Способ изготовления стекловолокна, устройство для его осуществления и стекло для изготовления стекловолокна

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПА УЕЙ ТУ Союэ СоветскияСоциалистическиеРеспублик и 973015(51) М. Кл. С ОЗ В 37/Об Гооударстеениый комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 07,11,82 бюллетень 41 Дата опубликования описания 26.11,82 ИностранцыНан Батижелли, Франсуа Буке, Игор Фезенк(72) Авторы изобретения Иностранная фирмаСзн-Гобен Эндюстри (франция) Заявител ОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОВОЛОКНА,ТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЛЕСТВЛЕНИЯСТЕКЛО ДЛЯ ИЗ ГОТО ВЛЕН ИЯ С ТЕКЛО ВОЛОК й Изобретение относится к изготовлению стекловолокон, в частности к технологии, оборудованию и материаламдля изготовления стекловолокна,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способизготовления стекловолокна путем подачи расплава на внутреннюю поверх"ность перфорированной стенки центри"фуги и последующего вытягивания газо-вым потоком 1 1 1,А также- устройство для изготовления стекловолокна, включающее полуюцентрифугу с перфорированной боковой стенкой, нижняя часть которойвыполнена с больщей толщиной, распо"ложенное внутри центрифуги распределительное приспособление, приспособление для подачи газового потока во, круг центрифуги и нагревательное.приспособление 2 ,Недостаток способа и устройства. заключается в том, что получаемыестекловолокна обладают низким каче" ством, в частности недостаточно термостойкост ью,Известно также стекло для изготовления стекловолокна, содержащее, Ф:Ь 5102 61-721 А 10 2-8; НаО+К О 14-16;СаО 4,7-7,5; МцО до 5-; Ва 0 до 2,51Ге 03 0,2-180 а до 3; ЯО до 0,5 С 23.Недостаток известного стекла заключается в том, что получаемые стек 1 О ловолокна обладают недостаточным качеством, в частности недостаточнойтермостойкостью.Целью изобретения является повышение качества получаемого волокна,5 Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу изготовле"ния стекловолокна путем подачи расплава на внутреннюю поверхность пер"форированной стенки центрифуги и поЯо следующего вытягивания газовым потоком все стекло подает в зону верхнихотверстий стенки центрифуги,Устройство для изготовления стекловолокна, включающее полую центри 36 фугу с перфорированной боковой стен-,оставитель Н,Ильиныхехред С,Иигунова Корректор А, Грице едактор С,Пекар Заказ лиал ПП Патент , г, жгород, ул. Проектн ираж 90 ВНИИПИ Государ по .делаи изоб 133035, Иосква, Подписнотвенного комитета СССРретений и открытийЖ, Рауаская наб д.3 973015кой, нижняя часть которой выполненас большей толщиной, чем верхняя, рас"положенное внутри центрифуги распределительное приспособление, приспособление для подачи газового пото 5ка вокруг центрифуги и нагревательноеприспособление, снабжено установленным на нижней части стенки центрифуги кольцеобразным элементом жест-,кости, а распределительное приспособ рление выполнено с отверстиями, расположенными в плоскости верхней ца"сти боковой стенки центрйфуги иливыше ее.Боковая стенка центрифуги выполнена с толщиной нижней части, равной1,5-2,5 толщины верхней части,Устройство снабжено расположеннымрадиально между распределительнымприспособлением и боковой стенкойцентрифуги дополнительным распределительным приспособлением с отверстиями,Кроме того, устройство снабженорасположенным радиально между распре-делительным приспособлением и боковойстенкой центрифуги отражателем.Отражатель выполнен с канавкой,обращенной к распределителю, и с переливом.30При этом отверстия дополнительнога распределительного приспособлениярасположены в плоскости верхней части боковой стенки центрифуги.Кольцеобразный элемент жесткостисмещен радиально внутрь относительноЭЗнижнего края боковой стенки центрифу- .ги, причем параллельно оси центрифуги он выполнен с поперечным сечением, большим толщинь 1 боковой стенки.ЩКольЦеобразный элемент жесткостивыполнен в виде буртика, выступающего радиально внутрь от нижнего краябоковой стенки, и с толщиной, постоянно увеличивающейся в направлениивнутреннего края,4Кольцеобразйый элемент жестко"сти выполнен цилиндрицеским и с мень"шим диаметром, чем нижний край боковой стенки, и снабжен соединительнымэлементом, расположенным между верх- фним краем элемента жесткости и нижним краем боковой стенки,Кольцеобразыый элемент жесткостивыполнен в виде несущей конструк"ции, расположенной в центрифуге с за- фзором на ее боковой стенке и соединенной с ее средней зоной, .причемодин край несущей конструкции соеди" фнен с нижним краем боковой стенки центрифуги, а ее другой край - с верхней частью центрифуги.Стекло для изготовления стекловолокна, содержащее 510, Д 1 О, йа О,К 20, СаО, М 90, ВаО, ГеО, ВО и БОЗ,дополнительно содержит МйО при следующем соотношении компонентов, вес,7;510 60,30-63,45А 12 ОЗ 5,05-6,35а 21 13,20-15,20120 2,10-270СаО 5,40-6,25. Мпо 2,40-4,00ВаО 0,05-3,20Ге 20 з 0,78-3,37ВдО 0,05-1, 50БО 0,36-0,55Мпо 1,50-3,40причем общее содержание НаО+К,Оравно 15,3-17,60; МпО+СаО равно 8,559,40 МпО+ВаО+еО равно 3 8 7 14а А 1 О и Ма О+КО взяты в соотношении.0,29-0,36 и МоО и СаО в соотношении 0,38-0,74.На Фиг, 1 показано предлагаемоеустройство, вертикальный разрез; наФиг, 2 - то же, распределительноеприспособление (частично); на фиг,37 - то же, варианты полой центрифу"ги, разрез, на фиг. 8 - элемент жесткости устройств по фиг. 5 и 6, перспективный вид (частично),Устройство (Фиг, 1) содержит цент-рифугу 1, имеющую вертикальный цент"ральный вал 2, нижний конец которого снабжен ступицей 3 для монтажацентрифуги. 1 ентрифуга содержит перФорированную боковую стенку 4, выполненную с толщиной в нижней части,равной 1,5-2,5 толщины верхней части. Верхний край боковой стенкисвязан со ступицей 3 при помощи вогнутого крепежного элемента 5. Нижний край центрифуги 1 снабжен кольцеобразнымФланцем б,который радиально выступает вовнутрь от нижнего края боковой стенки 4 и с которым связан верхний край кольцеобразного элемента 7 жесткости, смещенного радиально вовнутрь относительно нижнего края боковой стенкипричем параллельно оси центрифуги поперечное сечение элемента 7жесткости больше, чем толщина окружной стенки 4 .Внутри центрифуги 1 расположенораспределительное приспособление 8в виде барабана, которое вращается5 973015 бвместе с центрифугой и снабжено одним Вариантустройства по фиг, 3 от"рядом отверстий 9, которые располо- личается от варианта по фиг. 1 тем,жены в основном в плоскости верх- что центрифуга 1 выполнена сбольшимнего ряда отверстий боковой стенки диаметром и устройство снабжено до 4 центрифуги. Распределительный ба-полнительным распределительным прирабан 8 укреплен на ступице 3 при способлением 16 расположенным радипомощи направленных вниз накладок ально между распределительным бара 10О. Лоток стекла в середине пода- баном 8 и перфорированной боковойется вниз через несущую центрифугу стенкой 4 центрифуги 1, Дополнительконструкции таким образом, что он 10 ное распределительное приспособлепопадает в распределительный барабан ние 1 б выполнено в виде кольцеобраз 8, на днище которого он растекается . ной емкости, которая выполнена отдо перфорированной боковой стенки крытой к внутренней стороне и днищебарабана, через отверстия которой которой снабжено рядом расположенрадиально выходят стеклянные струи 15 ных на расстоянии друг от друга от 11, которые подаются в направлении верстий для выпуска струи стекла 11внутренней поверхности боковой стен- к боковой стенке 4 центрифуги 1, Доки центрифуги, а именно в зону, смеж- полнительное распределительное приную с верхним рядом отверстий, и от- способление 16 выполнено сужающимсятуда стекло течет вниз по внутренней 2 в в направлении выпускных отверстий.поверхности перфорированной боковой Так же, как и в случае варианта пофиг. 1, отверстия для выпуска струйНа фиг, 2 показан вариант распре- стекла 11 должны быть расположеныделительного .барабана 8, который таким образом, что все стекло дляснабжен двумя рядами отверстий .9, 2 ю изготовления волокон подается всмещенными друг относительно друга верхнюю зону перфорированной боковойили расположенными в шахматном поряд- стенки центрифуги, Кроме того, раске, Но все отверстия расположеныпределительный барабан 8 имеет меньвблизи совместной плоскости с тем, ший диаметр, чем распределительныйчтобы подавать стекло в зоне верхне- зо барабан 8 по фиг, 1,го ряда отверстии боковой стенки Выполнение распределительного бац рфу оцентриф ги, рабана Я с меньшим диаметром, чемДля обеспечения вытягивания. струй барабан по фиг, 1 О,и наличие дополстекпа в волокна устройство содержит нительно 1-о распределительного при. кольцевую камеру 12, снабженную коль- способления 16 позволяют более точцевым соплом 13, причем камера под- ную подачу стекла в зону верхнегоключена к одной или нескольким каме" ряда отверстий окружной стенкирам 14 горения, которые снабжены под" Дополнительное распределительное при;ходящими приспособлениями для сгора- способление 16 установлено на частиния- топлива и создания горячих газов о ступицы 3 при помощи несуей конст-.для вытягивания стекла, Лри этом об- рукции 17 снабженной теплоизоляцион"разуется кольцеобразный газовый по- ным слоем (не показано).ток, который направлен вниз и выпол- Кроме того, устройство (фиг, 3)нен в виде занавеса, окружающего цент" отличается от устройства (фиг. 1) тем,рифугу, что кольцеобразный элемент 7 жестко. сти выполнен в виде буртика, которыйУстройство содержит также нагре- радиально выступает вовнутрь от нижвательное приспособление 15 для ниж- него края окружной стенки 4 и выполнего края центрифуги 1. Нагреватель-, нен с толщиной, постоянно увеличиваюное приспособление может быть выпол- щейся в направлении его внут еннегнено любым известным образом, Пред- края,Ир опочтительно оно выполняется в виде Устройство (фиг, 4)отличается откольцеобразного приспособления с вы- устройства (фиг. 1) тем, что оно со"сокочастотным обог евам держит отражатель 18, расположенныйВыполненное в ви е коль а нвиде кольца нагрева- радиально между распределительнымтельное приспособление 15 имеет боль-барабаном 8 и окружной стенкой 4 цвнтший диаметр, чем центрифуга, и рас- рифуги 1. Отражатель 18 выполнен кположено на небольшом расстоянии под кольцеобраэным и снабжен канавкой,обращенной к распределительному баТаблица 1 Состав стекла Характеристикастекла Компоненты, вес,3 63,3 62,78 62,30 60,30 63,45 61,60,А 1, О 5,25 13,20 йа О 15,20 14,95Р2,65 14,95 2,10 270 2,51 2,55 2,30 6,25СаО 5,40 5,35 7 9730рабану 8 и снабженной переливом 19.Отражатель 18 предпочтительно расположен так, цто его перелив 19 позволяет подачу стекла в виде слоя 20 вплоскости верхнего ряда отверстий бо-ковой стенки 4 и 1 ентрифуги 1,Кроме того, кольцеобразный элемент 7 жесткости выполнен тем же образом, цто и в устройстве по фиг,3,Устройство (фиг, 5) имеет следующие отличия от устройства (Фиг. 3),Между распределительными.приспособлениями 8 и 16 располояен отражатель18 той же конструкции, что и отражатель 18 по Фиг. 4. Элемент жесткости выполнен в виде цилиндрицескойнесущей конструкции 21, имеющей мень-ший диаметр, чем нижний край перфорированной боковой стенки 4, и расположенной внутри центрифуги 1 на рас-,остоянии от перфорированной боковойстенки 4, Дополнительное распределительное приспособление 16 установлено на несущей конструкции 21, которая верхним краем прикреплена к 25центрифуге 1, Нижний край несущейконструкции 21 снабжен пазом 22 дляприема направленного вниз конца 23кольцеобразного Фланца 6,Кроме того, несущая конструкция зо21 прикреплена к опорной плите 24.Как показано на Фиг, 5, несущая конструкция 21 иопорная плита 24 предпочтительно выполнены с отверстиями, расположенными на расстояниидруг от друга, Распределенные поокружности консоли 25 (Фиг, 8) вы"ступают вовнутрь, исходя из средней зоны боковой стенки 4 центрифу 15 8ги 1, и служат для крепления кольца 26, которое входит в зацеплениес заплечиком 27, соединенным с несущей конструкцией 21 и .снабженнымвыемкой, Расстояние между консолями25 предотвращает всякое нарушениеламинарного течения стекла, котороетечет на внутренней поверхности окружной стенки центрифуги 1, Взаимноезацепление элементов 22, 23 и 26, 27выполнено так что оно позволяет несущей конструкции 21 и боковой стенке 4 центрифуги 1 свободно расширяться и стягиваться относительно другдруга. В особенности на основании расположения элементов 25-27 несущая кон-.струкция 21 обеспецивает придание эффективной жесткости боковой стенке4 центрифуги, благодаря чему предотвращается деформация окружной стенки наружу в результате воздействияцентробежной силы,Устройство (Фиг. 6)отличается отустройства (фиг. 5) тем, что центриФуга 1 выполнена с меньшим диаметром причем между обоими распределительными приспособлениями 8 и 16 нерасположен отражатель,Устройство (Фиг. 7) отличается отустройства (Фиг. 4) тем, что отражатель 18 прикреплен непосредственнок верхней цасти окружной стенки 4центриФуги В предлагаемом устройстве изготовляются стекловолокна из стекла состава, указанного в табл. 1 и 2. При этом в табл, 1 также сведены данные по характеристике стекла,.Т (,1 од= 2)ОС 1416 Т (1 оц= 2,5)С 1271 Т (1 оО= 3) ОС 1161 Т (1 оО= 3,7)С 1042 Расстекловани Максим.мик./скорость минпри температуре оС имическаястойФивость:воздействиеводой, мг Состав стекла+ СаО,вес.б Общее количество ИпО+СаО, вес,ж Соотношение1 пО и СаО 8,55 15,30 17,50 0,45 5,70 0;33 8,85 0,60 0,29 16,31 0,36 0,44 9,40 17,50 0,74 0,3 3,60 5 0,34 17,25 0,47 8,65 17,60 6,69 0,36 0,38 Формула изобретения 1. Способ изготовления стекловолокна путем подачи расплава на внут реннюю поверхность перфорированной 25стенки центрифуги и последующего вытягивания газовым потоком, о т л и - ,ч а и щ и й с я тем что с цельюулучшения качества получаемого волокна, все стекло подает в зону верх- Звних отверстий стенки центрифуги,2, Устройство для изготовлениястекловолокна, включающее полую центрифугу с перфорированной боковой стенкой, нижняя часть которой выполненас большей толщиной, чем верхняя, рас-,положенное внутри центрифуги распределительное приспособление, приспо"собление для подачи газового потокавокруг центрифуги и нагревательноеприспособление, о т л и ч а ю щ е "е с я тем, что оно снабжено установленным на нижней части стенки центрифуги кольцвобразным элементом жесткости, а распределительное приспособление выполнено с отверстиями, расположенными в плоскости верхней частибоковой стенки центрифуги или вышеее,3. Устройство по и, 2 о т л ич а ю ц е е с я тем что боковаястенка центрифуги выполнена с толщиной нижней части, равной 1,5-25толщины верхней части,Устройство по пп. 2 и 3, отл и ч а ю щ е е с я тем, что оно5снабжено расположенным радиально межДу распределительным приспособлениеми боковой стенкой центриФуги допол" нительным распределительным приспособлением с отверстиями.5. Устройство по и, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжена расположенным радиально междураспределительным приспособлениеми боковой стенкой центрифуги отражателем,б, Устройство по и. б, о т л и -ч а ю щ е .е с я тем, что отражательвыполнен с канавкой, обращенной краспределителю, и с переливам,7. Устройство по пп. 4 и 5, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия дополнительного распределительного приспособления расположены вплоскости верхней части боковой стенки центрифуги.8. Устройство по и, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный элемент жесткости смещен радиально внутрь относительно нижнегокрая боковой стенки центрифуги, причем параллельно оси центрифуги онвыполнен с поперечным сечением, большим толщины боковой стенки.9, Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный элемент жесткости выполненв виде буртика, выступающего радиально внутрь от нижнего края боковойстенки, и с толщиной, постоянно увеличивающейся в направлении внутреннего края,10. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный элемент жесткости выполненцилиндрическим и с меньшим диамет-ром, чем нижний край боковой стен13 9730 ки, и снабжен соединительным элементом, расположенным между верхним краем элемента жесткости и нижним краем боковой стенки,11, Устройство по и, 2, о т л и - 5 ч а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный элемент жесткости выполнен в виде несущей конструкции, расположенной в центрифуге с зазором на ее боковой стенке и соединенной с ее сред в ней зоной, причем один край несущей конструкции соединен с нижним краем боковой стенки центрифуги, а ее другой край - с верхней частью центрифуги.15.12. Стекло для изготовления стек-, ловолокна, содержащее 50, АР 20 з, МаО, КО, СаО, М 00, ВаО, Ге 20, 820 З иБО, отличающеесяте 1,20 что оно дополнительно содержит МпО, при следуоцем соотношении компонентов, вес.3: 155 0 60,30 тб 3,45АФ О 5,05-6,35МаО 13,20-15,202,10-2,70Са 0 5,40-6,25МпО 2,40-4,00ВаО 0105-320Ге 0 0,78-3,37В,о,0,05-1,50яо, 0,36-0 55МпО 1,50-3,40причем общее содержание Мао+К 20равно 15,30-17,60 Мц 0+СаО равно. 8,55-9,40 МпО+ВаО+Ге 0 равно 3,897,14, а АРО и йа О+К 20 взяты в со- .отношении 0,29-0,38 и МОО и СаО в соотношении 038-0,74.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеПатент ФРГ У 1237724,кл, А 41 36/30, опублик, 1967.2, Патент Франции й 1355739,кл. С 03 С опублиы. 1964,