175763. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rotációs üvegszálképzésre a külső forrógázas szálvékonyítás alkalmazása nélkül
5 175763 6 kiviteli alakjának függőleges keresztmetszeti rajzát mutatja be. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezésben a szokványos 22 gyűjtőkamra felett elhelyezett találmány szerinti 20 készüléket mutatja. Ez a készülék a 24 szálképző egységből a 28 forgórész fűtő részegységből és a 30 sztrippelő gáz vagy aprítógáz elosztófej részegységből áll. A 20 készüléket szokványos állvány hordozza, amelyet azonban a berendezés, illetve a készülék jobb szemléltetése céljából a rajzon nem tüntettünk fel. A 24 szálképző egységhez 32 meghajtótengely tartozik, amely a 34 forgórészt hordozza. A meghajtótengelyt a 36 cső alakú persely tartja, amelybe a tengely két 38 csapágy segítségével (ezek közül a 2. ábra csak az egyiket tünteti fel) forgathatóan van beépítve. A 32 meghajtótengely felső része a 40 hornyos tárcsával van ellátva, amely a 44 hajtószíj közvetítésével kapcsolódik a 42 változtatható fordulatszámú motorhoz vagy más szokványos meghajtószerkezethez. Ennek megfelelően, a 34 forgórész forgómozgását a 42 motor idézi elő, amely a 32 meghajtótengelyt hajtja. A 34 forgórész a 46 alsó falból, a nyílások, furatok sávját magában foglaló és a 46 fal kerületén felfelé túlnyúló 48 körítőfalból és a 48 körltőfal felső szélén befelé túlnyúló 50 felső merevítő falgyűrűből áll. 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 nem kívánatosán kicsi. A meghajtótengely menetes szakaszán elhelyezett 52 anya a forgórész tárcsalemezét önmaga és a meghajtótengelyen levő 54 váll közé fogja be. A 46 alsó fal a forgórész padlóját alkotja. A 48 körítőfal alsó peremszakasza hegesztéssel vagy más úton van kötve a 46 alsó fal kerületéhez, míg a 48 körítőfal felső peremrésze hegesztéssel vagy másképpen az 50 felső merevítő falgyűrűhöz van kötve, 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 48 körítőfala a 60 nyílások, furatok sokaságát tartalmazó sávval van ellátva. A furatok hossztengelye sugárirányban túlnyúlik a 48 körítőfalon. Ahhoz, hogy üvegnek a furatokon legalább 2718 kg/óra (600 lbs/óra) sebességű és a körítőfalon kívül és keresztirányban haladó, viszonylag hideg és viszonylag kisnyomású levegőáramok sokaságába történő átvezetésével 3—5 mikron átlagos átmérőjű elsődleges szálakat állíthassunk elő, előnyösen legalább 40 000—100 000 darab nyílást, furatot alkalmazunk a körítőfalban, mimellett az egyes furatok kiindulási 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 (1. az X méretet a 4. ábrán) jellemzően kb. 915 mikron (kb. 36 mii), plusz-mínusz kb. 254 mikron (kb. 10 mii) tűréssel. A 28 szokványos fűtő részegység a 62 elosztócsövet tartalmazza, amely a kereskedelemben kapható 64 sugárzó égők sokaságával van ellátva. E sugárzó égők úgy vannak irányítva, hogy hőjüket az elosztócsőtől kifelé, a függőlegestől kb. 45°-os szögben irányítsák. Ilyen beállítással az égőkből származó forró gázokat a forgórész 48 körítőfalának belsejébe irányítják, abból a célból, hogy a körítőfalat olyan hőmérsékleten tartsuk, amely elegendő ahhoz, hogy a találmány szerint a kívánatos átmérőjű szál előállításához megfelelő viszkozitáson tartsa az üveget. A jelenleg alkalmazott tipikus üvegösszetételeknél a belső körítőfalat rendszerint kb. 927 °C és 1149 °C közötti (1700 -2100 °F) hőmérsékleten tartjuk. A tüzelőanyag-keveréket a 66 tápvezeték táplálja a 62 elosztóvezetékbe. Az elosztóvezeték rendszerint gyűrű alakú és olyan elrendezésű, hogy az ne zavarja a 26 olvadt üvegáram a forgórész alsó falához irányuló áramlását. A 26 olvadt üvegtáp a berendezésbe alkalmas forrásból (nincs ábrázolva), így előmelegítő kemencéből vagy más szokványos üvegolvasztó és/vagy finomító berendezésből, például villamos kemencéből áramlik be. A 26 olvadt üvegtáp a forgórészbe egy, annak középpontjához képest eltolt pontján lép be. Az olvadt üveg a forgórész forgása által előidézett centrifugális erők hatására a forgórész körítőfala irányában és a körítőfal belső felületén folyik. Amikor a forgórész belső falán elegendő „h” nyomómagasság alakult ki (1. az 5. ábrát) és ha az egyéb üzemi és tervezési állapotváltozókat, illetve paramétereket is megfelelően szabályoztuk, illetve alakítottuk ki, az olvadt üveget a forgórész centrifugális ereje sajtolja át a furatokon, hogy azokon kilépve azután 7 mikron vagy ennél kisebb átlagos átmérőjű végtelen elsődleges szálakat alkosson. A „h” nyomómagasság értékét a 26 olvadt üvegtáp áramlási sebességének, a forgórész belső hőmérsékletének és a forgórész forgási sebességének szabályozásával szabályozhatjuk. A 30 aprítógáz elosztófeje egység 68 gyűrű alakú elosztócsövet tartalmaz, amelyet a 70 tápvezeték csatlakoztat a rajzon fel nem tüntetett szokványos nyomás alatti gáz például levegőforráshoz. A 68 elosztócső alsó felületén 72 csövek vagy fúvókák sokasága függ. E fúvókák jellemző módon szabványos, kb. 0,32 cm (1/8") átmérőjű csőcsatlakozók, csőcsonkok. A fúvókák kilépő végei a forgórész körítőfalának felső peremével lényegében azonos síkban vagy olyan vízszintes síkban helyezkednek el, amelynek távolsága a forgórész körítőfal felső pereme síkjától csupán néhány coll és amely vízszintes sík a körítőfal felső perem fölött van. A 72 fúvókák a forgórész kerülete mentén vannak kiosztva, mégpedig oly módon, hogy azok jellemzően a forgórész kerületétől sugárirányban kifelé kb. 2,54—3,81 cm (1—1 1/2 in.) távolságban helyezkednek el. Amennyiben hosszabb szálakat kívánunk előállítani, a fúvókák egymástól nagyobb távolságokban helyezhetők el és/vagy a forgórésztől távolabbra, például 10,16 cm (4 in.) távolságra telepíthetők. A 72 fúvókákat egymáshoz képest olyan távolságokra helyezzük el, hogy a fúvókákból a 34 forgórész mellett lefelé kiáramló szomszédos gázsugarak között viszonylag statikus vagy nyugvó levegőzónák legyenek. Például, ha 30,48 cm (12") átmérőjű forgórészt használunk, a 68 elosztócső átmérője jellemző módon 38,10 cm (15") és azt 20—24 fúvókával látjuk el. Az elosztócső belsejében a gáz nyomása változtatható. A gáznyo5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
