DE2953221C1

DE2953221C1 - Duesenkopf,insbesondere zur Kuehlung von frischgeformten Glasfasern mittels Gasstrahlen

Info

Publication number: DE2953221C1
Application number: DE2953221A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kent Granville Ohio Thompson
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1979-09-17
Publication date: 1984-09-06
Also published as: IT1123837B; DE2953221A1; FI793189A; AU523527B2; NO793317L; ZA795017B; BE879376A; FR2439164B1; SE423531B; ES485076A1; NL7920085A; SE8004418L; US4202680A; IT7926483A0; BR7908858A; FI65221B; FR2439164A1; WO1980000834A1; GB2047230A; FI65221C

Description

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Die Erfindung betrifft einen Düsenkopf mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Düsenanordnung zum Anströmen einer faserformenden Düsenwanne, aus welcher Glasströme abgezogen werden, mittels eines gasförmigen Mediums. Das Medium wird in diesen Bereich eingeführt, um die Umgebung der Glasfaserformstelle zu kontrollieren.

Entwicklungen bei der Herstellung von Glasfasern haben zur Verwendung von Strömen eines Mediums geführt, beispielsweise von Luft oder anderen Gasen, im folgenden als Luft bezeichnet, wobei der Strom nach oben gegen die faserformenden Düsen gerichtet ist. Der nach oben gerichtete Luftstrom steuert die Umgebung der faserformenden Stelle. Solche Luftströme halten eine Trennung der Glasströme aufrecht und verhindern ein Überfluten des Düsenwannenbodens. Der Kühleffekt der Luft dient weiterhin dazu, daß die Glasströme schnell abgeschreckt werden, während die Glasfasern oder -fäden von der Düsenwanne ausgezogen werden.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art sind eine größere Anzahl von separaten Anströmrohren vorgesehen, die alle in gleichem Abstand vom Düsenwannenboden enden (DE-OS 27 47 034).

Bei einer anderen Anordnung dieser Art ist eine Kammer mit einer Vielzahl von in einer Reihe hintereinander angeordneten Auslässen versehen, die sich trichterförmig erweitern und einzelne Gasströme erzeugen, die gegen den Düsenwannenboden und die frisch ausgezogenen Glasfaden gerichtet sind (US-PS 40 03 731).

jedoch ergibt sich bei den bekannten Vorrichtungen das Problem, daß die Homogenität und Steuerbarkeit der Gasströme im Düsenwannenbodenbereich nicht allen Wartungen entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Düsenkopf so zu verbessern, daß eine gleichförmigere Anströmung des Düsenwannenbodens und eine bessere Steuerbarkeit der Gasströme gegeben ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Düsenkopf der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß diese Kombination von drei unterschiedlich angeordneten Auslässen eine Anströmung des Düsenwannenbodens erzeugt, die wesentlich gleichförmiger ist als bei bekannten Vorrichtungen und die zudem leichter beeinflußbar ist, beispielsweise durch Veränderung des Abstandes des dritten Auslasses von der Kammer.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Glasfaserherstellungsvorganges,

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Anströmeinrichtung der F i g. 1,

F i g. 3 eine Endansicht des Anströmapparates der Fig. 2,

Fig.4 eine Draufsicht auf die Anströmeinrichtung der F i g. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel eines Anströmapparates,

F i g. 6 eine Endansicht des Anströmapparates der F i g. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Anströmapparates.

Fig.8 eine Endansicht des Anströmapparates der F i g. 7 und

ORIGINAL INSPECTED

Fig. 9 eine Draufsicht auf den Anströmapparat der Fig. 7.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Düsenwanne 10, die mit einem nicht dargestellten Vorherd eines Schmelzofens für Glas oder glasbildendes Material verbunden ist. Die Düsenwanne ist mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen 12 versehen, von denen je ein Konus 14 von geschmolzenem Glasmaterial gebildet wird, aus denen Glasfasern 16 ausgezogen und auf einer Aufwindvorrichtung 34 aufgewickelt werden. Die Fasern werden über einen Schlichteapplikator 30 geführt und über ein Sammelrad 32, welches die Faser in ein Faserbündel 18 sammelt, das auf der Aufwindvorrichtung zu einer Wickelpackung 40 gewickelt wird.

Die Aufwindvorrichtung 34 hat einen Wickeldorn 36, der zum Sammeln der Faserbündel in Form von Wickelpackungen um eine horizontale Achse drehbar ist. Eine nicht dargestellte Aufwickelhülse wird über den Wickeldorn geschoben, auf der die Wickelpackung gesammelt werden kann. Ein nicht dargestellter variabler Antrieb im Innern des Gehäuses der Aufwindvorrichtung dreht den Wickeldorn. Bekannte, nicht dargestellte Geschwindigkeitssteuerungen der Aufwickelvorrichtung verandern die Drehgeschwindigkeit des Domes während der Ausbildung der Wickelpackung.

Eine Faserbündelquerführung 38, beispielsweise eine Spiraldrahttraverse, ist vorgesehen, die das Faserbündel beim Aufwickeln längs der Wickeldornlängsachse verteilt.

Die Düsenwanne 10 in Fig. 1 ist als Düsenwanne ohne vorstehende Düsen ausgebildet. Jedoch kann die Düsenwanne auch eine Vielzahl von mit öffnungen versehenen Vorsprüngen aufweisen; dies hängt vom Düsenwannenboden ab, durch den das geschmolzene Glas zum Ausziehen in Fasern geliefert wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Glasfaserherstellungsvorrichtung ist mit einer Medienanströmvorrichtung versehen, durch die die Umgebung der Faserformstelle kontrolliert wird.

Wie dargestellt, umfaßt der Düsenkopf 20 eine Kammer 22 mit einem Medieneinlaß 24, der sich in die Kammer öffnet. Der Düsenkopf umfaßt weiterhin erste, zweite und dritte Auslässe 41, 42 bzw. 48 sowie erste und zweite Leitungen 26 bzw. 27.

Die F i g. 2, 3 und 4 zeigen den Düsenkopf der F i g. 1 in größerer Deutlichkeit.

Luft wird von einer Quelle 25 über den Einlaß 24 in die Kammer 22 eingelassen. Das Medium wird durch die drei Auslässe aus der Kammer abgegeben. Der erste Auslaß umfaßt eine Vielzahl von Öffnungen, die aus der Kammer ausmünden. Wie dargestellt, sind die Öffnungen kreisförmig. Der zweite Auslaß umfaßt eine Vielzahl von öffnungen, die aus der Kammer austreten. Diese öffnungen sind ebenfalls kreisförmig dargestellt. Der dritte Auslaß umfaßt ebenfalls eine Vielzahl von Öffnungen, die kreisförmig sind. Die Menge der öffnungen des ersten, zweiten und dritten Auslasses sind jeweils in Reihen angeordnet, die längs der Kammer verlaufen. Die Reihen der kreisförmigen Öffnungen können parallel zueinander angeordnet sein.

Die erste Leitungsanordnung 26 schließt an die Kammer an und steht mit dieser in offener Verbindung. Diese erste Leitungsanordnung umgibt den ersten Auslaß. Wie dargestellt, umfaßt die erste Leitungsanordnung eine Vielzahl von Rohrstücken, wobei jedes Rohrstück eine öffnung des ersten Auslasses umgibt. In gleicher Weise grenzt die zweite Leitungsanordnung 27 an die Kammer und steht mit dieser in Verbindung. Sie umgibt

die zweiten Auslässe. Die zweite Leitungsanordnung ist ebenfalls als Vielzahl von Rohrstücken dargestellt, wobei jede Öffnung des zweiten Auslasses von je einem Rohrstück umgeben ist. Der dritte Auslaß 28 ist zwischen den beiden anderen Auslässen angeordnet und so ausgebildet, daß Medium aus der Kammer zwischen den beiden Leitungsanordnungen aus der Kammer austritt.

Es hat sich herausgestellt, daß dieser Düsenkörper in dem Glasfaserausbildungsbereich der glasfaserbildenden Düsenwanne eine gleichmäßige Kühlung erzeugt. Wie erkennbar, sind die Medienauslaßenden der ersten und der zweiten Leitungsanordnung im Abstand von der Kammer angeordnet. Das Medium, das über den dritten Auslaß abgegeben wird, wird im wesentlichen unmittelbar aus der Kammer abgegeben und zwar zwischen der ersten und der zweiten Leitungsanordnung. Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser Anordnung ein großer Glasfaserformbereich zufriedenstellend kontrolliert werden kann. Es hat sich ferner herausgestellt, daß es wichtig ist, daß das Medium aus dem dritten Auslaß zwischen der ersten und der zweiten Leitungsanordnung abgegeben wird und nicht an oder über den Auslaßenden der ersten und zweiten Leitungsanordnung.

Der Düsenkörper hat eine Kammer mit einem Einlaß, einer ersten Öffnung, durch die ein Austritt aus der Kammer an einem ersten Ort möglich ist, mit einer zweiten Öffnung, mittels der ein Austritt aus der Kammer an einem zweiten Ort möglich ist, und einer dritten Öffnung zwischen der ersten und der zweiten Öffnung, mittels der ein Austritt aus der Kammer an einem dritten Ort möglich ist, welcher der Kammer näher liegt als der erste und der zweite Ort. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, befindet sich der erste Ort am Auslaßende einer Gruppe von Rohren und der zweite Ort befindet sich am Auslaßende der anderen Gruppe von Rohren. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich der dritte Ort neben der Kammer.

Die F i g. 5 und 6 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Düsenkörper 50 ist mit einer Kammer 56 und einem sich in die Kammer öffnenden Medieneinlaß 58 versehen. Erste und zweite Auslässe 51 bzw. 49 und erste und zweite Leitungsanordnungen 52 bzw. 48 sind ähnlich ausgebildet wie die Auslässe und Leitungsanordnungen der Fig. 1. Dritte Auslässe 53 umfassen eine Vielzahl von Öffnungen, die in zwei parallelen Reihen angeordnet sind und sich längs der Kammer erstrecken. Die dritten Auslässe sind mit dritten Leitungsanordnungen 54 versehen, über die Medium aus der Kammer zwischen der ersten Leitungsanordnung und der zweiten Leitungsanordnung abgegeben wird.

Wie dargestellt, sind die kreisförmigen Öffnungen des ersten, zweiten und dritten Auslasses in vier parallelen Reihen angeordnet, und jede Reihe erstreckt sich längs der Kammer. Die erste, zweite und dritte Leitungsanordnung umfaßt jeweils eine Vielzahl von Rohren, die jeweils eine der kreisförmigen Öffnungen der jeweiligen Auslässe umgeben. Es ist wichtig, daß die Leitungsanordnungen 52 und 48 sich in einem größeren Abstand bo von der Kammer befinden als die dritte Leitungsanordnung, so daß das von der dritten Leitungsanordnung abgegebene Medium zwischen der ersten Leitungsanordnung und der zweiten Leitungsanordnung abgegeben wird.

b5 Die F i g. 7, 8 und 9 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. Ein Düsenkopf 60 umfaßt eine Kammer mit ersten, zweiten und dritten Abschnitten 67, 69 bzw. 71. Keiner der Abschnitte steht mit dem

anderen in einer offenen Verbindung. Jeder Abschnitt hat zwei Medieneinlässe für eine gleichmäßigere Strömung des Mediums. Medieneinlässe 68,70 und 72 öffnen sich in die Abschnitte 67,69 bzw. 71.

Der Abschnitt 67 hat einen ersten Auslaß 66 in Form ■> einer Vielzahl von Schlitzen, die sich zur Abgabe des Mediums vom Abschnitt in eine erste Leitungsanordnung 65 öffnen. Die Schlitze 66 sind in einer Reihe angeordnet, die sich längs des Abschnittes 67 erstreckt. Die erste Leitungsanordnung 65 hat einen rechteckigen Querschnitt, liegt am Abschnitt 67 an, steht in offener Verbindung mit dem Abschnitt und umgibt die Reihe der Schlitze 66. Der Abschnitt 71 hat einen /weiten Auslaß 63 in Form einer Vielzahl von Schlitzen, die sich zur Abgabe des Mediums aus dem Abschnitt in die r> zweite Leitungsanordnung 62 öffnen. Die Schlitze 63 sind in einer Reihe angeordnet, die sich längs des Abschnitts 71 erstreckt. Die zweite Leitungsanordnung 62 hat einen rechteckigen Querschnitt, liegt am Abschnitt 71 an. steht in offener Verbindung mit dem Abschnitt und umgibt die Reihe der Schlitze 63. Der dritte Auslaß 64 besteht aus einer Vielzahl von schlitzförmigen Öffnungen, die in einer Reihe angeordnet sind, welche sich längs des Abschnitts 69 erstreckt. Die drei Reihen der Schlitze 66, 64 und 63 verlaufen parallel mit der Reihe 64, die zwischen den Reihen 66 und 63 angeordnet ist. Der dritte Auslaß 64 ist so ausgebildet, daß er Medium zwischen der ersten Leitungsanordnung 65 und der zweiten Leitungsanordnung 62 abgibt.

In diesem Ausführungsbeispiel kann das Medium über die Einlasse 68, 70 und 72 in verschiedenen Mengen zugeführt werden; d. h., in einen Abschnitt kann eine größere Medienmenge eingeführt werden als in einen anderen. Beispielsweise kann eine größere Medienmenge in den Abschnitt 69 zum Austritt durch die J5 Schlitze 64 eingeführt werden, als in die Abschnitte 67 und 70 zum Austritt durch die Schlitze 66 bzw. 63 eingeführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

45

60

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Claims

Patentansprüche:

1. Düsenkopf insbesondere zur Kühlung von frischgeformten Glasfasern mittels Gasstrahlen, mit einer einen Einlaß aufweisenden Kammer und einer Vielzahl von Auslassen, durch welche die Gasstrahlen austreten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (22; 56; 67,69, 71) einen ersten und einen zweiten Auslaß (26 bzw. 27; 48 bzw. 52; 62 bzw. 65) aufweist, die im Abstand voneinander und im Abstand von der Kammer (22; 56; 67, 69, 71) angeordnet sind, und daß zwischen dem ersten und dem zweiten Auslaß (26 bzw. 27; 48 bzw. 52; 62 bzw. 65) ein dritter Auslaß (28; 54; 64) angeordnet ist, der von der Kammer (22; 56; 67,69,71) einen geringeren Abstand aufweist als der ersie und der zweite Auslaß (26 bzw. 27; 48 bzw. 52; 62 bzw. 65).

2. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaß (26, 27, 28; 48, 52, 54; 64) mehrere reihenförmig angeordnete Auslaßöffnungen umfaßt.

3. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

4. Düsenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen Schlitze (64) sind, die sich reihenförmig aneinander anschließen.

5. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 2,3 oder

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen der Auslaßöffnungen parallel zur Kammerlängsrichtung verlaufen.

6. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen des dritten Auslasses (54) in zwei parallelen Reihen angeordnet sind.

7. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen eines Auslasses (26, 27; 48, 52, 54) von den offenen Enden von Rohrstücken gebildet werden, die mit dem Inneren der Kammer (22; 56) in Verbindung stehen.

8. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen des dritten Auslasses (28) durch Öffnungen in der Kammerwand gebildet sind.

9. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Auslaß (62, 65) von dem schlitzförmigen Ende eines Kanals mit länglichem Querschnitt gebildet wird, der sich paral-IeI zur Längsrichtung der Kammer (67, 69, 71) erstreckt und an seiner dem schlitzförmigen Ende gegenüberliegenden Seite über Öffnungen (Schlitze 63, 66) in der Kammerwand mit dem Kammerinneren in Verbindung steht.

10. Düsenkopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer in drei Abschnitte (67, 69, 71) unterteilt ist, von denen jeder einen eigenen Einlaß (68, 70, 72) aufweist, und daß jeder Abschnitt (67,69, 71) mit einem Auslaß (65,64,62) in Verbindung steht.