175763. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rotációs üvegszálképzésre a külső forrógázas szálvékonyítás alkalmazása nélkül
11 175763 12 keinek megfelelő módosítását. Másodszor, ha növeljük a forgórész átmérőjét, növekszik a körítőfal felülete is, amennyiben a körítőfal magasságát változatlanul hagyjuk. Ennek megfelelően, a forgórész átmérő növelésekor a körítőfal magasságát csökkenthetjük, annak érdekében, hogy a felületet állandó értéken tartsuk. Ez a tényező rendkívül fontos. Ha ugyanis növekszik a körítőfal magassága, a körítőfal az üzem közben ébredő centrifugális erők és a forgórész magas üzemi hőmérsékletének hatására középpontjában kifelé törekszik alakját változtatni. Ha ez bekövetkezik, megváltoznak a furatátmérők, nem marad többé állandó a „h” érték és a forgórész gyakorlatilag használhatatlanná válik. Ezért kívánatos a körítőfal magasságát a lehető legkisebb értéken tartani. A körítőfal magasságának megválasztásánál mérlegelnünk kell és szembe kell egymással állítanunk azt a szilárdságot, amelyet a megnövelt vastagság nyújt, a tömegnek azzal a megnövekedésével, amely együtt jár a megnövelt vastagsággal. A megnövelt körítőfal tömeg fokozza a körítőfal hajlamosságát arra, hogy az üzemi fordulatszámoknál és hőmérsékleteknél vetemedjék és alakját változtassa, deformálódjék. Azt találtuk, hogy az 1. példában leírt ötvözet alkalmazása esetén a körítőfal vastagsága szempontjából megfelelő üzemi tartomány a kb. 1270—6350 mikron (50—250 mii) vastagság. A kb. 1270 mikronnál (kb. 50 mii) kisebb körítőfal vastagság nem nyújtja a forgórészben megkívánt szerkezeti szilárdságot, míg a kb. 6350 mikronnál (kb. 250 mii) nagyobb körítőfal vastagság alkalmazása esetén nem csupán a behatolás válik nehezebbé a szokványos lézersugaras fúrómódszernél vagy a furatok kialakítására használt más egyenértékű technikánál, hanem túlsúlyt és feles tömeget is ad a körítőfalnak, ami csökkenti a fal azon képességét, hogy az üzemi viszonyok között szerkezeti egységét, teljességét megőrizze. Az 1. példában ismertetett, a találmány szerinti forgórész előállítása szempontjából általunk előnyösnek tartott ötvözet egyensúlyt képvisel a magas hőmérsékleten tanúsított szerkezeti szilárdság és a furatokon áthaladó olvadt üveg eróziójával és korróziójával szembeni ellenálló képesség között. Kaphatók más ötvözetek, amelyek magas hőmérsékletű tartós folyásállósága vagy feszültség alatti alakváltozással szembeni ellenálló képessége az ismertetett ötvözeténél nagyobb. Habár az ilyen ötvözetekből készült forgórészek alakváltozás nélkül üzemeltethetők nagyobb fordulatszámoknál, magas hőmérsékleteken és/vagy nagyobb körítőfal magasságoknál, a furatok gyorsabban erodeáltak, berágódtak a rajtuk átfolyó üveg hatására, csökkentve ezáltal a forgórész élettartamát. Egyes megvizsgált ötvözetek nagyobb korrózióállóságot mutattak az olvadt üveggel szemben, ezeknél viszont a tartós folyásállóság volt elégtelen ahhoz, hogy elegendően hosszú időn át álljanak ellen az üzemi hőmérsékleteken mutatkozó alakváltozási hajlamnak. A fent leírt eljárás alapján megválasztott tervezési és üzemeltetési paraméterek kiindulási paraméterek. Amint azt már a megelőzőkben említettük, a tervezési paraméterek egyike, a furatátmérő, a forgórész üzemi életkorának előrehaladtával változik és így, hogy a száltermék kívánt átmérőjét megtartsuk, a furatátmérő változásának kiegyenlítése céljából, egy vagy több paramétert ennek megfelelően változtatnunk kell. A 2. képlet jól használható annak megállapítására, mely paramétert vagy paramétereket és milyen mértékben kell megváltoztatnunk a d furatátmérőben fellépett változás kiegyenlítésére. Szemügyre véve a 2. képletet, láthatjuk, hogy ha a d növekszik, úgy a forgórész fordulatszámát, sebességét kell csökkentenünk és/vagy az üveg viszkozitását kell növelnünk a d0 értékének állandó szinten tartásához. Az üvegsűrűség és a körítőfal vastagsága nem alkalmas paraméterek a forgórész üzem közbeni módosítására. Ezért a furatátmérő növekedésének kiegyenlítésére előnyösen először az üveg viszkozitását növeljük a forgórész belsejében uralkodó hőmérséklet csökkentésével állandó termék szálátmérő fenntartása érdekében, mindaddig, amíg olyan hőmérséklethez nem érkezünk, amely éppen csak meghaladja azt a hőmérsékletet, amely már elüvegtelenedési problémákat idézne elő a forgórészben levő olvadt üvegben, tehát a likvidusz-hőmérsékletet. Ha egyszer elértük ezt a pontot, növelnünk kell a forgórész sebességét a d furatátmérő növekedése következtében az elsődleges szálakat kibocsátó nyílások N számában fellépő csökkenés kiegyenlítésére (1. az 1. képletet). A kívánt szálátmérő fenntartása érdekében a „h” értéket egy kb. 0,08 cm (kb. 1/32 in.) körüli legkisebb érték fölött kell tartanunk. Amikor elérkeztünk a gyakorlatilag lehetséges legnagyobb forgórész sebességéhez, fordulatszámhoz, új forgórészt kell beépítenünk ahhoz, hogy továbbra is a kívánt 7 mikronos vagy ennél kisebb átmérőjű elsődleges szálat gyárthassuk. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy ha a lehető legnagyobb forgórész élettartam elérése érdekében az eljárási paramétereket a fent ismertetett módon állítjuk be, a forgórész élettartamának utolsó szakaszában szálképzés csak a körítőfal mintegy alsó felében levő furatokból történik. Ezek szerint a forgórész élettartamának utolsó szakaszában csökken a körítőfal tényleges, illetve hatékony magassága. A 6. ábra a találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjának függőleges keresztmetszeti rajzát mutatja be. A berendezés egy darabból öntött 124 forgórészt tartalmaz, amelynek a 134 körítőfalában legalább 40 000 darab, egyenként kb. 254 mikron (kb. 10 mii) átmérőjű, lézerrel fúrt furat foglal helyet. A forgórész a 152 anya segítségével a 153 orsóra van szerelve és az 1. ábrán bemutatott forgórészhez hasonlóan van meghajtva. A forgórész belsejében uralkodó hőmérsékletet a 166 égőkhöz áramló tüzelőanyag-levegő keverék menynyiségének szabályozásával tartjuk fenn. Előnyösen három ilyen égőt alkalmazunk, kívánság esetén azonban használhatunk ennél több vagy kevesebb égőt is. Jóllehet az ilyen elrendezés előnyös, mégsem feltétlenül szükséges, hogy az égőket a forgórész körül pontosan egyenlő távolságokban helyezzük el. A találmány szerinti berendezés ezen előnyös kiviteli alakjánál két, 167 és 168 aprítógáz elosztóvezetéket alkalmazunk és a 172 fúvókák L alakúak, ami lehetővé teszi, hogy az elosztóvezetékeket a közvetlenül a szálképző tér fölötti területből elmozdítsuk. A 172 fúvókák kialakításához szabványos, kb. 0,32 cm (1/8 in.) átmérőjű csőcsatlakozókat, csőcsonkokat használhatunk. Az elosztóvezetékek eltávolításával a 172 fúvókákon keresztül kiáramló hideg levegőárammal több hideg levegő lövellhető be a szálképző térbe. Előnyös, ha minden második 172 fúvóka ugyanahhoz az elosztóvezetékhez csatlakozik. A két elosztóvezetékben rendszerint azonos nyomást tartunk fenn, például 1,05—1,41 att (15— 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
