[go: up one dir, main page]

NO160916B - Fremgangsm te og anordning for dannelse av glassfib - Google Patents

Fremgangsm te og anordning for dannelse av glassfib Download PDF

Info

Publication number
NO160916B
NO160916B NO84844937A NO844937A NO160916B NO 160916 B NO160916 B NO 160916B NO 84844937 A NO84844937 A NO 84844937A NO 844937 A NO844937 A NO 844937A NO 160916 B NO160916 B NO 160916B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pressure
plate
glass
openings
molten glass
Prior art date
Application number
NO84844937A
Other languages
English (en)
Other versions
NO160916C (no
NO844937L (no
Inventor
Lawrence Jerome Grubka
Clarence Edward Fracker Jr
Original Assignee
Owens Corning Fiberglass Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Owens Corning Fiberglass Corp filed Critical Owens Corning Fiberglass Corp
Publication of NO844937L publication Critical patent/NO844937L/no
Publication of NO160916B publication Critical patent/NO160916B/no
Publication of NO160916C publication Critical patent/NO160916C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/081Indirect-melting bushings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/083Nozzles; Bushing nozzle plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/09Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates electrically heated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/09Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates electrically heated
    • C03B37/091Indirect-resistance heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

Teknisk område
Foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte v,ed fremstilling av glassfilamenter som angitt i krav l^s ingress, og den minimaliserer driftsavbrudd fra oversvømmelse og drypperier.
Bakgrunn
Ved fremstilling av kontinuerlige glassfilamenter er det vanlig å la individuelle strømmer av smeltet glass strømme fra tettsittende åpninger i bunnen til en elektrisk oppvarmet platinalegeringstiiførsel eller bsssing. Apparatur i forbindelse med tilførselen trekker eller demper strømmene til filamenter som enten kan være kontiuerlige eller diskontinuerlige.
Det foreligger to typer av kontinuerlige tilførsler for filamenter i vanlig bruk: en første, konvensjonell, mer brukt type anvender en bunn med strømavqivende åpninger utstyrt med gjennomhullede fremspring eller tupper stikkende ut fra den utvendige flate; en andre, senere utviklet, type anvender en bunn med åpninger med en plan utvendig flate. Den første typen er kjent som en "tuppet" tilførsel, og eksempler er beskrevet i Russel Reissue Patent No. 24.060
og i Glaser et al Patents 4.222.757 og 4.321.074. Den andre type er kjent som en "tuppløs" tilførsel, og et eksempel på en slik tilførsel eller bøssing er beskrevet i Strickland
Patent 3.905.790.
En tredje type kontinuerlig tilførsel for filamenter anvender forstørrede avhengige "tupper", hver utstyrt med flere åpninger som er "tuppløse". Således er denne til-førsel en blanding av "tuppet-tuppløs" tilførsel.
Tidligere fløt tuppløs type tilførsel over ved oppstarting oq under dannelse av filamenter etter et avbrudd. Oversvøm-melse sinker oppstarting og avbryter filamentdannelsen når tråddempningsoperasjonen har begynt. Derimot har tilførsler med tupper ikke en slik tendens til oversvømmelse. De hullede fremspring hos tilførselstyper med tupper isolerer ved endeområdene de individuelle utslupne smeltede glass-strøm-mer, og hindrer således bevegelsen av smeltet glass i å flyte utover den utvendige overflaten til bunnen. Tuppløse tilførsler har ikke denne strømisolerende geometri.
Disse forskjellige typer tilførsler er belastet med at glassperler faller inn i "sløret" av filamenter under fila-menttrekningen. Når et filament brekker under filamenttrek-ningen, drypper smeltet glass fra åpningen i forbindelse med det brukne filament; det smeltede glass danner en liten kule eller perle som vokser inntil dens masse får den til å falle vekk fra åpningen inn i filamentene som trekkes. Lik-som utflytning, avbryter dråper filamentproduksjon. Selv ett eneste perlefall som kommer inn i sløret får ytterligere fibere til å brekke, og det resulterende avbrudd opptrer flere ganger inntil hele tilførselen må startes opp på nytt.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse foreslår en forbedring i glass-fiberdannende eller trekningsanordninger og fremgangsmåter. En foretrukket, spesielt beskrevet utførelsesform av oppfinnelsen innbefatter et filamentdanningssystem av hvilken som helst av de ovenfor beskrevne typer hvori et legeme av smeltet glass som befinner seg i en bøssing føres til en plate med åpninger som danner bøssingbunnen og strømmer av smeltet glass kommer ut fra åpningene til platen med åpninger for trekning til filamenter fra fiberformende koner på nedsiden av platen med åpninger.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som angitt 1 krav l's karakteriserende del, reduserer tinder filamenttreknlng trykket i det smeltede glass over platen med åpninger til et mindre trykk enn det Innvendige trykk i en globul eller perle dannet etter opphør av trekning, men større enn det innvendige trykk i konusene som dannes under trekning, og holder videre undersiden av platen med åpninger og konusene som dannes på en temperatur ved hvilken glasset ikke vil flyte ut gjennom undersiden av platen med åpninger. Trykket til smeltet glass over platen med åpninger er utilstrekkelig til å overvinne det innvendige trykk av en smeltet glassperle eller globul dannet etter avbrudd av filamenttrekning ved hvilken som helst åpning, og perlen eller globulen vil ikke bli større og falle ettersom ikke noe glass kan tilføres den gjennom åpningen fra det overliggende smeltede glasslegeme med lavere trykk. Videre er temperaturen til platen med åpninger og det smeltede glass i perlen eller globulen tilstrekkelig lav til at perlen eller globulen ikke vil spre seg gjennom platen eller flyte utover. Følgelig vil perlen eller globulen som dannes ved avbrudd av filament som dannes ikke interferere med den fortsatte trekning av filamenter ved andre åpninger i platen med åpninger. Perlen eller globulen vil enten forbli i stilling eller faktisk bevege seg oppover til den overliggende åpning mot det mindre trykk av det smeltede glass over platen med åpninger.
Det i det følgende beskrevne apparat ifølge oppfinnelsen , angitt i kravene 11-19, inneholder en perforert trykkskive anbrakt i legemet av smeltet glass over platen med åpninger og som virker under konstant operasjon og pålegger det smeltede glasslegemet et tilstrekkelig trykkfall til å redusere trykket over platen med åpninger til hovedsakelig atmosfæretrykk. Det er anordnet midler til å opprettholde og kontrollere temperaturen til det smeltede glasslegemet og platen med åpninger slik at riktig fiberdannelsestemperatur opprettholdes i det smeltede glass, og platen med åpninger avkjøles til den riktige ikke-fuktende temperatur for kombinasjonen av spesifik glassblanding og spesifik åpningsplatelegering. Fortrinnsvis oppvarmes trykkplaten og platen med åpninger elektrisk parallelt til forskjellige temperaturer, selv om en oppvarmingsanordning uavhengig av trykkplaten kan foreligge. Platen med åpninger kjøles av utvendige kjølemidler, f.eks. en strøm av kjølende gass eller ribbeskjermer til den ønskede ikke-fuktende temperatur.
Under oppstarting er trykkfallet på tvers av trykkplaten betydelig mindre enn trykkfallet under normal treknings-drift, da det foreligger en lavere strøm av smeltet glass gjennom trykkplateperforeringene. Således vil bøssingen "perle ned" for oppstarting.
I andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan de fysikalske anordninger variere betydelig. Oppfinnelsen kan anvendes i kontinuerlige eller diskontinuerlige fiberprosesser, fibrene kan trekkes mekanisk eller ved gassformige midler, og glassblandingene og fiberdiameterene kan varieres sterkt. Det smeltede glass må bare tilføres åpningene i platen med åpninger ved et trykk som (a) er mindre enn det innvendige trykk av en perle som dannes under trekningsavbrudd, og (b) er større enn det innvendige trykk for konusene som dannes under konstant trekning. Trykkplaten er bare ett eksempel med hvilken dette kan utføres, og trykkplaten kan erstattes av hvilket som helst egnet middel for å gi et trykkfall i tilførselen av smeltet glass som er (a) proporsjonal med hastigheten til strømmen av smeltet glass, og (b) bevirker reduksjonen av trykket over platen med åpninger til et trykk (1) mindre enn det innvendige trykk til perlen som dannes ved en gitt åpning etter gjennombrudd ved den åpning når resten av åpningene virker normalt, og (2) større enn de innvendige trykk av konusene under konstant trekning. Slike trykkfallbevirkende midler som enkelte eller muliple strømningsrestriksjoner, en termisk ventil, osv., kan brukes så lenge oppstartingsbetingelsen tilstrekkelig trykk som tillater perlevekst, opprettholdes. Videre kan en vanlig tuppet bøssing som anvender ribbe-sk jermkjøling tilpasses og gi det dryppfrie trekk ved foreliggende oppfinnelse ved bare å anvende det trykkfallbevirkende middel som her er beskrevet for å redusere trykket over den tuppede plate med åpninger til den ønskede verdi.
Kort beskrivelse av tegninger
Figur 1 viser skjematisk et glassfibertrekningsapparat ifølge foreliggende oppfinnelse som kan utføre fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, men hvor apparatopp-varmingsanordninger er utelatt for å gjøre oppfinnelsen tydeligere, og figur IA viser trykket av smeltet glass på det angitte punkt. Figurene 2 og 2A illustrerer, i likhet med figurene 1 og IA, oppstartingsstrøm ved langsom hastighet gjennom apparatet. Figurene 3 og 3A viser, i likhet med figurene 1 og IA, konstant fiberdannende strøm gjennom apparatet. Figurene 4 og 4A viser, på lignende måte som figurene 1 og IA, avbrutt fiberbruddstrøm under drift av apparatet. Figur 5 viser skjematisk, på lignende måte som figur 2, anvendelsen av en forskjellig form for tuppet plate med åpninger. Figur 6 viser skjematisk, på lignende måte som figur 4, hvor det anvendes tuppet plate med åpninger fra figur 5. Figur 7 viser skjematisk en forskjellig versjon av oppfinnelsen, hvor trykkfallet frembringes ved strømningsrestrik-sjon som er pålagt i banen til den smeltede glass-strøm. Figur 8 viser skjematisk enda en annen versjon av oppfinnelsen, hvor trykkfallet bevirkes av en termisk ventil. Figur 9 er en skjematisk avbildning i likhet med figur 1, men illustrerer den termiske oppvarming og kjøling av smeltet glass, og kjøling av platen med åpninger ved anvendelse av en gass-strøm. Figur 10 er en skjematisk tegning i likhet med figur 9, men
anvender en tuppet bøssing.
Figur 11 er en skjematisk tegning i likhet med figur 10, men anvender ribbeskjermer for å kjøle den tuppede plate med åpninger. Figur 12 er en skjematisk tegning i likhet med figur 1, men illustrerer adskillelsen av trykk-kontrollen og termiske kontrollelementer for apparatet. Figur 13 er en tegning forfra av et apparat ifølge oppfin-nelsens prinsipper i en kontinuerlig glassfilamentdan-nelsesoperasjon. Figur 14 er et forstørret sidetverrsnitt langs planet 14-14 i figur 13. Figur 15 viser forstørret forfra, delvis i snitt, den tu<p>o-løse tilførsel vist i figurene 13 og 14. Figur 16 er et forstørret tverrsnitt, langs planet 16-16 i figur 13. Figur 17 viser, sett oppover, bunnen til tilførselen vist i figurene 13-16. Figur 18 viser, ovenfra, det øvre gjennomhullede kondisjon-eringselement i tilførselen. Figur 19 viser, ovenfra, det mellomliggende kondisjoner-ingselement i tilførselen. Figur 20 er et forstørret tverrsnitt av bunnen til tilfør-selen hvor en perle er dannet ved et utløp hvor et filament har brukket.
For å forklare foreliggende oppfinnelse er det nødvendig først å betrakte trykk- og temperaturaspektene i oppfinnelsen, og deretter beskrive en spesifikk foretrukket ut-førelsesform av oppfinnelsen hvori trykk- og temperaturaspektene er integrert i en operabel bøssingkonstruksjon.
Følgelig innbefatter beskrivelsen figurene 1-8, hvori trykkforholdene er forklart og forskjellige metoder er foreslått for å opprettholde de ønskede trykk tinder de på-følgende operasjonsbetingelser fra oppstarting, konstant drift og avbrutt eller utbrutt drift. Figurene 9-11 viser forskjellige oppvarmings- og avkjølingsmetoder for det smeltede glass for å oppnå fiberdannelses- eller treknings-operasjonstemperaturer over platen med åpninger, og ikke-fuktende driftstemperaturer på undersiden av platen med åpninger. Selv om funksjoner for trykk-kontroll og termisk kontroll er nødvendige for å gi en virkningsfull bøssings-konstruksjon, kan funksjonene være fysikalsk adskilte i selve bøssingen, som best vist på figur 10. Videre kan trykk-kontrollaspektet og fremgangsmåtene ifølge op<p>fin-nelsen, om ønsket anvendes med konvensjonelle termiske betingelser og metoder for å tilveiebringe en virkningsfull bøssing.
Beste utførelseform av oppfinnelsen
Med denne bakgrunn skal oppfinnelsen beskrives i adskilte avsnitt som følger.
på de skjematiske tegningene figur 1-8 er trykkvirkningene i foreliggende oppfinnelse illustrert i forenklet form.
Som man kan se av figur 1 viser henvisningstallet 1 til en bøssing inneholdende en dam 2 av smeltet glass, fortrinnsvis i atmosfæretrykk, som ligger over en bunnplate 3 med åpninger. En mellomliggende eller trykkperforert plate 4 ligger over bunnplaten 3, også med åpninger, hvilken trykk-perf orert plate med åpninger har samme utstrekning som og er parallell med platen 3. Avstanden mellom trykkplaten 4 og åpningsplaten 3 er angitt med henvisningstallet 5.
Den totale dybde av dammen 2 av smeltet glass som ligger over åpningsplaten 3 er angitt med henvisningsbokstaven A, dybden av glass over den mellomliggende plate 4 er angitt med henvisningsbokstaven B og dybden av dammen av smeltet glass som.fyller rommet 5 er angitt med henvisningsbokstaven C.'Den effektive dybde av dammen 2 kan, om ønsket økes ved å legge trykk på bøssingen, øke glassdybden, osv.
I et eksempel på teknisk drift kan gjerne den totale glass-dybde A være ca. 20,3-25,4 cm, dybden B av glassmassen over den trykkperforerte plate 4 kan være ca. 16,6-24,8 cm, og dijnensjonen C
er ca. 0,64 -3,8 cm. Da platene 3 og 4 tjener forskjellige funksjoner (platen 4 til å gi det ønskede trykkfall, og platen 3 til å danne de ønskede fibere), kan åpningsstørrelsene, avstander og anordninger variere betydelig. Fortrinnsvis er i den
versjon av oppfinnelsen som er vist i figur 1, åpningene i platene 3 og 4 omtrent av samme størrelse og avstand, idet disse åpninger fortrinnsvis er sirkulære og varierer i størrelse fra 0,381-0,076 cm i diameter og har avstand til å gi en åpningstetthet oppover fra ca. 5 åpninger pr. cm<2>, og fortrinnsvis ca. 15-47 åpninger pr. cm<2>. Tykkelsene av platene kan ligge fra ca. 0,381-0,025 cm, og platene 3 og 4 kan være av samme eller forskjellig tykkelse.
Som vist i figur IA er glasstrykket plottet horisontalt og glassdybden er plottet vertikalt. Verdiene som er plottet i figurene IA, 2A, 3A og 4A er bare indikative og kvalita-tive, men ikke kvantitative. Følgelig har de bare sammen-ligningsverdi og ikke absolutt verdi. Man vil se at ved nullstrømshastighet med apparatet fylt med smeltet glass i ro, er trykket ved utløpet av åpningene til platen 3 med åpninger (posisjon D) lik trykket over glasset pluss trykket av glasslegemet selv. Som et rent eksempel og for de ovenfor angitte dimensjoner hvor glassdybden er 23,813 cm, vil trykket ved posisjon D være atmosfæretrykk pluss 23,813 cm glass.-
Under oppstarting er bøssingen illustrert i figur 2 på tegningene. Bøssingen 1 er fylt med smeltet glass til det nivå som er angitt ved A, og denne dam 2 av smeltet glass utøver et trykk på platen 3. På dette tidspunkt er det mindre str<3n gjennom åpningene i platen 4 enn under konstant treknings-drift, og det er mindre trykkfall tvers over platen 4. Glasset strømmer ganske enkelt langsomt gjennom åpningene i platen 3 og danner perler.6 ved hver åpning på undersiden av platen 3 under trykket av smeltet glass. Viskositeten til glasset og fuktevinkelen til dens spesifike glassblanding med den spesifike legering til platen 3 med åpninger samt platens temperatur, er slik at overflatespenningen inne i glasset danner en individuell globul eller perle 6 ved hver åpning, og disse perler stikker enkeltvis ut fra åpningene som vist i figur 2, og danner en dispers, separat perledrå<p>e ved hver enkelt åpning. Når perlene drypper, samles de sammen i en gruppe og føres rundt en puller eller opptakningsrulle, som er velkjent innenfor området for trekning av fibere fra de enkelte åpninger. Alternativt kan fibrene trekkes i en gass-strøm.
Således kommer det smeltede glass, ved oppstarting ut som en individuell perle og en separat trukket strøm fra hver åpning under trykkhodet av det smeltede legemet 2 som bestemmes av den totale legemsdybde A og trykkfallet tvers over platen 4. Det lave strømtrykkfall ved platen 4 får trykket over platen 3 til å bli større enn det innvendige trykk til en perle som dannes på platen 3, og smeltede glassperler og drypp ved ekstrudering gjennom å<p>ningene i platen 3 forhindres. Figur 2A illustrerer trykket ved punktet E som befinner seg ved utløpet av åpningene i platen 3 når ap<p>araturen drives i sin oppstartingsfase på figur 2. Det er minimal strømning nedover av glass fra det smeltede glasslegemet, idet trykkplaten 4 bevirker et minimalt trykkfall p.g.a. den lave strømningshastighet, og åpningsplaten 3 på lignende måte bevirker et minimalt trykkfall. Trykket - f.eks. det ovenfor angitte - ved punktet E vil være omtrent atmosfæretrykk pluss 3,8 cm glass. Figur 3 illustrerer skjematisk åpningen og virkningen av platen med åpninger og trykkplaten i kombinasjon under konstant trekningsstrøm etter at bøssingen har startet på den måte som er illustrert og omtalt i forbindelse med figur 2. I figur 3 forekommer en betydelig strøm nedover i legemet 2 og gjennom åpningene i platen med åpninger, når fibrene trekkes med høy lineær hastighet og med et betydelig uttak gjennom åpningene. Den følgende strøm av smeltet glass gjennom den mellomliggende plate 4 bevirker et resulterende trykkfall gjennom den mellomliggende plate. P.g.a. dette trykkfall oppstår et redusert trykk i rommet 5 mellom den mellomliggende plate 4 og platen 3 med åpninger.
Trykkfallet gjennom den mellomliggende plate 4 er proporsjonalt med strømningshastigheten gjennom plateåpningene. Platen 4 er spesifikt konstruert - med hensyn til platetykkelse, åpningsstørrelse og åpningstetthet i forhold til strømningshastigheten under fiberdannelse - til å gi et trykkfall av en slik størrelse at trykkfallet ved utløps-endene av åpningene i platen 3 fortrinnsvis er atmosfærisk, og i alle tilfeller (a) er mindre enn det innvendige trykk i en perle av smeltet glass dannet ved gjennombrudd ved en enkelt åpning av platen 3 med åpninger, og (b) er større enn det innvendige konustrykk under konstant trekning.
Hvis man antar smeltet E-glass og J-legering i platen med åpninger med en åpning på 0,381 cm, er det maksimale innvendige trykk i perlen atmosfæretrykk pluss ca. 1,27 cm glass. Under de samme forutsetninger, men med en åpning på 0,076 cm, er det maksimale innvendige trykk i perlen atmosfæretrykk pluss ca. 6,4 cm glass.
Virkningen til den mellomliggende plate 4 med hensyn til trykkfall i legemet 2 av smeltet glass er således slik at trykket umiddelbart over platen 3 med åpninger fortrinnsvis er "i det vesentlige atmosfæretrykk". Det spesifike trykk ved den øvre flate av platen 3 kan være større eller mindre enn atmosfæretrykk, men det er tilstrekkelig lavt til å stoppe strøm gjennom åpningen når perler dannes etter utbrudd. Virkningen av den mellomliggende plate ved reduksjon av trykket i rommet 5 er uavhengig av avstanden mellom platene 3 og 4, så lenge temperaturen til platen 3 og platen 4 forblir hovedsakelig konstant.
Ettersom glassfilamentene trekkes ved åpningene' i platen 3 ved vanlig trekkmekanisme, dannes normale konuser, og disse konuser har ved sine øvre ender hovedsakelig diameteren til den overliggende åpning, og ved deres nedre ender diameteren til filamentet som trekkes. P.g.a. overflaten og strekkdraget som virker på konusene ved trekning av fibere fra disse, har konusene et redusert indre trykk, som også kan være mindre enn atmosfæretrykk ved det punkt som er angitt med henvisningstall 7 (figur 6). I den foretrukne utførelsesform hvor glasset i rommet 5 befinner seg ved atmosfæretrykk umiddelbart over platen, er det følgelig en netto vertikal drivkraft som tvinger glasset gjennom hullene i platen 3 p.g.a. det lavere innvendige trykk inne i hver av konusene 7. Selvfølgelig bestemmes strømnings-hastigheten gjennom platen 3 av platens 3 karakteristika, f.eks. åpningsstørrelse, platetykkelse, åpningstetthet, osv., egenskapene til det smeltede glass over platen 3, f.eks. viskositeten til det smeltede glass, og det differ-ensielle eller netto trykk over platen og inne i konusen.
Figur 3A viser trykket ved punktet H under utløpet av åpningene til platen 3 når apparatet drives under konstant trekningsfase slik at et filament trekkes ved hver åpning av platen 3. Under disse betingelser er det en betydelig utstrømning av glass gjennom åpningene til platen 3, og den samme strøm gjennom trykkplaten 4. Følgelig bevirker både
platen 3 og 4 et betydelig trykkfall i strømmen, og trykkfallet gjennom platen 4 er vist skjematisk ved den lineære del G. Størrelsen av trykkfallet som er angitt ved G er så stor at den reduserer glasslegemetrykket under platen 4 til i det vesentlige atmosfærisk trykk. Dette trykk øker litt p.g.a. glasshøyden mellom platene 3 og 4, og avtar så igjen ettersom det smeltede glass strømmer gjennom platen 3 med åpninger. Trykket ved punktet H er mindre enn trykket umid-
delbart over platen 3. Trykket ved punktet H (som faktisk befinner seg inne i konusen 7) er hovedsakelig atmosfæretrykk og kan være enten litt større eller mindre enn atmosfæretrykk, avhengig av slike faktorer som glassoverflate-spenning og trekkspenning, som ovenfor forklart, og bestemmes ikke bare av trykkfallet gjennom platen 3 med åpninger. I det spesifike angitte eksempel som anvender de eksempli-fiserte dimensjoner, er trykket ved punktet H ca. 1 atmosfæretrykk minus 2,39 cm glass.
Figur 4 illustrerer den tilstand av bøssingen i figurene
1-3 hvor én eller flere av fibrene som trekkes brytes eller avbrytes, slik at en fiber ikke lenger trekkes og det ikke lenger er noen strekkspenning på konusen 7. På dette tidspunkt tvinger overflatespenningen til det smeltede glass konusformen over i en globul eller perle 8 som befinner seg ved åpningen fra hvilken fiberen forut var blitt trukket. Denne resulterende perledannelse skyldes overflatespenningen til glasset ved temperaturen til formingsoperasjonen som prøver å danne konusen om til et globulært legeme med minimal overflate, og resultatet av denne overflatespenning uten trekning danner et positivt innvendig trykk i globulen «siler perlen 8, hvilket innvendige trykk er større enn trykket til det smeltede glass over platen 3. Det innvendige trykk inne i globulen eller perlen 8 kan bestemmes ved å anvende en form av Young og Laplace ligning som angir at trykkdifferensialet gjennom overflaten til globulen eller perlen er proporsjonalt med forholdet av overflatespenningen til det smeltede glass ved denne temperatur til den midlere radius av krumningen til globulen eller perlen. Dette er et velkjent fenomen.
Trykket inne i perlen av globulen 8 er større enn trykket over platen 3, og dette innvendige trykk er tilstrekkelig til å forhindre passasje av ytterligere smeltet glass ved det lavere trykk over platen 3 gjennom den spesifike åpning ved hvilken perlen befinner seg, slik at perlen ikke vil vokse og strømme langs den nedre flaten av platen med åpninger. Trykket inne i globulen eller perlen har tendens til å tvinge det smeltede glass som utgjør perlen, oppover mot det mindre trykk i rommet 5 ovenfor, og perlen kan tvinges oppover inn i eller gjennom de overliggende åpninger av platen 3 med åpninger. Når avbrudd av trekningspro-sessen finner sted ved en spesifik åpning, vil trykket inne i globulen eller perlen 8 som dannes ved denne åpning, være større enn det innvendige trykk ved punktet 7 inne i konusen som dannes ved naboåpningen. Således vil avbruddet av fiberdannelsen ved en gitt åpning i platen 3 med åpninger ikke avbryte eller forstyrre den fortsatte fiberdannelse ved naboåpningene eller andre åpninger i platen 3.
Figur 4A viser skjematisk trykkforholdene når apparatet befinner seg i avbrutt trekningsfase på figur 4. Her er trykket ved punktet J ved utløpet av åpningene til platen 3 hovedsakelig atmosfærisk trykk, men større enn trykket ved punktet H i figur 3A. Når resten av åpningene brukes for trekning, vil et filamentbrudd eller avbrudd ved en åpning ikke materielt påvirke strømningshastigheten gjennom platen 4 som ovenfor forklart, men det høyere innvendige trykk inne i globulen eller perlen 8 på figur 4 vil forhindre all strøm gjennom åpningen ved hvilken filamentbrudd forekom. Følgelig er det ikke noe trykkfall gjennom platen 3 med åpninger ved filamentbruddåpningen, og trykket ved denne åpning er over atmosfærisk. Spesielt i det ovenfor angitte eksempel er trykket ved punktet J ca. atmosfæretrykk pluss 1,96 cm glass.
Operasjonen under fiberavbrudd vist i figur 4 er forskjellig og avgrenset fra operasjonen under oppstartingsstrøm, som vist i figur 2. Forskjellen ligger i trykket som den ekstruderte perle 6 i figur 2 utsettes for (dvs. hovedsakelig nedadrettet ekstruksjonstrykk ved hodeavstanden A) i motsetning til at perlen 8 i figur 4 (som stammer fra forutgående konus) utsettes for det mindre trykk umiddelbart over platen 3, mens innsiden 8 av perlen jhar et høyere positivt trykk. En sammenligning av trekkene som er vist i figurene 2A og 4A vil gjøre disse trykkforskjeller tyde-lige, og virkningen av trykkfallet som er angitt med G vil
va?re klar.
Figurene 5 og 6 illustrerer trykksammenhengene i en tuppet bøssing med en mellomliggende plate 4a som befinner seg over en plate 3a med tup<p>ede åpninger. Formen til bøssingen i figurene 5 og 6 er hovedsakelig den samme som beskrevet i sammenheng med figurene 1-4, bortsett fra at åpningstettheten kan være mindre p.g.a. tuppene på platen 3a med åpninger.
Operasjonen av utførelsesformen på figurene 5 og 6 er den
samme som utførelsesformen på figurene 1-4. Perlen nedover, som er illustrert i figur 5 er den samme som perlen nedover på figur 2, idet perlene dannes ved åpningstuppene og peker nedover for samling og trekning. Under konstant driftsfor-hold, dannes en formet konus på hver tupp og fibrene trekkes fra denne under strekk.
Ved fiberavbrudd ved hvilken som helst gitt åpning over-fører overflatespenningen til det smeltede glass konusen til en globul eller perle med et positivt innvendig trykk, og perlen forblir enten på enden av tuppen eller beveger seg oppad inn i tuppen mot det mindre trykk over platen 3 med åpninger, som vist i figur 6. I begge tilfeller vil globulen ikke bli forstørret, da det ikke kan være noen strøm nedover fra rommet 5 inn i globulen. I hver utførel-sesform på figurene 5 og 6 eller utførelsesformen på figurene 1-4, vil glasset strømme fra rommet 5 til andre åpninger og ikke til den ene hvor strømmen er blitt avbrutt .
I den versjon av oppfinnelsen som er vist i figur 7, er en annen type bøssing foreslått, bestående av et øvre reser-voir 11 som inneholder et legeme av smeltet glass 12 med betydelig dybde og forbundet gjennom en innsnevret strøm-ningspassasje 13 med en nedre bøssingdel 14 som inneholder et legeme av smeltet glass 15 liggende direkte over.en, plate 3 med åpninger av den forut beskrevne type. En varmeplate eller sjikt 16 er anbragt nær over platen 3 med åpninger for å sikre at smeltet glass foreligger ved den fiberdannende temperatur ved platen med åpninger. Innsnev-ringen 13 har en tverrsnittform og -størrelse og vertikal dimensjon tilstrekkelig til å bevirke trykkfall mellom legemene og smeltet glass 12 og 15 av slik størrelse at trykket på det smeltede glass rett over platen! 3 med åpninger reduseres til de tidligere omtalte verdier, dvs. fortrinnsvis av størrelsesorden atmosfæretrykk, og i ethvert tilfelle mindre enn det innvendige trykket til en perle eller globul dannet ved hvilken som helst av åpningene i platen 3 etter utbrudd ved den åpning, men større enn det innvendige trykket til konusene under konstant trekning. Strømningsinnsnevringen 13 fungerer således som, og tjener som et alternativ til den forut beskrevne trykkplate 4 for å forhindre "nedperling" ved alle åpninger i platen 3, ved hvilke trekning er blitt avbrutt.
Figur 8 beskriver ennå en annen versjon av oppfinnelsen som har likhet med figur 7, men som anvender en termisk ventil. Også her består bøssingen av øvre og nedre deler 11, 14,
som hver inneholder et legeme av smeltet glass 12 henholds-vis 15, og den nedre plate 3 med åpninger ligger tett under en varmeplate 16. Legemene 12 og 15 av smeltet glass er forbundet seg imellom ved en passasje 17 som, i og av seg selv, ikke behøver å danne en kritisk trykkreduksjonsfunk-sjon. Passasjen 17 er omgitt av en væskekjølt, spiralformet varmeveksler 18, gjennom hvilken kjøleluft, vann eller
annen væske sirkuleres for å avkjøle det smeltede glass som strømmer gjennom passasjen 17. En varmespiral 19 med endene knyttet til en hensiktsmessig elektrisitetskilde omgir tett passasjen 17 for å oppvarme glasset som strømmer gjennom
passasjen 17 ved ledning og bestrålingsvarmeveksel gjennom passasjens vegger. I det smeltede glasslegeme 15 befinner det seg fortrinnsvis mellom varmeplaten 16 og platen 3 med åpninger en termokuppelkontrollør 20 for å holde den nød-vendige glasstemperatur rett over platen 3 med åpninger. Termokuppelen 20 kan kontrollere enhver del eller hele varmeveksleren 18, varmespiralen 19 eller varmeplaten 16.
Ved å oppvarme og avkjøle passasjen 17, kan viskositeten til det smeltede glass som strømmer gjennom denne kontrol-leres slik at et ønsket trykk holdes inne i det smeltede glasslegeme 15 som ligger over platen 3. Ved å avkjøle passasjen inhiberes strømmen av smeltet glass for å bevirke et større trykkfall. Motsatt bevirkes, ved oppvarming av passasjen, et mindre trykkfall. Fortrinnsvis anvendes varmespiralen 19 og kjølespiralen 18 for å holde et trykk i legemet 15 og tett over platen 3 med åpninger som hovedsakelig er atmosfæretrykk, og i alle tilfeller er trykket over platen 3 (a) mindre enn det innvendige trykket til en perle eller globul som dannes ved en åpning av platen 3 etter avbrudd av trekningen, som forut forklart, og (b) større enn trykket inne i konusen under konstant trekning. Oppvarmingsplaten 16 anvendes for å sikre at det smeltede glass rett over platen 3 befinner seg på sin ønskede fiber-danneisestemperatur.
Ved å anvende strømningsinnsnevringen 13 og den termiske ventil fra figur 8 kan man opprettholde et riktig og ønsket trykkfall inne i det samlede legeme av smeltet glass for å oppnå alle fordeler ved trykkplaten 4 som er forut omtalt. Oppvarmingsplaten 16 kan, men behøver ikke, bevirke noe vesentlig trykkfall i legemet av smeltet glass 16; den tjener primært til å sikre at smeltet glass foreligger ved platen 3 med åpninger ved den ønskede fiberdannelsestemperatur.
Temperaturforhold .
Forskjellige midler for å kontrollere temperaturen i bøs-singen 1 og de relative oppvarmingsverdier for bøssings-bestanddelene er illustrert i figurene 9-12 for forskjellige former av ikke-tuppede og tuppede bøssinger.
I figur 9 inneholder bøssingen 1 et legeme 2 av smeltet glass over platen 3 med åpninger, idet glasslegemet til-føres fra en formålstjenelig kilde, f.eks. smeltet fra marmor eller som stammer fra en direkte smelteovn. Den mellomliggende plate 4 og platen 3 med åpninger har den form, åpningsstørrelse og åpningstetthet som er beskrevet i forbindelse med figurene 1-4 ovenfor.
Bøssingsplaten 3 med åpninger og den mellomliggende plate 4 får begge elektrisk energi fra en likestrømskilde parallelt som vist i figur 9. Oppvarmingsgraden av platene står generelt i forhold til deres respektive tykkelser. Fortrinnsvis er den mellomliggende plate i utførelsesformen på figur 9 tykkere enn platen med åpninger, slik at det smeltede glass o<p>pvarmes i større grad av den mellomliggende plate enn av platen med åpninger.
Platen 3 med åpninger avkjøles på sin utvendige flate med luft eller annen kjølegass som er rettet mot platens nedre flate fra en blåsedyse 9. Utløpsgassen fra dysen 9 kommer fortrinnsvis ut fra flere utløpsåpninger og sveiper over det vesentlige av hele den nedre flaten til platen med åpninger for å kjøle glasset som kommer fra åpningene, som i det følgende forklart i detalj i forbindelse med den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen. De generelle forhold ved gasskjøiing av en ikke-tuppet overflate er beskrevet i detalj i Strickiand Patent 3.905.790 for det spesielle apparat som der er beskrevet.
For å starte bøssingen fylles rommet 2 med smeltet glass,
platene 3 og 4 tilføres energi, og luft blåses ut fra dysen 9 for kontakt med nedre flate av platen 3. Under oppstarting perler glasset nedover som vist i figur 2, og luftvol-umet er relativt stort for å kjøle platen tilstrekkelig til å holde platen på riktig temperatur for nedperling uten utflyting til tross for massen av perler, og glass strømmer ut fra åpningene nær platen direkte under platens flate. Bøssingen får elektrisk energi for å holde i det vesentlige hele legemet 2 av glass på den nødvendige temperatur for fiberdannelse av glassblåndingen. Denne fiberdannelsestemperatur vil variere med sammensetningen av det smeltede glass. Fiberdannelsestemperaturen for E-glass kan f.eks. være fra 1093°c - 1371°c, og fortrinnsvis fra 1150°c
til 1260°C. Det kan være overgangs eller variable temper-aturgradienter inne i legemet 2, men det smeltede glass som ligger direkte og tett over åpningene til platen 3 holdes på den ønskede fiberdannelsestemperatur for den spesifike glass-sammensetning. Denne temperatur opprettholdes av de elektrisk oppvarmede plater 3 og 4.
Temperaturen på nedre flate av platen 3 med åpninger holdes ved utvendige kjølemidler, f.eks. strømmen av kjølegass fra dysen 9, ved en temperatur for den spesifike gassblanding og legeringsblanding som ikke forårsaker utflyting i platen 3 med åpninger. Den nøyaktige temperaturen til platen 3 er vanskelig å måle, men fra foretatte termokuppelmåiinger, er undersiden av platen 3 tilsynelatende på en temperatur av størrelses-orden 982°C til 1038°C for E-glass blandinger, når platen 3 er laget av J-legering.
Såsnart nedperiing eller oppstartingsoperasjonen er avslut-tet og konstant fiberdannelse begynner, reduseres iuftvol-umet fra dysen 9, p.g.a. den mindre masse glass som dannes fra dannelseskonusene og trukkede fibere fra undersiden av platen 3. For å unngå overkjøling av det smeltede glass som strømmer til de enkelte å<p>ninger i platen 3, p.g.a. gass-kjøling av undersiden av platen 3 i den foretrukne utførel-sesform av denne oppfinnelse, tas visse forholdsregler. Nærmere bestemt (a) oppvarmes platen 4 elektrisk til en temperatur over temperaturen til platen 3; (b) det smeltede glass i bøssingen oppvarmes nær og rett over platen 3 med åpninger for å kompensere for et varmetap over platen 3 med åpninger; og (c) de oppvarmede plater 3 og 4 har vertikalt innrettede åpninger slik at smeltet glass op<p>varmet av platen 4 strømmer direkte nedover gjennom platen 3 med åpninger, idet det smeltede glass ved kanten av hver åpning er kaldere enn det smeltede glass ved midten av hver åpning. Det kaldere kantglasset hjelper til å forhindre utflytning, mens det varmere glass i midten begunstiger fiberdannelse. Alt glasset som kommer fra hver åpning trekkes til et filament og - etter oppstarting - fortsetter prosessen som under normal trekning.
I en spesifik foretrukket utførelsesform som anvender en plate med huller av J-legering og E-glassblanding, var det smeltede glass over platen 3 med åpninger på en fiberdannelsestemperatur på ca. 1150°C til 1260°C, og den utvendige . nedre flate av platen 3 med åpninger ble målt å være ca. 982°C til 1038°C. En temperaturforskjeQ.1 fra ca. 93°C til 204°C opprettholdes, og fortrinnsvis vil forskjellen ligge fra 93°C til 149°C. For andre glassblandinger vil fiberdannelsestemperaturen variere, og for andre kombinasjoner av glass- og legeringsblandinger vil ikke-utflytingstemperaturen variere.
Da temperaturen i platen 3 holdes på en ikke-utflytings-temperatur, kan platetemperaturen holdes på den ønskede forskjell ved å dimensjonere tykkelsen av platen 3 riktig i forhold til platen 4, kontrollere varmestrømmen gjennom platene 3 og 4 forbundet i parallell, og variere volumet av luft som kommer fra dysen 9 og blåser over platen 3, og dannelse av konuser på den nedre flaten til platen. Spesifike platetykkelser, luftstrømvolumer, glasstemperaturer og åpningspiatetemperaturer er i det følgende beskrevet for spesifike strukturer og glassblandinger.
I tilfellet fiberavbrudd ved én eller flere åpninger i
platen 3, som i vist i figurene 4 eller 6, f.eks., forstyr-res ikke varmebalansen materielt, og det er ikke nødvendig å variere hverken oppvarmingen av platene 3, 4 eller strøm-men av luft fra dysen 9. All forandring av glassets volum (når konusen forandrer form til en globul eller perle) ved den spesielle åpning, ved hvilken brudd finner sted, forandrer ikke den totale varmebalanse, da de andre, fortsatt trukne konuser ikke påvirkes. Platen 3 har allerede riktig ikke-fuktende temperatur for perledannelse ved den spesifike åpning. Følgelig vokser ikke perlen, og perlen kan bevege seg inn i sin egen åpning som beskrevet ovenfor i forbindelse med figur 4.
I en versjon av oppfinnelsen vist i figur 10 av tegningene, er platen 3a med åpninger av en tuppet variant, som forklart i forbindelse med figur 5 ovenfor. Figur 10 versjonen av oppfinnelsen virker hovedsakelig i likhet med figur 5 versjonen av oppfinnelsen.
Temperaturforholdene innenfor utførelsesformen på figur 10 er hovedsakelig de samme som innenfor utførelsesformen på figur 9. Det er bare nødvendig at den nedre flate av platen 3a eller, nærmere bestemt, endene av tuppene på platen 3a, holdes på en temperatur ved hvilken fiberdannelse er mulig. P.g.a. tuppene til platen 3a er det videre mindre tendens til at det smeltede glass flyter gjennom overflaten av de isolerte tupper, og platen 3a kan kjøres ved ikke-utflytende temperaturer utover den ikke-utflytende temperatur for platen 3. Således er temperaturen til platen 3a mindre kritisk enn temperaturen til platen 3, ganske enkelt fordi platen 3a har mindre tendens til å flyte utover p.g.a. tuppenes nærvær.
Ved bruk av en tuppet plate med åpninger, kan vanlige oppvarmings- og avkjølingsmidler anvendes i sammenheng med trykkfallbevirkende midler på figurene 1-8 for å oppnå dråpeløs drift ifølge foreliggende oppfinnelse, så lenge det smeltede glass er Då den riktige fiberdannelsestemperatur over platen 3a med åpninger.
I figur 11 er en forskjellig utformet apparatur illustrert ved bruk av vanlig ribbeskjoldkjøling. Nærmere bestemt er i figur 11 bøssingen 1; platen 3a med åpninger og den mellomliggende plate 4a av samme form som i figur 10. Imidlertid er luftkjølingsdysene 9 erstattet med vanlige ribbeskjold 10 som ligger rett under platen 3a med åpninger, og ved normal ribbeskjold operasjon effektivt avkjøler plate-åpningstuppene og de fiberdannende konuser ved bestråling og varmeledning. Ribbeskjoldet 10 avkjøles fortrinnsvis ved hjelp av en varmevekslervæske som innføres i elementene 10a gjennom ledninger 10b, hvilket er velkjent. Bortsett fra at ribbeskjoldene 10 erstatter gassdysene 9, er struktur og drift av utførelsesformen på figur 11 identisk med konstruksjonen og operasjonen av utførelsesformen på figur 10.
Integrering eller separasjon av trykket og termiske deler
Det vil være klart at den forutgående omtale av trykkvirkningene og temperaturvirkningene av strukturen og fremgangsmåten ifølge foreliggene oppfinnelse har 'isolert disse to variable slik at de kan betraktes enkeltvis:, men de to variable i kombinasjon bestemmer strukturen og driften av en beskrevet foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen. For å unngå avbrudd av fiberdannelse i hele bøssingen etter svikt av fiberdannelse ved en spesiell åpning, er det nød-vendig at trykket over platen 3 med åpninger (a) er mindre enn det innvendige trykk i en globul eller perle som dannes etter trekningsavbrudd, og (b) er større enn det innvendige konustrykk under konstant fibertrekning, som forklart i forbindelse med figurene 1-8 ovenfor. For å opprettholde de riktige termiske betingelser for fiberdannelse og å opprettholde de ønskede ikke-fuktende temperaturer på platen med åpninger, spesielt den tuppløse plate med åpninger ifølge foreliggende oppfinnelse, er det nødvendig at temperaturforholdene, som er forklart i forbindelse med figurene 9-11, opprettholdes.
Disse to variable kan lett korreleres ved elektrisk forbindelse av den mellomliggende plate 4 på figur 1 og platen 3 med åpninger på figur 1 i parallell, som illustrert i figur 9 i tegningene, hvor den mellomliggende plate befinner seg i nærheten av platen med åpninger, og er av en type som gir det ønskede trykkfall gjennom den mellomliggende plate 4 for å opprettholde det ønskede trykk over platen 3 med åpninger inne i rommet 5. Ved å gi platene 3 og 4 den riktige relative tykkelse, kan de relative oppvarmingsef-fekter av platene på legemet av glass 2 opprettholdes og de riktige temperaturbetingelser vil tilveiebringes på platen 3 med åpninger, idet den endelige sluttkontroll bestemmes av kjølingsgraden til platen med åpninger enten ved luft fra dysen 9 eller ribbeskjoldene 10. Således k'an en meget enkel konstruksjon lages, hvori de to plater 3 og 4 eller 3a og 4a vil gi riktige operasjonsbetingelser for både trykk og temperatur i kombinasjon med kjølemidlene utenfor
bunnplaten 3, 3a.
Imidlertid er det ikke nødvendig å lage en så enkel sammensatt konstruksjon. Konstruksjonen på figur 12 kan brukes i stedet for slike strukturer som er vist på figurene 1-11. I figur 12 er funksjoner for trykk-kontroll og temperaturkon-troll adskilte og isolerte. I figur 12 inneholder bøssingen 1 en masse 2 av smeltet glass, hvori en mellomliggende trykk-kontrollplate 4b er plassert på et sted godt over platen 3, men innenfor rammen av massen. Fortrinnsvis har trykkplaten 4b hovedsakelig de utvendige dimensjonene til platen 3 med åpninger, og er anordnet med åpninger som har størrelse og antall til å gi det nødvendige trykkfall rett over platen med åpninger. Platen 4b gir et trykkfall gjennom platen som er i overensstemmelse med de ovenfor beskrevne prinsipper, slik at trykket inne i rommet 5 under platen 4b og umiddelbart over platen 3 med åpninger fortrinnsvis ligger på i det vesentlige atmosfæretrykk.
Et mellomliggende oppvarmingselement 4c er anordnet slik at det ligger tett over platen 3, og oppvarmingselementet 4c og platen 3 med åpninger kan forbindes parallelt til en elektrisk strømkilde for oppvarming. Oppvarmingselementet 4c kan være en plate med åpninger, oppvarmingsgitter, en rekke oppvarmingsstaver, eller enhver annen passende mekan-isme for oppvarming av glass til fiberdannelsestemperaturen. Oppvarmingselementet 4c kan ha alle ønskede former så lenge trykktilstanden over platen 3 med åpninger opprettholdes .
Apparaturen på figur 12 opererer i likhet med apparaturen på figurene 1 og 10 for å opprettholde både de nødvendige trykk- og temperaturkontroller i glasslegemet over platen 3, og levere glass til platen 3 med den ønskede temperatur.
Detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelsesform
Figur 13 viser en kontinuerlig glassfilamentformingsprosess ifølge prinsippene i foreliggende oppfinnelse, og det beskrevne prosessutstyr kombinerer nylig dannede filamenter til en ikke-tvunnet bunt eller streng, og samler strengen som en opprullet pakke.
På figurene 13-17 innbefatter prosessutstyret en tuppløs beholder eller tilførsel 21 av platina eller platinalegering, såsom en J-legering, med generelt motstående sidevegger 22 og motstående sidevegger 24. Tilførselen 21 rommer et legeme av smeltet glass 25, normalt et E-glass, som slippes ut fra tettsittende åpninger 26 i en tynn bunnvegg 28 som strømmer 30. Bunnveggen 28 har en plan eller flat utvendig bunnflate 32.
Alle passende midler kan brukes for å tilføre smeltet glass til tilførselen 21. Som vist på figurene får tilførselen 21 sitt forråd av smeltet glass fra en smelter 38 gjennom en glasskondisjoneringsanordning 34 og en tilførselspassasje 36.
Over smelteren 38 er det plassert en beholder 40 inneholdende stykker av glass, såsom marmor 42. Under drift beveger glassmarmoret 42 seg ned ved tyngdekraften i smelteren 38, hvor det reduseres til en smeltet tilstand.
Beholderen 34, smelteren 38 og tilførselen 21 (bortsett fra dens nedre område) er på vanlig måte omgitt av keramisk materiale 41.
Smelteren 38 inneholder endevegger 44 og sidevegger 46 som alle har en nedre konvergerende del 48. De nedre ender av delene 48 avgrenser et utløp eller strupe 50, hvorigjennom smeltet glass strømmer fra smelteren 38. Ved utløpet 50 er det anordnet to langsgående grupper av adskilte vaiere eller organer 52, smeltet til sideveggene 46. Plassert mellom gruppene av vaiere 52 er en loddrett anordnet plate 54. Den nedre kant av platen 54 og de nedre ender av vaierene 52 slutter fortrinnsvis litt under den normale høyden av glasset i kondisjoneringsanordningen 34. Smeltet glass fra smelteren 38 strømmer gjennom utløpet 50 nedover langs vaieren 52 og platen 54 i form av en tynn film eller filmer på det smeltede glass i kondisjoneringsanordningen 34.
Endeveggene til smelteren 38 har elektriske terminaler 56. Elektrisk strøm tilføres terminalene 56 på vanlig måte for å smelte glassmarmoret 42.
Kondisjoneringsanordningen 34 innbefatter endevegger 60, sidevegger 62, og en sammensatt topp 64 som avgrenser et kammer 66. Den sammensatte topp 64 omfatter et øvre element 67 og et nedre element 68; disse elementer er adskilt av keramisk materiale 69. I det øvre området av kammeret 66 er det plassert et første V-formet gitter 70 sveiset til sideveggene 62 og endeveggene 60. Den bøyde delen 72 av gitteret 70 inneholder en gruppe adskilte glass-strømnings-åpninger 74. Anordnet langs hver av de øvre ksntområder til elementet 70 er det en lineær gruppe av adskilte utslipps-åpninger 76.
Med avstand under elementet 70 befinner det seg et annet V-formet element 80 sveiset til sideveggene 62 og endeveggene 60. Langs hver av de øvre kantområder av elementet 80 er det anordnet en lineær gruppe adskilte glass-strømsåpninger 82.
Toppen 64 inneholder en lufteskorstein 84 for utslipp av gasser som utvikles fra smeltet glass i beholderen 34.
Under drift beveger smeltet glass seg nedover i kammeret 66 og gjennom åpningene 74 i bøyen 72 av gitteret 70. Det smeltede glass beveger seg så generelt oppover i rommet mellom gifterene 70 og 80 og deretter nedover igjen gjennom åpningene 82 i de øvre deler av gitteret 80. Gasser fra det smeltede glass kan unnslippe til atmosfæren gjennom åpningene 76 i de øvre deler av det første gitter 70 og lufte-skorsteinen 84. Glasset fortsetter å bevege seg nedover gjennom .tilførselspassasjen 36 til tilførselen 21.
Endeveggene 60 inneholder elektriske terminaler 86. Elek-
trisk strøm tilføres terminalene på vanlig måte.
En sonde 90 går ned gjennom lufterøret 84 til glassets nivå umiddelbart under smelteren 38. Vanlige strømkontrollanord-ninger (ikke vist) er forbundet med sonden og varierer strømmen gjennom smelteren 38 avhengig av glassnivået i kammeret 66. Denne tilpasser smeltehastigheten med gjennom-løpshastigheten for glass som forlater åpningene 26 i den tynne bunnflaten 28 av tilførselen 21. Kontrollanordninger av denne karakter er beskrevet i US patent 3.013.095.
Tilførselen 21 kan motta glassforråd fra andre kilder, f.eks. kan den brukes i en direkte smelteoperasjon.
Smeltet glass beveger seg nedover under filamentproduksjon til bunnen 28 av tilførselen 21 gjennom åpnin<g>er i tre innvendige, adskilte og fortrinnsvis parallelle, vegglignende kondisjoneringselementer eller organer 100, 102 og 104, som best er vist i figur 16. Disse elementer går tvers gjennom innsiden av tilførselen 21 i en retning på tvers av glassets bevegelse nedover under filamentfremstillingen. Det øvre organ 100 er en hullet oppvarmingsvegg som befinner seg ved inngangen tii tilførselen 21, og under drift har en tendens til å utjevne temperaturen til det smeltede glass som passerer nedover gjennom det. Det midtre organ 102 er en hullet oppvarmingsvegg eller sikt som befinner seg mellom organet 104 og veggen 100, og den sikter Stener og korn fra legemet av smeltet glass, ettersom glasset beveger seg gjennom det. Det hjelper også til å utjevne temperaturen i glasset. Det nedre hullede element 104 har en tynnere hullet midtdel 105 som er betydelig tykkere enn organene 100 og 102. Del 105, som befinner seg nær over bunnen 28, virker som en strømningsmotstand for det smeltede glass, primært p.g.a. sin tykkelse. Veggen 104 og spesielt delen 105 derav tjener som en trykkplate og er ekvivalenten til platen 4 eller 4a i figurene 1-12, som er beskrevet forut. Den nedre plate eller bunn med åpninger er ekvivalenten til platen 3 eller 3a med åpninger i figurene 1-12, som ovenfor beskrevet.
Rommet mellom delen 105 av organet 104 og bunnen 28 er ekvivalenten til rommet 5 i figurene 1-12 og danner en grunn brønn eller rom for smeltet glass 106 som befinner seg umiddelbart over inngangene 107 av åpningene 26 ved den innvendige siden 108 av bunnen 28. Trykk- og oppvarmings-effektene på delen 105, som omtalt i forbindelse med figurene 1-10 og som skal-omtales i det følgende, er viktige for utøvelsen av oppfinnelsen i den foretrukne utførelses-form som er vist i figurene 13-20.
Avstandsbærere 109 forbinder hver av delene 105 med den tilsvarende del av bunnen 28. Bærerne 109 motstår siget nedover eller bøyning av den tynne bunn 28. Således opp-rettholder de den plane form av den utvendige flate 32. Figur 18 viser ovenfra den rektangulært formede åpne, gjennomhullede vegg 100. Det er en midtrekke med fire åpninger 110 lengs veggens 100 lengdeakse. Lateralt på hver side av denne midtrekken er det en rekke på tre forskjøvede åpninger 110a. I den spesifike beskrevne utførelsesform av oppfinnelser; er åpninger i midtrekken plassert på 3,8 cm sentere, og åpningene i siderekken på 3,2 cm sentere. Alle åpninger er 0,64 cm i diameter. Tykkelsen av veggen 100 er 0,0 5 cm. Figur 19 viser ovenfra den rektangulært formede gittervegg 102. I den viste spesifike utførelsesform er det 13 rekker på 0,14 cm diameter åpninger 112 som går på langs av veggen 102. Det er 22 åpninger pr. cm<2>. Veggens 102 tykkelse er 0,05 cm.
I andre utførelsesformer av oppfinnelsen behøver organer, såsom organer 100 og 102, ikke å være nødvendig, spesielt i en filamentformingsoperasjon med direkte smelte.
Veggdelen J05 har åpninger 114 i et mønster som fortrinnsvis er det samme som mønsteret av åpningene 26 i bunnen 28. Som vist er veggdelen 105 0,15 cm tykk og har åpninger som er 0,13 cm i diameter, deres sentere befinner seg i det foretrukne forhold innrettet på linje med senterene av åpningene 26. Åpningstettheten i veggen 105 er 15 åpninger pr. cm2 ; åpningstettheten i bunnen 28 er 15 åpninger pr. cm2 . Bunnen er 0,025 cm tykk og har åpninger 26 som er 0,15 cm i diameter. Størrelsen, antallet og åpningstettheten av åpningene i delen 105 og bunnen 28 kan variere som forut beskrevet i forbindelse med figurene 1-12. I den viste ut-førelsesform er veggdelen 105 ca. seks ganger så tykk som bunnen 28, selv om dette tykkelsesforholdet kan varieres så lenge det ønskede trykkfall gjennom delen 105 opprettholdes, som tidligere forklart.
På figur 17 kan man se at det bare er åtte åpningsflekker 116 på bunnen 28. Hver flekk 116 har 98 åpninger som munner på utsiden 32 av veggen 28.
Hele tilførselen 21 innbefattet alle dens innvendige elementer, oppvarmes ved elektrisk motstand på kjent måte ved strøm som tilføres fra en ikke vist kilde gjennom terminaler 118 på endeveggene 22 av tilførselen 21. Terminalene 118 går fra det nedre området av endeveggene 22 i en retning utover og nedover. På en måte gjør plasseringen av terminalene 113 dem til en forlengelse av bunnen 28. Andre terminalanordninger kan også brukes. Terminalene 118 er ekvivalentene til terminalene i figurene 7-10, og tjener til å tilføre delen 105 og bunnen 28 energi parallelt.
Den roterte flens 120 i en oppvinning 122 befinner seg under tilførselen eller bøssingen 21 og trekker strømmer 30 til kontinuerlige glassfilamenter 124.
En samlesko 125 som befinner seg mellom oppvinningen 122 og tilførselen 21 kombinerer filamentene 124 til en streng 126. Oppvinningen 122 samler strengen 126 som en opprullet pakke 128 på et oppsamlingsrør 130 som er tredd på flensen 120 .
En applikator 132, som er av kjent type, er plassert over samleskoen 125 og påfører filamentene 124 et beskyttende seisings- eller overtrekksmateriale før de kombineres til strengen 126.
Andre vanlige filamenttrekningsanordninger, samleanord-ninger og seisingsapplikasjoner kan anvendes.
Fremgangsmåten i figur 13 innbefatter midler for fjerning av varme fra det filamentdannende miljøet ved bunnen 28. Som illustrert på figurene anordnes kjølemidler i form av en væskestrømsdyse 140. Denne dyse retter en strøm av kjølevæske eller gass, såsom luft oppover mot bunnen 28 av bøssingen 21 for å avkjøle filamentdannelsesområdet. Strøm-men av kjøleluft fjerner varme fra filamentdannelsesområdet, og hjelper til å holde området i riktig tilstand for filamentdannelse. Dysen 140 er ekvivalenten til dysen 9 som er vist i figurene 7, 8 og 10, og forut beskrevet. Andre kjølemidler kan brukes, f.eks. ribbeskjold.
Dysen 140 inneholder et hult hus 142 og en rekke utløpsrør 144 på toppen av huset 142. Rørene 144 henger sammen med innsiden av huset 142. Luft tilført under trykk til dysen 140 strømmer ut oppover fra rcrutløpene 144. Hvert av rørene 144 går 15 cm fra huset 142 og er 0,95 cm i diameter. Hvert av rørene kan være utstyrt med en ventil for å modifisere de enkelte rørutslipp.
Dysen 140 er plassert slik afrørene 144 står 83° skrått oppover fra horisontalplanet, og rettet på det langsgående midtpartiet til bunnen 28. Endene av rørene er ca. 20 cm fra utsiden 32 av bunnen 28. Under drift av den spesifike apparatkonstruksjonen i denne oppfinnelse som er vist i figurene 13-20, (a) tilføres dysen luft ved ca. 3,4 kPa; (b) under oppstarting innstilles dysen 140 på en luftut-tømningshastighet på ca. 113 m<3>/time for perledannelse; og (c) under konstant filamenttrekning settes den på luftut-slipp ved en redusert hastighet på ca. 42 m<3>/time.
Ved oppstarting føles glasshøyden i bøssingen 21 på bunnen 28 og utøver tilstrekkelig trykk nedover til å ekstrudere smeltet glass gjennom åpningene 26 i veggen 28. I praksis er det normalt fra 20 til 30 cm glass over bunnen 28, og man har ifølge oppfinnelsen slike forhold at smeltet glass kommer ut i filamentdannelsestemperaturtilstand og formes til individuelle adskilte globuler eller perler ved åpningene 26, ikke et enkelt utflytende legeme av glass over åpningsflekkene. Dannelsen av de enkelte adskilte globuler forekommer tvers over hele det gjennomhullede området av bunnen 28. Globulene vokser inntil massen av dem får dem til å falle enkeltvis ned vekk fra bøssingen 21 med fila-mentlignende haler som henger bak. Denne individuelle glo-buldannelsen letter oppstartingen meget, og den spesifike globuldannelse og forholdene, hvorunder den opptrer er beskrevet i detalj i forbindelse med figur 2, hvor dannelsen av globuler eller perler 6 er illustrert.
Perle'<:>fail" under filamentproduksjon avbryter filamentdan-nelsesprosesssn cg er følgelig ikke ønsket under filament-f remstilling. Dråper unngås under f ilamentproduks jon i bøssingen 21 ved trykkforandringen som bevirkes i det smeltede glass når glasset beveger seg nedover gjennom strømningsmotstandsområdet, som i den illustrerte foretrukne utførelsesform har form av den op<p>varmede gjennomhullede del 105. Som forklart mer fullstendig ovenfor (se beskrivelsen av figurene 3 og 4), oppstår under filament-fremstilling et foretrukket i det vesentlige atmosfærisk trykk i det smeltede glass ved platen 28 med åpninger, slik at etter et filamentbrudd ved en av åpningene 26, stopper strømmen av smeltet glass fra en slik åpning 26.
Tilbake til omtalen av oppstarting dannes enkelte perler
ved åpningene 26 av betingelser som (a) muliggjør tilførsel av smeltet glass til åpningene 26 som forlater dem i filamentdannelsestemperaturtilstand, og (b) holder innsiden 32 tilstrekkelig lavere i temperatur enn filamentdannelses-temperaturen til det utslupne glass, slik at overflaten 32 befinner seg i en ikke-utflytende temperaturtilstand i forhold til det utslupne glass. Erfaringer viser at de fleste E-glass i handelen har en filamentdannelsestemperatur i et
område fra 1093°C til 1371°C; mange har en filamentdannelsestemperatur fra 1150°C til 1260°C. Erfaringer viser at ikke-utflytningstemperaturtilstanden for J-legering og E-glass har tendens til generelt å ligge fra 980°C til 1030°C.
I en fremgangsmåte som anvender et strømdannende element av metall eller metall-legering, såsom bunnen 28 med åpninger, er den tynne bunn viktig for å gi både utslipp av smeltet glass i filamentdannende tilstand, og etableringen av den ikke-utflytende temperatur på sin utvendige flate 32. Det smeltede glass går gjennom de meget korte åpningspassasjer i en tynn plate med åpninger så raskt at meget lite energi går vekk fra glasset. Følgelig kan massen av smeltet glass som kommer ut fra åpningene 26 lett ha filamentdannende temperaturtilstand. Bare et lite utvendig område av det smeltede glass i kontakt med den utvendige flate 32 ved det området som avgrenser utløpet av åpningene 26, antas å ha lavere ikke-utflytende temperaturtilstand for overflaten 32.
Den tynne bunn behøver ikke være så viktig når bunnen er laget av et materiale med en termisk ledningsevne som er forskjellig fra platinalegering, f.eks. et keramisk høy-temperaturmateriale.
Praksis har vist at i den versjon av oppfinnelsen som er vist i figurene 13-20, er bunnen 28 fortrinnsvis tynnere enn ca. 0,038 cm når J-legering anvendes sammen med E-glass. En bøssing med en bunn med en tykkelse på 0,025 cm har vist seg meget heldig. Et foretrukket tykkelsesområde er ca. 0,025-0,031 cm, og bunner med en større tykkelse enn 0,038 cm kan ta for meget elektrisk energi og derved bli for varme. Som forklart i forbindelse med figurene 9-11 styrer imidlertid den relative tykkelsen av platene 4a og 3a den relative oppvarming av platen med åpninger, og tykkelsen av platen med åpninger kan varieres betydelig fra disse definerte verdier som er spesifike for den beskrevne utgave av apparaturen.
I utførelsesformen på figurene 13-20 spiller det elektrisk oppvarmede hullede element 105 en viktig rolle ved oppvarming av bunnen 28, og for tilførsel av energi til det smeltede glass i bøssingen 21 for å gi glass- og bunntempera-turbetingelser ifølge oppfinnelsen. Selv om den tynne bunn 28 og elementet 105 danner parallelle motstandselementer i en elektrisk krets, viser beregninger at de gjennomhullede deler 116 av bunnen 28 får lite motstandsoppvarming sammen-lignet med delen 105, og dette skyldes primært den høye motstand den tynne konstruksjonen gir. Følgelig er varme-kilden for den gjennomhullede del 116 primært fra delen 105 gjennom glasset 25 i form av varmeledning.
Avstanden mellom veggen 28 og veggen 105 som danner brønnen eller rommet 106 er viktig av energioverføringshensyn. Da det smeltede glass får energi fra det oppvarmede element 105 og avgir energi til åpningsdelene 116 i bunnen 28, må avstanden mellom elementet og bunnet tillate en energi-mengde i det smeltede glass som bevirker en temperaturtilstand i bunnen 28 som bringer den utvendige flate 32 i ikke-utflytende temperaturtiistand i forhold til strømmene 30 som avgis. Ennå må det smeltede glass være i filament-danneisestilstand når det kommer ut fra åpningene 26. Energioverføring må ta hensyn til energiforhold som forår-sakes av den utvendige kjøling av platen med åpninger, dvs. forårsaket av kjøleluften fra dysen 140.
Avstanden mellom bunnen 28 og veggen 105 er generelt 0,08 cm i utførelsesformen vist på figurene, og avstanden vil variere avhengig av glass-sammensetningen, bøssingmateri-alet, bøssingtemperaturen og den relative tykkelsen til elementet 105 og bunnen 28.
Ved utførelse av den foretrukne utførelsesform holdes temperaturen til glasset rett over elementet 104 rundt 1280°C. Følgelig er det under drift av utførelsesformen som der er vist normalt temperaturfall fra ca. 111°C til ca. 222°C, fortrinnsvis fra ca. 111°C til ca. 167°C, mellom glasset rett over elementet 104 og den utvendige flate 32. Dette måles av en termokuppel plassert ca. 0,9 cm over elementet 104 og som befinner seg midtveis langs en av sideveggene 24. Denne temperatur på 1280°C brukes som et settepunkt for drift av bøssingen 21.
Oppfinnelsen omfatter utførelsesformer hvor et strømdan-nende element, såsom bunnen 28 med åpninger, ikke tilføres elektrisk energi. Her er bunnen 28 elektrisk isolert fra resten av bøssingen, og elektriske terminaler dirigerer elektrisk energi til bøssingen over bunnen 28.
Sammenfattet dannes ifølge foreliggende oppfinnelse av et strømningsformende element, såsom bunnen 28 med åpninger, betingelser som muliggjør tilførsel av smeltet glass til
åpningene og utslipp fra disse i filamentdannende tilstand, og den utvendige flate holdes i ikke-utflytende temperaturtilstand i forhold til det smeltede glass som kommer ut fra åpningene. Ved oppstarting dannes individuelle adskilte
perler av smeltet glass over de gjennomhullede flekker 116.
I en form av oppfinnelsen frembringes betingelser ifølge oppfinnelsen ved å tilføre det smeltede glass varme fra en varmekilde inne i glasset i området umiddelbart ved inn-løpet av glasset i åpningene til det strømdannende element. Varme kan lett tilføres inne i legemet av smeltet glass ved et elektrisk oppvarmet element, såsom elementet 105. I andre former av oppfinnelsen kan smeltet glass føres til et matingsutløpsområde med en temperaturtilstand som muliggjør fibertrekning uten tilførsel av elektrisk energi ved bøs-singsutløpsområdet.
En operator kan modifisere lufttilførselen fra dysen 140, slik at energiavviket på overflaten 32 påvirker perledan-nelsesbetingelser. Normalt kreves en større luftstrøm fra dysen 140 under oppstarting enn under konstant drift, som forut forklart.
Under filamentdannelse tilfører trykkaspektet ifølge oppfinnelsen smeltet glass til åpningene 26 med et slikt trykk at etter filamentbrudd ved en åpning, stopper strømmen av smeltet glass fra denne. Dette kan oppnås i visse utførel-sesformer ved å bruke et strømningsmotstandsområde eller sjikt inne i materen, som uthevende forklart i forbindelse med figurene 1-8. Som vist foreligger det strømningsbe-grensende området i form av det oppvarmede gjennomhullede element 105, plassert tett over bunnen 28.
Under filamentdannelse beveger smeltet glass seg nedover gjennom åpningene 114 i det tykke element eller trykkplaten 105. Et trykkfall forekommer, slik at trykket av det smeltede glass ved utløpene av åpningene 26 er utilstrekkelig til å danne en stor nok perle til å falle under påvirkning av tyngdekraften. I den illustrerte foretrukne utførelses-form er dette smeltede glasstrykk generelt "i det vesentlige atmosfæretrykk", som forklart i forbindelse med figurene 1-8. Strømningsmotstanden til elementet 105 virker slik at det smeltede glass ved utløpet av åpningene for et trykk mindre enn det innvendige trykk for en statisk perle av smeltet glass dannet etter opphør av filamenttrekning ved en åpning. Strømmen fra åpningen stopper.
Figur 20 viser en konvekst formet perle eller globul 146 som er dannet p.g.a. gjennombrudd under konstant filamenttrekning ved bruk av tilførselen 21. Under disse betingelser har strømmen fra perlens åpning stoppet, og filamentdannelse fortsetter ved naboutløpene. Beregninger viser at i de fleste tilfeller må trykket i det smeltede glass ved
utløpet av åpningene være i nærheten av 7900 dyn/cm2 , eller rundt 3,2 cm glass for åpninger med 0,1524 cm diameter, og følgelig må tilbaketrykket fra den effektive overflatespenning av en perle dannet fra åpningene av denne størrelse være minst 7900 dyn/cm2 .
Plasseringen av elementet 105 som vist i den foretrukne ut-førelsesform ble bestemt utfra energioverføringsbetrakt-ninger, ikke fra trykkbetraktninger. Elementet 105 utøver to funksjoner, dvs. energioverføring og trykkmodifisering. Men oppfinnelsen omfatter former av oppfinnelsen hvor disse to funksjoner utføres av adskilte anordninger. Utfra et trykksynspunkt kan strømningsmotstanden befinne seg hvor som helst oppstrøms for bunnen. Det eneste krav er at trykket i glasset ved åpningsutløpene er slik at det smeltede glass vil stoppe å strømme etter et filamentbrudd, som forklart i forbindelse med figurene 1-12.
Strømningsmotstand kan tilveiebringes ved andre midler, såsom et tettpakket sjikt av høytemperaturbestandig adskilt materiale, såsom J-legeringsperler holdt med mellomrom inn-byrdes over bunnen av bøssingen. Andre egnede strømnings-motstandsformer er beskrevet i figurene 1-12. For å oppnå "dråpeløs" drift av oppfinnelsen, behøver ikke strømnings-motstandsmidlene å tilføres elektrisk energi.
Det "dråpeløse" aspekt av oppfinnelsen omfatter utførelses-former hvor det strømformede element, såsom bunnen av en bøssing, har vanlige gjennomhullede fremspring eller tupper, og vanlige bøssingoppvarmingsmidler anvendes.
Under drift har lik apparatur som vist i figurene gått uten utflyting når opptil 20 % av filamentene ble brutt. Antall filamenter som kan brytes før drypping eller utflytning opptrer, kan være mer enn 20 % og avhenger av posisjonen til filamentbruddene. En klase av filamentbrudd har tendes til å føre til tidligere glassdrypping - og følgelig tidligere prosessavbrudd. Flere brudd kan opptre uten glassdrypping, hvis bruddene er spredd over en åpningsflekk.
Industriell anvendelighet
Den her beskrevne oppfinnelse er lett å anvende på dannelsen av kontinuerlige eller staplede glassfilamenter.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av glassfilamenter ved å mate strømmer av smeltet glass til et munnstykke i et strøm-dannende element (3) og ved å trekke glassfilamenter fra strømmene, karakterisert ved at smeltet glass mates til munnstykkene i den strømdannende del (3) under normal filamentdannelse med tilstrekkelig lavt driftstrykk til at dersom et filament brister ved noen av munnstykkene, stopper glasstrømmen fra dette munnstykket.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved det anvendes et driftstrykk i det vesentlige lik det atmosfæriske trykk.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et driftstrykk mindre enn det atmosfæriske trykk.
4. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at filamentene trekkes fra glasskoner (7), hvilke dannes ved munnstykkene og hvor nevnte driftstrykk er mindre enn det indre trykk i en perle (8) som dannes ved et munnstykke når filamentet har blitt brutt ved dette munnstykke, men større enn det indre trykk i konene under uttrekkingen.
5. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at den innledende mengde smeltet glass mates til munnstykkene med tilstrekkelig stort trykk for at det smeltede glass skal flyte gjennom munnstykkene, og hvor trykket reduseres ved innledningen til filamentdannelsen til nevnte driftstrykk.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det smeltede glass mates til munnstykkene gjennom en. strømningsmotstand (40) hvorved trykket av smeltet glass over munnstykkene forholder seg inverst til den totale strømning gjennom munnstykkene.
7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at den nedre flate av munnstykkeskiven (3) holdes ved en temperatur som er lavere enn glasstemperaturen over munnstykkeskiven og som er mindre enn den temperatur hvor det smeltede glass kommer til å strømme over munnstykkeskiven.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den smeltede glassmassen direkte ovenfor og i umiddelbar nærhet av munnstykkeskiven (3) holdes ved en temperatur på 93,3° - 204'C over temperaturen på undersiden av munnstykkeskiven.
9. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at filamentene trekkes fra en strømdannende del (3a) hvilken er utstyrt med gjennomhullede tupper.
10. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-8, karakterisert ved at filamentene trekkes fra en strømdannende del (3) hvilken har en plan under-side.
11. Anordning (1) for mating av smeltede glasstrømmer for fremstilling av glassfilamenter ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge ethvert av kravene 1 - 10, og hvilken innbefatter en strømdannende del (3) med munnstykker gjennom hvilke glasstrømmene føres, karakterisert ved en strømningsmotstand (40) hvilken har blitt plassert i en avstand til den strømdannende del og i det smeltede glassets matningsbane.
12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at strømningsmotstanden innbefatter en trykkskive (4, 104) på en avstand overfor den strømdannende del hvor ved trykkskiven har åpninger (5, 114).
13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at åpningene (5, 114) i trykkskiven er av en slik størrelse og foreligger i et slikt antall at de fremskaffer nevnte trykkreduksjon.
14. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at åpningene (5, 114) i trykkskiven er av en slik størrelse og foreligger i et slikt antall at de i kombinasjon med ytterligere strømningsmotstander egner seg til å fremskaffe nevnte trykkreduksjon.
15. Anordning ifølge ethvert av kravene 12-14, karakterisert ved at den innbefatter anordninger (118) for oppvarming av trykkskiven (4, 104).
16. Anordning ifølge ethvert av kravene 11 - 15, karakterisert ved at motstanden innbefatter en kanal (13, 17) med begrenset tverrsnitt.
17. Anordning ifølge krav 16, karakterisert ved at kanalen (17) er utstyrt med anordninger (18, 19) som styrer temperaturen til det gjennomstrømmende smeltede glasset.
18. Anordning ifølge ethvert av kravene 11 - 17, karakterisert ved at den innbefatter anordninger (9, 10, 142) for styring av temperaturen på undersiden av den strømdannende del til en ikke over-svømmende tilstand.
NO844937A 1983-04-11 1984-12-10 Fremgangsmaate og anordning for dannelse av glassfibere. NO160916C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/481,936 US4488891A (en) 1983-04-11 1983-04-11 Method for forming glass fibers
PCT/US1983/000794 WO1984003882A1 (en) 1983-04-11 1983-05-20 Method and apparatus for forming glass fibers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO844937L NO844937L (no) 1984-12-10
NO160916B true NO160916B (no) 1989-03-06
NO160916C NO160916C (no) 1989-06-14

Family

ID=23913988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO844937A NO160916C (no) 1983-04-11 1984-12-10 Fremgangsmaate og anordning for dannelse av glassfibere.

Country Status (19)

Country Link
US (1) US4488891A (no)
EP (1) EP0139646B1 (no)
JP (1) JPS60501356A (no)
KR (1) KR900004380B1 (no)
AU (1) AU553018B2 (no)
CA (1) CA1200698A (no)
DD (2) DD214840A5 (no)
DE (1) DE3369310D1 (no)
DK (1) DK159817C (no)
EG (1) EG15126A (no)
ES (1) ES525190A0 (no)
FI (1) FI75796C (no)
HU (1) HU193174B (no)
IN (1) IN161383B (no)
IT (1) IT1206510B (no)
MX (1) MX159029A (no)
NO (1) NO160916C (no)
WO (1) WO1984003882A1 (no)
ZA (1) ZA834681B (no)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4553994A (en) * 1984-04-09 1985-11-19 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method for forming glass fibers
US4612027A (en) * 1985-08-29 1986-09-16 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming glass fibers
US4624693A (en) * 1985-12-17 1986-11-25 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming glass fibers
US4675039A (en) * 1985-12-17 1987-06-23 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming glass fibers
US4664688A (en) * 1985-12-17 1987-05-12 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming glass fibers
US4676813A (en) * 1985-12-17 1987-06-30 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming glass fibers
US4673428A (en) * 1985-12-17 1987-06-16 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming glass fibers
US6196029B1 (en) * 1994-10-27 2001-03-06 Johns Manville International, Inc. Low profile bushing for making fibers
US5928402A (en) * 1997-08-04 1999-07-27 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Multi-screen system for mixing glass flow in a glass bushing
US5935291A (en) * 1997-10-29 1999-08-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Bushings and fiber forming assemblies
US6044666A (en) * 1998-05-12 2000-04-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Insulating flow and bushing blocks, bushing assemblies, fiber forming apparatus and method for forming fibers
US7347494B2 (en) * 2003-10-10 2008-03-25 Indiana Mills & Manufacturing Inc. Vehicle safety restraint system
US8806900B2 (en) * 2005-04-04 2014-08-19 Reforcetech As Ceramic bushing/s consisting local heating/s integrated in apparatus for manufacturing mineral/basalt fibers
US7694535B2 (en) * 2006-01-10 2010-04-13 Johns Manville Method of fiberizing molten glass
US20080141727A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Sullivan Timothy A Refractory system for bushing assembly
US8001807B2 (en) * 2006-12-14 2011-08-23 Ocv Intellectual Capital, Llc Palladium screens for bushing assembly and method of using
US7980099B2 (en) * 2007-03-15 2011-07-19 Ocv Intellectual Capital, Llc Multiple alloy bushing assembly
US8006519B2 (en) * 2007-04-10 2011-08-30 Johns Manville Fiberizing bushing with different size tips
ITMI20071154A1 (it) 2007-06-06 2008-12-07 Diatech S R L Dispositivo per la produzione di fibre minerali e procedimento per la produzione di fibre minerali che utilizza tale dispositivo.
JP7333020B2 (ja) * 2020-03-24 2023-08-24 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維の製造装置および製造方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US21863A (en) * 1858-10-19 Improvement in manufacturing car-wheels of cast-iron
DE580502C (de) * 1930-04-28 1933-07-17 Oscar Gossler Fa Verfahren und Vorrichtung zum Erschmelzen von Glas, insbesondere zum Verarbeiten aufGlasgespinst
USRE21863E (en) 1935-12-28 1941-07-22 Method and apparatus op melting and fining glass
NL45112C (no) * 1936-01-17
US2257767A (en) * 1938-03-10 1941-10-07 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for the manufacture of glass fibers
US2577213A (en) * 1945-05-14 1951-12-04 Owens Corning Fiberglass Corp Method and apparatus for mixing glass
US2947027A (en) * 1952-01-16 1960-08-02 Owens Corning Fiberglass Corp Manufacture of glass fibers
DE1007478B (de) * 1953-12-14 1957-05-02 Owens Corning Fiberglass Corp Vorrichtung zur Herstellung von Glasfaeden
US2947028A (en) * 1954-11-19 1960-08-02 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for manufacture of fibrous glass
US3187076A (en) * 1962-06-07 1965-06-01 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for producing fine fibers
US3328144A (en) * 1964-06-29 1967-06-27 Owen Corning Fiberglas Corp Apparatus for melting and processing heat-softenable mineral materials
NL130413C (no) * 1965-02-23
NL130414C (no) * 1965-02-23
NL135740C (no) * 1965-08-20
US3556753A (en) * 1965-08-20 1971-01-19 Hellmut I Glaser Method for melting and processing heat-softenable mineral materials
US3492104A (en) * 1967-02-14 1970-01-27 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for making glass fibers
US3726655A (en) * 1970-11-27 1973-04-10 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus and method for attenuating mineral fibers
US3840358A (en) * 1972-08-07 1974-10-08 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for producing glass fibers having insulating material with a refractory fabric
US3837823A (en) * 1973-12-13 1974-09-24 Ppg Industries Inc Bushing block assembly and screen
US4046535A (en) * 1974-04-24 1977-09-06 Owens-Corning Fiberglas Corporation Glass melter having reflective top wall and method for using same
US3920429A (en) * 1974-05-28 1975-11-18 Owens Corning Fiberglass Corp Stream feeder for making glass fibers
US3988135A (en) * 1975-07-28 1976-10-26 Kaiser Glass Fiber Corporation Assembly for the drawing of glass fibers
US4026689A (en) * 1975-10-01 1977-05-31 Owens-Corning Fiberglas Corporation Apparatus for making glass fibers
US4167403A (en) * 1977-11-07 1979-09-11 Nitto Boseki Co., Ltd. Apparatus and method for maintaining calibration of a thermocouple used in a bushing for the drawing of glass fiber
US4161396A (en) * 1978-03-17 1979-07-17 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for processing heat-softened fiber-forming material

Also Published As

Publication number Publication date
FI844886A0 (fi) 1984-12-11
WO1984003882A1 (en) 1984-10-11
DD214840A5 (de) 1984-10-24
DD223142A5 (de) 1985-06-05
NO160916C (no) 1989-06-14
IT1206510B (it) 1989-04-27
DK577484D0 (da) 1984-12-04
MX159029A (es) 1989-04-12
US4488891A (en) 1984-12-18
NO844937L (no) 1984-12-10
EP0139646B1 (en) 1987-01-21
DE3369310D1 (en) 1987-02-26
ES8503317A1 (es) 1985-02-16
CA1200698A (en) 1986-02-18
KR900004380B1 (ko) 1990-06-23
HU193174B (en) 1987-08-28
AU553018B2 (en) 1986-06-26
DK159817C (da) 1991-05-06
ZA834681B (en) 1985-02-27
EG15126A (en) 1986-03-31
FI844886L (fi) 1984-12-11
FI75796B (fi) 1988-04-29
IT8322235A0 (it) 1983-07-26
FI75796C (fi) 1988-08-08
DK159817B (da) 1990-12-10
DK577484A (da) 1984-12-04
JPS6240304B2 (no) 1987-08-27
KR840008309A (ko) 1984-12-14
JPS60501356A (ja) 1985-08-22
IN161383B (no) 1987-11-21
EP0139646A1 (en) 1985-05-08
HUT35618A (en) 1985-07-29
ES525190A0 (es) 1985-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO160916B (no) Fremgangsm te og anordning for dannelse av glassfib
US2335135A (en) Manufacture of fibrous glass
USRE24060E (en) G russell
US3573014A (en) Apparatus and process for extruding glass fibers
US4612027A (en) Method and apparatus for forming glass fibers
US2706365A (en) Feeder for molten thermoplastic material
US4398933A (en) Method and apparatus for the manufacture of fibers
US4328015A (en) Process for the manufacture of fibers
US3328144A (en) Apparatus for melting and processing heat-softenable mineral materials
US4351656A (en) High pressure forming bushing
NO162610B (no) Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av glassfibere.
US4380462A (en) Glass fiber apparatus and method
DK162836B (da) Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af kontinuerlige glasfilamenter
JP2010502543A (ja) 冷却支持フィンを備えたブッシング組立体
KR101304730B1 (ko) 플로트 배스로 유리 용융물을 이송하기 위한 장치
US11339077B2 (en) Fining glass using high temperature and low pressure
EP0052007A1 (en) Method of manufacturing glass fibers
US5062876A (en) Method and apparatus for forming round glass fibers
US3013096A (en) Method and apparatus for melting and feeding heat-softenable materials
NO820877L (no) Fremgangsmaate og innretning til fordeling av smelter, spesielt mineralsmelter
GB2081248A (en) Production of fibres
JPS594388B2 (ja) ガラス繊維製造用紡糸炉におけるオリフイスプレ−ト
US8820123B2 (en) Apparatus and method for cooling molten glass and fibers
US20070220923A1 (en) Melter flow guide for glass fiberizing system
JPH1095627A (ja) ガラス繊維製造装置