NL7908866A - Werkwijze voor het vervaardigen van glasvezels, inrichting voor het toepassen en verkregen vezel- produkten. - Google Patents

Description

9 - ' *

-X

"Vr * *

Werkwijze voor het vervaardigen van glasvezels, inrichting voor het toepassen en verkregen vezelprodukten.

De uitvinding heeft betrekking op verbeteringen bij de vervaardiging van vezels van glas en soortgelijke thermoplastische materialen, in het bijzonder minerale materialen, met behulp van een centrifuge, waarvan de hartlijn vertikaal loopt, en waarin een 5 glasstroom wordt gebracht, die tijdens het draaien van de centrifuge naar het inwendige oppervlak wordt gevoerd van de omtrekswand van de centrifuge, waarin een aantal openingen zodanig is aangebracht, dat het glas in de vorm van kleine draden of "primaire vezels" bij de uitlaat van deze openingen wordt uitgestoten. Mid-10 delen zijn voorzien voor het produceren van een ringvormige stroom van strekgas bij de uitlaat van een verbrandingskamer, welke ringvormige stroom zodanig naar beneden wordt gevoerd langs het uitwendige oppervlak van de van openingen voorziene band van de omtrekswand van de centrifuge, dat de kleine glasdraden worden gestrekt 15 en de vezels naar beneden worden meegenomen in de strekstroom om zich, in het algemeen bekleed met een bindmiddel, af te.zetten op het bovenste eindvlak van een van openingen voorziene opneemtrans-porteur, die in het algemeen zodanig is geplaatst, dat hij de onderste wand vormt van een verzamelkamer. Bij een bijzondere uitvoering 20 zijn zuigkasten voorzien onder de transporteur voor het vergemakkelijken van de vorming van een vezelvlies of -mat daarop, welk vlies wordt afgevoerd voor het ondergaan van een andère behandeling, een verpakking, enz.

Bij thans toegepaste soortgelijke stelsels is het gebrui-25 kelijk zogenoemd zacht glas toe te passen,' dat wil zeggen een 79 0 ij 8 6 6 » -r - 2 glassamenstelling, waarvan in het bijzonder bekend is, dat deze temperatuurs- en viscositeitseigenschappen heeft, die de vrije doorgang van het glas mogelijk maken door openingen van de wand van de centrifuge op een temperatuur, die duidelijk lager ligt dan 5 die, waarbij het materiaal van de centrifuge deze zonder bovenmatige aantasting en vervorming kan weerstaan.

Voor het bereiken van het hiervoor bepaalde doeleinde, worden gewoonlijk in de toegepaste glassamenstellingen, aanzienlijke hoeveelheden opgenomen van een of een aantal barium-, borium- of 10 fluorverbindingen, die de neiging hebben de smelttemperatuur, de ontglazings- of vervloeiingstemperatuur en de viscositeit te verlagen, en die derhalve werkzaam zijn voor het voorkomen van het gebruik van bovenmatig verhoogde glassmelttemperaturen.

Gebruikelijke barium-, borium- en fluoroxidegehalten, 15 die thans voorkomen in gebruikt glas, zijn respectievelijk ongeveer 3$ > 6$ en 1,5$, waarbij echter de tegenwoordig gebruikte boriurnen fluorverbindingen, vluchtig zijn bij de gebruikte smelttempera-turen bij de vervaardiging van glas, en voor fluor zelfs bij glas-temperaturen, toegepast tijdens de vorming van vezels, zodat voor 20 het verkrijgen van deze gehalten het nodig is in eerste instantie · grotere hoeveelheden bestanddelen in te brengen tijdens de bereiding van de samenstelling. De toepassing van aanzienlijke hoeveelheden van deze verbindingen leidt dus tot het feit, dat zij de kosten van de geproduceerde vezels verhogen, omdat zij een verhoog-25 de prijs hebben, in het bijzonder de bariumverbindingen.

Anderzijds verplicht de.toepassing van samenstellingen, die aanzienlijke hoeveelheden borium of fluor of zelfs barium bevatten, tot voorzorgsmaatregelen. In het bijzonder in het geval van borium of fluor, worden lastige vluchtige bestanddelen uitge-30 stoten door de inrichting voor de produktie van gesmolten glas, waarbij het voor het voorkomen van het verontreiniging van de atmosfeer nodig is de afgevoerde gassen in het bijzonder te behandelen met het oog op het afscheiden en op passende wijze verwijderen van deze bestanddelen.

35 Tenslotte heeft het verkregen betrekkelijk zachte glas, 7908860

- . I

V

t 3 dat de vezels produceert, niet de totale gewenste bestendigheid bij verhoogde temperaturen.

De uitvinding heeft dientengevolge tot doel de hiervoor genoemde nadelen van de bekende uitvoeringen op te heffen.

5 Derhalve heeft de uitvinding als doeleinde het produktie- vermogen te vergroten van een gegeven inrichting voor het door centrifugeren strekken van de beschreven soort door het mogelijk maken van het praktisch verwijderen van bepaalde verontreinigings-bronnen, en door het verschaffen van de mogelijkheid van toepassing 10 van glas samenstellingen met lage kosten voor het produceren van vezels, die betere thermische weerstandseigenschappen hebben.

Met vezels, geproduceerd met behulp van een gebruikelijke centrifuge, uitgaande van bekende samenstellingen, kunnen slechts isolatieprodükten worden gebruikt bij toepassingen, waarbij deze 15 zijn onderworpen aan temperaturen, die weinig hoger liggen dan lK)0°C. Met vezels, geproduceerd uitgaande van de bepaalde onderhavige samenstellingen, kan de overeenkomstige temperatuur daarentegen oplopen tot ongeveer U80°C.

De algemene, vermelde moeilijkheden kunnen worden opgelost 20 door het aanbrengen van een bepaald aantal belangrijke verbeteringen, verschaft door de uitvinding, te weten afzonderlijk of in verschillende samenvoegingen, in het bijzonder de werkomstandigheden, de werkwijze en de uitrusting, gebruikt voor het in de centrifuge brengen en verdelen van het glas, de constructie van de eigenlijke 25 centrifuge en eveneens de samenstelling van het glas, alsmede de samenstelling van de legering, waaruit de centrifuge is gevormd. Verschillende eigenschappen zijn onderling samenhangend, zoals hierna wordt verduidelijkt.

Bij het eerst beschouwen van de glassamenstelling (voor-30 beelden worden hierna gegeven) valt het, hoewel de werkwijze en de uitrusting met toepassing van de centrifuge, kunnen worden-gebruikt met samenstellingen, die thans worden toegepast, binnen het onderhavige kader, dat deze samenstelling geen fluor behoeft te bevatten en weinig of geen barium en borium. Dergelijke glassamen-35 stellingen komen overeen met "hard" glas, dat hogere smelt- en 7908866

V

% •t

It ontglazingstemperaturen heeft. Het gevolg hiervan is, dat deze van fluor en ook borium, zelfs barium, bevrijde samens'tellingen, die de vorming van vezels met de bekende strekwerkwijze niet mogelijk maken, tot vezels kunnen worden gevormd door de onderhavige werkwijze en 5 uitrusting. Verder is dit harde glas van belang met het oog op de verhoogde weerstand daarvan tegen de temperatuur.

Dergelijke "harde" glassamenstellingen, die hogere ontglazingstemperaturen hebben, en die pas een voor de vorming van vezels passende viscositeit bereiken bij verhoogde temperaturen, maken 10 een bijzondere toepassing en een bijzondere uitrusting voor de vorming van vezels nodig, waarbij de uitvinding betrekking heeft op een bepaald aantal belangrijke verbeteringen, aangebracht in de constructie van de centrifuge, in de werkwijze en in middelen voor het in de centrifuge brengen en verdelen van glas, alsmede in de 15 in de centrifuge tot stand gebrachte werkomstandigheden, waardoor de vervaardiging wordt vergemakkelijkt van vezels, uitgaande van "hard" glas, en zelfs de vorming mogelijk wordt gemaakt van vezels van bepaalde zeer "harde" glassamenstellingen, waarvan moeilijk, zoniet onmogelijk vezels kunnen worden gevormd met de bekende werk-20 wijzen en centrifuges.

Eveneens is op te merken, dat bepaalde van deze structurele en werkingsverbeteringen, hoewel van voordeel en van bijzonder belang voor de vorming van-vezels uit "hard" glas, eveneens voordelig zijn, wanneer zij worden toegepast bij andere soorten glas, waarvan 25 vezels kunnen worden gevormd door de betrokken centrifugeerwerkwijze.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 een vertikale doorsnede toont van een inrichting voor de produktie van vezels, welke inrichting een voorkeursuitvoe-30 ringsvorm omvat van de onderhavige centrifuge, en is voorzien van een blaasinrichting, die een ringvormige stroom produceert van trek-gas, gericht naar heneden langs de omtrekwand van de centrifuge, fig. 1a een gedeelte toont van een ander kenmerkend onderdeel, dat bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 kan zijn opgenomen, 35 de fig. 2-6 aan fig. 1 gelijke doorsneden .zijn van even 7908866

. X

5 zovele verschillende uitvoeringsvormen van de centrifuge en organen voor het in het inwendige daarvan brengen van glas, fig. 7 een doorsnede toont van een gedeelte van éên uitvoering van de montering van de in fig. 6 weergegeven uitvoe-5 ringsvorm van het orgaan voor het in het inwendige van de centrifuge brengen van glas,' fig. 8 een doorsnede toont van een gedeelte van de uitvoering van een andere vorm van de in de fig. k en 5 weergegeven uitvoeringsvorm van het orgaan voor het in de centrifuge brengen 10 van glas» fig. 9 een ruimtelijk aanzicht is van een gedeelte van een vêrsterkingsspant van de in de fig. 4 en 5 weergegeven centrifuges , en de fig. 10 en 11 doorsneden tonen van varianten van de 15 van openingen voorziene band van de omtrekswand van de centrifuge.

Bij de uitvoeringsvoim van fig. 1, is een vertikale as 10 voorzien voor het dragen van de centrifuge, welke as aan zijn onderste einde .een naaf 11 draagt, die is bestemd voor het monteren van de centrifuge. De eigenlijke centrifuge wordt in zijn algemeen-20 heid aangeduid door het verwijzingscijfer 12. De centrifuge wordt gevormd door een omtréksband of -wand 13, die een aantal rijen openingen omvat voor het vormen van vezels, en waarvan de bovenste rand is verbonden met de naaf 11 door het centrale bevestigings- of tulp-vormige gedeelte 1U. De openingen, aangebracht in de wand van de 25 centrifuge, zijn alleen weergegeven in de doorsnedefiguren van de wand van de inrichting, waarbij het echter duidelijk is, dat een aantal openingen is aangebracht, verdeelt in een aantal vertikaal op onderlinge afstanden liggende rijen. Aan de onderste rand daarvan is de centrifuge voorzien van een flens 15, die uitsteekt naar 30 het inwendige en waarmee de bovenste rand is verbonden van een cilindrisch element 16, die de rol vervult van een versterking of stutting, zoals hierna wordt verduidelijkt.

In het inwendige van de centrifuge is een verdeelzeef-trommel 17 aangebracht, die met de centrifuge meedraait en een 35 enkele reeks verdeelopeningen 18 heeft, welke reeks in hoofdzaak > 7908866 9 6 in het vlak is geplaatst van de bovenste rij openingen van de omtrekswand van de centrifuge. Zoals is weergegeven is de zeeftrommel 17 gemonteerd aan de naaf 11 met behulp van naar beneden gerichte lippen 17a. Een glasstroom wordt in het midden naar beneden ingebracht 5 door de draagconstructie van de centrifuge, zoals aangeduid bij S, voor het aankomen in het inwendige van de zeeftrommel 17 en het zich zijdelings uitspreiden op de bodem tot aan de van openingen voorziene omtrekswand van de zeeftrommel, waarbij het glas zodoende aan de binnenzijde van deze wand een laag vormt, waaruit dunne dra-10 den 19 door de openingen radiaal naar buiten in de richting van het inwendige oppervlak van de omtrekswand van de centrifuge worden geleverd in een gebied, dat grenst aan de bovenste rij openingen van de centrifuge, uit welk gebied het glas naar beneden stroomt op het inwendige oppervlak van de centrifugewand. Deze naar beneden gerichte 15 stroming vindt zonder belemmering plaats als gevolg van het feit, dat geen enkele beperkende wand of kamer aanwezig is binnen de omtrekswand, welke stroming bij het met stroboscopische belichting waarnemen daarvan, laminaire eigenschappen heeft met verschijnen van regelmatige golven. Het is vanuit deze laminaire stroming zonder tegen-20 houding noch beperking, dat het glas in de openingen dringt, aangebracht in de omtrekswand van de centrifuge, en uit al deze openingen wordt gestoten in de vorm van een aantal primaire dunne draden, welke draden worden onderworpen aan het strekken door de ringvormige gasstroom, tot stand gebracht door de inrichting, die hierna wordt 25 beschreven.

Fig. 1a geeft een variant weer van de verdeelzeeftrommel 17b, die twee rijen openingen 18a omvat, in groepen van vijf bijeengeplaatst, maar alle nabij een gemeenschappelijk vlak met het oog op het leiden van het glas in het gebied van de bovenste rij ope-30 ningen van de wand van de centrifuge.

Voor wat betreft de uitvoering van de verdeelzeeftrommel (17 in fig. 1 en 17b in fig. 1a) is op temerken, dat het merendeel van de verdeelzeeftrommels, toegepast bij de bekende werkwijzen, is voorzien van een aantal rijen openingen op vertikale onderlinge 35 afstanden met het oog op het verzekeren van een verdeling van het 1, » 7908866 7 glas in de richting van de van openingen voorziene omtrekswand van de centrifuge over het grootste gedeelte van de vertikale afmeting van deze wand. Volgens de aanvrage is echter vastgesteld, dat het volgens deze bekende werkwijze verschaffen van een aantal openingen 5 voor het tot stand brengen van de vertikale verdeling van het glas, bepaalde nadelen en moeilijkheden worden ondervonden, in het bijzonder tijdens de toepassing van centrifuges met betrekkelijk grote afmetingen, zowel voor betreft de diameter als de vertikale hoogte van de van openingen voorziene omtrekswand.

10 Een van de belangrijkste-moeilijkheden ligt in de warmte, die verloren gaat, doorde kleine glasdraden tijdens de bewegingsbaan daarvan tussen de verdeelzeeftrommel en het inwendige oppervlak van de omtrekswand van de centrifuge. Dit warmteverlies is direkt evenredig aan het totale oppervlak van de geleverde dunne draden. Met 15 een groter aantal kleine draden, zoals in de bekende stelsels, is het totale oppervlak duidelijk groter dan dat, overeenkomende met de onderhavige uitvoering, waarbij de verdeelzeeftrommel-alleen is voorzien van êên rij openingen met grotere afmetingen, hetgeen het mogelijk maakt dezelfde hoeveelheid glas te leveren voor een dui-20 delijk kleiner totaal oppervlak. In een bijzonder geval maakt het onderhavige stelsel het eveneens mogelijk een gegeven hoeveelheid glas in de vorm van kleine draden te brengen, waarvan het oppervlak slechts overeenkomt met 1/7 van het oppervlak van de bekende stelsels.

25 Dankzij de uitvinding wordt derhalve het bovenmatige warmteverlies opgeheven, dat wordt geproduceerd in het glas, dat wordt overgebracht vanaf de verdeelzeeftrommel tot op de omtrekswand van de centrifuge, welk warmteverlies een groot nadeel vormt van de bekende uitrustingen. Als gevolg van de kleine afmetingen 30 van de kleine glasdraden, verschaft in deze bekende uitvoeringen, is verder het warmteverlies, dat wordt verschaft tijdens de beweging vanaf de verdeelzeeftrommel naar de omtrekswand van de centrifuge, veel minder regelmatig tussen de verschillende kleine draden dan in het geval, dat een kleiner aantal grotere kleine draden wordt 35 geproduceerd, zoals in de onderhavige inrichting.

7908866 - 8 .

Hoewel de genoemde moeilijkheden met betrekking tot warmteverliezen niet als onmogelijkheden worden beschouwd bij de toepassing van zacht glas bij de bekende werkwijzen, zijn deze warmteverliezen niet toelaatbaar bij de toepassing van het onder-5 havig beschouwde harde glas.

Een andere belangrijke factor is aanwezig, doordat de uitvinding het vergroten mogelijk maakt van de diameter van de centrifuge. Met de verdeelzeeftrommel van de bekende stelsels, die kleine glasdraden met een kleine diameter produceert, heeft de 10 vergroting van de diameter van de centrifuge de neiging een schommelend bewegen te veroorzaken van de dunne draden en derhalve de gelijkmatigheid te veranderen van de werkomstandigheden. Door het volgens de uitvinding toepassen van een kleiner aantal grotere dunne draden, wordt dit schommelend bewegen tegengegaan, waarbij echter 15 andere middelen, die het mogelijk maken deze neiging tot schommelend bewegen te verminderen, hierna eveneens worden beschreven onder verwijzing naar de in de fig. 2-6 weergegeven uitvoeringsvormen.

Wanneer een groot aantal kleine glasdraden wordt gericht naar het inwendige oppervlak van de van openingen voorziene omtreks-20 wand van de’ centrifuge over het grootste gedeelte van de afïneting van het van openingen voorziene gebied van deze wand, komen verder bepaalde dunne draden op de van openingen voorziene wand aan in lijn met de openingen van de wand of vrijwel in lijn daarmee, waarbij andere dunne draden daarop aankomen in tussenliggende gebieden, 25 hetgeen onregelmatige stromingsomstandigheden tot stand brengt, die de neiging hebben de regelmatigheid van de geproduceerde vezels te verstoren.

Gegeven dit feit wordt volgens de uitvinding inplaats van een groot aantal dunne draden, vertikaal verdeelt over de omtreks-30 wand van de centrifuge, een laag gesmolten glas tot stand gebracht en gehandhaafd, welke laag naar beneden stroomt zonder te worden belemmerd noch beperkt op het inwendige oppervlak van de van openingen voorziene omtrekswand, waarbij de toevoer van glas plaatsvindt naar de bovenste rand van deze laag, die op laminaire wijze naar 35 beneden loopt en daarbij over alle openingen van de wand van de 7908866 9 centrifuge, zodat de omstandigheden van het door en uit elke opening van de omtrekswand stoten van de dunne glasdraad praktisch dezelfde zijn, hetgeen een oorzaak van niet regelmatig zijn van de geproduceerde vezels opheft- 5 Dit tot stand brengen van de laag, die naar beneden stroomt zonder belemmering, wordt verzekerd door de hiervoor onder verwijzing naar de fig. 1 en 1a beschreven verdeelzeeftrommel, dat wil zeggen door toepassing van een verdeelzeeftrommel, waarin al het tot vezels om te vormen glas wordt geleverd naar de wand van de 10 centrifuge door middel van éên enkele rij openingen nabij of in een vlak, dat zich ter hoogte van of nabij de bovenste rij openingen bevindt van de wand van de centrifuge. Deze enkele rij openingen omvat met voordeel slechts in het totaal 75-200 openingen, hetgeen overeenkomt met een aantal tussen 1/10 en 1/3 van het aantal, dat 15 thans wordt gebruikt in verdeelzeeftrommels met een aantal rijen.

Het tot stand brengen van de gewenste regelmatige omstandigheden van de doorgang van het glas door de openingen van de wand van de centrifuge, wordt nog verbeterd door bepaalde andere voorkeurswerkomstandigheden, die hierna worden bepaald, in het * 20 bijzonder het handhaven van de temperatuursomstandigheden, die een in hoofdzaak regelmatige viscositeit verschaffen van het glas in de bovenste en onderste gebieden van de wand van de centrifuge.

Voor het verzekeren van het strekken van de dunne glasdraden, omvat de in fig. 1 weergegeven inrichting een ringvormige 25 kamer 20 voorzien van een ringvormig mondstuk 21, welke kamer 20 wordt gevoed door een of een aantal verbrandingskamers 22, welke' kamers zijn voorzien van passende middelen voor het verbranden van de brandstof met het oog op het produceren van warme strekgassen.

Dit verschaft een ringvormige stroom van strekgas, gericht naar 30 beneden, welk gas aanwezig i/έ in de vorm van een gordijn, dat de centrifuge omringt. De details van het ontwerp van de draagconstructie van de centrifuge en de blaasinrichting zijn-in de onderhavige beschrijving niet gegeven omdat zij algemeen bekend zijn voor de deskundigen.

35 Zoals aangegeven in fig. 1, omvat- de uitrusting eveneens 7908856 s 10 een verwarmingsmiddel voor de onderste rand van de centrifuge. Dit middel kan een verscheidenheid van vormen hebben, en omvat bij voorkeur een hoog frequent verwarmingsorgaan met een ringvormige gedaante, zoals aangeduid door het verwijzingscijfer 23. Deze ver-5 warmingsring heeft bij voorkeur een diameter, die' groter is dan die van de centrifuge, en bevindt zich bij voorkeur op een kleine afstand onder de bodem van deze inrichting.

Thans worden de werkingsomstandigheden en -parameters beschreven.

10 Bij het beschouwen van de werking van de in fig. 1 weer gegeven uitvoeringsvorm, is op de eerste plaats op te merken, dat hoewel de verschillende eigenschappen van de uitvinding in centrifuges van alle maten tot uitdrukking kunnen worden gebracht, het binnen het onderhavige kader valt aan de centrifuge een diameter 15 te geven, die groter is dan die van de gebruikelijke centrifuges.

Voor de centrifuge kan bijvoorbeeld een diameter worden gekozen in de orde van itOO mm in vergelijking met de waarde van 300 mm, die * thans wordt aangenomen bij een groot aantal bekende inrichtingen.

Dit maakt het mogelijk een duidelijk groter aantal openingen aan te 20 brengen voor het leveren van glas, in de omtrekswand van de centrifuge, zodat het mogelijk is het aantal dunne glasdraden, dat door de centrifuge wordt uitgestoten in de ringvormige blaasstroom, die de dunne glasdraden omringt met het oog op het strekken daarvan, met voordeel te vergroten. Als gevolg van de betrekkelijk hoge 25 draaisnelheden van centrifuges van deze soort, wordt de inrichting onderworpen aan een zeer grote -centrifugaalkracht, waarbij omdat de inrichting werkzaam is bij een hoge temperatuur, het middengebied van de omtrekswand altijd de neiging heeft zich naar buiten te krommen. Deze neiging wordt tegengegaan door het toepassen van middelen 30 voor het versterken of stutten, waarvan verschillende vormen hierna worden beschreven bij de verschillende in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen. Bij de uitvoeringsvorm van fig. 1, is het versterkingsmiddel in de vorm van een ringvormig element 16, dat is bevestigd door middel van de flens 15» die naar binnen is omgebogen aan 35 de onderste rand van de omtrekswand. De versterkingswerking van dit » 7908866 11 ringvormige element 16 is duidelijk, wanneer rekening wordt gehouden met het feit, dat aan gezien het middengebied van de omtrekswand 13 de neiging heeft naar buiten te krommen onder inwerking van de cen-trifugaalkracht, deze wand ook de neiging heeft de flens 15 naar 5 boven en naar het inwendige om te buigen langs de verbindingslijn daarvan met de onderste rand van de wand 13. Indien het ringvormige element 16 (zoals bij de bekende centrifuges) niet is voorzien, wordt een gedeelte van dit naar boven en naar het inwendige ombuigen van de flens 15 omgezet in de vorming van lichte golving van de betrekke-10 lijk dunne binnenrand daarvan. De aanwezigheid van het ringvormige element 16 aan de binnenrand van de flens voorkomt .daarentegen een dergelijke golving en verzekert zodoende een versterking van de wand van de centrifuge. De hoekige verbinding van het element 16 met de flens 15 draaft eveneens bij aan het verschaffen van de gewenste 15 versterking.

Voor het hierna te bepalen doel, heeft het ringvormige element 16 in de axiale richting van de centrifuge bij voorkeur een afmeting die groter is dan de gemiddelde dikte van de omtrekswand van de centrifuge. Voor het doeltreffend tegengaan van het naar 20 buiten krommen van de omtrekswand, wordt verder het ringvormige element 16 in een naar beneden buiten de binnenrand van de flens 15 uitstekende stand gemonteerd. Met voordeel wordt daaraan een vertikale afmeting gegeven, die groter is dan de maximum dikte van de wand 13. Gebleken is, dat de op deze wijze tot stand gebrachte 25 versterking van de centrifuge het mogelijk maakt het welven van de wand van de centrifuge te vertragen en derhalve de levensduur van deze inrichting te verlengen.

In de andere figuren, die hierna worden beschreven, zijn andere uitvoeringen weergegeven, die het mogelijk maken deze ver-30 sterkingswerking uit te oefenen.

Voorafgaande aan het beschrijven van de werking van de. in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm van de onderhavige uitrusting, moet worden opgemerkt, dat bij een bekende werkwijze van het toepassen van een centrifuge met een betrekkelijk zacht glas, het glas 35 gewoonlijk in een verdeelzeeftrommel wordt gebracht, die is gemonteerd * 7908866 12 in het middengebied van de centrifuge, en een omtrekswand omvat, voorzien van een aantal vertikaal op onderlinge- afstanden liggende rijen verdeelopeningen voor het glas, zodat het door de zeeftrommel geleverde glas de omtrekswand van de centrifuge bereikt op althans 5 het grootste gedeelte van de vertikale afmeting daarvan. Zodoende wordt een aanzienlijk temperatuursverschil tot stand gebracht tussen de bovenste rand van de omtrekswand en de onderste rand daarvan.

Als gevolg hiervan bevindt de bovenste rand zich op hogere temperaturen dan de onderste rand, in hoofdzaak als gevolg van het feit, 10 dat de bovenste rand zich nabij het begingebied bevindt van de strekstroom. Verder heeft de omtrekswand tegenwoordig dezelfde dikte over de gehele hoogte daarvan of is in bepaalde gevallen zelfs dikker naar de bovenste rand dan naar de onderste rand. Verder kunnen bij deze bekende werkwijze bepaalde afmetingsverschillen (diameter) 15 bestaan tussen de openingen van de bovenste rijen van de centrifuge en die van de onderste rijen. Bij bekende uitvoeringsvormen is reeds rekening gehouden met deze verschillende factoren om te bereiken,, dat de dunne glasdraden van de bovenste openingen met een hogere snelheid worden uitgestoten dan de dunne draden van de onderste 2Ό openingen om te bereiken, dat een zogenoemde "regenscherm" vezel-vorming wordt bereikt, zoals bijvoorbeeld beschreven in het Franse octrooischrift 1.382.917 (fig· 3). Dit voorkomt, dat de vezels elkaar kruisen, dus verward raken en onderling worden samengelast in het gebied van d'e vezelvorming, zoals het geval is wanneer de 25 glasdraden op dezelfde afstand worden uitgestoten door de bovenste rijen en de onderste rijen openingen.

Hoewel bij bepaalde bekende stelsels, de onderste rand van de centrifuge wordt onderworpen aan een verwarming, die komt bij de verwarming, die het gevolg is van de werking van de ring-30 vormige strekstroom en-het inbrengen van gesmolten glas, vereist de produktie van een "regenschermvormige" vezelvorming bij de bekende uitvoeringsvormen veelal het tot stand brengen van een verschil tussen de temperaturen van het glas op de bovenste rand van de centrifuge en op de onderste rand daarvan. De bovenste rand van 35 de centrifuge is onderhevig aan een hogere temperatuur als gevolg van 7908866 13 de hiervoor genoemde factoren, waarbij de onderste rand van de centrifuge zich gewoonlijk op een lagere temperatuur bevindt, zelfs indien een aanvullende verwarming tot stand wordt gebracht, waarbij als gevolg van dit verschil tussen de temperaturen, die bijvoorbeeld 5 ongeveer 1050°C aan de bovenkant van de centrifuge zijn en 950°C aan de onderkant, is de daaruit voortvloeiende viscositeit van het glas lager aan de bovenkant dan aan de onderkant, waaruit een gemakkelijker stromen volgt door de bovenste openingen, zodat de dunne glasdraden verder worden uitgestoten aan de bovenkant dan aan de 10 onderkant van de centrifuge, hetgeen het mogelijk maakt de gewenste "regenschermvormige" vezelvorming te verkrijgen.

• Bij bekende werkwijzen, waarbij gebruik wordt gemaakt van aacht glas, kan een dergelijk temperatuursverschil tussen de bovenste rand en de onderste rand van de centrifuge tot stand worden 15 gebracht voor het bereiken van de genoemde doeleinden als gevolg van het feit, dat met een dergelijk zacht glas, zelfs wanneer de temperatuur de ontglazingstemperatuur duidelijk overschrijdt (voor het glas, dat zich bevindt in het gebied, grenzende aan de bovenste rijen openingen), de temperatuur desalniettemin onvoldoende hoog is ' 20 voor het veroorzaken van ernstige beschadigingen van het metaal van de centrifuge.

Met een hardglas daarentegen is het in de praktijk niet mogelijk te werken met een groot temperatuursverschil tussen de bovenste en onderste randen van de centrifuge. De reden hiervoor 25 is, dat indien de temperatuur aan de onderste rand op een hoogte wordt gehouden, die voldoende boven de ontglazingstemperatuur ligt om te voorkomen, dat het glas kristalliseert, en derhalve de onderste rijen openingen niet blokkeert, is het voor het tot stand brengen van het temperatuursverschil, dat veelal wordt toegepast bij de 3Ö bekende stelsels voor het verkrijgen van een regenschermvormige vezelvonning nodig de temperatuur van het glas in het gebied, grenzende aan de bovenste rand van de centrifuge, op ëen zodanig hoge waarde te brengen, dat de centrifuge wordt onderworpen aan een bovenmatige corrosie, erosie en/of vervorming.

35 Rekening houdende met deze factoren, wordt volgens de t 7908866 11» uitvinding tijdens de toepassing van harde glassamenstellingen, een nieuwe manier verkregen van het gewenste regenschermvormige vezel-vormen. Inplaats van een temperatuursverschil .toe te passen tussen de bovenste en onderste randen van de centrifuge, wordt ongeveer de-5 zelfde temperatuur tot stand gebracht bij de bovenste en onderste randen van de centrifuge, welke temperatuur wordt gehandhaafd op een hoogte (bijvoorbeeld 1050°c),die hoger ligt dan de ontglazingstem-peratuur, maar tog dicht daarbij ligt. De viscositeit van het glas is dus in hoofdzaak dezelfde in de gebieden van de bovenste en on-10 derste rijen openingen van de centrifuge, bijvoorbeeld ongeveer 500 Fh.s, waarbij echter volgens de uitvinding een andere manier tot stand wordt gebracht voor het gewenste vergroten van de weerstand tegen uitstoten van dunne glasdraden door de openingen van de onderste rijen. Als verschil met de stand van de techniek wordt 15 dus in de centrifuge een omtrekswand toegepast, die in de richting van de onderste rand een grotere dikte heeft, dan in de richting van de bovenste rand, zoals duidelijk is te zien in fig. 1. Het gevolg hiervan is, dat in de richting van de onderste rand openingen worden verkregen met een grotere lengte, die voor een gegeven visco-20 siteit van het glas, een grotere weerstand biedt aan de stroming van de dunne draden onder inwerking van de centrifugaalkracht. Als gevolg van dit verschil in weerstand tegen de stroming, worden de dunnen glasdraden verder uitgestoten bij de bovenstë rand van de centrifuge dan bij de onderste rand, hetgeen zodoende de gewenste 25 regenschermvormige vezelvorming verschaft. Indien nodig, kan de weerstand tegen stroming van de dunne glasdraden door de openingen van de onderste rijen nog worden versterkt door het verkleinen van de diameters daarvan.

Voor het tot stand brengen van de gewenste temperatuur 30 langs de onderste rand van de centrifuge, wordt volgens de uitvinding een sterker verwarming tot stand gebracht van de onderste rand van de centrifuge dan bij de bekende uitveringsvormen. Zodoende bezit het ' in fig. 1 weergegeven verwarmingsorgaan 23 een vermogen, dat althans......

tweemaal of driemaal dat is van de in het verleden toegepaste orga-35 nen. Het is juist een verwarmingsorgaan toe te passen met een t 7908886 15 vezmogen van 60 kW bij 10.000 Hz.

Bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige toepassing, worden de omstandigheden gehandhaafd, die in de bovenste en onderste gebieden van de omtrekswand van de centrifuge een 5 glastemperatuur tot stand brengen, die met 10 a 20°C boven de ont-glazingstemperatuur ligt.

Bij het merendeel van de toepassingen, wordt verder aan het onderste gebied van de omtrekswand van de centrifuge een dikte gegeven, die althans gelijk is aan ongeveer 1,5 maal die van het 10 bovenste gebied daarvan, waarbij het in bepaalde gevallen wenselijk kan zijn om aan het onderste gebied een dikte te geven in de orde van 2, 5 maal die van het bovenste gebied. Een dikte van het onderste gebied' van de wand van de centrifuge van 2 maal die van het bovenste gebied, vormt een gebruikelijke waarde voor het toepassen 15 van de uitvinding. In een bijzondere inrichting bijvoorbeeld, kan de dikte van het bovenste gebied gelijk zijn aan 3 mm, en die van het onderste gebied gelijk aan 6 mm.

Hoewel de vergroting van de dikte in hoofdzaak van boven naar beneden regelmatig kan zijn, zoals aangegeven in fig, 1¾ kan 20 eveneens de in fig. 10 weergegeven variant worden toegepast, in welke figuur een doorsnede is weergegeven van de omtrekswand van de centrifuge, die eveneens een grotere dikte heeft in het onderste gebied daarvan dan in het bovenste gebied daarvan. IN dit geval bezit de wand de grootste dikte in het onderste gebied, waarbi-j de minimum 25 dikte ligt in het middengebied, en een tussenliggende dikte aanwezig is in het bovenste gebied. Deze verdeling van de dikte van de wand maakt het met voordeek mogelijk om op een nog nauwkeuriger wijze de gewenste uitwerking tot stand te brengen van de regenschermvormige vezelvorming. In dit verband is op te merken, dat de twee belangrijk-30 ste verwarmingsbronnen van de omtrekswand worden gevormd door de ringvormige stroomstrekgas aan de bovenkant en door het inductiever-warmingsorgaan 23 aan de onderkant. Het gevolg hiervan is, dat het middengebied van de omtrekswand een temperatuur aanneemt, die iets lager ligt dan die van de bovenste of onderste randen, en dat de 35 viscositeit van het glas in het middengebied dienovereenkomstig is 7908806 ι6 » vergroot. Een verandering van de dikte van de wand, zoals aangegeven in fig. 10, vergemakkelijkt derhalve het tot stand brengen van een gewenste mate van stroming en uitstoting van het glas, dat wil zeggen een maximum mate in het bovenste gebied, een tussenliggende mate 5 in het middengebied en een minimum mate in het onderste gebied.

Hoewel in de fig. 1 en 10 het uitwendige oppervlak van de wand is weergegeven met een kegelvormig profiel, dat wil zeggen met een diameter, die aan de onderkant iets groter is dan aan de bovenkant, is het duidelijk, dat dit uitwendige oppervlak een cilindrische vorm 10 kan hebben, zoals aangegeven in fig. 11.

Alvorens andere uitvoerin^ormen -en overeenkomstig andere eigenschappen te beschrijven, zoals verduidelijkt in de fig. 2-9, is het wenselijk bepaalde aanvullende parameters te definiëren, in het bijzonder reeksen constructieve en werkingseigenschappen.

15 Hoewel verschillende eigenschappen van de uitvinding kunnen worden toegepast in samenhangmet centrifuges, die een openingenco-‘êfficiënt hebben (verhouding tussen het totale oppervlak van de ope-ningen en het totale oppervlak) van de omtrekswand in de orde van de grootte, zoals toegepast bij bekende uitvoeringen, worden bepaalde 20 eigenschappen van de uitvinding met voordeel toegepast in samenhang met een centrifuge, die een groter aantal openingen per oppervlakte-eenheid van de omtrekswand omvat. Voor éen dergelijke vergroting van de openingencoefficiënt is het mogelijk het vermogen van de centrifuge te vergroten, dat wil zeggen de totale hoeveelheid glas, 25 die door deze centrifuge wordt omgevormd tot vezels.

Bij het analyseren van dit onderwerp moet er aan worden herinnerd, dat de snelheid van af leve ren van het glas door de openingen van de wand van de centrifuge sterk wordt beïnvloed door de viscositeit van het glas, die deze openingen valt.Een vergroting 30 van de viscositeit vertraagt de stroming in elke opening, waarbij echter door het vergroten van de openingencoefficiënt, een gegeven algemeen vermogen kan worden gehandhaafd voor een centrifuge, zelfs met het glas met de grotere viscositeit. Dientengevolge maakt de vergroting van de openingencoefficënt de toepassing mogelijk van 35 glas met een viscositeit;, die groter is dan die tegenwoordig wordt 7908865 17 toegepast in centrifuges, zonder dat daaruit een vermindering volgt van het algemene vermogen van de vezelvorming.

Het vermogen van de vezelvorming is ook afhankelijk van de diameter van de openingen, waarbij echter zelfs bij openingen 5 met een verkleinde diameter een gegeven vermogen tot vezelvorming kan worden gehandhaafd indien de openingen-coëfficiënt in voldoende mate wordt vegroot.

Volgens de uitvinding is het zelfs mogelijk het algemene produktievermogen te vergroten van een gegeven centrifuge met een 10 gelijktijdige verlaging van de snelheid van de doorgang van het glas door de afzonderlijke openingen van de omtrekswand. Dit resultaat kan'gedeeltelijk worden verkregen door het vergroten van de openingencoëfficiënt (zoals, hiervoor aangegeven), maar ook door bepaalde andere factoren, die hierna worden verduidelijkt, als gevolg 15 waarvan de erosie en het verval van de centrifuge worden verminderd ondanks de .vergroting van het algemene vermogen van de vezelvorming. De erosie is natuurlijk geconcentreerd in de afzonderlijke openingen, waarbij echter verrassenderwijze is vastgesteld, dat ondanks de vegroting van de openingencoëfficiënt (hetgeen een verzwakking geeft o ΡΩ van de centrifuge), het vermogen en de levensduur van de centrifuge niet worden verminderd en zelfs iets kunnen worden vergroot in vergelijking met bekende uitvoeringen.

Verder is het door het verlagen van de stromingssnelheid van het glas in de openingen slechts nodig aan de langs het uitwen-25 dige oppervlak van de omtrekswand van de centrifuge verschafte strek-stroming een net zo hoge snelheid te geven als er een groter stro-' mingsdebiet door elke opening aanwezig is. Dit heeft een tweevoudig voordeel tot gevolg. Op de eerste plaats is het mogelijk vezels te produceren met een grotere lengte als gevolg van het feit, dat de 30 lengte van de door een centrifuge van de beschreven soort geproduceerde vezels, zoals algemeen bekend, in het algemeen omgekeerd evenredig is aan de snelheid van de strekgassen. Op de tweede plaats maakt de verlaging van de snelheid van de trekgassen het mogelijk een energiebesparing tot stand te brengen.

35 Een vergroting van de openingencoëfficiënt maakt het f 7908866 18 > · eveneens mogelijk een groter aantal draden te strekken in een gegeven volumestrekgas, hetgeen ook een energiebesparing tot gevolg heeft. Gebleken is, dat bij het toepassen van de uitvinding, de geproduceerde vezels niettegenstaande de vergroting van het aantal draden 5 per volume-eenheid van het strekgas, geen agglomeratienesten of -gebieden vormen van vezels, maar dat de vezels van elkaar gescheiden blijven gedurende de gehele strekjfase, hetgeen het mogelijk maakt vezelige produkten te fabriceren, bijvoorbeeld isolatieprodukten, mèt een hoge kwaliteit.

10 Bij het toepassen van de uitvinding is het voordelig om bij het merendeel van de gevallen een openingencoëfficiënt toe te 2 passen, die overeenkomt met althans 15 openingen per cm van het van openingen voorziene gedeelte van de omtreksvand, bijvoorbeeld 2 een waarde tussen 15 en 45 of 50 openingen per cm » Een voorkeurs- . . . 2 15 waarde is m de orde van 35 openingen per cm . De diameter van de gebruikte openingen ligt bij voorkeur tussen ongeveer 0,8 en 1,2 mm.

Hoewel bepaalde eigenschappen van de uitvinding kunnen worden toegepast bij centrifuges met een willekeurige diameter, is bij het grote aantal toepassingen van de uitvinding een vergro-20 · ting voorzien van de diameter van de centrifuge ten opzichte van de bekende inrichtingen. Hoewel bij de bekende centrifuges een diameter wordt toegepast van ongeveer 300 mm, kan aan de volgens de uitvinding uitgevoerde centrifuges een diameter worden gegeven van althans 400 mm, welke diameter 500 mm kan bereiken.

25 De vergroting van de diameter van de centrifuge verschaft eveneens voordelen. Voor een gegeven openingecoëfficiënt en voor hetzelfde vermogen tot vezelvorming van glas van de inrichting, heeft zodoende een vegroting van de diameter een vermindering tot gevolg van de stromingssnelheid van het glas door elke opening. Zoals hier-30 voor aangegeven met betrekking tot de vergroting van de openingencoëfficiënt , kan de verlaging van de stromingssnelheid in de openingen zelfs een bepaalde vergroting mogelijk maken van de viscositeit van het vezelglas. Voor hetzelfde vermogen van de centrifuge, veroorzaakt een grotere viscositeit van het glas echter geen boven-35 matige slijtage dankzij de vermindering van de stromingssnelheid in 7908866 19 .

de openingen.

Hoewel bepaalde eigenschappen van de uitvinding kunnen worden toegepast in centrifuges, waarvan de omtrekswand een willekeurige gewenste vertikale afmeting bezit, kan bij bepaalde toe-5 passingen eveneens een vergroting zijn voorzien van de hoogte van deze omtrekswand, welke vergroting kan oplopen tot het dubbele met betrekking tot bekende uitvoeringen, waarbij de hoogte van de centrifugeband kan worden vergroot met ongeveer 1*0 mm tot 80 mm.

Deze vergroting van de hoogte maakt het mogelijk het tot-ale aantal 10 openingen te vergroten, welk gevolg bijzonder voordelig is, omdat een vergroot aantal dunne glasdraden wordt uitgeworpen in de gasvormige strekstroom, hetgeen opnieuw een energiebesparing tot gevolg heeft.

Thans worden gedetailleerd de fig. 2-9 beschreven.

15 Bij het beschouwen van de in fig. 2 weergegeven uitvoerings vorm, is te zien, dat deze weer is voorzien van een middenas 10, die de centrifuge draagt, en aan het onderste einde waarvan de naaf 2h is gemonteerd, die tot doel heeft de centrifuge te dragen, die in zijn algemeenheid wordt aangeduid door het verwijzingscijfer 25.

20 Evenals bij de eerste uitvoeringsvorm, is een ringvormige kamer 20 voorzien, die een ringvormig mondstuk 21 omvat, dat het uitstoten mogelijk maakt van de strekstroom langs de omtrekswand van de centrifuge. In fig. 2 is de diameter van de centrifuge iets groter dan in fig. 1, waarbij de omtrekswand 26 eveneens een -grotere dikte 25 heeft in het onderste gebied dan in het bovenste gebied. Bij de

Onderste rand van de omtrekswand is een flens 27 voorzien, die naar het inwendige is omgebogen en waarvan de dikte geleidelijk radiaal naar het inwendige toeneemt, waarbij de binnenrand daarvan in de axiale richting van de centrifuge een afmeting heefti die althans 30 gelijk is aan de gemiddelde dikte isn de wand 26 en bijvoorkeur groter dan de maximum dikte van deze wand. Dit geeft een versterking, die zoals hiervoor beschreven, is bestemd voor het tegengaan van het in het middengebied daarvan naar buiten welven van de cmtreks-rand 26.

35 Bij de uitvoeringsvorm van fig. 2, is een verdeelzeeftrom- mel 28 in het midden van de centrifuge gemonteerd, en voorzien van 7908366 4 \ * » 20 een rij omtreksopeningen 29. De glasstroom S dringt van "boven in de zeeftrommel, zoals in fig. 1, waarbij het draaien van de zeeftrommel 28 radiaal de dunne glasdraden 30 naar buiten stoot. In plaats van dat de dunne draden 30 direkt naar het inwendige van de omtrekswand 5 van de centrifuge worden gevoerd, voorziet de uitvoeringsvorm van fig. 2 in een doorgeeforgaan, opgesteld tussen de zeeftrommel en de omtrekswand van de centrifuge. Dit doorgeeforgaan is in de vorm van een ringvormige trechter 31, die naar het inwendige open is, en in de bodem een rij doorgeefopeningen omvat' op zodanige onderlinge 10 afstanden, dat de dunne glasdraden 32 worden uitgestoten naar de omtrekswand van de centrifuge. Evenals bij de eerst beschreven uitvoeringsvorm, moeten de uitlaatopeningen van de dunne draden 32 zodanig zijn geplaatst, dat zij al het tot. vezels te vormen glas voeren in het bovenste gebied van de van openingen voorziene wand 15 van de centrifuge voor het zodoende tot stand brengen van de hiervoor beschreven vrije laminaire stroming naar beneden.

Bij de uitvoeringsvorm van fig. 2, wordt aan de diameter vancde verdeelzeeftrommel 28 een waarde gegeven, die kleiner is dan die van de zeeftrommel 17 van fig. 1, niettegenstaande het feit dat de diameter van de centrifuge van fig. 2 groter is dan de diameter van de voorgaande. Deze bemeting van de betrokken onderdelen is voordelig als gevolg van het feit, dat zelfs met een zeeftrommel met een diameter, gelijk aan die, aangeduid bij 17 in fig. 1, de 25 ^stand, die de verdeelzeeftrommel scheidt van de van openingen voorziene wand van de centrifuge, de regelmatigheid verandert van de dunne draden, die zijn geleverd, en een schommelend bewegen produceert en derhalve de aankomst van een gedeelte van het glas naar een gebied van de wand, welk gebied zich onder de bovenste rand bevindt. Dit is ongewenst als gevolg van het feit, dat bij het toepassen van de uitvinding, al het glas in hoofdzaak moet worden gebracht in het vlak van de bovenste rijen openingen van de wand van de inrichting met het oog op het van boven tot beneden langs de omtrekswand van de centrifuge tot stand brengen van de vrije stro-35 ming, die in op elkaar liggende laminaire lagen daalt, zoals gewenst is.

7908866 * 21

Door het toepassen van een verdeelzeeftrommel 28 met een iets kleinere diameter dan die van fig. 1, en het verder gebruiken van een doorgeeforgaan, zoals de ringvormige trechter 31 van fig. 2, kan een nauwkeuriger overdragen worden verzekerd van het glas naar 5 het gebied van de bovenste rij openingen voor de vezelvorming. De trechter 31 kan zijn. gemonteerd aan een gedeelte van de naaf 2h met behulp van een draagconstructie 31a, die thermisch isoleert, zoals in de fig. 7 en 8 is aangegeven bij h6.

Evenals in fig. 1, kan in fig. 2 een verwarmingsorgaan 10 23 met hoog frequente inductie worden toegepast met het oog op het vereffenen van de temperaturen in de bovenste en onderste gebieden van de van openingen voorziene wand van de centrifuge.

Fig. 3 geeft een uitvoeringsvorm weer, die lijkt op die van fig. 2, waarbij overeenkomstige verwijzingscijfers zijn gebruikt 15 voor het aanduiden van gelijke of sterk lijkende onderdelen. In feite hebben de centrifuge 25 en ook de verdeelzeeftrommel 28 een constructie, die gelijk is aan die van fig. 2, waarbij echter inplaats van de toepassing van de ringvormige trechter 31, die naar het inwendige open is, een doorgeeforgaan 33 wordt gebruikt met een * 20 andere constructie. Dit orgaan 33 omvat een door middel van de ther misch isolerende dragers-33a aan de naaf gemonteerde, ringvormige druiplijst 33, voorzien van een kanaal, dat open is naar het inwendige voor het opnemen van de dunne glasdraden 30, die de zeeftrommel 28 verlaten, waarbij de onderste rand van het kanaal is voorzien 25 van een stuw of overloop 3^, zodat het in de druiplijst 33 aankomende glas overloopt en door centrifugaalwerking wordt overgebracht naar het inwendige oppervlak van de omtrekswand van de centrifuge. Bij voorkeur is de doorgeefdruiplijst 33 zodanig geplaatst, dat de stuwoverloop het overbrengen verzekert van het glas in het vlak van 30 de bovenste rij openingen van de omtrekswand.

De werking van de uitvoeringsvorm van fig. 3 is soortgelijk aan die van fig. 2, behalve dat in het geval van de trechter van fig. 2, de in de onderkant van de trechter voorziene openingen dunne gescheiden glasdraden 32 leveren, waarbij in fig. 3 het glas 35 door het doorgeeforgaan wordt uit gestort in de vorm van een dunne 79 0 8 8 6 6 β 22 laag 35.

Bij het thans beschouwen van de uitvoeringsvorm van fig.

U, is te zien, dat de weergegeven centrifuge 36 een vertikale afmeting heeft, die aanzienlijk is vergroot ten opzichte van die van 5 de centrifuges van de fig. 1, 2 en 3. In fig. ^ wordt een verdeel-zeeftrommel 28 toegepast, soortgelijk aan die van fig. 3, welke zeeftrommel dunne glasdraden 30 levert naar de ringvormige doorgeef-druiplijst 33 met een soortgelijke constructie als hiervoor beschreven onder verwijzing naar fig. 3. In fig. 4 stort het doorgeefor-gaan 33 het glas echter niet direkt uit naar het inwendige oppervlak van de wand van de centrifuge, maar laat het daarentegen belanden in het inwendige van een ringvormige trechter 37, die naar het inwendige open is, en is gemonteerd aan een draagspant 38, dat zich in het inwendige van de centrifuge bevindt en daarmee is ver-15 bonden in het gebied van de bovenste rand daarvan.

De spant 38 heeft een cilindrische vorm, waarbij zijn bovenste rand is bevestigd aan de kraag van de inrichting, waarbij de onderste rand daarvan is voorzien van een groef 38a, bestemd voor het opnemen van de rand 36a, die naar beneden is gericht en 20 voorzien aan de onderste flens van de centrifuge. De spant 38 is eveneens verbonden met een grondplaat 38b. Zoals is te zien, zijn de spant 38 en de grondplaat bij voorkeur voorzien van op onderlinge afstanden liggende gaten. Verankerings- of draagorganen 39, die langs de omtrek zijn verdeeld (zie eveneens fig. 9) steken uit 25 naar het inwendige vanaf het moddengedeelte van de omtrekswand van de centrifuge, en dienen voor het bevestigen van een ring 39a, die aangrijpt in een gegroefde schouder 38c, die vast is verbonden met de spant 38. .De omtreksafstand van de draagorganen 39 voorkomt elke waarneembare uitwerking van tegenhouden of verstoren van de laminaire 30 stroming van glas, die plaatsvindt op het inwendige oppervlak van de omtrekswand van de centrifuge. De samenvoeging van de organen 36a-38a en 39a-38c is ontworpen voor het mogelijk maken van het vrij onderling uitzetten en krimpen van de spant 38 en de omtrekswand van de centrifuge. De spant verzekert in het bijzonder dankzij de 35 organen 39*39a en 38c, een doeltreffende versterking van de omtreks- i 7908866 23 ' wand van de centrifuge, die zodoende het naar "buiten krommen van deze wand door inwerking van de centrifugaal kracht, tegengaat.

Een voordeel van deze constructie is aanwezig, doordat de versterkingselementen op een voldoende lage temperatuur worden 5 gehouden, waarbij wanneer de temperatuur van de omtrekswand ongeveer 1050°C is tijdens de werking, die van de spant bijvoorbeeld ongeveer 600°C is, zodat de spant stijver blijft.

In fig. 8 zijn bepaalde construetiedetails te zien van de doorgeef trechter 3T en de spant 38. Te zien is, dat de doorgeef-10 openingen Uo, aangebracht in de onderkant van de trechter, zodanig zijn geplaatst, dat zij de dunnen glasdraden doen gaan door de openingen Ui, die radiaal in lijn zijn aangebracht in de spent 38.'

De verdeling van de draagorganen 39 met onderlinge afstanden op het inwendige oppervlak van de wand van de centrifuge 15 maakt het mogelijk een gewenste laminaire stroming tot stand te brengen van het glas vanuit het bovenste gebied van de centrifuge tot aan het onderste gebied daarvan het met een minimum aan onderbrekingen.

De andere gedeelten van de uitrusting, bijvoorbeeld de 20 monteerdraaias van de centrifuge, de ringvormige kamer en de ringvormige opening voor de doorgang van strekgassen, alsmede het verwarmingselement 23, kunnen alle soortgelijk zijn aan de hiervoor reeds beschreven gedeelten.

Bij de uitvoeringsvorm van fig. 5, heeft de'centrifuge b2 25 een soortgelijke constructie als de centrifuge 36 van fig. 4, waarbij hij echter een kleinere diameter bezit en voor het aanvoeren van het glas, een verdeelzeeftrommel ^3 in het midden omvat met een diameter, die iets groter is dan die, welke in fig. k is aangegeven bij 28, waarbij de omtreksopeningen van de zeeftrommel dunne 30 glasdraden H direkt leveren in de doorgeeftrechter 37 inplaats van dit te doen door middel van de druiplijst 33 met stuwoverloop. Deze uitvoeringsvorm omvat een spant 38, een grondplaat 38b, die in het midden daarvan open is, en verbindingen met de omtrekswand van de centrifuge, zoals hiervoor beschreven onder verwijzing naar fig.

35 Hoewel verschillende eigenschappen van de uitvoeringsvormen . 7908866 2h 4 \ van de fig. i+ en 5 kunnen worden toegepast met omtreksvanden met een regelmatige dikte, verdient het de voorkeur de dikte van de wand te vergroten in de richting van de onderste rand voor de reeds aangegeven redenen.

5 In fig. 6 is een uitvoering weergegeven, soortgelijk aan die van fig. 3, waarvan de centrifuge 25 en de verdeelzeeftrommel 28 gelijk zijn, maar waarbij als doorgeef ring een druiplijst 1+5 met overloop wordt toegepast (zie eveneens fig. 7) die direkt is gemonteerd aan ;een gedeelte van de eigenlijk omtrekswand inplaats 10 van te zijn gemonteerd aan de naaf, zoals in fig. 3.

In de fig. 7 en 8 is te zien, dat bij de twee gevallen van direkte bevestiging van het in. de fig. U-6 weergegeven doorgeef-orgaan (37 in fig. 8 en 1+5 in fig. 7), een tussenlaag van isolatiemateriaal 1+6 ten doel heeft de overdracht van warmte vanaf het door-15 geeforgaan naar de centrifuge te verminderen en in het geval van de uitvoeringsvorm van de fig. 1+, 5 en 8, ook naar de draagconstructie 38.

Een belangrijk voordeel van de uitvinding is, dat de cdnstructieve en werkingseigenschappen daarvan het mogelijk maken 20 een grote reeks glassoorten te gebruiken voor de vorming van vezels..

Zodoende kunnen vele bekende samenstellingen van te strekken glas worden toegepast, in het bijzonder zacht glas. Verder kunnen eveneens verschillende constructieve en werkingseigenschappen van de uitvinding afzonderlijk en samengevoegd worden toegepast met 25 bepaalde soorten glassamenstellingen, die tot nu toe nog niet zijn toegepast bij de bekende werkwijzen voor de vorming van vezels, waarbij een centrifuge wordt gebruikt voor het uitstoten van dunne glasvezels in een strekstroom. In feite maken de onderhavige werkwijze en centrifuge het gemakkelijk toepassen mogelijk van glas-30 samenstellingen, die in de praktijk nog nimmer zijn gebruikt met bekende uitrustingen voor het door centrifugaal werking vormen van vezels om verschillende redenen, in het bijzonder als gevolg van een betrekkelijk hoge ontglazingstemoeratuur, die het gebruik nodig maakt van een betrekkelijk hoge temperatuur voor de vorming van vezels.

35 Deze hoge temperatuur voor de vorming van vezels, veroorzaakt bij 7908866 25 gebruik daarvan in bekende centrifuges (door erosie en/of naar buiten trekken van de omtrekswand) een zodanig snelle kwaliteitsvermindering, dat de centrifuge in de praktijk niet industrieel kan worden toegepast. Als gevolg kan worden gesteld, dat het vrij-5 wel onmogelijk is met de bekende centrifuges de vorming van vezels tot stand brengen van- bepaalde glassamenstellingen, voorzien binnen het kader van de toepassing van de onderhavige uitvinding.

Verder voorziet de uitvinding in de toepassing van bepaal-devroeger onbekende glassamenstellingen, die wenselijke temperatuurs-10 en viscositeitseigenschappen hebben om met behulp van de uitvinding tot vezels te worden gevormd, waarbij verder deze nieuwe glassamenstellingen eveneens het voordeel hebben van het geen fluorverbindingen te bevatten en het zelfs praktisch zijn bevrijd van borium en/of barium waarbij deze drie elementen fluor, borium en barium afzonder-15 lijk of in samenhang voorkomen in aanzienlijke hoeveelheden in door gebruikelijke centrifugeerwerkwijzen tot vezels te vormen glassamenstellingen. Zij zijn dus bijzonder voordelig, omdat zij goedkoop zijn en praktisch niet verontreinigend. De genoemde nieuwe samenstellingen, die betrekkelijk hoge smelt- en ontglazingstemperaturen 20 hebben, maken eveneens de produktie mogelijk van vezels, die betere weerstandseigenschappen hebben tegen de temperatuur. Als gevolg hiervan kunnen thermisch isolatieprodukten, vervaardigd met deze nieuwe glassamenstellingen, met veiligheid worden gebruikt bij toepassingen waarbij de isolatie wordt onderworpen aan hoge tempe-25 raturen in de orde van U50 tot 500°C in vergelijking met de temperatuur van ongeveer U0Q°C, die isolatieprodukten verdragen, gevormd van vezels, bestaande uit verschillende bekende zachte glassoorten.

De glassamenstellingen, die de voorkeur verdienen voor het toepassen van de uitvinding en zijn gekenmerkt door de hiervoor 30 aangegeven verschillende eigenschappen, worden hierna weergegeven. Alvorens deze samenstellingen in bijzonderheden te definiëren, moet er aan worden herinnerd, dat bij de gebruikelijke samenstellingen, de viscositeit in de orde van 500 Pa.s is bij de temperatuur voor het vormen van vezels. Derhalve wordt een zo laag mogelijke bovenste 35 ontglazingstemperatuur gezocht, die slechts kan'worden verkregen » 7908866 26 dankzij het inbrengën van fluorverbindingen of borium- en barium-verbindingen. Bepaalde onderhavige glassorten kunnen een viscositeit bereiken in de orde van 2500 Pa.s bij de verktemperatuur van de centrifuge, welke temperatuur in de orde is van 1030 tot 1050°C, 5 dat wil.'-zeggehhauwelijks hoger dan de vervloeiingstemperatuur van het toegepaste glas.

Opgemerkt moet echter worden, dat indien bijzonder voordelige resultaten worden verkregen door toepassing van nieuwe samenstellingen, die niet goed zijn aangepast aan de bekende werk-10 wijze voor het vormen van vezels, de onderhavige werkwijze en uitrusting ook, zoals hiervoor vermeld, kunnen worden toegepast met een grote verscheidenheid van bekende en tot nu toe gebruikte glassamenstellingen. De uitvinding heeft eveneens betrekking op nieuwe glassorten, die kunnen worden omgevormd tot vezels overeen-15 komstig de hiervoor beschreven werkwijze.

Thans volgen aanduidingen met betrekking tot deze toepassing. Alle samenstellingen zijn hierbij uitgedrukt in gew.delen met weglating van niet gedoseerde verontreinigingen en met de nauwkeurigheid van een dichtbij liggende analyse.

20- In tabel I zijn de samenstellingen weergegeven van acht verschillende glassoorten met de belangrijkste eigenschappen daarvan.

7908866 27 _TABEL I_

Samenstelling O__1__2__3__k__5__6__7_

Si02 66,90 53,15 62,60 62,70 β1,6θ 63,1*5 62,10 50,30 A12o3 3,35 5,05 5,20 5,15 5,90 5,25 5,85 6,35 5 Na20 1U,70 13,20 15,15 15,20 13,80 H*,95 1^,55 1^,95 K20 1,0 2,10 2,30 2,30 2,1*5 2,25 2,70 2,65

CaO 7,95 5,90 5,25 5,50 5,95 5,1*0 5,75 6,25

MgO 0,30 2,65 3,35 3,35 2,6o U,00 2,75 2,1*0

BaO spoor 2,90 1*,85 2,70 3,20 spoor spoor spoor 10 MnO 0,035 2,00 spoor 1,50 3,05 3,00 3,1*0 2,90

Fe203 0,1*9 0,78 0,79 0,85 0,89 0,81* 1,88 3,37 S03 0,26 0,55 0,50 0,52 0,1*5 0,51 0,1*0 0,36 *

Ti02 spoor spoor spoor spoor spoor spoor spoor spoor B^03 i*,9 1,50 spoor spoor spoor spoor spoor spoor 15 Viscositeit n T(logn=2) I °C 13^*5 11*16 1386 11*03 11*10 11*02 11*05 1395 T(logn=2,5)°C I20U 1271 1259 1261* 1270 1265 1266 1257 T(logq=3) [ °C 1096 ll6l nl»1 _J156 1158—II60—JJ58—Π50_-- T(logn=3.7)°C Q75 10½ 1028 1038 10k2_ 10^5 103_8_1030-- 20 Ontglazing -in'i....... |°r -r *" 1015 1015 101,0 1020 m-

Maximum snelheid μa/mn 0,93 ),52 0,30 0,1*6 1,1 0,1*0 1,08 1,96 bij de tem- * on 0« onn 81*0 800 Q00 880 915 920 — 25 peratuur van C 855 900-----222—--------

Chemische yeerstand(DGG)

Ufl+ A>»g gfi_ tasting mg 13,6 10,8 16,5 16,8 11 ^,k 12,86 1^,9 30 rest-alkal mg liteit ^a,oj m| 3,6 I 5,9 5,9 3,6 5,6 M *,9 j 7908866 Λ 28

De chemische samenstellingen, die in deze tabel zijn weergegeven, zijn de analyseresultaten van'bij wijze van voorbeeld gegeven monsters.

Het is duidelijk, dat deze getallen door een deskundige 5 met spreidingen moeten worden genomen, die + 5% kunnen bereiken als gevolg van inherente fouten aan de nauwkeurigheid van de chemische doseringen en de wegingen van de samenstelling, en eveneens verschijnselen als gevolg van de gelijkblijvendheid en de vervluchtiging van bepaalde primaire materialen.

10 Hoewel de samenstelling 0 tot vezels kan worden gevormd door bepaalde bekende werkwijzen, is deze vezelvorming niet indus-trieël op rendabele wijze tot stand kunnen worden gebracht, omdat het strekken of het produktievermogen te laag zouden zijn.

Het is duidelijk, dat de samenstelling 0 tot vezels kan 15 worden gevormd met de onderhavige inrichting onder rendabele omstandigheden.

Het is praktisch onmogelijk door bekende centrif ugewerk-wijzen industrieel de andere samenstellingen tot vezels te vormen, die daarentegen met voordeel kunnen worden toegepast bij het toe-20 passen van de uitvinding.

De samenstellingen 5> 6 en 7 daarentegen waren tot nu toe voor een dergelijke soort toepassing niet bekend.

In feite kunnen de onderhavige uitrusting en werkwijze op bijzonder voordelige wijze worden toegepast met glassoorten, 25 afkomstig uit de reeks gewichtssamenstellingen, weergegeven in de navolgende tabel II, kolom A.

7908866 29

TABEL II

" ” ι· ----I ---- A _B__C_

Samenstellende Algemeen Mangaanglas____ 5 delen bereik Bariumglas Ij zerglas

Si02 1 59 - 65 59 - 65 60 I 6Ü A1203 k - 8 if - 8 5-6,5

Na20 12,5 - 18 12,5 - 18 1H,5 - 18 K20 0-30-3 0-3 10 R20=IFa20+K20 15 - 18 15 - 18 16 - 18 A1203/R20 0,25 / 0,U0 0,25 / 0,lf0 (0,25 / 0,lf0)

CaO # lfj5 _ 9 If,5 _ 9 5.9

MgO 0-U 0 - If 0 - if

MgO/CaO 0 / 0,75 0 / 0,75 0 / 0,75 15 MgO+CaO 7 - 9,5 7 - 9,5 8 9,5

MnO 0 - U 1--3,5 1,5 - U

BaO 0-5 2-3,5 spoor

Fe203 0,1 - 5 0,1 - 1 0,8 - 3,5

Mn0+Ba0+Fe203 3,5 - 8 if - 8 3,5-6,5 . 20 0 - 2 0 - 2 spoor

Verschillende, jfr.1 waarvan S03 0,6 -^0,6 ^0,6 25 Het verdiént echter de voorkeur om binnen deze reeks voor de vezels gebruik te maken van in het bijzonder ontworpen glassoor-. ten voor het handhaven van het evenwicht tussen de viscositeit enerzijds, de ontglazingstemperatuur en de bestendigheid tegen water anderzijds, welk evenwicht in het bijzonder moeilijk is te verkrij-30 gen met bekende glassamenstellingen.

Deze glassoorten beantwoorden in het bijzonder een de mangaans amenstellingen van Tabel II, kolommen B en C. De kolom B komt overeen met glassoorten, die kleine hoeveelheden borium insluiten, en waarin ook voldoende kleine hoeveelheden barium zijn 3-5 opgenomen.

7908865 » 9 30

De kolom C daarentegen komt overeen met nieuwe mangaan-glassoorten, die rijker zijn aan ijzer, zoals de glassorten 5, 6 en 7 van tabel I, uit de samenstelling waarvan elke gewilde invoering van barium en borium is uitgesloten, hoewel het natuurlijk 5 mogelijk is althans sporen van deze laatste elementen toe te laten.

In het bijzonder voor het tot vezels vormen van de hardste glassoorten, die viscositeiten hebben in de orde van 100 Pa.s bij hogere temoeraturen van ongeveer 1150°C, en een ontglazingstempera-tuur in de orde van 1030°C, is volgens de uitvinding eveneens voor-10 zien de centrifuge te vervaardigen van een legering met een bijzondere samenstelling, die bestendig is tegen de benodigde temperaturen. Wanneer het glas zachter is, vergroot de toepassing van deze legering tevens de levensduur van de centrifuge. Deze legering kan de volgende formule hebben, waarbij de delen in gew.$ zijn aangegeven: 15

Elementen Reeksen C 0,65 - 0,83

Cr 27,5 - 31 W 6 - 7,8 20 Fe 7-10

Si 0,7-1,2

Mn 0,6 r 0,9

Co 0 0,2 P 0 - 0,03 25 S 0 - 0,02

Ni (aanvulling) 59 - 50

Het is bijzonder voordelig een legering van deze soort te gebruiken voor centrifuges met een grote diameter, bijvoorbeeld 30 met een diameter van althans H00 mm.

Het is duidelijk, dat veranderingen en verbeteringen kunnen worden aangebracht zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

79 0 8 8 6 6 »

Claims (20)

1. Glas, dat kan worden omgevormd tot vezels, gekenmerkt door de volgende chemische gewichtssamenstelling:

5 Elementen Bereik Si02 59 - 65 A1203 k - 8 Na20 12,5 - 18 K20 0-3

10 R20=Na20+K20 '15 - 18 A12°3/R2° 0,25 1 °,it0 CaO if ,5 - 9 MgO 0 - k MgO/CaO 0 / 0,75

15 MgO+CaO 7 - 9,5 MnO 0 - k BaO 0-5 Fe203 0,1-5 MhQ+Ba0+Fe20_ 3,5 - 8

20 B203 0 -2 Verschillende, ^1 waarvan S03 ^-0,6 2.Glas volgens conclusie 1, gekenmerkt door de volgende ^ chemische gewichtssamenstelling: Elementen Bereik Si02 59 - 65 A1203 k - 8

30 Na20 12,*5 - 18 K20 0-3 R20=Na20+K20 15 - 18 A12°3/R2° 0,25~ °’U0 Ca0 if,5 - 8

35 MgO 0 - if .7908866 • I Elementen Bereik MgO/CaO O ' - 0,75 MgO+CaO 7 - 9,5 MnO 1 - 3,5

5 BaO 2 - 3,5 Fe203 0,1 - 1 . MnO+BaO+Fe.O- b - 8 B203 0 -2 Verschillende, ék 1 10 waarvan. SO^ ^»0,6

3. Glas volgens conclusie 1«gekenmerkt door de volgende chemische gewichtssamenstelling:

15 Elementen Bereik Si02 60 - 6b ai2o3 5-6,5 ïïa20 1U,5 - 18 K2° 0-3

20 R20=Na20+K20 16 - 18 A12°3/R2° ( 0,25 / Q,bO ) CaO 5-9 MgO 0 - b

25 MgO/CaO 0 - 0,75 MgO+CaO ' 8-9,5 MnO 1,5- - b Fe203 0,8 - 3,5 Mn0+Fe203 3,5 - 6,5 3φ Verschillende, £ 1 waarvan S03 0,6 U, Glas volgens conclusie 3, gekenmerkt door de volgende chemische gewichtssamenstelling met een toegestane afwijking, die 3,- kan oplopen tot 5%: 7908866 V Elementen Bereik Si02 63,^5 A1203 5,25 Na20 1^,95

5 K20 2,25 CaO 5,¾ MgO ¾ MnO 3 Fe203 0,8¾ to so3 0,51 *5. Glas volgens conclusie 3, gekenmerkt door de volgende chemische gewichtssamenstelling met een toelaatbare afwijking, die kan oplopen tot 5%’ 15 Elementen Bereik Si02 62,1 A1203 . 5,85 Na20 1U,55

20 K20 2,7 CaO 5,75 MgO 2,75 MnO 3,¾ Fe203 1,88

25 S03 0,¾

6. Glas volgens conclusie 3, gekenmerkt door de volgende chemische gewichtssamenstelling met een toelaatbare afwijking, die kan oplopen tot 5%'· 30 Elementen Bereik Si02 60,3 A1203 6,35 Nag0 . Ika95

35 K20 2,65 7908865 3 Elementen Bereik CaO 6,25 MgO 2,U MnO 2,9

5 Fe203 3,37 so3 0,36

7. Vezels, geproduceerd uitgaande van glas, dat de chemische gewicht s samenstelling heeft volgens een der voorgaande conclusies.

8. Glas in hoofdzaak zoals in de beschrijving beschreven. 7908855 t