. Ingen skarpe hjørner finnes på en buttsveis, og derfor reduseres risikoen for dannelse av partier med spenningskonsentrasjoner, hvilket ville kunne føre til lekkasje og påfølgende havari.

Claims (4)

1. Mater for avgivelse av et smeltet mineralmateriale i form av strømmer, innbefattende en bunnveggdel (16), to sideveggdeler (12, 14) og to endevegger (20, 22), karakterisert ved at hver endevegg (20, 22) er utformet med en bunnflens (32) og to sideflenser (28, 30), hvilke rager ut fra endeveggen under dannelse av avrundede hjørner (38, 40, 42) og med buttsveiser (34) er festet til bunnveggdelen (16) resp. sideveggdelene (12, 14).

2. Mater som angitt i krav 1, karakterisert ved at lengden av sideveggdelene (12, 14) er større enn sideflensenes (28, 30) dimensjon i samme retning.

3. Mater som angitt i krav 1, karakterisert ved at lengden av bunnveggdelen (16) er større enn bunnflensens (32) dimensjon i samme retning.

4. Mater som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at overgangen mellom endeveggen (20, 22) og hver sideflens (28, 30) og bunnflensen (32) danner en hulkil (44, 46).