Schleuderscheibe zur Herstellung von Glas- oder Schlackenwollefasern Es ist bereits bekannt, Glas- oder Schlacken wollefasern durch ein Schleuderverfahren herzustel len, wobei eine als Ausgangsmaterial für die Fasern dienende Glas- oder Mineralschmelze kontinuier lich der Arbeitsseite einer schnell rotierenden Scheibe zugeführt wird, welche gewöhnlich in einem Gasstrom angeordnet ist. Unter Einwirkung der Schleuderkraft wird die zugeführte Schmelze über die Aussenkante der Scheibe hinausgeworfen, wobei sie unter gewissen Voraussetzungen feine Fäden bildet.
Es besteht jedoch bei diesem Schleuderverfah ren eine grosse Gefahr, dass die Schmelze zum gro ssen Teil nicht in Fasern, sondern statt dessen in unerwünschte Tropfen oder Perlen umgewandelt wird. Zur Erzielung langer und wertvoller Fasern hat es sich als sehr wichtig erwiesen, dass die Schmelze den Rand der Schleuderscheibe in Form praktisch kontinuierlicher Strahlen erreicht, die so fein oder dünn sind, dass sie nicht imstande sind, an irgendeiner Stelle am Scheibenrand Schmelze anhäufungen bzw. Tropfen zu bilden.
Schleuderscheiben zur Durchführung des erwähn ten Schleuderverfahrens sind bereits bekannt. Ur sprünglich wurden meistens völlig flache Scheiben verwendet, von denen die Schmelze aber sehr un regelmässig ausgeschleudert und infolgedessen der Gehalt an nichtgewünschten Perlen im Enderzeug nis sehr gross wurde.
Ein erheblich besseres Ergeb nis wurde durch Schleuderscheiben erreicht, die an ihrer Arbeitsfläche mit in der Hauptsache radial verlaufenden Rillen oder Nuten versehen waren, die eine Aufteilung der Schmelze bei der Aussen kante der Schleuderscheibe in eine Mehrzahl von Strahlen bewirkten. Derartig gerillte Schleuderschei ben werden oft muldenförmig mit sehr leicht geneig ten Rändern ausgeführt, wobei lediglich diese Rand- partien der Scheibe Rillen aufweisen.
Auch mit dem zuletzt erwähnten verbesserten Schleuderscheiben typ wird aber der Perlengehalt des Enderzeugnisses bemerkenswert gross.
Es ist nunmehr festgestellt worden, dass auch diese gerillten Schleuderscheiben bei ihrer jetzigen Ausführung nicht imstande sind, eine solche er wünschte, regelmässige Verteilung der Schmelze über die Arbeitsfläche der Schleuderscheibe zu be wirken, dass die den Schleuderscheibenrand errei chenden Schmelzstrahlen auch stets genügend fein oder dünn werden, um Tropfen- oder Perlenbildung zu vermeiden.
Als Grund hierfür ist festgestellt worden, dass es praktisch unmöglich ist, die Schmelze so genau in der Mitte der Schleuderscheibe zuzuführen, dass nicht auf einer Seite der Scheibendrehachse eine gewisse Schmelzeanhäufung stattfindet.
Diese exzen- trische Zufuhr veranlasst häufig eine erhebliche Ver- grösserung derjenigen Schmelzestrahlen, die vom Schleuderscheibenrand innerhalb eines mit Bezug auf den Zufuhrpunkt der Schmelze ortsbestimmten Sektors ausgeschleudert werden.
Dass diese Feststel lung ,ihre Richtigkeit hat, kann man an einer Schleuderscheibe im Betrieb deutlich beobachten, da sich von dem Schmelzezufuhrpunkt nach aussen ein schraubenförmiger, sich gegen den Scheiben rand hin ausbreitender Bereich von einem Farbton bildet, welcher auf eine erheblich dickere Schmelze- schicht als an den übrigen Teilen der Scheiben überfläche hindeutet.
Offenbar lässt sich eine wirkliche Verbesserung der Arbeitsergebnisse der Schleuderscheibe nur da durch erzielen, dass man eine solche örtliche von der Schmelze gebildete dickere Schicht auf der rotierenden Schleuderscheibe vermeidet; die vor liegende Erfindung stellt eine Lösung dieses Pro- blemes dar, die bei praktischen Versuchen eine wirk lich erhebliche Herabsetzung des Perlengehaltes im Schlussprodukt auch gegenüber den besten bisher bekannten Schleuderscheibenausführungen ergeben hat.
Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige, zur Herstellung von Glas- oder Schlackenwollefasern geeignete Schleuderscheibe, mit einer inneren Ver tiefung und einer erhöhten, mit Radialrillen ver- sehenen Randzone. Die erfindungsgemässe Schleuder scheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vertie fung aussen durch eine vor der Randzone gelegene, konvex ausgebildete Rotationsfläche begrenzt ist, zum Zwecke, dass sich die Schmelze regelmässig über die besagte Rotationsfläche ausbreitet und den Rillen gleichförmig zugeführt wird.
Man könnte mit anderen Worten sagen, dass eine besondere Ausgleichszone an der Schleuder scheibe geschaffen worden ist, innerhalb welcher der Schmelze die Möglichkeit gegeben wird, sich ohne Behinderung durch radiale Rillen oder der gleichen in einen Schichtring ,von regelmässiger Stärke auszubreiten, bevor die Verteilung der Schmelze auf die radialen Rillen und somit die endgültige Beschleunigung der Schmelze nach der Scheiben aussenkante hin erfolgt.
In dieser Weise wird es sichergestellt, dass die Schmelzestrahlen, die über die Rillen an die Aussen kante der Schleuderscheibe gelangen, dem ganzen Umkreis der Scheibe entlang praktisch gleich dünn sind, und dadurch ist es auch möglich, lediglich durch Änderung der Schmelzezufuhrmenge sowohl den Feinheitsgrad der erzeugten Fasern als auch den Perlengehalt des Endproduktes zu bestimmen.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungs form der erfindungsgemässen Schleuderscheibe be schrieben und in der beigefügten Zeichnung veran schaulicht, in welcher Fig. 1 einen Axialsehnitt durch die Schleuder scheibe und Fig. 2 eine partielle Draufsicht der Arbeitsseite der Schleuderscheibe zeigen.
Die in der Zeichnung dargestellte Schleuder scheibe 1 ist dazu bestimmt, um eine geometrische Achse 2 zu rotieren, die aber ohne spürbare Ein wirkung auf die Arbeit der Scheibe jede beliebige Lage im Raum haben kann, da die Drehzahl der Scheibe so hoch ist, gewöhnlich etwa 1000 U/min, dass sich praktisch nur die Fliehkraft geltend macht. Die Schleuderscheibe 1 ist am Ende einer hohlen Treibwelle 3 angebracht, die sich auf der Arbeits seite aus der Schleuderscheibe heraus erstreckt, was die Lagerung der Welle erheblich erleichtert. Auch die Schleuderscheibe 1 ist in der gezeigten Ausführung hohl, damit ein Kühlmittel durch die Hohlwelle 3 in die Scheibe eingeführt werden kann.
Gewöhnlich wird die Schleuderscheibe in einem Gasstrom angebracht, wie durch die beiden Pfeile 4 angedeutet ist. Dies erleichtert das Fasernziehen an der Scheibenkante. Der Gasstrom, am besten ein Dampfstrom, soll immer parallel mit der Dreh achse der Schleuderscheibe und gegen die Arbeits fläche derselben hin gerichtet sein.
Wie besonders aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Arbeitsfläche der Schleuderscheibe mulden- oder schalenförmig und weist eine erhöhte Randzone 5 auf, die mit radial verlaufenden Rillen 6 versehen ist, durch welche die von der Scheibenmitte heraus geschleuderte Schmelze in dünne Strahlen aufgeteilt und gleichzeitig kräftig in radialer Richtung be schleunigt wird. Der Boden der Rillen 6 liegt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, in einer nur leicht koni schen Ebene, und die Rippen zwischen den Rillen weisen am besten eine nach der Aussenkante der Schleuderscheibe hin allmählich zunehmende Höhe auf.
Die zu Fasern zu bearbeitende Glas- oder Mine- ralschmelze wird der ringförmigen Vertiefung 7 der- Schleuderscheibe 1 durch eine durch Punkt- Strich-Linien bei 8 angedeutete Düse oder Rinne zu geführt, so dass der Schmelzestrahl die Arbeitsseite der Scheibe 1 in einem Punkt trifft, der nicht zen tral liegt, da die Treibwelle 3 dies verhindert.
Trotz dem wird bei der gezeigten Schleuderscheibe eine praktisch gleichförmige Ausbreitung der zugeführten Schmelze innerhalb der mit den Rillen 6 versehenen erhöhten Randzone 5 der Scheibe erreicht, was darin seinen Grund hat, dass die ringförmige Ver tiefung 7 der Scheibe aussen durch eine Rotations fläche 9 abgegrenzt ist, die einen so spitzen Winkel a mit der Drehachse 2 der Schleuderscheibe bildet, dass die radial nach aussen gerichtete Bewegung der Schmelze an der Scheibe entlang vom Zufuhrpunkt bis zu den inneren Enden der Rillen 6 stark abge bremst wird.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass der Win kel a bis zu etwa 70 betragen kann, entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Scheibe, der zugeführ ten Schmelzemenge und der radialen Strecke, die die Schmelze vom Zufuhrpunkt zu den inneren Enden der Rillen 6 zurückzulegen hat. Je grösser die erwünschte Leistung der Schleuderscheibe, um so tiefer muss die Vertiefung 7 sein und um so kleiner muss der Winkel a gehalten werden.
Die Erzeugende der Rotationsfläche 9 weist eine geeig nete Krümmung auf, wie in Fig. 1 angedeutet, wobei lediglich ein beschränkter Teil der Breite der Fläche 9 die vorerwähnten Bedingungen zu erfüllen braucht, um so zu sagen eine Schwelle für die ausfliessende Schmelze darzustellen.
Es ist deutlich, dass das vorerwähnte Abbrem sen der radial nach aussen gerichteten Bewegung der Schmelze eine solche Ausgestaltung auch der gerillten Randzone 5 der Schleuderscheibe erforder lich macht, dass die Schmelze nach der Verteilung auf die verschiedenen Rillen 6 die zum Heraus schleudern von der Scheibenkante notwendige radiale Beschleunigung auch wirklich erhält. Die radiale Länge der Rillen 6 darf deswegen nicht zu klein sein, obwohl sie selbstverständlich dem Durchmesser und der Drehzahl der Schleuderscheibe angepasst wer den kann.
Als ein geeigneter Mindestgrenzwert der Rillenlänge kann 25 mm bei einem Schleuderschei- bendurchmesser bis auf etwa 300 mm erwähnt wer den.
Selbstverständlich lässt sich die Erfindung auch bei solchen Schleuderscheiben verwenden, deren Treibwelle an der von der Arbeitsseite abgekehrten Seite der Scheibe angebracht ist, und die konvexe Rotationsfläche 9 kann, falls gewünscht, stufen förmig ausgebildet sein.
Centrifugal disk for the production of glass or slag wool fibers It is already known to len glass or slag wool fibers by a centrifugal method, with a serving as a starting material for the fibers glass or mineral melt continuously fed to the working side of a rapidly rotating disk, which is usually in is arranged in a gas stream. Under the action of the centrifugal force, the melt fed in is thrown over the outer edge of the disk, and under certain conditions it forms fine threads.
With this centrifugal process, however, there is a great risk that the melt is largely not converted into fibers, but instead into undesired drops or beads. In order to obtain long and valuable fibers, it has proven to be very important that the melt reaches the edge of the centrifugal disk in the form of practically continuous jets that are so fine or thin that they are not able to accumulate or accumulate melt at any point on the edge of the disk. To form drops.
Centrifugal disks for performing the centrifugal process mentioned are already known. Originally, completely flat disks were mostly used, but the melt was thrown out very irregularly and as a result the content of undesired pearls in the end product was very large.
A much better result was achieved by centrifugal disks, which were provided on their working surface with mainly radially extending grooves or grooves that caused a division of the melt at the outer edge of the centrifugal disk into a plurality of rays. Such fluted centrifugal disks are often trough-shaped with very slightly inclined edges, only these edge parts of the disk having grooves.
Even with the last-mentioned improved type of slinger, however, the pearl content of the end product is remarkably high.
It has now been found that even these grooved centrifugal disks in their current design are not capable of such a he wished, regular distribution of the melt over the working surface of the centrifugal disk to be effective that the melt jets reaching the edge of the centrifugal disk always sufficiently fine or thin to avoid the formation of drops or pearls.
The reason for this has been found to be that it is practically impossible to feed the melt so precisely in the center of the centrifugal disk that a certain amount of melt does not accumulate on one side of the axis of rotation of the disk.
This eccentric feed often causes a considerable increase in those melt jets which are ejected from the edge of the centrifugal disk within a sector which is positionally determined with reference to the feed point of the melt.
That this determination is correct can be clearly observed on a centrifugal disk during operation, since a helical area of a color that spreads outward from the melt feed point and spreads out towards the edge of the disk is formed on a considerably thicker layer of melt than on the remaining parts of the disks surface indicates.
Obviously, a real improvement in the working results of the centrifugal disk can only be achieved by avoiding such a local thicker layer formed by the melt on the rotating centrifugal disk; The present invention represents a solution to this problem which, in practical tests, has resulted in a really considerable reduction in the pearl content in the final product, even compared to the best hitherto known centrifugal disc designs.
The invention relates to such a centrifugal disk suitable for the production of glass or slag wool fibers, with an inner depression and an elevated edge zone provided with radial grooves. The centrifugal disk according to the invention is characterized in that the indentation is delimited on the outside by a convex surface of rotation located in front of the edge zone, for the purpose that the melt spreads regularly over said surface of rotation and is fed uniformly to the grooves.
In other words, one could say that a special compensation zone has been created on the centrifugal disk, within which the melt is given the opportunity to spread out in a ring of regular thickness without hindrance from radial grooves or the like, before the distribution of the Melt takes place on the radial grooves and thus the final acceleration of the melt towards the outer edge of the disk.
In this way it is ensured that the melt jets, which reach the outer edge of the centrifugal disk via the grooves, are practically equally thin along the entire circumference of the disk, and it is also possible to change the degree of fineness of the produced fibers as well as the pearl content of the end product.
A preferred embodiment of the inventive centrifugal disk will be described and illustrated in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an axial section through the centrifugal disk and FIG. 2 shows a partial plan view of the working side of the centrifugal disk.
The centrifugal disk 1 shown in the drawing is intended to rotate about a geometric axis 2, but without any noticeable effect on the work of the disk can have any position in space because the speed of the disk is so high, usually about 1000 rpm, that practically only the centrifugal force asserts itself. The centrifugal disk 1 is attached to the end of a hollow drive shaft 3, which extends on the work side out of the centrifugal disk, which makes the storage of the shaft much easier. The centrifugal disk 1 is also hollow in the embodiment shown so that a coolant can be introduced into the disk through the hollow shaft 3.
The centrifugal disk is usually placed in a gas stream, as indicated by the two arrows 4. This makes it easier to pull fibers along the edge of the pane. The gas flow, preferably a steam flow, should always be directed parallel to the axis of rotation of the centrifugal disk and against the work surface of the same.
As is particularly evident from Fig. 1, the working surface of the centrifugal disk is trough-shaped or bowl-shaped and has a raised edge zone 5 which is provided with radially extending grooves 6 through which the melt thrown from the center of the disk is divided into thin jets and at the same time powerful is accelerated in the radial direction. The bottom of the grooves 6 is, as can be seen from Fig. 1, in an only slightly conical plane, and the ribs between the grooves are best at a gradually increasing height towards the outer edge of the centrifugal disk.
The glass or mineral melt to be processed into fibers is fed to the annular recess 7 of the centrifugal disk 1 through a nozzle or channel indicated by dot-dash lines at 8, so that the melt jet hits the working side of the disk 1 at one point that is not centrally located, as the drive shaft 3 prevents this.
In spite of this, in the case of the centrifugal disk shown, a practically uniform spread of the supplied melt within the raised edge zone 5 of the disk provided with the grooves 6 is achieved, which is due to the fact that the annular recess 7 of the disk is delimited on the outside by a surface of rotation 9 , which forms such an acute angle a with the axis of rotation 2 of the centrifugal disk that the radially outward movement of the melt along the disk from the feed point to the inner ends of the grooves 6 is strongly braked.
It has been shown in practice that the angle a can be up to about 70, according to the rotational speed of the disk, the amount of melt supplied and the radial distance that the melt has to cover from the feed point to the inner ends of the grooves 6. The greater the desired power of the centrifugal disk, the deeper the recess 7 must be and the smaller the angle a must be kept.
The generating line of the surface of revolution 9 has a suitable curvature, as indicated in FIG. 1, with only a limited part of the width of the surface 9 needing to meet the aforementioned conditions, so to speak, to represent a threshold for the outflowing melt.
It is clear that the aforementioned deceleration of the radially outward movement of the melt also makes such a design of the grooved edge zone 5 of the centrifugal disk required that the melt, after being distributed over the various grooves 6, is required to be thrown off the edge of the disk radial acceleration actually receives. The radial length of the grooves 6 must therefore not be too small, although they of course adapted to the diameter and the speed of the centrifugal disk who can.
A suitable minimum limit value for the groove length can be 25 mm with a centrifugal disk diameter up to about 300 mm.
Of course, the invention can also be used with such centrifugal disks, the drive shaft of which is attached to the side of the disk facing away from the working side, and the convex surface of rotation 9 can, if desired, have a stepped design.