NO149551B - Fremgangsmaate og innretning for regulering av egenskaper som diameter og lengde for fibre. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kontroll av driftsbetingelsene ved fibertrekkingsteknikker for regulering eller påvirkning av egenskapene i de fremstilte fibre slik som diameter, lengde og lignende, ved produksjon av slike fibre fra termoplastisk materiale, og spesielt ved fremstilling av mineralfibrer slik som glass, ved trekking av smeltet termoplastisk materiale ved hjelp av en varm, akselerert gass-stråle med høy hastighet, oppnådd spesielt ved hjelp av et antall brennere. Oppfinnelsen angår spesielt måling av gass-temperatur, idet den målte verdi benyttes for å regulere driften av de gass-stråleproduserende brennere. Oppfinnelsen angår også en innretning for gjennomføring av denne fremgangsmåte.

Ved utførelse av en fremgangsmåte som f. eks. beskrevet i US^

PS 3 395 005 ved bruk av en spesiell apparatur anordnes termopar nedstrøms brennerne og ved utløpet av et ringformet forbrenningskammer, hvilket termopar regulerer ventiler som er montert i tilførselsledningen for forbrenningsluften og brenn-stoffet. Begge termopar er montert i bevegelsesveien for de varme forbrenningsgasser fra brennerne og forstyrrer derfor strømningen av forbrenningsproduktene og for gasstrålen som påvirker fiberegenskåpene, og dette gjelder spesielt de termopar som er anordnet ved utløpet.

Av kjent teknikk skal det videre henvises til US PS 3 936 286 som beskriver en fibreringsinnretning med et tenningssystem omfattende et ringformet forbrenningskammer med en nedover rettet ringformet spalt i en slik possisjon at varmeforbrenningspro-dukter rettes mot en fiberspinneanordning. Fibreringsinnret-ningen har et antall radialt anordnede skålbrennere enhetlig anordnet i en øvre del av kammeret. En tennbrenner er anordnet mellom to av de radialt anordnede skålbrennere og retter en lang tenningsflamme mellom'disse. Tenningssystemet omfatter en tennplugg for tenning av en luft-gassblanding i en ende av tennbrenneren og det er anordnet kontroller for tilførsel av luft-gassblanding til brenneren og for å tilveiebringe en gnist i tennpluggen samtidig.

Selv med arrangementer i henhold til den kjente teknikk er ut-løpshastigheten, spesielt ved utløpet av forbrenningskammeret, fremdeles uenhetlig, og derfor ennå mindre kontrollerbar når utløpet av forbrenningskammeret snevres inn til spaltform for å bevirke akselerering av den varme utløpende gasstråle. For derfor i praksis å unngå påvirkning på de varme utløpende gasser som et resultat av å anordne måleinnretninger på kritiske steder, måtte man stole på volumkontroll av brennstoff og luft. En slik gass-luftstrømkontroll har diverse mangler.

Ved de aktuelle anordninger for å bestemme spesifikke trykk-og temperaturverdier må de nødvendige teoretiske verdier for gass- og luftvolum bestemmes eksperimentelt. For dette formål må manuelle temperatur- og trykkmålinger gjennomføres i brenn-erutløpsspalten ved en kontinuerlig fiberproduksjon. Det er vanskelig nøyaktig å måle trykket og temperaturen i gasstrålen ved brennerutløpet som kun er noen millimeter brede; dette gjelder også for de kontinuerlige temperaturmålinger som benyttes i US PS 3 395 005. Dette resulterer i sin tur igjen i produksjonstap og dårlig justering av brennerne på grunn av unøyaktighet i målingene. Fluktureringene i varmeverdien i gassene kan ikke stabiliseres og denne teknikk resulterer derfor i fluktureringer i trykk og temperatur.

Fordi produksjonen må avbrytes for å starte opp brennerne, er det fare for at man ikke venter lenge nok etter oppstart til å oppnå termisk balanse. Som et resultat blir temperatur- og trykkverdiene ytterligere forandret uten at det kompenseres for

/

dette ved volumregulering.

Flukturering i trykk og temperatur kan ikke elimineres ved

å fordampe flytende gass og kontrollert å variere gass-luft-blandingen. Hvis dette skulle vært gjort, ville den resulterende regulering av varmeverdien ikke bli enhetlig på grunn av den resulterende forskjell i densitet og variabelt oksygeninn-hold, som påvirker trykket og temperaturen i brenneren uten å overflødiggjøre kompensasjon ved volumkontroll.

Verdier som flukturerer eller avviker fra de ønskede verdier

for trykk og temperatur for gasstrålen i en apparatur, hvori en sentrifugalanordning eller spinner benyttes i kombinasjon med varme gasstråler fra brennere, reduserer kvaliteten i fibrene, under samtidig produksjon av spill og redusert leve-tid for spinneren.

Fordi det ifølge US PS 3 395 005 ikke i det hele tatt er an-ornet trykkontroll, kan de antyde problemer ikke løses ved å kontrollere prosessen i dette US patent.

Hovedgjenstand for foreliggende oppfinnelse er å overvinne de ovenfor angitte mangler på en ny måte og med nytt utstyr ved hjelp av hvilket det er mulig kontinuerlig og nøyaktig å på-virke egenskapene i fibrene som fremstilles fra termoplastisk materiale, slik som fibrenes diameter og lengde, og å oppnå dette uten nevneverdige ugunstige påvirkninger på tekkestrålen av varmeakselererte gasser med høy hastighet ved hjelp av kon-trollinnretninger som benyttes for å opprette ønsket trykk og temperatur.

Det er vist at temperatur- og trykkverdiene i forbrenningskammere er nær proporsjonale med trykk- og temperaturverdiene ved utløpsleppene for brenneren, dette uansett hvorvidt brenneren er ringformet eller ikke. I lys av dette kan trykk- og temperaturverdier bestemmes kontinuerlig i forbrenningskammeret istedet for ved eller i utløpsspalten, og disse målte verdier kan benyttes for å regulere stråleproduksjonsutstyret.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for regulering av egenskapene slik som diametere eller lengde, for fibre bestående av et termoplastisk materiale, spesielt mineralfibre, under disses fremstilling ved trekking av det mykgjorte termoplastisk materiale ved hjelp av en gasstrøm med høy temperatur og høy hastighet, avgitt av minst to ved siden av hverandre anordnede brennere, idet forbrenningssonene er adskilt men siden av hverandre, idet man ved fremgangsmåten benytter måling av temperaturen i gassen for regulering av brennerne, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at man i tillegg benytter måling av trykk i gassen for å regulere brennerne, og at målingen av temperatur og trykk gjennomføres i mellomrommene som skiller forbrennings-sonene for brennerne.

Oppfinnelsen angår også en innretning for gjennomføring av denne fremgangsmåte der innretningen omfatter minst to brennere, utstyrt med et forbrenningskammer og anbragt ved siden av hverandre, for å avgi gasstrømmer med høy temperatur og høy hastighet ved hjelp av dyser ved brennerutløpet, og omfattende innretninger for måling av temperaturen, og denne innretning karakteriseres ved at forbrenningskamrene for brennerne er anordnet, ved siden av hverandre og separert seg imellom av skillevegger gjennomhullet av forbindelseskanaler i hvilke det er anordnet innretninger for måling av temperaturen og innretninger for måling av trykket.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og den innretning som benyttes for gjennomføring av den, er det mulig å bestemme trykk og- temperaturverdier i forbrenningskammere hele tiden uten nevneverdig tidstap og proporsjonalt med de tilsvarende verdier i forbrenningsutløpsspalten, og disse trykk og tempera-

turverdier og derfor kan de tilsvarende verdier for gasstrålen ved brennerutløpet reguleres uavhengig idet temperaturen og trykket påvirkes av volumet av luft som tilføres og volumet av gass som tilføres til brenneren.

Derfor er det på denne måte mulig å modifisere trykket i gass-strålen, utløpshastigheten for gasstrålen og derfor også tykk-elsen på de dannede fibrer ved å holde konstant og optimal temperatur uten å avbryte produksjonen.

Under produksjonsstans vil temperatursjokk i fiberfremstillingsapparaturen ikke inntre med teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse i motsetning til det som var uunngåelig ved den kjente teknikk, fordi temperaturen i den utstrømmende stråle reduseres regulert under stoppen. Tidligere oppsto slike temperatursjokk som en konsekvens av at tilmatningen av termoplastisk materiale skjedde ved lavere temperatur, mens temperaturen i den varme - gasstråle forble uforandret.

Videre er det ved hjelp av oppfinnelsen mulig automatisk å regulere brennerne og bringe disse til ønsket temperatur og trykk, noe som også gjør det mulig å regulere den totale oppstarting og stopping av fiberfremstillingsapparaturen. Som en konsekvens avlastes maskinoperatørene, man innsparer produksjonstid, spesielt når flere anordninger skal startes opp samtidig, slik det er vanlig, og til slutt unngås skade på grunn av uriktig behandling.

Figurene viser:

Figur 1 - Et horisontalt snitt av halvparten av en ringbrenner, idet den andre halvpart ikke er vist for forenklingens skyld; Figur 2 - Et vertikalsnitt langs linjen B-B i figur 1;

Figur 3 - Et vertikalsnitt langs linjen C-C i figur 1.

I både figur 2 og 3 er det lagt inn en snittlinje A-A som an-tyder planet for horisontalsnittet i figur 1.

Ringbrenneren som vises i tegningen inneholder forbrenningskammere 1 som fortrinnsvis er fordelt i regulære intervaller rundt ringbrenneren og slutter i gassutløpsdyser eller spalter 2; disse utløpsdyser er rettet mot de fiberdannende smeltede strømmer 5, f. eks. av smeltet glass, som kommer ut fra en spinner som er vist skjematisk ved 4 i figur 3.

Hvert forbrenningskammer.1 mates med en gass-luft-blanding slik det skjematisk antydes ved pilen 6, som brenner i forbrenningskammeret slik at varme forbrenningsgasser avgis fra utløpsdysene 2 og trekker gasstrømmen 5 til fine fibrer som deretter samles til matter på en ikke vist samleinnretning anbragt under ringbrenneren.

Et termopar, antydet med 7 i figurene 1 og 3, strekker seg

inn i en forbindingskanal 8 og måler derved temperaturen mellom flammene i det nærliggende forbrenningskammer 1. Slik det sees, spesielt i figur 1, strekker føleelementet for termoparet 7 seg gjennom en omgivende hylse i området fra det ytre av brenneren til kammeret 8. Selv om forbindelseskanalen 8 står i forbindelse med utløpsspalten 2 oppretter denne kanal en sone oppstrøms utløpsdysen som forbinder de ved siden av hverandre liggende forbrennings- eller brennkammere 1-1. Dette gir en sone hvori flammen eller forbrenningsproduktene for to brennere kommer sammen og termoparet 7 er anordnet for å måle temperaturen i denne sone. Den målte temperatur tas i betraktning ved regulering av stråleproduksjonsutstyret, f. eks, ved å bestemme luft-brennstoff-forholdet.

Lokaliseringen av termoparet 7 i kanalen 8 unngår ikke bare uønsket forstyrring av strålen fra ringspalten 2, men er også av fordel idet temperaturen i kanalen 8 er lavere enn i utløps- spalten, noe som er av viktighet for å unngå for stor forring-else eller ødeleggelse av termoparet.

De ved siden av hverandre liggende brennkammere 1 er forbundet med hverandre ved hjelp av kanaler antydet ved 9 i figurene 1 og 2, kanaler som tjener til å utligne trykket i kammerne rundt ringbrennerstrukturen. For å oppnå måling av trykket omfatter oppfinnelsen bruk av minst en trykkfølsom anordning innarbeidet i en passasje eller åpning 10 som står i forbindelse med en av kanalene 9, gjennom hvilken man prøver å måle trykket. I henhold til oppfinnelsen er det ment at en slik trykkmåleinnret-ning benyttes i kombinasjon med temperaturmåleinnretningen som gjennomføres ved hjelp av termoparet 7 for å bestemme den ønskede regulering av driften av strålefremstillingsutstyret. En hvilken som helst egnet trykkmålingsinnretning kan benyttes i forbindelse med målepassasjen 10. Konstruksjonen av slike innretninger er godt kjente og utgjør ingen del av oppfinnelsen i seg selv, men det skal påpekes at ifølge oppfinnelsen skal det målte trykk tas med i betraktning ved regulering av strålefremstillingsutstyret. F. eks. kan det målte trykk tas i betraktning i forbindelse med den totale mengde luft-gassblanding som avgis til kammerne 1.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for regulering av egenskapene slik som diameter eller lengde, for fibre bestående av et termoplastisk materiale, spesielt mineralfibre, under disses fremstilling ved trekking av det mykgjorte termoplastisk materiale ved hjelp av en gasstrøm med høy temperatur og høy hastighet, avgitt av minst to ved siden av hverandre anordnede brennere, idet forbrenningssoriene er adskilt men siden av hverandre, idet man ved fremgangsmåten benytter måling av temperaturen i gassen for regulering av brennerne,karakterisert vedat man i tillegg benytter måling av trykk i gassen for å regulere brennerne, og at målingen av temperatur og trykk gjennom-føres i mellomrommene som skiller forbrennings-sonene for brennerne.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at man gjennomfører målingen av trykket oppstrøms målingen av temperaturene.

3. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 for regulering av egenskapene slik som diameter eller lengde, for fibre bestående av et termoplastisk materiale, spesielt mineralfibre, under disses fremstilling ved trekking av det mykgjorte termoplastisk materiale ved hjelp av en gasstrøm med høy temperatur og høy hastighet, omfattende minst to brennere , utstyrt med et forbrenningskammer og anbragt ved siden av hverandre, for å avgi gasstrømmer med høy temperatur og høy hastighet ved hjelp av dyser ved brennerutløpet, og omfattende innretninger for måling av temperaturen,karakterisertved at forbrenningskamrene (1) for brennerne er anordnet ved siden av hverandre og separert seg imellom av skillevegger gjennomhullet av forbindelseskanaler (8,9) i hvilke det er anordnet innretningene (7) for måling av temperaturen og innretninger (10) for måling av trykket.

4. Innretning ifølge krav 3,karakterisertved at forbindelseskanalen (8) for innretningen (7) for måling av temperaturen befinner seg nærmere utløps-dysen (2) enn kanalen (9) for innretningen (10) for måling av trykket.