FI62812B - FREQUENCY REQUIREMENT FOR FRAMSTERING AV FIBER FRAME AND UTDRAGBART MATERIAL - Google Patents

Description

ral KUULUTUSJULKAISUral ANNOUNCEMENT

® 11^ UTLAGQN INGSSKRI FT 6281 2 C Patentti oycnncIty ’0 03 1933 ^ T ^ (51) Kv.lk.Wci.3 C 03 B 37/06 SUOMI—FINLAND (21) hMnnJhekemu·—Paunor»eknifi( 78l8U0 (22) H»k«mUpttvt—Ameknlnpdtf O8.O6.78 ^ (13) AlkuptM—Glklghradig O8.O6.78 (41) Tulhit (ulklMksi — Bllvtt offtntMg 2h 02 79 ytrt-1. r.H.WIh.llta.® 11 ^ UTLAGQN INGSSKRI FT 6281 2 C Patent oycnncIty '0 03 1933 ^ T ^ (51) Kv.lk.Wci.3 C 03 B 37/06 FINLAND — FINLAND (21) hMnnJhekemu · —Paunor »eknifi (78l8U0 (22 ) H »k« mUpttvt — Ameknlnpdtf O8.O6.78 ^ (13) AlkuptM — Glklghradig O8.O6.78 (41) Tullit (external) - Bllvtt offtntMg 2h 02 79 ytrt-1. RHWIh.

Pstane· och r«gistorstyr«lMn ' AntOiun utlagd oeh utl.*krHt«n pubUcand 30.11.82 (32)(33)(31) Pyydetty atuoilcMt—Begird priority 23.08.77Pstane · och r «gistorstyr« lMn 'AntOiun utlagd oeh utl. * KrHt «n pubUcand 30.11.82 (32) (33) (31) Pyydetty atuoilcMt — Begird priority 23.08.77

Ranska-Frankrike(FR) 7725691 (71) Gaint-Gobain Industries, 62, Bd Victor-Hugo, 92209 Neuilly sur Seine, Ranska-Frankrike(FR) (72) Marcel Leveeque, Saint-Gratien, Jean A. Battigelli, Rantigny,France-France (FR) 7725691 (71) Gaint-Gobain Industries, 62, Bd Victor-Hugo, 92209 Neuilly sur Seine, France-France (FR) (72) Marcel Leveeque, Saint-Gratien, Jean A. Battigelli, Rantigny,

Dominique Plantard, Rantigny, Ranska-Frankrike(FR) (71+) Berggren Oy Ab (5I) Menetelmä ja laite kuitujen valmistamiseksi venytettävästä aineesta -Förfarande och anordning för framställning av fibrer frän ett utdrag-bart materialDominique Plantard, Rantigny, France-France (FR) (71+) Berggren Oy Ab (5I) Method and apparatus for making fibers from a stretchable material -Forfarande och anordning för framställning av fibrer frän ett utdrag-Bart material

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen kuitujen valmistamiseksi venytettävissä olevasta aineesta ja koskee erityisesti lämpöplastisten ainesten, varsinkin mineraaliainesten kuten lasin ja sen tapaisten seosten venytystä, jotka on saatettu sulaan tilaan lämmittämällä. Esillä oleva keksintö kohdistuu myös tiettyjen orgaanisten aineiden kuten polystyreenin, polypropyleenin, polykarbonaattien ja polyamidien kuidutukseen, mutta erityisesti laite kuitenkin kiinnostaa lasin ja sen kaltaisten lämpöplastisten aineiden venytyksen tapauksessa, ja tämä selitys kohdistuukin esimerkkinä juuri lasin kuidutukseen.The present invention relates to a method and an apparatus for producing fibers from a stretchable material, and more particularly to the stretching of thermoplastic materials, especially mineral materials such as glass and the like, which have been brought into a molten state by heating. The present invention also relates to the defibering of certain organic substances such as polystyrene, polypropylene, polycarbonates and polyamides, but the device is of particular interest in the case of stretching glass and the like thermoplastics, and this description is exemplified by the defibering of glass.

Ennestään tunnetaan eräitä menetelmiä, joissa käytetään pyörteisiä virtoja kuitujen valmistamiseen venyttämällä sulaa lasia.Some methods are known which use eddy currents to produce fibers by stretching molten glass.

Erityisesti rankskalaisessa patenttijulkaisussa 2 223 318 selitetään vastakkaisiin suuntiin pyörivien pyörreparien muodostaminen vuorovaiku-tusvyöhykkeeseen, joka on saatu aikaan johtamalla ja saattamalla tunkeutumaan kaasusuihku, jota nimitetään sekundääri- eli kantajasuihkuksi, 2 6281 2 ulottuvuuksiltaan suurempaan pääkaasuvirtaan, jolloin sulaa lasia oleva säie syötetään tähän vyöhykkseeseen, siinä venytettäväksi.In particular, the French patent publication 2,223,318 describes the formation of counter-rotating pairs of vortices in an interaction zone obtained by conducting and infiltrating a gas jet, called a secondary or carrier jet, into a main gas having a larger flow. be stretched.

Siinä laitteessa, jota käytetään tämän menetelmän toteuttamiseen, se syöttöaukko, joka ohjaa lasisäikeen näin muodostunutta vuorovaikutus-vyöhykettä kohti, sijaitsee päävirran rajalla tai käytännöllisesti katsoen tällä rajalla. On kuitenkin myös mahdollista, niin kuin yuom. patentissa n:o 59576 tpat.hak. n:o 760383) on selitetty, sijoittaa' lasiin syöt-töaukko matkan päähän päävirrasta ja kuljettaa lasisäie painovoiman avulla mainittua vuorovaikutusvyöhyksettä kohti.In the device used to carry out this method, the feed opening which directs the glass fiber towards the interaction zone thus formed is located at the limit of the main current or practically at this limit. However, it is also possible, just like yuom. in Patent No. 59576 to tpat.hak. No. 760383) is described, places a feed opening in the glass at a distance from the main current and conveys the glass fiber by gravity towards said interaction zone.

Toisaalta on ehdotettu sekä lasin syöttöaukkojen että sekundäärisuihku-jen lähtöaukkojen sijoittamista matkan päähän päävirran rajasta, jolloin lasisäikeet kuljetetaan vastaaviin vuorovaikutusvyöhykkeisiin itse suihkujen vaikutuksesta, niin että ne joutuvat alttiiksi kahdelle venytys-vaiheelle, joista yksi tapahtuu sekundäärisuihkussa ja toinen päävir-rassa. Tämä sovitus on selitetty erityisesti suomalaisessa patentissa n:o ' 61676 (pa.t-hak. 'n:o 773788).On the other hand, it has been proposed to place both the glass feed openings and the secondary jet outlets at a distance from the main stream boundary, whereby the glass strands are conveyed to the respective interaction zones by the jets themselves, subjecting them to two stretching stages. This arrangement is explained in particular in Finnish Patent No. 61676 (Pa.t-Hak. No. 773788).

Lisäksi näistä hakemuksista jälkimmäisen mukaan sekundäärisuihkussa (eli kantajasuihkussa), joka kuljettaa lasin päävirran kanssa muodostuneeseen vuorovaikutusvyöhykkeeseen, aiheuttaa stabiilin vyöhykkeen muodostuminen, jossa virtaus on laminaari ja joka sijaitsee kahden vastakkaisiin suuntiin pyörivän pyörteen välissä. Lasisäie viedään tätä la-minaaria vyöhykettä kohti ja menee sen jälkeen pyörteiden alueen sisään, jotka pyörtee.t myöhemmin yhtyvät kantajasuihkua alavirtaan päin mentäessä, ennen kuin suihku saavuttaa päävirran. Tällä tavoin ensimmäinen ve-nytysvaihe tapahtuu säikeen ollessa temmattuna kantajasuihkun turbiini-parin mukaan ja ollessa alttiina niiden vaikutukselle, kun taas toinen vaihe, joka on edullinen, mutta joskus ehdonvaltainen, tapahtuu päävirran kanssa muodostuneessa vuorovaikutusvyöhykkeessä kantajasuihkun ja osaksi venytetyn säikeen sisääntulon jälkeen.Furthermore, according to the latter of these applications, the formation of a stable zone in which the flow is laminar and which is located between two vortices rotating in opposite directions causes a secondary jet (i.e. a carrier jet) which carries the glass to the interaction zone formed with the main stream. The glass fiber is introduced into this laminar zone and then enters a region of vortices which vortex later join the carrier jet going downstream before the jet reaches the main stream. In this way, the first stretching step takes place with the strand drawn and exposed to the turbine pair of the carrier jet, while the second step, which is preferred but sometimes conditional, takes place in the interaction zone with the main stream after the carrier jet and the partially stretched strand enter.

Kyseessä olevassa hakemuksessa kuhunkin kuidutuskeskukseen kuuluvat laminaarin virtauksen vyöhyke ja kantajasuihkun pyörteet saadaan aikaan häiritsemällä suihkua niin, että se muuttaa suuntaansa. Tämä häirintä saadaan aikaan sijoittamalla jokaisesta kuidutuskeskuksesta lähteneen suihkun kulkuradalle deflektorielin eli ohjauselin, joka muuttaa tätä kuiturataa, jolloin aikaansaatu suihkun suunnan muutos myötävaikuttaa toiminnan stabiliteettiin ja säännöllisyyteen huolimatta sen kohdan, 3 6281 2In the present application, the laminar flow zone and the vortices of the carrier jet belonging to each defibering center are obtained by disturbing the jet so that it changes direction. This interference is achieved by placing a deflector member, i.e. a control member, on the path of the jet leaving each fiberization center, which changes this fiber path, whereby the change in the direction of the jet contributes to the stability and regularity of the operation, regardless of its location.

Jossa lasi syötetään kantajasuihkuun, ja päävirran välisestä välimatkasta .Where the glass is fed into the carrier jet, and the distance between the main stream.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saavuttaa lasia tai muuta venytettävää ainesta olevan säikeen hyvä stabiliteetti venytettäessä ainessäiettä kaasusuihkujen avulla vähintään yhdessä venytys-vaiheessa ilman, että aikaansaatu kaasuvirtaus on tuloksena kan-tajasuihkun häirinnästä mekaanisella elimellä eli deflektorleii-mellä. Keksinnön mukainen menetelmä tarjoaa eräitä varsin spesifisiä ja kiinnostavia etuja ja se on tunnettu siitä, että kehitetään sarja kaasusuihkupareja, jotka ovat sivusuunnassa etäisyyden päässä toisistaan ja joista kukin käsittää kaksi suihkua, joiden liike-energia tilavuusyksikköä kohti on olennaisesti yhtä suuri, näitä kahta suihkua ohjataan käytännöllisesti katsoen samassa tasossa toisiaan läheneviin suuntiin, jolloin suihkut, tör-mättyään toisiinsa, muodostavat yhdistetyn virtauksen; kunkin yhdistetyn virtauksen sivullepäin leviämistä rajoitetaan törmäyksellä vierekkäisiin virtauksiin siten, että kussakin niistä muodostetaan vähintään kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää pyörrettä; venytettävässä tilassa oleva ainessäie viedään kutakin suihkuparia kohti, jolloin kukin säie viedään indusoituihin kaasuihin kahden suihkun välisen kulman ulkopuolelta ja viedään sitten yhdistettyyn virtaukseen, jossa se venytetään; ja mahdollisesti kehitetään pääkaasuvirta kulmassa yhdistettyjen virtausten sarjaan nähden.It is an object of the present invention to achieve good stability of a strand of glass or other stretchable material when stretching a strand of material by means of gas jets in at least one stretching step without the resulting gas flow being disturbed by the carrier jet by a mechanical member. The method according to the invention offers some rather specific and interesting advantages and is characterized by the development of a series of gas jet pairs which are laterally spaced apart and each comprise two jets with substantially equal kinetic energy per unit volume, the two jets being practically controlled viewed in the same plane in converging directions, the jets, when colliding with each other, forming a combined flow; the lateral propagation of each combined flow is limited by the impact on adjacent flows so that at least two vortices rotating in opposite directions are formed in each of them; the filament of material in the stretchable state is introduced towards each pair of jets, each filament being introduced into the induced gases from outside the angle between the two jets and then introduced into the combined flow in which it is stretched; and optionally generating a main gas flow at an angle to the series of combined flows.

Kukin venytettävää ainesta oleva säie viedään suihkuparia kohti kohdassa, joka sijaitsee kulloinkin vastaavan suihkuparin akselit sisältävässä tasossa. Näin ainessäie, joka on viety kutakin suihkuparia kohti, ohjataan laminaarivirtauksen vyöhykkeeseen, jota reunustaa vastakkaisiin suuntiin pyörivät pyörteet.Each strand of stretchable material is directed towards the pair of jets at a position located in the plane containing the axes of the respective pair of jets. In this way, the filament of material directed towards each pair of jets is directed to a zone of laminar flow bounded by vortices rotating in opposite directions.

Eräs toinen keksinnön tunnusmerkki on se, että jokaista kuidutus-keskusta kohti käytetään kahta, likimäärin samankokoista suihkua. Häiden kahden suihkun liike-energiat tilavuusyksikköä kohti olkoot mieluimmin olennaisesti yhtä suuret.Another feature of the invention is that two jets of approximately the same size are used for each defibering center. The kinetic energies per unit volume of the two wedding showers are preferably substantially equal.

Vaikkakin tällä kaksoissuihkujärjestelmällä voidaan suorittaa venytys pelkästään yhdessä vaiheessa, näiden kahden suihkun yh- 4 6281 2 teisvirtaan kehitetyissä pyörteissä, niin mieluummin kuidut valmistetaan kaksivaiheisella menetelmällä, jossa näiden kahden su liikun yhteisvirtausta käytetään myös välineenä lasi säikeen viemiseksi vuorovaikutusvyöhykkeeseen päävirran kanssa, jonka kulkurata loikkaa mainitun yhtyneen virtauksen, jolla menetelmällä saadaan hienompia kuituja tämän lisävenytyksen ansiosta.Although this double jet system can be stretched in only one step, in the vortices developed in the co-current of the two jets, the fibers are preferably produced by a two-step method in which the co-current of the two jets is also used as a means of introducing glass flow, which method produces finer fibers thanks to this additional stretching.

Jokaisessa kuidutuskeskuksessa kussakin suihkuparissa suihkujen virtauksessa syntyneet pyörteet konvergoivat laminaarin virtauksen vyöhykkeen alavirran puolella ja yhtynyt virtaus etenee päävirtaa kohti, tunkeutuu sen sisään ja muodostaa siten vuorovaikutusvyö-hykkeen, joka sekin käsittää pyörreparin ja jonka ominaisuudet on selitetty ranskalaisessa patenttijulkaisussa 2 223 318.In each fiberization center, the vortices generated in the jet flow in each pair of jets converge downstream of the laminar flow zone and the combined flow advances to the main stream, penetrates it and thus forms an interaction zone, which also comprises a vortex pair and its properties are described in French Pat.

Jokainen lasisäie joutuu täten alttiiksi primäärivenytykselle kaa-suvirrassa ja tarkemmin sanottuna jokaisen kantajasuihkuparin kehittämien kahden pyörteen välissä, ja osaksi venytetty säie joutuu sitten alttiiksi toiselle venytykselle vuorovaikutusvyöhykkeessä, joka on muodostunut kantajasuihkujen yhtyneen virtauksen tunkeutuessa päävirran sisään. Tämä yhdeksi ainoaksi kuiduksi venyttämisen menetelmä suoritettuna kahdessa vaiheessa tekee mahdolliseksi saada pitkiä kuituja niiden välillä katkeamatta.Each glass fiber is thus subjected to a primary stretch in the kaa stream and, more specifically, between the two vortices generated by each pair of carrier jets, and the partially stretched fiber is then subjected to a second stretch in the interaction zone formed by the combined flow of carrier jets. This method of stretching into a single fiber, performed in two steps, makes it possible to obtain long fibers between them without breaking.

Laite keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi käsittää vähintään yhden kaasusuihkujen ulosvirtauslaitteen, joka on varustettu ulosvirtausaukoilla, venytettävän aineksen syöttölähteen, joka on varustettu vähintään yhdellä syöttöaukolla, ja mahdollisesti pää-kaasuvirran kehittimen, ja laite on tunnettu siitä, että kaasu-suihkujen ulosvirtauslaite käsittää useita aukkopareja, jotka ovat sivusuunnassa etäisyyden päässä toisistaan, jolloin kunkin parin kahdella aukolla on toisiaan lähenevät akselit, jotka sijaitsevat käytännöllisesti katsoen samassa tasossa, ja että venytettävän aineksen syöttöaukko on sijoitettu kaasusuihkupariin nähden näiden kahden suihkun ulosvirtausaukkojen akselien välisen kulman ulkopuolelle.The device for applying the method according to the invention comprises at least one gas jet outflow device provided with outflow openings, a stretchable material supply source provided with at least one supply opening, and optionally a main gas flow generator, the device characterized in that the gas jet outflow device comprises a plurality of orifice pairs. are laterally spaced apart, with the two openings of each pair having converging axes located in substantially the same plane, and that the material feed opening for the stretchable material is located outside the angle between the axes of the two jet outlet openings relative to the gas jet pair.

Keksinnön etuja ja sovellutusmuotoja selitetään seuraavassa tarkemmin oheisen piirustuksen yhteydessä, jossa: kuvio 1 on kaaviollinen pystykuvanto keksinnön mukaisen kuidutus- ja kuitujen vastaanottolaitten pääosista, eräät osat esitettyinä leikattuina , kuvio 2 on kaaviollinen perspektiivikuvanto suuremmassa mittakaavassa, ja esittää kuvion 1 mukaisen kuidutuslaitteen toimintaa, kuvio 3 on pystyleikkauskuvanto suuressa mittakaavassa, kuidutuskes-kuksen muodostavista elimistä, suihkujen lähtöaukkojen tasossa, kuvio 4 on poikkileikkauskuvanto, otettuna kuvion 3 viiva 4-4 myöten, 5 6281 2 kuvio 5 on leikkauskuvanto kuidutuslaitteen pääosista ja esittää erityisesti eräitä mittoja, jotka on otettava huomioon keksinnön ensisijaisessa sovellutusmuodossa käytettävien toimintaolosuhteiden aikaansaamiseksi, kuvio 6 on detaljileikkauskuvanto ja siitä näkyy naapurisuihkujen lähtöaukkojen keskinäisiä välimatkoja, kuvio 7 on poikkileikkauskuvanto venytettävissä olevan aineksen syöt-tönipasta ja esittää sekin eräitä huomioon otettavia mittoja.Advantages and embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic elevational view of the main parts of the defibering and fiber receiving apparatus according to the invention, with parts shown in section, Figure 2 is a schematic perspective view on a larger scale Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of Fig. 3, Fig. 5 6281 Fig. 5 is a sectional view of the main parts of the defibering device and shows in particular some dimensions to be taken into account in the preferred embodiment of the invention. Fig. 6 is a detailed sectional view showing the distances between the outlets of neighboring jets, Fig. 7 is a cross-sectional view of the stretchable material feed nipple and the front some of the dimensions to be taken into account.

Viittattakoon ensiksi kuvioon 1, jossa on kohdassa 8, kaaviollisesti esitetty päävirran kehitin kuten poltin, johon kuuluu putki 9» josta lähtee likimäärin vaakasuoraan suuntaan päävirta 10. Tämä voi tosin olla suunnattu muuhunkin kuin vaakasuuntaan.Referring first to Figure 1, there is a schematically shown main current generator, such as a burner, comprising a tube 9 »from which the main current 10 originates in an approximately horizontal direction. This may, however, be directed in a direction other than horizontal.

Kokooja 13, joka on yhdysputkella 12 yhdistetty suihkujen jakolaa-tikkoon 11, syöttää tähän painekaasua, esimerkiksi paineilmaa.The collector 13, which is connected to the jet distribution box 11 by a connecting pipe 12, supplies a pressurized gas, for example compressed air, to it.

Kuvioista 2 ja 3 näkyy myös, että suihkujen jakolaatikossa on lähtö-aukkopareja, 14, 15 suihkujen lähettämistä varten, ja näitä vieret-täisiä aukkopareja on merkitty viitenumeroilla 14a, 15a; 14b, 15b; l^c, 15c; l^d, 15d; l4e, 15e. Näistä aukkopareista lähteneitä suihkuja on merkitty vastaavilla kirjaimilla. Kuvio 2 esittää perspektiivisesti kolmea suihkuparia, kun taas kuvioissa 1 ja 3 on esitetty vain yksi suihkupari a,a. Jokaista suihkuparia vastaa yksi kuidutuskeskus.Figures 2 and 3 also show that the jet junction box has outlet pairs, 14, 15 for transmitting jets, and these adjacent pairs of apertures are indicated by reference numerals 14a, 15a; 14b, 15b; l ^ c, 15c; l ^ d, 15d; l4e, 15e. The showers leaving these pairs of openings are marked with corresponding letters. Figure 2 is a perspective view of three pairs of jets, while Figures 1 and 3 show only one pair of jets a, a. Each fiber pair is answered by one defibering center.

Jokaisessa kuidutuskeskuksessa suihkuparin suihkut, esimerkiksi suihkut a,a, törmäävät toisiaan vasten yhteisessä tasossaan ja muodostavat yhtyneen virtauksen, jota kuviossa 1 on merkitty viitekirjaimella A ja jossa venytettävää ainesta oleva säie joutuu alttiiksi venytyksen ensivaiheelle eli primäärivenytykselle. Yhtynyt virtaus eli yhtynyt kantajasuihku etenee alaspäin ja tunkeutuu päävirran 10 sisään, muodostaen tämän kanssa vuorovaikutus-vyöhykkeen, jota käytetään toista venytysvaihetta varten.In each defibering center, the jets of a pair of jets, for example jets a, a, collide with each other in their common plane and form a combined flow, denoted by the reference letter A in Fig. 1, in which the strand of stretchable material is subjected to primary stretching. The combined flow, i.e., the combined carrier jet, advances downward and penetrates into the main stream 10, forming an interaction zone with it that is used for the second stretching step.

Näissä kuvioissa lasin syötön lähde on kaaviollisesti esitetty kohdassa 16. Siihen kuuluu vetolevy 17, jossa on sarja lasin syöttö-nippoja 18 matkan päässä toisistaan, joissa nipoissa jokaisessa on syöttö-aukko l8a, ja ylävirtapäässä annostusaukko 19. Lasi syötetään näin ollen aihioina G, joista lasisäikeet S virtaavat alaspäin. Kukin kuidutuskeskus käsittää yhden aihion ja yhden säikeen. Kuidut, jotka on muodostettu lähtien sarjasta kuidutuskeskuksia, jotka ovat jakautuneina poikittain päävirran 10 leveydelle, kerrostetaan sitten reiälliselle kul-jettimelle eli hihnalle 20 kuitukerroksena B. Kuitujen jakautuminen 6 6281 2 tälle kuljettimelle tapahtuu kammion sisässä, jota rajoittaa esimerkiksi seinä 21, imukammioiden 22 vaikutuksesta, jotka sijaitsevat mieluimmin kuljettimen 20 alla ja jotka johdoilla 23 on yhdistetty yhteen tai useampaan imutuulettimeen, joita on kaaviollisesti esitetty kohdassa 24.In these figures, the source of the glass feed is schematically shown at 16. It comprises a pull plate 17 with a series of glass feed nipples 18 spaced apart, each with a feed opening 18a, and a feed opening 19 at the upstream end. the glass strands S flow downwards. Each defibering center comprises one blank and one thread. The fibers formed from a series of defibering centers distributed transversely across the width of the main stream 10 are then deposited on a perforated conveyor, i.e. a belt 20, as a fiber layer B. The distribution of fibers 6 6281 2 to this conveyor occurs within a chamber bounded by, for example, a wall 21 preferably located below the conveyor 20 and connected by ducts 23 to one or more suction fans schematically shown at 24.

Edellä selitetyllä laitteella tapahtuva kuidutus selitetään ja sitä analysoidaan tarkemmin kuvioiden 2, 3 ja 4 yhteydessä.The defibering with the device described above will be explained and analyzed in more detail in connection with Figures 2, 3 and 4.

Niin kuin edellä jo on mainittu, varsinainen prosessi kussakin kuiclutus-keskuksessa liittyy mieluimmin naapureina olevien keskusten suihkujen vaikutukseen. Kuvio 2 esittää venytysprosessia täydellisesti suihkuja b,b, vastaavassa kuidutuskeskuksen osassa, ja ainoastaan osaksi suihkuja a,a ja c,c vastaavien kuidutuskeskusten osalta. Kuvio 3 esittää suuremmassa mittakaavassa mitä tapahtuu suihkut a,a käsittävässä kui-dutuskeskuksessa. Tämän prosessin eli toiminnan analysoimiseksi palautettakoon ensiksi mieleen, että jokainen kaasusuihku indusoi sitä ympäröivän ilman liikkeeseen, lähtöaukostaan lähdöstään alkaen. Tämän johdosta kumpikin suihku a käsittää keskiosan eli sydämen j, jota ympäröi kaasuvaippa i, joka sisältää indusoitua ilmaa. Tämä vaippa laajenee nopeasti sikäli kun suihkun virtaus etenee, kun taas sydän säilyy verraten lyhyenä, kartiomaisena keskiosana. Suihkun sydämen muodostavien kaasujen nopeus on yhtä suuri kuin suihkun nopeus sen lähtiessä lähtöaukostaan, kun taas vaipan kaasujen nopeus pienenee sikäli kuin virtaus etenee. Kuvioihin 2 ja 3 merkityt nuolet ilmaisevat suihkujen virtauksen, mutta myös päävirran aikaansaamaa ilman indusoitumista.As already mentioned above, the actual process in each discharge center is preferably related to the effect of the jets of the neighboring centers. Figure 2 shows the stretching process completely in the part of the defibering center corresponding to jets b, b, and only in part to the defibering centers corresponding to jets a, a and c, c. Figure 3 shows on a larger scale what happens in a fiberization center comprising jets a, a. In order to analyze this process, i.e. operation, it should first be recalled that each gas jet induces the movement of the surrounding air, starting from its outlet. As a result, each shower a comprises a central part, i.e. a core j, surrounded by a gas jacket i containing induced air. This sheath expands rapidly as the jet flow progresses, while the heart remains a relatively short, conical central portion. The velocity of the gases forming the core of the jet is equal to the velocity of the jet as it leaves its outlet, while the velocity of the gases in the jacket decreases as the flow progresses. The arrows marked in Figures 2 and 3 indicate the flow of the jets, but also the induction of air by the main current.

Kun käytetään kahta suihkua, joilla on likimäärin sama liike-energia ti-lavuusyksikköä kohti ja mieluimmin myös likimäärin samat ulottuvuudet, ja näiden kahden suihkun keskiviivat sijaitsevat samassa tasossa ja kon-vergoivat törmäten toisiinsa mieluimmin terävässä kulmassa, yhtynyt virtaus leviää sivuille päin suihkujen törmäysalueen alavirran puolella, so se leviää suihkujen keskiviivojen tasoon nähden kohtisuoriin suuntiin. Esillä olevan keksinnön mukaan suihkuparit eli suihkujen keskiviivat sisältävät tasot ovat niin lähellä toisiaan, että jokaisessa kui-dutuskeskuksessa yhden parin yhdistyneen virtauksen sivuille päin .leviämistä häiritsee eli rajoittaa sen törmääminen leviämisensä aikana naa-purisuihkupariensa virtauksiin. Tämä naapureina olevien yhtyneiden virtausten toisiinsa törmääminen kehittää kaksi pienikokoista pyörrepä- 7 6281 2 ria jokaiseen virtaukseen, jolloin samaan pariin kuuluvien pyörteiden huiput sijaitsevat matkan päässä toisistaan suihkujen keskiviivojen tason molemmin puolin.When two jets having approximately the same kinetic energy per unit volume and preferably also approximately the same dimensions are used, and the centerlines of the two jets are in the same plane and converge, preferably at an acute angle, the combined flow propagates laterally downstream of the jet collision area , i.e., it propagates in directions perpendicular to the plane of the center lines of the jets. According to the present invention, the jet pairs, i.e. the planes containing the center lines of the jets, are so close to each other that in each fiberization center the propagation of one pair towards the sides is disturbed, i.e. limited by its collision with its adjacent jet pairs during propagation. This collision of adjacent converged currents develops two small vortex heads for each flow, with the peaks of the vortices belonging to the same pair being spaced apart on either side of the plane of the center lines of the jets.

Kuvioissa 2, 3 ja 4 on kaaviollisesti esitetty yliset ja aliset pyörre-parit. Ylisen parin pyörteitä, joita on merkitty viitteellä tu, tu, koostuvat virroista, jotka pyörivät toisiaan kohti pyörteiden yläosassa ja vastakkaiseen suuntaan niiden alaosassa, niin kuin kuviossa 4 olevien nuolten suunta osoittaa. Sensijaan alisen parin pyörteet, joita on merkitty viitteellä tl, tl, pyörivät vastakkaiseen suuntaan.Figures 2, 3 and 4 schematically show the upper and lower vortex pairs. The vortices of the upper pair, denoted tu, tu, consist of currents rotating towards each other at the top and in the opposite direction at the bottom, as indicated by the direction of the arrows in Fig. 4. Instead, the vortices of the subordinate pair, denoted by tl, tl, rotate in opposite directions.

Näiden kahden pyörreparin väliin, suihkujen keskinäisen törmäyksen alueelle, muodostuu näihin pyörteisiin liittyvä laminaarin virtauksen vyöhyke L, jonka alueella ilman imeytyminen on hyvin voimakasta, ja juuri tähän vyöhykkeeseen L, ylisten pyörteiden puolelle lasisäie S syötetään. Tämä säie on muodostunut lasiaihiosta eli -kartiosta G, jonka asema on siirtyneenä suihkujen lähetyslaitteeseen nähden. Koska lasiaihio G on venyvässä eli sulassa tilassa syöttönipan lähtöpäässä, venyvää lasia oleva säie S poikkeaa aihion alkuperäisestä asemasta laminaarin virtauksen vyöhykkeen L suuntaan, indusoidun ilman voimakkaan virtauksen johdosta, ja tämä ilmiö varmistaa venytettävää ainesta olevan säikeen kulkeutumisen laminaariin vyöhykkeeseen. Tämän johdosta, siinäkin tapauksessa, että lasin syöttönipan 18 ojennus suihkupariin nähden on lievästi puutteellinen, indusoidun ilman virtaus kompensoi automaattisesti tämän puutteen ja ohjaa lasisäikeen sen oikeaan asemaan Näin on ymmärrettävissä, että sen johdosta, että jokaiseen kuidutuskes-kukseen muodostuu ainakin yksi pari pyörteitä, jotka reunustavat laminaarin virtauksen vyöhykettä ja että aines tuodaan venyvässä tilassa lähellä tätä vyöhykettä olevalle alueelle, indusoidut ilmavirrat, jotka niin kuin edellä on selitetty, automaattisesti kompensoivat mahdolliset ojennusvirheet, automaattisesti tempaavat ainessäikeen mukaansa tähän vyöhykkeeseen, mikä johtaa venyvän aineksen järjestelmään syötön stabiloitumiseen. Tämä stabiloituminen saavutetaan siinäkin tapauksessa, että lasin syöttönipat ovat huomattavankin matkan päässä suihkujen lähtöaukoista, joka välimatka on toivottava asianmukaisen lämpötilan säätämisen ja ylläpitämisen helpottamiseksi sekä syöttönipoissa että suihkujen lähtöaukoissa.Between these two pairs of vortices, in the region of the jet mutual collision, a laminar flow zone L associated with these vortices is formed, in the region of which the air absorption is very strong, and it is to this zone L that the glass fiber S is fed to the upper vortices. This thread is formed by a glass blank, i.e. a cone G, the position of which is displaced with respect to the jet transmitting device. Since the glass blank G is in a stretchable or molten state at the outlet end of the feed nipple, the stretchable glass thread S deviates from the original position of the blank in the laminar flow zone L due to the induced strong flow of air, and this phenomenon ensures As a result, even if the extension of the glass feed nipple 18 with respect to the jet pair is slightly deficient, the flow of induced air automatically compensates for this deficiency and directs the glass fiber to its correct position Thus, it will be appreciated that flank the laminar flow zone and that the material is introduced in a stretchable state to an area near that zone, the induced airflows, which, as described above, automatically compensate for possible extension errors, automatically entrain the material thread into that zone, resulting in stabilization of the stretchable material supply to the system. This stabilization is achieved even if the glass feed nipples are at a considerable distance from the jet outlets, a distance which is desirable to facilitate proper temperature control and maintenance at both the feed nipples and the jet outlets.

Laminaarin vyöhykkeen L alavirran puolella pyörreparilla tu, tu mutta 8 6281 2 myös pyörreparilla tl, tl on taipumus sulautua yhteen, ja kun virtaus etenee alavirtaan päin, niillä on taipumus menettää identiteettinsä, niin kuin kuviossa 2 on esitetty siinä leikkauksessa, joka esittää suihkuista c, c syntyneitä kahta pyörreparia. Jokaisen suihkuparin yhdistynyt virtaus etenee sitten alaspäin, ja tunkeutuu päävirran 10 sisään, niin kuin on esitetty sen virtauksen osalta, joka on peräisin suihkuparista b, b. Yhdistynyt suihku muodostaa sitten päävirran kanssa tämän sisässä sen vuorovaikutusvyöhykkeen, joka on täydellisesti analysoitu edellämainitussa patenttijulkaisussa ja joka käsittää täydentävän pyörreparin T.On the downstream side of the laminar zone L, the vortex pair tu, tu, but also the vortex pair t1, t1 tends to merge together, and as the flow proceeds downstream, they tend to lose their identity, as shown in Fig. 2 in the section showing the jets c, c two pairs of vortices born. The combined flow of each pair of jets then propagates downwards and penetrates into the main stream 10, as shown for the flow from the pair of jets b, b. The combined jet then forms with it the interaction zone completely analyzed in the above-mentioned patent publication and comprising complementary vortex pair T.

Huomattakoon, että jokainen taso, joka sisältää saman parin suihkujen keskiviivat, leikkaa päävirtaa mieluimmin suoraa myöten, joka on käytännöllisesti katsoen yhdensuuntainen päävirran etenemissuunnan kanssa.It should be noted that each plane containing the centerlines of the same pair of jets preferably intersects the main stream in a straight line that is substantially parallel to the direction of travel of the main stream.

Jokainen lasisäie S joutuu täten alttiiksi primäärivenytykselle yhtyneiden suihkujen virtauksessa, laminaarin virtauksen vyöhykkeen eli lasin syöttökohdan ja sen kohdan välillä, jossa suihku tunkeutuu päävirran sisään, minkä jälkeen osaksi venytetty säie joutuu alttiiksi lisäveny-tykselle mainitun virtauksen vuorovaikutusvyöhykkeessä päävirran kanssa. Kuvioista näkyy, että nämä kaksi venytysvaihetta tapahtuvat ilman lasisäikeen katkeamista, niin että jokaisesta säikeesta muodostuu yksi ainoa kuitu.Each glass filament S is thus subjected to primary stretching in the flow of the converged jets, between the laminar flow zone, i.e. the glass feed point and the point where the jet penetrates the main stream, after which the partially stretched filament is subjected to further stretching in said flow interaction zone. It can be seen from the figures that these two stretching steps take place without breaking the glass fiber, so that each fiber forms a single fiber.

Jotta jokaiseen kuidutuskeskukseen saataisiin aikaan edellä selitetty prosessi, tarkemmin sanottuna pyörreparien muodostuminen, joista kukin reunustaa laminaarin virtauksen vyöhykettä, käytetään suihkuparia, jonka molemmilla suihkuilla mieluimmin on yhtä suuri liike-energia tila-vuusyksikköä kohti. Myös näiden suihkujen poikkileikkaukset olkoot pinta-alaltaan mieluimmin yhtä suuret, joskin on mahdollista sallia pieni erotus näiden pinta-alojen välillä, varsinkin jos näiden kahden suihkun liike-energiat tilavuusyksikköä kohti ovat käytännöllisesti katsoen samat. Lisäksi yhden kuidutuskeskuksen kahden suihkun poikkileikkaukset ovat edullisesti saunan muotoiset.In order to carry out the process described above for each defibering center, in particular the formation of vortex pairs, each of which borders the flow zone of the laminar, a pair of jets is used, both jets preferably having equal kinetic energy per unit volume. Also, the cross-sections of these jets should preferably have the same area, although it is possible to allow a small difference between these areas, especially if the kinetic energies of the two jets per unit volume are practically the same. In addition, the cross-sections of the two showers of one defibering center are preferably in the shape of a sauna.

Lisäksi ei ole välttämätöntä, että suihkun poikkileikkauksen mitat ovat täsmälleen samat suihkujen keskiviivat sisältävän tason suunnassa ja siihen nähden kohtisuorassa suunnassa, ja sitäpaitsi näiden kahden mitan ei tarvitse välttämättä olla yhtä suuret kuin saman parin toisen suihkun vastaavat mitat. Kuitenkin on toivottavaa ja edullista, että 9 62812 nämä mitat ovat samat tai hyvin lähellä toisiaan yhdessä suihkussa, mutta myös kuidutuskeskuksen kahdessa suihkussa. Ja lisäksi on toivottavaa, että naapurisuihkuparien suihkut ovat olennaisesti samanmittaiset, jotta laminaarin virtauksen vyöhykkeitä reunustavat pyörreparit voisivat muodostua yhdenmukaisiksi silloin kun kukin yhdistynyt virtaus törmää naapurivirtaukseen sivusuuntaan levitessään. Tämä vierettäis-ten kuidutuskeskusten suihkujen täydellinen yhtäläisyys tekee mahdolliseksi saavuttaa yhdenmukaiset kuidutusolosuhteet suihkujen päävirtaan sisään tunkeutuessa syntyvissä eri vuorovaikutusvyöhykkeissä.Furthermore, it is not necessary that the cross-sectional dimensions of the jet be exactly the same in the direction of the plane containing the centerlines of the jets and in a direction perpendicular thereto, and moreover the two dimensions need not be equal to the corresponding dimensions of another jet of the same pair. However, it is desirable and preferred that these dimensions be the same or very close to each other in one shower, but also in the two showers of the defibering center. And further, it is desirable that the jets of adjacent jet pairs be substantially the same size so that the vortex pairs flanking the zones of laminar flow can become uniform when each combined flow impinges on the adjacent flow as it propagates laterally. This perfect similarity of the jets of adjacent defibering centers makes it possible to achieve uniform defibering conditions in the different interaction zones created by the intrusion of the jets into the main stream.

Jokaisesta suihkuparista syntynyttä virtausta voidaan käyttää kuitujen valmistukseen, turvautumatta päävirtaan. Useimmissa tapauksissa ja varsinkin verraten hienojen kuitujen valmistamiseksi käytetään kuitenkin mieluimmin paitsi yhden suihkuparin virtauksessa tapahtuvaa primää-rivenytystä, myös täydennysvenytystä, joka tapahtuu tämän virtauksen tunkeutuessa päävirran sisään syntyneessä vuorovaikutusvyöhykkeessä.The flow generated from each pair of jets can be used to make the fibers, without resorting to the main stream. In most cases, however, and especially for the production of relatively fine fibers, it is preferable to use not only primary stretching in the flow of one pair of jets, but also complementary stretching, which occurs when this flow penetrates the interaction zone generated inside the main stream.

Jotta tämä sisääntunkeutuminen tapahtuisi, yhdistyneen virtauksen liike-energian tilavuusyksikköä kohti on oltava suurempi kuin päävirran, sen saavuttaessa tämän.For this intrusion to occur, the combined flow per unit volume of kinetic energy must be greater than the main flow when it reaches this.

Huomattakoon myös, että näillä pareiksi ryhmitetyillä suihkuilla on oltava tietyt spesifiset ominaisuudet muodostaakseen laminaarin virtauksen vyöhykkeen, johon lasisäie voidaan syöttää sen katkeamatta. Itse asiassa on tärkeätä, että niiden keskiviivat sijaitsevat käytännöllisesti katsoen samassa tasossa ja kohtaavat siinä toisensa, mieluimmin terävässä kulmassa jonka arvo edullisesti on jäljempänä esitettävissä rajoissa. Muitakin parametrejä, jotka on eritelty kuvioissa 5, 6 ja 7, on myös otettava huomioon.It should also be noted that these paired jets must have certain specific properties in order to form a zone of flow in the laminar into which the glass fiber can be fed without breaking. In fact, it is important that their centerlines are located in substantially the same plane and meet each other therein, preferably at a sharp angle, the value of which is preferably within the limits set forth below. Other parameters specified in Figures 5, 6 and 7 must also be considered.

Kuvio 5 esittää leikkauksena, samalla tavoin kuin kuvio 3, niitä laitteen kolmea pääelintä, joita käytetään kuidutuskeskuksen muodostamiseen, nimittäin päävirran kehitintä, suihkujen lähetyslaitetta ja venytettävän aineksen syötön lähdettä. Siihen on merkitty, samoin kuin myös kuvioihin 6 ja 7, symbolit, jotka tarkoittavat eri parametrejä, kuten ulottuvuuksia ja kulmia, joita seuraavat taulukot koskevat, joissa taulukoissa on annettu ulottuvuuksien ja kulmien sopivimmat vaihtelualueet ja niiden ensisijaiset arvot.Fig. 5 is a sectional view, similar to Fig. 3, of the three main members of the apparatus used to form the fiberization center, namely, the main current generator, the jet transmitter, and the source of material to be stretched. It is marked, as in Figures 6 and 7, by symbols denoting the various parameters, such as dimensions and angles, to which the following tables refer, in which tables the most suitable ranges of dimensions and angles and their preferred values are given.

10 6281 210 6281 2

Taulukko ITable I

Vetolevy ja venytettävän aineksen syöttönipat.Traction plate and stretch material feed nipples.

Symboli Ensisijainen arvo (mm) Vaihtelualue dT 2 1-5 1T 1 1 - ^ 1R 5 0-10 dR 2 1-5 dR 5 1-10Symbol Primary value (mm) Range dT 2 1-5 1T 1 1 - ^ 1R 5 0-10 dR 2 1-5 dR 5 1-10

Ilmaisu "venytettävän aineksen syöttöaukko", jota tässä selityksessä käytetään, on käsitettävä hyvin laajassa merkityksessä. Itse asiassa se voi tarkoittaa joko erillistä, yhteen ainoaan suihkupariin liittyvää aukkoa tai sarjaa aukkoja, joista kukin sijaitsee esimerkiksi syöt-tönipan päässä, tai useille kulutuskeskuksille yhteistä syöttörakoa sellaista kuin ranskalaisessa patenttijulkaisussa 2 223 318 on selitetty. Silloin kun aukkorivi on korvattu raolla, joka liittyy suihkupari-riviin ja on poikittaisena päävirtaan nähden, raosta lähtevä venytettävä aines jakaantuu sarjaksi kartioita ja säikeitä suihkuparien ja niiden eri kuidutuskeskuksiin indusoimien ilmavirtojen vaikutuksesta. Indusoidut virrat vievät jokaisen muodostuneen lasisäikeen mukanaan vastaavaan laminaarin virtauksen vyöhykkeeseen. Tässä tapauksessa jokaisen lasikartion keskiviiva sijoittuu automaattisesti siihen tasoon joka sisältää vastaavan suihkuparin suihkujen keskiviivat.The term "stretchable material feed port" as used in this specification is to be understood in a very broad sense. In fact, it can mean either a separate opening connected to a single pair of jets or a series of openings, each located at the end of a feed nipple, for example, or a feed slot common to several consumption centers, as described in French Patent 2,223,318. When the orifice row is replaced by a slot associated with the jet pair row and transverse to the main stream, the stretchable material exiting the slot is divided into a series of cones and strands by the jet pairs and their air currents induced at different fiberization centers. The induced currents take each formed glass fiber with it to the corresponding laminar flow zone. In this case, the center line of each glass cone is automatically located in the plane containing the center lines of the jets of the corresponding shower pair.

Taulukko II Suihkuparien lähtöTable II Output of shower pairs

Symboli Ensisijainen arvo (mm, astetta) Vaihtelualue dJX 2 0,5-4 dJ2 2 0,5-4 3 1 -LjS 5 2-10 oJJ 45 10 - 90 aJB 45 20 - 90 11 62 812Symbol Primary value (mm, degrees) Range dJX 2 0.5-4 dJ2 2 0.5-4 3 1 -LjS 5 2-10 oJJ 45 10 - 90 aJB 45 20 - 90 11 62 812

Mitä tulee suihkuparien lähetyslaitteeseen, huomattakoon, että tämä voi koostua myös kahdesta päällettäisestä suihkujen jakolaatikosta, jossa kummassakin on etuseinässä yksi rivi aukkoja, sijoitettuina niin, että tämä kahden jakolaatikon ryhmä muodostaa lähtöaukkoparit, joilla on edellä selitetyt tunnusmerkit.As for the jet pair transmitting device, it should be noted that this may also consist of two superimposed jet distribution boxes, each with one row of openings in the front wall, arranged so that this group of two distribution boxes forms outlet pairs with the characteristics described above.

Taulukko IIITable III

PäävirtaMain power

Symboli Ensisijainen arvo (mm) Vaihtelua Lue lg 10 5 - 20Symbol Default value (mm) Variation Read section 10 5 - 20

Taulukko IVTable IV

Eri elinten keskinäiset asematMutual positions of different bodies

Symboli Ensisijainen arvo (mm) Vaihtelualue ZJF 8 1 - 15 ZJp 17 12 - 30 XRT 0 -20-+5 £Symbol Default value (mm) Range ZJF 8 1 - 15 ZJp 17 12 - 30 XRT 0 -20- + 5 £

Symbolin XBJ negatiiviset arvot vastaavat kuviossa 3 esitettyä tapausta, jossa kustakin kuidutuskeskuksesta lähteneiden kahden suihkun kulkuratojen eli keskiviivojen leikkauspiste sijaitsee sen putken alavirran puolella, josta päävirta lähtee, päävirran etenemissuuntaan nähden.The negative values of the symbol XBJ correspond to the case shown in Fig. 3, where the intersection of the paths of the two jets leaving each defibering center, i.e. the center lines, is located downstream of the main stream from which the main stream originates.

Kuidutuskeskusten lukumäärä voi olla jopa 150, mutta normaalissa lasin tai sen kaltaisen lämpöplastisen aineksen kuidutuslaitoksessa kelvollisessa vetolevyssä on esimerkiksi 70 syöttönippaa.The number of defibering centers can be as high as 150, but in a normal defibering plant for glass or similar thermoplastic material, a valid draw plate has, for example, 70 feed nipples.

Huomattakoon myös, että esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelmän käyttöolosuhteen vaihtelevat monista tekijöistä, esimerkiksi kuidutetta-van aineksen ominaisuuksista riippuen.It should also be noted that the operating conditions of the system of the present invention vary depending on many factors, for example, the properties of the material to be defibered.

Niin kuin edellä on mainittu, esillä olevaa keksintöä voidaan sovelluttaa laajalti vaihteleviin venytettävissä oleviin aineksiin. Lasin ja muiden epäorgaanisten lämpöplastisten ainesten venyttämisen tapauksessa 12 6281 2 vetolevyn eli syötön lähteen lämpötila tosin vaihtelee kulloinkin kui-dutettavana olevan aineksen mukaan, ja yleensä lämpötila-alueella, joka voi olla noin 1400 ja noin l800°C välillä. Tavanomaisten lasiseosten tapauksessa vetolevyn lämpötila on noin l480°C.As mentioned above, the present invention can be applied to a wide variety of stretchable materials. However, in the case of stretching glass and other inorganic thermoplastics, the temperature of the drawing plate or feed source varies depending on the material to be fiberized, and generally in the temperature range of about 1400 to about 1800 ° C. In the case of conventional glass alloys, the temperature of the drawing plate is about 1480 ° C.

Yksikkö-virtausnopeus voi vaihdella 20 ja 150 kg välillä aukkoa kohti 24 tunnissa, ja tyypilliset arvot ovat 40 ja 60 kg välillä reikää kohti 24 tunnissa.The unit flow rate can range from 20 to 150 kg per opening in 24 hours, and typical values are between 40 and 60 kg per hole in 24 hours.

Tärkeitä ovat myös eräät suihkua ja päävirtaa koskevat arvot, jotka on esitetty seuraavissa taulukoissa, joissa käytetään seuraavia symboleja: P = paino T = lämpötila V = nopeus p = ominaismassaAlso important are some values for the jet and mainstream, which are given in the following tables using the following symbols: P = weight T = temperature V = speed p = specific gravity

Taulukko V Kunkin suihkun lähtöTable V Output of each shower

Symboli Ensisijainen arvo VaihtelualueSymbol Primary value Range

Pj baria 2,5 1-15Pj baria 2.5 1-15

Tj (°C) 20 0 - 1500Tj (° C) 20 0 - 1500

Vj (m/sek) 330 330 - 900Vj (m / sec) 330 330 - 900

PjV2j (baria) 2,1 0,8 - 40PjV2j (baria) 2.1 0.8 - 40

Taulukko VITable VI

PäävirtaMain power

Symboli Ensisijainen arvo Vaihtelualue PB (mbaria) 95 30 - 250 TB (°C) 1450 1350 - 1800Symbol Default value Range PB (mbar) 95 30 - 250 TB (° C) 1450 1350 - 1800

Vg (m/sek) 320 200 - 550 ρΒγ2Β (baria) 0,2 . 0,06 - 0,5 6281 2 13Vg (m / sec) 320 200 - 550 ρΒγ2Β (baria) 0.2. 0.06 - 0.5 6281 2 13

Silloin kun venytys suoritetaan kahdessa vaiheessa käyttäen sekä kak-soissuihkujärjestelmää että päävirtaa, suihkujen yhtyneen virtauksen leveys ja mieluimmin poikkileikkauskin olkoon pienempi kuin päävirran, ja tämä virtaus tunkeutuu päävirtaan muodostaen vuorovaikutusvyöhykkeen, jossa venytyksen toinen vaihe tapahtuu. Tätä tarkoitusta varten suihkujen yhtyneellä virtauksella on oltava suurempi liike-energia tila-vuusyksikköä kohti kuin päävirralla niiden vuorovaikutusvyöhykkeessä. Suihkuvirran saavuttaessa päävirran, sen liike-energia tilavuusyksikköä kohti voi olla esimerkiksi noin 10 kertaa niin suuri kuin päävirran, eli:When stretching is performed in two stages using both a double jet system and a main stream, the width and preferably the cross-section of the jets should be smaller than the main stream, and this flow penetrates the main stream to form an interaction zone where the second stage of stretching takes place. For this purpose, the combined flow of the jets must have a higher kinetic energy per unit volume than the main current in their interaction zone. When the jet stream reaches the main stream, its kinetic energy per unit volume can be, for example, about 10 times as large as the main stream, i.e.:

>Jt2J> Jt2J

“b^b Tässä samassa kaksivaiheisessa venytyksessä, niin mitä tulee suihkupa-riin, kuten edellä jo on mainittu, on toivottavaa, että nämä kaksi suihkua ovat likimäärin saman kokoiset ja että myös niiden nopeus ja liike-energia ovat samat. Tietty erotus voidaan kuitenkin sallia ainakin eräisiin parametreihin nähden.“B ^ b In this same two-stage stretch, as far as the pair of jets is concerned, as already mentioned above, it is desirable that the two jets are of approximately the same size and that their speed and kinetic energy are also the same. However, a certain difference can be allowed for at least some parameters.

Keksintö tarjoaa lukuisia etuja, varsinkin kuidutettaessa erilaisia aineksia ja varsinkin mineraalisia lämpöplastisia seoksia kuten lasia ja muita sen kaltaisia aineita.The invention offers numerous advantages, especially in the defibering of various materials and in particular mineral thermoplastic mixtures such as glass and the like.

Keksinnön tärkeiden etujen ja ominaisuuksien joukossa huomattakoot erityisesti seuraavat:Among the important advantages and features of the invention are the following in particular:

Keksinnön ensisijaisessa sovellutusmuodossa, jossa jokaiseen kuidutus-keskukseen kuuluvan suihkuparin tehtävänä lisäksi on johtaa venytettävä aines yhdistyneen virtauksen tunkeutuessa päävirran sisään muodostuneeseen vuorovaikutusvyöhykkeeseen, tällaisen suihkuparin käyttö saa aikaan stabiliteetin venytettävää ainetta olevan aineksen syötössä toisaalta suihkuista syntyneeseen virtaukseen mutta toisaalta myös vuorovaikutusvyöhykkeeseen päävirran kanssa. Lisäksi tämä syötön stabiliteetti saavutetaan siinäkin tapauksessa, että kunkin kuidutuskeskuksen pääelinten, nimittäin venytettävän aineksen syötön lähteen, suihkujen lähetyslaitteen ja päävirran kehittimen välillä on huomattavakin välimatka. Tällainen välimatka on hyvin tärkeä lukuisista syistä, varsinkin koska on toivottavaa välttää liiallisia lämmönsiirtymiä kuidutus-järjestelmän eri elinten välillä; erityisesti se mahdollistaa toivottujen lämpötilaolosuhteiden aikaansaamisen ja pysäyttämisen kussakin eli- 6281 2 messä, mikä lämpötilojen tarkka säätö on toivottava säännöllisen kui- dutuksen ja niin ollen myös laadultaan hyvien kuitujen saavuttamiseksi.In a preferred embodiment of the invention, in which the pair of jets belonging to each defibering center also has the function of introducing the stretchable material into the interaction zone formed by the combined flow into the main stream, the use of such a pair of jets provides stability in In addition, this supply stability is achieved even if there is a considerable distance between the main members of each defibering center, namely the source of the material to be stretched, the jet transmitter and the main current generator. Such a distance is very important for a number of reasons, especially since it is desirable to avoid excessive heat transfer between the various members of the defibering system; in particular, it makes it possible to achieve and stop the desired temperature conditions in each member, which precise control of the temperatures is desirable in order to achieve regular fiberization and thus also fibers of good quality.

1414

Mitä näihin lämpötiloihin tulee, huomattakoon vielä, että suihkuun on edullista käyttää sellaista kaasua kuin paineilmaa, jonka lämpötila on lähellä ympäristön lämpötilaa, koska venytettävän aineksen, esimerkiksi lasin, syötön lähde ja päävirran kehitin pysytetään molemmat verraten korkeassa lämpötilassa. Näitä lämpötilaerotuksia voidaan tehokkaasti noudattaa keksinnön mukaisessa järjestelmässä tämän, järjestelmän eri elinten melko kauaksi toisistaan sijoittamisen mahdollisuuden ansiosta.With respect to these temperatures, it should also be noted that it is preferable to use a gas such as compressed air at a temperature close to ambient temperature because the source of the material to be stretched, such as glass, and the main current generator are both kept at a relatively high temperature. These temperature differences can be effectively observed in the system according to the invention thanks to this possibility of placing the different members of the system quite far apart.

Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisessa laitteessa edellä mainitut edut voidaan saavuttaa tarvitsematta sijoittaa mitään mekaanista elintä pitkin kuhunkin kuidutuskeskukseen virtaavan yksityisen suihkun tai yhtyneen suihkuparin kulkutietä, ja vieläpä tarvitsematta säätää sen asemaa tarkasti. Itse asiassahan muistetaan, että toisaalta virtauksen leviäminen sivuille päin johtuu kunkin suihkuparin suihkujen törmäämisestä toisiinsa ja että toisaalta tätä leviämistä rajoittaa, eli häiritsee naapureina olevien suihkuparien välimatkan säätö yhden kuidu-tuskeskuksen virtauksen saattamiseksi törmäämään naapurivirtauksiinsa. Tämä nimenomainen sovitus mahdollistaa yhtyneiden suihkujen sivuttäisen leviämisen rajoittamisen ja siis laminaarin virtauksen vyöhykkeitä reunustavien pyörreparien kehittymisen sijoittamatta mitään mekaanista elintä suihkujen kulkuteille ja niin ollen tarvitsematta ottaa huomioon kulumisen, lämpövahingoittumisen tai elinten tarkan sijoittamisen probleemoja, joita väistämättä kohdataan silloin kun pyörteiden kehittyminen suihkuihin liittyy tällaisten mekaanisten elinten käyttöön. Tämä erinomaisen edullinen mahdollisuus käyttää minimaalisesti mekaanisia rakenteita venyvän aineksen syötön läheisyydessä pienentää lisäksi kui-dutetun aineksen niihin tarttumisen ja kertymisen riskejä.Furthermore, in the apparatus of the present invention, the above advantages can be achieved without having to place any mechanical member along the path of a private jet or a combined pair of jets flowing to each defibering center, and even without having to precisely adjust its position. In fact, it is remembered that on the one hand the flow propagation to the sides is due to the jets of each jet pair colliding with each other and that on the other hand this spread is limited, i.e. This particular arrangement makes it possible to limit the lateral propagation of the combined jets and thus the development of vortex pairs flanking the laminar flow zones without placing any mechanical member in the jet passageways and thus without having to take into account the problems of wear, thermal damage or precision for use. This extremely advantageous possibility of using minimally mechanical structures in the vicinity of the supply of stretchable material further reduces the risks of the fibrous material adhering to and accumulating in them.

Claims (17)

1. Menetelmä kuitujen muodostamiseksi venytettävästä aineksesta, erityisesti lämpöplastisesta mineraaliaineksesta, jonka mukaan ainessäikeitä venytetään kaasusuihkujen avulla vähintään yhdessä venytysvaiheessa, tunnettu siitä, että kehitetään sarja kaasusuihkupareja, jotka ovat sivusuunnassa etäisyyden päässä toisistaan ja joista kukin käsittää kaksi suihkua, joiden liike-energia tilavuusyksikköä kohti on olennaisesti yhtä suuri, näitä kahta suihkua ohjataan käytännöllisesti katsoen samassa tasossa toisiaan läheneviin suuntiin, jolloin suihkut, tör-mättyään toisiinsa, muodostavat yhdistetyn virtauksen; kunkin yhdistetyn virtauksen sivullepäin leviämistä rajoitetaan törmäyksellä vierekkäisiin virtauksiin siten, että kussakin niistä muodostetaan vähintään kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää pyörrettä; venytettävässä tilassa oleva ainessäie viedään kutakin suihkuparia kohti, jolloin kukin säie viedään indusoituihin kaasuihin kahden suihkun välisen kulman ulkopuolelta ja viedään sitten yhdistettyyn virtaukseen, jossa se venytetään; ja mahdollisesti kehitetään pääkaasuvirta kulmassa yhdistettyihin virtausten sarjaan nähden.A method for forming fibers from a stretchable material, in particular a thermoplastic mineral material, comprising stretching the filaments by means of gas jets in at least one stretching step, characterized by developing a series of laterally spaced gas jet pairs each comprising two jets per unit of kinetic energy substantially equal, the two jets being directed in substantially the same plane in converging directions, the jets, when colliding with each other, forming a combined flow; the lateral propagation of each combined flow is limited by the impact on adjacent flows so that at least two vortices rotating in opposite directions are formed in each of them; the filament of material in the stretchable state is introduced towards each pair of jets, each filament being introduced into the induced gases from outside the angle between the two jets and then introduced into the combined flow in which it is stretched; and possibly generating a main gas flow at an angle to the connected series of flows. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kehitetään kuhunkin kaasusuihkupariin kaksi suihkua, joiden poikkileikkaukset ovat yhtä suuret ja saman muotoiset.A method according to claim 1, characterized in that two jets with equal cross-sections and the same shape are developed in each pair of gas jets. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin venytettävää ainesta oleva säie viedään suihkuparia kohti kohdassa, joka sijaitsee kulloinkin vastaavan suihkuparin akselit sisältävässä tasossa.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that each strand of stretchable material is introduced towards the pair of jets at a position which is in each case in the plane containing the axes of the respective pair of jets. 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainessäie, joka on viety kutakin suihku-paria kohti, ohjataan laminaarivirtauksen vyöhykkeeseen, jota reunustaa vastakkaisiin suuntiin pyörivät pyörteet.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the filament of material introduced towards each pair of jets is directed to a zone of laminar flow which is bordered by vortices rotating in opposite directions. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin kaasusuihkun liike-energia tilavuus-yksikköä kohti on noin 0,8-40 baria.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the kinetic energy of each gas jet per unit volume is approximately 0.8 to 40 bar. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasusuihkun paine on 1-15 baria. 6281 2 16Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure of the gas jet is 1 to 15 bar. 6281 2 16 7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin suihkuparin kaksi suihkua kehitetään suuntiin, joiden muodostama kulma on 10° ja 90° välillä.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the two jets of each pair of jets are developed in directions formed by an angle between 10 ° and 90 °. 8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdistetyn virtauksen poikkisuunnas-sa ohjataan pääkaasuvirta, jonka pinta-ala on suurempi,mutta liike-energia tilavuusyksikköä kohti pienempi kuin kunkin yhdistetyn virtauksen, ja mainitut virtaukset saatetaan tunkeutumaan päävirtaan vuorovaikutusvyöhykkeiden luomiseksi siihen, jolloin kukin ainessäie viedään päävirran vuorovaikutusvyöhykkeeseen, missä se saatetaan alttiiksi täydentävälle venytykselle.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a main gas flow having a larger surface area but less kinetic energy per unit volume than each combined flow is directed in the transverse direction of the combined flow, and said flows are penetrated into the main flow to create interaction zones therein, each strand of material is introduced into the mainstream interaction zone where it is subjected to complementary stretching. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päävirran liike-eneriga tilavuusyksikköä kohti on 0,06-0,5 baria.Method according to Claim 8, characterized in that the kinetic energy of the main current per unit volume is 0.06 to 0.5 bar. 10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päävirran paine on noin 30-250 millibaria.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the main flow pressure is about 30 to 250 millibars. 11. Laite kuitujen valmistamiseksi venytettävästä aineksesta patenttivaatimuksen 1-10 mukaisella menetelmällä, joka laite käsittää vähintään yhden kaasusuihkujen ulosvirtauslaitteen, joka on varustettu ulosvirtausaukoilla, venytettävän aineksen syöttö-lähteen, joka on varustettu vähintään yhdellä syöttöaukolla, ja mahdollisesti pääkaasuvirran kehittimen, t u n ne t t u siitä, että kaasusuihkujen ulosvirtauslaite käsittää useita aukkopare-ja (14-15; l4a-15a; l4b-15b; l4c-15c), jotka ovat sivusuunnassa etäisyyden päässä toisistaan, jolloin kunkin parin kahdella aukolla on toisiaan lähenevät akselit, jotka sijaitsevat käytännöllisesti katsoen samassa tasossa, ja että venytettävän aineksen syöttöaukko (18a) on sijoitettu kaasusuihkupariin nähden näiden kahden suihkun ulosvirtausaukkojen (l4a-15a) akselien välisen kulman ulkopuolelle.Apparatus for producing fibers from a stretchable material according to a method according to claims 1 to 10, comprising at least one gas jet outflow device provided with outflow openings, a stretchable material supply source provided with at least one inlet, and optionally a main gas flow generator known therefrom, that the gas jet outflow device comprises a plurality of pairs of orifices (14-15; 14a-15a; 14b-15b; 14c-15c) spaced laterally apart, the two orifices of each pair having converging shafts located in substantially the same plane, and that the material supply opening (18a) to be stretched is located outside the angle between the axes of the two jet outflow openings (14a-15a) relative to the pair of gas jets. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että venytettävän aineksen syöttöaukko sijaitsee tasossa, joka sisältää mainitun suihkuparin ulosvirtausaukkojen akselit. 17 6281 2Device according to claim 11, characterized in that the supply opening for the material to be stretched is located in a plane containing the axes of the outflow openings of said pair of jets. 17 6281 2 13· Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että suihkuparin kahden ulosvirtausaukon poikkileikkaukset ovat yhtä suuria.Device according to Claim 11 or 12, characterized in that the cross-sections of the two outflow openings of the spray pair are equal. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että pääkaasuvirran (10) kehitin (8) on sijoitettu matkan päähän kaasusuihkuparien ulosvirtausaukosta tai ulosvirtaus-aukoista, jolloin pääkaasuvirran ulosvirtausaukon (9) akseli on suunnattu kulmassa suihkuparin muodostaman kunkin yhdistetyn virtauksen kulkurataan nähden, ja että päävirran kehittimen ulos-virtausaukko on leveydeltään suurempi kuin suihkujen ulosvirta-usaukot.Device according to one of Claims 11 to 13, characterized in that the generator (8) of the main gas stream (10) is located at a distance from the outlet or outlets of the gas jet pairs, the axis of the main gas stream outlet (9) being oriented at an angle to each jet. , and that the outflow opening of the main current generator is wider than the outflow outlets of the jets. 15· Jonkin patenttivaatimuksen 11-14 mukainen laite, tunnettu siitä, että saman suihkuparin kahden ulosvirtausaukon akselien muodostama kulma on 10° ja 90° välillä.Device according to one of Claims 11 to 14, characterized in that the angle formed by the axes of the two outflow openings of the same pair of jets is between 10 ° and 90 °. 15 6281 215 6281 2 16. Jonkin patenttivaatimuksen 11-15 mukainen laite, tunnettu siitä, että suihkujen ulosvirtausaukkoparit sijaitsevat suihkujen jakolaatikon (11) etuseinässä.Device according to one of Claims 11 to 15, characterized in that the pairs of jet outflow openings are located in the front wall of the jet distribution box (11). 17. Jonkin patenttivaatimuksen 11-16 mukainen laite, tunnettu siitä, että kukin taso, joka sisältää suihkuparin kahden ulosvirtausaukon akselit, leikkaa päävirtaa suoraa pitkin, joka on käytännöllisesti katsoen yhdensuuntainen päävirran ulosvirtausaukon akselin kanssa.Device according to one of Claims 11 to 16, characterized in that each plane comprising the axes of the two outflow openings of the jet pair intersects the main current along a line which is substantially parallel to the axis of the main outflow opening.