Способ изготовления стекловолокон и устройство для его осуществления

(53) УДК 666.189(088.8) Опубликовано 15,07,82, Бюллетень Лв 26Дата опубликования описания 18,0 7,82 оо делам изобретений и открытийИн остранец Эцварц Томас Стриклэнд(72) Авторизобретения Иностранная фирма(54) СПССОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОВОЛОКОН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к произвоцству стекловолокон, а именно к способам и устройствам пля изготовления стекловолокон.Известен способ изготовления стекловолокон, при котором вытягивают волокна из потока расплавленной стекломассы, которую пропускают через фильтры, подают в зону выхода потока стеклоконусов из фильеры охлажцаюшую среду в виде сплошп ной струи и отводят ее 1).Известно также устройство пля осуществления этого способа, содержащее резервуар цля расплава стекломассы, фильеру в виде плоской пластины с отверс - тиями, расположенной у основания резервуара, средство пля вытягивания стекловолокон и средства для подачи и отвода охлаждающей газовой среды 1).Однако стекловодокно, подученное данным способом, имеет нецостаточно высокое качество.Цель изобретения - повышение качества волокон путем предотвращения залива, фильер расплавленной стекломассой,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления стекловолокон, при котором вытягивают волокна из потока расплавленной стекломассы, которую пропускают через фильеры, подают в зону выхода потока стеклоконусов из пльеры охлаждающую срецу в вице сплошной струи и отвоцят ее, охлажцаюшую срепу в вице непрерывной струи газа постоянно направляют к зоне выхода стекло- конусов из фильеры поц углом 46-90 по крайней мере с одной стороны потока стеклоконусов. Кроме того, в устройстве цдя осуществления способа изготовления стекловолокон средство цля подачи охлаждающей га зовой срецы содержит газовое сопла, расположенное поц пластиной с отверстиями на расстоянии 2,5-51 см.На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, общий виц;, на фиг. 2 - пластина с отверстиями, виц сбоку; на фиг. 3 - то же, раз- резе3 9444Устройство содержит резервуар 1 для расплава стекломассы. Резервуар 1 размещен во втулке 2, в центре которой расположена головка 3 с расплавленным ствклом. Резервуар 1 имеет основание 4 и может быть выполнен квадратным, прямоугольным или цилиндрическим, У основания 4 резервуара 1 расположена филье-, ра в виде пластины 5 с отверстиями 6.Над втулкой 2 размещено средство для 6 вытягивания стекловопокон в виде клапана 7, с помощью которого внутренняя часть втулки 2 сообщается с источником жидкого стекла 8. При открывании и закрывании клапана 7 стекловолокно течет из источника жидкого стекла 8 в резервуар 1. Для регулирования количества стекла внутри втулки 2 во внутренней ее части размещена платиновая трубка 9, направ ленная вверх через клапан 7. Клапан 7 связан с регулятором 10 посредством винтового. стержня 11. Регулятор 10 клапана связан со звуковым индикатором 12 глубины, реагирует на его сигналы и перемещает в соответствии с ними клапан 7 вверх или вниз по втулке 2, обеспечивая протекание стекломассы на втулку 2. Сте клянные волокна 13 вытягиваются через отверстия 6 пластины 5.С пластиной 5 контактирует платиновый39 стержень 14, соединенный с источником электрического тока, обеспечивающим увеличение температуры пластины. На платиновом стержне 14 закреплен медный сте-ржень 15 для обеспечения между ними электрического тока. Медный стержень, М 15 имеет водяное охлаждение для снижения температуры в точке контакта между" стернями 14 и 15. Регулирование температуры пластины 5 можно осуществлять также путем инцукционного нагрева. Тем пературв пластины 5 находится в пределах 2050-230( Г.В зону выхода стеклоконусов из фильеры подают охлаждающую среду в виде сплошной струи 16 газа под углом 46- ф 90 с помощью средства, содержащего газовое сопло 17, Газовое сопло 17 рас положено под пластиной 5 с отверстиями 6 на расстоянии 2,5-51 см.. Основание втулки 2 имеет, керамичес- ф кую опору 18 для изоляции от пластины 5 с отверстиями 6, Резервуар 1 и керамическая опора 18 окружены изолирующим материалом 19, размещенным между токо- проводящими стержнями 14 и 15 и источ-И ником жидкого стекла 8. Изолирующий материал 19 образует кольцевое пространство 20 вокруг втулки 2, в резервуаре 1 97 4которой размещена катушка нагревателя21, предназначенная для компенсации тепловых потерь связанных с теплопрово дностью изолирующего материала. Катушка нагревателя 21 соединена с термопврой, с помощью которой осуществляется контроль величины протекающего в ней така, в результате чего регулируетсякопичество создаваемого ей тепла, компенсирующего потери. Второй слой изолирующего материала.22 размещен сверху и пространственно отделен от источника жидкого стекла 8, создавая тем самым изолирующий промежуток 23, Для обеспечения покрытия отдельных стекловолокон смазочным материалом, например крахмалом, для уменьшения трения между сосешюими волокнами под газовым соплом установлена масленка 24.Пример осуществления предлагаемого способа.Использованную в этом примере стандартную втулку беэ наконечника выполняют из плоского листа сплава пластины (80% платины, 20% радия) толщиной 0,40 дюйма (1,0 мм). В плоской влас- стиве просверливают отверстия 9 0,052 дюйма (1,32 мм), расположенные шестиугольником с расстояниями межцу центрами 0,070 дюйма (11,78 см). Прямоугольная часть втулки, в которой расходятся отверстия, равна примерно 1,25. дюйма в ширину (3,125 см) и приблизительно 2,85 дюйма в длину (7,24 см) с попеременно расположенными рядами по 17 и 18 отверстий. Каждый ряд содержит примерно 46 отверстий.Стекло типа Е расплавляют в стандартной печи стекольного производства для получения ванны с расплавленным стеклом, примерно 10 дюймов глубины (25,4 см), температура в которой составляет приблизительно 2300 Р ( 1600 С), после чего изготавливаются стеклянные волокна с использованием вышеописанной пластины . Пластину снабжают нагревателем, а температуру пластины поддерживают на уровне примерно 2100 Р (1149 С), Стандартную смазку осуществляют с помацью ролика, подающего ее на волокна, которые наматываются со скоростью примерно 3000 футов(мин (914,4 маймин)Для того, чтобы поддерживать состоя-, ние, в котором происходит разделение волокон, из вертикально расположенных шести сопел 6 1,4 люйма (0,61 см), ,расположенных в ряду с одной стороны пластины с отверстиями нв расстоянии примерно 5 дюймов (12,70 см), вниз5 0444 от нее подается воздух поток которого направляется вверх вдоль длинной стороны части, на которой располагаются отверстия под углом примерно 15 ф от вертикали. Возпух подается под давлением, значения которого находятся в диапазоне3-5 футов избыточного давления на квадратный дюйм (от 0,21 до 0,35 кг/см свыше атмосферного давления). Происходит усйешное вытягивание волокон при посто- о янных рабочих условиях, при этом непрерывно поддерживается разделение нитей.В прсцессе испопьэования имело место. некоторое искривжние пластины с отверстиями, причем на ней возникают как вог-нутые, так и вьауклые участки, а искривжние пластины не улучшает условий получения волокон. формула изобретения 1, Способ изготовления стекловолокон, при котором вытягивают волокна из потока расплавленной стекломассы, которую пропускают через плоские фильеры, пода-ют в зону выхода потока стеклоконусов 97 6из фильеры охлаждающую среду в виде,сплошной струи и отводят ее, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с делью повышения качества волокон путем предотвращения залива фильер расплавленной стекломассой, охлаждающую среду постоянонаправляют к зоне выхода стеклоконуссвиз фильеры нод углом 46-90 ф по крайней мере с одной стороны потока стеклоконусев.2. Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее резервуар длярасплава стекломассы, фильеру в видеплоской пластины с отверстиями, расположенной у ос нования резервуара, средстводля вытягивания стекловолокон и средствадля подачи и. отвода охлаждающей газовойсреды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтосредство для подачи охлаждающей газосреды содержит содло, расположенное под нластиной с отверстиями на расстоянии 2,551 см.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 3474148,кл. 65-2, 1969.