NO145092B - PROCEDURE AND DEVICE FOR THE CONVERSION OF TRACTABLE MATERIAL TO FIBER - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en teknikk for omdanning av et trekkbart materiale til fibre og angår mere spesielt trekking av forskjellige termoplastiske materialer, spesielt mine-raler slik som glass eller lignende sammensetninger som overføres til smeltet tilstand ved oppvarming. Den angår også omdanning a<y> visse trekkbare organiske stoffer slik som polystyren, polypro-pylen polykarbonater og polyamider til fibre. Fordi apparaturen er mere av interesse for trekking av glass og lignende termoplastiske materialer, vil beskrivelsen henvise til glass. The present invention relates to a technique for converting a drawable material into fibers and relates more particularly to the drawing of various thermoplastic materials, especially minerals such as glass or similar compositions which are transferred to a molten state by heating. It also relates to the conversion of certain drawable organic substances such as polystyrene, polypropylene polycarbonates and polyamides into fibers. Because the apparatus is of more interest for drawing glass and similar thermoplastic materials, the description will refer to glass.

Visse teknikker som benytter virvelstrømmer for å fremstille fibre ved trekking av smeltet glass er allerede beskrevet f.eks. i fransk patent nr. 2.223.318. Denne publikasjon be-skriver en fremgangsmåte som benytter dannelse av par av mothverandre roterende virvler i en sone for gjensidig påvirkning . opp-. rettet ved å rette en gasstråle (angitt som sekundær stråle eller bærerstråle) mot en hovedgasstrøm av større dimensjon og å bringe den førstnevnte til å trenge inn i den sistnevnte hvorved samtidig en strøm av smeltet glass avgis til denne sone for gjensidig påvirkning for deri å trekkes. I den apparatur som benyttes for å gjennomføre denne fremgangsmåte er glasstilf ørs.elgesmunningen som fører strømmen av glasset til sone for gjensidig påvirkning anordnet ved eller meget nær grenseflaten for hovedstrømmen. Det er imidlertid også mulig slik det er beskrevet i NO-utl.skrift nr. 1^2168 Certain techniques that use eddy currents to produce fibers by drawing molten glass have already been described, e.g. in French Patent No. 2,223,318. This publication describes a method which uses the formation of pairs of counter-rotating vortices in a zone of mutual influence. up-. directed by directing a jet of gas (designated as a secondary jet or carrier jet) against a main gas stream of larger dimension and causing the former to penetrate the latter whereby at the same time a stream of molten glass is discharged into this zone of mutual influence to be drawn therein . In the apparatus used to carry out this method, the glass supply nozzle which leads the flow of the glass to the zone of mutual influence is arranged at or very close to the interface of the main flow. However, it is also possible as described in NO publication no. 1^2168

i søkerens navn å anordne glasstilførselsmunningen i en viss avstand fra grenseflaten for hovedstrømmen og å avgi strømmen av glass til nevnte sone ved hjelp av tyngdekraften. in the applicant's name to arrange the glass supply mouth at a certain distance from the interface of the main flow and to discharge the flow of glass to the said zone by means of gravity.

Det er også foreslått å anordne både glasstilførsels-munningen og emisjonsmunningene for sekundærstrålene i en viss avstand fra grenseflaten for hovedstrømmen hvorved strømmen av glass avgis til strålene og deretter innføres i de tilsvarende påvirknings-soner under påvirkning av strålene. Strålene blir derved underkastet to trekketrinn, et i sekundærstrålen og det andre i hoved-strømmen. Dette arrangement er beskrevet spesielt i norsk utleg-ningsskrift nr i 142170 og i norsk søknad nr. 774330. It is also proposed to arrange both the glass supply mouth and the emission mouths for the secondary jets at a certain distance from the interface of the main flow whereby the flow of glass is emitted to the jets and then introduced into the corresponding impact zones under the influence of the jets. The beams are thereby subjected to two drawing stages, one in the secondary beam and the other in the main stream. This arrangement is described in particular in Norwegian interpretation document no. i 142170 and in Norwegian application no. 774330.

Videre opprettes det ifølge søknad nr. 77^330 en stabil sone for laminær strømning i sekundærstrålen- (eller bærerstrålen) som i$rer glasset til sonen for gjensidig påvirkning med hovedstrømmen, denne sone med laminær strømning befinner seg mellom de mothverandre roterende virvler i ett og samme par av virvler som dannes før inntrengning i hovedstrømmen. Strømmen av glass avgis til denne laminære sonen og trer deretter inn i området for virvlene som deretter beveger seg nedstrøms bærerstrålen før den sistnevnte når hovedstrømmen. Det første trinn for trekking skjer derfor når strømmen av glasset føres inn i virvlene i bærerstrålen og underkastes disses påvirkning, mens det andre trinn som er for-. delaktig, men som i enkelte tilfeller kan være et eventualtrekk skjer i sonen for gjensidig påvirkning med hovedstrømmen etter inn-treden av bærerstrålen og de delvise trukkede strømmer av glasset. Furthermore, according to application no. 77^330, a stable zone of laminar flow is created in the secondary jet (or carrier jet) which moves the glass to the zone of mutual influence with the main flow, this zone of laminar flow is located between the counter-rotating vortices in one and the same pair of vortices that form before entering the main flow. The stream of glass is discharged to this laminar zone and then enters the region of the vortices which then move downstream of the carrier jet before the latter reaches the main stream. The first stage of drawing therefore occurs when the flow of the glass is led into the vortices in the carrier jet and subjected to their influence, while the second stage which is pre-. partly, but which in some cases can be an eventual move occurs in the zone of mutual influence with the main flow after the entry of the carrier beam and the partial drawn flows of the glass.

I denne søknad blir virvlene i bærerstrålen In this application, the vortices are in the carrier jet

og sonen for laminær strøm oppnådd ved å forstyrre strålen ved hvert fiberdanningssenter, en forstyrrelse som generelt bringer den til avbøyning. Denne forstyrrelse oppnås ved å anordne en deflektor eller en ledeanordning i stråleveien slik at disse stråler av-bøyes samtidig. Dette understøtter stabilisering av innføring av glass i systemet og gjør driften regulær på tross av avstanden mellom hovedstrømmen og det punkt ved hvilket glasset avgis til hver bærerstråle. and the zone of laminar flow obtained by disturbing the jet at each fiber formation center, a disturbance which generally brings it to deflection. This disturbance is achieved by arranging a deflector or a guiding device in the beam path so that these beams are deflected at the same time. This supports stabilization of the introduction of glass into the system and makes operation regular despite the distance between the main flow and the point at which the glass is emitted to each carrier beam.

Et spesielt viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse er å stabilisere strømmen av glass eller annet trekkbart materiale ved å opprette en sone med laminær strømning mellom virvlene som dannes i en gasstrøm. Imidlertid er deflektorinnretningen som til-bys ved foreliggende oppfinnelse av forskjellig type fra de som er nevnt i den ovenfor angitte søknad og gir også forskjellige spesi-fikke spesielt interessante fordeler som skal nevnes nedenfor. A particularly important feature of the present invention is to stabilize the flow of glass or other drawable material by creating a zone of laminar flow between the vortices formed in a gas stream. However, the deflector device offered by the present invention is of a different type from those mentioned in the above-mentioned application and also provides various specific, particularly interesting advantages which shall be mentioned below.

Selv om disse deflektorinnretningene samtidig er ledeinnretninger og stråleemisjonsinnretninger vil uttrykket "deflektor" bli brukt i den følgende beskrivelse. Although these deflector devices are both guide devices and beam emission devices, the term "deflector" will be used in the following description.

Foreliggende oppfinnelse angår således- en fremgangsmåte for omdanning av et trekkbart materiale til fibre ved hjelp av gasstrømmer i hvilke det skapes mot hverandre roterende virvler idet det trekkbare materiale bringes inn i disse virv- The present invention thus relates to a method for converting a drawable material into fibers by means of gas flows in which counter-rotating vortices are created as the drawable material is brought into these eddies.

ler, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den omfatter å opprette minst en nedoverrettet gasstråle, og å avbøye denne langs en krummet vei langs den konkave flate av et avbøynings-organ som avgrenser gasstrålen lateralt for derved å danne et par mot hverandre roterende virvler med opprinnelse i den laterale avgrensning av den avbøyde stråle, og som omhyller, en sone med laminær strømning, og å bringe materialet i.form av en tråd i trekkbar tilstand mot den konkave side av strømningsveien- ler, and this method is characterized by the fact that it comprises creating at least one downwardly directed gas jet, and deflecting this along a curved path along the concave surface of a deflection member which delimits the gas jet laterally to thereby form a pair of counter-rotating vortices with origin in the lateral boundary of the deflected jet, and which encloses, a zone of laminar flow, and to bring the material in the form of a thread in a tractable state towards the concave side of the flow path-

for strålen ved hjelp av gasstrømmer indusert av den sistnevnte, for the jet by means of gas currents induced by the latter,

og eventuelt videre karakterisert ved at man på i og for seg kjent måte oppretter en hovedgasstrøm hvis . strømningsvei krysser den for strålen(e) idet hovedstrømmen har en dimensjon som er større enn dimensjonen til den (de) avbøyde stråle(rl mens strålen(e) har en kinetisk energi pr. volumenhet som.er større enn den til hovedstrømmen for å kunne trenge inri i denne'og skape en sone for gjensidig påvirkning. and optionally further characterized by creating a main gas flow in a manner known per se if . flow path crosses it for the jet(s) as the main flow has a dimension that is greater than the dimension of the deflected jet(s) while the jet(s) has a kinetic energy per unit volume that is greater than that of the main flow in order to penetrate into this' and create a zone of mutual influence.

Oppfinnelsen angår også en innretning for gjennom-føring av den ovenfor angitte fremgangsmåte og denne innretning karakteriseres ved at den omfatter minst ett aybøyningsorgan til hvilket strålen tilføres og som omfatter et lateralt avgrenset krummet element, fortrinnsvis i form av et bøyet rør hvorfra den del av veggen som befinner seg nærmest senteret for rørets krummingsradius er fjernet, hvorved den konkave flate vender mot stråleveien, idet matemunningen for materiale i trekk--bar tilstand er anordnet over og overfor det krumme elements konkave flate for å føre en tråd av materialet mot strålen' i. det området der denne strømmer langs avbøyningsorganet, og videre eventuelt på i og for seg kjent måte omfattende en generator for en hovedgasstrøm med større dimensjon og i en retning som nedstrøms avbøyningsorganet skjærer strømnings- The invention also relates to a device for carrying out the above-mentioned method and this device is characterized by the fact that it comprises at least one ay-bending means to which the beam is supplied and which comprises a laterally bounded curved element, preferably in the form of a bent tube from which the part of the wall which is located closest to the center of the tube's radius of curvature is removed, whereby the concave surface faces the beam path, the feed mouth for material in a drawable state being arranged over and opposite the concave surface of the curved element to guide a thread of the material towards the beam' in . the area where this flows along the deflection member, and further possibly in a manner known in and of itself including a generator for a main gas flow with a larger dimension and in a direction which downstream of the deflection member intersects the flow

veien for den avbøyde stråle idet strålens kinetiske energi pr. volumenhet er større enn den for hovedstrømmen. the path of the deflected beam as the beam's kinetic energy per volume unit is greater than that of the main stream.

Ifølge oppfinnelsen brukes en individuell deflektorinnretning for hvert fiberdanningssenter. Hver stråle strømmer ned en konkav deflektorinnretning i form av en kanal, fordelaktig i form av et bøyet rør, hvor den del av veggen som befinner seg nærmest senteret for rørets krummingsradius er fjernet, og strømmen av trekkbart materiale tilføres til strålen idet området der rørets innervegg er fjernet. Strømmen av trekkbart materiale avgis således til strålen i det området der den sistnevnte strømmer i den konkave deflektorinnretning i form av kanalen. According to the invention, an individual deflector device is used for each fiber formation center. Each jet flows down a concave deflector device in the form of a channel, advantageously in the form of a bent tube, where the part of the wall nearest the center of the radius of curvature of the tube is removed, and the stream of drawable material is supplied to the jet, the area where the inner wall of the tube has been removed. The stream of drawable material is thus emitted to the jet in the area where the latter flows in the concave deflector device in the form of the channel.

På grunn av den kombinerte virkning av defleksjonen Because of the combined effect of the deflection

av strålen og den laterale begrensning på grunn av veggene i deflektoren og på grunn av induksjon av omgivende gass, dannes det en sentral-sone av kvasi-laminær strøm i hver stråle, anordnet mellom to virvler, og strømmen av trekkbart materiale føres inn i sonen av laminær strøm fastholdt på grunn av par av'virvler og underkastes således en primær trekking i strålen. of the jet and the lateral confinement due to the walls of the deflector and due to the induction of ambient gas, a central zone of quasi-laminar flow is formed in each jet, arranged between two vortices, and the flow of tractable material is introduced into the zone of laminar flow retained due to pairs of vortices and is thus subjected to a primary drag in the jet.

Selv om trekkingen som oppnås ved systemet som kort Although the draw obtained by the system as cards

er beskrevet ovenfor vil være effektiv for å fremstille visse typer fibre, foreser oppfinnelsen også bruk av gasstrålen og dens medvirkende deflektor i kombinasjon med en hovedstrøm for å utføre trekking i to trinn, noe som representerer den foretrukne utførelses-form av oppfinnelsen og muliggjør at det oppnås meget fine fibre. Hovedstrømmen blir da rettet slik at den treffer strålen som har is described above will be effective for producing certain types of fibers, the invention also provides for the use of the gas jet and its contributing deflector in combination with a main stream to carry out drawing in two stages, which represents the preferred embodiment of the invention and enables the very fine fibers are obtained. The main current is then directed so that it hits the beam that has

en større genetisk energi pr. volumenhet enn hovedstrømmen og som er mindre i størrelse, i en retning på tvers av hovedstrømmen slik at strålene trenger inn i hovedstrømmen og således danner soner for gjensidig påvirkning. Dette er beskrevet i det ovenfor nevnte franske patent nr. 2.223.318. Det omfatter to mothverandre roterende tornadoer som muliggjør et andre trekketrinn. a greater genetic energy per volume unit than the main flow and which is smaller in size, in a direction across the main flow so that the rays penetrate into the main flow and thus form zones of mutual influence. This is described in the above-mentioned French patent no. 2,223,318. It includes two counter-rotating tornadoes that enable a second draw stage.

I den norske søknad nr. 77^33 0 som er nevnt oven- In the Norwegian application no. 77^33 0 mentioned above

for dannes det en serie stråler som er anbragt i en viss avstand fra hverandre i egnet avstand i tverretningen slik at etterhverandre anordnede stråler støter mot hverandre i det minste nedstrøms deflektoren på en slik måte at deres sammenstøt danner utvikling av par av mothverandre roterende virvler som avgrenser de overfor-hverandre liggende sider av en sone av kvasi-laminær strømning. Ifølge foreliggende oppfinnelse" blir på den annen side par av virvler som avgrenser sonen av kvasi-laminære strømning dannet uten for a series of jets are formed which are placed at a certain distance from each other at a suitable distance in the transverse direction so that consecutively arranged jets collide with each other at least downstream of the deflector in such a way that their collision forms the development of pairs of counter-rotating vortices which delimit the opposite sides of a zone of quasi-laminar flow. According to the present invention" on the other hand, pairs of vortices delimiting the zone of quasi-laminar flow are formed without

gjensidig sammenstøt av ved siden av hverandre anordnede stråler og det er derfor ikke lenger nødvendig å opprettholde en spesiell avstand mellom strålene. mutual impact of adjacently arranged beams and it is therefore no longer necessary to maintain a special distance between the beams.

På grunn av dannelsen av virvler i den krummede del av deflektoren og på grunn av dennes spesielle form, har de to virvler som dannes i hver stråle den samme rotasjonsretning som de som fremstilles i sonen for gjensidig påvirkning mellom strålen og hovedstrømmen. Som et resultat vil enhver gjenværende rotasjons-bevegelse for virvlene som dannes i strålen forsterke virvlene for hver tilsvarende sone for gjensidig påvirkning. Due to the formation of vortices in the curved part of the deflector and due to its special shape, the two vortices formed in each jet have the same direction of rotation as those produced in the zone of mutual influence between the jet and the main flow. As a result, any residual rotational motion of the vortices formed in the jet will reinforce the vortices for each corresponding zone of mutual influence.

Fremgangsmåten og apparaturen som kort er beskrevet utgjør effektive midler for omdanning av trekkbart materiale til fibre ved å underkaste hver materialstrøm en trekking fortrinnsvis omfattende to trinn uten mellomliggende brudd. De forskjellige andre gjenstander og fordeler ved oppfinnelsen vil bli åpenbare i løpet av den følgende, diskusjon under henvisning til tegningene. The method and apparatus briefly described constitute effective means for converting drawable material into fibers by subjecting each stream of material to a drawing preferably comprising two stages without intermediate breaks. The various other objects and advantages of the invention will become apparent in the course of the following discussion with reference to the drawings.

Figur 1 er et skjematisk riss i perspektiv, delvis Figure 1 is a schematic diagram in perspective, partially

i snitt og vekkskåret, som viser de to hovedelementer for en apparatur ifølge oppfinnelsen for fremstilling av fibre og disses oppsamling omfattende et antall fiberdanningssentra. in section and cut away, showing the two main elements of an apparatus according to the invention for the production of fibers and their collection comprising a number of fiber formation centers.

Figur 2 er i perspektiv et riss i større målestokk Figure 2 is a perspective drawing on a larger scale

av en av strålene, føringsinnretningen og strømmen som dannes, og viser avleveringen av en strøm av trekkbart materiale til strålen. of one of the jets, the guide means and the stream formed, showing the delivery of a stream of drawable material to the jet.

Figur 3 er et tverrsnitt av elementene i et fiberdanningssenter gjennom det plan som er felles for strålen og til-førselskilden for trekkbart materiale. Figuren viser også en del av generatoren for dannelse av hovedstrømmen og spesielt antyder den visse dimensjoner som må tas i betraktning når man skal opprette driftsbetingelsene for å utføre den foretrukne utførelses-form av oppfinnelsen. Figur 4 er et tverrsnitt i forstørrelse av linjen 4-4 i figur 3-Figur 5 er et horisontalt snitt gjennom en tilførsels-spiss for trekkbart materiale og viser igjen visse dimensjoner som må tas i betraktning. Figure 3 is a cross-section of the elements in a fiber forming center through the plane common to the beam and the supply source for drawable material. The figure also shows a part of the generator for generating the main current and in particular it suggests certain dimensions that must be taken into account when creating the operating conditions for carrying out the preferred embodiment of the invention. Figure 4 is an enlarged cross-section of the line 4-4 in Figure 3-Figure 5 is a horizontal section through a supply tip for drawable material and again shows certain dimensions that must be taken into account.

Som allerede nevnt vil den følgende beskrivelse henvise til glass fordi teknikken som foreliggende oppfinnelse baserer seg på er mest anvendelig for glass og lignende termoplastiske materialer. As already mentioned, the following description will refer to glass because the technique on which the present invention is based is most applicable to glass and similar thermoplastic materials.

Helhetsbildet som fremkommer av figur 1 representerer en installering som benytter seks fiberdanningssentra. En generator 6 emitterer en hovedstrøm B består f.eks. av en dyse forbundet med en brenner som gir en varm hovedgasstrøm av forbrenningsprodukter. Bredden eller tverrdimensjonen for hovedstrømmen er større enn den for rekken av stråler som beskrives nedenfor. The overall picture that emerges from Figure 1 represents an installation that uses six fiber forming centers. A generator 6 emits a main current B consisting, for example, of a nozzle connected to a burner which provides a hot main gas stream of combustion products. The width or transverse dimension of the main stream is greater than that of the array of jets described below.

En manifoldboks 7 som mater gasstrålene, f.eks. med komprimert luft, er anordnet i en viss avstand fra hovedstrøm-generatoren og omfatter en vegg med en serie munninger der • hver av disse er utstyrt med en deflektorinnretning 8. Som også vist i figur 2 er hver deflektorinnretning 8 fordelaktig dannet av et bøyet rør med konstant krummingsradius, der en ende er festet til den tilsvarende munning i manifoldboksen. Krummingsradien for røret kan imidlertid variere. Den indre del av røret og f.eks. langs halve lengden er fjernet. Deflektorinnretningen definerer således delvis en kanal 9 som utgjør den ytre del av det bøyede rør og har således en krumming hvis konkavitet er vendt mot aksen. A manifold box 7 which feeds the gas jets, e.g. with compressed air, is arranged at a certain distance from the main current generator and comprises a wall with a series of mouths, each of which is equipped with a deflector device 8. As also shown in figure 2, each deflector device 8 is advantageously formed by a bent tube with constant radius of curvature, where one end is attached to the corresponding mouth in the manifold box. However, the radius of curvature of the pipe can vary. The inner part of the pipe and e.g. along half the length is removed. The deflector device thus partly defines a channel 9 which forms the outer part of the bent pipe and thus has a curvature whose concavity is turned towards the axis.

I forbindelse med hver deflektor er det en glasskon 10 som kommer fra en egnet kilde for glass skjematisk antydet i Associated with each deflector is a glass cone 10 which comes from a suitable source of glass schematically indicated in

figurene 3, 1 og 5 og som foreligger i form av en bøssing 1.1 som fortrinnsvis er stor nok til å dekke rekken av stråler. Denne bøssing som er utstyrt med en serie spisser for avgivelse av glass har hver en doseringsmunning 12 som åpner seg mot en matekopp 13 hvis kant utgjør tilførselsmunningen 13a. figures 3, 1 and 5 and which is in the form of a bushing 1.1 which is preferably large enough to cover the row of rays. This bushing, which is equipped with a series of tips for dispensing glass, each has a dosing mouth 12 which opens towards a feeding cup 13 whose edge forms the supply mouth 13a.

<■ Det fremgår derfor at hvert fiberdanningssenter omfatter en stråleemisjonsinnretning i forbindelse med en glasstilf ørselsspiss , begge i samarbeid med hovedstrømmen, hvorved hvert fiberdanningssenter gir et enkelt filament. <■ It therefore appears that each fiber formation center comprises a beam emission device in connection with a glass supply tip, both in cooperation with the main stream, whereby each fiber formation center provides a single filament.

Det som skjer ved hvert fiberdanningssenter er angitt i figur 2 som viser hva som skjer på emisjonsøyeblikket for hver What happens at each fiber formation center is indicated in Figure 2, which shows what happens at the moment of emission for each

...stråle. På grunn av krummingen av stråleavbøyninginnretningen og det faktum at denne stråle føres og begrenses på de laterale over-flater i elementet som foreligger i, form av en kanal 9, utvikler det seg virvler 14 langs motsatte vegger av den konkave kanal. Rotasjonsretningen for disse virvler er angitt ved piler. Opprinnelsen for virvlene 14 befinner seg på de laterale vegger av den konkave kanal og virvlene øker i størrelse nedstrøms strålen og smelter progressivt sammen med en mellomliggende del L av kvasi- ...jet. Due to the curvature of the beam deflection device and the fact that this beam is guided and confined on the lateral surfaces of the element in the form of a channel 9, vortices 14 develop along opposite walls of the concave channel. The direction of rotation of these vortices is indicated by arrows. The origin of the vortices 14 is located on the lateral walls of the concave channel and the vortices increase in size downstream of the jet and progressively merge with an intermediate part L of quasi-

laminær strømning. Sonen for kvasi-laminær strømning i strålen er ledsaget av en vesentlig innstrømning av indusert luft som er antydet skjematisk ved piler. Denne induksjon av luft fører til en trekking av konen 10 til en strøm av glass- og fører denne til strålen, mere nøyaktig inn i sonen for laminær strømning mellom virvlene 14. laminar flow. The zone of quasi-laminar flow in the jet is accompanied by a significant inflow of induced air which is indicated schematically by arrows. This induction of air leads to a drawing of the cone 10 into a stream of glass and leads this to the jet, more precisely into the zone of laminar flow between the vortices 14.

I figur 2 viser den sone som er tatt bort nedstrøms referansetallet 4 at virvlene progressivt smelter sammen med nedstrømsstrålen og progressivt blir mindre distinkte slik som det er antydet med stiplede linjer.. In Figure 2, the zone removed downstream of reference number 4 shows that the eddies progressively merge with the downstream jet and become progressively less distinct as indicated by dashed lines.

Avgivelsen av glasstrøm til sonen med laminære strømninger anordnet mellom virvlene i strålen er antydet ved bokstaven S i figur 2. Strømmen blir deretter ført avgårde under påvirkning av virvlene og underkastet en primær trekking i strålen, spesielt i sonen som er anordnet mellom virvlene i et par, slik at glasstråden progressivt får redusert tverrnsitt og danner et filament. Det faktum at strømmen av glass S føres inn i sonen av kvasi-laminær strømning har diverse fordeler. Spesielt for-hindrer det oppbryting av glasstrømmen på grunn av fravær av tur-bulens i sonen, der glasset tilføres, dette favoriserer fremstilling av filamenter eller fibre med betydelig lengde. Videre har strømmene av indusert luft i nærheten av sonen med laminær strøm-ning en tendens automatisk til å drive strømmen av glass inn i det midlere området mellom virvlene, og denne prosess er kraftig nok til automatisk å kompensere for enhver feil i innretningen mellom glasstilførselsmunning og strålene.' Som antydet med de anførte piler, fortsetter induksjonen av luft nedstrøms langs stråleveien. The discharge of glass flow to the zone of laminar flows arranged between the vortices in the jet is indicated by the letter S in Figure 2. The flow is then carried away under the influence of the vortices and subjected to a primary draw in the jet, especially in the zone arranged between the vortices in a pair , so that the glass thread is progressively reduced in cross section and forms a filament. The fact that the flow of glass S is introduced into the zone of quasi-laminar flow has various advantages. In particular, it prevents breaking up of the glass flow due to the absence of turbulence in the zone where the glass is supplied, this favors the production of filaments or fibers of considerable length. Furthermore, the currents of induced air in the vicinity of the laminar flow zone tend automatically to drive the flow of glass into the intermediate region between the vortices, and this process is powerful enough to automatically compensate for any failure in the arrangement between the glass supply orifice and the rays.' As indicated by the indicated arrows, the induction of air continues downstream along the jet path.

Selv om trekking av strømmen av glass som gjennom-føres i strålen kan være tilstrekkelig til å gi egnede fibre for visse formål, er det foretrukket å gjennomføre en ytterligere trekking ved bruk av en hovedstrøm slik at fibrene underkastes en totrinns trekking. Although drawing the stream of glass carried through in the beam may be sufficient to provide suitable fibers for certain purposes, it is preferred to carry out a further drawing using a main stream so that the fibers are subjected to a two-stage drawing.

Slik det fremgår av figur 1, .oppnås det-andre trekketrinn på grunn av det faktum at hver stråle som er rettet mot hovedstrømmen treffer den sistnevnte og trenger inn i den og. der gir en sone for gjensidig påvirkning. Det andre trekketrinn oppnås i denne sone for gjensidig påvirkning og dette er beskrevet spesielt i fransk patent nr. 2.223.318 og samtidig ovenfor angitte As can be seen from Figure 1, the second draft stage is achieved due to the fact that each ray directed towards the main stream hits the latter and penetrates it and. which provides a zone for mutual influence. The second pulling step is achieved in this zone of mutual influence and this is described in particular in French patent no. 2,223,318 and at the same time indicated above

søknader. applications.

En sammenligning mellom figurene 1 og 2 viser også A comparison between Figures 1 and 2 also shows

at de to virvler som dannes i hver stråle har den samme rotasjonsretning som det par virvler som oppnås ved inntrengning av strålen i hovedstrømmen. that the two vortices formed in each jet have the same direction of rotation as the pair of vortices that are obtained when the jet penetrates the main flow.

For å sikre at inntrengning skjer må strålen ha en større kinetisk energi pr. enhetsvolum enn hovedstrømmen. Videre må tverrsnittet eller i det minste dimensjonen for snittet i en retning på tvers av hovedstrømmen være mindre enn den for den sistnevnte. Disse dimensjonsforhold og den kinetiske energi må fore-ligge spesielt på nivået for inntrengningssonen for strålen inn i hovedstrømmen. Spesielt fordi strømmen i dette området består av sammensmeltede virvler l4a og indusert luft, er det nødvendig å bruke stråler som har en ennu høyere kinetisk energi på opprinnel-sespunktet, dvs. i det øyeblikk strålene forlater munningene i manifoldboksen 7. To ensure that penetration occurs, the beam must have a greater kinetic energy per unit volume than the main stream. Furthermore, the cross section or at least the dimension of the section in a direction across the main flow must be smaller than that of the latter. These dimensional ratios and the kinetic energy must be present especially at the level of the penetration zone for the jet into the main flow. In particular, because the flow in this area consists of merged vortices l4a and induced air, it is necessary to use jets that have an even higher kinetic energy at the point of origin, i.e. at the moment the jets leave the mouths in the manifold box 7.

Ved inntrengning i hovedstrømmen gir hver stråle grunn til dannelse av et par virvler antydet ved 15 som i ett og samme par også er mot hverandre roterende på den måte som er antydet i figur 1. Ved hvert fiberdanningssenter blir den spesielle trukkede strøm eller filament således underkastet en ytterligere trekkingskraft under påvirkning av de høyhastighetsstrømmer som utgjør virvlene 15, hvorved en andre trinns trekking kan gjennom-føres og det kan oppnås en fin fiber. Upon penetration into the main flow, each ray gives rise to a pair of vortices indicated at 15 which in one and the same pair are also counter-rotating in the manner indicated in figure 1. At each fiber formation center the particular drawn current or filament is thus subjected a further pulling force under the influence of the high-speed currents that make up the vortices 15, whereby a second stage of pulling can be carried out and a fine fiber can be obtained.

Fibrene som derved fremstilles fra de forskjellige fiberdanningssentre i en slik installasjon samles f.eks. på en perforert fibermottagerinnretning slik som et transportbelte 16 som beveger seg over ett eller flere sugekammere 17 slik at fibrene kan samles i form av en matte eller en bane F på det bevegelige beltet av transportøren. The fibers that are thereby produced from the various fiber formation centers in such an installation are collected, e.g. on a perforated fiber receiving device such as a conveyor belt 16 which moves over one or more suction chambers 17 so that the fibers can be collected in the form of a mat or a path F on the moving belt of the conveyor.

Hvis ønskelig kan egnede bindemidler slik som har-piksbindemidler sprøytes over fibrene, f.eks. i det området der figur 1 er skåret av. Matten av impregnerte fibre kan deretter føres til en behandlingsstasjon slik som f.eks. en oppvarmings-innretning for polymerisering av bindemidlet. If desired, suitable binders such as resin binders can be sprayed over the fibers, e.g. in the area where Figure 1 is cut off. The mat of impregnated fibers can then be taken to a processing station, such as e.g. a heating device for polymerization of the binder.

Som nevnt ovenfor bør strålen ha en høyere kinetisk energi pr. volumenhet enn hovedstrømmen, uansett hva glasstempera-turen er. Det er f.eks. mulig å benytte gasstilførselsinnretninger forbundet med brennere slik at hovedstrømmen og strålen begge har høye temperaturer og derfor lave densiteter. I dette tilfelle vil man benytte en gasstråle med høyere hastighet enn den for hovedstrømmen for å oppnå ønsket forhold mellom de kinetiske energier. Dette forhold kan også oppnås, ved å benytte en gass ved relativt lav temperatur og således høy spesifikk densitet for strålen, f.eks. komprimert luft ved romtemperatur, mens hoved-strømmen består av forbrenningsprodukter med høy temperatur, og i dette tilfellet kan hastigheten for strålen være lavere enn i det foregående tilfellet og sågar under den for hovedstrømmen. Dette karakteristikum vil allikevel føre til det ønskede resultat, dvs. en stråle med høyere kinetisk energi pr. enhetsvolum enn for hovedstrømmen, slik at den vil trenge inn i den sistnevnte og gi den ønskede sone for gjensidig påvirkning. As mentioned above, the beam should have a higher kinetic energy per unit volume than the main flow, regardless of the glass temperature. It is e.g. possible to use gas supply devices connected to burners so that the main flow and the jet both have high temperatures and therefore low densities. In this case, a gas jet with a higher speed than that of the main flow will be used to achieve the desired ratio between the kinetic energies. This ratio can also be achieved by using a gas at a relatively low temperature and thus a high specific density for the beam, e.g. compressed air at room temperature, while the main stream consists of high temperature combustion products, and in this case the velocity of the jet may be lower than in the previous case and even below that of the main stream. This characteristic will still lead to the desired result, i.e. a beam with a higher kinetic energy per unit volume than that of the main current, so that it will penetrate the latter and provide the desired zone of mutual influence.

Figurene 3, 4 og 5 antyder forholdene mellom de tre hovedelementer for et fiberdanningssenter, nemlig hovedstrømgene-ratoren, stråleemisjonsinnretningen og kilder for tilførsel av trekkbart materiale. Forskjellige symboler er innført i disse figurer for å identifisere forskjellige parametre og spesielt visse dimensjoner og vinkler som er innført i tabellen nedenfor som gir både de egnede områder innen hvilke de kan variere samt de foretrukne verdier for vinkler og dimensjoner. Figures 3, 4 and 5 suggest the relationships between the three main elements for a fibre-forming centre, namely the main current generator, the beam emission device and sources for supply of drawable material. Different symbols are introduced in these figures to identify different parameters and in particular certain dimensions and angles which are introduced in the table below which gives both the suitable ranges within which they can vary as well as the preferred values for angles and dimensions.

Hva angår symbolet Xgj, har de negative verdier forbindelse med.det tilfellet som er vist i figur 3 hvori utløpet for dysen som stråler ut hovedstrømmen er anordnet oppstrøms sekundærstråleemisjonssmunningen sett i retning av hovedstrålens fremdrift. With regard to the symbol Xgj, the negative values relate to the case shown in Figure 3 in which the outlet for the nozzle emitting the main stream is arranged upstream of the secondary jet emission nozzle seen in the direction of the main jet's progress.

Hva angår dimensjonen ZDBj skal det bemerkes at verdien null tilsvarer en posisjon for den nedre kant av deflektoren ved grenseflaten av hovedstrømmen og virvlene i strålen fortsetter å bli mere kraftfulle i sonen for gjensidig påvirkning som dannes med hovedstrømmen og bedre kontinuitet for trekke-virkningen av strålen og hovedstrømmen oppnås derved. Regarding the dimension ZDBj, it should be noted that the value zero corresponds to a position of the lower edge of the deflector at the interface of the main flow and the vortices in the jet continue to become more powerful in the zone of mutual influence formed with the main flow and better continuity of the pulling action of the jet and the main current is thereby obtained.

Antallet fiberdanningssentra kan være helt opptil The number of fiber formation centers can be up to

150, men i vanlige installasjoner for fremstilling av fibre fra glass eller tilsvarende termoplastiske materialer, har en egnet bøssing f.eks. 70 tilførselsspisser. 150, but in normal installations for the production of fibers from glass or equivalent thermoplastic materials, a suitable bushing has e.g. 70 supply tips.

Uttrykket "tilførselsmunning" for trekkbart materiale slik dette er benyttet i beskrivelsen skal tolkes meget generelt. The expression "supply mouth" for drawable material as used in the description must be interpreted very generally.

Det kan antyde en isolert munning som leverer materiale til en stråle som strømmer i en deflektorinnretning eller det kan angi en tilførselsspalt i forbindelse med en rekke stråler eller en rekke munninger. It may indicate an isolated nozzle which supplies material to a jet flowing in a deflector device or it may indicate a feed gap in connection with a series of jets or a series of nozzles.

Rekken av munninger kan således være erstattet av The row of mouths can thus be replaced by

en spalt som er plassert på tvers av hovedstrømmen nedstrøms en rekke stråler og dermed forbundede deflektorinnretninger og materialet som trer ut fra spalten deles deretter inn i en serie koner og strømmer under påvirkning av strålene og de induserte luft-strømmer og fører inn i sonen for laminær strømning i den tilsvarende stråle. a slit placed across the main stream downstream of a series of jets and associated deflector devices and the material emerging from the slit is then divided into a series of cones and streams under the influence of the jets and the induced air currents and leads into the zone of laminar flow in the corresponding jet.

Det skal også bemerkes at driftsbetingelsene for system ifølge oppfinnelsen vil variere i henhold til et antall faktorer, f.eks. karakteristika for materialet som skal omdannes til fibre. Som antydet tidligere er oppfinnelsen anvendbar på It should also be noted that the operating conditions for the system according to the invention will vary according to a number of factors, e.g. characteristics of the material to be converted into fibres. As indicated earlier, the invention is applicable to

et vidt område trekkbare stoffer. Temperaturen i bøssingen eller a wide range of stretchable fabrics. The temperature in the bushing or

i tilførselskilden vil også variere ifølge det spesielle materiale som omdannes til fibre, og når det gjelder glass eller andre uorga-niske termoplastiske stoffer ligger denne generelt innen et om- in the supply source will also vary according to the particular material that is converted into fibres, and in the case of glass or other inorganic thermoplastic substances this is generally within a

råde mellom 1400 og l800°C. Når det gjelder den konvensjonelle type glass, ligger temperaturen i bøssingen innen området l480°C. range between 1400 and 1800°C. In the case of the conventional type of glass, the temperature in the bushing is in the range of 1480°C.

Trekkehastigheten kan variere mellom 20 og 150 kg The pulling speed can vary between 20 and 150 kg

pr. munning pr. 24 timer, typiske verdier ligger mellom 50 og 80 kg pr. munning pr. 24 timer. per muzzle per 24 hours, typical values are between 50 and 80 kg per muzzle per 24 hours.

Visse verdier i forbindelse med strålene og hoved-strømmen er også viktige, slik som antydet i tabellen nedenfor Certain values in connection with the beams and the main current are also important, as indicated in the table below

hvori de følgende symboler benyttes: in which the following symbols are used:

P = trykk T = temperatur P = pressure T = temperature

V = hastighet V = velocity

f = masse pr. enhetsvolum f = mass per unit volume

Hvis både stråle og hovedstrøm benyttes, er bredden og fortrinnsvis tverrsnittet av strålen mindre enn den for hoved- • strømmen slik som allerede nevnt ovenfor, og strålen må trenge, inn i hovedstrømmen for å gi en sone for gjensidig påvirkning hvori det andre trekketrinn inntrer. Por dette formål må strålen ha en høyere kinetisk energi pr. enhetsvolum enn hovedstrømmen i det området der disse samarbeider. Et spesielt egnet forhold for disse kinetiske energier pr. enhetsvolum ligger innen området 10:1, nemlig ifølge ligningen: If both jet and main stream are used, the width and preferably the cross-section of the jet is smaller than that of the main • stream as already mentioned above, and the jet must penetrate into the main stream to provide a zone of mutual influence in which the second draft stage occurs. For this purpose, the beam must have a higher kinetic energy per unit volume than the main flow in the area where these work together. A particularly suitable ratio for these kinetic energies per unit volume is within the range of 10:1, namely according to the equation:

I tillegg til visse fordeler som allerede er oppnådd tidligere, gir teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse diverse meget spesielle fordeler som er viktige for fremstilling av fibre fra et vidt spektrum materialer, spesielt fra termoplastiske mineralsammensetninger slik som glass eller andre lignende materialer. Det muliggjør at det oppnås en meget stabil tilførsel av glass og som et resultat derav også en meget stabil glasskon på tross av den betydelige avstand mellom hovedelementene i systemet og mere spesielt avstanden mellom kilden for glasstilførsel, emisjonsmunningene for gasstrålen og hovedstrømsgeneratoren. Separeringen av disse elementer muliggjør at en ønskdet temperatur opprettholdes for hvert av elementene med en presisjonsgrad som er ønskelig for å oppnå effektiv og regelmessig fiberdannelse. In addition to certain advantages that have already been achieved previously, the technique according to the present invention provides various very special advantages that are important for the production of fibers from a wide range of materials, especially from thermoplastic mineral compositions such as glass or other similar materials. It enables a very stable supply of glass to be achieved and as a result also a very stable glass cone despite the considerable distance between the main elements of the system and more particularly the distance between the source of glass supply, the emission nozzles for the gas jet and the main current generator. The separation of these elements enables a desired temperature to be maintained for each of the elements with a degree of precision that is desirable to achieve efficient and regular fiber formation.

Oppfinnelsen muliggjør også at det dannes meget stabile virvelpar i strømningsveien for hver stråle, en stabilitet som spesielt skyldes det faktum at opprinnelsen for virvlene befinner seg på innsiden av deflektoren i den krummede del som har form av en kanal og de er derfor fiksert i posisjon. Dette resulterer i stor stabilitet for tilførsel av trekkbart materiale. Bruken av en deflektor bestående av en kanal for hver stråle mulig-gjør at virvlene i hver strømning dannes, uavhengig av ved siden av liggende stråler. Dette har den fordel at man kan velge en hvilken som helst egnet avstand mellom strålene. The invention also makes it possible for very stable pairs of vortices to form in the flow path of each jet, a stability which is particularly due to the fact that the origin of the vortices is located on the inside of the deflector in the curved part which has the form of a channel and they are therefore fixed in position. This results in great stability for the supply of drawable material. The use of a deflector consisting of a channel for each jet enables the vortices in each flow to form, regardless of adjacent jets. This has the advantage that you can choose any suitable distance between the beams.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for omdanning av et trekkbart materiale til fibre ved hjelp av gasstrømmer i hvilke det skapes mot hverandre roterende virvler idet det trekkbare materiale bringes inn i disse virvler, karakterisert ved at den omfatter å opprette minst en nedoverrettet gass-stråle, og å avbøye denne langs en krummet vei langs den konkave flate av et avbøyningsorgan som avgrenser gasstrålen lateralt for derved å danne et par mot hverandre roterende virvler med opprinnelse i den laterale avgrensning av den avbøyde stråle, og som omhyller en sone med laminær strømning, og å bringe materialet i form av en tråd i trekkbar tilstand mot den konkave side av strømningsveien for strålen ved hjelp av gasstrømmer indusert av den sistnevnte, og eventuelt videre karakterisert ved at man på i og for seg kjent måte oppretter en hovedgass-strøm hvis strømningsvei krysser den for strålen(e) idet hoved-strømmen har en dimensjon som er større enn dimensjonen til den (de) avbøyde stråle(r) mens strålen(e) har en kinetisk energi pr. volumenhet som er større enn den til hovedstrømmen for å kunne trenge inn i denne og skape en sone for gjensidig påvirkning.1. Method for converting a drawable material into fibers by means of gas flows in which counter-rotating vortices are created as the drawable material is brought into these eddies, characterized in that it comprises creating at least one downwardly directed gas jet, and deflecting this along a curved path along the concave surface of a deflector which delimits the gas jet laterally to thereby form a pair of counter-rotating vortices originating in the lateral delimitation of the deflected jet, and which envelops a zone of laminar flow, and to bring the material in the form of a thread in a tractable state towards the concave side of the flow path of the jet by means of gas flows induced by the latter, and optionally further characterized by the fact that one in and of itself known way creates a main gas stream whose flow path crosses that of the jet(s), the main stream having a dimension greater than the dimension of the deflected jet(s) while the jet(s) have a kinetic energy per volume unit that is larger than that of the main flow in order to penetrate it and create a zone of mutual influence. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialtråden innføres i sonen for laminær strømning som befinner seg mellom de to mothverandre roterende virvler i disses oppstrømsparti.2. Method according to claim 1, characterized in that the material thread is introduced into the zone for laminar flow which is located between the two counter-rotating vortices in their upstream part. 3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 og 2 hvor det an-vendes en hovedstrøm, karakterisert ved at avbøyningen og den laterale begrensning av hver av strålene gjennomføres i en avstand fra hovedstrømmens grenseflate på mellom 0 og 30 mm og fortrinnsvis 16 mm hvorved hver strøm av materiale som leveres til sonen for laminær strømning underkastes en primær trekking i den avbøyde stråle og en ytterligere trekking i sonen for gjensidig påvirkning med hovedstrømmen.3. Method according to claims 1 and 2 where a main flow is used, characterized in that the deflection and the lateral limitation of each of the beams is carried out at a distance from the boundary surface of the main flow of between 0 and 30 mm and preferably 16 mm whereby each flow of material which is delivered to the zone of laminar flow is subjected to a primary draw in the deflected jet and a further draw in the zone of mutual influence with the main flow. 4. Fremgangsmåte ifølge kravene 1-3, karakterisert ved at temperaturen i gasstrålen er nær om-givelsestemperaturen .4. Method according to claims 1-3, characterized in that the temperature in the gas jet is close to the ambient temperature. 5. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 for omdanning av et trekkbart materiale til fibre, utstyrt med en matekilde for trekkbart materiale med minst en matemunning samt en emisjonsinnretning for minst en nedoverrettet gasstråle utstyrt med minst en strålemunning, k a r a k e - risert ved at den omfatter minst et avbøyningsorgan (8) til hvilket strålen tilføres og som omfatter et lateralt avgrenset krummet element (9), fortrinnsvis i form av et bøyet rør hvorfra den del av veggen som befinner seg nærmest senteret for rørets krummingsradius er fjernet, hvorved den konkave flate vender mot stråleveien, idet matemunningen (13a) for materiale i trekkbar tilstand er anordnet over og overfor det krumme elements konkave flate for å føre en tråd av materiale mot strålen i det området der denne strømmer langs avbøyningsorganet, og videre eventuelt på i og for seg kjent måte omfattende en generator (6) for en hovedgasstrøm (B) med større dimensjon og i en retning som nedstrøms avbøyningsorganet skjærer strømningsveien for den avbøyde stråle idet strålens kinetiske energi pr. volumenhet er større enn den for hovedstrømmen.5. Device for carrying out the method according to claim 1 for converting a drawable material into fibres, equipped with a feed source for drawable material with at least one feed mouth and an emission device for at least one downwardly directed gas jet equipped with at least one jet mouth, characterized in that the comprises at least one deflection means (8) to which the beam is supplied and which comprises a laterally bounded curved element (9), preferably in the form of a bent tube from which the part of the wall which is closest to the center of the tube's radius of curvature has been removed, whereby the concave surface facing the beam path, as the feed mouth (13a) for material in a drawable state is arranged above and opposite the concave surface of the curved element in order to lead a thread of material towards the beam in the area where it flows along the deflection member, and further possibly on in and of itself known way comprising a generator (6) for a main gas flow (B) with a larger dimension and in a direction as neds flow, the deflection means cuts the flow path of the deflected jet, as the jet's kinetic energy per volume unit is greater than that of the main stream. 6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at det krumme element (9) i avbøyningsorganet har form av et halvbend hvor den del av veggen som befinner seg nærmest senteret for bendets krummingsradius er fjernet.6. Device according to claim 5, characterized in that the curved element (9) in the deflection member has the shape of a half-bend where the part of the wall which is located closest to the center of the radius of curvature of the bend has been removed. 7. Innretning ifølge et av kravene 5 eller 6, karakterisert ved at den frie ende av av-bøyningsorganet i form av en avløpsrenne befinner seg i en avstand av 0 til 30 mm fra hovedstrømmens grenseoverflate.7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the free end of the deflection member in the form of a drainage channel is located at a distance of 0 to 30 mm from the boundary surface of the main flow.