DD144755A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faeden aus glas - Google Patents

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fäden aus Glas

Anwendungsgebiet der Erfindung ' .

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Paden aus an der Luft erhärtenden Strömen flüssigen Glases, die ausgezogen und als Päden abgezogen werden, wobei in ein Rohrsystem ein den Padenabzug förderndes und/oder die entstehenden Fäden behandelndes Gas oder Gasgemisch eingeleitet wird_o Dieses Rohrsystem liegt in dem Spinnraum, der der Abstrahlungswärrae der das Rohglas verflüssigenden Einrichtung ausgesetzt ist, durch die das Gas oder Gasgemisch erhitzt und nach der Erhitzung zum Ausströmen gebracht wird»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Verfahren dieser Gattung wird in großem Umfang für die Herstellung feiner Glasfaden eingesetzt, wobei heutzutage meist ein intermittierend oder kontinuierlich, im Maße des Verbrauchs mit Glasrohstoff-gespeister Behälter aus einem hitzebeständigen Material verwendet wird. Nur selten noch werden zu diesem Zweck batterieweise in mehreren Reihen nebeneinander angeordnete Glasstäbe eingesetzt, deren in Anpassung an den Verbrauch kontinuierlich vorgeschobene Enden durch eins.Heizeinrichtung abgeschmolzen werden. In der nachfolgenden Beschreibung wird deshalb von einem mit Glasrohstoff fortlaufend'gespeisten Behalter'ausgegangen. Aus in dem Boden des Behälters befindlichen Öffnungen strömt das aufgeschmolzene Glas', in Einzelströme aufge-

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teilt und an der Außenseite der Öffnung einen sogenannten Spinnkegel bildend, aus. Diese Einzelströme erhärten an der Luft und bilden so die Glasfaden, die fortlaufend, z. B. durch eine Ziehtrommel, Spule oder dgl., abgezogen und weiterverarbeitet werden.

Es ist ferner grundsätzlich bekannt, dem sich in Ziehrichtung an die Ausströmöffnung anschließenden und der Abstrahlungshitze des die Öffnungen enthaltenden Behälter ausgesetzten Raum, dem sogenannten "Spinnraum", ein den Fadenabzug förderndes und/oder die Fäden behandelndes Gas oder Gasgemisch zuzuleiten (z. B. DB-OS 24 60 270 , US-PS 3 248 192).

Durch die DE-OS 22 11 150 ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden, bei·dem zu dem Zweck, ein Benetzen der Außenfläche von Spinnwarzen oder Durchfluß-Öffnungen durch das Glas verhindern, dem Spinnraum und in diesem den Ausflußöffnungen möglichst direkt mit Hilfe eines -Gases oder Gasgemisches ein kohlenstoffhaltiges oder kohlenstoffähnliches Material zugeleitet wird, das sich an den Flächen, die nicht benetzt v/erden sollen, ablagert. Hierzu wird ein inertes Gas mit einer vergleichsweise geringen Menge eines organischen Gases bzw. Kohlenstoff-Wasserstoff-Gases zugeführt, daß im Gebiet der Glasströme eine Wasserstoffkomponente enthält. Dabei werden beide Gase in der Hitze zerlegt. Die Zuführung des Gases bzw. Gasgemisches wird mit Hilfe in Längsrichtung des Glasbehälters verlaufenden, eventuell schräg zu den Fadenebenen liegenden, flachen Rohren bewerkstelligt, deren obere, den Spinnöffnungen und damit auch dem heißesten Bereich des Spinnraumes am nächsten liegenden Krümmungen eine Vielzahl von Ausströmschlitzen aufweisen..

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Da für die Erzeugung jeweils einer in Schlitze aufgeteilten Gasströmung nur ein einziges flachgedrücktes radiatorähnliches Verteilungsrohr vorhanden ist und die heißesten Bestandteile des Gases nach oben zu steigen und die kälteren Bestandteile nach unten abzusinken bestrebt sind, wird sich in den Rohren eine Verteilung einstellen, nach · der die kältesten Teile des Gases ganz unten und die praktisch bereits zerlegten Bestandteile an den Verteilerschlitzen sich befinden* Dies wird als nachteilig angesehen, weil es nicht ausschließt, daß sich im unteren Seil der Rohre nicht verdampfendes Gas sammelt, d. h, nicht laufend verbraucht wird, und i/eil die sowieso dem heißesten Bereich der Spinnzone am nächsten liegenden Bereiche der Rohre, die auch den heißesten 'i'eil des Gases führen, durch die Hitzeeinwirkung der vorzeitigen Zerstörung ausgesetzt sind. Auch wird die Entmischung gefördert.

Außerdem treten bei dem bekannten Verfahren Verteilungsprobleme auf. Je näher nämlich der durch die Schlitze aufströmende Gasnebel an den Ausströmöffnungen für das. ^las und damit an den eventuell hier noch nicht ganz erhärteten Fäden liegt _} desto weniger Zeit und Raum hat der Gasnebel, sich nach den Seiten verteilend auszubreiten,- Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß durch die fortlaufend mit hoher Geschwindigkeit abgezogenen Glasfaden ein ständiger, in Abzugsrichtung gerichteter Luftstrom entsteht, der den Hebel, sobald er in seinen Bereich gelangt, erfaßt und mitnimmt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die vorhandene Abstrahlungswärme am besten zu nutzen und die in der Abstrahlungswärme des Spinnraumes liegende Vorrichtung weitgehend

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zu schonen sov/ie eine den ganzen Spinnraum erfassende Verteilung des erzeugten Gasnebels zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das den Fadenabzug fördernde Gas so zu leiten, daß die heißesten Teile des Kohrleitungssystems geschont werden, sowie Mittel zur optimalen Verteilung des Gasnebels vorzusehen und geeignet anzuordnen. .

Hierzu achJLägt die Erfindung bei einem Verfahren der im ersten Absatz der Beschreibung definierten Art vor, daß Luft oder ein Fordergas unter Druck und eine in dessen Bahn eingeleitete flüssigkeit als Fördergas-Flüssigkeits-Gemisch so in Kichtung auf einen Verteiler geführt und aus diesem geblasen wird, daß das Gemisch mit zunemender Erwärmung sich zunehmend vom Spinnraum entfernt. Dabei kann der erzeugte Gemischnebel gegen eine Verteilerfläche geblasen v/erden.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung, bestehend aus einem von einer hitzebeständigen Umkleidung umgeben_en, flüssiges Glas aufnehmenden Behälter, aus dessen in seinem Boden befindlichen Öffnungen Glasfaden abgezogen werden, vorrichtungsmäßig durch einen Wärmeaustauscher aus mindestens zwei^Rphren, deren eines als Mischrohr mit einer Druckluftquelle und einer Zuleitung für eine Behandlungsflüssigkeit dem Spinnraum näher als das andere, mit Öffnungen versehene Abgaberohr liegt, in dessen Öffnungsbereich eine Verteilerwand angeordnet ist, gelöst. Vorteilhaft liegt das Mischrohr.mit Zuführung für das flüssige Medium zwischen einem Einführungsrohr für die Druckluft und einem Zwischenrohr₀ Die genannten

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Rohre sind an einem in Richtung auf den Boden des Glasbehälters schräg aufwärts gerichteten Vertikalschenkel eines eine auswechselbare Einheit bildenden Blechwinkels befestigt, dessen Horizontalschenkel verschiebbar auf Konsolen ruht.

Die Verteilerwand kann als Siebwand oder als ein in Richtung auf den Boden des Glasbehälters schräg aufsteigendes Blech ausgebildet sein,

Ausführungsbei spi ele'

Das Verfallren nach der Erfindung ist anhand zweier Ausführungsbeispdele einer Vorrichtung zur Durchführung desselben zur Anschauung gebracht und nachfolgend beschrieben. Es stellen dar:

Pig. 1: eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, sehr schematisch im Teil-Vertikalschnitt;

Pig. 2: eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Fig„ 1 entsprechenden schematischen Darstellung, jedoch einem dieser gegenüber kleineren Maßstab;

Pig» 3; einen wesentlichen Bestandteil einer Vorrichtung . nach Pig. 2, gesehen in Pfeilrichtung III der Pig. 2,

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in zunächst üblicher v/eise aus einem im

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einzelnen nicht'-!largest ell ten, durch einen Profilrahnien ausammengehaltenen Mantel 1 aus feuerfestem Material, der eine sogenannte. Düsenleiste 2 aus Platin oder einer Platinlegierung einschließt, die oben offen ist, so daß sie z«. B.

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nach der DE-OS 23 26 975 im Maße des durch den Fadenabsug entstehenden Verbrauchs mit Rohgläs intermittierend oder . kontinuierlich gespeist werden kann. Der Boden der Düsen-leiste weist Durchflußöffnungen, hier· in Gestalt von sogenannten Spinnwarzen 3, auf, an denen sich jeweils ein Spinnkegel 4 bildet, aus dein der Faden 5 fortlaufend abgezogen wird. Da in der Düsenleiste eine Temperatur zwischen 1000 und 1250 ⁰C herrscht, und der Düsenieistenboden 6 natürlich nicht durch den z. B. aus Schamotte bestehenden Mantel 1 abgedeckt sein kann, herrscht in dem Raum unterhalb der Öffnungen oder Spinnwarzen 3» dem sogenannten Spinnraum 7, eine verhältnismäßig hohe, durch Abstrahlungswarme entstehende Temperatur.

Zu dem Zweck, diesen Spinnraum 7 mit einem die einzelnen Fäden, und zwar auch die innerhalb der Fadenkolonne ablaufenden Fäden, umhüllenden ITebel anzufüllen, ist ein allgemein mit 8 bezeichneter Wärmeaustauscher vorgesehen, dem von einer nicht dargestellten Quelle Druckluft zugeführt wird. Der Begriff "Nebel" dient hier der allgemeinen Bezeichnung eines zum Ausströmen gebrachten Gases oder Gasgemisches oder einer verdampften Flüssigkeit, die z. B. ein Schmälzöl, ein Antistatikum, aber auch einfach Wasser bzw. ein Gemisch sein kann. Mit dem sich auf den ablaufenden Fäden niederlassenden Hebel können diese z.B. geschmälzt und bzw, oder ihre elektrostatische Aufladung verhindert v/erden.

Der Wärmeaustauscher S ist bei dem in Fig. 1 dargestellten •^ usführungsbei spiel neben der Düsenlesfce 2 teilweise in die Unterseite des Mantels 1 eingelassen und besteht aus mindestens einem Mischrohr 9 und einem Abgasrohr 10, die beide durch einen Krümmer 11 miteinander verbunden sind. In

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das Mischrohr 9 wird zunächst Druckluft von etwa 0,5 "bar und dann die Behandlungsflüssigkeit, z. B₀ ein Schmälzöl, eingeführte Diese beiden Komponenten kommen als verhältnismäßig kühle Medien in das dem heißeren Teil des Spinnraumes 7 nähergelegene Mischrohr 9» werden in diesem erwärmt und als Luft-Flüssigkeits-Gemisch verdampft, gelangen dann in den dem Spinnraum abgewandten kälteren Bereich des Wärmeaustauschers und treten hier durch Düsenöffnungen oder "dgl. 12 aus. Auf diese Weise wird der 'l'emperaturunterschied zwischen den für die Erzeugung eines den Fadenabzug fördernden und/oder die entstehenden Fäden behandelnden Gasgemisches dienenden Medien für die Kühlung der dem heißeren Teil des Spinnraumes näherliegenden 'l'eile des Wärmeaustauschers ausgenutzt»

Der Austrittsnebel trifft gegen eine Verteilerfläche, hier in Gestalt einer Siebv/and 13, und verteilt sich an dieser über die Länge der Rohre und, das heißt die Breite der Düsenleiste, tritt durch die Siebmaschen hindurch und wird an der Rückseite der Verteilerfläche durch den durch den Fadenabzug erzeugten Luftstrom 14 mitgerissen, so die einzelnen Fäden 5 einhüllend.

Druckluft und Flüssigkeit können auch bereits vor Eintritt in das Rohr 9 gemischt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 ist ein allgemein mit 15 bezeichneter Wärmeaustauscher vorgesehen«, in den zunächst von einer nicht dargestellten Quelle bei 16 Druckluft eingeleitet wird. Die kalte Luft strömt durch ein Einführungsrohr 17 und gelangt dann in das Miscürohr 18, dem die BehandlungsfiüsMgkeit durch ein Zuführungsrohr 19 zugeführt wird. Aus dem Mischrohr gelangt das erhitzte ' und verdampfte Gemisch über ein Zwischenrohr' 20 in das Abgaberohr 21, aus dessen Öffnungen 21' der Nebel austritt.

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Auch bei diesem ^Ausführungsbeispier folgt die Rohranordnung dem Prinzip der sich vom Eintritt des Druckgases bis zum Ausströmen des liebeis vom Spinnraum und damit auch der Wirkung seiner Abstrahlungswärme entfernden üiihrung, und hierzu sind die Rohre 17, 18-und 20 an der Außenseite des schräg abstehenden Schenkels 22 eines Blechwinkels 23 befestigt. ...

Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Wärmeaus- · tauscher 15 als auswechselbare Einheit gestaltet, indem der Blechwinkel 23 mit seinem Horizontalschenkel 24 auf durch am Maschinengestell befestigte Winkel 25 gebildeten Schieben 26 so -weit eingeschoben v/erden kann, bis er einen Anschlag erreicht, z. B. mit seiner Seitenwandstirnflache 27 gegen die Außenwand der hitzefesten Verkleidung 28 der Düsenleiste 29 anstößt.

Das vertikal und horizontal vom heißesten Bereich des Spinnraumes am weitesten entfernt liegende Abgaberohr 21 hängt hierzu in an der Unterseite des Horizontalschenkels 24 angebrachten Laschen 30.

Die Druckluft büßt zwar durch die Erwärmung auf dem Wege von ihrem Eintritt durch das Rohr 16 bis zum Abgaberohr 21 einen 'i'eil ihres Druckes ein, aber er reicht aus, um das Gemisch durch die Rohre des Wärmeaustauschers zu drücken und es aus den Öffnungen 21' als Hebel auszustoßen.

Der austretende Hebel wird auf eine allgemein mit 31 bezeichnete "Verteilereinrichtung geblasen.

Diese besteht bei dem dargestellten Seispiel aus einem in Richtung auf die Düsenleiste schräg ansteigenden Blech 32. Dadurcn, daß der Nebel gegen die durch das Blech 32 gebildtete Wand geblasen wird, verteilt er sich in der Breite.

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Palls die Öffnungen oder Spinnwarzen 33 gruppenweise angeordnet sind, z.B. in .der Weise, daß immer nach fünf, sechs oder mehr Spinnwarzen einer Reihe der insgesamt z.B. zwölf Reihen ein Abstand von der Breite einer Düse oder mehr vorhanden ist, können den Nebel an diese Gruppen leitende Rippen 34 auf das Blech 32 gestellt sein.

Ebenso wie in Fig. 1 veranschaulicht, wird auch in diesem Fall der nach oben in Pfeilrichtung steigende Nebel durch den von den abgezogenen Fäden erzeugten Luftstrom mitgerissen* j

Auch die Verteilereinrichtung 31 kann als auswechselbare Einheit gestaltet sein und hierzu auf am Maschinengestell befestigten Konsolen 35 aufschiebbar sein.

Obwohl es in der Regel ausreicht, wenn der Nebel von einer oder beiden "eiten des Spinnraumes zugeführt wird, können auch zusätzliche Abgaberohre in -erfindungsgemäßer V/eise in den Kittelzonen unterhalb der Düsenleiste angeordnet werden, wenn deren durch die hohe Zahl der Spinnwarzen Reihen bedingte Breite die Verteilung des Nebels von außen bis in die mittleren Fadenreihen nicht mehr sichern würde. Die Ausströmlöcher können dann versetzt nach beiden'Seiten gerichtet sein, und die Leiteinrichtung, ζ. B. entsprechend dem Blech 32 nach Fig. 2, kann dann in Gestalt eines V- · förmigen Bleches den erzeugten Nebel nach beiden Seiten verteilen.

Claims (7)

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1· Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Glas aus an der Luft erhärtenden Strömen flüssigen Glases, die ausgezogen und als Fäden abgezogen werden, wobei in den der Abstrahlungswärme der das Rohglas verflüssigenden Einrichtung ausgesetzten Spinnraum in einem Rohrsystem ein den Fadenabzug förderndes und/oder die entstehenden Fähen behandelndes Gas oder Gasgemisch eingeleitet durch ijlie Abstrahlungswärme erhitzt und nach der Erhitzung zum Ausströmen gebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß Luft oder ein Fördergas unter Druck und eine in dessen Bahn eingeleitete Flüssigkeit als Fördergas-Flüssigkeits-Gemisch so in Richtung auf einen Verteiler geführt und aus diesem geblasen wird, daß das Gemisch mit zunehmender Erwärmung sich zunehmend vom Spinnraum entfernt.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der erzeugte Gemischnebel gegen eine Verteilerfläche geblasen wird.

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, bestehend aus einem von einer hitzebeständigen Umkleidung umgebenden, flüssiges Glas aufnemenden Behälter, aus dessen in seinem Boden befindlichen öffnungen Glasfaden abgezogen werden, gekennzeichnet dadurch, daß diese einen Wärmeaustauscher (8, 15) aus mindestens zwei Rohren enthält, deren eines als Mischrohr (9, 18) mit einer-^ruckluftquelle und einer Zuleitung (19) für eine

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Behandlungsflüssigkeit dem Spinnraum (7) näher als .das andere, mit Öffnungen (12, 21') versehene Abgaberohr (10, 21) liegt, in dessen Öffnungsbereich eine Verteilerwand (13, 32) angeordnet ist,

4· Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Mischrohr (18) mit Zuführung (19) für das flüssige Medium zwischen einem Binführungsrohr (17) für die Druckluft und einem Zwischenrohr (20) liegt.

5· Vorrichtung nach Punkten 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die .jRohre (17, 18, 20) an einem in Hichtung auf den Boden des Glasbehälters (29)' schräg aufwärts gerichteten Vertikalschenkel (22) eines eine auswechselbare Einheit bildenden Blechwinkels (23) befestigt sind, dessen Horizontalschenkel (24) verschiebbar auf Konsolen 35 ruht» -

6. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilerwand eine Siebwand (13) ist. -

7· Vorrichtung nach Punkten 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilerwand ein in'Richtung auf den Boden des Glasbehälters schräg aufsteigendes Blech (32) ist,-