NO147855B - Elektrisk krets for drift av en elektrisk utladningslampe - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av fibre av smeltede stoffer.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og anordning for fremstilling av fibre av smeltede kunststoffer, mineraler,

glass m. v., hvor tynne smeltestråler utset-tes for påvirkning fra et hurtigstrømmende

gass- eller dampformet blåsemlddel, som

har en temperatur under smertens herdningsområde, idet smeltestrålens samt

blåsemiddelstrømmene ledes inn i den øvre

ende av en forholdsvis trang kanal, hvor

smeltestrålene defibreres, og som leder og

begrenser de fiberførende blåsemiddel-strømmene.

Foreliggende oppfinnelse har til hen-sikt å forbedre dels de hittil vanlige blåsedyser, fortrinnsvis i kombinasjon med en

ny diffusor, og dels kvaliteten og mengden

av de fremstilte fibre. Dette skal spesielt

oppnåes ved en gunstig fordeling av blåse-middelhastigheten i trekningsområdet, dvs.

i det første område, hvor smeiten påvirkes

av blåsemediet, nemlig i rommet mellom

blåsedysebakkene. Men også i det videre

strømnlngsområde skal blåsemediet ifølge

oppfinnelsen i overensstemmelse med den

seneste utvikling, når det gjelder grensesjikt-teorien, føres slik at virkningsgraden

blir optimal.

Oppfinnelsen bygger på to forhold som

i og for seg er kjent fra strømnings- spesielt grensesjiktteorien nemlig dels Coanda-effekten, hvormed blåsemediet føres

gunstig fordelt inn i anordning for for fiberdannelse av smeiten, dels en utvidelse

av den eventuelt etter blåsedysen anord-nete diffusor på en slik måte at grensesjikt-friksjon mellom blåsemedium og dif-

fussorvegg helt eller vidtgående unngåes. Coanda-effekten og den spesielle utvidel-sen av diffusoren kan anvendes i kombinasjon eller hver for seg.

Ved Coanda-effekten forståes det fy-sikalske forhold at en ekspandert gass-strøm fortrinnsvis i det hastighetsområde som nærmer seg lydens følger en krummet føringsbane.

Ifølge oppfinnelsen omstyres blåse-middelstrømmene ved hjelp av to motstilte, krummede føringsflater fra en vinkel på 15—90° mot vertikalen, fortrinnsvis ca. 20°, i det vesentlige vertikalt nedover og ledes inn i kanalen og den fiberførende blåsemiddelstrøm utvides eventuelt ved hjelp av en diffusor etter å ha forlatt denne kanal.

Anordningen ifølge oppfinnelsen, som benyttes for gjennomføring av fremgangsmåten, utmerker seg overfor kjente blåsedyser ved at det like nedenfor dyseåpningen, hvor smeiten kommer ut, er anordnet to pnevmatiske trekkdyser med tilhørende ledeflater, som er krummet i innstrøm-ningsområdet og påvirker blåsemediet.

Fremmatingen av blåsemediet gjen-nomføres på forskjellig vis, fortrinnsvis gjennom en hulsylinder, hvis ytre mantelflate delvis tjener som føringsflate for blåsemediet som føres ut gjennom åpnin-ger og ved hjelp av en hette omstyres i tan-gentialretning. Den ytre sylindermantel-flate utgjør i dette tilfelle den ene begrens-ningsflaten og hetten som kan være festet på sylindermantelen utgjør den andre be-grensningsflaten for utstrømnings- hhv. blåsedysen. Ved en tangential innstilling og fastlåsing av sylinderen om sin egen akse kan blåsemediets strømningsretning også reguleres innen fine grenser. Man har bl. a. oppnådd gode resultater ved utblås-ing av gassen i en vinkel på ca. 15—90°, fortrinnsvis ca. 20°, mot smeltestrålens strømningsretning.

Den krummede flate som er anordnet

for omstyring kan ha forskjelligartet ut-forming. I stedet for sylinderens omtalte sirkelrunde mantelflate kan det f. eks. anordnes én flate, hvis krumningsradius er jevnt eller ujevnt tiltagende eller avta-gende. Hvis regulering av hele flaten er kostbar eller umulig, kan blåsemidlets strømningsretning endres, ved at den på flaten festede hetten er forskyvbart og

låsbart anordnet. Om nødvendig, kan begge deler, den krummede flate av f. eks. en sy-linder og den eventuelt derpå festede hetten anordnes sammen eller atskilt.

Som blåsemedium foretrekkes som

kjent høytrykksdamp, da smelte som påvirkes av damp viser mindre tendens til å hefte ved dyseveggen enn f. eks. smelte som er behandlet med hete gasser med temperatur over klebetemperaturen. Ved fiberdannelse ved hjelp av damp kan før-ingskanalen således være vesentlig tran-gere. De fordeler dette medfører er kjent. Således forbedres fiberkvaliteten vesentlig ved økt blåsemiddelhastighet i området for fiberdannelsen.

Mens blåsemediet hittil ble blåst i en

meget spiss vinkel på ca. 10° mot smeltens henholdsvis smeltetrådenes fremmatnings-retning, og smeiten således først ble ut-satt for blåsemediet i en viss avstand fra utløpsåpningen, skal den uttredende damp ifølge oppfinnelsen treffe smeiten i en vesentlig større vinkel, like under utløpsdy-sen for smeiten. Hvis blåsestrømmen også som følge av Coanda-effekten føres langs

den tilgrensende krummede flate inn i trekk-kanalen, vil smeiten bli påvirket vesentlig tidligere, dvs. i varmere tilstand. Dessuten tilveiebringes derved i trekk-kanalen et hastighetsprofil som sterkt nærmer seg den ideelle hastighetsfordeling. Ifølge oppfinnelsen unngåes også at smeltestrålen slår mot veggen, idet strålen ledes i området for dtn høyeste blåsemiddelhastighet og dermed det laveste trykk.

Som i og for seg kjent, kan blåsedy-sens trekk-kanal være utformet som lang-strakt rektangel eller som sirkel hhv. sir-kulær ring, sett i strømningsretnlngen.

For ytterligere å øke virkningsgraden av anordningen ifølge oppfinnelsen,, kan det videre i enden av førings- hhv. trekk-kanalen anbringes en diffusor, hvis tverr-snittsutvidelse er slik at veggskyvespen-ningen uten strømningsavløsning går mot null og at friksjonstapet blir minimalt.

Denne fremgangsmåte bygger på gren-seskiktteorien og går ut fra at diffusjons-tapet blir minimalt og at trykk-gjenvin-ningen hhv. hastighetsreduksjonen og virkningsgraden samtidig blir optimal, hvis hastighetsprofilens formparameter H i grensesklktet på ethvert punkt av diffusorens kontur holdes konstant og tett under avløsnings-f ormparameterets <H>>Vbl. Denne beregningsmetode gir ligninger eller differensialligninger for inkompressible og kompressible °;renseskikt-strømninger med turbulerende og jevnt eller rørsym-metrisk grenseskikt, som nærmere forklart nedenfor og ved hjelp av hvilke dimen-sjonene for den til enhver tid optimale diffusor kan utledes ved approksimasjon, hvis utgangsbetingelsen, dvs. innflytelsesstør-relsen i diffusorinnløpet. er kjent.

Diffusorens tverrsnitt på et valgfritt sted kan ved hjelp av hastigheten på ved-kommende sted utregnes på følgende måte:

Her betyr:

(u5) Frnsek—11= strØmnmgs"nastignet På det sted- nvor °[ J x = 0 (diffusorinnløp)

= Det med impulstapstykkelse (52) bereg-(Re62)0 nete Reynoldtall på det sted hvor x = 0

= Koordinator i strømningsretning, begyn-x [mj nende ved diffusorinnløpet

§2 [m] = Impulstapstykkelse

For et jevnt, kompressibelt, turbulent grenseskikt:

Her betyr

aj = 0,00588 . dx

b, = 0,00198 . oVa*2 ;c, = 0,00006 . dt/a*3

di = /(u5)o4,75i . (1-0,1684 M"52)0 . (52)o. (Re52)o<0.>i68/-i M"§ = kritisk Mach tall

For et rørsymmetrlsk, kompressibelt, tur-

bulent grenseskikt:

Her betyr

Diffusorveggens kontur utgjør vanlig-vis en i strømningsretningen åpnet para-bel- hhv. parabol oidlignende form. På grunn av diffusorens gunstige form over-føres langt mindre hastighetsenergi i friksjonsenergi. slik at en vesentlig del av den innsparte friksjonsenergi forblir fri for overføring i trykkenergi. Trykkforskjellen mellom diffusorinngangen og utgangen er således større enn f. eks. ved diffusorer, hvor sideveggene divergerer i en konstant innbyrdes vinkel.

Den kombinasjon av blåsedyse og optimal diffusor som foreslåes ifølge oppfinnelsen medfører en rekke fordeler. Således kan det spares 50 pst. eller mere blåsemedium basert på fibervekten. Den nødven-dige diffusorlengde for reduksjon av blå-semiddelhastigheten kan likeledes reduse-res med 50 pst. og mere overfor de vanlige sirkelkjeglediffusorene. Forsøk har videre vist en reduksjon i fiberdiameterens arit-metiske gjennomsnitt. Det er også konsta-tert at den fiberførende blåsestrøm ikke innsnevres etter at den har forlatt den optimale diffusor, slik som det har vært van-lig ved de kjente diffusorer, men tvertom får en lett divergerende form, noe som bedrer fibrenes avleiring.

Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen vil fremgå i forbindelse med beskrivelsen av et par utførelseseksempler som er vist i tegningen.

Fig. 1 viser en komplett, plan blåsedyse med diffusor. Fig. 2 viser konturene av de krummede blåsemiddel-ledeflater, som medfører Coanda-effekt og hvis krumningsradius re-duseres i strømningsretningen. Fig. 3 viser en anordning som svarer til den som er vist i fig. 2, bortsett fra at krumningsradien tiltar i strømningsret-ningen. Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom en mulig utførelsesform av en blåsedyse ifølge oppfinnelsen, uten diffusor. Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom anordningen, etter linjen A-A i fig. 4. Fig 1 viser en anordning ifølge oppfinnelsen med to innbyrdes motstående blåsedyser 1 og 2, som er anordnet sym-metrisk nedenfor en eller flere utstrøm-ningsdyser 3 for smeiten. Blåsedysene 1 og 2 er i det minste delvis utstyrt med en

krummet henholdsvis sylindrisk mantelflate 5, som delvis er dekket av en hette 6. Mellom hetten 6 og sylindermantelen 5 er det anordnet en tilførselskanal 7, gjennom hvilken blåsemediet, f. eks. damp, mates frem. Hetten 6 skal forløpe parallelt med og i noen avstand fra sylinderflaten 5 over et stykke av dennes krumning, slik

at blåsemediet, f. eks. dampen, ledes gjennom den gjenstående sliss 8 og kan tre ut gjennom slissåpningen 9. Til tross for at blåsemediet i det viste eksempel trer til-

nærmet horisontalt ut av slissåpningen 9,

vil det på grunn av Coanda-effekten følge den konvekst krummede flaten 5 og så-

ledes inn i kanalen 10. Dampstrålene, som således ledes inn i kanalen 10 mellom dyse-

bakkene 1 og 2, danner således et jevnt av-

smalnende innløp med en luftpute, slik at smeltestrålen 4' ikke lenger kan slå mot veggene 11 hhv. 12 av bakkene 1 og 2 i kanalen 10 og samtidig føres sentrisk frem til det smaleste sted i kanalen 10, hvor det begynner å dannes fibre 13 av smeltestrå-

lene 4'. På grunn av den sentriske føring av strålen kan kanalen 10 ved justering av bakkene 1 og 2 gjøres vesentlig smalere.

Derved oppnåes igjen høyere blåsemiddel-

hastighet og dermed bedre fiberdannelse og større ytelse. Den beskrevne anordning omfatter to dyser, hvis funksjon grunner seg på Coanda-effekten Ifølge oppfinnel-

sen kan også en enkelt dyse med Coanda-

effekt samarbeide med en eller flere kjente dyser. Blasemiddeldysene kan i en modi-

fisert utførelse også anordnes asymmet-

risk til smeltestrålen 4'.

I dysebakkenes 1 og 2 nedre ende kan

det videre, som vist i fig. 1, anordnes en diffusor 14. Ifølge oppfinnelsen skal diffu-. soren ha en i strømningsretning degressivt divergerende form, slik at skyvespennin-

gen mellom diffusorvegg og blåsemiddel-

grenseskikt i ethvert punkt blir den samme og tilnærmet null. Formen av diffusoren 14 hhv. dennes utvidelse kan være svært forskjellig og avhenger av, om diffusoren er plan, dvs. bred, eller rørsymmetrisk. dvs.

rund, videre av blåsemediets art og has-

tighet, dvs. av om det foreligger et inkom-

pressibelt eller kompressibelt grenseskikt m.v.

Ifølge oppfinnelsen kan diffusoren og-

så anvendes atskilt henholdsvis være mon-

tert på en kjent blåserdyse e. 1.

I fig. 2 og 3 er det vist at man i stedet

for sylinderflatene 5 kan anordne flater som er krummet i en kurve, hvis krumningsradius — jevnt eller ujevnt — avtar 5' som i fig. 2 eller tiltar 5" som i fig. 3. Krumningen kan også følge andre geomet-

riske linjer.

Et eksempel på en konstruktiv løsning

er vist i fig. 4 og 5. I en blåsedyse-bakke 15

er det anordnet en hulsylinder 16, som er festet ved hjelp av en aksel 16'. Akselen 16'

bæres av lagringer 16", som ved hjelp av skruer 17 trekkes mot dysebakken 15, slik at hulsylinderen 16 lagres sikkert. Hul-

sylinderen 16 er delvis dekket av en hette 18, hvorved det gjenstår en sliss 19 mellom hulsylinderens 16 ytterflate og hettens 18

innerflate. I hulsylinderen 16 er det an-

ordnet kanaler 20 hhv. 21, hvorav kanalen 20 munner .i slissen 19, mens kanalen 21 er

forbundet med tilførselsledningen 22 for blåsemediet. Damptilknytningen for til-førselsledningen 22 er opprettet over en tilknytningsstuss 23 under mellomkobling av en tetning 24. Hvis skruene 17 løftes noe,

kan hulsylinderen 16 dreies om en viss vinkel. I dysebakkene 15 er det derfor et traulignende rom 25 mellom sylindrene 16

og ledningen 22, slik at kanalen 21 alltid står i forbindelse med ledningen 22. Hetten 18, som f. eks. ved hjelp av skruer 26 er for-

bundet med hulsylinderen 16, går automa-

tisk med, når hulsylinderen 16 dreies. I hulsylinderen 16 har. akselen 16', som strekker seg gjennom sylinderen, tilsvar-

ende mindre diameter 16"', for at dampens passasje ikke skal hindres. Til befestigelse av dampdysebakkene 15 er det anordnet fester 27 på begge sider av akselen.

Kanalen 20 kan også munne tangen-

tialt ut fra sylindermantelen. I dette til-

felle er det ikke absolutt nødvendig å an-

ordne en hette 18.

Den ovenfor beskrevne konstruktive utførelsesformen utgjør bare en av mange muligheter, hvor man som eksempel har valgt langstrakte blåsedyser. De samme eller lignende utførelser kan også benyttes for ringformete blåsedyser.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av fibre av smeltede kunststoffer, mineraler, glass m.v., hvor tynne smeltestråler ut-settes for påvirkning fra et hurtigstrøm-mende gass- eller dampformet blåsemiddel, som har en temperatur under smeltens herdningsområde, idet smeltestrålene samt blåsemiddelstrømmene ledes inn i den øvre ende av en forholdsvis trang kanal, hvor smeltestrålene. defibreres, og som' leder og begrenser de fiberførende blåsemiddel-strømmene, karakterisert ved at blåsemiddelstrømmene ved hjelp av to motstilte, krummede føringsflater (5, 16) omstyres fra en vinkel på 15—90° mot vertikalen, fortrinnsvis ca. 20°, i det vesentlige vertikalt nedover og ledes inn i kanalen (11, 12) og at den fiberførende blåsemiddel-strøm etter å ha forlatt denne kanal eventuelt utvides ved hjelp av en diffusor.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at skyvespenningen mellom grensesjiktet av den utvidete fiberførende blåsemiddelstrøm og diffusorens vegg gjøres like stor på alle punkter, dvs. minimal eller lik null, idet hastighetsprofilets formparameter H holdes konstant og tett under avløsnings-formparameterets Havl i grensesjiktet på ethvert punkt av diffusorens kontur.

3. Anordning for gjennomførelse av fremgangsmåten som angitt i påstand 1, karakterisert ved at det like nedenfor dyseåpningen, hvor smeiten kommer ut, er anordnet to pnevmatiske trekkdyser med tilhørende ledeflater (5), som er krummet i innstrømningsområdet og påvirker blåsemediet.

4. Anordning som angitt i påstand 3, og for gjennomførelse av fremgangsmåten som angitt i påstand 1 og 2, karakterisert ved at det umiddelbart ved blåse-dysekanalens (10) utløp er anordnet en diffusor (14), hvis vegger, som begrenser den fiberførende blåsemiddelstrøm er ut-videt slik at skyvespenningen mellom blå-semiddelstrømmens grensesjikt og diffu-sorveggen er like stor i ethvert punkt og minimal eller null.

5. Anordning som angitt i påstand 3, karakterisert ved at en del av ledeflaten (5) danner en vegg av blåsedysen og er krummet i . tverrsnitt etter en sirkelbue eller etter en kurve, hvis krumningsradius tiltar eller avtar jevnt eller ujevnt.

6. Anordning som angitt i påstand 3 og/eller 5, karakterisert ved at ledeflaten (5) er en del av et sylindrisk hullegeme (16). hvor blåsemediet føres inn og hvorfra det ledes ut gjennom minst en kanal (20), som fortrinnsvis er anordnet slik at den munner tangentialt i sylin-derveggen.

7. Anordning som angitt i påstand 6, karakterisert ved at hullegemet (16) er svingbart om sin egen akse og låsbart i forskjellige stillinger.

8. Anordning som angitt i påstand 6 og 7, karakterisert ved en hette (18), som er forskyvbar og låsbar på hullegemet.

9. Anordning som angitt i minst én av de foranstående påstander, karakterisert ved at blåsedyseparene danner en i seg selv lukket ring, som kan ha formen av en sirkel eller oval eller polygonal form.