NO155856B - Beholder for lagring av dypkjoelte vaesker. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning for samtidig, kontinuerlig fremstilling av et flertall tråder ved mekanisk trekking av mineralsk stoff som tilføres i form av staver.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte og en anordning til helkontinuerlig fremstilling av tråder av mi-neralske stoff som blir plastiske ved opphetning, spesielt glass, hvorved endene

av et batteri av oppreiste staver fortlø-pende oppvarmes og overføres til en plastisk masse med forskjellige viskositets-soner hvorfra det trekkes ut tråder, som

deretter kan slås sammen til strenger

(glass-silke) eller deles opp i fibre med

lengre eller kortere stapel (stapelfibre).

Det er kjent fremgangsmåter hvor

det uten bruk av dyser trekkes ut tråder

fra endene av staver som myknes ved direkte opphetning og periodisk erstattes

i takt med forbruket. Likeledes er det

kjent å tilføre enkeltstaver fortløpende

til en tilhørende liten dyse, hvor glass-stavens ende opphetes og det gjennom

dyseutløpet trekkes ut en tråd. Disse

fremgangsmåter tilhører de såkalte «stav-trekkemetoder».

Det er videre kjent fremgangsmåter

hvor glasskuler, som fortløpende innføres

ovenfra til midten av små ovner (muffelovner), varmes opp og omdannes til en

viskøs masse som trekkes ut til tråder

gjennom en bunnplate som er forsynt

med dyseåpninger. Det er også tidligere

foreslått å forandre denne fremgangsmåte slik at den løpende tilførsel av enkelte glasskuler erstattes med glass-staver, som hver enkelt inntar hele muffel-

ovnens lengde, og tilføres etter hverandre, horisontalt, til smeiten.

Som følge av lavere anleggsomkost-ninger benyttes stavtrekkemetoden i stør-re industriell skala, hvorunder stavendene opphetes ved direkte strålingsvarme og trekkes ut til tråder uten anvendelse av dyser. Ulempen ved denne metode består i at det er nødvendig å sette inn nye staver ca. en gang i timen og den dermed forbundne produksjonsstans. For å eli-minere denne periodiske avbrytelse, har man forsøkt å oppvarme indirekte og forbinde endene av glass-staver i et lite dyselegeme, som er anordnet slik at stadig en stavende oppvarmes, for derved'å kunne foreta en helkontinuerlig uttrekk-ing av tråd fra løpende tilførte staver som er stillet opp på hverandre. Disse forsøk har imidlertid vært mislykket. Det har nemlig vist seg at det oppvarmes for lite glassmasse i de små dysebeholderne og at det ikke dannes en homogen masse, noe som er nødvendig dersom det skal oppnås sikker funksjonering av trekke-prosessen på lengre sikt.

Mest utbredt er de metoder, hvor mindre ovner (muffelovner) bestående av sjamotte-material med dyseinnsatser av platina eller utelukkende av platina-legeringer mates med glasskuler. Disse metoder benyttes til massefremstilling av kontinuerlige glasstråder, som i bunt-eller streng-form er kjent som glass-silke. Slike muffelovner konstrueres vanligvis med lengder på opptil 30 cm og slik at de kan mates med kuler med en diameter på 15 mm gjennom en enkelt åpning i midten. Enten det i bunnen av disse smel-teovner er anordnet firkantede eller run-de dyseplater med 102 eller 204 dyseåpninger, har det hittil vært vanskelig å få lengre muffelovner til å funksjonere. Den kalde kule som faller ned på overflaten av glass-smelten har nemlig som følge av smeltebadets lave varmekapasitet, ikke kunnet løses opp så homogent at kulen fordeler seg jevnt som en homogen masse over hele dyseplatens lengde.

For å få løst opp kulen mest mulig homogent over hele den ca. 30 cm brede muffelovnflate er det nødvendig å oppnå lavest mulig viskositet, dvs. benytte så høy temperatur som ca. 1500°C. Dette be-tinger at tverrsnittet av dyseåpningen gjøres lite (f. eks. med en diameter på 1,2 mm) for å forhindre at glasset ganske enkelt strømmer ut uten at det dannes et kjegleformet sted som trådene kan trekkes ut fra. For at man skal få plass til et størst mulig antall dyseåpninger, f. eks. standardantallet 102 eller 204 åpninger, på den lille flate, som bestemmes av muf-felovnens lengde blir åpningene anordnet så tett som mulig ved siden av hverandre og bak hverandre. Dette utelukker dannelse av så store dråper ved et trådbrudd at de får tilstrekkelig tyngde til å kunne trekke etter seg en ny tråd. Den dråpe som; faller loddrett nedover og som trekker etter seg en ny tråd, ville- ødelegge de omkringliggende- tråder og utløse en kjedereaksjon av trådbrudd. Av denne grunn er det under dysebunnen anbragt kjøleinnretninger, som ved trådbrudd får glass-strømmen gjennom den respektive åpning til å stivne. I praksis må produk-sjonen avbrytes etter mer enn 4 trådbrudd. Spesielt under fremstilling av fin glass-silke, for å tine opp igjen den «inn-frosne» glassmasse utenpå og inne v dyse-legemene, trekkes massen manuelt ut til nye tråder, slå disse sammen med de andre tråder og starte en ny spoleprosess.

Ved en1 modifikasjon av denne fremgangsmåte som imidlertid ikke har fått noen betydning i praksis, hvor råstoffet utgjøres av staver som legges inn vannrett må det benyttes et dysetrau som er åpent oventil. Av den grunn har det vært umulig å unngå utkrystalliseringsfenome-ner, som f. eks. dannelse av en overflate-hud, dersom den tilførte stav ikke meget hurtig, ble oppvarmet til høy temperatur og deretter ført over i en «ventesone» som lavt viskøs masse. I dette tilfelle er den sjokkvirkning, dvs. det plutselige tempe-raturfall i omgivelsene til de nylig til-førte staver, og som allerede er beskrevet i sammenheng med de metoder hvor det benyttes kuler, meget uheldig, idet denne virkning erfaringsmessig strekker seg helt til dysebunnen.

Fordelen ved stavtrekkemetoden når det anvendes vanlige stavdiametre består bl. a. i at hvert trådbrudd ved den oppvarmede stavende automatisk fører til at det dannes en dråpe med en diameter på 4—5 mm, som på grunn av sin tyngde trekker etter seg en ny tråd i fallet. Pro-duksjonen har imidlertid vært begrenset av anbringelsen av varmeinnretninger, med en lengde på 100 cm, som griper om endene av de 130 uttrukne staver.

Foreliggende oppfinnelse har tatt sikte på å oppnå funksjonssikker anvendelse av spesielt lange dyselegemer, med en lengde på opptil 100 cm i forbindelse med en fremgangsmåte hvor det benyttes staver hvor det på tross av dråpedannelsen etter trådbrudd kan underbringes ad-skillig flere uttrekkssteder for tråder enn det hittil har vært mulig.

Løsningen av denne oppgave betin-ger: a) Dannelse av horisontalt mest mulig jevnt viskøse soner r et dyselegeme. b) Oppvarming av massen ved hjelp av en varmeleder i form av et hullegeme slik at temperaturen forplanter seg jevnt over hele lengden selv. ved lange legemer. c) Opprettelse av en bestemt viskositetstilstand ved tråddannelses- og dråpe-dannelses-stedene som er høyere enn viskositeten ved bunnen av dyselegemet. d) Avskjerming av strålevarmen fra bunnen av dyselegemet for å forhindre at

de fine uttrukne tråder svies av ved dannelses-stedet.

Disse betingelser er delvis motstri-dende.

Ved utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen benyttes 6—15 mm tykke staver av mineralsk material som blir plastisk ved opphetning, spesielt glass. Jo tykkere stavene- er, desto sjeld-nere må de erstattes av nye. En stav med

12 mm diameter og en lengde på 1,70 m

varer, f. eks. ca. 3 timer ved en bestemt trekkhastighet.

Det er i og for seg kjent å benytte tykkere staver ved den praktiske utførel-se av stav-trekkemetoden. Hittil har imidlertid hver stav bare vært forsynt med et mindre dyselegeme som har vært avstemt i forhold til stavdiameteren, også om man allerede har tenkt på å utruste disse mindre- dyselegemer med flere, f. eks. 2 eller 3 åpninger. Etter foreliggende oppfinnelse tilføres derimot en rekke, bestående av et helt batteri på 50 eller flere slike staver, jevnt gjennom et par gummi-valser til et eneste rørformig dyselegeme som smelter, alle stavendene til en. ensartet glass-sump. Stavene har. minst mulig avstand fra hverandre og er fordelt jevnt over hele bredden av dyselegemet.

Dyselegemet har en innføringshylse oventil, som. holder alle stavene eller flere slike hylser som styrer hver enkelt stav. Dersom det benyttes en innføringshylse for hver stav må diameteren av denne være 1—2 mm større enn stavtykkelsen. Hylsen må være høy. nok til å hindre at staven kleber før den varmes opp i dyselegemet. Den ensartede forskyvning av alle stavene bevirker at den viskøse masse som dannes ved nedsmelting av stavendene, stadig holdes under samme trykk i dyselegemet.

Dyselegemet er på begge sider koblet til en elektrisk varmekilde med vannkj øl-te tilkoblingsender. Det består fortrinnsvis, av en varmebestandig edelmetall-legering, som f. eks. platina, rhodium, med en tilsetning av andre edelmetaller som f. eks. gull. For å oppnå jevn varmeledning er det utformet som et rør med den samme diameter og samme veggtykkelse over hele rørlengden. Den elektriske varmekilde varmer opp alle stavendene i dyselegemet samtidig, og ved ensartet frem-skyvning av stavene dannes derfor hori-sontale soner, som går over i hverandre og som hver har omtrent jevn viskositet. Viskositeten; avtar som kjent med sti-gende glasstemperatur, hvilket bevirker at varmeledningsevnen tiltar proporsjo-nalt. Ved ensartet trådtrekking opptrer derfor de høyeste temperaturer ved bunnen av dyselegemet, det vil si før glasset kommer inn i de åpningene hvor det trekkes til tråd.

For dråpedannelse etter, trådbrudd har det erfaringsmessig vist seg å være nødvendig med ien dyseåpning på mer enn 2,5 mm slik at det dannes en 4—5 mm stor dråpe som er tung nok til å falle i loddrett bane og muliggjøre en uhindret styring. For samtidig å oppnå tilfredsstil-lende trådtrekking gjennom en dyse med så stor åpning, er det nødvendig å opprettholde en bestemt viskositetstilstand. Glasset må nemlig ikke bli for tyntflyten-de, da det ellers «regner» dråper uten at det dannes tråder.

Det er følgelig nødvendig å avpasse to forskjellige viskositetstilstander til hverandre, nemlig den ved bunnen av dyselegemet og den ved hver dyseåpning på det sted hvor tråder dannes. I motsetning til den lave viskositet over bunnen av dyselegemet, som er nødvendig for å oppnå god homogenisering av glassmassen som oppstår under oppvarming av stavendene, fordrer tråddannelses-stedet en høyere viskositet. Disse forhold endrer seg med hver glasscharge.

Med en glass-smelte, bestående av 68 % SiO,, 4—6 % A1208, 15 % Na20 +

K20 + B20:1 og resten jordalakalier, som eksempel bie det eksperimentelt fastslått at temperaturen ved bunnen av dyselegemet må ligge ved 1360°C dersom glass-gjennomstrømningen er 10 kg/h, mens den gunstigste temperatur for det sted hvor trådene dannes er 1180°C.

Den kraftige hete som oppstår som følge av utstrålingen fra bunnen av dyselegemet, kan svi av de fine trådene like etter at de er dannet. Oppfinnelsen tar sikte på å avverge dette, og sammen, med det formål å forårsake en bestemt viskositet for å lette dråpedannelsen, tilstre-ber oppfinnelsen en tvangsmessig senk-ning av temperaturen fra bunnen av dyselegemet til stedet for tråddannelsen uten ytterligere kjøleanordninger, men ved en enkel fremgangsmåte og med en enkel og driftssikker anordning.

Dette oppnås ved at det i stedet for konvensjonelle dyseåpninger, spesielt vorteformede fordypninger eller munnstykker, for hvert tråddannelses-sted benyttes rørformede munnstykker med en lengde på mer enn 4 mm. Disse består av den samme metall-legering som dyselegemet og er sveiset sammen med dette. Ved at lengden av rørmunnstykkene i henhold til oppfinnelsen gjøres forskjel-lig og avpasses til sammensetningen av det glass som skal bearbeides, er det mulig å senke temperaturen av glassmassen under gjennomstrømningen, samtidig som virkningen av strålevarmen fra bunnen av dyselegemet elimineres slik at den fremmer dannelsen av dråpene og de uttrukne tråder. En lengde på 5—6 mm, av-hengig av glassgjennomstrømningen og glass-sammensetningen har i langtidsfor-søk vist seg å være godt egnet.

For å unngå varmeopphopning og hvirveldannelser på grunn av strålevarmen under bunnen av dyselegemet, er dyselegemet isolert slik at bare dets øvre del og i høyden en liten del nedenfor bunnen er innkapslet i et spesielt isoler-ingsmateriale f. eks. aluminiumoksyd eller zirkon, slik at de rørformede munnstykker rager fritt nedover. Dette gjør det mulig å anbringe en avtrekkskanal under det isolerte dyselegeme, hvor et svakt sug mot den ene langside, fortrinnsvis bak-over, virker jevnt over hele lengden. Gjennom denne avtrekkskanal suges romat-mosf æren i stadig samme retning og uten hvirveldannelse forsiktig mot og rundt de rørformede munnstykker med deres åpninger og tråddannelses-steder og kjø-ler disse såvel som den første del av de uttrukne fine tråder. Forsøk har bevist at først og fremst dette samspill mellom de beskrevne rørformede dysemunnstykker og en slik forsiktig sugkjøling, bevirker enkel og sikker funksjonering av tråd-trekkingsprosessen.

For å opnå større ytelse har det vært nødvendig å løse plasseringsspørsmålet for flere rekker rørformede dysemunnstykker i bunnen av dyselegemet. Herunder måtte det tas hensyn til at det ved trådbrudd absolutt måtte dannes en dråpe som i fallet selv automatisk skulle trekke en ny tråd etter seg.

Denne oppgave er i henhold til oppfinnelsen løst ved at det arrangeres tråd-grupper som seg i mellom oppviser mellomrom som er noe større enn diameteren av en dråpe. En trådgruppe kan be-stå av flere rekke av tråddannelses-steder som er avtrappet etter hverandre bak-over. Avstanden mellom rekkene må likeledes minst tilsvare diameteren av en dråpe, dvs. minst 5 mm, mens avstanden, sett forfra innenfor rekken og innen en gruppe må være minst 1 mm. Dyselegemet er anordnet i en viss avstand foran kanten av spolevalsen som tar bort de resulterende tråder, slik at planet som den fritt fallende dråpe danner, ikke be-rører valseoverflaten. Dråpene som da faller nedover foran den roterende spole-valse føres hen mot valsen ved hjelp av ledeplater slik at trådene tas med av valsen mens dråpen slynges av på i og for seg kjent måte.

En såkalt oljelist, som er forsynt med spinnolje eller annet smøremiddel fukter automatisk trådene med smøre-middel ved berøring av listen. Smøremid-delmengden skal herunder ikke overstige 1 % av trådvekten.

Mens rekkene av trådannelses-steder eller dråpenes fallplan f. eks. ligger bak hverandre med en avstand på 6 mm, vil det med 3 rekker av rørformede munnstykker i bunnen av dyselegemet være aktuelt med en avtrapping, dvs. en side-avstand på 1,5 mm.

Ved en slik anordning hindrer ikke det loddrette fall av trådtrekkende dråper, trekkingen av de andre tråder. På oljelisten og på overflaten av spolevalsen oppstår det, som følge av at trådene på begge tvinges inn i et plan, enkelte tråd-grupper, som f. eks. hver gang omfatter 3 tråder med 1,5 mm mellomrom, deretter følger et mellomrom på 6 mm, en ny trådgruppe osv. Hensikten med denne anordning er å hindre at det inntrer en kjedereaksjon av trådbrudd når en ny dråpe dannes, slik som tilfellet er når trådavstanden er den samme. Det kan nå i høyden bare forekomme et ytterligere trådbrudd en gang iblant når en tråd.i den midterste rekken ryker. Dette har

imidlertid hverken /ved fremfetilling av

glasstrådstreng eller ved stabelfiberfrem-stilling noen betydning.

Ved å gjøre bruk av foreliggende oppfinnelse kan det på en lengde av 100 cm anbringes opptil 400 tråddannelses-steder på et dyselegeme. Dette er tre ganger mer enn hva som var mulig med den tidligere stav-metode med 130 tråder.

I det følgende skal anordningen i henhold til oppfinnelsen belyses nærmere under henvisning til de ledsagende teg-ninger. Fig. r viser et tverrsnitt gjennom en anordning i henhold til oppfinnelsen, med et rørformig dyselegeme, stavtilførsel og trådtrekking. Fig. 2 viser gjenstanden i fig. 1 sett

fra siden, delvis gjennomskåret.

Fig. 3 viser bunnen av dyselegemet på

figurene 1 og 2 sett nedenfra.

Fig. 4 og 5 viser et eksempel på en annen stavtilførsel sett fra siden og forfra.

På fig. 1 er det vist en glass-stav 1, som beveges langsomt i pilretningen A ved hjelp av et drevet valsepar 2. Innfør-ingshylsen 3 som er tilpasset glass-sta-vens form, befinner seg i en liten avstand 4 fra staven og munner ut i et rørformet dyselegeme 5 som den er sveiset sammen med. Bunnen 6 av dyselegemet er forsynt med en serie rørformede munnstykker 7 med hver sin dyseåpning 7a. I enden av denne danner det seg små glasskjegler 8 som det trekkes ut tråder 9 fra. En fritt fallende dråpe 10 trekker en tråd etter seg, og en annen dråpe 10a treffer lede-platen 13 nedenfor oljelisten 11 og ledes som følge av platens krumning hen mot spolevalsen 12, etter at den først har pas-sert i en liten hjelpevalse 14 som sørger for at dråpen slynges av. Så snart hjelpe-valsen 14 kommer i berøring og tar med seg tråden 9, strammes tråden og føres over oljelisten 11 for så å bli tatt med av spolevalsen 12. Trådene skal herunder bare danne en liten knekkvinkel a. Oljelisten er overtrukket med flanellduk slik at hver enkelt av trådene 9 fuktes og om-gis på alle sider av smøremidlet som på-føres duken automatisk (ikke vist).

Hittil har man bestrebet seg på å an-ordne trådtrekkingsstedene, f. eks. stavene ovenfor spolevalsen på en slik måte at dråpen 'som ble dannet etter trådbrudd, falt forbi valsen tettest mulig inntil omkretsen av denne. Foreliggende oppfinnelse avviker fra dette prinsipp fordi trådspenningen derved forminskes. Fig. 2 viser et snitt langsetter en del av anordningen på fig. 1 hvor det på siden er anbragt en tilkobling 15 som via en vannkjølt tilkoblingsklemme er for-bundet med en ikke avbildet energikilde. På oljelisten 11 angir F, en trådgruppe bestående av tre tråder som er adskilt av 1—2 mm store mellomrom. F2 betegner neste trådgruppe osv. Fig. 3 viser bunnen 6 av dyselegemet 5, sett nedenfra. R, betegner den første rettlinjete rekke av rør-formete munnstykker 7 med dysåpninger 7a, mens R2 og R,, betegner henholdsvis den annen og den tredje rekke. Avstanden A2 mellom hver rekke tilsvarer minst størrelsen av en dråpe. Dyseåpningene for hver enkelt trådgruppe er avtrappet bak hverandre på en slik måte at de enkelte tråder 9 innen en trådgruppe S, i oljelistens plan, har en minsteavstand A, på minimum 1 mm, og slik at avstanden A8 igjen minst tilsvarer en dråpestørrel-se på 5—6 mm. Fig. 4 og 5 viser en annen form for stavtilførsel. Her føres staver 1 som ligger tett inntil hverandre, rekkevis inn i en innføringsrenne 3a som strekker seg over hele lengden av dyselegemet 5.

Ved oppvarming av endene av stavene 1 inntrer det viskositetsforandringer. De forskjellige trinn av viskositetsendrin-gen er inntegnet som skraverte soner på fig. 1 og 2. Ved forsøk har det vist seg at strømforbruket ikke stiger lineært med tiltagende glassgjennomstrømning pr. time, men derimot i form av en avflaten-de kurve.

Den oppvarmede masse M løser seg opp i sonen V, og homogeniseres i sonen V2. Trådene 9 bidrar under trekkingen til. å opprettholde en jevn loddrett bevegelse av massen i retning av bunnen 6 i dyselegemet. Like overfor bunnen av dyselegemet, i sonen V:(, når viskositeten sin la-veste verdi. De rørformede munnstykker 7 med viskositetstrinnet V4 ved utgangen i kjeglen 8 bevirker en viskositetsøkning som avhenger av munnstykkenes lengde, hverved oppnås optimale betingelser for dannelsen av kjeglene 8 og trådtrekkingsstedene.

Denne oppspalting i forskjellige vis-kositetstrinn skjer jevnt såvel vertikalt over dyselegemets tverrsnitt, som over hele dets lengde. På denne måte har en ved forsøk hittil oppnådd gode resulta-ter med opptil 100 cm lange dyselegemer.

Av fig. 1 fremgår det at isoleringen 17 bare strekker seg til underkanten av

bunnen 6 i dyselegemet og at munnstykkene 7 rager fritt ut i den omgivende atmosfære.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte til samtidig, kontinuerlig fremstiling av et flertall tråder ved mekanisk trekking av mineralsk stoff som blir plastisk ved oppvarming, særlig glass, under vertikal tilførsel av staver som står ved siden av hverandre og som fortløpende forbrukes og fornyes, idet det etter et trådbrudd automatisk dannes en dråpe som på grunn av sin tyngde faller loddrett og trekker med seg en ny tråd, karakterisert ved at rekken av glass-staver føres parallelt med hverandre loddrett ovenfra og inn i et enhetlig dyselegeme som har stor horisontal lengde, og at glass-stavene oppvarmes i dyselegemet ved gjennomstrømning av elektrisk strøm gjennom hele dyselegemet i dettes lengderetning slik at den loddrette tem-peraturgradient gjennom glassmassen i dyselegemet over dettes fulle lengde blir omtrent lik, idet lengden av utløpsstus-sene (rørdysene) er slik valgt at det ved luftkjøling på i og for seg kjent måte oppnås en viskositet som ved endene av utløpsstussene er tilstrekkelig høy for trådtrekking og for dannelse av en dråpe med stor nok tyngde til å kunne trekke med seg en tråd.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at trådene trekkes tett ved siden av hverandre, men i flere plan som ligger bak hverandre, hvor de tilsvarende dysemunnstykker har en avstand fra hverandre som tilsvarer minst diameteren av en dråpe, idet flere tråder, som skriver seg fra forskjellige trekkplan, sammenfattes til en trådgruppe på en slik måte at avstanden til den neste gruppe alltid omtrent tilsvarer avstanden mellom rekkene av munnstykkene.

3. Anordning til utførelse av den fremgangsmåte som er angitt i påstan-dene log2, karakterisert ved at den har et rørformet dyselegeme (5), som ligger vannrett, hvor det på oversi-den munner innføringshylser (3, 3a) for hver enkelt stav eller for et batteri av staver (1), og hvor det fra åpninger i bunnen (6), aksialt i forhold til innfør-ingshylsene, går ut rørformete munnstykker (7) som i antall er flere ganger antal-let av innføringshylser.

4. Anordning som angitt i påstand 3, karakterisert ved at diameteren av innføringshylsen er 1—2 mm større enn en stav som føres gjennom den.

5. Anordning som angitt i påstand 3 og 4, karakterisert ved at lengden av de rørformete munnstykker er valgt slik at det inntrer en temperatur- senkning i forhold til det nederste skikt av den glass-sump som dannes i dyselegemet.

6. Anordning som angitt i påstand 3 —5, karakterisert ved at de rør-formede munnstykker er sammenfattet i grupper.

7. Anordning som angitt i påstand 3 —6, karakterisert ved at side-avstanden mellom munnstykkene innen en gruppe er 1—3 mm og tverravstanden mellom munnstykkene utgjør 5—10 mm.

8. Anordning som angitt i påstand 3 —7, karakterisert ved at dyselegemet hviler i en varmeisolasjon, hvor munnstykkene rager utenfor bunnen av denne.