DE1070791B

DE1070791B - Düse zum Zerfasern schmelizflussiger Stoffe

Info

Publication number: DE1070791B
Application number: DENDAT1070791D
Authority: DE
Inventors: Dana Drive Lewiston Niagara N. Y. Michael· Joseph Auer (V. St. A.)
Original assignee: The Carborundum Company, Niagara Falls, N. Y. (V. St. A.)
Priority date: 1955-01-27
Publication date: 1959-12-10
Also published as: US2743136A; GB790449A

Description

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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

UTSCHES

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INTERNAT..KL C 03 Il

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1070 791

C 12406 IVc/32 a

ANMELDETAG: 12. JANUAR 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
4USLEGESCHRIFT: 10. DEZEMBER 1959

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dy ₁Jj₁C zur Herstellung geblasener, anorganischer Fasern. Die Herstellung soTchen"Materials geschieht gewöhnlich derart, daß ein Gasstrom, wie z. B. Luft oder Dampf, mit hoher Geschwindigkeit auf den fallenden Schmelzstrom gerichtet wird.

Bisher wurde bei dieser Art der Herstellung geblasener, anorganischer Fasern der Strom des geschmolzenen, anorganischen Materials so geleitet, daß er vor der Düse vorbeigeleitet wurde, aus der der Gasstrom mit hoher (ieschwindigkeit entwich. Der Gasstrom traf also auf den senkrecht fallenden Schmelzstrom, veränderte dessen Bewegungsrichtung zur Horizontalen und spaltete ihn in eine Vielzahl geschmolzener Kugel chen auf, die sich dann zu Fasern verformten. Der Gasstrom mußte dabei drei Funktionen ausführen: Änderung der Bewegungsrichtung des Schmelzmaterials von der Vertikalen zur Horizontalen, Aufspaltung in einzelne Teilchen und Verfaserung dieser Teilchen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Düse zur Herstellung geblasener Fasern, bei der ein größerer Energieanteil des Gases zur Verfaserung des Schmelzmaterials ausgenutzt wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei an sich bekannten, aus einem Rohr mit eingesetztem am Rohr anliegenden Kern bestehenden Düsen, das Rohr und der Kern an der Austrittsseite in gleicher Weise abgeschrägt sind, wobei der von der Abschrägung und der Rohrachse gebildete Winkel 20° bis 70°, vorzugsweise 45°, beträgt.

Es wird dadurch ein sichelförmiger Düsenaustritt gebildet. Derart geformte Düsenaustritte sind an sich bekannt, jedoch nicht bei nach vorn abgeschrägtem Blasende des die Düse zusammen mit einem Kern bildenden Rohres.

Fig. 1 ist die perspektivische Ansicht der auseinandergenommenen Einzelteile der Düse; Fig. 2 ist die Draufsicht der Düse;

Fig. 3 ist der Längsschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 ist der Querschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 ist der Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 2;

Fig. 6 ist der Querschnitt ähnlich der Fig. 4 einer abgeänderten Ausführungsform;

Fig. 7' ist der Querschnitt ähnlich der Fig. 4 einer weiteren abgeänderten Ausführungsform;

Fig. 8 ist der Querschnitt ähnlich der Fig. 5 einer weiteren abgeänderten Ausführungsform ;

Fig. 9 zeigt mit einer schematischen Ansicht einer Düse gemäß vorliegender Erfindung den \^Terlauf des Verfaserungs Vorganges.

Die Düse besteht aus einem an der einen Seite Düse zum Zerfasern schmelzflüssiger Stoffe

Anmelder:

The Carborundum Company, Niagara Falls, N. Y. (V, St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Cohausz

und Dipl.-Ing. W. Florack, Patentanwälte,

Düsseldorf, Schumannstr. 97

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 27. Januar 1955 «

Michael Joseph Auer, Dana Drive Lewiston,

Niagara, N. Y. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

offenen, zylindrischen Rohx-10, das zwecks Anschlusses an eine Hochdruckleitung am anderen Ende mit Gewinde versehen ist. Das Blasende des Rohres 10 ist nach λ-orn unten abgeschrägt, und zwar in einem Win- ^Jt>
lJ kel von 20 bis 70°, vorzugsweise 45°. (,λ,/A/

In dem Rohr 10 liegt ein KgEo^-Il, der an der oberen Rohrinnenseite anliegt und durch Bolzen 12 festgehal ten wird. Das andere Ende des Kerns 11 ist ebenfalls etwa im gleichen Winkel nach unten vorn abgeschrägt.

Der Kernquerschnitt 11 ist kleiner als der Innenquer- β schnitt des Rohres und bildet eine Austrittsöffnung^J" ^* oder Düse 13 von halbmondförmigem Querschnitt. Diese Querschnittsform ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Das Hinterende des Kernes, d. h. das Kernende im Rohr an der der Blasöffnung abgekehrten Seite, ist nach vorn und unten abgeschrägt in einem Winkel von 15 bis 45°. Vordere und hintere Abschrägung sind etwa winkelgleich. Die Innenseite des Kernes kann aber auch in anderer Richtung abfallen, z. B. senkrecht zur Zylinderachse. Die innere Fläche des Kerns kann eben sein, wie in Fig. 3 und 5 dargestellt, oder das innere Ende des Kerns kann kreisförmigen Querschnitt haben (Fig. 8) und konisch nach oben zum Rohr verlaufen, so daß der konische Endteil Hr auf ganzer Länge am oberen Rohrteil anliegt.

Zwischen den beiden Kernenden haben Kern und Rohr vorzugsweise einen gleichartigen Querschnitt. Zum Beispiel können, wie in Fig. 1 bis 4 dargestellt,

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fao¹} I Rohr und Kern einen runden Querschnitt haben, wobei der Kerndurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres.

Das Rohr kann aber auch, w ie in Fig. 6, einen runden Querschnitt besitzen, während der Kern 11a eine abgewandelte Kreisform besitzt. Die Düse der Fig. 6 hat den Vorteil, daß sich eine Austrittsöffnung 13a mit vergrößertem Querschnitt ergibt.

Gemäß der Fig. 7 kann der Kern auch aus zwei Teilen 11 b und 18 bestehen. Diese Konstruktion ergibt

ζ'ί\ ,,i/eine Austrittsöffnung 13 b mit einer gleichmäßigen Öffnung. Rohr und Kern können auch andere Formen

fogT~ haben, wie z. B. ellipsenförmig, quadratisch oder selbst dreieckig, wenn nur die Austrittsöffnung mehr oder weniger einen halbmondförmigen Querschnitt hat, und das Rohr keine Öffnung am oberen Ende besitzt, durch die das Gas entweichen kann. Unter halbmondförmig sind auch U- oder V-Formen, wie in Fig. 6 und 7 bildlich dargestellt, zu verstehen. Es ist auch nicht wesentlich, daß das Austrittsende des Rohres und Kernes eben ist, es kann auch konkav oder konvex oder auch abgestuft sein, solange es nach vorn abgeschrägt ist.
Gemäß Fig. 9 liegt die Düse mit ihrer Achse mehr weniger horizontal. Der Strom 15 des geschmol-

Kügelchen versprüht, die die Kontaktfläche des Kerns 11 innerhalb des halbmondförmigen, mit hoher Geschwindigkeit aus der Blasdüse 17 kommenden Gasstromes in mehr oder weniger horizontaler Richtung verlassen.

• S, Bei Berührung des Schmelzstromes mit dem Gas-

• "4tromj&*erden die Kügelchen in einzelne Fasern 16~ver- »I/Vformt. .

Da schon beim Auftreffen auf die \^orderseite des ,yDüsenkernes sich der Strom des anorganischen Mate- j trials in viele kleine Kügelchen aufspaltet, die sich dann im wesentlichen in horizontaler Richtung bewegen, wird also kein wesentlicher Energieanteil des Gasstromes mehr für die Aufspaltung und für die Änderung der Bewegungsrichtung des Schmelzstromes benutzt. Infolgedessen steht ein größerer Anteil dieser Energie zur Faserverformung zur Verfügung. Da die Düse vorliegender Erfindung eine größere Energieausnutzung des Gasstromes zur Faserbildung ermöglicht, erzielt man auch größere Faserausbeute als bei früheren angewendeten Vorrichtungen, bei denen der fallende Strom des geschmolzenen, anorganischen Materials nicht mit dem Vorderteil der senkrecht angeordneten Düsen in Berührung kommt.

Die Düse vorliegender Erfindung hat noch den weiteren Vorteil, daß der Ableitungswinkel des verfaserten Materials,"wie durch 19 und die Pfeile in Fig. 9 ausgedrückt, wesentlich kleiner ist als bei den bisherigen Düsen mit gerader öffnung. Dadurch wird das Auffangen des verfaserten Materials sehr erleichtert.

Das wesentliche Merkmal der Düse vorliegender Erfindung ist also, daß die Vorderseite des Kerns nach vorn und unten in Richtung der Bewegung des Gasstromes abgeschrägt ist.

Das Rohr 10 kann aus jedem gasdichten Material sein, das temperaturbeständig ist, z. B. Gußeisen.

Der Kern besteht aus feuerfestem Material, weil Temperaturen bis zu 2000° C bei der Herstellung von anorganischem Fasermaterial auftreten können. Vorzugsweise wird für den Kern der übliche Elektrodengraphit verwendet. Die Abmessungen des Rohres und Kerns der Düse bestimmen sich nach der Menge des geschmolzenen, anorganischen Materials. Der Innendurchmesser des Rohres 10 kann von 1 bis 10 cm betragen.

Beispielsweise wurden von einer Düse mit einem gußeisernen Rohr von 3,5 cm Innendurchmesser und einer Abschrägung von 45° und mit einem Graphitkerndurchmesser von 2,8 cm am Düsenaustritt, gemäß Fig. 1 bis 5, beim Blasen mit Dampf von 7 kg/cm ² etwa 400 kg pro Stunde geschmolzenes anorganisches Material zerfasert, dessen Zusammensetzung hauptsächlich aus 50 °/o Alummiumoxyd und 5O°/o Siliziumoxyd bestand. λ«

Im Vergleich dazu ergab eine nicht abgeschrägte, * ^¹* halbmondförmige Düse bei gleichem Querschnitt und 7 kg/cm² Druck eine Verfaserung von nur etwa 360 kg" Material gleicher Zusammensetzung.

Obwohl die Düse in Verbindung mit der Herstellung anorganischen Fasermaterials beschrieben ist, können solche Düsen auch zur Herstellung anderer, geblasener, anorganischer Materialien Verwendung finden. Beispielsweise kann man sie bei der Umwandlung eines fallenden Stromes geschmolzenen Mullits in MuI-litblasen benutzen.

Claims

Patentanspruch. £foj

Düse zum Zerfasern schmelznüssiger_Stoffe zur 5H^

Herstellung anorganischer Fasern, bestehend aus λ,-

einem Rohr mit eingesetztem^ "orJSh am Rohr an-

liegendem" Kern, dadurch gekennzeichnet, daß VV<j

Rohr und Kern an der Austrittsseite in gleicher -n, L

Weise abgeschrägt sind, wobei der von der Rohr- ("¹^

achse und der Abschrägung gebildete Winkel 20 /f/^Λ

bis 70°, vorzugsweise 45°, beträgt. _ '

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 862 423.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 688/103 12.