FI75796B - Foerfarande och anordning foer frmastaellning av glasfibrer. - Google Patents

Description

1 75796

Menetelmä ja laite lasikuitujen valmistamiseksi

Tekninen kenttä

Keksintö on parannus kuitujen valmistamisessa sulasta 5 materiaalista ja tarkemmin sanoen kvartsipitoisesta materiaalista, kuten lasista, ja se minimoi tulvimisen ja pisaroiden aiheuttamat prosessikatkot. Keksinnön kohteena on erityisesti menetelmä ja syötin lasikuitujen valmistamiseksi syöttämällä sulan lasin muodostamia virtoja. Virtoja muo-10 dostavassa elimessä olevista rei'istä ja lasikuitujen ohen-tamiseksi virroista.

Tekninen tausta

Valmistettaessa jatkuvia lasikuituja on tavanomaista laskea yksittäisiä sulan lasin virtoja sähköllä lämmitetyn, 15 platinaseoksesta tehdyn syöttimen tai hoikin pohjaseinässä olevista, toisiaan lähellä olevista aukoista. Syöttimen yhteydessä oleva laite vetää tai ohentaa virrat kuiduiksi, jotka voivat olla joko jatkuvia tai epäjatkuvia.

Yleisessä käytössä on kahdentyyppisiä jatkuvan kuidun 20 syöttimiä, joista ensimmäisessä, tavanomaisessa ja laajemmin käytetyssä käytetään pohjaiseinää, jonka ulkopinnan esiintyöntyvissä rei’itetyissä ulkonemissa tai kärjissä on lasivirran purkausaukkoja, ja toisessa myöhemmin kehitetyssä, käytetään rei'itettyä pohjaseinää, jonka ulkopinta on 25 tasainen. Ensin mainittu tyyppi tunnetaan "kärjellisenä" syöttimenä ja esimerkkejä siitä esitetään Russelin uudistetussa patentissa n:o 24 060 sekä Glaserin ja muiden patenteissa 4 222 757 ja 4 321 074. Toinen tyyppi tunnetaan "kär-jettömänä" syöttimenä ja sellainen syötin tai holkki esite-30 tään Stricklandin patentissa 3 905 790.

Kolmannentyyppisessä jatkuvan kuidun syöttimessä käytetään suurennettuja riippuvia "kärkiä", joista kussakin on useita reikiä, jotka ovat kärjettömiä. Sen vuoksi on tämä syötin sekamuotoinen "kärjellinen kärjetön" syötin.

35 Tätä ennen tulvivat kärjettömät syöttimet käyntiinpa- nossa ja kuidun valmistuksen aikana, jos kuitu katkesi. Tulviminen hidastaa käyntipanoa ja keskeyttää kuidun muodostu- 2 75796 misen, sen jälkeen kun kuidun ohennusvaihe on alkanut. Vastakohtana tähän eivät kärjettömät syöttimet ole niin alttiita tulvimiselle. Erilliset purkautuneet sulan lasin virrat eristetään kärjellisten syöttimien rei'itettyjen ulkonemien 5 päätyalueella, mikä estää sulan lasin liikettä valumaan poh-jaseinän ulkopinnalle. Kärjettömissä syöttimissä ei ole tätä virraneristämisgeometriaa.

Näitä eri tyyppisiä syöttimiä ovat vaivanneet pienet lasipallot, jotka putoavat kuitujen "huntuun" kuitujen ohen-10 tamisen aikana. Kun kuitu katkeaa kuidun ohentamisen aikana, valuu katkenneeseen kuituun liittyvästä aukosta sulaa lasia, joka muodostaa pienen pallon tai pisaran, joka kasvaa, kunnes sen massa saa sen putoamaan pois aukosta ohennettaviin kuituihin. Tulvimisen tavoin keskeyttävät pisarat kuitujen 15 tuotannon. Jopa yksi ainoa huntuun tuleva pisara saa muut kuidut katkeamaan, mistä on seurauksena valmistuksen keskeytyminen, jota jatkuu, kunnes koko syötin on käynnistettävä uudelleen.

Keksinnön selitys 20 Tämä keksintö ehdottaa parannusta lasikuidun muodosta mis- tai ohentamislaitteessa ja -prosesseissa. Parannus aikaansaadaan patenttivaatimukissa 1 ja 11 esitetyillä tunnusmerkeillä. Keksinnön edullinen, nimenomaisesti esitetty suoritusmuoto käsittää kaikki edellä selitetyt kuidunmuodostus-25 järjestelmät, joissa syöttimessä pidetty sula lasimassa syötetään hoikin pohjan muodostavalle rei'itetylle levylle ja sulat lasivirrat tulevat ulos reikälevyn rei'istä tullakseen ohennetuiksi kuiduiksi reikälevyn alaulkopinnassa olevista kuidunmuodostuskartioista.

30 Kuidun ohentamisen aikana alentaa keksinnön prosessi reikälevyn yläpuolella olevan sulan lasin paineen paineeseen, joka on pienempi kuin ohentumisen keskeytyessä muodostuneen pienen pallon tai helmen sisäinen paine, mutta suurempi kuin muotokartioiden sisäinen paine ohentamisen aikana, ja pitää 35 lisäksi reikälevyn alapinnan ja muotokartiot lämpötilassa, jossa sula lasi ei virtaa reikälevyn alapinnan poikki. Reikälevyn yläpuolella olevan sulan lasin paine ei riitä ylit- 3 75796 tämään missä tahansa reiässä tapahtuneen kuidun ohentamisen keskeytyksen yhteydessä muodostuneen sulan lasipallon tai -helmen sisäistä painetta, ja pieni pallo tai helmi ei kasva eikä putoa, koska yläpuolella olevasta sulasta lasimas-5 sasta, jonka paine on pienempi ei voida syöttää lisää lasia siihen. Lisäksi on reikälevyn ja pienen pallon tai helmen lasin lämpötila riittävän matala, niin että pieni pallo tai helmi ei leviä poikki levyn tai valu. Tästä on seurauksena, että kuidun muodostuksen keskeytyessä muodostunut pieni pal-10 lo tai helmi ei häiritse kuitujen jatkuvaa ohentamista reikälevyn muissa rei'issä. Pieni pallo tai helmi joko jää paikalleen tai itse asiassa siirtyy ylöspäin yläpuolella olevaan reikään vasten reikälevyn yläpuolella olevan sulan lasin pienempää painetta.

15 Tämän jälkeen erityisesti esitettävä tämän keksinnön laite käsittää sulaan lasimassaan, reikälevyn yläpuolelle sijoitetun rei’itetyn painelevyn, jonka tehtävänä on saada jatkuvan toiminnan aikana sulassa lasimassassa aikaan riittävä paineenalennus, niin että paine reikälevyn yläpuolella 20 on olennaisesti ilmakehän paine. Käytettävissä on välineet sulan lasimassan ja reikälevyn lämpötilan ylläpitämiseksi ja valvomiseksi siten, että sulassa lasissa säilyvät oikeat kuidunmuodostuslämpötilat ja että reikälevy jäähdytetään nimenomaisen lasiseos- ja nimenomaisen reikälevyseosyhdistel-25 män oikeaan kostumattomuuslämpötilaan.

Painelevy ja reikälevy lämmitetään mieluummin sähköllä rinnan eri lämpötiloihin, vaikka painelevystä riippumatonta lämmitystä voidaan myös käyttää. Reikälevy jäähdytetään ulkopuolisella jäähdytyksellä, esimerkiksi jäähdytys-30 kaasuvirralla tai ripakilvillä haluttuun kostumattomuuslämpötilaan. Käynnistyksen aikana on paineenalennus painelevyn poikki huomattavasti pienempi kuin paineenalennus normaalin ohennuksen aikana, koska painelevyn reikien kautta virtaa vähemmän sulaa lasia. Sen vuoksi syötin "pisaroi" käynnis-35 tyksessä. Fyysiset järjestelyt voivat tämän keksinnön muissa suoritusmuodoissa vaihdella huomattavasti. Keksintöä voidaan käyttää jatkuvassa tai epäjatkuvassa kuituprosessissa, 4 75796 kuidut voidaan ohentaa mekaanisesti tai kaasun avulla ja la-siseoksia sekä kuitujen halkaisijoita voidaan vaihdella laajasti. Riittää kun sula lasi syötetään reikälevyn reikiin paineessa, joka (a) on pienempi kuin ohentamisen keskeytyes-5 sä muodostuvan pienen helmen sisäinen paine ja (b) suurempi kuin muotokartioiden sisäinen paine keskeytymättömän ohentamisen aikana. Painelevy on yksi esimerkki siitä miten tämä voidaan saada aikaan, ja painelevy voidaan korvata millä tahansa välineellä, joka saa sulan lasin syötössä aikaan pai-10 neen alennuksen, joka on (a) suhteessa sulan lasin virtaus-määrään ja (b) alentaa reikälevyn yläpuolella olevan paineen paineeseen, joka (1) on pienempi kuin missä tahansa reiässä, tuoss reiässä tapahtuneen katkeamisen yhteydessä, muodostuneen pisaran sisäinen paine, kun muut reiät toimi-15 vat normaalisti, ja (2) suurempi kuin kartioiden sisäinen paine jatkuvan ohentamisen aikana. Sellaista paineen alennuksen aiheuttavaa välinettä, kuten yksinkertaista tai moninkertaista virtauksenrajoitinta, lämpöventtiiliä jne. voidaan käyttää, edellyttäen, että käynnistysolosuhteet, jois-20 sa on riittävä paine pisaroiden kasvamiselle, säilyvät. Lisäksi voidaan käyttää tavanomaista kärjellisessä hoikissa käytettyä ripakilpijäähdytystä tämän keksinnön tippumatto-man ominaisuuden aikaansaamiseksi käyttämällä vain tässä esitettyä paineenalennuksen aiheuttavaa välinettä paineen 25 alentamiseksi haluttuun arvoon kär jellisen reiän yläpuolella .

Piirustusten lyhyt selitys

Kuvio 1 on kaavamainen esitys tämän keksinnön mukaisesta lasikuidun ohennuslaitteesta, joka pystyy toteuttamaan tämän keksinnön prosessin, mutta, josta esityksen selvyyden 30 vuoksi on poistettu lämmityslaitteet, ja kuviossa IA on kaavio sulan lasin paineesta osoitetussa kohdassa.

Kuviot 2 ja 2A ovat samanlaisia esityksiä kuin kuviot 1 ja IA ja esittävät hidasta käynnistysvirtausta laitteen läpi.

35 Kuviot 3 ja 3A ovat samanlaisia esityksiä kuin kuviot 1 ja IA ja esittävät jatkuvaa kuidunmuodostusvirtausta laitteen läpi.

5 75796

Kuviot 4 ja 4A ovat samanlaisia esityksiä kuin kuviot 1 ja IA ja esittävät keskeytynyttä kuidunkatkeamisvirtausta laitteen toiminnan aikana.

Kuvio 5 on kuvion 2 kaltainen kaavakuva, kuitenkin 5 niin, että siinä käytetään muodoltaan erilaista kärjellistä reikälevyä.

Kuvio 6 on kuvion 4 kaltainen kaavakuva, kuitenkin niin, että siinä käytetään kuvion 5 kärjellistä reikälevyä.

Kuvio 7 on kaavakuva keksinnön eräästä erilaisesta 10 versiosta, jossa paineen alennus saadaan aikaan sulan lasi-virran tielle asetetulla virtauksen rajoituksella.

Kuvio 8 on kaavakuva keksinnön vielä eräästä muusta versiosta, jossa paineenalennus saadaan aikaan lämpöventtii-lillä.

15 Kuvio 9 on kuvion 1 kaltainen kaavakuva, kuitenkin niin, että se esittää sulan lasin termistä lämmitystä ja jäähdytystä sekä reikälevyn jäähdytystä kaasuvirtaa käyttämällä.

Kuvio 10 on kuvion 9 kaltainen kaavakuva, kuitenkin 20 niin, että siinä käytetään kärjellistä syötintä.

Kuvio 11 on kuvion 10 kaltainen kaavakuva, kuitenkin niin, että siinä käytetään ripakilpiä kärjellisten reikälevyn jäähdytykseen.

Kuvio 12 on kuvion 1 kaltainen kaavakuva, kuitenkin 25 niin, että siinä esitetään paineen ja lämpötilan valvonta-elementtien irroitus laitteesta.

Kuvio 13 on etupystykuva keksinnön periaatteiden mu-. . kaisesta laitteesta valmistamassa jatkuvaa lasikuitua.

Kuvio 14 on suurennettu sivuleikkauspystykuva otettu-30 na pitkin kuvion 13 tasoa 14-14.

Kuvio 15 on osittain leikattu suurennettu etupystykuva kuvioissa 13 ja 14 esitetystä kärjettömästä syöttimestä.

Kuvio 16 on suurennettu leikkauskuva otettuna pitkin kuvion 13 tasoa 16-16.

35 Kuvio 17 on ylöspäin suunnattu kuva kuvioissa 13-16 esitetystä syöttimestä.

Kuvio 18 on pohjakuva syöttimen ylemmästä revitetystä vakioimisosasta.

6 75796

Kuvio 19 on pohjakuva syöttimen keskimmäisestä vakioi-misosasta.

Kuvio 20 on suurennettu leikkauskuva syöttimen pohjasta, jossa pisara on muodostunut poistoaukkoon, jossa kuitu 5 on katkennut.

Tämän keksinnön selittämistä varten on tarpeen ensin tarkastella keksinnön paine- ja lämpötilanäkökohtia ja sitten esittää keksinnön nimenomainen suosittu suoritusmuoto, jossa paine- ja lämpötilanäkökohdat on integroitu toimivaan holkki-10 rakenteeseen.

Sen mukaisesti käsittää tämä esitys kuviot 1-8, joissa selitetään painesuhteet ja ehdotetaan erilaisia menetelmiä haluttujen paineiden ylläpitämiseksi peräkkäisten toiminta-olosuhteiden, kuten käynnistyksen, jatkuvan toiminnan ja 15 keskeytyneen toiminnan tai katkeamisen aikana. Kuviot 9-11 esittävät erilaisia sulan lasin lämmitys- ja jäähdytysmene-telmiä, jotta reikälevyn yläpuolella vallitsisivat kuidun muodostuksen tai ohentamisen edellyttämät toimintalämpötilat ja jotta reikälevyn alapinnalla vallitsisivat kostumatto-20 muuden edellyttämät toimintalämpötilat. Siitä huolimatta, että paineen ja lämpötilan valvontatoiminnot ovat välttämättömiä toimintakykyisen holkkirakenteen aikaansaamiseksi, voidaan toiminnot itse hoikissa fyysisesti erottaa, kuten parhaiten esitetään kuviossa 10. Lisäksi voidaan tämän 25 keksinnön paineenvalvonnan näkökohtia ja menetelmiä haluttaessa käyttää hyväksi tavanomaisten termisten olosuhteiden ja menetelmien kanssa toimintakykyisen hoikin aikaansaamiseksi.

Paras tapa keksinnön toteuttamiseksi 30 Tätä taustaa vasten on tämä esitys jaettu eri jak soihin seuraavasti.

Kuvioiden 1-8 kaavamaisissa kuvissa esitetään tämän keksinnön painevaikutukset yksinkertaistetussa muodossa.

Kuten kuviosta 1 voidaan nähdä, viittaa viitenumero 1 35 hoikkiin, jossa on allas 2, joka sisältää mieluummin ilmakehän paineessa olevaa sulaa lasia alareikälevyn 3 ylä- 7 75796 puolella. Tasaisen reikälevyn 3 yläpuolella on väli- tai painereikälevy 4, joka on yhtä laaja kuin reikälevy 3 ja sen suuntainen. Viitenumero 5 osoittaa painelevyn 4 ja reikälevyn 3 välistä tilaa.

5 Viitekirjain A osoittaa reikälevyn yläpuolella olevan sulan lasin altaan kokonaissyvyyttä, viitekirjain B osoittaa välilevyn 4 yläpuolella olevan lasin syvyyttä ja viitekirjain C osoittaa tilan 5 täyttävän sulan lasin altaan syvyyttä. Altaan 2 tehollista syvyyttä voidaan haluttaessa suu-10 rentaa paineistamalla holkki, suurentamalla lasin syvyyttä jne.

Esimerkkinä käytetyssä kaupallisessa toiminnassa voi lasin kokonaissyvyys A olla noin 20,3-25,4 cm, lasin syvyys B levyn 4 yläpuolella voi olla 16,5-24,8 cm ja mitta C on 15 noin 0,64-3,8 cm. Koska levyillä 3 ja 4 on eri tehtävät (levyn 4 tulee saada aikaan haluttu paineenalennus ja levyn 3 tulee muodostaa haluttu kuitu), voivat reikien koot, etäisyydet ja sijoitukset vaihdella huomattavasti. Kuviossa 1 esitetyssä keksinnön versiossa ovat levyjen 3 ja 4 reiät 20 mieluummin kooltaan ja etäisyyksiltään samanlaisia, muodoltaan pyöreitä, niiden halkaisija on noin 0,381-0,076 cm 2 sekä reikätiheys vähintään noin 5 reikää/cm , ja mieluummin 2 noin 15-47 reikää/cm . Levyjen paksuus voi olla noin 0,381-0,025 cm ja levyt 3 ja 4 voivat olla yhtä paksuja tai 25 eri paksuja.

Kuviossa 1A esitetään lasin paine piirrettynä vaakasuoraan ja lasin syvyys pystysuoraan. Kuvioissa 1A, 2A, 3A ja 4A esitetyt arvot ovat vain indikatiivisia ja kvalitatiivisia, eivät kvantitatiivisia. Tästä on seurauksena, että 30 niillä on vain verrannollinen arvo, ei absoluuttista. Voidaan nähdä, että kun virtaus on nolla laitteen ollessa täynnä lepotilassa olevaa sulaa lasia, on paine reikälevyn 3 (sijainti D) reikien ulostulossa sama kuin paine lasin yläpuolella plus lasimassan nestepaine. Vain esimerkkinä 35 mainittakoon edellä esitetyillä mitoilla, jossa lasin syvyys oli 23,813 cm, on paine kohdassa D ilmakehän paine plus 23,813 cm lasia.

8 75796

Toiminnassa esitetään syöttimen käyntiinpano piirustusten kuviossa 2. Syötin 1 on täytetty sulalla lasilla rajaan A saakka, ja tämä allas 2 sulaa lasia saa levyyn 3 aikaan paineen, joka olennaisesti vastaa levyn päällä olevan 5 lasin koko nestepainetta. Tässä vaiheessa on virtaus levyn 4 aukkojen kautta vähäisempää kuin jatkuvan ohennusvaiheen aikana ja paineenalennus levyn 4 poikki on pienempi.

Lasi yksinkertaisesti valuu hitaasti levyn 3 reikien läpi sulan lasin paineen vaikutuksesta muodostaakseen pisarat 6 10 levyn 3 alapinnalle. Lasin viskositeetti ja nimenomaisen lasiseoksen kostutuskulma reikälevyn 3 nimenomaisen metalli-seoksen kanssa reikälevyn lämpötilassa ovat sellaiset, että lasissa oleva pintajännitys muodostaa erillisen pienen pallon tai pisaran 6 kunkin reiän kohdalle, ja nämä pisarat 15 venyvät erillisesti ulos rei'istä, kuten kuviossa 2 esitetään, muodostaakseen dispergoituneen erillisen pisaran kunkin erillisen reiän kohdalle. Kun pisarat putoavat, ne kerätään yhteen ryhmäksi ja taivutetaan vetimen tai vastaanotto-telan ympäri, jotka tekniikassa hyvin tunnetaan, kuitujen 20 ohentamiseksi erillisistä rei'istä. Vaihtoehtoisesti voidaan kuidut ohentaa kaasuvirrassa.

Siten lähtee sula lasi käyntiinpanossa yksittäisenä pisarana ja erillisenä ohentuneena virtana kustakin reiästä sulan massan 2 paineen vaikutuksesta, jonka paineen määrää 25 massan kokonaissyvyys A sekä paineenalennus levyn 4 poikki. Jos virtauspaineen aleneminen levyn 4 kohdalla on pieni, on paine levyn 3 yläpuolella suurempi kuin levyssä 3 muodostuneen pisaran sisäinen paine, ja sulat lasipisarat puristuvat levyn 3 rei'istä.

30 Kuvio 2A esittää painetta kohdassa E, joka sijaitsee levyn 3 reikien ulostulossa, kun laitetta käytetään sen käynnistysvaiheessa, jota esittää kuvio 2. Sulasta lasimassasta virtaa minimaalisen vähän lasia alaspäin, painelevy 4 aiheuttaa vain vähäisen paineenalennuksen, mikä joh-35 tuu pienestä virtausmäärästä, ja reikälevy 3 aiheuttaa samoin vain minimaalisen laskun paineessa. Paine - edellä mainitussa 9 75796 esimerkissä - pisteessä E on noin ilmakehän paine plus 3,8 cm lasia.

Kuvio 3 esittää kaavamaisesti reiän ja reikälevyn sekä painelevyn yhdistelmän vaikutusta jatkuvan kuidun-5 muodostusvirtauksen aikana sen jälkeen kun syötin on käynnistetty kuvion 2 yhteydessä kuvatulla tarkastellulla tavalla. Kuviossa 3 tapahtuu massassa 3 huomattavaa virtausta alaspäin ja reikälevyn reikien läpi kun kuituja vedetään suurella lineaarinopeudella reikien läpi. Tästä seurauksena oleva 10 sulan lasin virtaus välilevyn 4 läpi aiheuttaa tuloksena paineenalennuksen välilevyn poikki. Johtuen tästä paineen alennuksesta on seurauksena alennettu paine välilevyn 4 ja reikälevyn 3 välisessä tilassa 5. Paineen alennus poikki välilevyn 4 on suhteessa levyn reikien läpi kulkevaan vir-15 tausmäärään. Levy 4 on erityisesti suunniteltu levyn paksuuden, aukkokoon ja aukon tiheyden suhteen kuidunmuodostuksen aikaista virtausmäärää varten, jotta paineen alennus olisi niin suuri, että paine levyn 3 reikien ulostulopäissä on olennaisesti ilmakehän paine ja on kaikissa tapauksissa (a) 20 pienempi kuin reikälevyn 3 yksittäisessä reiässä katkeamisen yhteydessä muodostuvan sulan lasipisaran sisäinen paine ja (b) on suurempi kuin sisäinen kartiopaine jatkuvassa ohen-nuksessa. Jos oletetaan, että kysymyksessä on sula E-lasi ja J-seoksesta tehdyn reikälevyn reiän halkaisija on 0,381 25 cm, on pisaran suurin sisäinen paine ilmakehän paine plus noin 1,27 cm lasia. Samoin olettamuksin, mutta 0,076 cm:n reiällä on pisaran suurin sisäinen paine ilmakehän paine plus noin 6,4 cm lasia.

Sen vuoksi on välilevyn 4 vaikutuksena aiheuttaa 30 paineen alennus sulassa lasimassassa 2 siten, että paine välittömästi reikälevyn 3 yläpuolella on "olennaisesti ilmakehän paine". Ominaispaine levyn 3 yläpinnassa saattaa olla suurempi tai pienempi kuin ilmakehän paine, mutta se on riittävän matala pysäyttämään virtauksen reiän läpi kun 35 katkeamisen yhteydessä muodostuu pisaroita. Välilevyn vaikutus paineen pienentämiseksi tilassa 5 on riippumaton 10 75796 levyjen 3 ja 4 välisestä etäisyydestä, edellyttäen että levyn 3 ja levyn 4 lämpötila pysyy olennaisesti vakiona.

Kun lasikuidut ohennetaan levyn 3 rei'issä tavanomaisella vetomekanismillä, kehittyvät normaalit muotokartiot, 5 joiden yläpäiden halkaisija on olennaisesti sama kuin yläpuolella olevan reiän ja alapäiden halkaisija on sama kuin vedettävän langan. Johtuen pintajännityksestä ja kartioiden läpi ohennettavien kuitujen aiheuttamasta vetojännityksestä on kartioiden sisäinen paine matala, ja se voi olla jopa 10 pienempi kuin ilmakehän paine kohdassa, jota merkitään viitenumerolla 7 (kuvio 6). Sen mukaisesti on suositussa suoritusmuodossa, jossa tilassa 5, välittömästi levyn yläpuolella oleva lasi on olennaisesti ilmakehän paineessa, pystysuora nettovoima, joka painaa lasia levyssä 3 olevien reikien 15 läpi, mikä johtuu kunkin kartion 7 sisällä vallitsevasta pienemmästä sisäisestä paineesta. On selvää, että levyn 3 läpi kulkevan virtauksen määrän määräävät levyn 3 ominaisuudet, esimerkiksi reikäkoko, levyn paksuus, reikätiheys jne., levyn 3 yläpuolella olevan sulan lasin ominaisuudet, esi-20 merkiksi sulan lasin tiheys ja levyn yläpuolella ja kartiossa vallitseva differentiaali- tai nettopaine.

Kuvio 3A esittää painetta pisteessä H, joka sijaitsee levyn 3 reikien ulostulossa, kun laitetta käytetään jatkuvassa vaiheessa, niin että levyn 3 kukin reikä ohentaa kui-25 tua. Näissä olosuhteissa on levyn 3 reikien, samoinkuin levyn 4 läpi virtaava lasimäärä huomattava. Tästä on seurauksena, että sekä levy 3 että levy 4 saavat aikaan huomattavan paineen alenemisen virrassa, ja paineen alenemista levyssä 4 esittää kaavamaisesti suora osa G. G:n osoittaman 30 paineen alennuksen suuruus on niin huomattava, että lasimassan paine levyn 4 alapuolella laskee olennaisesti ilmakehän paineeseen. Johtuen levyjen 3 ja 4 välissä olevan lasimassan paineesta tämä paine hiukan nousee, ja sitten jälleen laskee, kun sula lasi virtaa reikälevyn 3 läpi. Paine pisteessä 35 h on pienempi kuin paine välittömästi levyn 3 yläpuolella. Paine pisteessä H (joka itse asiassa sijaitsee muotokartion 11 75796 7 sisällä) on olennaisesti ilmakehän paine ja se voi olla hiukan suurempi tai pienempi kuin ilmakehän paine, riippuen sellaisista tekijöistä, kuten lasin pintajännityksestä ja vetojännityksestä, kuten edellä selitettiin, eikä sitä yksin-5 omaan määrää paineen alennus reikälevyn 3 poikki. Mainitussa nimenomaisessa esimerkissä, jossa käytettiin esimerkkimitto-ja, on paine pisteessä H noin ilmakehän paine miinus 2,39 cm lasia. Kuviossa 6 esitetään kuvioiden 1-3 hoikin 1 tila, kun yksi tai useampi ohennettava lanka katkeaa tai keskeytyy, 10 niin että kuitua ei enää ohenneta, eikä kartiossa 7 ole veto-jännitystä. Tässä vaiheessa painaa sulan lasin pintajännitys kartion muodon pieneksi palloksi tai pisaraksi 8, joka sijaitsee siinä reiässä, josta kuitua aikaisemmin vedettiin. Tämä tuloksena oleva pisaramuoto johtuu lasin pintajänni-15 tyksestä muodostusvaiheen aikaisessa lämpötilassa, joka pyrkii muodostamaan kartion pallomaiseksi kappaleeksi, jonka pinta-ala on mahdollisimman pieni, ja tämä pintajännitys kehittää ohentamisen puuttuessa pienessä pallossa tai pisarassa 8 positiivisen sisäisen paineen, joka on suurempi kuin 20 levyn 3 yläpuolella olevan sulan lasin paine. Pienen pallon tai pisaran 8 sisäpuolella vallitseva paine voidaan määrätä käyttämällä Youngin ja Laplacen yhtälön kaavaa, jossa todetaan, että painedifferentiaali poikki pienen pallon tai pisaran pinnan on suhteessa tuossa lämpötilassa olevan sulan 25 lasin pintajännityksen suhteeseen pienen pallon tai pisaran keskimääräiseen kaarevuussäteeseen. Tämä ilmiö tunnetaan tekniikassa hyvin.

Pienen pallon tai pisaran 8 sisäinen paine on suurempi kuin paine levyn 3 yläpuolella ja tämä sisäinen paine riittää 30 estämään enempää, alhaisemmassa paineessa levyn 3 yläpuolella olevaa, sulaa lasia kulkemasta sen nimenomaisen aukon läpi, jossa pisara sijaitsee, niin että pisara ei kasva, eikä valu pitkin reikälevyn alapintaa. Pienessä pallossa tai pisarassa vallitseva paine pyrkii painamaan sulan lasin, 35 pisara mukaanluettuna, ylöspäin, vasten sen yläpuolella olevassa tilassa 5 vallitsevaa pienempää painetta, ja pisara 12 75796 saattaa painua ylöspäin yläpuolella oleviin reikälevyn reikiin tai niiden läpi. Aina kun ohennusprosessi keskeytyy jossakin nimenomaisessa reiässä, on siihen reikään muodostuvan pienen pallon tai pisaran 8 paine suurempi kuin sisäinen 5 paine pisteessä 7, viereisen reiän muotokartiossa. Sen vuoksi ei kuidun muodostuksen keskeytyminen missään reikälevyn 3 reiässä keskeytä tai häiritse viereisten tai minkään muun reikälevyssä 3 olevan reiän jatkuvaa kuidun muodostusta.

Kuvio 4A on kaavamainen esitys painesuhteesta kun 10 laite on kuvion 4 esittämässä ohentamisen keskeytysvaiheessa. Tässä on paine pisteessä J levyn 3 reikien ulostulossa olennaisesti ilmakehän paine, kuitenkin suurempi kuin paine kuvion 3A pisteessä H. Jos jäljellä olevia reikiä käytetään ohentamiseen, ei kuidun katkeaminen tai keskeyttäminen yhdes-15 sä reiässä olennaisesti vaikuta levyn 4 läpi kulkevaan vir-tausmäärään, kuten edellä selitettiin, vaan kuvion 4 pienen pallon tai pisaran 8 korkeampi sisäinen paine estää kaiken virtauksen sen reiän kautta, jossa kuitu katkesi. Tästä on seurauksena, että paine ei alene poikki reikälevyn 3 kuidun 20 katkeamisreiän kohdalla, ja paine tuon reiän kohdalla on suurempi kuin ilmakehän paine. Edellä esitetyssä esimerkissä on nimenomaan paine pisteessä J noin ilmakehän paine plus 1,96 cm lasia.

Kuviossa 4 esitetty toiminta kuidun keskeytyksen aika-25 na poikkeaa jyrkästi kuviossa 2 esitetystä toiminnasta käyn-tiinpanon aikana. Ero perustuu siihen paineeseen, joka kohdistuu kuvion 2 pisaraan 6 (s.o. olennaisesti alaspäin suuntautunut pursotuspaine paine-etäisyydellä A) verrattuna kuvion 4 pisaran 8 (johdettu edellisestä kartiosta) altistu-30 miseen välittömästi levyn 3 yläpuolella vallitsevalla pienemmälle paineelle, samalla kun pisaran 8 sisäosa on korkeammassa positiivisessa paineessa. Kuvioissa 1A ja 4A esitettyjen paineiden vertailu tekee nämä paine-erot ilmeisiksi, ja kohdassa G osoitettu paineen aleneminen on täysin ymmär-3 5 rettävä.

Kuviot 5 ja 6 esittävät painesuhteita kärjellisessä 13 75796 syöttimessä, jossa on kärjellisen reikälevyn 3a yläpuolelle sijoitettu välilevy 4a. Kuvioiden 5 ja 6 syöttimen muoto on olennaisesti sama kuin selitettiin kuvioiden 1-4 yhteydessä, lukuunottamatta sitä, että reikätiheys voi, johtuen reikä-5 levyllä 3a olevista kärjistä, olla pienempi. Kuvioiden 5 ja 6 suoritusmuodon toiminta on sama kuin kuvioiden 1-4 suoritusmuodossa. Kuviossa 5 esitetty pisarointi on identtinen kuvion 2 pisaroinnin kanssa, niin että pisarat muodostuvat reikien kärkiin ja venyvät alaspäin keräämistä ja ohentamista 10 varten. Jatkuvassa toiminnassa muodostuu kuhunkin kärkeen muotokartio ja kuidut ohenevat niistä paineen alaisina. Jos kuitu keskeytyy missä tahansa annetussa reiässä, muuttaa sulan lasin pintajännitys kartion pieneksi palloksi tai pisaraksi, jonka sisäinen paine on positiivinen, ja pisara 15 joko pysyy kärjen päässä tai siirtyy ylöspäin kärkeen, vasten reikälevyn 3a yläpuolella vallitsevaa pienempää painetta, kuten kuviossa 6 esitetään. Pieni pallo ei kummassakaan tapauksessa kasva, koska tilasta 5 ei voi virrata mitään alaspäin pieneen palloon. Sekä kuvioiden 5 ja 6 suoritus-20 muodossa että kuvioiden 1-4 suoritusmuodossa virtaa lasi tilasta 5 muihin reikiin, eikä siihen, jossa virtaus kes-keytyi.

Keksinnön siinä versiossa, joka esitetään kuviossa 7 ehdotetaan erityyppistä syötintä, joka käsittää huomattavan 25 syvän, sulaa lasimassaa 12 sisältävän yläsäiliön 11, joka liittyy virtaukseltaan rajoitetun kanavan 13 avulla alempaan syötinosaan 14, joka sisältää sulaa lasimassaa 15 suoraan aikaisemmin kuvatun tyyppisen reikälevyn 3 yläpuolella. Lämmityslevy tai -siivilä 16 on pienellä etäisyydellä reikä-30 levyn 3 yläpuolella varmistamassa, että reikälevyn kohdalla on sulaa lasia kuidunmuodostuslämpötilassa. Rajoittimen 13 poikkileikkauksen muoto ja koko sekä rajoittimen korkeus riittävät saamaan aikaan lasimassojen 12 ja 15 välillä niin suuren paineenalennuksen, että välittömästi reikälevyn 3 35 yläpuolella olevan sulan lasin paine alenee aikaisemmin käsiteltyihin arvoihin, s.o. noin ilmakehän paineeseen, ja 14 75796 joka tapauksessa pienemmäksi kuin sen pisaran sisäinen paine, joka muodostuu mihin tahansa levyn 3 siihen reikään, jossa katkeaminen tapahtuu, mutta suurempi kuin kartioiden sisäinen paine jatkuvan ohentamisen aikana. Sen vuoksi virtauksen 5 rajoitin 13 toimii vaihtoehtona aikaisemmin selitetylle painelevylle estäessään "pisaroinnin" missä tahansa levyn 3 reiässä, jossa ohentaminen on keskeytynyt.

Kuvio 8 esittää keksinnöstä vielä erään version, joka on samanlainen kuin kuvion 7, mutta jossa käytetään lämpö-10 venttiiliä. Holkki käsittää jälleen ylä- ja alaosat 11 ja 14, joissa on sulat lasimassat 12 ja 15, vastaavasti, ja ala-reikälevy 3 on lähellä lämmityslevyä 16, sen alapuolella. Sulat lasimassat 12 ja 15 on yhdistetty kanavalla 17, jonka ei sinänsä tarvitse suorittaa kriittistä paineenalennustoi-15 mintoa. Kanavaa 17 ympäröi nestejäähdytetty lämmönsiirrin-kierukka 18, jonka kautta jäähdytysiimaa, -vettä tai muuta virtaavaa väliainetta kierrätetään jäähdyttämään kanavan 17 kautta virtaavaa ilmaa. Lämmityskierukka 19, jonka päät on liitetty sopivaan sähkölähteeseen, ympäröi tiukasti kanavaa 20 17 lämmittääkseen kanavan 17 kautta virtaavaa lasia siirtä mällä lämpöä johtamalla ja säteilemällä kanavan seinien läpi. Sulaan lasimassaan 15 on sijoitettu, mieluummin lämmitys-levyn 16 ja reikälevyn 3 väliin, lämpöparisäädin 20 ylläpitämään tarvittavaa lasin lämpötilaa välittömästi reikä-25 levyn 3 yläpuolella. Lämpöparisäädin 20 voi ohjata lämmön- siirrintä 18, lämmityskelaa 19 tai lämmityslevyä 16 tai kaikkia niitä. Lämmittämällä ja jäähdyttämällä kanavaa 17 voidaan sen kautta virtaavan sulan lasin viskositeettia säätää, niin että levyn 3 yläpuolella olevan sulan lasimassan 15 30 paine säilyy haluttuna. Jäähdyttämällä kanavaa estetään sulan lasin virtausta, jotta paineen alennus olisi suurempi. Käänteisesti saadaan paineen alennus pienemmäksi lämmittämällä kanavaa. Lämmityskierukkaa 19 ja jäähdytyskierukkaa 18 käytetään mieluummin pitämään paine massassa 15 ja välittö-35 mästi reikälevyn 3 yläpuolella olennaisesti ilmakehän paineessa, ja joka tapauksessa pitämään paine levyn 3 ylä- 15 75796 puolella (a) pienempänä kuin sen pisaran tai pienen pallon sisäinen paine, joka muodostuu levyn 3 reikään ohentumisen keskeytyksen yhteydessä, kuten edellä on selitetty, ja (b) suurempana kuin kartion sisäinen paine jatkuvan ohentamisen 5 aikana. Lämmityslevyä 16 käytetään varmistamaan, että välittömästi levyn 3 yläpuolella oleva sula lasi on sen halutussa, kuituja muodostavassa lämpötilassa. Käyttämällä hyväksi virtauksen rajoitinta 13 ja kuvion 8 lämpöventtiiliä voidaan koko lasisulassa ylläpitää oikeata ja haluttua paineenalen-10 nusta, jotta voitaisiin saavuttaa aikaisemmin tarkastellun painelevyn 4 edut. Lämpölevyllä 16 joko voidaan tai ei voida aiheuttaa olennainen paineenalennus lasisulassa 15 ja sen tehtävänä onkin ensi sijassa varmistaa, että reikälevyn 3 kohdalla oleva sula lasi on halutussa kuitujamuodostavassa 15 lämpötilassa.

Lämpötilasuhteet

Kuvioissa 9-12 esitetään useita tapoja erilaisten kärjettömien ja kärjellisten hoikkien 1 sisäpuolella vallitsevan lämpötilan ohjaamiseksi sekä hoikin komponenttien 20 suhteelliset lämmitysarvot.

Kuviossa 9 sisältää holkki 1 reikälevyn 3 yläpuolella olevan sulan lasimassan 2, joka voi olla peräisin mistä tahansa sopivasta lähteestä, esim. sulatettu lasikuulista tai johdettu suorasulatusuunista. Välilevyn 4 ja reikälevyn 25 3 muoto, reikäkoko ja reikätiheys ovat samat kuin edellä selitettiin kuvioiden 1-4 yhteydessä.

Sekä hoikin reikälevy 3 että välilevy 4 on kytketty rinnan tasavirtasähkölähteeseen, kuten kuviossa 9 esitetään. Levyjen lämmitysaste on yleensä suhteessa niiden vastaaviin 30 paksuuksiin. Kuvion 9 suoritusmuodossa on välilevy mieluummin paksumpi kuin reikälevy, niin että välilevy lämmittää lasisulaa suuremmassa määrin kuin reikälevy.

Reikälevyn 3 ulkopintaa jäähdytetään ilmalla tai jollain muulla jäähdytyskaasulla, joka ohjataan vasten levyn 35 alapintaa puhaltimen suulakkeesta 9. Suulakkeesta 9 tuleva kaasu lähtee mieluummin useista ulostuloaukoista ja pyyhkii 16 75796 reikälevyn olennaisesti koko alapintaa jäähdyttääkseen rei'istä lähtevän lasin, kuten tämän jälkeen yksityiskohtaisesti selitetään keksinnön suositun suoritusmuodon yhteydessä. Kärjettömän reikälevyn kaasujäähdytyksen yleiset 5 ehdot tässä esitettyä nimenomaista laitetta varten on selitetty Stricklandin patentissa 3 905 790.

Syöttimen käynnistämiseksi täytetään tila 2 lasi-sulalla, levyihin 3 ja 4 kytketään virta ja suulakkeesta 9 puhalletaan ilmaa vasten levyn 3 alapintaa. Käynnistyksen 10 aikana pisaroi lasi alas, kuten kuviossa 2 esitekään ja ilmamäärä on suhteellisen suuri, jotta se jäähdyttäisi levyä riittävästi levyn pitämiseksi oikeassa lämpötiloissa pisaroin-tia varten ilman tulvimista, huolimatta levyn viereisistä ja suoraan levyn alla olevista rei'istä lähtevien pisaroi-15 den ja lasivirtojen massasta. Holkki lämmitetään sähköllä olennaisesti koko lasimassan 2 pitämiseksi lasikoostumuksen olennaisesti tavanomaisessa kuidunmuodostuslämpötilassa. Kuidunmuodostuslämpötila vaihtelee lasisulan koostumuksen mukana. Esimerkiksi E-lasin kuidunmuodostuslämpötila voi 20 olla 1093-1371°C, mieluummin 1150-1260°. Massassa 2 voi olla ohimeneviä tai muuttuvia lämpötilagradientteja, mutta suoraan ja läheisesti reikälevyn 3 reiän yläpuolella oleva lasisula pidetään sen nimenomaisen lasikoostumuksen halutussa kuidunmuodostuslämpötilassa. Tätä lämpötilaa ylläpitävät 25 sähköllä lämmitetyt levyt 3 ja 4. Reikälevyn 3 alapinnan lämpötila pidetään ulkopuolisella jäähdytyksellä, esim. suulakkeesta 9 tulevalla jäähdytyskaasulla, nimenomaisen lasi-koostumuksen ja reikälevyn nimenomaisen metalliseoskoostu-muksen tulvimattomuuslämpötilassa. Levyn 3 lämpötilaa on 30 vaikeata mitata, mutta todellisten lämpöparimittausten perusteella on levyn 3 alapinta ilmeisesti lämpötilassa noin 982-1038°C E-lasikoostumuksia varten, kun levy 3 on tehty J-metalliseoksesta.

Sen jälkeen kun pisaroimis- tai käyntiinpano-operaatio 35 on saatettu päätökseen ja jatkuva kuitujen muodostus on aloitettu, vähennetään suulakkeesta 9 tulevan ilman määrää, mikä 17 75796 johtuu muotokartiot ja ohennetut kuidut levyn 3 alapinnalle muodostavan lasin pienemmästä massasta. Jotta levyn 3 yksittäisiin reikiin virtaava sula lasi ei levyn 3 alapinnan kaasujäähdytyksen vaikutuksesta jäähtyisi liikaa, on tämän 5 keksinnön suositussa suoritusmuodossa ryhdytty määrättyihin toimenpiteisiin. Erityisesti (a) levy 4 lämmitetään sähköllä lämpötilaan, joka ylittää levyn 3 lämpötilan, (b) hoikissa olevaa lasisulaa lämmitetään lähellä reikälevyä 3 ja suoraan sen yläpuolella, jotta kompensoitaisiin reikälevyn 3 ylä-10 puolella tapahtuva lämpöhäviö ja (c) lämmitettyjen levyjen 3 ja 4 aukot tai reiät on pystysuunnassa kohdistettu toisiinsa nähden, jotta levyn 4 lämmittämä sula lasi virtaisi suoraan alaspäin reikälevyn 3 läpi, niin että kunkin reiän ulkokehällä oleva lasisula on kylmempää kuin kunkin reiän keskus-15 tässä oleva lasisula. Kehällä oleva kylmempi lasi auttaa estämään tulvimista, samalla kun keskellä oleva kuumempi lasi edistää kuitujen muodostumista. Kaikki, kustakin reiästä lähtevä lasi ohennetaan kuiduksi, ja sen jälkeen kun se on aloitettu, prosessi jatkuu normaalina ohentamisena. Eräässä 20 erityisen suositussa suoritusmuodossa, jossa käytettiin J-seoksesta tehtyä reikälevyä ja E-lasiseosta, oli reikälevyn 3 yläpuolella oleva lasisula kuidunmuodostuslämpötilassa noin 1150-1260°C, ja reikälevyn 3 alaulkopinnan lämpötilaksi määrättiin noin 982-1038°C. Lämpötilaero noin 93-204°C, 25 mieluummin noin 93-149°C säilytetään. Muita lasiseoksia varten muodostuslämpötila vaihtelee, ja muita lasi- ja metalliseosyhdistelmiä varten tulvimattomuuslämpötila vaihtelee.

Koska levyn 3 lämpötila pidetään tulvimattomuuslämpö-30 tilassa, voidaan levyn lämpötila pitää halutussa differentiaalissa mitoittamalla levyn 3 paksuus levyn 4 suhteen tarkoituksenmukaisesti, säätämällä rinnankytkettyjen levyjen 3 ja 4 lämmitysvirtaa ja muuttamalla ilmamäärää, joka lähtee suulakkeesta 9 ja puhaltaa levyn 3 ja levyn alapinnalla 35 olevien muotokartioiden poikki. Tämän jälkeen esitetään erityiset levynpaksuudet, ilmavirran määrät, lasin lämpötilat 18 75796 ja reikälevyn lämpötilat nimenomaan esitettyjä rakenteita ja lasikoostumuksia varten.

Siinä tapauksessa, että kuitu keskeytyy reikälevyn yhdessä tai useammassa reiässä, kuten esimerkiksi kuvioissa 5 4 tai 6 esitetään, ei lämpötasapaino olennaisesti häiriinny, eikä ole tarvetta muuttaa levyjen 3 ja 4 lämmitystä enempää kuin ilmavirtaakaan suulakkeesta 9. Mikään muutos lasin määrässä (kartion muuttuessa pieneksi palloksi tai pisaraksi) siinä nimenomaisessa reiässä, jossa keskeytyminen tapahtuu, 10 ei muuta kokonaislämpötasapainoa, koska se ei vaikuta muihin, edelleen ohennettuihin kartioihin. Levy 3 on jo kostumatto-muuslämpötilassa, joka sopii pisaran muodostumiselle siinä nimenomaisessa reiässä. Tästä on seurauksena, että pisara ei kasva ja voi siirtyä omaan yksittäiseen reikäänsä, kuten 15 edellä selitettiin kuvion 4 yhteydessä.

Piirustusten kuviossa 10 esitetyssä keksinnön versiossa on reikälevy 3a kärjeilinen, kuten edellä kuvion 5 yhteydessä selitettiin. Kuvion 10 versio keksinnöstä toimii olennaisesti kuten kuvion 7 versio.

20 Kuvion 10 suoritusmuodon lämpötilasuhteet ovat olen naisesti samat kuin kuvion 9 suoritusmuodon. Välttämätöntä on vain, että levyn 3a alapinta tai tarkemmin sanottuna levyn 3a kärkien päät pidetään lämpötilassa, jossa kuitujen muodostuminen on mahdollista. Lisäksi, johtuen levyn 3a kär-25 jistä, pyrkii lasisula tulvimaan eristettyjen kärkien alapinnan poikki vähemmän, ja levy 3a voidaan pitää tulvimat-tomuuslämpötilassa, joka on korkeampi kuin levyn 3 tulvi-mattomuuslämpötila. Sen vuoksi on levyn 3a lämpötila vähemmän kriittinen kuin levyn 3 lämpötila, yksinkertaisesti sen 30 vuoksi, että levyn 3a pyrkimys tulvia on kärkien takia vähäisempi. Käytettäessä kärjellistä reikälevyä voidaan kuvioiden 1-8 paineenalennusvälineiden yhteydessä käyttää tavanomaisia lämmitys- ja jäähdytyskeinoja tämän keksinnön tippumattoman toiminnan aikaansaamiseksi, edellyttäen että 35 reikälevyn 3a yläpuolella oleva lasisula on oikeassa lämpötilassa kuitujen muodostamista varten.

19 75796

Kuviossa 11 esitetään erilainen vetolaite, jossa käytetään tavanomaista ripakilpijäähdytystä. Tarkemmin sanottuna ovat kuviossa 11 holkki 1, reikälevy 3a ja välilevy 4a samanmuotoisia kuin kuviossa 10. Ilmajäähdytyssuulakkeet 9 on 5 kuitenkin korvattu välittömästi reikälevyn 3a alla olevilla ripakilvillä 10, joiden tarkoituksena on normaalilla ripa-kilpitoiminnalla jäähdyttää termisesti reikälevyn kärjet ja kuidunmuodostuskartiot säteilemällä ja johtamalla. Ripakilpi 10 jäähdytetään mieluummin lämmönsiirtonesteellä, joka 10 syötetään elementteihin 10a johtojen 10b kautta, kuten tekniikassa hyvin tiedetään. Lukuunottamatta sitä, että kaasu-suulakkeet 9 on korvattu ripakilvillä 10, ovat kuvion 11 suoritusmuodon rakenne ja toiminta identtisiä kuvion 10 suoritusmuodon vastaavien kanssa.

15 Paine- ja lämpöosien yhdistäminen ja erottaminen

On selvää, että aikaisemmassa tarkastelussa paineen ja lämpötilan vaikutuksista tämän keksinnön rakenteeseen ja prosessiin, on molemmat muuttujat eristetty, niin että niitä on voitu harkita erillisesti, ja kuitenkin molemmat muuttujat 20 määräävät yhdistelmänä tämän keksinnön erään esitetyn suositun suoritusmuodon rakenteen ja toiminnan. Jotta voitaisiin välttää kuidun muodostuksen keskeytyminen koko korissa kun kuidun muodostus jossain nimenomaisessa reiässä häiriintyy, on välttämätöntä, että paine reikälevyn 3 yläpuolella on 25 (a) pienempi kuin ohentamisen yhteydessä muodostuneen pienen pallon tai pisaran sisäinen paine ja (b) suurempi kuin kartion sisäinen paine jatkuvan kuidunohennuksen aikana, kuten edellä kuvioiden 1-8 yhteydessä. Jotta voitaisiin ylläpitää oikeita lämpötilaolosuhteita kuidun muodostumista varten ja 30 jotta reikälevyssä, erityisesti kärjettömässä reikälevyssä, voitaisiin ylläpitää haluttuja kostumattomuuslämpötiloja, on välttämätöntä, että kuvioiden 9-11 yhteydessä selitettyjä lämpötilasuhteita noudatetaan.

Nämä kaksi muuttujaa voidaan helposti saattaa vastaa-35 vuussuhteeseen kytkemällä sähköisesti rinnan kuvion 1 välilevy 4 ja kuvion 1 reikälevy 3, kuten piirustusten kuviossa 9 20 75796 esitetään, niin että välilevy sijoitetaan lähelle reikälevyä ja sen ominaisuuksiin kuuluu saada aikaan haluttu paineen-alennus välilevyn 4 poikki, jotta reikälevyn 3 yläpuolella, tilassa 5 säilyisi haluttu paine. Valitsemalla oikein levyjen 5 3 ja 4 suhteelliset paksuudet voivat levyjen suhteelliset lämmitysvaikutukset lasimassaan 2 säilyttää, ja reikälevyssä 3 vallitsevat oikeat lämpöolosuhteet, niin että lopullinen säätö suoritetaan jäähdyttämällä reikälevy joko suulakkeesta 9 tulevalla ilmalla tai ripakilvillä 10.

10 Siten päästään erittäin yksinkertaiseen rakenteeseen, jossa levyt 3 ja 4 tai 3a ja 4a antavat tulokseksi sekä paineen että lämpötilan oikeat toimintaolosuhteet yhdistettyinä pohjalevyn 3, 3a ulkopinnan jäähdytykseen.

Ei kuitenkaan ole välttämätöntä käyttää sellaista 15 yksinkertaistettua yhdistelmärakennetta. Kuvioissa 1-11 esitettyjen rakenteiden sijasta voidaan käyttää kuvion 12 rakennetta. Kuviossa 12 on paineensäätö- ja lämpötilansäätotoimin-not erotettu ja eristetty. Kuviossa 12 sisältää syötin 1 altaan 2 säiliön tai syöttimen 21, jossa on yleisesti 20 vastakkaiset päätyseinät 22 ja vastakkaiset sivuseinät 24. Syöttimessä 21 on sulaa lasimassaa 25, normaalisti E-lasia, joka purkautuu ohuessa pohjaseinässä 28 olevista, toisiaan lähellä olevista, rei'istä 26 suihkuina 30. Pohjaseinän 28 alaulkopinta 32 on tasainen tai litteä.

25 Mitä tahansa sopivaa keinoa voidaan käyttää sulan lasin toimittamiseksi syöttimeen 21. Kuten kuvioissa näkyy, saa syötin sulan lasinsa sulattimesta 38 lasin suhteuttajan 34 ja syöttökanavan 36 kautta.

Sulattimen 38 yläpuolella on syöttösuppilo 40, jossa 30 on lasinpaloja, kuten kuulia 42. Käytön aikana siirtyvät lasikuulat 42 painovoiman vaikutuksesta alaspäin sulatti-meen 38, jossa ne sulatetaan.

Säiliö 34, sulatin 38 ja syötin 21 (lukuunottamatta sen alaosaa) ympäröidään tavanomaisella tavalla tulenkestä-35 väliä materiaalilla 41.

Sulatin 38 käsittää päätyseinät 44 ja sivuseinät 46, 21 75796 joista kussakin on suppeneva alaosa 48. Osien 48 alapäät muodostavat ulostulon tai nielun 50, jonka kautta sula lasi virtaa sulattimesta 38. Ulostulon 50 kohdalla on kaksi pit-kittäissuuntaan sijoitettua ryhmää toisistaan erillään olevia 5 lankoja tai osia 52, jotka on hitsattu sivuseiniin 46.

Suositun suoritusmuodon yksityiskohtainen selitys

Kuvio 13 esittää keksinnön periaatteiden mukaisen jatkuvan lasikuidun valmistusprosessin, esitetyn prosessin laitteisto yhdistää juuri muodostuneet kuidut kiertämättömäksi 10 nipuksi tai säikeeksi ja kokoaa säikeen kelatuksi pakkaukseksi .

Viitaten kuvioihin 13-17 käsittää prosessilaitteisto platinasta tai platinaseoksesta, kuten J-seoksesta valmistetun säiliön tai syöttimen 21, jossa on yleisesti vastakkaiset 15 päätyseinät 22 ja vastakkaiset sivuseinät 24. Syöttimessä 21 on sulaa lasimassaa 25, normaalisti E-lasia, joka purkautuu ohuessa pohjaseinässä 28 olevista, toisiaan lähellä olevista, rei'istä 26 suihkuina 30. Pohjaseinän 28 alaulkopinta 32 on tasainen tai litteä.

20 Mitä tahansa sopivaa keinoa voidaan käyttää sulan lasin toimittamiseksi syöttimeen 21. Kuten kuvioissa näkyy, saa syötin sulan lasinsa sulattimesta 38 lasin suhteuttajan 34 ja syöttökanavan 36 kautta.

Sulattimen 38 yläpuolella on syöttösuppilo 40, jossa 25 on lasinpaloja, kuten kuulia 42. Käytön aikana siirtyvät lasikuulat 42 painovoiman vaikutuksesta alaspäin sulatti-meen 38, jossa ne sulatetaan.

Säiliö 34, sulatin 38 ja syötin 21 (lukuunottamatta sen alaosaa) ympäröidään tavanomaisella tavalla tulenkestä-30 väliä materiaalilla 41.

Sulatin 38 käsittää päätyseinät 44 ja sivuseinät 46, joista kussakin on suppeneva alaosa 48. Osien 48 alapäät muodostavat ulostulon tai nielun 50, jonka kautta sula lasi virtaa sulattimesta 38. Ulostulon 50 kohdalla on kaksi 35 pitkittäissuuntaan sijoitettua ryhmää toisistaan erillään olevia lankoja tai osia 52, jotka on hitsattu sivuseiniin 46.

22 75796

Ryhmien lankojen 52 välissä on pystysuoraan sijoitettu levy 54. Levyn 54 alareuna ja lankojen 52 alapäät päättyvät mieluummin hiukan vakioittajassa 34 olevan lasin normaalipinnan alapuolelle. Sula lasi sulattimesta 38 virtaa ulostulosta 50 5 alaspäin pitkin lankoja 52 ja levyä 54 ohuen kalvon tai ohuiden kalvojen muodossa vakioittajassa 34 olevalle sulalle lasille.

Sulattimen 38 päätyseinissä on sähkönavat 56. Sähkövirtaa syötetään napoihin 56 tavanomaisella tavalla lasi-10 kuulien 42 sulattamiseksi.

Vakioittaja 34 käsittää päätyseinät 60, sivuseinät 62 ja yhdistelmäkannen 64, joka muodostaa kammion 66. Yhdistel-mäkansi 64 käsittää yläosan 67 ja alaosan 68, jotka tulenkestävä aine 69 erottaa. Kammion 66 yläosaan on sijoitettu 15 ensimmäinen V:n muotoinen siivilä 70, joka on hitsattu sivu-seiniin 62 ja päätyseiniin 60. Siivilän 70 mutkaosassa 72 on ryhmä toisistaan erillään olevia lasinvirtausaukkoja 74.

Pitkin osan 70 yläreunojen alueita on sijoitettu lineaarinen ryhmä toisistaan erillään olevia ilmanpoistoaukkoja 76.

20 Erillään osasta 70 on sen alapuolella toinen V:n muotoinen osa 80, joka on hitsattu sivuseiniin 62 ja päätyseiniin 60. Pitkin osan 80 yläreunojen alueita on sijoitettu lineaarinen ryhmä toisistaan erillään olevia lasinvirtausaukkoja 82.

Kansi 64 käsittää tuuletuskanavan 84 vakioijassa 34 25 sulasta lasista kehittyneiden kaasujen poistamiseksi.

Käytössä valuu sula lasi alaspäin kammioon 66 ja siivilän 70 mutkassa 72 olevien aukkojen 74 läpi. Sitten liikkuu sula lasi yleisesti ylöspäin siivilöiden 70 ja 80 välisessä tilassa ja sen jälkeen jälleen alaspäin siivilän 80 30 yläosissa olevien aukkojen 82 kautta. Kaasut sulasta lasista pääsevät ilmakehään ensimmäisen siivilän 70 yläosissa olevien aukkojen 76 ja tuuletuskanavan 84 kautta. Lasi jatkaa liikettään alas.

Päätyseinissä 60 on sähkönavat 86. Napoihin syötetään 35 sähkövirtaa tavanomaisella tavalla.

Tuuletusputken 84 kautta ulottuu alaspäin lasin pintaan 23 75796 välittömästi sulattimen alapuolelle koetin 90. Tavanomainen virransäätölaite (ei esitetä) liittyy koettimeen ja muuttaa sulattimen 38 läpi kulkevaa virtaa kammiossa 66 olevan lasin pinnan mukaan. Tämä vertaa sulatusnopeutta syöttimen 21 5 ohuessa pöhjaseinässä 28 olevien rei'istä 26 lähtevän lasin läpimenonopeuteen. Tämänlaatuinen säätölaite esitetään US-patentissa 3 013 095.

Syötin 21 voi saada lasin myös muista lähteistä, niin että sitä voidaan esimerkiksi käyttää suorasulatuksen yhtey-10 dessä.

Kuitujen tuotannon aikana kulkee sula lasi alaspäin syöttimen 21 pohjalle 28 parhaiten kuviossa 16 esitetyissä kolmessa sisäpuolisessa, toisistaan erillään olevassa ja mieluummin yhdensuuntaisessa seinänkaltaisessa vakioimis-15 elementissä tai -osassa 100, 102 ja 104 olevien aukkojen kautta. Nämä elementit kulkevat syöttimen 21 sisätilan poikki suunnassa, joka on kohtisuorassa lasin alaspäin suuntautuvaan liikkeeseen nähden kuitutuotannon aikana. Yläosa 100 on syöttimen 21 sisäänmenon kohdalle sijoitettu rei'itetty läm-20 mityslevy, joka käytön aikana pyrkii tasoittamaan sen kautta alaspäin kulkevan sulan lasin lämpötilaa. Väliosa 102 on osan 104 ja levyn 100 väliin sijoitettu rei'itetty lämmitys-levy tai -siivilä, joka siivilöi kivet ja kaasukuplat sulasta lasimassasta kun lasi kulkee sen poikki. Revitetyssä 25 alaosassa 104 on ohuempi rei'itetty keskiosa 105, joka on huomattavasti paksumpi kuin osat 100 ja 102. Osa 105, joka on lähellä pohjaseinää 28, sen yläpuolella, toimii, pääasiassa paksuutensa vuoksi sulan lasin virtausvastuksena. Levy 104 ja erityisesti sen osa 105 toimii painelevynä ja edellä 30 selitettyä, kuvioiden 1-12 levyä 4 tai 4a. Pohjaseinän alareikälevy vastaa edellä selitettyä, kuvioiden 1-12 reikä-levyä 3 tai 3a.

Elementin 104 keskiosan 105 ja pohjaseinän 28 välinen tila vastaa kuvioiden 1-12 tilaa 5 ja muodostaa onton syven-35 nyksen tai lasisulan valmistelutilan 106, joka sijaitsee välittömästi seinän 28 sisäpinnassa 108 olevien reikien 26 24 7 5 7 9 6 sisäänmenojen 107 yläpuolella. Tarkasteltuina kuvioihin 1-10 liittyen ja tämän jälkeen vielä lisää ovat osan 105 vaikutukset paineeseen ja lämmitykseen tärkeitä kuvioissa 13-20 esitetyn keksinnön suositun suoritusmuodon toiminnalle.

5 Välikekannattimet 109 liittävät kunkin osista 105 pohjaseinän 28 vastaavaan osaan. Kannattimet 109 vastustavat ohutta pohjalevyä 28 painumasta tai taipumasta alaspäin. Siten ne pitävät ulkopinnan 32 tasaisena. Kuvio 18 on pohjakuva suorakulmaisesta revitetystä ylälevystä 100. Levyn pituusakselil-10 la on neljän aukon 110 muodostama keskirivi. Tämän keski-rivin kummallakin puolella on kolme sivulle siirrettyä aukkoa 110a. Keksinnön nimenomaisesti esitetyssä suoritusmuodossa ovat keskirivin aukkojen keskipisteiden väliset etäisyydet 3,8 cm ja sivurivien aukkojen keskipisteiden väliset 15 etäisyydet 3,2 cm. Kaikkien aukkojen halkaisija on 0,64 cm. Levyn paksuus on 0,05 cm. Kuvio 19 on pohjakuva suorakulmaisesta siivilälevystä 102. Esitetyssä nimenomaisessa suoritusmuodossa on levyssä 102 13 pituussuuntaista riviä halkaisijaltaan 0,14 cm:n aukkoja 112. Aukkoja on 22/cm^. Levyn 102 20 paksuus on 0,05 cm. Keksinnön muissa suoritusmuodoissa ei osien 100 ja 102 kaltaisia osia ehkä tarvita, erityisesti suorasulatuskuidun valmistuksessa.

Levynosassa 105 on reikiä 114, jotka ovat mieluummin samassa kuviossa kuin reiät 26 pöhjaseinässä 28. Kuten esi- 25 tetään, on levynosan 105 paksuus 0,15 cm ja siinä on reikiä, joiden halkaisija on 0,13 cm ja joiden keskipisteet ovat suositussa kuviossa, kohdistettuja reikien 26 keskipisteisiin 2 nähden. Reikätiheys levyssä 105 on 15 reikää/cm ja reikä- 2 tiheys pöhjaseinässä 28 on 15 reikää/cm . Pohjaseinän paksuus 30 on 0,025 cm ja siinä on reikiä 26, joiden halkaisija on 0,15 cm. Kuten aikaisemmin kuvioiden 1-12 yhteydessä selitettiin, voidaan osassa 105 ja seinässä 28 olevien reikien kokoa, lukua ja tiheyttä muuttaa. Esitetyssä suoritusmuodossa on levynosa 105 noin kuusi kertaa niin paksu kuin pohja-35 seinä 28, vaikka tätä paksuussuhdetta voidaan muuttaa, edellyttäen, että paineenalennus osan 105 poikki pysyy ennallaan, kuten aikaisemmin selitettiin.

25 7 5 7 9 6

Viitaten kuvioon 17 voidaan nähdä, että pöhjaseinässä 28 on kahdeksan reikäkenttää 116. Kussakin kentässä 116 on 98 reikää, jotka avautuvat seinän 28 ulkopinnalle 32.

Koko syötin kaikkine sisäosineen on, kuten tekniikassa 5 on tunnettua, vastuslämmitetty sähkövirralla, jota syötetään virtalähteestä (ei esitetä) syöttimen 21 päätyseinissä 22 olevien napojen 118 kautta. Navat 118 lähtevät päätyseinien 22 alaosasta ulospäin ja alaspäin. Eräässä mielessä tekee napojen 118 sijainti niistä pohjaseinän 28 jatkeen. Myös 10 muita napojen sijoittelulta voidaan käyttää. Navat 118 vastaavat kuvioiden 7-10 napoja, joiden tehtävänä on lämmittää rinnan kytkettyinä osaa 105 ja seinää 28. Kelauskoneen 122 pyörivästi vedetty rengas 120, joka sijaitsee syöttimen 21 alla ohentaa suihkut 30 jatkuviksi lasikuiduiksi 124.

15 Kelauskoneen 122 ja syöttäjän 21 välillä oleva kerää- jäkenkä 125 kokoaa kuidut 124 säikeeksi 126. Kelauskone 122 kokoaa kelatun pakkauksen 128 kokoomaputkelle 130, joka liikkuu edestakaisin renkaalla 120.

Keräilykengän 125 yläpuolelle on sijoitettu teknii-20 kassa tunnettu applikaattori 132, joka pinnoittaa kuidut 124 jollain viimeistely- tai suoja-aineella, ennenkuin ne kootaan säikeeksi 126.

Myös muita tavanomaisia kuitujen ohennusmenetelmiä, keräyslaitteita ja viimeistelysovellutuksia voidaan käyttää. 25 Kuvion 13 prosessi käsittää lämmön poistamisen kuidun- muodostusympäristöstä pöhjaseinässä 28. Kuten kuvioissa esitetään, on käytettävissä virtaavan väliaineen virtaussuulake 140. Tämä suulake ohjaa jäähdytysneste- tai -kaasu-, kuten ilma-, suihkun ylöspäin kohti syöttimen 28 pohjaa kuidun-30 muodostusalueen jäähdyttämiseksi. Jäähdytysilmavirta poistaa lämpöä kuidunmuodostusalueelta ja auttaa pitämään aluetta kuidunmuodostustilassa. Suulake 140 vastaa aikaisemmin selitettyä ja kuvioissa 7, 8 ja 10 esitettyä suulaketta 9. Muitakin jäähdytystapoja, kuten esimerkiksi ripakilpiä voidaan 35 käyttää.

Suulake 140 käsittää onton vaipan 142, jonka päällä on 26 75796 rivi poistoputkia 144. Putket 144 ovat yhteydessä vaipan 142 sisätilaan. Suulakkeeseen 140 paineen alaisena syötetty ilma purkautuu poistoputkista 144 ylöspäin. Kukin putkista 144 ulkonee 15 cm vaipasta 142 ja sen halkaisija on 0,95 cm.

5 Kukin putkista voi olla varustettu venttiilillä muutoksien tekemiseksi yksittäisten putkien purkaukseen.

Suulake 140 on asetettu siten, että putkien 144 kaltevuus vaakasuorasta on 83 astetta ja ne on suunnattu pohja-seinän 28 pituussuuntaiseen keskialueeseen. Putkien päät ovat 10 noin 20 cm:n etäisyydellä pohjaseinän 28 ulkopinnasta.

Kuvioissa 13-20 esitetyn, tämän keksinnön laitteen nimenomaisen rakenteen ollessa toiminnassa (a) syötetään suulakkeeseen ilmaa paineella noin 3,4 kPa, (b) suulake 140 asete- 3 taan käyntiinpanovaiheessa purkamaan ilmaa noin 113 m /h 15 pisaroiden muodostamiseksi ja (c) jatkuvan kuidunmuodostuksen aikana se asetetaan purkamaan ilmaa noin 42 m /h.

Käyntiinpanossa vaikuttaa lasin nestepaine syötti-messä 28 pohjaseinään 28 ja se riittää pursottamaan sulaa lasia seinän 28 aukkojen 26 läpi. Käytännössä on seinän 28 20 päällä noin 20-30 cm lasia ja keksinnön mukaan vallitsevat olosuhteet, jotka saavat sulan lasin lähtemään pohjasta kui-dunmuodostuslämpötilassa ja muodostua yksittäisiksi, erillisiksi pieniksi palloiksi tai pisaroiksi rei'issä 26, ilman että reikäkenttien poikki on yhtään ainoata tulvinutta lasi-25 massan osaa. Yksittäisten, erillisten pienten pallojen muodostuminen tapahtuu poikki pohjaseinän 28 koko rei'itetyn alueen. Pienet pallot kasvavat, kunnes niiden massat saavat ne putoamaan yksittäisesti pois syöttimestä 21 jättäen peräänsä kuitumaisen hännän. Tämä pienten pallojen yksittäinen 30 muodostuminen helpottaa suuresti käyntiinpanoa, ja pienten pallojen se nimenomainen muodostuminen sekä olosuhteet, joissa se tapahtuu, selitetään yksityiskohtaisesti liittyen kuvioon 2, jossa pienten pallojen tai pisaroiden 6 muodostuminen esitetään.

35 Kuitutuotannon aikana esiintyvät pisarat keskeyttävät kuidunmuodostusprosessin, eivätkä ne ole haluttuja kuitu- 27 7 579 6 tuotannon aikana. Pisarat syöttimessä 21 voidaan välttää kuitutuotannon aikana lasisulassa aikaansaadulla paineen-muutoksella lasin liikkuessa alaspäin poikki virtauksenrajoi-tusalueen, joka esitetyssä suositussa suoritusmuodossa on 5 lämmitetty, rei'illä varustettu osa 105. Kuten edellä perusteellisemmin selitettiin (ks. kuvioiden 3 ja 4 selitystä), kehitetään kuitutuotannon aikana reikälevyssä 28 olevaan lasisulaan olennaisesti ilmakehän paine, niin että jos kuitu jossain reiässä 26 katkeaa, pysähtyy lasisulan virtaus siinä 10 reiässä 26. Palataksemme nyt tarkastelemaan käyntiinpanoa muodostuu yksittäisiä pisaroita reikiin 26 olosuhteissa, jotka (a) sallivat reikiin 26 syötetyn lasisulan lähteä niistä kuidunmuodostuslämpötilan vallitessa ja (b) pitävät ulkopinnan 32 lämpötilan riittävän paljon alhaisempana kuin 15 lähteneen lasin kuidunmuodostuslämpötila, niin että pinta 32 on tulvimisen estävässä tilassa lähteneen lasin suhteen. Kokemus osoittaa, että useimpien kaupallisten E-lasien kuidunmuodostuslämpötila on 1093-1371°C ja monien kuidunmuodostuslämpötila on 1150-1260°C. Kokemus osoittaa, että J-seoksen 20 ja E-lasin tulvimattomuuslämpötila on noin 980-1030°C.

Prosessissa, jossa käytetään metallista tai metalli-seoksesta tehtyä virranmuodostusosaa, kuten rei'itettyä pohjaseinää 28, on seinän ohuus tärkeä sekä sulan lasin purkamiseksi kuidunmuodostustilassa että sen ulkopinnan 32 saat-25 tamiseksi alhaisempaan, tulvimattomaan lämpötilaan. Sula lasi kulkee ohuen reikälevyn erittäin lyhyitten reikäkanavien kautta niin nopeasti, että lasista poistuu vain vähän energiaa. Tästä on seurauksena, että rei'istä 26 lähteneen sulan lasin koko massa voi hyvinkin olla kuidunmuodostuslämpö-30 tilassa. Vain pienen ulomman alueen ulkopinnan 32 kanssa kosketuksessa olevasta sulasta lasista alueella, joka muodostaa reikien 26 ulostulon, katsotaan olevan pinnan 32 alhaisemmassa tulvimattomuuslämpötilassa. Pohjaseinän ohuus ei ehkä ole niin tärkeä, jos seinä tehdään materiaalista, 35 jonka lämmönjohtokyky poikkeaa platinaseoksesta, esimerkiksi korkeata lämpöä kestävästä keraamisesta materiaalista.

28 7 5 7 9 6 Käytäntö on osoittanut, että kuvioissa 13-20 esitetyssä keksinnön versiossa on seinä 28 mieluummin ohuempi kuin noin 0,038 cm, kun käytetään J-seosta yhdessä E-lasin kanssa. Syötintä, jonka pohjaseinän paksuus oli 0,025 cm on 5 käytetty menestyksellä. Suosittu paksuusalue on noin 0,025-0,031 cm, koska seinät, jotka ovat paksumpia kuin 0,038 voivat kuluttaa liikaa sähköenergiaa ja tulla liian kuumiksi. Kuten kuvioiden 9-11 yhteydessä kuitenkin selitettiin, ohjaa levyjen 4a ja 3a suhteellinen paksuus reikälevyn suhteellista 10 lämmitystä, ja reikälevyn paksuutta voidaan vaihdella huomattavasti näistä määrätyistä arvoista, jotka ovat ominaisia laitteen esitetylle versiolle.

Kuvioiden 13-20 suoritusmuodossa näyttelee sähköistetty rei'itetty osa 103 tärkeätä osaa pohjaseinän 28 lämmi-15 tyksessä ja energian syöttämisessä syöttimessä 21 olevaan sulaan lasiin, jotta saataisiin aikaan keksinnön mukaiset lasin ja seinän lämpötilaolosuhteet. Vaikka ohut pohjaseinä 28 ja osa 105 muodostavat rinnan kytketyt vastukset sähkö-piirissä, osoittavat laskelmat, että pohjaseinän 8 rei'ite-20 tyt osat 116 saavat vain vähän vastuslämpöä verrattuna levyn-osaan 105, mikä johtuu pääasiassa sen ohuuden aiheuttamasta suuresta vastuksesta. Tästä on seurauksena, että revitettyjen osien 116 lämpö tulee pääasiassa osasta 105 lasin 25 kautta johtumalla.

25 Seinän 25 ja osan 105 välinen etäisyys, joka muodostaa syvennyksen tai valmistelutilan 106 on tärkeä energiansiirron kannalta. Koska sula lasi saa energiaa lämmitetystä osasta 105 ja luovuttaa energiaa seinän 28 reikäosille 116, on osan ja seinän välisen etäisyyden oltava tehokas salliakseen 30 sulassa lasissa energiatason, joka edistää seinän 28 sellaista lämpötilaa, joka saattaa ulkopinnan 32 tulvirnattomaan lämpötilaan syötettyjen suihkujen 30 suhteen. Sulaneen lasin on kuitenkin oltava kuidunmuodostustilassa, kun se lähtee rei'istä 26. Energian siirrossa on otettava huomioon energian 35 hajoitus, joka johtuu reikälevyn ulkopuolisesta jäähdytyksestä, toisin sanoen suulakkeesta 140 tulevasta jäähdytys-ilmasta.

29 75 7 9 6

Seinän 28 ja osan 105 välinen etäisyys on kuvioissa esitetyssä suoritusmuodossa mieluummin yleisesti 0,08 cm ja se vaihtelee riippuen lasin koostumuksesta, syöttimen materiaalista, syöttimen lämpötilasta sekä osan 105 ja pohja-5 seinän 28 suhteellisista paksuuksista. Käytännössä pidetään suositussa suoritusmuodossa lasin lämpötilana juuri osan 104 yläpuolella noin 1280°C. Siten tapahtuu esitettyä suoritusmuotoa käytettäessä noin 111-222°C:n, mieluummin noin 111— 167°C:n lämpötilan lasku juuri osan 104 yläpuolella olevan 10 lasin ja ulkopinnan 32 välillä. Tämä mitataan lämpöparilla, joka on sijoitettu noin 0,9 cm osan 104 yläpuolelle ja sijoitettu puoleen väliin pitkin yhtä sivuseinää 24. Tätä lämpötilaa 1280°C pidetään asetusarvon syöttimen 21 toiminnalle.

15 Keksintö käsittää suoritusmuotoja, joissa virrat muodostava osa, kuten rei'itetty pohjaseinä 28 ei ole sähköistetty. Näissä on pohjaseinä 28 sähköisesti eristetty syöttimen muusta osasta ja sähkönavat johtavat sähköenergian seinän 28 yläpuolella olevaan syöttimen osaan. Kaiken kaik-20 kiaan on keksinnön mukaan suihkun muodostavan osan, kuten rei'itetyn pohjaseinän, avulla saatu aikaan olosuhteet, joissa reikiin syötetty sula lasi voi lähteä niistä kuitua muodostavassa tilassa ja seinän ulkopinta voidaan pitää alhaisemmassa, tulvimisen estävässä lämpötilassa rei'istä 25 lähteneen sulan lasin suhteen. Käyntiinpanossa muodostuu rei'itettyjen kenttien 116 poikki yksittäisiä, erillisiä lasisulapisaroita.

Keksinnön eräässä muodossa edistetään keksinnön mukaisia olosuhteita lisäämällä sulaan lasiin lämpöä lähtees-30 tä, joka on lasissa alueella, joka on välittömästi sen kohdan läheisyydessä, jossa lasi tulee suihkun muodostavan osan reikiin. Lämpöä voidaan tarkoituksenmukaisesti lisätä sulaan lasimassaan sähköllä lämmitetyn osan, kuten osan 105 avulla. Keksinnön muissa muodoissa voidaan lasi toimittaa syöttimen 35 poistoalueelle lämpötilassa, joka on riittävän korkea kuitujen ohentamista varten ilman lämmönlisäystä syöttimen poistoalueella.

30 7 5 7 9 6

Operaattori voi muuttaa ilman syöttöä suulakkeesta 140 muuttaakseen energian hajaantumista pinnassa 32 pisaran-muodostusolosuhteiden säätämiseksi. Normaalisti on suulak-keestä 140 tarvittava ilmavirta käyntiinpanon aikana suurempi 5 kuin jatkuvan toiminnan aikana, kuten aikaisemmin selitettiin .

Kuitujen muodostuksen aikana syöttää keksinnön paine-näkökohta sulaa lasia reikiin 26 sellaisessa paineessa, että jos kuitu jossain reiässä katkeaa, pysähtyy sulan lasin 10 virtaaminen siitä. Tämä voidaan määrätyissä suoritusmuodoissa saada aikaan käyttämällä syöttimessä olevaa virtausta vastustavaa aluetta, kuten täysin selitettiin kuvioiden 1-8 yhteydessä. Kuten selitettiin, on virtausta vastustava alue lämmitetty, rei'illä varustettu osa 105, joka on sijoitettu 15 lähelle pohjaseinää 28, sen yläpuolelle.

Kuitujen muodostuksen aikana liikkuu sula lasi alaspäin paksussa osassa tai painelevyssä 105 olevien aukkojen 114 kautta. Tällöin tapahtuu paineen alennus siten, että sulan lasin paine reikien 26 ulostuloissa ei riitä muodosta-20 maan pisaraa, joka olisi riittävän suuri pudotakseen painovoiman vaikutuksesta. Esitetyssä suositussa suoritusmuodossa on tämä sulan lasin paine yleisesti "olennaisesti ilmakehän paine", kuten kuvioiden 1-8 yhteydessä selitettiin. Osan 105 virtausvastus riittää saamaan aikaan reikien ulostuloissa 25 olevaan sulaan lasiin paineen, joka on pienempi kuin kuidun jossain reiässä tapahtuneen loppumisen yhteydessä muodostuneen sulan lasipisaran sisäinen paine.

Kuvio 20 esittää kuperaa pisaraa tai pientä palloa 146, joka on muodostunut, koska kuitu on katkennut jatkuvan 30 kuidunohentamisen aikana käytettäessä syötintä 21. Näissä olosuhteissa on virtaus pisaran reiästä loppunut ja kuitujen muodostus jatkuu viereisissä ulostuloissa. Laskelmat osoittavat, että sulan lasin paineen reikien ulostuloissa 2 tulee olla noin 7900 dyn/cm eli noin 3,2 cm lasia halkai-35 sijaltaan 0,1524 cm:n rei'ille, niin että useimmissa tapauksissa tulee tämän kokoisista rei'istä muodostuneen pisaran 31 75796 tehollisesta pintajännityksestä aiheutuvan vastapaineen olla 2 ainakin 7900 dyn/cm .

Suositussa suoritusmuodossa esitetyn osan 105 sijainti määrättiin tarkastelemalla energian siirtoa eikä painetta.

5 Osa 105 suorittaa kahta toimintoa, s.o. energian siirtoa ja paineen muuttamista. Keksintö käsittää kuitenkin muotoja, joissa nämä kaksi toimintoa saadaan aikaan erillisillä keinoilla. Jos ajatellaan painetta, voidaan paineen rajoitus sijoittaa minne tahansa ylävirtaan pöhjaseinästä. Ainoa 10 vaatimus on, että lasin paine reikien ulostuloissa on sellainen, että lasisulan virta pysähtyy kuidun katketessa, kuten kuvioiden 1-12 yhteydessä selitettiin.

Virtausvastus voidaan saada aikaan myös toisin, kuten tiiviisti pakatulla kerroksella korkeita lämpötiloja kestävää 15 erillistä materiaalia, kuten J-seosrakeita, joita pidetään lähellä syöttimen pohjaa, sen yläpuolella. Muita sopivia virtausvastusmuotoja esitetään kuvioissa 1-12. Virtausvastuksen ei tarvitse olla sähköistetty tämän keksinnön "tippumatonta" toimintaa varten.

20 Keksinnön "tippumaton" näkökohta käsittää suoritus muotoja, joissa suihkun muodostavassa osassa, kuten syöttimen pöhjaseinässä on tavanomaisesti revitettyjä ulkonemia tai kärkiä ja käytetään tavanomaisia lämmitystapoja syötintä varten.

25 Käytössä on kuvioissa esitetyn kaltainen laite toimi nut menestyksellä, vaikka jopa 20 prosenttia kuiduista on ollut katkenneena, ilman että laite olisi tulvinut. Katkenneiden kuitujen lukumäärä ennen pisaroinnin tai tulvimisen esiintymistä voi olla yli 20 prosenttia ja riippuu kuitu-30 katkoksien sijainnista. Kuitukimpun katkeaminen pyrkii johtamaan aikaisempaan lasin tippumiseen ja siten prosessin aikaisempiin keskeytymisiin. Jos katkokset ovat hajaantuneet koko reikäkentälle voi katkoksia olla enemmän, ilman että lasi alkaa tippua.

35 Teollinen sovellettavuus Tässä esitettyä keksintöä voidaan helposti soveltaa jatkuvien tai villalasikuitujen valmistukseen.

Claims (19)

32 75796

1. Lasikuitujen valmistamiseen tarkoitettu menetelmä, joka käsittää sulan lasin muodostamien virtojen syöttämisen 5 virtoja muodostavassa elimessä (3) olevista rei'istä, ja lasikuitujen ohentamisen virroista, tunnettu siitä, että sula lasi syötetään virtoja muodostavan elimen (3) reikiin kuitujen muodostuksen aikana riittävän alhaisessa toi-mintapaineessa, niin että kuidun katketessa yhdessä rei'is-10 tä, loppuu sulan lasin virtaus sellaisesta reiästä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu toimintapaine on olennaisesti ilmakehän paine.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että mainittu toimintapaine on pienempi kuin ilmakehän paine.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut ohennetaan reikiin muodostuneista lasikartioista (7) ja että mainittu toi- 20 mintapaine on pienempi kuin sellaisen pisaran (8) sisäinen paine, joka on muodostunut reikään, jossa kuitu on katkennut, mutta suurempi kuin kartioiden sisäinen paine ohentamisen aikana.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mene-25 telmä, tunnettu siitä, että sula lasi syötetään reikiin riittävässä paineessa sulan lasin virtaamiseksi reikien läpi ja että paine pienenee kuidunmuodostuksen alkaessa mainittuun toimintapaineeseen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että sula lasi syötetään reikiin virtausvastuksen (40) kautta, niin että reikien päällä olevan sulan lasin paine on kääntäen verrannollinen reikien kautta kulkevaan kokonaisivrtaan.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mene-35 telmä, tunnettu siitä, että reikälevyn (3) alapinta säädetään lämpötilaan, joka on pienempi kuin reikälevyn ylä- 33 75796 puolella olevan lasin lämpötila ja pienempi kuin lämpötila, jossa sula lasi tulvii reikälevyn poikki.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suoraan reikälevyn (3) yläpuolella 5 ja sen välittömässä läheisyydessä oleva sula lasimassa pidetään lämpötilassa, joka on 93,3-204°C korkeampi kuin reikälevyn alapinnan lämpötila.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut ohennetaan vir- 10 ran muodostavasta elimestä (3a), joka on varustettu revitetyillä kärjillä.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut ohennetaan virrat muodostavasta elimestä (3), jonka alapinta on tasainen.

11. Syötin (1) sulan lasin muodostamien virtojen syöt tämiseksi lasikuitutuotantoa varten jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka syötin (1) käsittää virtoja muodostavan elimen (3), jossa on reikiä, joiden kautta lasivirtoja syötetään, tunnettu 20 siitä, että erilleen virtoja muodostavasta elimestä ja sulan lasin syöttöradalle on sijoitettu virtausvastus (40) joka, kun sula mineraalimateriaali kulkee sen läpi normaalin kui-dunmuodostuksen aikana, alentaa rei'issä olevan sulan lasin paineen toimintapaineeseen, jossa, jos kuitu katkeaa jossa-25 kin reiässä, mineraalimateriaalin virtaus siitä pysähtyy.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen syötin, tunnettu siitä, että virtausvastus on suunniteltu suhteuttamaan sulan lasin syöttöpaine reikiin käänteisesti reikien läpi kulkevan kokonaisvirtauksen nähden siten, että käynnis- 30 tysvaiheessa sula lasi syötetään reikiin paineessa, joka riittää sulan lasin virtaamiseksi reikien läpi ja joka pienenee kuitujen muodostuksen alkaessa mainittuun toimintapaineeseen .

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen syötin, t u n -35 n e t t u siitä, että virtausvastus käsittää erilleen mainitun virtoja muodostavan elimen yläpuolelle sijoitetun pai- 34 7 5 7 9 6 nelevyn (4, 104), jossa on aukot (5, 114).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen syötin, tunnettu siitä, että mainitussa painelevyssä olevien aukkojen (5, 114) koko ja luku ovat sellaiset, että mainittu 5 paineenalennus saadaan aikaan.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen syötin, tunnettu siitä, että mainitussa painelevyssä olevien aukkojen (5, 114) koko ja luku sopivat yhdessä lisävirtausvastuk-sen kanssa samaan aikaan mainitun paineenalennuksen.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen syötin, tunnettu siitä, että se käsittää välineen (118) painelevyn lämmittämiseksi.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 11-16 mukainen syötin, tunnettu siitä, että virtausvastus käsittää kanavan 15 (13, 17), jonka poikkileikkaus on rajoitettu.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen syötin, tunnettu siitä, että mainittu kanava (17) on varustettu välineillä (18, 19) sen läpi kulkevan sulan lasin lämpötilan säätämiseksi.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 11-18 mukainen syötin, tunnettu siitä, että se käsittää välineen (9, 10, 142) virtoja muodostavan elimen alapinnan lämpötilan säätämiseksi tulvimattomaan tilaan. 35 7 5 7 9 6