NO156265B - Fremgangsmaate for indusert polarisasjonslogging. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for fremstilling av fine glassfibre.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og apparat for fremstilling av fine glassfibre ved å helde en matestrøm av smeltet glass inn i en spinnerotor for å fordeles ved sentrifugalkraftens virkning fra et antall åpninger i rotorens omkrets i et antall strømmer inn i banen for en gassblåst for å fortynne strømmene og forme fine glassfibre av samme.

Ved de tidligere kjente metoder og

apparater av ovennevnte art gjøres der bruk av flammer som slynges ved tangentielt rettede hete glassblåster og i rotorens omdreiningsretning, idet brenne-re er anbragt omkring sentrifugallegemet slik at flammene virker i hele høyden av legemets periferiske del og kommer i be-røring med det smeltede materiale så-snart dette forlater åpningen.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å fremme fiberfortynningen ved å holde fibrene i blåstens bane så lenge som mulig mens de er i linje med blåstens retning, og dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at rotoren omgis av en gassblåst i form av en enkelt sammenhengende, periferielt om rotoren gående gass-strøm med i hovedsaken to bevegelses-komponenter, av hvilke den ene er sirkulær i rotorens omdreiningsretning og den annen går i en retning som danner en hovedsakelig rett vinkel med materialstrålenes utstrømningsretning fra rotorens periferi.

Ved ovennevnte anordning hvor gassen har form av en sammenhengende, jevn strøm som omgir rotorens periferi, vil gassblåsten få en nedad skruelinjefor-met bane som merkbart søker å løpe parallelt den retning som fibrene har en tendens til å følge når de forlater rotoren.

Et annet formål er å tilveiebringe metode og apparat for produksjon av fine glassfibre hvori gassblåsten periferielt på den fiberformende anordning kan regu-leres for alltid å tilveiebringe en oksyde-rende flamme for derved å sikre maksi-mum fiberfortynning, hvis så ønskes.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe metoder og apparat for fremstilling av fine glassfibre hvori en kontinuerlig homogen gassblåst tilveie-bringes i en ring periferielt til en fiberformende rotor, hvilken blåst selv rote-rer med høy hastighet i forhold til dens emisjonsareal uten å ty til ledeanordnin-ger eller munnstykker for derved å mu-liggjøre slik kontroll av blåsten og virke på fibrene for å oppnå optimal og ensartet fiberfortynning.

Oppfinnelsen omfatter også et apparat for fremgangsmåtens utførelse omfattende en hul på et sentralt rør anordnet rotor som har øvre, nedre og periferiske vegger, en sentral åpning i den øvre vegg for innføring av smeltet materiale fra det nevnte rør og et antall huller i den periferiske vegg for utmatning av stråler av det smeltede materiale som slynges ut som følge av sentrifugalkraf-ten, hvilket apparat utmerker seg ved at der over et ringformet forbrenningskammer, som omgir røret og er anbragt oven-for rotoren utenfor dens periferi, er anordnet et ringformet fordelingsrør utstyrt med et innløp for mottagelse av gasser samt med et antall til forbrenningskammeret førende gassledninger med innløp til forbrenningskammeret, hvilke er rettet inn mot forbrenningskammeret for å frembringe en sammenhengende roterende gasstrøm, som går rundt røret inne i forbrenningskammeret og ut gjennom en ringformet åpning, som strekker seg langs forbrenningskammerets ringformede underside og er rettet for mat-ing av den roterende gasstrøm rett nedad i rett vinkel mot materialstrålenes retning ved deres uttredning av hullene i rotorens periferivegg.

Andre og videre formål med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskri-velse under henvisning til tegningene der som eksempel viser en utførelsesform av oppfinnelsen og hvor fig. 1 er et topplan-riss av et apparat ifølge oppfinnelsen, med enkelte partier bortskåret, fig. 2 et sideriss delvis i snitt for å illustrere kon-struksjonen av apparatet ifølge fig. 1, fig. 3 et forenklet snitt etter linjen 3—3 i fig. 2 med enkelte deler utelatt, fig. 4 et sideriss delvis i snitt av den fiberfremstillen-de rotor som anvendes i apparatet og metoden ifølge oppfinnelsen, fig. 5 en del av et planriss av en endret form av de utskiftbare åpningsringer som avgrenser brennkammeråpningene med åpninger vist fortløpende gjennom den ytre ring for å tillate medføring av luft med gassen som passerer gjennom åpningene, og fig. 6 et snitt etter linjen 6—6 i fig. 5 i retning av pilene.

På tegningene, spesielt fig. 1, 2 og 3 betegner 20 en bæredel i form av en sylindrisk støpedel, med innadragende øvre og nedre ringpartier 21 og 22. Den ytre løpering 23 av et kulelager er stivt festet i forhold til ringen 21 ved klem-deler 24 og 25 og bolter 26. Den ytre løpe-ring 27 av et annet kulelager er sveiset eller på annen måte festet til innsiden av ringen 22. På yttersiden av et sylindrisk dreierør 28 er festet de indre løperinger 29 og 30 av kulelagrene for å passe til de ytre løperinger henholdsvis 23 og 27 og røret 28 strekker seg vesentlig under bæ-redelens 20 ring 22 og har en innvendig gjenget del 31 festet innvendig i sin nedre ende.

Anordning for å drive røret 28 med høy omdreiningshastighet i forhold til bæredelen 20 i de foran beskrevne lagre er montert på bæredelen og forbundet med røret 28. En remskive eller -ring 32 med et spor 33 for en kilerem 34 er svei-

set eller på annen måte festet på rørets 28 ytre overflate mellom løperingene 29

og 30. Kileremmen 34 er ført om en skive 35 som er festet på en aksel 36 som drives med høy rotasjonshastighet av en konvensjonell elektrisk motor 37 eller annen kraftmaskin festet til en plate 38 ved bolter 39. Platen 38 er dreibart montert i ører 40 på bæredelen 20 ved tap-per 41, og innstillingsbolter 42 er gjenget gjennom platen 38 og ligger an mot flater 43 på bæredelen for å tjene til å regulere stramningen av remmen 34 idet boltene 42 sikres i innstilt stilling ved låsemuttere 44.

En anordning er tilveiebragt for å skjerme rørets 28 indre overflater mot overdreven varme. Denne anordning omfatter konsentriske ikke roterende dob-beltveggede vannrør 45 som er montert inne i røret 28, har sylindrisk form og er jevnt adskilt fra rørets 28 indre overflate. Anordningen for å montere røret 45 i dreierøret 28 omfatter en plate 46 som er festet til bæredelen 20 ved bolter 47 i hull 47a i den øvre ende av samme. Oppdel-ingsribber 45a adskiller rørets 45 indre og ytre konsentriske vegger fra hverandre for å tillate varmeutvekslende væsker såsom vann eller et annet passende medium å passere mellom samme. Innløps-ledning 49 og utløpsledning 48 (fig. 1) fører varmeutvekslende væske til og fra sirkelringen mellom rørets 45 indre og ytre vegg. Røret 45 strekker seg fortrinsvis i dreierøret 28 praktisk talt i dettes hele lengde nær til den innvendig gjenge-de del 31. De øvre og nedre ender av røret 45 er lukket ved henholdsvis platen 46 og ringen 45b.

Anordning for å tilveiebringe en brennende gassblåst er montert på bæredelen 20. En gassinnløpsledning 50 fører til et ringformet fordelingsør 51 som omslutter dreierøret 28, og hvis stengen-de vegger 52a, 52b, 52c og 52d er stivt festet til hverandre og til den nedre del av bæredelen 20. Et antall gasstrømnings-ledninger 53a, 53b, 53c og 53d fører fra åpninger i fordelingsrørets 51 øvre vegg 52a utad, nedad og inn i tangentielle inn-løpskanaler 54a—54d som fører inn til et ringformet forbrenningskammer 55 gjennom perforerte flammeskjermer 56a

—56d (fig. 3). Forbrenningskammeret 55 forløper sirkulært om og fjernet noe utad fra dreierøret 28, og har en indre vegg 58, nedre vegg 59 og ytre vegg 60. Der er anordnet øvre, indre, nedre og ytre ringer av ildfast materiale henholdsvis 61, 62, 63 og 64, hvilke siste har åpninger for kana-

lene 54a—54d. Strømmen av gass inn gjennom de tangentielle innløpskanaler er fortrinsvis hovedsakelig tangentiell til den indre ring av ildfast materiale hvor-ved blåstene av forbrenningsgasser som strømmer inn i kanalene vil bevege seg i en sirkulær retning i forbrenningskammeret 55. En kontinuerlig ringåpning 65 er anordnet mellom den indre 62 og nedre ring 63 av ildfast materiale for å tilveiebringe en kontinuerlig sirkelformet ut-løpsåpning for forbrenningsgassene.

Fordelingsrørets 51 nedre vegg 52c og den øvre vegg 57 av forbrenningskammeret tilveiebringer mellom seg et ringformet rom 66 avpasset til å oppta varmeutvekslingsmedium såsom vann. En vertikalt plassert sylindrisk vegg 67 er anordnet innenfor iden indre vegg 58 av forbrenningskammeret 55 for å tilveiebringe et annet ringrom 68 avpasset til å oppta varmeutvekslingsmedium. Passende ringdeler 69 og 70 tetter de øvre og nedre grenser av rommet 68 og er forbundet med veggene 67 og 58 ved sveisning eller andre kjente anordninger. I en nedre horisontalt plassert ringvegg 71 er for-met en ringformet fordypning 72 som med den nedre vegg 59 av forbrenningskammeret 55 tilveiebringer et tredje rom for opptagelse av varmeutvekslende medium såsom vann. Forbindelsene til rommene 66, 68 og 72 som opptar varmeutvekslende medium er for enkelhets skyld ikke vist, men er av samme art som inn-og utløpsledningene 48 og 49. Den hele forbrenningskammermontering innbefat-ter veggene som omslutter rommene for varmeutvekslingsmedium, ildfaste vegger, forbrenningskammerets vegger, etc, er stivt festet til hverandre og den nedre vegg 52c av fordelingsrøret 51 og således stivt festet til støpebæredelen 20.

En nedhengende sylindrisk flens eller skjerm 73 strekker seg nedad fra den nedre ende av forbrenningskammeret rundt omkretsen av denne og er festet til ringflensen 59a og veggen 71 som danner den nedre ytre kant av samme ved en ringklammer 73a for å feste dem tett mot ytterkanten av forbrenningskammerkon-struksjonen.

De indre og ytre åpningsringer 74 og 75 er ved bolter 76 og 77 festet til henholdsvis ringene 70 og 71. Åpningsringene 74 og 75 er utskiftbare for å tillate inn-stilling av bredden av den ringformede gassåpning 78 mellom dem eller dens inn-stiling i forhold til dreierøret 28 ved inn-skiftning av forskjellige ringer med forskjellige former.

Fig. 5 og 6 viser en endret utførelse av åpningsringene hvori den indre ring 74a er plasert ved siden av den ytre ring 75a med åpninger 79 som strekker seg gjennom den ytre ring 75a mellom bolt-hullene for boltene 77a i retning med rotorens omdreiningsretning.

En rotor (vist mere detaljert i fig.

4) er løsbart gjenget i delen 31 som er

festet i den nedre ende av dreierøret 28. Som det vil sees av fig. 2 og 4 har rotoren, som generelt er betegnet 80, en toppvegg 80a, en sidevegg 80b og en bunnvegg 80c. Sideveggen 80b er orientert praktisk talt parallelt med rørets 28 akse og omfatter en ring av egnet metall som kan motstå temperaturen av smeltet glass og den til-grensende gassblåst og har et antall åpninger eller perforeringer 81 som strekker seg gjennom samme. Perforeringen 81 er fortrinsvis arrangert i parallelle

rekker som strekker seg rundt veggens 80b omkrets. Den øvre vegg 80a er skålformet oppad fra sin forbindelse med veggen 80b og har en sentral åpning. En utvendig gjenget sylindrisk del 83 er sveiset eller på annen måte fast forbundet med topp veggen 80a således at åpningen 82 fortsetter med innsiden av delen 83.

Bunnveggen 80c er skålformet sentralt fra sin forbindelse med sideveggen 80b og har en midtre koppformet fordypning 84 under åpningen 82. Fordypningen 84 er i plan sirkulær og danner i et hvilket som helst vertikalt tverrsnitt en sir-kelbue. Diameteren av fordypningen 84 ved toppen av samme er fortrinsvis minst lik den indre diameter av vannrøret 45. En sekskantet mutter 85, for å lette rotorens forbindelse med dreierøret 28, er festet til undersiden av nedpresningens 84 vegg. Med rotoren 80 gjenget til delen

31, strekker flensen 73 seg fortrinsvis vesentlig under den nedre eridé av rotoren og mutteren 85.

Rotorens 80 sidevegg 80b er fortrinsvis en ring.

Da et mellomrom er nødvendig mellom toppen av rotoren 80 og den indre ring 74 er en ring 86 festet på den indre overflate av veggen 67 umiddelbart over rotoren og har sin indre overflate så nær inntil den ytre overflate av rotasjonsrøret som mulig. Ringen 86 hindrer at brennende forbrenningsgasser vandrer oppad langs rørets 28 ytre overflate.

Ved driften av apparatet og metoden ifølge oppfinnelsen forutsettes apparatet montert som i fig. 2 med en rotor fast gjenget på dreierøret 28, en ikke vist konvensjonell kilde for en enkelt strøm av glass er anbragt over dreierøret 28 og vannrør 45, såsom en platinabøssing med en enkelt åpning i samme plasert sentralt over de nevnte rør, en konvensjonell gass-kilde forbundet med innløpsledningen 50, og varmeutvekslingsmedium som strøm-mer gjennom vannrøret 45 og rommene 66, 68 og 72, «oppvarmnings»-forberedelse for driften av anordningen og metodens praktisering kan begynne. Dreining av røret 28 med den forbundne rotor 80 ved remmen 34 fra motoren 37 begynner.

En regulert gass-luft blanding med riktig forbrenningsforhold til å gi den ønskede temperatur strømmer inn gjennom ledningene 50 til fordelingsøret 51 hvorfra blandingen passerer gjennom ledningene 53a, 53b, 53c og 53d til tangentielle innløpskanaler 54a, 54b og 54d. Forbrenningsgassene hvirvler rundt forbrenningskammeret 55 med en høy hastighet med en ringformet blåst av gass som fø-res nedad gjennom den kontinuerlige sirkulære åpning 78 rundt rotorens omkrets. Denne blåst tennes i kammeret straks den er opprettet for derved å tilveiebringe en kontinuerlig sirkulær ring av brennende gasser som omgir rotorens omkrets med gassene bevegende seg både nedad ut av forbrenningskammeret og i en sirkulær retning følgende deres bane i forbrenningskammeret. Gassenes omdreiningsretning må være i samme retning som rotorens 80 omdreiningsretning hvis der ønskes forholdsvis lange fibre. Ringene 74 og 75 som danner åpningen 78 er uttagbare for å muliggjøre omplasering av åpning-ens stilling etter ønske i forhold til rotorens omkrets. Således kan stillingen av flammeringen av brennende gass også innstilles i den ønskede stilling i forhold til rotorens omkrets. Det foretrekkes at flammene ikke kommer i kontakt med rotorens sidevegg 80b, men passerer me-get nær inntil denne for derved å vedlike-holde sideveggen 80b ved en høyere temperatur enn temperaturen av rotoren innenfor denne.

Mengden av gass som strømmer inn i de tangentielle innløpskanaler 54a—54d er fortrinsvis tilstrekkelig til å få gassen til å sirkulere i kammeret 55 og strømme fra dette med en hastighet som praktisk talt er lik rotorens 80 omdreiningshastighet.

Når rotoren har nådd den ønskede temperatur, en prosess som kan ta en vesentlig tid, f. eks. fra 15 minutter til en time, begynner en fallstrøm av smeltet glass i en kontinuerlig strøm nedad sentralt i vannrøret fra glåsskilden som kan være en konvensjonell ildfast ovn forbundet med en platinabøssing med en åpning. Strømmen av glass faller kontinuerlig fra bøssingen sentralt gjennom rørene 45 og 28 uten å komme i berøring med veggene av disse. Når vannrøret 45 strekker seg ned praktisk talt til toppen av delen 31 er den indre overflate av dreierøret 28 og lagrene praktisk talt helt beskyttet fra strålevarme fra gasstrømmen, som faller ned i fordypningen 84 i rotoren 80 og danner en dam hvorfra glasset settes i beve-gelse periferielt av rotoren ved sentrifugalkraftens virkning. Mengden av glass som strømmer inn i rotoren 80 må være regulert til den mengde som føres ut av åpningene 81 i sideveggen 80b. Fordypningen 84 utjevner enhver bølgning eller ujevnhet i glasstrømmen for derved å tilveiebringe en jevn matning av glass til sideveggen og hindre at rotoren blir uba-lansert, enten strømmen av glass faller nøyaktig sentralt i bunnen av rotorens bunnvegg 80c eller ei. Når den utadgåen-de glasstrøm fra fordypningen 84 beve-ges opp sideveggen 80b drives den av sen-trifugalkraften utad gjennom åpningene 81 i et antall smeltede strømmer med liten diameter. Når strømmene kommer ut av yttersiden av sideveggen 80b sleper de etter rotorens bevegelsesretning. Bevegelsen av gassblåsten gjennom åpningen 78 (som slår an mot og fortynner strøm-mene) i retningen av rotorens omdreining søker å oppheve fiberslepningen, muliggjør formningen av lengre fibre, minsker fiberfilting og forbedrer derved produktet. Den jevne, homogene karakter av gassblåsten gjennom den kontinuerlige sirkulære åpning virker praktisk talt ensartet på alle strømmene og tilveiebringer således også et mere ensartet produkt.

Den ringformede åpning 78 muliggjør både bevegelsen av gassblåsten i retningen av rotorens omdreining og en jevn virkning av blåsten på fibrene hvilket er umulig uten den homogene blåst. Flensen 73 tjener både til å beskytte mot enhver partikkel som kunne fly tangentielt fra rotoren og tjener også til å understøtte fibrenes ledning i en nedadgående retning når de skilles fra de kontinuerlige strøm-mer ut av åpningene 81. Ringen 86 hindrer passeringen av brennende gasser over samme og beskytter derved den ytre overflate av dreierøret 28 og lagrene over ringen 86.

En typisk omdreiningshastighet av rotoren 80 i prosessen ifølge oppfinnelsen vil være 4000 omdreininger pr. minutt. Ved anordningen av flammebeskyttelses-ringen 86 er det mulig å bringe gassblåsten nærmere rotorens omkrets uten å få

overdreven opphetning av rotorens øvre

del. Dertil kommer at rotoren må være

anbragt så nær ringen 74 som mulig for å

minske passeringen av forbrenningsgasser over samme. Rotorens 80b sidevegg

holdes fortrinsvis ved en temperatur som

er høyere enn temperaturen av det inn-matede glass som f. eks. kan være fra

982°C til 1038°C. Hvis sideveggen 80b holdes tilnærmet ved 1093°C med temperaturen av gassblåsten nærmest denne ved en

ennu høyere temperatur unngåes kjøling

av glasset før blåsingen av dette etter

ekstruderingen fra sideveggen 80b. Dette

forhold foretrekkes.

Av det foregående vil det sees at oppfinnelsen er vel egnet til å oppnå de oven-for beskrevne formål og gjenstander,

sammen med andre formål som metoden

og apparatet innebærer.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling

av fine glassfibre ved å helle en mate-strøm av smeltet glass inn i en spinnerotor for å fordeles ved sentrifugalkraftens virkning fra et antall åpninger i rotorens omkrets i et antall strømmer inn i banen for en gassblåst for å fortynne strømme-ne og forme fine glassfibre av samme,karakterisert ved at rotoren omgis av en gassblåst i form av en sammenhengende, periferielt om rotoren og i adskilt forhold til samme gående gasstrøm med i hovedsaken to bevegelseskompo- nenter, av hvilke den ene er sirkulær i rotorens omdreiningsretning og den annen går i en retning som danner en hovedsakelig rett vinkel med materialstrålenes utstrømningsretning fra rotorens periferi.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at gassen er brennbar og forbrennes kontinuerlig i et sirkulært forbrenningskammer over spin-nerotoren for å danne et roterende lege-me av brennende forbrenningsgasser i kammeret hvorfra det strømmer nedad forbi rotoren som et kontinuerlig homo-gent sjikt med i hovedsaken sylindrisk form.

3. Apparat for utførelse av frem-gangsmåten ifølge påstand 2, omfattende et rør med sirkulært tverrsnitt som er dreibart montert i en ramme og har en hul rotor festet til sin nedre ende hvilken rotor har et antall åpninger i sin periferivegg grensende til en åpning i bunnveggen av et ringformet stasjonært forbrenningskammer som omslutter røret, karakterisert ved at et ringformet fordelingsrør (51) er montert over forbrenningskammeret (55) og står i forbindelse med dette ved et antall strøm-ledninger (53) utstyrt med et antall bren-nere (54) rettet tangentielt i forbrenningskammeret (55), hvis bunnåpning omfatter en ringformet åpning (78) konsent-risk med rotoren (80) og plasert utenfor dennes periferi.