NO151813B

NO151813B - ROLLABLE LOADER

Info

Publication number: NO151813B
Application number: NO821020A
Authority: NO
Inventors: Even Duun; Ragnar Petlund
Original assignee: Duun John Erik; Duun Roald Andreas
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1985-03-04
Also published as: WO1983003390A1; GB2128579A; GB8330691D0; NO821020L; DE3338538T1; FI73929C; NO151813C; FI834295A; SE8306531L; FI73929B; DK536483D0; FI834295A0; SE8306531D0; DK536483A; DE3338538C2; SE446390B; GB2128579B

Description

Apparatur for fremstilling av fibre, spesielt glassfibre. Apparatus for the manufacture of fibres, especially glass fibres.

Foreliggende oppfinnelse angår apparatur for fremstilling av fibre ut fra termoplastiske materialer, spesielt glassfibre, hvor materialet, som i smeltet tilstand befinner seg inne i et hult, roterende legeme, som ved sin omkrets er utstyrt med åpninger, slynges ut gjennom: disse åpninger ved sentrifugalkraftens hjelp. The present invention relates to apparatus for the production of fibers from thermoplastic materials, in particular glass fibers, where the material, which in a molten state is inside a hollow, rotating body, which is equipped with openings on its circumference, is ejected through: these openings by the centrifugal force help.

Mere spesielt angår oppfinnelsen apparatur av den ovennevnte type hvor de materialtråder som slynges ut gjennom åpningene er fordelt i en flerhet av over hverandre beliggende rekker og påvirkes av gasstrømmer, som strekker ut disse tråder, slik at de omdannes til fibre. Disse gass-strømmer frembringes i et ringformet for-brenningskammer, som er plassert koaksialt med det roterende legeme og hvis ut-gangsspalte eller -åpninger befinner seg i et høyereliggende nivå enn den øverste porsjon av båndpartiet i det roterende legeme i hvilket utslyngningsåpningene befinner seg. More particularly, the invention relates to apparatus of the above-mentioned type where the material threads which are thrown out through the openings are distributed in a plurality of superimposed rows and are affected by gas flows, which stretch out these threads, so that they are converted into fibres. These gas streams are produced in an annular combustion chamber, which is placed coaxially with the rotating body and whose exit gap or openings are located at a higher level than the uppermost portion of the belt portion of the rotating body in which the ejection openings are located.

For å få en stor produksjon har man To get a large production you have

funnet å burde anvende roterende hule le-gemier som har et betydelig antall av rekker av utslyngningsåpninger — spesielt 20 rekker eller flere — hvilket betinger at båndpartiet får en forholdsvis stor høyde. found it necessary to use rotating hollow bodies having a significant number of rows of ejection openings — especially 20 rows or more — which requires that the belt portion be given a relatively large height.

Oppfinnerne har konstatert at under The inventors have established that under

disse arbeidsbetingelser får man fibre hvis diameter kan variere innenfor vide gren-ser. Dessuten får man et forholdsvis stort antall forholdsvis tykke fibre som er innbyrdes klebet sammen. these working conditions produce fibers whose diameter can vary within wide limits. In addition, you get a relatively large number of relatively thick fibers that are glued together.

Grunnen hertil er, at de gasser som nyttes for utstrekking av de trådmateria-ler som trer ut fra åpningene i det roterende legeme har en temperatur og en hastighet som avtar med omkretsbåndets høy-denivå, ned til dette bånds nederste parti. Trådene fra de øverste utgangsrekker blir utsatt for en sterkere strekkpåvirkning enn trådene fra de nederste utgangsrekker. Ennvidere blir de fibre som skriver seg fra de øverste rekker utsatt for en sterkere innsnevring enn fibrene fra de lavere rekker, fordi gassene har større hastighet ved det øverste parti av båndet. De øverste fibre krysser de nederste fibres bane, og re-sultatet er at fibrene kleber seg sammen innbyrdes. Disse foreteelser har en uheldig innvirkning på produktenes kvalitet, spesielt hva angår strekkfastheten, som blir mindre desto større båndhøyden er, og følgen er at fibrene strekkes ved forskjellige hastigheter og temperaturer. The reason for this is that the gases that are used for stretching the wire materials that emerge from the openings in the rotating body have a temperature and a speed that decreases with the height of the circumferential belt, down to the lower part of this belt. The threads from the top output rows are exposed to a stronger tensile influence than the threads from the bottom output rows. Furthermore, the fibers that write from the upper rows are subjected to a stronger constriction than the fibers from the lower rows, because the gases have a greater velocity at the upper part of the band. The upper fibers cross the path of the lower fibers, and the result is that the fibers stick together. These phenomena have an adverse effect on the quality of the products, especially with regard to the tensile strength, which decreases the greater the belt height, and the result is that the fibers are stretched at different speeds and temperatures.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å forbedre den foran nevnte fremgangsmåte og å unngå de med denne forbundne ulemper. The purpose of the present invention is to improve the aforementioned method and to avoid the associated disadvantages.

Det viktigste trekk ved oppfinnelsen er at det roterende, hule legemes omkretsparti er forsynt med utslyngningsåpninger hvis diameter er avtagende fra den del av omkretspartiet som ligger nærmest utlø-pet for gass-strømmene til den del hvor gasshastigheten har avtatt. The most important feature of the invention is that the rotating, hollow body's circumferential portion is provided with ejection openings whose diameter is decreasing from the portion of the circumferential portion that is closest to the outlet for the gas flows to the portion where the gas velocity has decreased.

På denne måte får man fibre som har praktisk talt ens diameter til tross for minskningen av strekkgassenes temperatur og hastighet, fordi at jo mindre trådenes diameter er desto lettere er de å strekke — hvis materialets viskositet holdes konstant for alle trådene — og under forut-setning av at omkretsbåndet holdes på konstant tmeperatur i hele sin høyde. In this way, fibers are obtained that have practically the same diameter despite the reduction in the temperature and speed of the stretching gases, because the smaller the diameter of the threads, the easier they are to stretch — if the viscosity of the material is kept constant for all the threads — and under the assumption of the circumferential band being kept at a constant temperature throughout its entire height.

Da materialtrådene som går ut fra det øverste parti har større tykkelse enn de følgende tråder, er deres utslyngningshas-tighet fra båndet større, og de strekkende gasstrømmer sammensnevrer dem mindre enn de følgende. Følgen er at det ikke len-ger fremkommer noen kryssing mellom de uttrukne fibre og sammenklebing mellom fibrene unngås. As the material threads that exit from the upper part have a greater thickness than the following threads, their ejection speed from the belt is greater, and the stretching gas flows constrict them less than the following ones. The consequence is that there is no longer any crossing between the extracted fibers and adhesion between the fibers is avoided.

Ved å anvende apparaturen i henhold til foreliggende oppfinnelse kan det ennvidere fåes en stor majoritet av fine fibre. Disse fibre kleber ikke sammen og gir der-for produkter som har et særlig mykt grep, som er meget homogene og har øket strekk-fasthet. By using the apparatus according to the present invention, a large majority of fine fibers can also be obtained. These fibers do not stick together and therefore produce products that have a particularly soft grip, are very homogeneous and have increased tensile strength.

Det er å bemerke at fibrenes strekk-fasthet økes ved bruk av oppfinnelsens apparatur. I løpet av sin strekkoperasjon pas-serer de ikke gjennom flammer eller røk som har lav temperatur, men befinner seg derimot i det aktive parti av strekkgass-strømmene som har høyest temperatur- og størst hastighet. It should be noted that the tensile strength of the fibers is increased by using the apparatus of the invention. During their stretching operation, they do not pass through flames or smoke which have a low temperature, but instead are in the active part of the stretching gas flows which have the highest temperature and greatest speed.

I henhold til en utførelsesform blir det roterende legemes bånd holdt på en praktisk talt konstant temperatur ved at båndets nedre parti opphetes ved hjelp av høyfrekvensstrømmer. According to one embodiment, the band of the rotating body is kept at a practically constant temperature by heating the lower part of the band by means of high-frequency currents.

For å skaffe jevn temperatur på rota-sjonslegemets omkretsparti, kan man — i henhold til et videre trekk ved oppfinnelsen — tilordne en skjerm som er koaksial med det roterende legeme og er anbragt under forbrenningskammeret utenfor for-brenningsgassenes utløpsspalte eller -åpninger, og hvor det nederste parti av denne skjerm befinner seg i praktisk talt samme høyde som den øverste rekke av åpninger i båndet. In order to obtain a uniform temperature on the circumference of the rotating body, one can - according to a further feature of the invention - assign a screen which is coaxial with the rotating body and is placed under the combustion chamber outside the combustion gas outlet gap or openings, and where the the lower part of this screen is located at practically the same height as the upper row of openings in the band.

Videre gis det smeltede glass, som til-føres til det roterende legemes utløpsåp-ninger, en viskositet på minst 2500, spesielt 3000 poise. Man øker da diameteren av båndets utløpsåpninger; denne diameter er generelt ikke under 0,9 mm. Furthermore, the molten glass, which is supplied to the outlet openings of the rotating body, is given a viscosity of at least 2500, especially 3000 poise. The diameter of the belt's outlet openings is then increased; this diameter is generally not less than 0.9 mm.

Da det på denne måte til fibre omdan-nede glass har lavere temperatur, økes le-vetiden hos sentrifugeringslegemene. As the glass converted to fibers in this way has a lower temperature, the lifespan of the centrifugation bodies is increased.

Da dessuten glasset slynges ut gjennom åpninger som har forholdsvis stor diameter, blir de erholdte fibre lengere og der-for mere elastiske, og følgelig har de produkter som fabrikeres av slike fibre større Furthermore, since the glass is ejected through openings that have a relatively large diameter, the fibers obtained are longer and therefore more elastic, and consequently the products manufactured from such fibers have larger

mulighet for å gjenoppta sitt opprinnelige possibility of resuming its original

volum etter kompresjon. De kan lagres eller transporteres mens de inntar et lite volum. volume after compression. They can be stored or transported while occupying a small volume.

Fiberdannelse av glass som har høy viskositet gjør det forøvrig mulig å benytte billige glassorter. Fiber formation of glass that has a high viscosity also makes it possible to use cheap types of glass.

I forbindelse med tegningen gis det nedenfor utførelseseksempler på oppfinnelsen. In connection with the drawing, examples of the invention are given below.

I fig. er det vist et legeme 1, som ro-terer med stor hastighet omkring sin akse, In fig. a body 1 is shown, which rotates at high speed around its axis,

og som er forsynt med et omkretsbånd 2, and which is provided with a circumferential band 2,

i hvilket det er anbragt rekker av åpninger 3, gjennom, hvilke det til legemet 1 til-førte, smeltede materiale slynges ut i form av tråder. For at det skal oppnås en god fordeling av det smeltede materiale på innersiden av båndets 2 vegg, og dermed en in which rows of openings 3 are placed, through which the molten material supplied to the body 1 is ejected in the form of threads. In order to achieve a good distribution of the molten material on the inner side of the belt's 2 wall, and thus a

ensartet utmatning gjennom alle åpningene 3, uansett i hvilket nivå disse befinner seg, er det inne i det roterende legeme og fast forbundet med dette anbragt et organ 4 i form av en kurv, til hvilken det smeltede materiale tilføres. Denne kurvs vertikale vegg har åpninger 5, gjennom hvilke materialet slynges .ut, slik at det danner et praktisk talt jevn tykt lag over hele innersiden av båndpartiet 2. uniform discharge through all the openings 3, regardless of the level at which they are located, there is an organ 4 in the form of a basket placed inside the rotating body and firmly connected to it, to which the molten material is supplied. The vertical wall of this basket has openings 5, through which the material is flung out, so that it forms a practically uniform thick layer over the entire inner side of the band section 2.

Koaksialt med det roterende legeme er det anordnet et ringformet forbren-ningskammer 6, som er utstyrt med en spalte 7 eller med en flerhet av ekspan-sjonsåpninger, gjennom hvilke det kan unnvike hurtiggående, meget hete forbren-ningsgasser, som kommer i berøring med de materialtråder som slynges ut gjennom åpningene 3, og derved bevirker at disse tråder trekkes ut og danner fine fibre. Coaxial with the rotating body, an annular combustion chamber 6 is arranged, which is equipped with a gap 7 or with a plurality of expansion openings, through which fast-moving, very hot combustion gases can escape, which come into contact with the material threads which are thrown out through the openings 3, thereby causing these threads to be pulled out and form fine fibres.

Ennvidere er det anordnet en vikling 8, gjennom hvilken det føres en høyfre-kvensstrøm, som ved induksjon oppheter omkretsbåndet 2. Denne induksjonsopp-hetning av innerpartiet av båndet 2 bevirker at båndet holdes på praktisk talt ens temperatur i hele sin høyde. Furthermore, a winding 8 is arranged, through which a high-frequency current is passed, which by induction heats the circumferential band 2. This induction heating of the inner part of the band 2 causes the band to be kept at practically the same temperature throughout its height.

Diameterne av åpningene 3 varieres alt etter den rekke de tilhører, og diameterne avtar fra det øverste til det nederste parti av båndet. Denne avtaging av diameterne kan være progressiv, men av prak-tiske grunner ved fremstillingen kan den være trinnvis. Eksempelvis kan således, i et omkretsbånd, som innbefatter 20 rekker av åpninger, fordelingen av diameterne i de forskjellige rekker være som følger: — i båndets øverste parti 2 rekker av åpninger med 1,1 mm diameter; — i midtpartiet 14 rekker av åpnin ger med 1,0 mm diameter, i båndets nederste parti 4 rekker av The diameters of the openings 3 are varied according to the row they belong to, and the diameters decrease from the top to the bottom part of the band. This reduction of the diameters can be progressive, but for practical reasons in the manufacture it can be stepwise. For example, in a circumferential band, which includes 20 rows of openings, the distribution of the diameters in the different rows can be as follows: — in the upper part of the band, 2 rows of openings with a diameter of 1.1 mm; — in the middle section 14 rows of openings gears with 1.0 mm diameter, in the lower part of the band 4 rows off

åpninger med 0,9 mm diameter. Fig. 2 viser skjematisk banene for fibre 9 som dannes av tråder som slynges ut fra et roterende legeme hvis utslyngningsåpninger alle har ens diameter. Det sees at de øverste tråder eller fibre A treffer de som kommer fra mellomområdet B, og at disse siste også treffer de tråder eller fibre som kommier fra det nederste område C. Fig. 3 Viser virkemåten hos en innret-ning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor åpningene har nedover avtagende diameter. Fiberbanene 9 fra A, B og C krysser ikke hverandre. openings with a diameter of 0.9 mm. Fig. 2 schematically shows the paths of fibers 9 which are formed by threads which are ejected from a rotating body whose ejection openings all have the same diameter. It can be seen that the uppermost threads or fibers A hit those coming from the middle area B, and that the latter also hit the threads or fibers coming from the bottom area C. Fig. 3 shows the operation of a device according to the present invention, where the openings have downwardly decreasing diameter. The fiber paths 9 from A, B and C do not cross each other.

Kurven 10 i fig. 4 viser fordelingen R av fiberdiameterne D, i mikron. The curve 10 in fig. 4 shows the distribution R of the fiber diameters D, in microns.

Den tilsvarende kurve 10a i fig. 5 viser den fordeling som fås ved å anvende oppfinnelsen. Det sees at de erholdte fibre har en langt jevnere diameterstørrelse, og at det er fått et større antall fine fibre. The corresponding curve 10a in fig. 5 shows the distribution obtained by applying the invention. It can be seen that the fibers obtained have a far more uniform diameter size, and that a greater number of fine fibers have been obtained.

I den i fig. 6 viste utførelsesform om-fatter innretningen i henhold til1 oppfinnelsen også en ringformet skjerm 11, som er koaksial med det roterende legeme, og er plassert nedenfor det ringformede kam-mer 6, og denne skjerms nederste parti befinner seg i praktisk talt samme nivå som den første rekke av åpninger i det roterende legeme. Denne skjerm er hul, og gjennom den ledes det et kjølefluidum. In the one in fig. 6 embodiment, the device according to the invention also includes an annular screen 11, which is coaxial with the rotating body, and is located below the annular chamber 6, and the lower part of this screen is located at practically the same level as the first row of openings in the rotating body. This screen is hollow, and a cooling fluid is passed through it.

Konsentrisk med skjermen er det videre anordnet en blåsekrone 12, hvis ut-løpsåpninger 13 styrer en fluidumstrøm som omgir de dannede fibre. En blåsekrone kan også være anordnet i den i fig. 1 viste utførelsesform. A blower crown 12 is also arranged concentrically with the screen, the outlet openings 13 of which control a fluid flow which surrounds the fibers formed. A blow crown can also be arranged in the one in fig. 1 shown embodiment.

Skjermen 11 har for det ene den opp-gave å bidra til utjevning av temperaturen i omkretsbåndet 2, og for det annet å øke hastigheten av gasstrømmene som innvir-ker på materialtrådene. Enn videre bevirker skjermen, som følge av utvidelsen av for-brenningsgassene mellom båndet og skjer-mens nederste parti at fiberbanene forde-les i horisontal retning. The screen 11 has, on the one hand, the task of contributing to the equalization of the temperature in the circumferential band 2, and on the other hand of increasing the speed of the gas flows which act on the material threads. Furthermore, the screen causes, as a result of the expansion of the combustion gases between the belt and the lower part of the screen, that the fiber webs are distributed in a horizontal direction.

Fig. 7 og 8 viser hvilken vinkel a resp. det i forhold til vertikalen dannes av tan-genten til en fiberbane ved innbyrdes tilsvarende punkter, i det tilfelle at innretningen ikke er forsynt med en skjerm (fig. 7) resp. i det tilfelle at den er forsynt med en skjerm (fig. 8). Fig. 7 and 8 show which angle a resp. in relation to the vertical, it is formed by the tangent to a fiber path at mutually corresponding points, in the event that the device is not provided with a screen (fig. 7) or in the event that it is provided with a screen (fig. 8).

Claims

1. Apparatus for the production of fibers of substantially uniform diameter from thermoplastic materials, especially glass, where the material in a plastic state is ejected in the form of threads through openings such as . are placed in rows in the peripheral part (2) of a rotating, hollow body (1), these threads being exposed to gas flows which stretch the threads into fibers, and said peripheral part is kept at a substantially constant temperature throughout its width, characterized by the fact that the openings diameter is decreasing from the part of the circumferential section which is closest to the outlet for the gas flows to the part of the circumferential section where the velocity of the gas flows has decreased.

2. Apparatus as stated in claim 1, where a cooled, ring-shaped screen (11) is also arranged around the said peripheral part which equalizes the temperature in the peripheral part of the rotating hollow body (1) and at the same time ensures a speed increase for the exiting gas- current, characterized in that the lower end of the screen lies in substantially the same plane as the upper row of openings in said body (1).

3. Apparatus as stated in claim 1 or 2, where an annular blowing nozzle (12) is also arranged concentrically with said ring-shaped screen (11), characterized in that the outlet openings (13) in the blowing nozzle lie in substantially the same plane as the top row of openings in the hollow body of rotation (1).

4. Apparatus as indicated in one or more of the preceding claims, characterized by a distribution member (4) with rows of holes (5) in different planes, which member is placed coaxially inside the rotating hollow body (1) to ensure formation of a uniform thick layer of molten material over the entire inner side of the peripheral portion of the rotating hollow body.

5. Apparatus as stated in one or more of the preceding claims, characterized in that the openings (3) of the peripheral part (2) have a diameter varying from 6.9 to 1.1 mm.