178731. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szálak képzésére olvadt üvegből vagy hasonló termoplasztikus anyagokból
9 178731 10 mint ahogyan ez az eset fennáll, ha az üvegsugarak a felső és alsó nyílássorokból azonos távolságban repülnek ki. Bár néhány ismert elrendezésnél a centrifuga alsó széle fűtéssel van ellátva és ez felmelegíti az üveget 5 azt követően, hogy a gyűrű alakú gázáram a kihúzáskor és az olvadt üveg bevezetésekor már melegítette az üveget, ez az ernyő alakú szálképzés az ismert kiviteleknél nagyon gyakran azt eredményezi, hogy a centrifuga felső és alsó szélénél az üveg 10 hőmérséklete között különbség van. A centrifuga felső széle az előbb említett tényezők miatt nagyobb hőmérsékletnek van kitéve, míg az alsó széle még kisebb hőmérsékleten van, még akkor is, ha egy járulékos fűtést alkalmazunk. Emiatt a hőmérséklet- 15 különbség miatt, amely pl. a felső szélen 1050 °C és az alsó szélen 950 °C lehet, az üveg viszkozitása felül kisebb, mint alul és ebből következik, hogy a felső nyílásokon könnyebben áramlik át úgy, hogy az üvegsugarak a centrifuga felső szélénél messzebb 20 repülnek ki, mint az alsó szélénél és így jön létre az esernyőszerű alak. Az ismert technikáknál, lágy üveg alkalmazása esetén, a centrifuga felső és alsó széle között létre lehet hozni ilyen hőmérsékletkülönbséget, hogy a 25 kívánt célt elérjék, mer: a hőmérséklet ezeknél a lágy üvegeknél — még akkor is, ha az üvegtelenítés hőmérsékletét lényegesen túllépik, ami az üveg számára a felső nyílássorral szomszédos szakaszban igaz - nem elég nagy ahhoz, hogy a centrifuga 30 fémrészeinek károsodását okozza. Kemény üvegnél azonban a gyakorlatban nincs lehetőség arra, hogy a centrifuga felső és alsó széle között nagy hőmérsékletkülönbségekkel dolgozzunk. Ennek az az oka, hogy ha a hőmérsékletet az alsó 35 szélénél egy kielégítően nagy értéken tartanánk, az üvegtelenítés hőmérséklete fölött, hogy az üveg kristályosodását elkerüljük és ennek következtében az alsó nyílássort ne zárja le, akkor az ismert rendszernél az esernyő alakú szálképzés létrehozásához gyak- 40 ran alkalmazott hőmérsékletkülönbség képzése céljából az üveg hőmérsékletét a centrifuga felső szélével szomszédos szakaszban olyan nagy értékre kellene emelni, hogy a centrifuga maga korróziónak, eróziónak vagy túlzott mérvű deformációnak lenne 45 kitéve. Ezeknek a tényezőknek a figyelembevételével és kemény üveg összetételek alkalmazásával a találmány értelmében a kívánt ernyő alakú szálképzést új módon valósítjuk meg. Ahelyett, hogy a centrifu- 50 ga felső és alsó széle közötti hőmérsékletkülönbséget alkalmaznánk, a centrifuga felső és alsó széleinél kb. azonos hőmérsékletet hozunk létre és ezt a hőmérsékletet pl. 1050 °C-on tartjuk, amely nagyobb, mint az üvegtelenítési hőmérséklet, azonban 55 szorosan ennek közelében fekszik. Az üveg viszkozitása így lényegében azonos a centrifuga elosztónyílásainak felső és alsó soránál és pl. 5000 Poise. A találmány értelmében tehát más módon az üvegsugarak kirepítésével szembeni ellenállást az alsó 60 nyílássoroknál növeltük meg. Ellentétben az ismert megoldásokkal ugyanis a találmánynál olyan palástfalat alkalmazunk, amelynek vastagsága az alsó széle irányában nagyobb, mint a felső széle irányában, amint az az 1. ábrán világosan látható. Ebből adó- 65 dik, hogy az alsó szél irányában hosszabb nyílásokat kapunk, amelyek az üveg adott viszkozitásánál a centrifugális erő hatására kirepülő üvegsugarak számára nagyobb ellenállást jelentenek. Ennek a különböző ellenállásnak a következtében az üvegsugarak a centrifuga felső szélénél messzebb repülnek ki, mint az alsó szélénél úgy, hogy ily módon a szálképzés a kívánt esernyő alakban megy végbe. Adott esetben az üvegsugarak ellenállását az áramlással szemben az akó sor nyílásain keresztül azáltal lehet megnövelni, hogy a nyílások átmérőjét csökkentjük. Annak érdekében, hogy a centrifuga alsó széle mentén a kívánt hőmérsékletet létrehozzuk, a találmány értelmében a centrifuga alsó szélét intenzíven fűtjük, úgy mint az ismert berendezéseknél. Az 1. ábrán látható 23 fűtőberendezés teljesítménye ezért kétszerese vagy háromszorosa az eddig alkalmazott berendezésekének. Célszerű olyan fűtőberendezést alkalmazni, amelynek teljesítménye 60 kW, amennyiben a frekvencia 10 kHz. A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál azokat az üzemi feltételeket tartjuk fenn, amelyek a centrifuga palástfalának felső és alsó szakaszában olyan üveghőmérsékletet hoznak létre, amely kb. 10-20 °C-al nagyobb, mint az üvegtelenítési hőmérséklet. A legtöbb megoldásnál azonkívül a centrifuga palástfalának alsó szakasza másfélszer olyan vastag mint a felső szakasza. Bizonyos esetekben az alsó szakasz kétszer olyan vastag lehet mint a felső szakasz. Ha a palástfal alsó szakasza kétszer olyan vastag mint a felső szakasza, akkor ez a gyakorlatban a találmány szerinti elrendezésnek tipikus megoldását adja. Pl. egy speciális megoldásnál a felső szakasz vastagsága kb, 3 mm és az alsó szakasz vastagsága kb. 6 mm lehet. Bár a vastagság megnövelése lényegében egyenletesen történik fentről lefelé - amint az 1. ábrán ábrázoltuk - alkalmazhatjuk a 10. ábrán látható eltérő kivitelt is, amelyen a centrifuga palástfalának keresztmetszete látható nagyobb léptékben és ennél is az alsó szakasz vastagsága nagyobb, mint a felső szakaszé. Ez esetben a palástfal az alsó szakaszban a legvastagabb, a középső szakaszban a legvékonyabb és a felső szakaszban közepes vastagságú. A palástfal ilyen vastagság-megoszlása lehetővé teszi, hogy az esernyő alakú szálképzést még előnyösebb és pontosabb módon valósítsuk meg. Ezzel kapcsolatban rá kívánunk mutatni arra, hogy a palástfal két fő fűtőforrása a felső oldalon a kihúzáshoz felhasznált gyűrű alakú gázáramból és az alsó oldalon az indukciós 23 fűtőberendezésből áll. Ebből adódik, hogy a palástfal középső szakasza valamivel kisebb hőmérsékletű lesz, mint a felső és alsó széleinél levő szakaszok, úgyhogy az üveg viszkozitása a középső szakaszban ennek megfelelően nő. A falvastagságnak a 10. ábrán ábrázolt megválasztása ennek következtében megkönnyíti az üveg áramlásának és kiröpítésének szempontjából legkívánatosabb kialakítást, azaz egy maximális értéket a felső szakaszban és középső értéket a középső szakaszban és a legkisebb értéket az alsó szakaszban. Bár az 1. és 10. ábrákon a palástfal külső felülete kúpos profillal van ábrázolva, azaz átmérője az alsó oldalon valamivel nagyobb, mint a felső oldalon, 5
