PL182570B1

PL182570B1 - Urządzenie do wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych oraz sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych

Info

Publication number: PL182570B1
Application number: PL96323474A
Authority: PL
Inventors: Flemming W. Tonder; Poul H. Jespersen
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2002-01-31
Also published as: EP0825966B1; EE9700297A; DE69606705D1; EA000274B1; ES2143201T3; DK0825966T3; PL323474A1; SK284310B6; EP0825966A1; SK153397A3; DE69606705T2; HUP9801804A3; HUP9801804A2; HU225550B1; ATE189801T1; CZ287858B6; GB9509782D0; AU5896996A; US5906669A; EE03866B1

Abstract

1. Urzadzenie do wytwarania wyrobów ze sztucznych wlókien szklistych, zawierajac co najmnig jedna przedzarke wirówkowa majaca przedni koniec, pierwszy obracaacy sie rotor lub zestaw obtacyacych sie rotorów obejmugacy pierwszy rotor oraz jeden lub wieksza liczbe kolejnych rotorów, (. . . . . . . ___ .) elementy doprowadzajace powietrze pierwotne co najmniej w zewnetrznych obwodowych obszarach przedzarki zwiazanych z pierwszym rotorem lub, w zestawie rotorów, z kazdym naste p mym rotorem oraz ewentualnie z tym pierwszym rotorem do wdmuchiwania powietrz a pierwotnego zasadniczo osiowo do przodu po po- wierzchni rotora lub kazdego z rotorów, (.........) oraz komore majaca czesc zbierajaca zawierajaca koniec przedzarkowy sasiadujacy z przedzarka wirówko- wa i rozciagajaca sie do przodu od konca p rz edzark ow ego, i która zawiera boczne i górne scianki oraz pochylona ku górze podstawe wyznaczona przez kolektor zamontowany w celu przejmowania wlókien wydmuchiwanych przez co naj- mniej jedna przedzarke i wynoszenia wlókien w postaci wstegi z komory, oraz srodki ssace wywolujace ssanie przez kolektor, znamienne tym, ze komora (2) ma równiez czesc przedzarkowa (5)______ 27. Sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych wlókien szklistych w urzadzenia zawierajacym co najmniej jedna przedzarke wirówkowa majaca przedni koniec, pierwszy obracajacy sie rotor lub zestaw (.. . . . . ) a stop wylewa- ny na pierwszy rotor jest odrzucany w postaci wlókien lub, w przypadku zestawu rotorów, jest odrzucany na nastepny lub kolejno na kazdy z nastepnych rotorów oraz jest odrzucany z nastepnego lub kazdego z nastepnych rotorów i ewentualnie z pierwszego rotora w postaci wlókien, elementy doprowadzajace powietrz e pierwotne co najmniej w zewnetrznych obwodowych obszarach przedzarki zwiazanych z pierwszym rotorem lub, w zestawie rotorów, z kazdym nastepnym rotorem oraz ewentualnie z pierwszym rotorem do wdmuchiwana powietrza pierwotnego zasadniczo osiowo do przodu po powierzchni rotora lub kazdego z rotorów, przy czym elementy doprowadzajace powietrze pierwotne sa polazone, (. . . . . . . ) oraz zbieranie wlókna w postaci wstegi na kolektorze z wykorzy- staniem ssania przez kolektor i przenoszenie wstegi z komory na kolektorze, znam ienny tym, t e stosuje sie urzadzenie, w którym komora ma równiez czesc przedzarkowa (5), która ma koniec tylny ( 6 ) ,....... F ig .1 (13) B1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych oraz sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych (w skrócie MMVF od angielskiej nazwy Man Madę Vitreous Fibres) techniką przędzenia wirówkowego, zgodnie z którą każdy z rotorów jest zamontowany obrotowo wokół zasadniczo poziomej osi.

Przędzarka wirówkowa może zawierać pojedynczy rotor zamontowany tak, że obraca się wokół zasadniczo poziomej osi, jak to jest np. w układzie znanym jako przędzarka Downey'a. Częściej przędzarkę wirówkową stanowi przędzarka kaskadowa zawierająca pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, z których każdy jest zamontowany tak, że obraca się wokół zasadniczo poziomej osi i ustawiony jest tak, że stop wylewany na pierwszy rotor jest odrzucany na następny rotor, albo kolejno na każdy z następnych rotorów, oraz jest odrzucany odśrodkowo z następnego rotora albo z każdego z następnych rotorów, oraz ewentualnie z pierwszego rotora, w postaci włókien.

Niezbędne jest odprowadzenie włókien z rotorów. W rozwiązaniu według US 3709670 kaskadowa przędzarka podaje włókna do komory zbierania dokładnie sprzężonej z przędzarką W takim przypadku włókna nie są zbierane w postaci wstęgi, ale po prostu odsysane są z komory jako włókna zawieszone w powietrzu.

W większości procesów włókna przenoszone są w kierunku kolektora i na kolektor, na którym tworzą wstęgę, która jest następnie odprowadzana od przędzarki przez kolektor. Wstęga może być złożona z warstw naniesionych jedna na drugą. Bardzo ważne jesf aby włókna osadzały się na kolektorze w sposób jak najbardziej zbliżony do laminamego. Gdy włókna osadzają się prostopadle do płaszczyzny wstęgi, np. jako wiązki lub kulki, powoduje to pogorszenie właściwości wstęgi oraz wykonanych z niej wyrobów.

Zazwyczaj wykorzystuje się powietrze przepływające osiowo do przodu wokół przędzarki, tak aby odprowadzić włókna z sąsiedztwa rotora w kierunku i na kolektor. Takie powietrze transportowe może być wdmuchiwane przez otwory doprowadzające powietrze transportowe, rozmieszczone wokół i w odległości kilku cm od obwodu rotorów, jak to opisano w GB 867299, może być ono zasysane wokół przędzarki w wyniku wytworzenia ssania przez kolektor, jak to opisano w GB 961900, albo też może być zarówno wdmuchiwane jak i zasysane.

Kolektor stanowi zazwyczaj nachylona podstawa komory zbierania. Zwykle komora jest otwarta na końcu od strony przędzarki, oddalonym od kolektora, a przędzarka jest usytuowana w tym otwartym końcu z pozostawieniem stosunkowo dużego i zmiennego prześwitu wokół przędzarki dla wprowadzania kierowanego przepływu powietrza zasysanego do komory. Przędzarka wraz z połączonymi z nią silnikami napędzającymi rotory zazwyczaj charakteryzuje się obszernym przekrojem poprzecznym, pokazanym np. na fig. 1 w US 5131935. Jakkolwiek kształt przędzarki może być zasadniczo prostokątny, jak to pokazano na tym rysunku, to często kształt ten jest bardzo nieregularny, zarówno w przekroju poprzecznym jak i podłużnym. Na dodatek przekrój prześwitu wokół przędzarki jest bardzo nieregularny, tak że

182 570 występują gwałtowne zmiany prześwitu wzdłuż przędzarki. Przepływ powietrza wzdłuż przędzarki podlega silnym zawirowaniom z uwagi na zmienny wzdłużny profil. Ponadto należy zapewnić wystarczająco silne ssanie przez kolektor, tak aby zassać powietrze przez prześwit wokół przędzarki z prędkością osiową wystarczającą do skierowania włókien na kolektor.

W rozwiązaniu według zgłoszenia patentowego brytyjskiego nr 961900 (będącego odpowiednikiem opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3045279) koniec komory zbierającej od strony przędzarki jest zasadniczo zamknięty, z wyjątkiem otworu, w którym znajduje się przędzarka. Przewód rurowy prowadzi do tego otworu, a silniki przędzarki zainstalowane są w obudowie przędzarki w tym przewodzie rurowym, tak że tworzy się stosunkowo wąski kanał, określany jako dysza, pomiędzy obudową przędzarki i zewnętrzną rurową ścianką przewodu. Powietrze zasysane jest przez ten wąski kanał w wyniku zastosowania ssania przez kolektor, tak aby odprowadzić włókna z rotorów przędzarki na kolektor. Podano, że powietrze przepływa przez przewód z prędkością 1000-5000 stóp/minutę (około 5-30 m/s), a ponadto stwierdzono, że kanały kierujące powietrze na rotory są zaprojektowane tak, aby uniknąć powstawania lub wyeliminować prądy wirowe lub inne turbulencje w strumieniu płynu.

Wydaje się w związku z tym, że zgodnie z zamiarami zasadniczo ustalone warunki przepływu powinny przeważać w kanale prowadzącym do tyłu rotorów. Jednakże takie ustalone warunki przepływu zostają nieodwracalnie zburzone, gdy powietrze wypływa z kanałów przez rotory z uwagi na bardzo dużą przestrzeń zajmowaną przez przednią część obudowy przędzarki (przez którą powietrze nie przedostaje się) w stosunku do prześwitu w kanale. Ilościowej zależności pomiędzy prześwitem i obszarem na końcu obudowy nie da się ustalić z rysunków zamieszczonych w GB 961900 z uwagi na braki zgodności na tych rysunkach. Jednakże kanał nie przebiega nawet wokół całej obudowy przędzarki, gdyż jest po prostu w kształcie litery C z zablokowanym znacznym obszarem ponad przędzarką. W związku z tym oczywiste jest, że nawet jeśli warstwa graniczna znajduje się przy obudowie przędzarki i zewnętrznej rurowej ściance przewodu jako kanale prowadzącym do rotorów, w całości burzliwe warunki będą przeważać gdy powietrze wydostaje się z tego kanału. Turbulencje takie będą wzmacniane dzięki temu, że powietrze wydostaje się z wąskiego kanału do szerokiej komory przędzenia ograniczonej od tyłu szeroką ścianką działową. Ponadto w komorze będą tworzyć się w znaczącej ilości wsteczne wiry zarówno w obszarze przedniego końca przędzarki jak i poza obszarem kanału. Przepływ wsteczny powietrza w komorze przedstawiono na rysunkach, przy czym widoczne jest również, że uważa się iż powietrze będzie przemieszczać się zasadniczo prostopadle przez kolektor. W związku z tym oczywiste jest, że będą tworzyć się w znaczącej ilości kłębki lub kuleczki z włókien.

Wiadomo, że przy wytwarzaniu wyrobów MMVF z zastosowaniem wirówkowej przędzarki można znacząco poprawić warunki wyjściowe formowania włókien oraz transport włókien od powierzchni rotora stosując elementy doprowadzające powietrze pierwotne związane z każdym z kolejnych rotorów (oraz ewentualnie także z pierwszym rotorem) nadmuchujące powietrze zasadniczo osiowo do przodu przez powierzchnie rotorów. W ten sposób taki podmuch powietrza przemieszcza się zasadniczo osiowo wzdłuż powierzchni rotorów. Może on mieć także składową spiralną lub styczną, a ponadto może przyjmować postać rozbieżnego stożka. Taki układ opisano np. w WO 92/06047 i w US 5131935. Prędkość takiego podmuchu powietrza jest zwykle bardzo wysoka i wynosi zazwyczaj ponad 100 m/s (20000 stóp/minutę).

Powietrze nadmuchiwane wzdłuż powierzchni rotorów przemieszcza się w zasadniczo ustalonych warunkach przepływu przez powierzchnię rotorów, tak aby tworzyć przy rotorach warstwę graniczną tworzącą strumień przyścienny, co ułatwia tworzenie się włókien.

Pomimo ustalonych warunków przepływu w obszarze prowadzącym do rotorów w praktyce przemysłowej zazwyczaj przed rotorami panują bardzo burzliwe warunki przepływu. Tak np. jeśli ustalone warunki przepływu przeważają w powietrzu podstawowym, bardzo burzliwe warunki zazwyczaj przeważają jakimkolwiek powietrzu, które przepływa wokół przędzarki. Np. w US 5131935 przedstawiono typowy układ, w którym przędzarka zajmuje dużo miejsca i ma nieregularny kształt, a silniki są odsunięte od rotorów. W związku

182 570 z tym mało prawdopodobne jest, aby jakiekolwiek powietrze przepływające wokół przędzarki tworzyło warstwę laminamą przy przędzarce, a duża powierzchnia przedniego końca przędzarki również przyczynia się do powstania znaczących turbulencji bezpośrednio przez przędzarką, W związku z tym, nawet jeśli jakiekolwiek kierowane powietrze przepływa wokół przędzarki w ustalonych warunkach przepływu dochodząc do rotorów, to prędkość osiowa powietrza pierwotnego jest tak duża w stosunku do prędkości osiowej kierowanego powietrza, że występuje bardzo duży gradient prędkości w kierunku promieniowym. Gradient ten oraz odległość pomiędzy powietrzem podstawowym i powietrzem kierowanym, w praktyce są tak duże, że w praktyce niewątpliwie pojawią się znaczące turbulencje i wiry wsteczne bezpośrednio przez przednim końcem przędzarki. W praktyce, jak to zaznaczono powyżej, przepływ powietrza wzdłuż przędzarki w kierunku rotorów jest raczej burzliwy, a nie ustalony, co jeszcze bardziej zwiększa turbulencję. Turbulencja bezpośrednio przed przędzarką będzie również nasilać się na skutek tego, że w praktyce obszar zajmowany przez rotory stanowi zwykle niewielką część (np. poniżej 25%) obszaru przedniego końca przędzarki. Wszystkie te czynniki łącznie powodują wystąpienie nie znaczącej turbulencji, gdy powietrze pierwotne łączy się z powietrzem przepływającym wzdłuż przędzarki. Dlatego też przepływ powietrza bezpośrednio przed przędzarką jest z natury burzliwy, a nie laminamy. A zatem jest oczywiste, że znacząca część włókien będzie tworzyć kłębki lub osadzać się w inny sposób na kolektorze w kierunku grubości kolektora.

W znanym urządzeniu zawierającym przędzarkę wirówkową prędkość powietrza, które jest zasysane wokół przędzarki, musi być znacznie mniejsza, zazwyczaj stanowiąc mniej niż 5% prędkości powietrza pierwotnego. Jest to bardzo ważne, gdyż objętość powietrza, które musi być transportowane w kierunku i przez kolektor, powinna być bardzo duża, przy aktualnych konstrukcjach urządzenia, jeśli prędkość jest większa od podanej, zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę zmienny i zazwyczaj duży prześwit wokół co najmniej pewnych części przędzarki w znanym urządzeniu.

Z tego względu w praktyce w znanych przędzarkach wirnikowych, do których doprowadza się powietrze pierwotne, jak to opisano powyżej, należy uzyskać bardzo dużą prędkość centralnego powietrza pierwotnego oraz stosunkowo małą prędkość kierowanego powietrza wokół niego, ale w pewnej odległości. W WO 88/06146 przedstawiono jednostkę zawierającą pojedynczy rotor zamontowany w stosunkowo opływowej obudowie, w której znajduje się zarówno rotor, jak i silnik współosiowy z rotorem do napędzania rotora, lecz nie podano szczegółów odnośnie tego jak taka jednostka powinna być wykorzystywana do wytwarzania włókien, lub odnośnie zależności pomiędzy powietrzem wtłaczanym do wnętrza obudowy i jakimkolwiek powietrzem, które może przepływać wokół obudowy.

Opisana w WO 93/13025 przędzarka kaskadowa kieruje włókna na łagodnie pochyloną powierzchnię kolektora z wykorzystaniem podmuchu powietrza pierwotnego oraz szeregu innych strumieni powietrza skierowanych przez przędzarkę i wokół niej. Za kolektorem wytwarza się ssanie, toteż na kolektorze zasadniczo nie występuje spadek ciśnienia, a komorę zbierania określa się zasadniczo jako komorę bez ścian. W związku z tym wydaje się że stosuje się podmuchy powietrza wystarczające do tego, aby obszar zbierania był w całości otwarty do atmosfery, a włókna ścieśniają się wyłącznie w wyniku ruchu powietrza. Zaletą takiego rozwiązania jest zasadnicze wyeliminowanie zarastania ścianek komory, jednak w praktyce występują znaczne trudności w regulowaniu procesu.

Wełnę MMVF wytwarzaną z wykorzystaniem poziomo zainstalowanej przędzarki wirnikowej, a zwłaszcza przędzarki kaskadowej, zazwyczaj wytwarza się ze stopionego kamienia (określanego również jako stopiona skała lub żużel), w przeciwieństwie do wełny szklanej, którą zazwyczaj wytwarza się ze stopionego szkła, np. z wykorzystaniem przędzarki Teł. Wełna mineralna wytworzona przez takie przędzarki ma szereg zalet w porównaniu z wełną szklaną. Wełna mineralna charakteryzuje się lepszą ognioodpomością i hydrofobowością, a koszty produkcyjne mogą być znacznie niższe, np. z uwagi na zmniejszone koszty surowców. Jednakże w celu uzyskania porównywalnej zdolności izolacyjnej zazwyczaj należy wytwarzać wełnę mineralną o większej gęstości niż wełna szklana. Tak np. wełna .MMVF z

182 570 przędzarki kaskadowej może zawierać znaczną ilość przerzutu (cząstek o średnicy co najmniej 63 Nm), przy czym jest on raczej obojętny z punktu widzenia właściwości wełny.

Można zmniejszyć ilość przerzutu i poprawić właściwości wełny MMVF wytwarzanej przez kaskadową lub inną poziomo zamontowaną przędzarkę wirnikową gdy przędzarka działa w dokładnie regulowanych warunkach, zwłaszcza jeśli ograniczy się wydajność przędzarki. Jednakże powoduje to wzrost kosztów produkcji. Przykład wełny MMVF, która może być wytwarzana przez przędzarkę kaskadową i może charakteryzować się dobrą jakością która to wełna jest wytwarzana jednak raczej z niewielką wydajnością opisano w WO 92/12941.

Pożądana byłaby możliwość usprawnienia wytwarzania wełny MMVF przez taką przędzarkę, aby osiągnąć wzrost wydajności procesu i/lub jakości produktu. W szczególności pożądane byłoby takie zmodyfikowanie istniejących procesów, aby umożliwić sprawniejszą regulację i prowadzenie procesu, oraz zapewnić korzystniejsze nawarstwianie włókien na wstędze wytwarzanej w procesie, przy dogodnej prędkości wytwarzania.

Zgodne z wynalazkiem urządzenie do wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych, zawierające co najmniej jedną przędzarkę wirówkową mającą przedni koniec, pierwszy obracający się rotor lub zestaw obracających się rotorów obejmujący pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, przy czym rotor lub każdy z rotorów jest za montowany obrotowo wokół zasadniczo poziomej osi przed przednim końcem, a stop wylewany na pierwszy rotor jest odrzucany w postaci włókien lub, w przypadku zestawu rotorów, jest odrzucany na następny lub kolejno na każdy z następnych rotorów oraz jest odrzucany z następnego lub każdego z następnych rotorów i ewentualnie z pierwszego rotora w postaci włókien, elementy doprowadzające powietrze pierwotne co najmniej w zewnętrznych obwodowych obszarach przędzarki związanych z pierwszym rotorem lub, w zestawie rotorów, z każdym następnym rotorem oraz ewentualnie z tym pierwszym rotorem do wdmuchiwania powietrza pierwotnego zasadniczo osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów, przy czym elementy doprowadzające powietrze pierwotne są połączone, oraz silnik obracający rotor lub każdy z rotorów, oraz komorę mającą część zbierającą zawierającą koniec przędzarkowy sąsiadujący z przędzarką wirówkową i rozciągającą się do przodu od końca przędzarkowego, i która zawiera boczne i górne ścianki oraz pochyloną ku górze podstawę wyznaczoną przez kolektor zamontowany w celu przejmowania włókien wydmuchiwanych przez co najmniej jedną przędzarkę i wynoszenia włókien w postaci wstęgi z komory, oraz środki ssące wywołujące ssanie przez kolektor, charakteryzuje się tym, źe komora ma również część przędzarkową, która ma koniec tylny, zasadniczo otwarty do atmosfery, oraz przedni koniec, otwarty od strony części zbierającej i łączący się z nią, oraz zasadniczo rurowy przewód, rozciągający się pomiędzy przednim końcem i tylnym końcem, część zbierająca komory jest zasadniczo zamknięta dla wlotu powietrza z wyjątkiem powietrza wtłaczanego przez przędzarkę oraz powietrza zasysanego przez rurowy przewód oraz, ewentualnie, mniejszej, nie powodującej zakłóceń, ilości powietrza zasysanego lub wtłaczanego przez kanały uzupełniającego powietrza w przędzarkowym końcu części zbierającej, przedni koniec co najmniej jednej przędzarki i przedni koniec części przędzarkowej są usytuowane tak, że pomiędzy nimi tworzy się zasadniczo pierścieniowy kołnierz, przy czym co najmniej 50% powierzchni przekroju poprzecznego przedniego końca części przędzarkowej jest otwarta dla przepływu powietrza zasysanego przez część przędzarkową przez pompę ssącą, oraz co najmniej jedna przędzarka i rurowy przewód są skonstruowane tak, aby zapewnić warunki zasadniczo ustalonego przepływu powietrza przez kołnierz.

Dzięki zastosowaniu kierowanego powietrza o ustalonych warunkach przepływu przez kołnierz, w połączeniu z odpowiednim doborem powietrza wtłaczanego i pierwotnego można łatwo zapewnić zasadniczo nieburzliwe warunki w tym obszarze części zbierającej, w którym powietrze pierwotne zaczyna łączyć się z powietrzem z kołnierza

Korzystnie co najmniej jedną przędzarkę stanowi przędzarka kaskadowa mająca obudowę, która jest zasadniczo zamknięta dla swobodnego osiowego przepływu powietrza przez obudowę i która ma przedni koniec, tylny koniec i zasadniczo rurową ściankę, która rozciąga się pomiędzy płaszczyzną przednią i tylnym końcem, pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, z których każdy jest zamontowany w obudowie tak, że obraca się

182 570 przed przednią płaszczyzną wokół zasadniczo poziomej osi, oraz ustawiony tak, że stop wylany na pierwszy rotor jest odrzucany na następny lub kolejno na każdy z następnych rotorów i jest odrzucany z następnego lub każdego z następnych rotorów (i ewentualnie z pierwszego rotora) w postaci włókien, a szczeliny doprowadzające powietrze pierwotne związane z następnym lub każdym z następnych rotorów (oraz ewentualnie z pierwszym rotorem) do wdmuchiwania powietrza zasadniczo osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów co najmniej w zewnętrznie zwróconych do siebie obszarach rotora lub każdego z rotorów, oraz napędzające rotory silniki usytuowane w obudowie lub zasadniczo w obszarze obrzeża tylnego końca obudowy.

Korzystnie całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i jednego lub większej liczby następnych rotorów stanowi 40-95% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej przez obudowę.

Korzystnie całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów stanowi 50-90% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej w odległości 10 cm od przodu obudowy.

Korzystnie obudowa ma zasadniczo równoległe boki prowadzące od płaszczyzny przedniej do miejsca w tylnym końcu lub w jego sąsiedztwie.

Korzystnie całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów stanowi 55-85% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej przez obudowę.

Korzystnie silnik dla każdego rotora jest zasadniczo współosiowy z tym rotorem.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera zespół do indywidualnego nastawiania prędkości obrotowej jednego lub większej liczby rotorów niezależnie od jednego lub większej liczby innych rotorów.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera element doprowadzający powietrze wtórne do wdmuchiwania powietrza osiowo do przodu dla doprowadzania włókien z przędzarki w kierunku kolektora.

Korzystnie elementy doprowadzające powietrze wtórne znajdują się w przędzarce.

Korzystnie przędzarka jest zamontowana tak, że odległość w pionie pomiędzy najniższym kolejnym rotorem a najniższą częścią rurowego przewodu części przędzarkowej jest co najmniej 1,5 razy większa od odległości w pionie pomiędzy szczytem pierwszego rotora a najwyższą częścią przewodu rurowego.

Korzystnie przędzarka jest zawieszona w części przędzarkowej z boków i/lub z górnych części przewodu rurowego.

Korzystnie urządzenie według wynalazku ma zespół do wywoływania oscylacji przędzarki względem części przędzarkowej wokół zasadniczo pionowej osi o kąt oscylacji 5-30°.

Korzystnie urządzenie według wynalazku ma zespół do wywoływania oscylacji przędzarki z częścią przędzarkową wokół zasadniczo pionowej osi o kąt oscylacji 5-30°.

Korzystnie urządzenie według wynalazku ma zespół do obracania przędzarki wokół zasadniczo poziomej osi, która jest zasadniczo równoległa do osi obrotu rotorów.

Korzystnie urządzenie według wynalazku ma zespół do wywoływania oscylacji przędzarki wokół zasadniczo poziomej osi, która jest zasadniczo prostopadła do osi obrotu rotorów.

Korzystnie urządzenie zawiera łopatki kierujące przy przednim końcu części przędzarkowej lub w jego sąsiedztwie, z których każda nadaje nieosiowy ruch osiowej składowej powietrza przepływającego przez przedni koniec części przędzarkowej do części zbierającej.

Korzystnie łopatki kierujące są usytuowane na wewnętrznej powierzchni ścianki przewodu rurowego i są ukształtowane lub nastawiane tak, aby zapewnić różny nieosiowy ruch różnym osiowym składowym powietrza przepływającego przez przedni koniec części przędzarkowej.

Korzystnie łopatki kierujące są usytuowane tak, aby nadać skierowaną na zewnątrz zasadniczo stożkową składową powietrzu przepływającemu z przedniego końca części przędzarkowej do części zbierającej.

182 570

Korzystnie część zbierająca komory jest zasadniczo zamknięta dla dostępu powietrza z wyjątkiem powietrza tłoczonego do przodu z przędzarki oraz powietrza zasysanego przez prześwit w przednim końcu części przędzarkowej.

Korzystnie zawiera zasadniczo równoległy bocznikowany, zasadniczo pierścieniowy kanał określony od zewnątrz przez zasadniczo przewód rurowy części przędzarkowej oraz od wewnątrz przez przędzarkę wirówkową przy czym kanał ten prowadzi z zasadniczo otwartego tylnego końca tej części przędzarkowej do kołnierza.

Korzystnie kolektor jest ustawiony w komorze zbierania pod kątem 60-120° do poziomu.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera jedną przędzarkę odśrodkową i że odległość w poziomie od dna najniższego z kolejnych rotorów do kolektora wynosi od 0,3 W do W, przy czym W stanowi maksymalną szerokość otwartego końca jednej części przędzarkowej

Korzystnie szerokość kolektora wynosi od 1,1 W do 2 W, przy czym W stanowi maksymalną szerokość otwartego końca jednej części przędzarkowej.

Korzystnie boczne ścianki komory lub kierujące powietrze przegrody w bocznych ściankach rozchodzą się na zewnątrz zasadniczo stożkowo od miejsca sąsiadującego z otwartym końcem części przędzarkowej i górnej ścianki części zbierającej, rozchodząc się zasadniczo stożkowo do góry od otwartego końca części przędzarkowej.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera co najmniej dwie przędzarki kaskadowe, z których każda znajduje się w swojej części przędzarkowej, przy czym części przędzarkowe są usytuowane zasadniczo równolegle względem siebie i każda jest otwarta od strony przędzarkowego końca części zbierającej.

Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych szklistych włókien w urządzeniu zawierającym co najmniej jedną przędzarkę wirówkową mającą przedni koniec, pierwszy obracający się rotor lub zestaw obracających się rotorów obejmujący pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, przy czym rotor lub każdy z rotorów jest zamontowany obrotowo wokół zasadniczo poziomej osi przed przednim końcem, a stop wylewany na pierwszy rotor jest odrzucany w postaci włókien lub, w przypadku zestawu rotorów, jest odrzucany na następny lub kolejno na każdy z następnych rotorów oraz jest odrzucany z następnego łub każdego z następnych rotorów i ewentualnie z pierwszego rotora w postaci włókien, elementy doprowadzające powietrze pierwotne co najmniej w zewnętrznych obwodowych obszarach przędzarki związanych z pierwszym rotorem lub, w zestawie rotorów, z każdym następnym rotorem oraz ewentualnie z pierwszym rotorem do wdmuchiwania powietrza pierwotnego zasadniczo osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów, przy czym elementy doprowadzające powietrze pierwotne są połączone, oraz silnik obracający rotor lub każdy z rotorów, oraz komorę mającą część zbierającą zawierającą koniec przędzarkowy sąsiadujący z przędzarką wirówkową i rozciągającą się do przodu od końca przędzarkowego, i która zawiera boczne i górne ścianki oraz pochyloną ku górze podstawę wyznaczoną przez kolektor zamontowany w celu przejmowania włókien wydmuchiwanych przez co najmniej jedną przędzarkę i wynoszenia włókien w postaci wstęgi z komory, oraz pompy ssące wywołujące ssanie przez kolektor, obejmujący wylewanie stopu na pierwszy rotor, który to rotor lub rotory wirują formowanie i usuwanie włókna z pierwszego rotora lub, w zestawie rotorów z następnego lub każdego z następnych rotorów, i ewentualnie z pierwszego rotora tłocząc powietrze pierwotne przez elementy doprowadzające powietrze pierwotne, oraz zbieranie włókna w postaci wstęgi na kolektorze z wykorzystaniem ssania przez kolektor i przenoszenie wstęgi z komory na kolektorze, charakteryzuje się tym, że stosuje się urządzenie, w którym komora ma również część przędzarkową która ma koniec tylny, zasadniczo otwarty do atmosfery, oraz przedni koniec, otwarty od strony części zbierającej i łączący się z nią oraz zasadniczo rurowy przewód, rozciągający się pomiędzy przednim końcem i tylnym końcem, część zbierająca komory jest zasadniczo zamknięta dla wlotu powietrza z wyjątkiem powietrza wtłaczanego przez przędzarkę oraz powietrza zasysanego przez rurowy przewód oraz, ewentualnie, mniejszej, nie powodującej zakłóceń, ilości powietrza, zasysanego lub wtłaczanego przez kanały uzupełniającego powietrza w przędzarkowym końcu części zbierającej, przedni koniec co najmniej jednej przędzarki i przedni koniec części przędzarko

182 57® wej są usytuowane tak, że pomiędzy nimi tworzy się zasadniczo pierścieniowy kołnierz, przy czym co najmniej 50% powierzchni przekroju poprzecznego przedniego końca części przędzarkowej jest otwarta dla przepływu powietrza zasysanego przez część przędzarkową przez pompę ssącą oraz co najmniej jedna przędzarka i przewód rurowy są skonstruowane tak, aby zapewnić warunki zasadniczo ustalonego przepływu powietrza przez kołnierz, oraz że sposób obejmuje zasysanie powietrza przez kołnierz w warunkach zasadniczo ustalonego przepływu oraz ze średnią osiową prędkością stanowiącą 5-40% średniej osiowej prędkości powietrza pierwotnego wydmuchiwanego przez elementy doprowadzające powietrze pierwotne.

W całym opisie, o ile nie zaznaczono inaczej, prędkość osiową oblicza się na podstawie prędkości przepływu (Nm³/s) przez powierzchnię kanału, przez który przepływa powietrze. I tak prędkość osiową powietrza pierwotnego oblicza się w odniesieniu do prześwitu szczelin, a prędkość osiową powietrza zasysanego przez prześwit w przednim końcu części przędzarkowej oblicza się w odniesieniu do powierzchni kołnierza lub, gdy w przędzarce występuje prześwit, w stosunku do powierzchni kołnierza i prześwitu w przędzarce.

W wyniku przepływu powietrza przez kołnierz w warunkach zasadniczo ustalonego przepływu oraz dzięki doborowi prędkości osiowej powietrza, które przepływa przez kołnierz odpowiednio z prędkością stanowiącą 5-40% prędkości osiowej powietrza pierwotnego, można zapewnić zasadniczo nieburzliwe warunki w komorze zbierania, gdzie powietrze pierwotne zaczyna łączyć się z powietrzem z kołnierza. Jest to ułatwione dzięki ustawieniu, w którym powietrze pierwotne i powietrze z kołnierza wypływają z przędzarki tak blisko siebie, jak to jest możliwe i wygodne.

Przędzarka stosowana w urządzeniu oraz proces według wynalazku może obejmować stosowanie pojedynczego rotora, lecz korzystnie obejmuje szereg rotorów (jako przędzarka kaskadowa).

Przędzarka kaskadowa może zawierać otwarte na zewnątrz obrzeże, w takim przypadku nie ma obudowy zamykającej przędzarkę. Przędzarka kaskadowa może także zawierać np. szereg pojedynczych jednostek, z których każda może obejmować pojedynczy rotor zamontowany w stosunkowo opływowej obudowie, która zawiera zarówno rotor jak i silnik zainstalowany współosiowo z rotorem, napędzający rotor, np. w sposób przedstawiony w WO 88/06146. Tak np. jedna z takich jednostek może stanowić rotor górny, a jedna, dwie lub trzy takie jednostki mogą tworzyć kolejne rotory, przy czym każda z takich jednostek może być zamontowana niezależnie na zewnętrznym przewodzie rurowym. Jednakże jeszcze częściej zespoły rotorów są wzajemnie połączone jako zestaw, za pomocą prętów lub innych podpór, które umożliwiają przepływ powietrza pomiędzy zespołami rotorów, a także pomiędzy układem zespołów rotorów i otaczającym przewodem rurowym.

Jednakże korzystnie przędzarka, która jest stosowana w aparacie i zgodnie ze sposobem według wynalazku, zawiera obudowę, która jest zasadniczo zamknięta dla swobodnego osiowego przepływu powietrza, np. z uwagi na to, że jest zamknięta na przednim lub tylnym końcu, a rotory są zamontowane na elementach (takich jak wały) wewnątrz obudowy lub zasadniczo poza nią obracające się przed obudową

W związku z tym korzystne urządzenie według wynalazku stanowiące przędzarkę kaskadową mającą pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, z których każdy jest zamontowany przed czołową płaszczyzną obrotowo wokół zasadniczo poziomej osi, oraz ustawiony tak, że stop wylany na pierwszy rotor jest odrzucany kolejno na każdy z następnych rotorów i jest odrzucany z następnych rotorów (i ewentualnie z pierwszego rotora) w postaci włókien, oraz elementy doprowadzające powietrze pierwotne związane z następnym lub każdym z następnych rotorów (i ewentualnie z pierwszym rotorem) do wdmuchiwania powietrza osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów co najmniej w zewnętrznie zwróconych do siebie obszarach rotora lub każdego z rotorów, charakteryzuje się tym, że ma obudowę, która jest zasadniczo zamknięta dla swobodnego osiowego przepływu powietrza przez obudowę i która zawiera płytę przednią płytę tylną i zasadniczo rurową ściankę obudowy, która rozciąga się pomiędzy płaszczyzną przednią i tylnym końcem i która zasadniczo zapewnia przepływ laminamy powietrza przepływającego osiowo na zewnątrz obudowy, oraz napędzające rotory silniki usytuowane w obudowie lub zasadniczo w obszarze

182 570 obrzeża tylnego końca obudowy, przy czym całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów stanowi co najmniej 40% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonego przez ściankę rurową obudowy.

Korzystnie silnik dla każdego rotora jest współosiowy z tym rotorem.

Korzystnie dodatkowo zawiera zasadniczo rurowy przewód, który otacza obudowę określając prześwit wokół obudowy, otwarty na przednim końcu i na tylnym końcu.

Korzystnie zawiera zespół do wywoływania oscylacji przędzarki względem rurowego przewodu wokół zasadniczo pionowej osi lub wokół zasadniczo poziomej osi.

Korzystnie przędzarka jest zawieszona w przewodzie. Korzystnie prześwit wokół obudowy stanowi 50-95% przekroju poprzecznego przedniego końca przewodu rurowego.

W typowej znanej przędzarce kaskadowej, takiej jak przedstawiona w WO92/12941, WO92/06047 lub w US 5131935, rotory zazwyczaj zajmują jedynie niewielką część (np. 520%) całkowitej powierzchni przekroju poprzecznego przędzarki kaskadowej. Na skutek tego części obudowy przędzarki wokół rotorów z natury stwarzają okazję do wystąpienia niepożądanej turbulencji i tworzenia się wirów. Zgodnie z wynalazkiem całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego rotorów stanowi korzystnie co najmniej 40% maksymalnego przekroju poprzecznego przędzarki kaskadowej.

Gdy przędzarkę tworzy otwarty układ poszczególnych zespołów rotorów, to powierzchnia przekroju poprzecznego przędzarki stanowi obszar, który częściowo blokuje osiowy przepływ powietrza przez przędzarkę, czyli cały stały obszar przekroju poprzecznego przędzarki. Gdy, korzystnie, kaskadowa przędzarka ma zasadniczo zamkniętą obudowę zewnętrzną określoną przez zasadniczo rurową ściankę, to maksymalny przekrój poprzeczny stanowi maksymalny obszar określony przez tą zamkniętą obudowę z wyjątkiem przypadku, gdy przez przędzarkę prowadzi centralny otwarty przewód umożliwiający kierowany przepływ powietrza przez przędzarkę, jak to opisano w US 5131935, przy czym powierzchnia tego otwartego przewodu jest wyłączona z powierzchni przędzarki.

W drugim aspekcie przedmiotem wynalazku jest nowa przędzarka, opisana powyżej, mająca obudowę, która jest zasadniczo zamknięta dla swobodnego osiowego przepływu powietrza przez przędzarkę i w której całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego rotora i następnych rotorów stanowi co najmniej 40%, zazwyczaj 40-95%, maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej przez obudowę.

Nowa przędzarka może być zamontowana w zasadniczo rurowym przewodzie, który otacza obudowę i który jest otwarty na każdym końcu tak, że tworzy się pierścieniowy kanał pomiędzy obudową przędzarki i przewodem, jak to wyjaśniono poniżej.

Przednia płaszczyzna obudowy przędzarki i/lub jej tylny koniec, są korzystnie zamknięte, tak aby obudowa była zasadniczo zamknięta dla swobodnego osiowego przepływu powietrza przez przędzarkę. Odpowiednie elementy doprowadzające powietrze oraz otwory na wały i otwory do doprowadzania środka wiążącego mogą znajdować się w stałej przedniej płaszczyźnie obudowy. Korzystnie zarówno przód jak i tył obudowy są zamknięte.

Ścianka zasadniczo rurowej obudowy, w której zamknięta jest przędzarka, ma zasadniczo opływowy kształt co najmniej wzdłuż przedniego końca ścianki, a korzystnie na całej długości ścianki. Charakter opływowy powinien być taki, aby powietrze przepływające wzdłuż ścianki zawierało warstwę graniczną przylegającą do ścianki co najmniej wzdłuż przedniego końca ścianki (np. co najmniej na przednich 25% długości obudowy), tak aby uzyskać zasadniczo ustalone warunki przepływu wzdłuż przedniego końca ścianki, a korzystnie na całej długości obudowy.

182 570

Aby warstwa graniczna zasadniczo przylegała do ścianki, ścianka korzystnie zasadniczo nie zawiera progów zakłócających przepływ o promieniowej głębokości wynoszącej ponad około 5 cm lub co najwyżej 10, a korzystnie zasadniczo nie zawiera takich progów o promieniowej głębokości wynoszącej ponad około 1 lub 2 cm. Stopień można uznać za zakłócający przepływ, jeśli wykazuje zasadniczą promieniową głębokość (np. powyżej 2 cm co najwyżej 5 cm) oraz zawiera płaszczyznę, zwłaszcza płaszczyznę współprądową (czyli płaszczyznę od strony komory zbierania), o znacznej głębokości promieniowej, tworzącą kąt ponad około 30° z osią Z tego względu kąt jakiejkolwiek takiej płaszczyzny powinien wynosić nie więcej niż 30°, a korzystnie mniej niż 20°, najkorzystniej mniej niż 10° względem osi (czyli płaszczyzna współprądową powinna tworzyć kąt co najmniej 150°, a korzystnie zbliżający się do 180° ze współprądową powierzchnią obudowy).

Płaszczyzna przeciwprądowa (czyli płaszczyzna skierowana w stronę tylnego końca przędzarki) korzystnie tworzy kąt nie większy niż 45° względem osi (czyli płaszczyzna przeciwprądowa i powierzchnia przeciwprądowa obudowy tworzą kąt ponad 135°), a korzystnie kąt ten jest mniejszy od 30° a jeszcze korzystniej mniejszy od 15°.

Całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego rotorów jest korzystnie możliwie jak największa w stosunku do maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego obudowy przędzarki, korzystniej stanowi co najmniej 50%, a najkorzystniej co najmniej 55% tej powierzchni. Może ona stanowić do 85% lub do 90%, z tym że często wynosi ona dogodnie np. do 70 lub 75% powierzchni maksymalnej. Tak np. powierzchnia przekroju przędzarki wynosi zazwyczaj od 0,3 do 0,6 m², a powierzchnia rotora wynosi od 0,15 do 0,4 m .

Rotory mogą być nieznacznie stożkowe lub kopulaste, z tym, że korzystnie są zasadniczo walcowe.

Przędzarka może zawierać wyłącznie pierwszy rotor oraz jeden albo, jeszcze częściej, dwa kolejne rotory, z tym, że korzystnie stosuje się 3 kolejne rotory.

_r Średnica pierwszego rotora wynosi zazwyczaj 100-250 mm, często około 150-200 mm. Średnica każdego z następnych rotorów wynosi od 150 do 400 mm, często około 220 - 350 mm. Typowa średnica pierwszego rotora wynosi od 220 do 300 mm, a średnice następnych rotorów mogą wynosić od 300 do 350 mm.

Prędkość obrotowa rotorów jest zazwyczaj taka, że pole przyspieszeń pierwszego rotora wynosi od 8 do 100 km/s² a następne rotory zapewniają pole przyspieszeń, które jest zazwyczaj co najmniej tak duże jak pole pierwszego rotora, a często jest co najmniej 1,5 raza większe od pola przyspieszeń pierwszego rotora i zazwyczaj wynosi od 20 to 300 km/s². Np. gdy wymagane są stosunkowo grube włókna, pole przyspieszeń pierwszego rotora wynosi zazwyczaj od 8 do 25 km/s², a pole przyspieszeń każdego z następnych rotorów jest wyższe i wynosi zazwyczaj od 15 do 70 km/s². Jednakże jeśli wymagane są drobniejsze włókna, pole przyspieszeń pierwszego rotora wynosi zazwyczaj od 30 do 100 km/s², a pole przyspieszeń każdego z następnych rotorów jest wyższe i wynosi zazwyczaj od 80 do 350 km/s².

Przedniej części obudowy przędzarki można nadać kształt opływowy zwężając ją w kierunku podstawy rotorów w płaszczyźnie przedniej, np. pod kątem do 45°, korzystnie pod kątem nie większym niż około 20 lub 30°. Taka zbieżność może występować na stosunkowo małej odległości, np. do 5 cm lub do 10 cm. Określony procent powierzchni obudowy może się wówczas odnosić tylko do przedniej części obudowy, np. do pierwszych 5 lub 10 cm obudowy. W szczególności korzystnie rotory charakteryzują się powierzchnią stanowiącą co najmniej 50% powierzchni przekroju poprzecznego określonej w odległości 10 cm od przodu obudowy. Każda z części obudowy poza tą częścią przednią może wywierać niewielki wpływ lub wcale nie wpływa na potencjalną turbulencję wokół przedniej płaszczyzny, jeśli obudowa jest prawidłowo ukształtowana. Jednakże w razie potrzeby zwężenie może występować na dłuższej odległości.

Zazwyczaj jednak obudowa ma zasadniczo równoległe boki prowadzące od miejsca sąsiadującego z płaszczyzną czołową (np. w obszarze 5 cm) do jej samego tylnego końca lub do miejsca w pobliżu tego tylnego końcą wystarczająco oddalonego od płaszczyzny przedniej, aby uniknąć wywołującego znaczącą turbulencją wpływu na powietrze przepływające wokół przedniego końca. Tak np. dopuszcza się występowanie progów lub innych kształtów z po

182 570 wodu rur doprowadzających lub silników w końcowych 25%, a zazwyczaj w końcowych 10% całkowitej długości przędzarki kaskadowej. Ponadto, jak to zostanie wyjaśnione poniżej, jeśli jakikolwiek rurowy przewód jest prawidłowo ukształtowany, opływowa część obudowy może rozciągać się jedynie na nieznacznej części całkowitej długości przędzarki.

Możliwe jest także, aby zasadniczo równoległe boki zbiegały się w zwężającą się tylną sekcję, tak że średnica obudowy stopniowo zwiększa się od tylnego końca do przedniego końca obudowy przędzarki. W związku z tym szczególnie skuteczny kształt opływowy uzyskać można w przypadku obudowy zwężającej do tyłu w kierunku wąskiego końca obudowy, z rurą wlotową powietrza zasilającego zasadniczo pasującą do wąskiego końca.

Aby uniknąć niedogodności i turbulencji powstającej w przypadku, gdy wszystkie silniki napędzające rotory są zasadniczo przesunięte poprzecznie względem odpowiednich rotorów, np. w sposób przedstawiony w US 5131935, pożądane jest, aby silniki napędzające rotory znajdowały się zasadniczo w obrzeżu przędzarki kaskadowej. Gdy przędzarka kaskadowa zawiera zamkniętą obudowę zewnętrzną, dopuszcza się, aby w takim przypadku zastosować pojedynczy silnik umieszczony w obudowie i wyposażony w odpowiednie pasy napędowe i/lub odpowiednie przekładnie przenoszące napęd od silnika do odpowiednich rotorów. Jednakże wysoce korzystne jest, gdy silniki w przędzarce kaskadowej obejmują osobny silnik dla każdego z rotorów, współosiowy z tym rotorem. Eliminuje to konieczność instalowania pasów lub innych elementów przenoszących napęd w kierunku bocznym od silnika do rotora. Zastosowanie dla każdego rotora silnika zasadniczo współosiowego z tym rotorem stanowi dogodny sposób uzyskania opływowej przędzarki kaskadowej składającej się z szeregu poszczególnych zespołów rotorów, z których każdy składa się z rotora i silnika.

Silniki mogą być w całości zamknięte w obudowie przędzarki. Jednakże silniki często umieszczone są poza końcem obudowy lub co najmniej poza tylną ścianką obudowy, tak aby wykorzystać działanie chłodzące powietrza przepływającego wzdłuż obudowy. Jakikolwiek próg na przodzie silnika, który mógłby zakłócić przepływ, jest korzystnie wyposażony w przegrodę skierowaną współprądowo pod kątem poniżej 30° względem osi. W związku z tym, że pełna opływowość w tylnym końcu może nie odgrywać decydującego znaczenia, dopuszcza się, aby silniki wystawały nieznacznie na zewnątrz poza obrzeże obudowy.

Korzystnie stosuje się zespół do indywidualnego nastawiania prędkości obrotowej jednego lub większej liczby rotorów niezależnie od jednego lub więcej innych rotorów. Tak np. gdy każdy rotor napędzany jest przez połączony z nim zasadniczo współosiowy silnik o zmiennych obrotach, można nastawić prędkość obrotową każdego rotora niezależnie od prędkości obrotowej pozostałych rotorów.

Przędzarka kaskadowa musi zawierać element doprowadzający powietrze pierwotne, niezbędny do nadmuchiwania powietrza przez powierzchnie rotorów co najmniej w obszarze zewnętrznego obrzeża rotorów, to znaczy w tych obszarach rotorów, które sąsiadują z wewnętrznym obrzeżem przędzarki kaskadowej.

Element doprowadzający powietrze pierwotne zazwyczaj rozciąga się wokół co najmniej 1/3, a zwykle wokół co najmniej połowy każdego z kolejnych rotorów.

Podstawowym zadaniem powietrza pierwotnego jest uczestniczenie w tworzeniu się i transporcie włókien, tak że powinno być ono doprowadzone do każdego z kolejnych rotorów, z których uzyskuje się włókna. Może być ono jednak doprowadzane także do pierwszego rotora, zwłaszcza w przypadku, gdy konstrukcja rotorów i sposób wykorzystywania rotorów obejmuje znaczące formowanie włókien już z pierwszego rotora. Każdy z elementów doprowadzających powietrze pierwotne zazwyczaj obejmuje pierścieniową, szczelinę. Może to być szczelina ciągła lub szereg sąsiadujących ze sobą otworków. Wewnętrzna średnica szczeliny (lub otworków) może być większa od średnicy odpowiedniego rotora np. o wielkość do 20 mm lub nawet do 50 mm w pewnych przypadkach, z tym, że zazwyczaj korzystne jest, gdy wewnętrzna średnica będzie zasadniczo taka sama jak średnica odpowiedniego rotora, oraz nie będzie większa bardziej niż o 10 lub 15 mm.

Podmuch powietrza pierwotnego może być w całości osiowy, albo też może zawierać składową styczną, tak że strumień wychodzi ze szczeliny w kształcie spirali. Jeśli zawiera on

182 570 składową styczną, to w szczelinie można zastosować elementy zmieniające kąt strumienia powietrza, np. w sposób opisany w WO92/06047, w długości jednej lub więcej szczelin.

Element doprowadzający powietrze pierwotne może zawierać szczeliny wewnętrzne i zewnętrzne, tak że szczeliny wewnętrzne łączą się z zewnętrznymi lub znajdują się w ich pobliżu, przy czym szczeliny te są skonstruowane tak, aby nadać różne kierunki ruchu powietrzu pierwotnemu, gdy jest ono wydmuchiwane przez pierwotne szczeliny wewnętrzne i zewnętrzne.

Powietrze pierwotne przepływa przez szczelinę zasadniczo w warunkach ustalonego przepływu, tak że korzystnie przepływa ono wzdłuż rotora w postaci strumienia przyściennego.

Zastosować można elementy doprowadzające powietrze wtórne do nadmuchiwania wtórnego powietrza zasilającego z przędzarki. Element doprowadzający powietrze wtórne może stanowić kolejny pierścień poza szczelinami doprowadzającymi powietrze pierwotne, albo też może on znajdować się w pewnych częściach tylko na płaszczyźnie czołowej przędzarki kaskadowej, np. przede wszystkim pod rotorami. Takie doprowadzane powietrzne wtórne służy przede wszystkim do ułatwienia odtransportowania włókien od przędzarki.

Jakkolwiek strumień powietrza pierwotnego oraz ewentualny strumień powietrza wtórnego zazwyczaj rozchodzą się z odpowiednich elementów doprowadzających powietrze w kierunku zasadniczo równoległym do osi rotorów, to mogą się one rozchodzić ze składową nieosiową, albo mogą przyjmować składową nieosiową po opuszczeniu otworu, np. na skutek spiralnej rotacji strumienia powietrza pierwotnego, bądź też ich ogólny kierunek może stanowić stożek rozbieżny.

Osiowa prędkość powietrza pierwotnego wynosi zazwyczaj 60-170 m/s, korzystnie 70-120 m/s. Przepływy te oblicza się w oparciu o prędkość przepływu (w Nm³/s) przez powierzchnię elementów doprowadzających powietrze pierwotne, np. przez prześwit szczelin. Jeśli z przędzarki nadmuchuje się powietrze wtórne, jego prędkość osiowa (mierzona w taki sam sposób) może być tego samego rzędu lub niższa, np. do 30 m/s.

Nową przędzarkę kaskadową (z otaczającym przewodem rurowym lub bez niego) można wykorzystać w wielu różnych procesach przędzenia kaskadowego do wytwarzania MMVF, zwłaszcza wyrobów mineralnych. Można ją wykorzystać jako zamiennik znanej przędzarki kaskadowej. Jej zaletę stanowi to, że może być lżejsza i bardziej zwarta, a przy działaniu zużycie energii może być mniejsze niż w przypadku wielu znanych przędzarek. W związku z tym wynalazek obejmuje swym zakresem między innymi wszystkie procesy wytwarzania wyrobów MMVF, w których wykorzystuje się określoną przędzarkę kaskadową, która jest zamknięta w obudowie przędzarki, która tworzy zasadniczo zamknięte zewnętrzne obrzeże i w której przekrój poprzeczny pierwszego rotora i rotorów następnych stanowi co najmniej 40% maksymalnego przekroju poprzecznego określonego przez obudowę przędzarki, jak to wyjaśniono powyżej.

Zalety przędzarki są szczególnie znaczące, gdy pożądane jest lub konieczne regulowanie przepływu powietrza wokół przędzarki, zwłaszcza przepływu kierowanego powietrza wokół przędzarki. Aby zmaksymalizować wynikające stąd korzyści przędzarkę kaskadową korzystnie instaluje się wewnątrz zasadniczo rurowego przewodu, który otacza obudowę. Zasadniczo rurowy przewód może być np. zamontowany wokół i stosunkowo blisko przędzarki, tak aby utworzyć stosunkowo wąski kanał pomiędzy przewodem i obudową zewnętrzną przędzarki kaskadowej, często na całej długości przędzarki.

Korzystnie przewód rurowy i zewnętrzna obudowa są skonstruowane tak, aby powstał między nimi kanał, który zapewni, że w powietrzu przepływającym przez kanał przeważać będą ustalone warunki przepływu. I tak warstwy graniczne powietrza powinny zasadniczo przylegać odpowiednio do zewnętrznej ścianki obudowy przędzarki i do wewnętrznej ścianki przewodu rurowego, co najmniej w pobliżu przedniego końca obudowy przędzarki. W związku z tym wewnętrzna ścianka przewodu rurowego powinna mieć zasadniczo charakter opływowy, co najmniej w pobliżu przedniego końca przewodu rurowego, a w związku z tym powinna być zasadniczo pozbawiona progów o głębokości promieniowej i kącie nachylenia strony współprądowej, które zakłóciłyby przepływ przez oddzielenie warstwy granicznej od wewnętrznej powierzchni przewodu.

182 570

Gdy kanał pomiędzy przędzarką i przewodem jest stosunkowo wąski, pożądane może być wtłaczanie powietrza, np. za pomocą dmuchawy przez ten stosunkowo wąski przewód, które służyć będzie jako powietrze wtórne dla przędzarki, w której powietrze pierwotne wdmuchiwane jest przez pierścieniowe szczeliny wokół rotorów.

Aby uzyskać wystarczający przepływ powietrza pierwotnego i powietrza transportowego w znanych przędzarkach, należy tłoczyć bardzo duże objętości powietrza przez przędzarkę. Natomiast zwarta konstrukcja nowej przędzarki kaskadowej i innych korzystnych przędzarek, z małym przekrojem poprzecznym zamkniętej obudowy w stosunku do powierzchni rotorów, a także możliwość zainstalowania zasadniczo rurowego przewodu, który może optymalizować przepływ powietrza kierowanego, łącznie umożliwiają znaczące zmniejszenie ilości powietrza, które musi być tłoczone przez przędzarkę. Tak np. objętość (w Nnr/s) powietrza pierwotnego może stanowić mniej niż połowę, a nawet 1/4 lub mniejszą część objętości wymaganej w znanej przędzarce kaskadowej o podobnej zdolności wytwarzania włókien. Umożliwia to znaczące zmniejszenie orurowania i innych urządzeń związanych z elementami doprowadzającymi powietrze w przędzarce. W szczególności umożliwia to osiągnięcie znaczących oszczędności energii niezbędnej do zapewnienia wymaganego powietrza pierwotnego, gdyż zużycie energii jest proporcjonalne do trzeciej potęgi objętości powietrza (w Nm³).

Przędzarka może być zamontowana w sposób umożliwiający ruch obrotowy lub oscylacyjny samej przędzarki lub w połączeniu z przewodem rurowym, a korzystny układ umożliwiający taki ruch obrotowy lub oscylacyjny dokładniej opisano poniżej.

Jakkolwiek kanał pomiędzy przędzarką i zewnętrznym zasadniczo rurowym przewodem może być stosunkowo wąski, to korzystnie kanał jest stosunkowo duży na skutek tego, że prześwit na otwartym końcu przewodu wokół przędzarki jest stosunkowo duży. Część kanału, która przede wszystkim reguluje charakter przepływu powietrza odprowadzającego włókna z przędzarki stanowi pierścieniowy kołnierz wokół przedniego końca przędzarki i przedni koniec części przędzarkowej. Korzystnie, co najmniej 50% przekroju poprzecznego na przednim końcu części przędzarkowej powinno być otwarte dla przepływu powietrza zasysanego przez część przędzarkową przez urządzenia zasysające. W związku z tym, że przędzarka jest korzystnie zamknięta dla przepływu powietrza zasysanego przez obudowę przędzarki, przekrój poprzeczny pierścieniowego kołnierza stanowi korzystnie co najmniej 50% przekroju przedniego końca części przędzarkowej. Prześwit stanowi zazwyczaj od 50 do 95% całkowitego przekroju otwartego końca przewodu rurowego. Często prześwit stanowi co najmniej 60%, ale często nie więcej niż 80% całkowitej powierzchni otwartego końca przewodu.

Aby w powietrzu przepływającym przez kołnierz panowały warunki zasadniczo ustalonego przepływu, kołnierz musi być zasadniczo opływowy (to znaczy zasadniczo wolny od zakłócających przepływ występów) oraz musi być na tyle długi, aby warunki zasadniczo ustalonego przepływu panowały w powietrzu opuszczającym kołnierz, na skutek tego, że powietrze sąsiadujące z przędzarką i przewodem rurowym przylega jako warstwa graniczna w czasie, gdy przepływa przez kołnierz. Długość kołnierza niezbędna do zapewnienia warunków zasadniczo ustalonego przepływu w powietrzu opuszczającym kołnierz zależeć będzie od konstrukcji przędzarki i przewodu rurowego przed kołnierzem (czyli w kierunku tylnego końca przędzarki). Tak np. warunki ustalonego przepływu można uzyskać w stosunkowo krótkim kołnierzu, gdy przewód rurowy jest skonstruowany tak, aby zapewnić przyspieszenie powietrza, gdy przechodzi ono przez kołnierz, na skutek tego, że kołnierz ma węższy przekrój niż poprzedzające części prowadzącego do niego kanału. W takim przypadku może on działać jako dysza. Kołnierz może mieć zasadniczo równomierną szerokość na bardzo krótkim osiowym odcinku, gdy uzyskuje się działanie dyszy, z tym że jego osiowa długość wynosi co najmniej 5 cm i wówczas wykazuje on zasadniczo równomierną grubość w stosunku do obudowy przędzarki. Często szerokość kołnierza jest równomierna na odcinku stanowiącym co najmniej 25% długości obudowy przędzarki.

Kołnierz można uznać za pierścień pomiędzy przednimi końcami przędzarki i obudowy, który reguluje przepływ powietrza opuszczającego kołnierz i w związku z tym może być on

182 570 bardzo krótki w pewnych przypadkach, gdy w kanale może występować przyspieszenie, albo dłuższy w przypadku, gdy ścianki kanału są równoległe.

Zewnętrzny przewód rurowy może być zasadniczo cylindryczny, z tym, że w razie potrzeby może być on stożkowy, albo też może być stożkowy przechodzący w cylindryczny na przednim końcu. Często pożądane jest, aby zasadniczo rurowy przewód zewnętrzny był zasadniczo cylindryczny z wyjątkiem szerszego obszaru wlotowego na tylnym końcu, który zwęża się w cylindryczny korpus. Jego przekrój może być kołowy lub niekołowy, np. eliptyczny.

Zasadniczo rurowa ścianka obudowy przędzarki jest zasadniczo niekołowa, ale w przybliżeniu odtwarza ukształtowanie określone przez układy rotorów, z tym, że w razie potrzeby może być ona rzeczywiście cylindryczna. W związku z tym pierścieniowy kanał pomiędzy obudową i przewodem rurowym zasadniczo nie stanowi regularnego pierścienia.

Szerokość pierścieniowego kołnierza wokół przędzarki może być zasadniczo równomierna, albo może zmieniać się, przy czym kołnierz jest zazwyczaj szerszy poniżej przędzarki niż powyżej, co zostanie wyjaśnione poniżej. Zazwyczaj korzystne jest jednak, aby kołnierz był zasadniczo kompletny, to znaczy korzystne jest, gdy istnieje otwarty przepływ powietrza wokół całego obwodu przędzarki. Gdy jakaś część kołnierza jest zamknięta (co jest zwykle niepożądane), ważne jest, aby kołnierz zwężał się w szerokości w kierunku części zamkniętej, dla uniknięcia turbulencji w punkcie, w którym kołnierz jest zamknięty.

Zazwyczaj zespół przędzarki w przewodzie rurowym składa się wyłącznie z przędzarki, zasadniczo rurowego przewodu oraz elementów do zawieszania lub montowania w inny sposób przędzarki w przewodzie rurowym, tak aby ustalić kompletny pierścieniowy kołnierz wokół przędzarki. Jednakże w razie potrzeby przewód rurowy może zawierać jeden lub większą liczbę koncentrycznie ułożonych lub niecentrycznie ułożonych przewodów w głównym przewodzie rurowym, pod warunkiem, że takie wewnętrzne przewody nie będą powodować niepożądanej turbulencji lub wirów w powietrzu kierowanym przez pierścienie utworzone pomiędzy przewodami zewnętrznymi i wewnętrznymi, a także pod warunkiem, że takie wewnętrzne przewody nie zmniejszają w stopniu niedopuszczalnym ogólnego prześwitu kołnierza oraz że może przez nie przepływać powietrze w przewodzie. Może np. istnieć przewód rurowy otaczający i zamykający obudowę przędzarki, oraz otaczający go przewód zewnętrzny. W ten sposób cały kanał przepływu kierowanego powietrza, oraz kołnierz, podzielone są na pierścień wewnętrzny i zewnętrzny przez przewód wewnętrzny, z tym, że obecność wewnętrznego przewodu nie wpływa znacząco na zmianę kanału i prześwitu.

Można także zastosować rury lub inne układy rurowe przebiegające, zasadniczo równolegle do przędzarki i zewnętrznego przewodu rurowego, od miejsca na końcu przędzarki lub w jego sąsiedztwie do przedniego końca przewodu. Można np. wprowadzić w ten sposób strumień powietrza wtórnego pod przędzarkę lub wokół niej. Zazwyczaj pożądane jest ograniczenie do minimum zastosowania takich rur lub innych urządzeń doprowadzających, gdyż zmniejszają one prześwit pomiędzy przędzarką i przewodem rurowym. Również takie rury doprowadzające albo inne urządzenia powinny być wystarczająco opływowe, aby uniknąć niepożądanej turbulencji w powietrzu przepływającym przez pierścieniowy kanał.

Długość przewodu rurowego skierowanego do tyłu od przedniej płaszczyzny przędzarki stanowi zwykle co najmniej 30%, a korzystnie co najmniej 60% długości przędzarki, to znaczy odległości od przedniej płaszczyzny rotorów do tylnego końca obudowy albo do końcowej części ostatniego silnika, jeśli znajduje się on dalej. Czasami przewód jest co najmniej tak długi jak przędzarka, a często jest 3 razy, a nawet 5 lub więcej razy dłuższy od przędzarki.

Przedni koniec przewodu rurowego leży korzystnie w jednej płaszczyźnie z przednim końcem przędzarki, a w szczególności jest zasadniczo koplanamy z przednią płaszczyzną przędzarki. Gdy przednia płaszczyzna przewodu rurowego jest zbyt wysunięta do przodu względem przędzarki, włókna i przerzut odrzucane z rotorów będą mogły powodować zarastanie przedniego końca przewodu rurowego, zamiast zostać odrzucone na część zbierającą komory. Gdy przedni koniec przewodu rurowego jest cofnięty względem obudowy przędzarki, co jest niepożądane, zmniejsza się możliwość regulacji kierowanego powietrza wokół przedniego końca przędzarki.

182 570

Należy zapewnić możliwość wylewania stopu na górny rotor spoza komory. W tym celu wystarczyć może otwór w szczycie przewodu rurowego, aby umożliwić wylewanie stopu przez ten otwór bezpośrednio na gómy rotor, z tym że często stosuje się rozwiązanie z otworem w przewodzie rurowym oraz rynienkę prowadzącą od miejsca pod tym otworem do miejsca nad rotorem. Można w ten sposób wylewać stop przez otwór na rynienkę oraz z rynienki na gómy rotor.

Gdy przędzarkę kaskadową zainstaluje się w przędzarkowej części komory lub w pewnym innym przewodzie rurowym zapewniającym stosunkowo duży prześwit wokół przędzarki, to korzystne jest zamontowanie przędzarki w położeniu wyższym niż położenie centralne w przewodzie rurowym. Umożliwia to wprowadzanie większej ilości powietrza pod przędzarkę niż wokół przędzarki i nad nią co z kolei zapewnia korzystniejszy transport włókien w kierunku kolektora.

Zazwyczaj przędzarka jest zamontowana tak, że odstęp w pionie pomiędzy najniższym kolejnym rotorem i dolną częścią przewodu rurowego jest co najmniej 1,2 razy, a korzystnie co najmniej 1,5 raza większa od odstępu w pionie pomiędzy szczytem pierwszego rotora i najwyższą częścią ścianki przewodu rurowego. Stosunek dolnego do górnego odstępu wynosi zazwyczaj co najmniej 2, a często co najmniej 3 lub 4. Może on wynosić nawet 10, a w rzeczywistości w pewnych przypadkach niepożądany może być znaczący przepływ powietrza wzdłuż gómej części przędzarki, tak że stosunek ten może być wówczas bardzo duży. Zwykle jednak stosunek ten wynosi poniżej 20, a często poniżej 10.

Maksymalny poziomy wymiar poprzeczny przędzarki często stanowi szerokość przędzarki w linii poziomej przebiegającej zasadniczo przez oś drugiego kolejnego rotora. Szerokość przędzarki mierzona wzdłuż tej osi stanowi zazwyczaj od 25 do 75%, często około 3060% szerokości komory mierzonej w tym samym poziomym położeniu. Zapewnia to występowanie odpowiedniego prześwitu wokół każdego końca przędzarki.

Przędzarka zamontowana jest zazwyczaj w przewodzie rurowym tak, że stosunek odstępu pomiędzy najniższym kolejnym rotorem po jednej stronie i tą stroną przewodu rurowego do odstępu pomiędzy najniższym kolejnym rotorem po innej stronie i tą inną stroną przewodu rurowego jest zasadniczo zbliżony do 1:1 i wynosi np. od 3:1 do 1:3, korzystnie od 2:1 do 1:2.

Znane kaskadowe przędzarki zamontowane są na stałym podłożu, zazwyczaj na betonowej podłodze lub na szynach. Z uwagi na ciężar stosunkowo trudno jest przesuwać je, nawet jeśli zostały zamontowane na kołach. Zaletą nowych przędzarek według wynalazku jest to, że są one bardzo zwarte i lekkie, tak że nie trzeba ich instalować na stałej podstawie. Mogą być one natomiast zawieszane na odpowiednich podporach. W szczególności przędzarka może być zawieszona z boków i/lub z górnych części przewodu rurowego. Przędzarka może być zawieszona za pomocą wieszaka w szczycie przewodu rurowego, albo też może być zawieszona z wykorzystaniem szeregu podpór takich jak płyty lub pręty wystające z bocznych i/lub górnych części przewodu rurowego.

Do elementów służących do zawieszania lub montowania w inny sposób przędzarki w przewodzie rurowym mogą należeć elementy umożliwiające oscylację przędzarki względem przewodu rurowego, wokół zasadniczo pionowej osi lub wokół poziomej osi, która może być zasadniczo równoległa do osi obrotu rotorów, albo zasadniczo prostopadła do nich. W innym wariancie cały zestaw przewodu rurowego i przędzarki może być zamontowany tak, aby mógł wykonywać ruchy drgające lub obrotowe.

Korzystnie przędzarka i otaczający ją przewód rurowy są zamontowane tak, aby oscylowały razem wokół pionowej osi, gdyż zapewnia to oscylowanie indukowanego i kierowanego powietrza przepływającego przez przewód wraz z oscylowaniem przędzarki. Oscylacja przędzarki wokół zasadniczo pionowej osi przebiega zazwyczaj przy stosunkowo wąskim kącie oscylacji, wynoszącym często 5-30° (np. po 2,5-15° w każdą stronę centralnej osi). Całkowity kąt oscylacji wynosi zazwyczaj co najmniej 7°, a zwykle co najmniej 10°. Zazwyczaj niepożądane jest, aby wynosił on więcej niż około 25°, często nie więcej niż około 20°. Często dogodny zakres wynosi od 14 do 20°.

Oscylacja korzystnie przebiega z częstotliwością co najmniej 0,05 Hz, zazwyczaj co najmniej 0,1 Hz. Może ona przebiegać z częstotliwością np. do 2 Hz, z tym, że 1 Hz stanowi

182 570 zazwyczaj odpowiednią wartość maksymalną. Zwykle korzystna jest częstotliwość w zakresie od około 0, 3 do 0, 6 lub 1 Hz. Oscylacja może występować w sposób ciągły lub od czasu do czasu. Częstotliwość oscylacji może zmieniać się w zależności od warunków procesu. Tak np. prędkość przemieszczania kolektora można zmieniać proporcjonalnie do prędkości zbierania wstęgi, aby uzyskać zasadniczo równomierną gramaturę wstęgi pomimo wahań w wydajności stopu. Korzystnie częstotliwość drgań zmienia się w zależności od prędkości przemieszczania się kolektora, tak że częstotliwość można zwiększać, gdy prędkość przemieszczania wzrasta oraz można obniżać, gdy prędkość maleje. Korzystnie częstotliwość zmienia się zasadniczo wprost proporcjonalnie do prędkości przemieszczania się kolektora, tak że jeden cykl drgań odpowiada przesunięciu kolektora o zasadniczo stałą długość.

Oscylacja wokół zasadniczo pionowej osi może wywierać korzystny wpływ na równomierność osadzania włókien na kolektorze, a ponadto może poprawić właściwości mat, np. poprzez krzyżowe nakładanie się warstw formowanych na kolektorze. Oscylacja przędzarki lub przędzarki i przewodu wokół zasadniczo poziomej osi, która jest zasadniczo prostopadła do osi obrotu również mogą przebiegać z podobną częstotliwością i mogą wywierać korzystny wpływ na osadzanie włókien.

Korzystna jest oscylacja przędzarki wokół zasadniczo poziomej osi, zasadniczo równoległej do osi obrotu rotorów, przy czym może to być oscylacja powtarzalna, z tym, że korzystnie przyjmuje ona formę nastawialnych wahań pomiędzy jednym ustalonym położeniem i innym ustalonym położeniem. Zazwyczaj przędzarka obraca się w przewodzie, z tym, że w razie potrzeby przewód i przędzarka mogą obracać się razem. Można w ten sposób zmieniać kąt pomiędzy linią poziomą przechodzącą poprzecznie przez środek pierwszego rotora i linią wykreśloną pomiędzy środkiem pierwszego rotora i środkiem pierwszego następnego rotora. Zazwyczaj przędzarka zamontowana jest tak, może w sposób kontrolowany obracać się tak, że podany kąt może przyjmować dowolną wybraną wielkość zasadniczo w zakresie od 0 do 30°, często od 0 do 20°, a jeszcze częściej od około 5 do 10°. Zmieniając kąt, a w konsekwencji i kątowe ustawienie drugiego i trzeciego olejnego rotora wzglgdem siebie można znacząco wpłynąć na tworzenie się włókien.

Jakkolwiek pożądane jest, aby, pierścieniowy kanał powstały pomiędzy przędzarką i przewodem rurowym był zasadniczo opływowy, pożądane może być również, aby w kanale znajdowały się elementy prowadzące nadające nieosiową składową powietrzu przepływającemu przez kanał. Takie prowadnice mogą być ustawione tak, aby nadać ogólną spiralną składową powietrzu przepływającemu przez element kanałowy. Jednak korzystnie prowadnice skonstruowane są tak, że każda może nadawać nieosiowy ruch osiowemu segmentowi powietrza przepływającego przez kanał, gdyż umożliwia to takie ukształtowanie prowadnic, które zapewnia nadanie odmiennego nieosiowego ruchu różnym osiowym segmentom powietrza przepływającego przez kanał. Tak np. prowadnice w dolnym kwadrancie przewodu rurowego mogą nadawać obroty przeciwne do ruchu wskazówek zegara powietrzu przepływającemu przez kanał, a prowadnice w sąsiednim kwadrancie mogą nadawać obroty zgodne z ruchem wskazówek zegara powietrzu przepływającemu przez kanał, lub vice versa. Dzięki temu można np. zwiększyć do maksimum przepływ powietrza w dowolnym określonym obszarze, np. pod przędzarką

Prowadnice mogą stanowić unieruchomione i trwale ukształtowane łopatki zapewniające takie różne nieosiowe ruchy różnym częściom przepływu powietrza, z tym, że korzystnie prowadnice można nastawiać tak, że kierunek przepływu powietrza można zmieniać w czasie wykorzystywania urządzenia w odpowiedzi na zmiany w osiągach.

Oprócz wywoływania przez prowadnice ruchu obrotowego zazwyczaj pożądane jest, gdy są one ukształtowane i usytuowane tak, że nadają rozchodzącą się na zewnątrz składową stożkową powietrzu wypływającemu z przewodu rurowego, np. od przędzarki i w kierunku kolektora.

Prowadnice znajdują się zazwyczaj w przedniej części zasadniczo rurowego przewodu otaczającego przędzarkę. Prowadnice mogą znajdować się na przędzarce, z tym, że korzystnie stanowią one łopatki zamontowane na wewnętrznej ściance przewodu rurowego i wystają

182 570 zasadniczo w kierunku wzdłużnym tak, że nie blokują w niedopuszczalny sposób kanału pomiędzy przędzarką i przewodem rurowym.

Niewielkie strumienie wtłaczanego powietrza mogą także działać jako prowadnice, przy czym w takim przypadku strumienie mogą być zlokalizowane na lub w obudowie przędzarki albo na przewodzie rurowym.

Przędzarkę według drugiego aspektu wynalazku korzystnie wykorzystuje się zgodnie z pierwszym aspektem, w przypadku którego opisany przewód rurowy stanowi przewód rurowy części przędzarkowej komory według pierwszego aspektu. Część zbierająca komory według pierwszego aspektu jest korzystnie skonstruowana tak, aby zminimalizować, a korzystnie zasadniczo wyeliminować możliwość zasysania powietrza do części zbierającej (przez elementy ssące wytwarzające ssanie przez kolektor) z wyjątkiem zasysania przez przewód rurowy oraz, ewentualnie, przez inne znane wloty, które umożliwiają doprowadzanie powietrza w ilościach nie wywołujących zakłóceń. Tak np. pewien przeciek do komory będzie zazwyczaj występować przez zagłębienie korzystnie wprowadzone pod otwartym końcem przewodu, w którym zbiera się przerzut, z tym, że ilość powietrza, która przedostaje się w taki sposób, można łatwo regulować, toteż nie wywiera ona znacząco na osiągi procesu.

Zazwyczaj komora jest zasadniczo zamknięta, z wyjątkiem kolektora, przez który przykłada się ssanie, oraz prześwitu w otwartym końcu przewodu wokół przędzarki, a także z wyjątkiem wlotów pożądanych dodatków. Tak np. zawracane włókna MMVF znajdujące się w powietrzu można wprowadzać do komory zbierania przez jeden lub większą liczbę wlotów w ściankach komory.

Powietrze tłoczone przez przędzarkę stanowi zazwyczaj wyłącznie powietrze pierwotne, przy czym, jak to zaznaczono powyżej, oprócz powietrza pierwotnego przez przędzarkę może być również tłoczone powietrze wtórne. Ewentualnie można również dopuścić, aby regulowana i nie wprowadzająca zakłóceń ilość powietrza, mniejsza od ilości powietrza tłoczonego przez przędzarkę i zasysanego przez prześwit przewodu, wprowadzana była do części zbierającej komory przez koniec przędzarkowy. Tak np. regulowaną ilość powietrza wtórnego można tłoczyć przez kanały w końcu przędzarko wym części zbierającej, albo też regulowaną ilość powietrza można zasysać przez pierścieniowe lub inne otwory w przędzarkowym końcu części zbierającej.

Korzystnie co najmniej 50%. a zazwyczaj co najmniej 75% lub co najmniej 85% całkowitej objętości powietrza (w Nm³), które jest wysysane z komory (przez kolektor), wchodzi przez przewód rurowy i przędzarkę.

Powietrze zasysane jest przez kołnierz w wyniku działania ssącego do zasadniczo zamkniętej części zbierającej. Zwykle przepływ powietrza przez kołnierz wywoływany jest w taki sposób, tak więc nie stosuje się urządzeń tłoczących jakiekolwiek powietrze lub znaczące ilości powietrza do przodu przez przewód. Jednakże w pewnych przypadkach użyteczne może okazać się zastosowanie takich urządzeń (np. dmuchawy przy otwartym tylnym końcu przewodu), aby ułatwić regulację kierowanego przepływu powietrza zasysanego przez przewód.

Dzięki konstrukcji komory zapewniającej, że większość lub zasadniczo całość powietrza zasysanego przez kolektor stanowi powietrze wdmuchiwane przez przędzarkę i przepływające przez przewód rurowy, a także w wyniku zapewnienia, że prześwit wokół przędzarki w przewodzie jest wystarczająco duży, można łatwo regulować kierowany przepływ powietrza przez kanał, tak aby ograniczyć do minimum turbulencję w części zbierającej komory. W przypadku znanych przędzarek o bardzo dużej prędkości powietrza pierwotnego oraz małej prędkości powietrza wokół przędzarki (a często w pewnym oddaleniu od niej), przeważają bardzo duże gradienty prędkości w kierunku promieniowym wokół przędzarki, co musi powodować znaczącą turbulencję. W rozwiązaniu według wynalazku można łatwo regulować doprowadzanie powietrza pierwotnego oraz stopień zasysania, tak aby ograniczyć do minimum niepożądane gradienty prędkości.

W szczególności ilość tłoczonego powietrza oraz wymiary urządzenia są korzystnie takie, że średnia osiowa prędkość powietrza skierowanego przez przekrój poprzeczny prześwitu na otwartym końcu przewodu rurowego stanowi 5-40%, zazwyczaj 5-30% średniej osiowej prędkości powietrza pierwotnego. Zwykle stanowi ona od 10 do 20 lub 25% średniej osiowej

182 570 prędkości powietrza pierwotnego. Średnią osiową prędkość kierowanego powietrza oblicza się z prędkości przepływu powietrza (w Nm³/s) oraz prześwitu otwartego końca wokół przędzarki, przez który to powietrze przepływa.

Zazwyczaj średnia osiowa prędkość kierowanego powietrza wynosi 5-50 m/s, korzystnie 10-35 m/s. Tak np. w typowym procesie powietrze pierwotne może być tłoczone z prędkością 100 m/s, a średnia prędkość powietrza kierowanego może wynosić 25 m/s. Wielkości te kontrastują z odpowiednimi liczbami wynoszącymi np. ponad 130 m/s i poniżej 10 m/s w przypadku znanej przędzarki.

Szczególnie dogodną cechą urządzenia jest to, że możliwe jest w jego przypadku, aby ilość (w Nm³/s) tłoczonego powietrza (pierwotnego i wtórnego) stanowiła mniejszą część całkowitej ilości powietrza (w Nm³/s) wchodzącego do części przędzarkowej i/lub zasysanego przez kolektor, niż w znanych przędzarkach. Tak np. dobre wyniki można uzyskać, gdy część ta stanowi mniej niż 10%, a często mniej niż 8%, np. w zakresie od 3 do 6%. Powoduje to nie tylko zmniejszenie zapotrzebowania na energię, jak to zaznaczono powyżej, ale ponadto ułatwia utrzymanie warunków zasadniczo ustalonego przepływu tak długo, jak jest to możliwe, gdy powietrze pierwotne łączy się z powietrzem kierowanym. Jest to spowodowane mniejszą skłonnością do występowania turbulencji w przypadku, gdy maksymalna prędkość osiowa strumienia powietrza pierwotnego wynosi np. 120 m/s i powietrze to stanowi 5% całkowitej ilości powietrza, a maksymalna prędkość osiowa strumienia powietrza wtórnego wynosi 40 m/s i powietrze to stanowi 95% całkowitej ilości powietrza, niż w przypadku, gdy maksymalna prędkość osiowa strumienia powietrza pierwotnego wynosi np. 160 m/s i powietrze to stanowi 10% całkowitej ilości powietrza, a maksymalna prędkość osiowa strumienia powietrza wtórnego wynosi 10 m/s i powietrze to stanowi 90% całkowitej ilości powietrza. Na dodatek nie powodujące turbulencji łączenie się strumieni jest ułatwione dzięki temu, że znajdują się one blisko siebie w miejscu wyjścia z przodu przędzarki, w przeciwieństwie do ich wzajemnego położenia w przypadku występowania znaczącego promieniowego progu pomiędzy zewnętrzną krawędzią obudowy i zewnętrzną krawędzią szczeliny powietrza pierwotnego.

Tak więc można obecnie łatwiej utrzymać warunki zasadniczo ustalonego przepływu w strumieniu powietrza nawet po opuszczeniu przez nie kołnierza, a zwłaszcza po przejściu powietrza,zasysanego przez kołnierz przez rotory i po jego połączeniu się z powietrzem podstawowym w części zbierającej. W związku z tym w obszarze przed przędzarką w części zbierającej, np. na początkowym odcinku o długości 20 cm lub 50 cm drogi przepływu powietrza, czyli drogi po wprowadzeniu włókien do powietrza, są korzystnie zasadniczo pozbawione turbulencji i prowadzą od zasadniczo opływowych linii w kołnierzu zasadniczo bez turbulencji w kierunku kolektora.

Ograniczając do minimum turbulencję i rozpad linii przepływu w części zbierającej ogranicza się również do minimum tworzenie się kłębków i kuleczek przez włókna znajdujące się w transportującym powietrzu.

W tym celu, aby warunki zasadniczo ustalonego przepływu przeważały, np. na odcinku pierwszych 20 cm przed rotorami, gdzie podstawowy strumień powietrza łączy się ze strumieniem wtórnym, niezbędne jest, aby przedni koniec części przędzarkowej łączył się łagodnie z częścią zbierającą, a nie po prostu prowadził do części zbierającej o gwałtownie zwiększonej szerokości dla transportu unoszonych włókien, z uwagi na wsteczne wiry, które mogłyby powstać w tym obszarze, gdyby szerokość zwiększała się gwałtownie.

Jednakże zazwyczaj korzystne jest, gdy kolektor (a więc spód komory) był szerszy od szerokości końca przędzarkowego części zbierającej. Aby zapewnić pożądane łagodne połączenie, a nie niedopuszczalny, zakłócający przepływ, próg, korzystne jest, aby boczne ścianki komory zbierania lub przegrody kierujące na ściankach bocznych, odchylały się na zewnątrz zasadniczo stożkowo od miejsca w sąsiedztwie otwartego końca części przędzarkowej w kierunku kolektora. Pozwala to uniknąć jakiegokolwiek znaczącego nagłego wzrostu efektywnej szerokości komory zbierania, co mogłoby spowodować wystąpienie niepożądanej turbulencji w komorze. Pożądana jest również, ścianka górna, która określa gómą część części zbierają

182 570 cej powinna również mieć zasadniczo opływowy kształt, tak źe korzystnie przebiega ona zasadniczo stożkowo do góry od szczytu otwartego końca części przędzarkowej.

Jakkolwiek większość stopu zostaje przekształcona przez wirówkową przędzarkę w drobne włókna, które unoszone są przez powietrze w kierunku kolektora, to część stopu jest odrzucana nie w postaci włókien, ale jako nie dający się zaakceptować przerzut, czyli grube włókna lub większe grudki stopu. Zazwyczaj pod otwartym końcem części przędzarkowej znajduje się zagłębienie, w którym może zbierać się przerzut, a ponadto zazwyczaj wykorzystuje się element zbierający w zagłębieniu przerzut odrzucany promieniowo na zewnątrz z miejsca sąsiadującego z otwartym końcem części przędzarkowej. Korzystnie taki element zbierający stanowi strefa zbierania, która otwiera się do wewnątrz wokół otwartego końca, tak aby zbierać przerzut, oraz prowadzi w dół do zagłębienia, a zasadniczo stożkowy deflektor kierujący powietrze oddziela tą strefę zbierania od reszty komory zbierania.

W ten sposób główny przepływ włókien i powietrza ogranicza się do obszaru określonego przez zasadniczo stożkowy deflektor kierujący powietrze, podczas gdy przerzut jest odrzucany przez szczelinę pomiędzy przegrodą i otwartym końcem, i opada do zagłębienią z którego może być usuwany przez ślimak lub inne urządzenie usuwające o działaniu ciągłym lub periodycznym.

Szerokość kolektora jest zazwyczaj większa od szerokości otwartego końca części przędzarkowej, np. wynosi od 1,1 W do 2 W, przy czym W stanowi maksymalną szerokość otwartego końca części przędzarkowej.

Dzięki konstrukcji zapewniającej, że przepływ powietrza przez prześwit w przewodzie rurowym oraz do części zbierającej jest możliwie pozbawiony turbulencji, stopień zbijania się włókien w kuleczki i kłębki jest ograniczony do minimum. Ponadto przy transporcie włókien od przędzarki w kierunku kolektora udział włókien, które są ułożone zasadniczo równolegle do kierunku ruchu, a tym samym w zasadniczo laminamym układzie, zwiększa się do maksimum.

Wysoce pożądane jest zbieranie włókien, gdy możliwie jak największa ich część tworzy zasadniczo układ laminamy z jak najmniejszym udziałem kuleczek i włókien ułożonych prostopadle. Z tego względu kolektor powinien być ustawiony tak, aby skrócić do minimum drogę włókien od przędzarki do kolektora. Ogranicza to do minimum możliwość utraty struktury laminamej i powstanie struktury kuleczkowej.

Z tego względu odległość w poziomie od spodu dolnego kolejnego rotora do kolektora korzystnie wynosi nie więcej niż 2 W lub 2,4 W, przy czym W stanowi maksymalną szerokość otwartego końca części przędzarkowej. Korzystnie wynosi ona co najmniej 0,8 W, często co najmniej około W. Zazwyczaj wynosi ona mniej niż 2 m lub co najwyżej 3 m, z tym, że zwykle wynosi ponad 0,5 m lub, jeszcze częściej ponad 1 m.

Kolektor powinien być możliwie jak najbardziej stromy, aby ograniczyć do minimum drogę w poziomie włókien przez komorę do szczytu kolektora. Zazwyczaj kolektor jest ustawiony w komorze zbierania pod kątem co najmniej 60° w stosunku do poziomu. Może być on ustawiony pod kątem do 80° lub nawet pod kątem 90° (czyli prostopadle), a jeśli jest to pożądane, to szczyt kolektora może nawet odchylać się w kierunku przędzarki, np. tak, że kolektor może tworzyć kąt wynoszący nawet 110° lub 120° wzglgdem poziomu. Oczywiście ssanie wywierane przez kolektor musi wystarczyć do utrzymania wstęgi na kolektorze, jednak z uwagi na to, źe gęstość wstęgi może być niewielką wymagane w tym celu ssanie jest stosunkowo małe.

Kolektor stanowi zazwyczaj ciągła przepuszczalna taśmą przez którą przykłada się pożądany stopień ssanią zasadniczo równomiernie na całej powierzchni taśmy, tak aby wstęgę z włókien zbierających się na taśmie można było zasadniczo w sposób ciągły wyprowadzać z komory. Zwykle kolektor wynosi wstęgę z komory w kierunku do góry. Jednakże w razie potrzeby układ może być taki, aby wstęga była wynoszona z komory w kierunku do dołu.

Wstęgę można następnie poddać znanej obróbce wykończeniowej, takiej jak nakładanie na krzyż i spajanie. Korzystnie prędkość usuwania wstęgi jest na tyle dużą aby uzyskać bardzo lekką wstęgę, np. o gramaturze poniżej 400 g/m², często 200-300 g/m², gdy wstęgą tą układa się następnie na krzyż lub laminuje w inny sposób w celu uzyskania końcowej maty.

182 570

Środek wiążący można wprowadzać do wstęgi w zwykły sposób, np. stosując urządzenia natryskujące środek wiążący usytuowane w lub na przędzarce, np. współosiowo z jednym lub większą liczbą rotorów, albo też środek wiążący natryskuje się wokół przędzarki lub w komorze zbierania.

Stop, który wprowadza się do przędzarki w celu wytworzenia włókien MMV, może stanowić dowolny odpowiedni stop typu zazwyczaj wykorzystywanego do wytwarzania wełny mineralnej (czyli materiału określanego raczej jako wełna skalna, kamienna lub żużlowe niż jako wełna szklana), w związku z czym zazwyczaj zawiera on różne składniki, w tym znaczne ilości SiO₂ oraz zwykle co najmniej 15% tlenków metali ziem alkalicznych (CaO i MgO) i stosunkowo niewielkie ilości (zwykle poniżej 10%) tlenków metali alkalicznych. Ilość A1₂O₃ może być niska (poniżej 10%, a często poniżej 4%), albo też może być ona wyższa, np. do 30%. Stosować można dowolną ze znanych kompozycji stopotwórczych. Typowy stop ujawniono w WO92/12941. Temperatura stopu na górnym rotorze wynosi zazwyczaj od 1400 do 1600°C.

Aby zwiększyć wydajność instalacji bez pogorszenia jakości wyrobu, dogodne może być ograniczenie ilości stopu wprowadzanego na przędzarkę kaskadową oraz zwiększenie liczby przędzarek kaskadowych.

Można np. zastosować dwie przędzarki kaskadowe w układzie obok siebie z odpowiednio ukształtowaną częścią przędzarkową (zazwyczaj z przewodem rurowym o zasadniczo eliptycznym kształcie), z tym, że częściej stosuje się co najmniej dwie przędzarki kaskadowe, z których każda znajduje się we własnej części przędzarkowej. Takie części przędzarkowe mogąbyć ustawione zasadniczo równolegle względem siebie, tak że każda z nich otwiera się na koniec przędzarkowy pojedynczej części zbierającej. W ten sposób pojedyncza część zbierająca może być zasilana przez dwie lub większą liczbę części przędzarkowych, tak że można zastosować pojedynczy kolektor zbierający włókna z obu przędzarek.

Jednakże często ustawia się obok siebie dwa lub większą liczbę zestawów złożonych z przędzarki i komory. W takim układzie jedno urządzenie, w skład którego wchodzi określona przędzarka i komora, może być ustawione obok co najmniej jednego innego zestawu przędzarki i komory.

Każda ze przędzarek może być zasilana stopem z przeznaczonego dla niej pieca typu żeliwiaka lub innego pieca, przy czym często pojedynczy piec będzie dostarczać stop do dwu lub większej liczby przędzarek.

Zgodnie z wynalazkiem można łatwo nastawić prędkość doprowadzania stopu i warunki pracy tak, aby uzyskać stosunkowo grube włókna, np. o średnicy 3,5-5,5pm, albo stosunkowo cienkie, np. 2-3,5 pm, i otrzymać produkt o stosunkowo małej gęstości, np. 20-100 kg/m³ lub o stosunkowo dużej gęstości, np. 100-300 kg/m³. Można to łatwo osiągnąć zmieniając po prostu prędkość obrotową jednego lub większej liczby rotorów i/lub obracając przędzarkę wokół poziomej osi, tak aby zmienić kąty pomiędzy pierwszym rotorem i następnymi rotorami.

Uzyskane materiały MMVF można stosować np. do izolacji lub ochrony przeciwogniowej, termicznej lub dźwiękowej, jako ogrodnicze podłoża wzrostowe, jako wypełniacz lub w innych zwykłych zastosowaniach MMVF.

Szczególną zaletą wynalazku jest to, że umożliwia on łatwą regulację procesu oraz prowadzenie go w sposób wydajny, co umożliwia zmniejszenie kosztów produkcji i/lub poprawę jakości wyrobów. Tak np. można łatwo osiągnąć kombinację wielkości λ, gęstości i wytrzymałości na rozciąganie w bardzo ekonomicznie opłacalnych warunkach prowadzenia procesu, takich jak zużycie stopu i energii (na tłoczenie powietrza i napęd rotorów).

Łatwo można osiągnąć zawartość przerzutu poniżej 35% wagowych, np. poniżej 32%, a często w zakresie 25-30%. Łatwo osiągną: można wytrzymałość na rozciąganie po wytworzeniu (oznaczaną w zwykły sposób dla bloków o grubości 100 mm, o gęstości 30 kg/m³i zawartości środka wiążącego 1,2) co najmniej 10, a często co najmniej 13 kN/m², np. do 18 lub 20 kN/m².

Szczególną zaletę wyrobów według wynalazku stanowi to, że mogą one zachować w niespotykanie wysokim stopniu wytrzymałość na rozciąganie po ściskaniu o 30-60% przez 24 godziny. W teście tym uzyskuje się informacje odnośnie wytrzymałości na rozciąganie po

182 570 konwencjonalnym pakowaniu ze sprasowywaniem, która zazwyczaj spada o 40% lub bardziej. W przypadku wyrobów według wynalazku spadek ten jest znacznie mniejszy i wynosi zazwyczaj od 10 do 20 lub 30%.

Sposobem według wynalazku można łatwo uzyskać produkt, którego wytrzymałość na rozciąganie po sprasowaniu wynosi od 8 do 15, często od 9 do 14 kN/m . W związku z tym, że wyroby według wynalazku mogą w większym stopniu zachowywać wytrzymałość na rozciąganie po sprasowaniu niż znane wyroby, a także z uwagi na to, że o doborze wyrobu do konkretnego zastosowania często częściowo decyduje jego wytrzymałość na rozciąganie, wynika stąd, że zaletę wynalazku stanowi to, iż można uzyskać wytrzymałość na rozciąganie po sprasowaniu w sposób bardziej opłacalny niż w przypadku, gdy produkt wyjściowy traci znaczną część swej wytrzymałości na rozciąganie w czasie sprasowywania. Sposobem według wynalazku można np. uzyskać wyroby o zależności: gęstość-wielkość λ, zbliżonej do lub równoważnej zależności określonej w WO92/12941, wbardzo opłacalny i dogodny sposób.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku we wzdłużnym przekroju poziomym (wzdłuż linii I-I na fig. 2), fig. 2 - to samo urządzenie we wzdłużnym przekroju pionowym (wzdłuż linii Π-Π na fig. 1), fig. 3 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii ΙΠ-ΠΙ na fig. 2, pokazujący bardziej szczegółowo nową przędzarkę (przedstawioną schematycznie na fig. 1 i 2), fig. 4 przędzarkę pokazaną na fig. 3 w przekroju, wzdłużnym wzdłuż linii IV-IV (w innej skali), fig. 5 w widoku urządzenie podobne do pokazanego na fig. 1, lecz z krótszym przewodem rurowym, fig. 6 - w przekroju urządzenie podobne do pokazanego na fig. 1, lecz z dwoma przędzarkami, a fig. 7A i 7B przedstawiają dwa schematyczne wykresy profili prędkości, przy czym V oznacza prędkość, a R oznacza promieniową odległość od środka szczeliny powietrza pierwotnego.

W skład urządzenia wchodzi przędzarka kaskadowa 1 znajdująca się w komorze 2 obejmującej część zbierającą 3 z końcem przędzarkowym 4 sąsiadującym z przędzarką kaskadową 1, oraz część przędzarkową 5. Część przędzarkową 5 ma koniec tylny 6 otwarty do atmosfery oraz koniec przedni 7 otwarty do końca przędzarkowego części zbierającej 3.

Pomiędzy końcem przednim 7 i końcem tylnym 6 przebiega zasadniczo rurowy przewód 8. Przednie końce przędzarki kaskadowej 1 i przewodu rurowego 8 tworzą między sobą pierścieniowy kołnierz 9, przez który można wywołać przepływ powietrza z kanału 10 biegnącego do tyłu od kołnierza 9 w kierunku tylnego końca 6.

W pokazanym urządzeniu kołnierz 9 łączy się z kanałem 10 o takim samym zasięgu, gdyż, jak to pokazano, przędzarka i przewód są ułożone zasadniczo równolegle. Jednak gdy przewód rurowy 8 ma kształt zbieżnego stożka, to pierścieniowy kanał 10 będzie miał otwarty przekrój zmniejszający się w kierunku przodu przędzarki, a odpowiedni obszar o otwartym przekroju poprzecznym wokół przędzarki, umożliwiający osiowy przepływ do przodu powietrza z kanału, będzie wówczas stanowił kołnierz 9 pomiędzy przędzarką i przednim końcem 7 części przędzarkowej 5.

Część zbierająca 3 ma ścianki boczne 12, ściankę końcową 13 łączącą się z częścią przędzarkową, ściankę górną 14 łączącą się z częścią przędzarkową 5 i ze ściankami bocznymi oraz podstawę obejmującą sekcję stanowiącą zagłębienie 15 i nachylony przenośnik 16. Za kolektorem 16 znajduje się komora ssania 18, z której powietrze jest usuwane przez pompę ssącą 19. Komora ssania 18 ma taki sam zasięg jak kolektor 16, tak źe zasysa powietrze z części zbierającej na całej powierzchni kolektora, przy czym ssanie będzie silniejsze, gdy taśma jest najcieńsza.

Kolektor 16 stanowi dogodnie taśmowy, płytkowy przenośnik członowy lub inny porowaty przenośnik, który może poruszać się w sposób ciągły wokół walców 20,21 i 22.

W czasie pracy urządzenia włókna zbierają się na kolektorze 16 tworząc cienką wstęgą 23, która jest wynoszona do góry przez kolektor i odbierana przez zespół odbierający 24. Z tego miejsca wstęgę można poddać znanym procesom obróbki, takim jak nakładanie krzyżowe i spajanie. Walce 25 działają jako uszczelnienie zapobiegające znaczącemu przedostawaniu się powietrza wokół przenośnika.

182 570

Sekcja zagłębienia 15 obejmuje koryto 26 na dnie obszaru zagłębienia, z zamkniętym jednym końcem i śluzą lub zaworem obrotowym na przeciwległym końcu (nie pokazanym). Przenośnik ślimakowy 27 obraca się w korycie 26 wynosząc przerzut nagromadzony w korycie przez śluzę lub zawór. Ten otwierany koniec może być otwarty stale pod warunkiem, że jego konstrukcja jest taką że tylko ograniczona ilość powietrza może się przezeń przedostać, albo też może być otwierany od czasu do czasu, aby umożliwić wyładowanie przerzutu z koryta za pomocą przenośnika.

Po każdej stronie komory zbierania znajdują się kierujące powietrze przegrody 32 wystające ze ścianki 12 do otwartej krawędzi 33. Takie kierujące powietrze przegrody 32 odchylają się na zewnątrz zasadniczo stożkowo od krawędzi 33 sąsiadującej z otwartym końcem 7 części przędzarkowej 5. Ścianka góma 14 także przebiega zasadniczo stożkowo do góry. Korzystnie kąt, jaki ścianka góma i każda z przegród kierujących powietrze tworzą z kierunkiem osiowym wynosi nie więcej niż około 45°, korzystnie około 15-30°.

Wokół otwartego końca 7 części przędzarkowej 5 znajduje się strefa 35 zbierania przerzutu. Jedną stronę strefy zbierania określa ścianka końcowa 13 komory, a drugą tworzy krawędź 33 i deflektor 32. Przerzut odrzucany promieniowo z przędzarki wpada przez szczelinę pomiędzy krawędzią 33 i ścianką 13 do strefy 35. Ścianka boczna 12 łączy się od środka w pobliżu podstawy z przegrodą 32, tak że przerzut ześlizguje się do dołu w strefie zbierania 35 i opada do koryta 26.

Przędzarka 1 ma zewnętrzną rurową obudowę 40 zamkniętą na tylnym końcu płytą tylną 41 i na przednim końcu płytą przednią 42. Górny pierwszy rotor 43 oraz kolejne rotory 44, 45 i 46 są zamontowane jako kaskada w znany sposób, tak że stop padający na rotor 43 zostaje przyspieszony i odrzucony na rotor 44, przy czym ewentualnie powstaje pewna ilość włókien na rotorze 43, część stopu na rotorze 44 jest odrzucana w postaci włókien, a reszta jest odrzucana na rotor 45. Część stopu na rotorze 45 jest odrzucana w postaci włókien, a reszta jest odrzucana na rotor 46, z którego jest on odrzucany w postaci włókien. Każdy rotor jest zamontowany na wałku 47, który dogodnie obraca się w nieruchomej tulei w łożyskach 49. Wałek jest obracany za pomocą silnika 50, przy czym każdy wałek jest napędzany jednym silnikiem 50. Silniki 50 mogą być zamknięte w obudowie 40, albo też, w razie potrzeby, mogą znajdować się poza płytą tylną 41.

Ważne jest, aby w kanale 9 nie było jakichkolwiek znacznych skierowanych do wewnątrz progów powodujących silne zakłócenie przepływu powietrza przez przód przędzarki. Zakłócenie przepływu w tyle przędzarki jest mniej istotne, toteż dopuszcza się występowanie w tym obszarze niewielkich progów.

Pierścieniowe szczeliny 53, 54, 55 i 56 rozciągają się wokół obrzeży odpowiednio każdego z rotorów 43-46, z tym, że szczelina 53 znajduje się tylko wokół niewielkiego fragmentu zewnętrznej obrzeżnej części rotora 43. Wewnętrzna krawędź każdej szczeliny ma taką samą średnicę jak odpowiadający jej rotor i jest ustawiona współosiowo z nim. W każdej szczelinie znajdują się łopatki 57 regulujące kąt, pod jakim powietrze wydostaje się ze szczeliny. Wszystkie łopatki można zorientować w podobny sposób, albo też można je zorientować pod różnymi kątami, tak aby uzyskać zmienne stopnie stycznego przepływu powietrzu wydostającemu się z każdej szczeliny.

W obudowie 40 znajduje się komora powietrzna 59 kierująca powietrze równocześnie do każdej szczeliny i wydmuchująca je ze szczelin np. z prędkością 100 m/s. Komora ta łączy się z rurą 60 doprowadzającą powietrze, pizez którą powietrze tłoczone jest pod ciśnieniem i z dużąprędkością w kierunku szczelin 53-56. Powietrze to wylatuje jako powietrze pierwotne.

W celu zmodyfikowania przepływu powietrza można je wytłaczać z obudowy w innych położeniach, np. przez otwory 48 połączone z przewodem zasilającym 64, przy czym jest to powietrze wtórne.

Profil zewnętrzny obudowy 40, prawie na całej długości przędzarki ma. kształt odpowiadający jej widokowi z przodu, linia 61. Jednakże gdyby przędzarka przebiegała wzdłuż tej linii aż do rotorów, połączenie tak ukształtowanej obudowy zewnętrznej z płaszczyzną czołową 42 mogłoby spowodować powstanie znaczącego wewnętrznego progu w obszarach 62

182 570 pomiędzy każdą parą sąsiednich rotorów. Z tego względu obudowa w tych obszarach 62 zwęża się pod kątem około 20-30°, tak że powierzchnia płaszczyzny czołowej 42 jest mniejsza od powierzchni całkowitej ograniczonej linią 61. Zwężenie takie zazwyczaj występuje w obszarze oddalonym o 5-10 cm od rotorów.

Jakkolwiek w pokazanym rozwiązaniu przewód 8 i obudowa 40 przędzarki są ułożone równolegle tworząc pierścieniowy kanał z zasadniczo równoległymi ściankami, to kształty ich mogą być różne, pod warunkiem, że będą one wystarczająco opływowe. W przewodzie rurowym 8 znajduje się kielichowe rozszerzenie 63 ułatwiające dopływ powietrza do przewodu. W przędzarce znajdują się dysze 65 natryskujące środek wiążący, współosiowe z każdym z rotorów i umieszczone na ich przedniej krawędzi, zasilane rurą 66 w znany sposób. Dysze natryskujące środek wiążący mogą znajdować się również w innych miejscach na płaszczyźnie czołowej przędzarki i/lub środek ten może być natryskiwany za pomocą dysz umieszczonych wokół przędzarki w otwartym końcu 7 komory przędzarki.

Przędzarka jest zawieszona na płytach lub prętach 70 z boków i z góry przewodu rurowego 8. Mogą to być pręty sztywne, z tym że w razie potrzeby mogą w nich znajdować się elementy umożliwiające zsynchronizowane wydłużanie się i kurczenie, aby umożliwić obracanie przędzarki wokół jej osi podłużnej albo jej oscylację wokół poprzecznej osi poziomej lub osi pionowej. Obracanie wokół osi podłużnej jest użyteczne, gdyż umożliwia to nastawianie kąta A, czyli kąta pomiędzy poziomem i liną łączącą środki rotorów 43 i 44.

W przewodzie rurowym 8 znajduje się otwór 71, przez który można wlewać stop na gómy rotor 43 lub do rynny (nie pokazanej), która prowadzi w kierunku części zbierającej i wprowadza stop na gómy rotor.

W układzie występuje szereg łopatek kierujących 72-79. Ukształtowane są one tak, aby nadać pożądany kierunek przepływu powietrza strumieniowi powietrza, który przepływa przez kanał 9 i prześwit wokół przędzarki. Mogąbyć one zamocowane lub nastawne. Tak np. część powietrza napływającego na łopatki kierujące 72 i 73 można ukierunkować przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, a część napływającą na łopatki 74 i 75 można ukierunkować zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby zwiększyć przepływ powietrza pod przędzarką. Łopatki 77 i 78 mogą być wyprofilowane tak, aby spowodować, że napływające na nie powietrze zostanie ukierunkowane stożkowo do góry, zgodnie z linią gómej ścianki 14 komory. Dobrać można inne kształty łopatek, przy czym są one korzystnie wyposażone w elementy umożliwiające ich ustawienie w czasie działania urządzenia.

Odstęp B w pionie pomiędzy najniższym kolejnym rotorem 46 i dolną częścią ścianki przewodu rurowego 8, jest znacząco większy od odstępu C w pionie pomiędzy najwyższą częścią pierwszego rotora 43 i znajdującą się nad nim częścią przewodu rurowego 8. W rozwiązaniu pokazanym na rysunku stosunek B:C wynosi około 4:1.

Poprzeczna linia pozioma D poprowadzona przez oś drugiego kolejnego rotora 45 (czyli trzeciego rotora w kaskadzie) jest usytuowana zazwyczaj w pozycji znajdującej się w najszerszej części przędzarki lub blisko niej. W takiej pozycji odległość pomiędzy punktami E, w których linia przecina obudowę przędzarki na rysunku, stanowi około 50% całkowitej szerokości komory w tej pozycji. Odstęp, czyli odległość w poziomie pomiędzy rotorem 45 (będącym najniższym kolejnym rotorem z prawej strony) i sąsiadującym bokiem komory na rysunku jest w przybliżeniu taki sam jak odstęp pomiędzy najniższym rotorem z drugiej strony, rotorem 46 i sąsiadującą w poziomie ścianką przewodu 8:

Całkowita powierzchnia przednich płaszczyzn rotorów 43, 44, 45 i 46 stanowi co najmniej 40% maksymalnego przekroju poprzecznego obudowy określonego linią 61, a korzystnie co najmniej 50% maksymalnej powierzchni przednich 10 cm obudowy.

Kąt F pomiędzy kolektorem 16 i poziomem może wynosić np. 70°. Odległość G w linii poziomej od spodu najniższego rotora do przenośnika jest na rysunku w przybliżeniu taka sama jak średnica przewodu rurowego 8, przy czym korzystnie jest ona około 1,5-3 razy (zazwyczaj około dwukrotnie) większa od średnicy przewodu 8. Maksymalna szerokość kolektora 16 jest na rysunku prawie dwukrotnie większa od średnicy przewodu rurowego.

Zamiast lub oprócz montowania przędzarki na podporach 70 umożliwiających obrót lub oscylację, cały przewód 8 można zainstalować z możliwością obrotu lub oscylacji w stosunku

182 570 do części zbierającej 3. Przy takim rozwiązaniu należy zapewnić, aby ruch przewodu względem końcowych ścianek części zbierającej nie spowodował niepożądanego dopływu powietrza. Aby temu zapobiec konieczne może okazać się zastosowanie odpowiednich uszczelnień.

Jeśli pożądane jest zwiększenie wydajności przy zastosowaniu pojedynczej komory zbierania 13, komorę można wyposażyć w dwie części przędzarkowe 5, jak to pokazano na fig. 6. Przędzarka 1A jest usytuowana w części przędzarkowej 5A, a przędzarka IB jest usytuowana w części przędzarkowej 5B, przy czym każda z nich jest skierowana do pojedynczej części zbierającej 3. Część tą można podzielić od strony przędzarkowej ekranu zbierającego za pomocą nachylonych ścianek 80 współpracujących z nachylonymi ściankami 32, tak aby utworzyć rozchodzącą się na zewnątrz komorę zbierania dla każdej przędzarki.

W przędzarce pokazanej na fig. 5 długość przewodu rurowego 8 części przędzarkowej 5 stanowi jedynie połowę długości przędzarki. Może być ona nawet jeszcze krótsza i stanowić np. około 1/4 długości przędzarki, zwłaszcza w przypadku gdy zwiększy się długość i głębokość części kielichowej 63, tak aby stworzyć efekt dyszy w pierścieniowym kołnierzu 9 pomiędzy przewodem rurowym 8 i przędzarką 1.

W przypadku typowej przędzarki typu przedstawionego w WO92/06047 często dogodne jest, aby średnia prędkość powietrza pierwotnego wynosiła około 150 m/s, średnia prędkość osiowa powietrza przepływającego wokół przędzarki wynosiła około 5 m/s, objętość powietrza pierwotnego wynosiła około 15 000 Nm³/godzinę, a objętość powietrza kierowanego około 150 000 Nm³/godzinę. Natomiast w typowym procesie według wynalazku średnia prędkość powietrza pierwotnego może wynosić około 100 m/s, co odpowiada objętości około 5 000 Nm³/godzinę, a średnia prędkość powietrza kierowanego przez kołnierz wokół przędzarki może wynosić około 25 m/s, co odpowiada objętości około 100 000 Nm³/godzing.

W przędzarce opisanej w WO92/06047 ustalone warunki przepływu mogą przeważać w szczelinie powietrza pierwotnego, natomiast nie będą przeważać w powietrzu przepływającym wokół obudowy przędzarki z uwagi na jej nieregularny kształt. Natomiast jeśli taką przędzarkę zmodyfikuje się, ale powietrze skieruje się z ilościowo taką samą prędkością i w takiej samej objętości, ale przez opływowy pierścieniowy kanał zbliżony do kanału 9 na fig. 1 (w celu wyeliminowania turbulencji) przy zachowaniu takiej samej płaszczyzny czołowej przędzarki (tak, że rotory będą zajmować jedynie niewielką część powierzchni w płaszczyźnie czołowej), uzyskać można profil prędkości promieniowej przedstawiony na fig. 7A.

Na tej figurze punkt K odpowiada środkowi szczeliny powietrza pierwotnego, punkt L odpowiada najbardziej oddalonej jej ściance, punkt M odpowiada zewnętrznej krawędzi obudowy 1, a punkt N odpowiada wewnętrznej powierzchni ścianki przewodu rurowego 8. Linia ciągła reprezentuje prędkość powietrza w płaszczyźnie czołowej obudowy przędzarki, czyli prędkość, z jaką powietrze pierwotne wydostaje się ze szczeliny. Linia przerywana reprezentuje typowy profil prędkości w pewnej odległości od frontu szczeliny. Można stwierdzić, że w dalszym ciągu występuje bardzo ostry gradient prędkości i w związku z tym występuje bardzo silna tendencja do pojawienia się turbulencji przed przędzarką, całkiem blisko rotorów przędzarki.

Należy zdawać sobie sprawę, że w praktyce w przypadku znanej przędzarki nie. uzyska się przepływów powietrza pokazanych na fig. 7A, gdyż przepływ powietrza pomiędzy M i N jest przepływem burzliwym, co jeszcze bardziej zwiększa turbulencję przed przędzarką,

W typowym procesie według wynalazku zwiększona możliwość regulacji procesem oraz bardziej opływowy charakter urządzenia umożliwiają zastosowanie takich odpowiednich przepływów powietrza, że typowo powietrze pierwotne przepływa z prędkością około 100 m/s, co odpowiada objętości około 5 000 Nm³/godzinę, a powietrze kierowane przepływa z prędkością około 25 m/s, co odpowiada objętości około 100 000 Nm³/godzinę, przy czym powietrze kierowane i powietrze pierwotne znajdują się bardzo blisko siebie. Wyidealizowany profil prędkości takich przepływów powietrza przedstawiono schematycznie na fig. 7B, przy czym K i N oznaczają te same punkty, co na fig. 7A, a, P odpowiada ściance na zewnątrz szczeliny i na zewnątrz obudowy przędzarki. Linia ciągła dotyczy przepływu powietrza w płaszczyźnie czołowej przędzarki, a linia przerywana dotyczy przepływu powietrza w części zbierającej przed przędzarką,. Można stwierdzić, że gradient prędkości może nie zawierać

182 570 obszaru, w którym gradient jest wyjątkowo stromy, tak że skłonność do wystąpienia turbulencji jest znacznie mniejsza.

Przykład

Zastosowano urządzenie przedstawione na fig. 1-4, w którym

A=15°

B:C = 6 powierzchnia rotora = 0,20 m powierzchnia przekroju przędzarki = 0,35 m² powierzchnia przekroju przewodu = 1,54 m² średnice rotorów 1,2,3,4 = odpowiednio 185,250, 310,330 mm pola przyspieszeń rotorów= odpowiednio 36,49, 72, 89 km/s² przepływ powietrza pierwotnego = 4150 NmTh przepływ powietrza kierowanego = 90000 Nm³/h prędkość podawania stopu = 4500 kg/h gramatura wstęgi = 250 g/m² jakość produktu - wytrzymałość na rozciąganie związanego wyrobu = 10-12 kN/m² po 60% ściśnięciu.

182 570

Fig.3

182 570

Fig.4

Fig.5

182 570

Fig.7A Fig.7B

182 570

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 6,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych, zawierające co najmniej jedną przędzarkę wirówkową mającą przedni koniec, pierwszy obracający się rotor lub zestaw obracających się rotorów obejmujący pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, przy czym rotor lub każdy z rotorów jest zamontowany obrotowo wokół zasadniczo poziomej osi przed przednim końcem, a stop wylewany na pierwszy rotor jest odrzucany w postaci włókien lub, w przypadku zestawu rotorów, jest odrzucany na następny lub kolejno na każdy z następnych rotorów oraz jest odrzucany z następnego lub każdego z następnych rotorów i ewentualnie z pierwszego rotora w postaci włókien, elementy doprowadzające powietrze pierwotne co najmniej w zewnętrznych obwodowych obszarach przędzarki związanych z pierwszym rotorem lub, w zestawie rotorów, z każdym następnym rotorem oraz ewentualnie z tym pierwszym rotorem do wdmuchiwania powietrza pierwotnego zasadniczo osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów, przy czym elementy doprowadzające powietrze pierwotne są połączone, oraz silnik obracający rotor lub każdy z rotorów, oraz komorę mającą część zbierającą zawierającą koniec przędzarkowy sąsiadujący z przędzarką wirówkową i rozciągającą się do przodu od końca przędzarkowego, i która zawiera boczne i górne ścianki oraz pochyloną ku górze podstawę wyznaczoną przez kolektor zamontowany w celu przejmowania włókien wydmuchiwanych przez co najmniej jedną przędzarkę i wynoszenia włókien w postaci wstęgi z komory, oraz środki ssące wywołujące ssanie przez kolektor, znamienne tym, że komora (2) ma również część przędzaikową (5), która ma koniec tylny (6), zasadniczo otwarty do atmosfery, oraz przedni koniec (7), otwarty od strony części zbierającej (3) i łączący się z nią, oraz zasadniczo rurowy przewód (8), rozciągający się pomiędzy przednim końcem (7) i tylnym końcem (6), część zbierająca (3) komory jest zasadniczo zamknięta dla wlotu powietrza z wyjątkiem powietrza wtłaczanego przez przędzarkę (1) oraz powietrza zasysanego przez rurowy przewód (8) oraz, ewentualnie, mniejszej, nie powodującej zakłóceń, ilości powietrza zasysanego lub wtłaczanego przez kanały uzupełniającego powietrza w przędzarkowym końcu (13) części zbierającej (3), przedni koniec co najmniej jednej przędzarki (1) i przedni koniec (7) części przędzarkowej (5) są usytuowane tak, że pomiędzy nimi tworzy się zasadniczo pierścieniowy kołnierz (9), przy czym co najmniej 50% powierzchni przekroju poprzecznego przedniego końca (7) części przędzarkowej jest otwarta dla przepływu powietrza zasysanego przez część przędzarkową przez pompę ssącą (19), oraz co najmniej jedna przędzarka (1) i rurowy przewód (8) są skonstruowane tak, aby zapewnić warunki zasadniczo ustalonego przepływu powietrza przez kołnierz (9).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej jedną przędzarkę (1) stanowi przędzarka kaskadowa mająca obudowę (40), która jest zasadniczo zamknięta dla swobodnego osiowego przepływu powietrza przez obudowę i która ma przedni koniec (7), tylny koniec (6) i zasadniczo rurową ściankę, która rozciąga się pomiędzy płaszczyzną przednią i tylnym końcem, pierwszy rotor (43) oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów (44, 45, 46), z których każdy jest zamontowany w obudowie (40) tak, że obraca się przed przednią płaszczyzną wokół zasadniczo poziomej osi, oraz ustawiony tak, że stop wylany na pierwszy rotor (43) jest odrzucany na następny lub kolejno na każdy z następnych rotorów i jest odrzucany z następnego lub każdego z następnych rotorów (i ewentualnie z pierwszego rotora) w postaci włókien, a szczeliny (53, 54, 55, 56) doprowadzające powietrze pierwotne związane z następnym lub każdym z następnych rotorów (oraz ewentualnie z pierwszym rotorem) do wdmuchiwania powietrza zasadniczo osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów co najmniej w zewnętrznie zwróconych do siebie obszarach rotora lub każdego z rotorów, oraz napędzające rotory silniki (50) usytuowane w obudowie lub zasadniczo w obszarze obrzeża tylnego końca obudowy.

182 570
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i jednego lub większej liczby następnych rotorów stanowi 40-95% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej przez obudowę (40).
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów stanowi 50-90% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej w odległości 10 cm od przodu obudowy (40).
5. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że obudowa (40) ma zasadniczo równoległe boki prowadzące od płaszczyzny przedniej do miejsca w tylnym końcu lub w jego sąsiedztwie.
6. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów stanowi 55-85% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej przez obudowę.
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że silnik (50) dla każdego rotora jest zasadniczo współosiowy z tym rotorem.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zawiera zespół do indywidualnego nastawiania prędkości obrotowej jednego lub większej liczby rotorów niezależnie od jednego lub większej liczby innych rotorów.
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera element doprowadzający powietrze wtórne do wdmuchiwania powietrza osiowo do przodu dla doprowadzania włókien z przędzarki w kierunku kolektora (16).
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że elementy doprowadzające powietrze wtórne znajdują się w przędzarce (1).
11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przędzarka (1) jest zamontowana tak, że odległość w pionie pomiędzy najniższym kolejnym rotorem a najniższą częścią rurowego przewodu (8) części przędzarkowej (5) jest co najmniej 1,5 razy większa od odległości w pionie pomiędzy szczytem pierwszego rotora a najwyższą częścią przewodu rurowego (8).
12. Urządzenie według zastrz. 1 albo 11, znamienne tym, że przędzarka (1) jest zawieszona w części przędzarkowej (5) z boków i/lub z górnych części przewodu rurowego (8).
13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma zespół (70) do wywoływania oscylacji przędzarki (1) względem części przędzarkowej (5) wokół zasadniczo pionowej osi o kąt oscylacji 5-30°.
14. Urządzenie według zastrz. 1 albo 12, znamienne tym, źe ma zespół (70) do wywoływania oscylacji przędzarki (1) z częścią przędzarkową (5) wokół zasadniczo pionowej osi o kąt oscylacji 5-30°.
15. Urządzenie według zastrz. 1 albo 12, znamienne tym, że ma zespół (70) do obracania przędzarki (1) wokół zasadniczo poziomej osi, która jest zasadniczo równoległa do osi obrotu rotorów.
16. Urządzenie według zastrz. 1 albo 12, znamienne tym, że ma zespół (70) do wywoływania oscylacji przędzarki (1) wokół zasadniczo poziomej osi, która jest zasadniczo prostopadła do osi obrotu rotorów.
17. Urządzenie według zastrz. 1 albo 12, znamienne tym, źe zawiera łopatki kierujące (72-76) przy przednim końcu części przędzarkowej (5) lub w jego sąsiedztwie, z których każda nadąje nieosiowy ruch osiowej składowej powietrza przepływającego przez przedni koniec (7) części przędzarkowej (5) do części zbierającej.
18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że łopatki kierujące (72-76) są usytuowane na wewnętrznej powierzchni ścianki przewodu rurowego (8) i są ukształtowane lub nastawiane tak, aby zapewnić różny nieosiowy ruch różnym osiowym składowym powietrza przepływającego przez przedni koniec (7) części przędzarkowej (5).
19. Urządzenie według zastrz. 17 albo 18, znamienne tym, że łopatki kierujące (72-76) są usytuowane tak, aby nadać skierowaną na zewnątrz zasadniczo stożkową składową powietrzu przepływającemu z przedniego końca (7) części przędzarkowej (5) do części zbierającej.
20. Urządzenie według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że część zbierająca (3) komory jest zasadniczo zamknięta dla dostępu powietrza z wyjątkiem

182 570 powietrza tłoczonego do przodu z przędzarki (1) oraz powietrza zasysanego przez prześwit w przednim końcu (7) części przędzarkowej (5).
21. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera zasadniczo równoległy bocznikowany, zasadniczo pierścieniowy kanał określony od zewnątrz przez zasadniczo przewód rurowy (8) części przędzarkowej (5) oraz od wewnątrz przez przędzarkę wirówkową, przy czym kanał ten prowadzi z zasadniczo otwartego tylnego końca (6) do kołnierza (9).
22. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kolektor (16) jest ustawiony w komorze zbierania pod kątem 60 - 120° do poziomu.
23. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że zawiera jedną przędzarkę odśrodkową! że odległość w poziomie od dna najniższego z kolejnych rotorów do kolektora (16) wynosi od 0,3 W do W, przy czym W stanowi maksymalną szerokość otwartego końca jednej części przędzarkowej
24. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że szerokość kolektora (16) wynosi od 1,1 W do 2 W, przy czym W stanowi maksymalną szerokość otwartego końca jednej części przędzarkowej (5).
25. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że boczne ścianki (12) komory (2) lub kierujące powietrze przegrody w bocznych ściankach rozchodzą się na zewnątrz zasadniczo stożkowo od miejsca sąsiadującego z otwartym końcem części przędzarkowej (5) i górnej ścianki części zbierającej, rozchodząc się zasadniczo stożkowo do góry od otwartego końca części przędzarkowej (5).
26. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera co najmniej dwie przędzarki kaskadowe, z których każda znajduje się w swojej części przędzarkowej (5), przy czym części przędzarko we (5) są usytuowane zasadniczo równolegle względem siebie i każda jest otwarta od strony przędzarkowego końca części zbierającej (3).
27. Sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych w urządzeniu zawierającym co najmniej jedną przędzarkę wirówkową mającą przedni koniec, pierwszy obracający się rotor lub zestaw obracających się rotorów obejmujący pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, przy czym rotor lub każdy z rotorów jest zamontowany obrotowo wokół zasadniczo poziomej osi przed przednim końcem, a stop wylewany na pierwszy rotor jest odrzucany w postaci włókien lub, w przypadku zestawu rotorów, jest odrzucany na następny lub kolejno na każdy z następnych rotorów oraz jest odrzucany z następnego lub każdego z następnych rotorów i ewentualnie z pierwszego rotora w postaci włókien, elementy doprowadzające powietrze pierwotne co najmniej w zewnętrznych obwodowych obszarach przędzarki związanych z pierwszym rotorem lub, w zestawie rotorów, z każdym następnym rotorem oraz ewentualnie z pierwszym rotorem do wdmuchiwania powietrza pierwotnego zasadniczo osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów, przy czym elementy doprowadzające powietrze pierwotne są połączone, oraz silnik obracający rotor lub każdy z rotorów, oraz komorę mającą część zbierającą zawierającą koniec przędzarkowy sąsiadujący z przędzarką wirówkową i rozciągającą się do przodu od końca przędzarkowego, i która zawiera boczne i górne ścianki oraz pochyloną ku górze podstawę wyznaczoną przez kolektor zamontowany w celu przejmowania włókien wydmuchiwanych przez co najmniej jedną przędzarkę i wynoszenia włókien w postaci wstęgi z komory, oraz pompy ssące wywołujące ssanie przez kolektor, obejmujący wylewanie stopu na pierwszy rotor, który to rotor lub rotory wirują, formowanie i usuwanie włókna z pierwszego rotora lub, w zestawie rotorów z następnego lub każdego z następnych rotorów, i ewentualnie z pierwszego rotora tłocząc powietrze pierwotne przez elementy doprowadzające powietrze pierwotne, oraz zbieranie włókna w postaci wstęgi na kolektorze z wykorzystaniem ssania przez kolektor i przenoszenie wstęgi z komory na kolektorze, znamienny tym, że stosuje się urządzenie, w którym komora ma również część przędzarkową (5), która ma koniec tylny (6), zasadniczo otwarty do atmosfery, oraz przedni koniec (7), otwarty od strony części zbierającej (3) i łączący się z nią, oraz zasadniczo rurowy przewód (8), rozciągający się pomiędzy przednim końcem (7) i tylnym końcem (6), część zbierająca (3) komory jest zasadniczo zamknięta dla wlotu powietrza z wyjątkiem powietrza wtłaczanego przez przędzarkę (1) oraz powietrza zasysanego przez rurowy przewód (8) oraz, ewentualnie, mniejszej, nie powodującej zakłóceń,

182 570 ilości powietrza zasysanego lub wtłaczanego przez kanały uzupełniającego powietrza w przędzarkowym końcu (13) części zbierającej (3), przedni koniec co najmniej jednej przędzarki (1) i przedni koniec (7) części przędzarkowej (5) są usytuowane tak, że pomiędzy nimi tworzy się zasadniczo pierścieniowy kołnierz (9), przy czym co najmniej 50% powierzchni przekroju poprzecznego przedniego końca (7) części przędzarkowej jest otwarta dla przepływu powietrza zasysanego przez część przędzarkową przez pompę ssącą (19), oraz co najmniej jedna przędzarka (1) i przewód rurowy (8) są skonstruowane tak, aby zapewnić warunki zasadniczo ustalonego przepływu powietrza przez kołnierz (9), oraz że sposób obejmuje zasysanie powietrza przez kołnierz (9) w warunkach zasadniczo ustalonego przepływu oraz ze średnią osiową prędkością stanowiącą 5-40% średniej osiowej prędkości powietrza pierwotnego wydmuchiwanego przez elementy doprowadzające powietrze pierwotne.
28. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że średnia osiowa prędkość powietrza zasysanego przez otwarty przekrój poprzeczny wynosi 5-50 m/s, a prędkość osiowa powietrza pierwotnego wydmuchiwanego przez elementy doprowadzające wynosi 60-170 m/s.
29. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że prędkość osiowa powietrza pierwotnego wydmuchiwanego przez elementy doprowadzające wynosi 70-120 m/s, a prędkość osiowa powietrza zasysanego przez otwarty przekrój poprzeczny stanowi 10-30% prędkości osiowej powietrza pierwotnego wydmuchiwanego przez elementy doprowadzające powietrze i wynosi 10-35 m/s.
30. Sposób według zastrzeżeń 27 albo 28, albo 29, znamienny tym, że objętość powietrza (Nm³/s) tłoczonego przez przędzarkę stanowi mniej niż 8% objętości powietrza zasysanego przez, prześwit
31. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że ustalone warunki przepływu powietrza przez kołnierz oraz doprowadzanie powietrza pierwotnego są takie, że zasadniczo nieburzliwe warunki przeważają w tym obszarze w komorze zbieranią w którym powietrze pierwotne wstępnie łączy się z powietrzem z kołnierza.
32. Urządzenie do wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych stanowiące przędzarkę kaskadową mającą pierwszy rotor oraz jeden lub większą liczbę kolejnych rotorów, z których każdy jest zamontowany przed czołową płaszczyzną obrotowo wokół zasadniczo poziomej osi, oraz ustawiony tak, że stop wylany na pierwszy rotor jest odrzucany kolejno na każdy z następnych rotorów i jest odrzucany z następnych rotorów (i ewentualnie z pierwszego rotora) w postaci włókien, oraz elementy doprowadzające powietrze pierwotne związane z następnym lub każdym z następnych rotorów (i ewentualnie z pierwszym rotorem) do wdmuchiwania powietrza osiowo do przodu po powierzchni rotora lub każdego z rotorów co najmniej w zewnętrznie zwróconych do siebie obszarach rotora lub każdego z rotorów, znamienna tym, że ma obudowę (40), która jest zasadniczo zamknięta dla swobodnego osiowego przepływu powietrza przez obudowę i która zawiera płytę przednią (42), płytę tylną (41) i zasadniczo rurową ściankę obudowy (40), która rozciąga się pomiędzy płaszczyzną przednią i tylnym końcem i która zasadniczo zapewnia przepływ laminamy powietrza przepływającego osiowo na zewnątrz obudowy, oraz napędzające rotory silniki (50) usytuowane w obudowie lub zasadniczo w obszarze obrzeża tylnego końca obudowy, przy czym całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów (43, 44, 45, 46) stanowi co najmniej 40% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonego przez ściankę rurową obudowy (40).
33. Urządzenie według zastrz. 32, znamienne tym, że całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów stanowi 50-90% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej w odległości 10 cm od przodu obudowy.
34. Urządzenie według zastrz. 32 albo 33, znamienne tym, że obudowa ma zasadniczo równoległe boki prowadzące od płaszczyzny przedniej do miejsca w tylnym końcu lub w jego sąsiedztwie.
35. Urządzenie według zastrz. 32 albo 33, albo 34, znamienne tym, że całkowita powierzchnia przekroju poprzecznego pierwszego i następnych rotorów stanowi 55-85% maksymalnej powierzchni przekroju poprzecznego określonej przez obudowę.

182 570
36. Urządzenie według zastrzeżeń 35, znamienne tym, że silnik (50) dla każdego rotora jest współosiowy z tym rotorem
37. Urządzenie według 36, znamienne tym, że dodatkowo zawiera zasadniczo rurowy przewód (8), który otacza obudowę określają: prześwit wokół obudowy, otwarty na przednim końcu i na tylnym końcu.
38. Urządzenie według zastrz. 37, znamienne tym, że zawiera zespół do wywoływania oscylacji przędzarki względem rurowego przewodu (8) wokół zasadniczo pionowej osi lub wokół zasadniczo poziomej osi.
39. Urządzenie według zastrz. 37 albo 38, znamienne tym, że przędzarka jest zawieszona w przewodzie.
40. Urządzenie według zastrz. 39, znamienne tym, że prześwit wokół obudowy stanowi 50-95% przekroju poprzecznego przedniego końca przewodu rurowego (8).

* * *