Способ вытяжки стеклянного волокна

(56) Заявка Франции М 2.464.925,кл, С 03 В 37/07, 1987,Заявка ФРГ М ОЯ 3.625,731, кл."С 03 В37/02, 1988. 54) СПОСОБ ВЫТЯЖКИ СТЕКЛЯННОГВОЛОКНА 57) Использование: получение стеклянно Изобретение относится к получению стеклянного волокна; преимущественно оп-. тического, путем его.вытягиванйяиз нагретой заготовки (штабика).Известен способ вытяжки стеклянного волокна, включащий измерения натяжения волокна и стабилизацию последнего путем изменения температуры луковицы,Недостатком этого способа является то, что оно не обеспечивает получение волокна с минимально возможными колебаниями диаметра при макСимальной прочности.Наиболее близким по технической сущности, является способ вытяжки стеклянного волокна, включающий изменение температуры луковицы, измерение диаметра волокна и изменение скорости его вытяжки в зависимости от отклонения диаметра;Недостатком этого способа является также невозмЬжность обеспечить получение волокна с минимально возможными КОГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) волокна, и реи муществен но оп тического. Сущность изобретения: измеряют диаметр волокна и изменяют скОрость его вытяжки в зависимости от отклонения диаметра и температуры луковицы, увеличивают начальную температуру луковицы до максимально допустимого значения, определяют для этой температуры дефектность волокна в виде частоты трещин по его длине и их глубины, а затем уменьшают температуру луковицы. до тех пор, пока текущая величина дефектности не превыситдефектности, полученной при максимальной температуре, и в дальнейшем поддерживают температуру луковицы на этом значении, 1 ил. лебаниями диаметра при максимальной прочности, А также невозможнее регулирование высокочастотных колебаний диаметра волокна из-за транспортного запаздывания и инерционности привода вытяжных роликов,а также из-за инерционности печи, нагревающей заготовку.Целью изобретения является повышение качестваволокна.Цель достигается тем, что в способе вытяжки стеклянного волокна, включающем изменение температуры луковицы, измерение диаметра волокна и изменение скорости его вытяжки в зависимости от о 1 клонения диаметра увеличивают начальнуютемпературу лукбвицы до максимально допустимого значения, определяют для этой температуры дефектность волокна в виде частоты трещин"по его длине и га глубине трещин, а затем уменьшают температуру луковицы до тех пор, пока текущаямяти, датчик 10 скорости вытяжных роликовт 2, первый ключ 1, интегратор 12, компаратор 13, второй ключ 14, интегратор 15, блок 16 нелинейности, блок 17 контроля дефектов волокна, фильтр 18 нижних частот, деливеличина дефектности не превысит дефектйости, полученной при максимальной температуре и в дальнейшем поддерживаюттемпературу луковицы на этом значении,Сущность способа заключается в следующем,Известно, что колебания диаметра волокнамонотонно уменьшаются при снижении температуры луковицы. Однако, последостижения определенной граничной температуры луковицы дальнейшее ее снижение приводит к резкому снижениюпрочности получаемого волокна,Поскольку при температуре луковицы,выше граничной, прочность волокна практически не зависит от температуры луковицы и находится на максимальномуровне, таспособ обеспечивает получение волокна сминимально возможными колебаниями ди-аметра при максимальной прочности, 20Отыскиватьграничную температуру луковйцы следует по началу резкого сниженияпрочности волокна, Поскольку, во-первых,это снижение прочностивызрано возрастаниемколичества и размеров (глубины) дефектов(трещин) на поверхности волокна, тоуказанное снижение прочности должнофйксироватьсягго резкому возрастанию ко- .личества и глубины трещин на поверхностиволокйа при температуременьше предельно допустимой, Поиск границной температуры луковицы осуществляют Следующимобразом,Устанавливают начальную температурулуковицы на максимальном технологически .35допустимом уровне, измеряют диаметр вы-"тягиваемого волокна и изменяют скоростьего перемещения в зависимости,от отклонения диаметра, контролируют дефектностьполучаемого волокна в виде частоты 1 трещин 40на его длйне и их глубины. Затем уменьшают температуру луковицы. Уменьшение теми"ературы прекращают в тот моментвремени, когда контролируемая дефектность волокна начнет превышать ту, что зафиксирована при начальной температурелуковицы. В дальнейшем температура луковицы поддеркивается йостоянной.Данный способ реализуется спомощьюустройствадля вытягивания стекловолокна, 50 представленного на чертежеУстройство содержит печь 1, вытяжныеролики 2, намоточный механизм 3, блок 4 .управления, датчик 5 диаметра волокна б,механизм 7 подачи заготовки 8, блок 9 па тель 19, элементы 20 и 21 сравнения, компаратор 22 и задатцик 23. Блок 17 контроля дефектов может быть выполнено в виде ультразвукового дефектоскопа, при этом для передачи ультразвуковых волн от блока 17 к волокну б используют жидкостный контакт (имерсионную жидкость). Выходной сигнал блока 17 представляет собой импульсы в виде пиков, частота и амплитуда которых соответствует частоте, и глубине выявленйых трещин в волокне,Блок 16 нелинейности применен для реализации различных закон 1 ов уменьшения теМпературы луковицы: линейного, экспоненциального, кусочно-ступенчатого ит,д. С одной стороны, вид этого закона определяется конструктивными возможностями печи 1 и блока 4 управления, технологическими требованиями к процессу вытяжки волокна. С другой стороны, вид этого закона в значительной степени определяет быстродействие и помехоустойчивость поиска граничной температуры луковицы.Устройство работает следующим образом,Задатчиком.23 на одном из входов элемента 20 сравнения устанавливают сигнал, соответствующий длине волокна, которое будет получено с заданным диаметром при начальной температуре луковицы, С помощью механизма 7 подачи заготовки и блока 4 управления известными производственнь 1 ми приемами производят заправку волокна в вытяжные ролики 2, намоточный механизм 3 и выводят процесс вытяжки на режим с заданным диаметром получаемого волокна и с начальной температурой луковйцы, После получения этого режима вклюцают блок 17 контроля дефектов и замыканием ключа 11 подают сигнал с датчика 10 на вход интегратора 12, выходной. сигнал которого будет прямо пропорционален, как известно, длине волокна, полученного после замыкания ключа 11. Фильтр 18 нижних частот преобразует импульсы с выхода блока 17 в аналоговый сигнал, амплитуда которого пропорциональна. произведению количества выявляемых трещин в единицу времени на глубину этих трещин. Для этого, цтобы получить сигнал, характеризующийдефектность волокна вне зависимости от скорости прохождения им через блок 17 контроля дефектов, применен. делитель 19. Сигнал на его выходебудет пропорционален произведению количестварещин на единице длины волокна на глубину этих трещин. Сигнал с выхода делителя 19 поступает на один из входов элемента 21 сравнения непосредственно, а на другой его вход - через блок 9 памяти, При началь- .ной температуре луковицы блок 9 функцио- сом, данная температура устойчиво поддернирует в режиме выборки, при этом его вы- живается вне зависимости от случайных и ходной сигнал повторяет входной, временных снижений дефектности вытягивследствие чего выходныесигналыэлемен- ваемого волокна. Перед началом вытяжки та 21 и компаратора 22 равны нулю. В мо волокна из следующейзаготовки ключ 11, мент времени. когда растущий во времени интеграторы 12, 15 и компаратор 22 возвравыходной сигнал интегратора 12 станет рав- щают в исходное состояние.ным сигналу задатчика 23, выходной сигнал Использование данного способа вытяжкомпаратора 13 установится на уровне ки стеклянного волокна позволит повысить лог.1, После этого блок 9 памяти по управ качество волокна за счет уменьшения высоляющему входупереводится в режимхране- кочастотных колебаний диаметра волокна, ния, а интегратор 15 начинает линейно уменьшения дефектов на поцерхности ипо- увеличивать свой выходной сигнал благода- выщения за счет этого его прочности, а такря замкнутому ключу 14, Через зарайее на- же сэкономить энергию печи, и увеличить строенный блок 16 нелинейности сигнал с 15 срок службы йечи вследствие Снижения темвыхода интегратора 15 поступает на соот- пературы ее нагрева.ветствующий вход блока 4 управленйя и Ф о р м у л.а и з о б р е т е н и я приводит к уменьшению температуры печи Способ вытяжки стеклянного волокна, , 1, а; следовательно и луковицы заготовки 8. включающий изменения, температуры лукоПри уменьшений температуры луковицы ни вицы, измерение диаметра волокйа и измеже граничной вследствие роста дефектно-нение скорости его вытяжки в зависимости1сти получаемого волокна увеличивается ототклонения диаметра, о т л и ч а ю щ и йсигнал с выхода делителя 19, В результатес я" тем, что; с цель 1 о повышения качества этого выходной сигнал элемента 21 сравне-: волокна, увеличивают начальную темперания становится отличным от нуля, гистере туру луковицы до максимально допустимого зисный компаратор 11.устанавливается в значения, определяют для этой температусостояние лог.1 и благодаря гистерезису ры дефектность волокнав"виде частоты треудерживается в этом состоянии и вдальней- щйн по его длине и по глубине трещин, а шем,ключ 14 размыкается рост выходногозатем уменьшают температуру луковицы до сигнала интегратора 15 и уменьшение тем тех пор, покатекущая величина дефектнопературы луковицы прекращаются. Далее сти не превысит дефектности, полученной процесс вытяжки ведется при найденной при максимальной температуре, и в дальтемпературелуковицы, Приэтом,благодаря нейшем поддерживают температуру луко- применению компаратора 22 с гистерези-, вицы на этом значении,1784597 орректор Е,Составитель А.КузнецовТехред М.Моргентал едактор Т ячева и Заказ 4346 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Т СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г,.ужгород, ул,Гагарина, 10