NO123870B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning til fremstilling av Method and device for the production of

fibre av termoplastisk materiale ved fibers of thermoplastic material by

slyngning fra roterende vinger. hurling from rotating wings.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av fibre av termoplastisk mineralsk eller organisk materiale i viskøs tilstand, f.eks. glass, sten eller slagg. The present invention relates to the production of fibers of thermoplastic mineral or organic material in a viscous state, e.g. glass, stone or slag.

I henhold til oppfinnelsen blir det smeltede materiale brakt i kontakt med roterende blader eller liknende, som hvert- bringer med seg en del av materialet på overflaten, hvilket materiale så føres ut mot bladets ende av sentrifugalkraft og slipper fri fra bladet i form av.filamenter som så blir fortynnet til fibre. Materialet kan bringes i kontakt med bladene i form av eh.eller flere strenger som' treffes av bladene. Strengene lean bringes- i kontakt med bladene etter at strengene er oppdelt på forhånd. According to the invention, the molten material is brought into contact with rotating blades or the like, each of which brings with it a part of the material on the surface, which material is then carried out towards the end of the blade by centrifugal force and escapes from the blade in the form of filaments which is then diluted into fibres. The material can be brought into contact with the blades in the form of one or more strings which are hit by the blades. The strings lean are brought into contact with the blades after the strings have been divided in advance.

Oppfinnelsen vedrører følgelig en fremgangsmåte til fremstilling av fibre av termoplastisk materiale, såsom fibre av glass, sten, slagg og liknende,idet fremgangsmåten er karakterisert ved at materialet bringes over på blader eller tilsvarende organer på en roterende del i en retning som fortrinnsvis er parallell med rotasjonsaksen og radielt sett innenfor en oppdemningsanordning på disse organer således at det på hvert blad oppdemmes et forråd av det avdelte .materiale som påvirket av sentrifugalkraften, deretter søker å bevege seg mot bladets ytterkant som er parallell med rotasjonsaksen, ved hvilken kant materialet deler seg og unnviker fra bladet i form av tråder eller filamenter og ved at trådene eller filamentene påvirkes av en ringformet stråle av varme, gasser eller damper ved hjelp av hvilken trådene trekkes til fibre. The invention therefore relates to a method for producing fibers of thermoplastic material, such as fibers of glass, stone, slag and the like, the method being characterized in that the material is brought over to blades or similar bodies on a rotating part in a direction that is preferably parallel to the axis of rotation and seen radially within a damming device on these bodies so that a supply of the separated material is dammed up on each blade as affected by the centrifugal force, then seeks to move towards the outer edge of the blade which is parallel to the axis of rotation, at which edge the material splits and escapes from the blade in the form of threads or filaments and in that the threads or filaments are affected by an annular jet of heat, gases or steam by means of which the threads are drawn into fibers.

Videre vedrører oppfinnelsen en anordning;til fremstilling av fine fibre etter ovennevnte fremgangsmåte, idet anordningen er karakterisert ved at den omfatter et reservoar for smeltet materiale og anordninger til frembringelse av en eller flere strømmer av materiale fra dette reservoar, et roterende legeme med et antall blader som strekker seg radielt ut, en anordning for innføring av det fremmede materiale med stor hastighet i banen for bladene som slår av på hverandre følgende partier av materialet ved berøring mellom dette og forsiden av hvert blad, en innretning ved den fri ende av hvert blad for utdrivning av det avskårne materiale i form av filamenter ved hjelp av sentrifugalkraften og anordninger for strekning av fibrene som drives ut fra enden av bladene, hvorved det dannes tynne fibre,idet det ved roten av hvert blad er en anordning som holder forrådet av glass samlet over en runde av rotasjon slik at det kan slynges ut sammenhengende fibre selv om matning av materialet er intermitterende. Furthermore, the invention relates to a device for the production of fine fibers according to the above-mentioned method, the device being characterized in that it comprises a reservoir for molten material and devices for producing one or more streams of material from this reservoir, a rotating body with a number of blades which extends radially, a device for introducing the foreign material at high speed into the path of the blades which cuts off successive portions of the material by contact between this and the face of each blade, a device at the free end of each blade for expulsion of the cut material in the form of filaments by means of centrifugal force and devices for stretching the fibers which are driven out from the end of the blades, whereby thin fibers are formed, there being at the root of each blade a device which holds the supply of glass collected above a round of rotation so that continuous fibers can be thrown out even if the feeding of the material is int hermitage.

I henhold til et trekk ved.oppfinnelsen kan den del av materialet som rives med av hvert blad omdannes til filamenter ved at materialet passerer gjennom kanaler eller over punkter ved bladets ende. According to a feature of the invention, the part of the material that is torn with each blade can be converted into filaments by the material passing through channels or over points at the end of the blade.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen kan et forråd av materialet legges .på bladet av strenger av materialet som treffes av bladet, hvilken reserve avgir et sjikt av materialet som drives mot enden av bladet av sentrifugalkraften. According to another feature of the invention, a supply of the material may be deposited on the blade by strings of the material struck by the blade, which reserve gives off a layer of the material which is driven towards the end of the blade by the centrifugal force.

Hvert blad kan være skråttstillet overfor strengen eller strengene av materialet slik at dette kan fordeles jevnt, over bladets høyde selv når strengen av materialet beveger seg langsommere enn nødvendig for oppnåelse av den samme fordeling som når bladene er parallelle med strengene. Each blade can be inclined to the strand or strands of material so that this can be distributed evenly, over the height of the blade even when the strand of material moves more slowly than necessary to achieve the same distribution as when the blades are parallel to the strands.

Materialfilamentene som slippes ut fra bladene kan trekkes til fibre utelukkende av sentrifugalkraften, og i så tilfelle er det fordelaktig å holde filamentene på en ønsket temperatur ved hjelp av såkalte "myke" flammer, det vil si flammer som' ikke har noen kinetisk energi. The material filaments released from the blades can be drawn into fibers solely by centrifugal force, in which case it is advantageous to keep the filaments at a desired temperature by means of so-called "soft" flames, i.e. flames that have no kinetic energy.

Filamentene kan også trekkes ut i fibre ved hjelp av stråler av varm gass, frembrakt f.eks. ved hjelp av en spaltebrenner som står koaksialt med bladenes rotor. The filaments can also be drawn out into fibers with the help of jets of hot gas, produced e.g. by means of a slit burner which is coaxial with the rotor of the blades.

For å holde materialet på bladene i viskøs tilstand, noe som er nødvendig for dannelsen av filamentene, kan bladene være opp-varmet ved induksjon. In order to keep the material on the blades in a viscous state, which is necessary for the formation of the filaments, the blades can be heated by induction.

Oppfinnelsen omfatter også en anordning til utførelse av The invention also includes a device for carrying out

fremgangsmåten. the procedure.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere beskrevet under The invention will be described in more detail below

henvisning til tegningene der.: reference to the drawings there.:

Fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom en første utførel-ses f orm, Fig. 1 shows a vertical section through a first embodiment form,

fig. 2 viser skjematisk og sett ovenfra, en rotor med fig. 2 shows schematically and seen from above, a rotor with

bladet, the blade,

fig- 3 viser skjematisk og i perspektiv en rotor med blader, fig. H viser en detalj av et blad sett i perspektiv, fig-3 shows schematically and in perspective a rotor with blades, fig. H shows a detail of a leaf seen in perspective,

fig. 5 viser et vertikalt snitt gjennom en annen utførelses-form, fig. 5 shows a vertical section through another embodiment,

fig. 6 viser et vertikalt snitt gj_ennom nok en utførelses-f orm, fig. 6 shows a vertical section through yet another embodiment,

fig. 7~9 er detaljer av horisontale snitt for å vise hvor-ledes en viss reserve av materialet kan danne seg på et blad og fig. 7~9 are details of horizontal sections to show how a certain reserve of the material can form on a blade and

fig.. 10 viser, sett fra siden, en detalj vedrørende blader fig.. 10 shows, seen from the side, a detail concerning leaves

som står skrått i forhold til rotorens rotasjonsakse. which is oblique to the axis of rotation of the rotor.

På fig. 1-4 har en rotor 1 radielle -blader 2 <q>g rotoren dreies av en aksel 3. In fig. 1-4 have a rotor 1 radial blades 2 <q>g the rotor is turned by a shaft 3.

En.streng av smeltet glass 4 som drives frem av en blåseanordning 5, faller kontinuerlig mellom bladene. Bladene avskjærer og river med seg noe ay det smeltede glass og massen av dette avhenger av avstanden mellom bladene, rotorens hastighet og den hastighet glass-strengen faller med- En del av glasstrengen blir således presset mot bladet i sjiktform ved rotasjonen av rotoren 1 og drives mot bladets ender av sentrifugalkraften. Enden av hvert blad (fig. 4) har spisser 6 eller kanaler som deler opp glassmassen før denne slynges fra bladet. A strand of molten glass 4, driven forward by a blowing device 5, falls continuously between the leaves. The blades cut off and tear away some of the molten glass and the mass of this depends on the distance between the blades, the speed of the rotor and the speed with which the glass strand falls - Part of the glass strand is thus pressed against the blade in layer form by the rotation of the rotor 1 and is driven towards the ends of the blade by the centrifugal force. The end of each blade (fig. 4) has tips 6 or channels that divide the glass mass before it is thrown from the blade.

Filamentene 7 som slynges ut, blir omgående utsatt for virkningen av en hurtig fluidumstråle 9, f.eks. av forbrenningsgasser eller damp, noe som trekker filamentene ut i fibre. I den utførelses-form som er vist på fig. 1, blir filamentene tynnet ut av gasser fra en ringformet brenner 8 som står koaksialt med rotoren 1. The filaments 7 which are ejected are immediately exposed to the action of a fast fluid jet 9, e.g. of combustion gases or steam, which pulls the filaments out into fibres. In the embodiment shown in fig. 1, the filaments are thinned out by gases from an annular burner 8 which is coaxial with the rotor 1.

Fibrene føres videre av en ringformet vifte 10 som tilføres luft eller damp. The fibers are carried on by an annular fan 10 which is supplied with air or steam.

For at materialet skal få en tilstrekkelig lav viskositet til at det kan slynges fra bladene av sentrifugalkraften varmes disse opp med en induksjonsanordning 11 som varmer endene av bladene, særlig spissene, til den ønskede temperatur. In order for the material to have a sufficiently low viscosity so that it can be thrown from the blades by the centrifugal force, these are heated with an induction device 11 which heats the ends of the blades, especially the tips, to the desired temperature.

I den utførelsesform som er vist på fig. 5, er uttynningen av filamentene til fibre ved hjelp av hurtige fluidumstråler erstattet med uttynning kun ved hjelp av sentrifugalkraften. For å øke uttyn-ningsvirkningen holdes filamentene 7 på en passende temperatur ved hjelp av en brenner 12 som avgir "myke" flammer, det vil si flammer som ikke har noen kinetisk energi. Videreføring av de fibre som frem-kommer på denne måte foregår ved hjelp av en ringformet blåseanordning 13. En induksjonsanordning 14 er plasert konsentrisk rundt rotoren. In the embodiment shown in fig. 5, the thinning of the filaments into fibers by rapid fluid jets is replaced by thinning by centrifugal force only. In order to increase the thinning effect, the filaments 7 are kept at a suitable temperature by means of a burner 12 which emits "soft" flames, i.e. flames which have no kinetic energy. Continuation of the fibers that emerge in this way takes place with the help of a ring-shaped blowing device 13. An induction device 14 is placed concentrically around the rotor.

For at man skal få god homogenitet og jevn finhet på fibrene som frembringes må glasset strømme sammenhengende fra bladets ender. Det er derfor ønskelig å ha en reserve av materialet på hvert blad, og denne reserve må være tilstrekkelig til at filamenter kan slynges ut kontinuerlig på tross av det faktum at tilførselen er rykke-vis på grunn av hvert blads passasje forbi glasstrengen. In order to obtain good homogeneity and uniform fineness of the fibers produced, the glass must flow continuously from the ends of the blade. It is therefore desirable to have a reserve of the material on each blade, and this reserve must be sufficient so that filaments can be ejected continuously despite the fact that the supply is jerky due to the passage of each blade past the glass strand.

I utførelsesformen på fig. 6 blir en stråleliknende streng 4a av glass som først er blitt oppdelt, ført frem mellom bladene 27. Den stråleliknende streng fåes ved at man lar en streng av smeltet glass 4 falle ned på et punkt nær omkretsen av en skive 24 med spor, og strengen slynges da ut fra denne av sentrifugalkraften og i en oppdelt tilstand. Apparatet har et ringformet forbrenningskammer 24 som driver ut varme gasser med en "stor hastighet for å tynne ut filamentene 26 til fibre når disse drives ut fra bladene. Anordningen har også en blåsering 28 som tilføres luft eller damp, og, en induksjonsvarmeanord-ning. In the embodiment of fig. 6, a beam-like string 4a of glass which has first been divided is advanced between the blades 27. The beam-like string is obtained by allowing a string of molten glass 4 to fall at a point near the circumference of a disc 24 with grooves, and the string is then ejected from this by the centrifugal force and in a divided state. The apparatus has an annular combustion chamber 24 which expels hot gases at a high speed to thin the filaments 26 into fibers as they are expelled from the blades. The apparatus also has a blowing ring 28 which is supplied with air or steam, and, an induction heating device.

Fig. 7-9 viser eksempler på anordninger som gjør det Fig. 7-9 shows examples of devices that do that

mulig å ha en glassreserve for hvert blad. possible to have a glass reserve for each blade.

På fig. 7 har bladet 15 en konkav-profil sett i rotasjonsretningen (som antydet med pilen) i området nær rotoren 1. En reserve av glass bygges opp i hulningen 16 som dannes som vist. In fig. 7, the blade 15 has a concave profile seen in the direction of rotation (as indicated by the arrow) in the area near the rotor 1. A reserve of glass is built up in the hollow 16 which is formed as shown.

I eksemplet på fig.. 8 har bladet 17 en kant 18 med en passasje 19 for glasset. Reserven bygges opp bak kanten som vist. In the example of Fig. 8, the blade 17 has an edge 18 with a passage 19 for the glass. The reserve is built up behind the edge as shown.

I eksemplet på fig. 9 finnes det også en kant 18 og en passasje 19, men bladet 20 har en profil med samme krumning som den bane de utslyngede filamenter følger. Denne utformning forbedrer strømningen av'glasset ved enden av bladet. In the example of fig. 9 there is also an edge 18 and a passage 19, but the blade 20 has a profile with the same curvature as the path the ejected filaments follow. This design improves the flow of the glass at the end of the blade.

Reserven av glass på hvert blad kan reduseres eller den The reserve of glass on each leaf can be reduced or the

kan utelates hvis man øker antallet av strenger h. can be omitted if one increases the number of strings h.

I de ovennevnte utførelsesformer er det antatt at bladene følger rotorens generatriser. I dette tilfelle vil jevn fordeling av glasset over hele høyden av hvert blad bare være mulig hvis lengden av en streng som slås av, i lengde tilsvarer høyden av bladet. Dette betyr at strengen av glass må bevege seg meget hurtig og da med en hastighet på mellom 10-80 m/sek., alt etter dimensjonene av rotoren og dennes rotasjonshastighet. Rotasjonshastigheten kan reduseres hvis f.eks. bladene 21 står i en vinkel på rotasjonsaksen 22 (fig. 10). Lengden av strengen 28 som her tas med av bladet, er i dette tilfelle mindre enn bladets høyde. Lengden av strengen blir så fordelt over hele bladets overflate. Ensartetheten i denne fordeling vil avhenge av vinkelen a mellom bladet og aksen 22. Rotasjonsretningen er antydet med pilen. In the above embodiments, it is assumed that the blades follow the generatrix of the rotor. In this case, even distribution of the glass over the entire height of each leaf will only be possible if the length of a string that is cut off corresponds in length to the height of the leaf. This means that the string of glass must move very quickly and then at a speed of between 10-80 m/sec., depending on the dimensions of the rotor and its rotation speed. The rotation speed can be reduced if e.g. the blades 21 are at an angle to the axis of rotation 22 (fig. 10). The length of the string 28 which is here carried by the blade is in this case smaller than the height of the blade. The length of the string is then distributed over the entire surface of the blade. The uniformity of this distribution will depend on the angle a between the blade and the axis 22. The direction of rotation is indicated by the arrow.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av fibre av termoplastisk materiale, såsom fibre av glass, sten, slagg og liknende, karakterisert ved at materialet bringes over på blader eller tilsvarende organer på en roterende del., i en retning som fortrinnsvis er parallell med rotasjonsaksen og radielt sett innenfor en oppdemningsanordning på disse.organer, således at det på hvert blad oppdemmes et forråd av det avdelte materiale som, påvirket av sentrifugalkraften, deretter søker å bevege seg mot bladets ytterkant som er -parallell med rotasjonsaksen ved hvilken kant materialet deler seg og .unnviker fra bladet i form av tråder-eller filamenter og ved at trådene eller filamentene påvirkes av en ringformet stråle av varme gasser.eller damper1. Method for the production of fibers of thermoplastic material, such as fibers of glass, stone, slag and the like, characterized in that the material is transferred onto blades or similar organs on a rotating part, in a direction that is preferably parallel to the axis of rotation and radially set within a damming device on these organs, so that a supply of the separated material is dammed on each blade which, influenced by the centrifugal force, then seeks to move towards the outer edge of the blade which is -parallel to the axis of rotation at which edge the material splits and . escapes from the blade in the form of threads or filaments and by the threads or filaments being affected by an annular jet of hot gases or steam ved hjelp av hvilken trådene trekkes til fibre.by means of which the threads are drawn into fibres. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at materialet bringes i berøring med bladene i form av en eller flere strenger som bladene river med seg stykker av. 2. Method as stated in claim 1, characterized in that the material is brought into contact with the blades in the form of one or more strings which the blades tear off pieces of. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,karakterisert ved at strengene er oppdelt på forhånd. 3. Method as stated in claim 2, characterized in that the strings are divided in advance. 4. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at materialet på hvert blad deles opp ytterligere ved at materialet føres gjennom kanaler eller over spisser ved enden av bladet.4. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that the material on each blade is divided further by the material being guided through channels or over points at the end of the blade. 5. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at materialet som bringes over på hvert blad danner en reserve hvorfra forrådet som skal danne et sjikt av materialet tas når materialet av sentrifugalkraften drives mot bladets ytterkant. 5. Method as specified in any of the preceding claims, characterized in that the material that is brought over to each blade forms a reserve from which the supply that is to form a layer of the material is taken when the material is driven by the centrifugal force towards the outer edge of the blade. 6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at filamentene tynnes eller strekkes av sentrifugalkraften mens filamentene holdes0på en ønsket temperatur ved hjelp av "myke" flammer.6. Method as stated in claim 1, characterized in that the filaments are thinned or stretched by the centrifugal force while the filaments are kept at a desired temperature by means of "soft" flames. 7. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at bladets ender opp-varmes . 7. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that the ends of the blade are heated. 8. Anordning til fremstilling av fine fibre etter den fremgangsmåte som er angitt i krav 1,karakterisert ved at den omfatter et reservoar for smeltet materiale og anordninger til frembringelse av en eller flere strømmer (4, 4a) av materialet fra dette reservoar, et roterende legeme (1) med et antall blader (2) som strekker seg radialt ut, en anordning (5, 24) for innføring av det fremmatede materiale med stor hastighet i banen for bladene (2) som slår av på hverandre følgende partier'av materialet ved berøring mellom dette og forsiden av hvert blad (2), en innretning (6) ved den fri ende av hvert blad (2) for utdrivnihg av det avskårne materiale i-form av filamenter (7) ved hjelp av sentrifugalkraften og anordninger (10,13) for strekning av fibrene som-drives ut fra enden av bladene, hvorved det dannes tynne fibre, idet det ved roten av hvert blad er en anordning som holder forrådet av glass samlet over en runde av rotasjon, slik at det kan slynges ut sammenhengende fibre selv om. mating av materialet er intermittent. 8. Device for producing fine fibers according to the method specified in claim 1, characterized in that it comprises a reservoir for molten material and devices for producing one or more streams (4, 4a) of the material from this reservoir, a rotating body (1) with a number of blades (2) extending radially, a device (5, 24) for introducing the fed material at high speed into the path of the blades (2) which cut off successive portions of the material in contact between this and the front of each blade (2), a device (6) at the free end of each blade (2) for expelling the cut material in the form of filaments (7) by means of the centrifugal force and devices (10 ,13) for stretching the fibers which are driven out from the end of the leaves, whereby thin fibers are formed, there being at the root of each leaf a device which holds the supply of glass together over a round of rotation, so that it can be thrown out connective fibers though. feeding of the material is intermittent. 9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert v e d at den nevnte innføringsinnretning omfatter en blåseanordning (5) som omgir ^det tilførte materiale (4) i form av en vertikal strøm, hvilken blåseanordning øker hastigheten på-materialstrømmen før denne kommer inn i banen for de roterende blader. 9. Device as stated in claim 8, characterized in that the aforementioned introduction device comprises a blowing device (5) which surrounds the supplied material (4) in the form of a vertical stream, which blowing device increases the speed of the material flow before it enters the path for the rotating blades. 10. Anordning som angitt i krav 8,karakterisert v e d at den nevnte innføringsinnretning omfatter.en roterende skive (24) med ru områder på oversiden nær ved skivens omløpende kant for mottagelse av det tilførte viskøse materiale (4) i form av en vertikal strøm og for utslyngning av materialet (4a) i radialretningen, i oppdelt form, inn i banen, for de roterende blader. 10. Device as stated in claim 8, characterized in that the aforementioned introduction device comprises a rotating disk (24) with rough areas on the upper side close to the peripheral edge of the disk for receiving the supplied viscous material (4) in the form of a vertical stream and for ejecting the material (4a) in the radial direction, in divided form, into the path of the rotating blades. 11. Anordning som angitt i kravene 8-10, karakterisert ved at bladene .(2) er innrettet til å bli induksjonsopp-varmet ved ytterkantene ved hjelp av en ringformet spole (11) som tilføres høyfrekvent strøm. 11. Device as specified in claims 8-10, characterized in that the blades (2) are arranged to be induction-heated at the outer edges by means of an annular coil (11) which is supplied with high-frequency current. 12. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 8-11, karakterisert ved at bladets (2) ender eller ytterkanter er utformet med .spisser (6). 13- Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 8-12, karakterisert ved at den del av bladet (2) som ligger nærmest rotoren (1) er buet med en hulning (1-6) som peker i rotasjonsretningen, hvilken hulning skal inneholde en reserve eller et forråd av det materiale hvorav fibre skal dannes.12. Device as specified in any one of claims 8-11, characterized in that the ends or outer edges of the blade (2) are designed with points (6). 13- Device as stated in any one of claims 8-12, characterized in that the part of the blade (2) which is closest to the rotor (1) is curved with a hollow (1-6) pointing in the direction of rotation, which hollow must contain a reserve or supply of the material from which fibers are to be formed.