175762. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rotációs üvegszálképzésre a külső forrógázas szálvékonyítás alkalmazása nélkül
5 175762 6 A 34 forgórész a 46 alsó falból, a 48 nyílásokat, furatokat magában foglaló 47 körítőfalból és az 50 felső merevítő falgyűrűből áll, amely utóbbi befelé túlnyúlik a 47 körítőfal felső peremén. A forgórész belső átmérője jellemző módon 30,48, 38,10, 45,72, 60,96 cm (12, 15, 18, 24 in.) vagy ennél nagyobb. A forgórész központosán elhelyezett fészeknyílással van ellátva, amelyen a 32 meghajtótengely menetes szakasza halad át. Jóllehet alkalmazhatók kisebb átmérőjű forgórészek is, az átmérő csökkentése mégsem előnyös, minthogy kisebb átmérők esetében a körítőfal egységnyi magasságára eső termékkihozatal nemkívánatosán kicsi. A meghajtótengely menetes szakaszán elhelyezett 52 anya a szokványos módon fogja be a forgórész alsó falát maga és a meghajtótengelyen levő váll közé. A 46 alsó fal a forgórész padlóját alkotja. A 47 körítőfal alsó peremszakasza hegesztéssel vagy más úton rögzíthető a 46 alsó fal kerületéhez, míg a 47 körítőfal felső peremrésze hegesztéssel vagy másképpen köthető az 50 felső merevítő falgyűrűhöz, amely a szükséges szilárdságot adja meg a forgórésznek, amikor az nagy sebességgel olyan hőmérsékleten forog, amelyeknél a körítőfal fémanyaga gyengülni kezdene. A forgórész lehet egyetlen darabból öntött és önmagában ismert öntési módszerekkel készülhet, például viaszmintás precíziós öntéssel, amelyet a legelőnyösebbnek találtunk. A forgórész 47 körítőfala a 48 nyílások, furatok sokaságával van ellátva, amelyek hossztengelye sugárirányban túlnyúlik a 47 körítőfalon. Ahhoz, hogy üvegnek a furatokon legalább 2718 kg/óra (600 lbs/óra) sebességű és viszonylag hideg környezetbe történő átvezetésével 3—5 mikron átlagos átmérőjű végtelen szálat állíthassunk elő, előnyösen legalább 40 000—100 000 darab nyílást, furatot alkalmazunk a körítőfalban, mi mellett az egyes furatok kiinduló átmérője kb. 457 mikronig (kb. 18 mii), előnyösen kb. 305 mikronig (kb. 12 mii), legelőnyösebben pedig kb. 254 mikronig (kb. 10 mii) terjed vagy ennél is kisebb. A furatok egymástól való távolsága jellemzően kb. 915 mikron (kb. 36 mii), plusz-minusz kb. 254 mikron (kb. 10 mii) tűréssel. A 28 égőkben — három égő alkalmazása rendszerint elegendő — keletkezett forró gázokat a forgórész 47 körítőfalának belsejébe irányítjuk, abból a célból, hogy a körítőfal hőmérsékletét olyan értéken tartsák, amely elegendő ahhoz, hogy a találmány szerint a kívánatos átmérőjű szál előállításához állandóan megfelelő értéken tartsa az üveg viszkozitását. A jelenleg alkalmazott tipikus üvegösszetételeknél a belső körítőfalat rendszerint kb. 927 °C és 1149 °C közötti hőmérsékleten tartjuk. A 28 égőket a szokványos módszerekkel, tüzelőanyag-keverékkel tápláljuk. A berendezésbe alkalmas forrásból (nincs ábrázolva), így előmelegítő kemencéből vagy más szokványos üvegolvasztó és/vagy finomító berendezésből például villamos kemencéből a 26 olvadt üvegtáp áramlik be, amely a 34 forgórészbe egy, annak középpontjához képest eltolt ponton lép be. Az olvadt üveg a forgórész forgása által előidézett centrifugális erők hatására a forgórész körítőfala irányába és a körítőfal belső felületén folyik. Amikor a forgórész belső falán elegendő „h” nyomómagasság értékét a 26 olvadt üvegtáp áramlási sebességének, a forgórész belső hőmérsékletének és a forgórész forgási sebességének szabályozásával szabályozhatjuk. A forgórészt biztonsági okokból az 54 védőgyűrű veszi körül, amelynek ugyancsak feladata az üzemben fellépő esetleges légáramoknak a száláramlást esetlegesen zavaró bármifajta hatását kiküszöbölni. Az 54 védőgyűrűn belüli környezet hőmérséklete mindaddig nem kényes tényező, amíg ez a hőmérséklet alatta marad az elsődleges szálak lágyulásához és így vékonyításához szükséges értéknek. A szálak lefelé irányuló mozgása következtében bizonyos mennyiségű üzemi levegő rendszerint szükségszerűen beszívódik az 54 védőgyűrű és a forgórész 47 körítőfala közötti nyílásba. Bármifajta hőmennyiségnek az 54 védőgyűrűn belüli térben a forró szálak állandó átáramlása folytán bekövetkező jelenléte pusztán véletlen jellegű tény, hiszen a találmány előnye éppen abban áll, hogy nincs szükség e környezetet olyan hőmérsékletre melegíteni, amely elegendő volna a szálak vékonyítását elősegíteni és lehetővé tenni. E környezet egyedüli feladata a végtelen vagy hosszú szálak lehűtése. Üzem közben a 28 égők a forgórésznek mind a 46 alsó falát, mind pedig 47 körítőfalának belsejét olyan hőmérsékletre melegítik, amely elegendő ahhoz, hogy a 34 forgórész belsejében az olvadt üveget a kívánt átmérőjű szálak előállításához szükséges megfelelő viszkozitáson tartsa. Jóllehet sok, az üvegszálak gyártásához szokványosán alkalmazott üvegösszetétel jól használható a találmány szerinti eljárásban és berendezésben, a legelőnyösebbnek olyan üvegösszetétel alkalmazását találtuk, amelynek lágyulási pontja viszonylag alacsony és amely viszonylag alacsony hőmérsékleten rendelkezik megfelelő szálképző viszkozitással. Ilyen üvegösszetétel alkalmazása lehetővé teszi, hogy a forgórészt alacsonyabb hőmérsékleten üzemeltessük, ami viszont meghosszabbitja a forgórész élettartamát. A forgórész élettartama ugyanis függ az üzemi hőmérséklettől, aminek következtében kívánatos a forgórészt a lehető legalacsonyabb hőmérsékleten üzemeltetni. Az 56 végtelen vagy hosszú üvegszálak sokaságát a 34 forgórész alatti 58 ponton gyűjtjük egybe és azokat a forgórész fonóhatása csavarja a 60 kábellé vagy köteggé. A kábelt vagy köteget a szokványos módszerekkel vezetjük el és gyűjtjük vagy dolgozzuk fel tovább. A találmány szerint kapott köteg vagy kábel sokféle célra használható, így például alkalmazható tömítővagy záróanyagként, felhasználható merevítő fonatokban és feldarabolható rostlemez vagy levegővel duzzasztott szigetelések gyártásához. A 7 mikronnál kisebb átmérőjű végtelen vagy igen hosszú szálak rotációs szálképződéssel és forrógáz-fúvatásos szálvékonyítás alkalmazása nélküli gyártásában lényeges és meghatározó a technológiai folyamat tervezési és műveleti, üzemeltetési változói közötti, sajátos összefüggések fenntartása. Ilyen változók az üveg viszkozitása, az üveg sűrűsége, az olvadt üvegnek a forgórészbe és onnan kiáramló összes mennyisége, a furatátmérő, a forgórész fordulatszáma, sebessége, a „h” üvegréteg vastagság vagy nyomómagasság a forgórész körítőfalának belső oldalán, a forgórész körítőfalának vastagsága (a furat hosszúsága), a forgórész belső átmérője és a furatok összes száma a forgórész körítőfalában. E változók közül egyesek, mint például a furatátmérő, a furatok száma és a forgórész átmérő, tervezési paraméterek, míg más változók, így az üveg viszkozitása, az üveg sűrűsége, a forgórész fordulatszáma, valamint az olvadt üveg szálak alakjában történő teljes 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
