Устройство для получения стекловолокна Советский патент 1993 года по МПК C03B37/00 

Изобретение относится к устройствам для получения стеклоизделий типа капилляров, стеклянных волокон, световодов и может быть использовано при производстве технического и оптического стекла.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для получения стекловолокна. Устройство содержит двойной сосуд с отверстиями в дне. При работе во внутренний сосуд помещают стекло для сердцевины, а во внешний - стекло для оболочки. Стеклр нагревается до температуры размягчения, затем его вытягивают через отверстия в дне.

Геометрические размеры поперечного сечения вытягиваемого волокна (диаметр сердцевины, толщина оболочки) зависят от уровня стекломассы в сосудах. При уменьшении уровня снижается гидростатический напор на дно сосудов и размеры поперечного сечения вытягиваемого волокна уменьшаются. Поэтому необходимо поддерживать этот уровень постоянным, например, путем постоянного добавления новых порций стекла.

В известном устройстве для обеспечения непрерывности процесса вытягивания стекло необходимо нагревать до высоких температур. Это затрудняет получение стекловолокна со стабильной геометрией поперечного сечения. При этом при снижении температуры нагрева увеличивается вязкость стекла и резко возрастает усилие вытягивания, т.к. величины гидростатического давления, создаваемого самой стекломассой, оказывается недостаточно.

На колебания размеров поперечного сечения стекловолокна могут влиять различные факторы (неравномерность нагрева, неоднородность стекломассы и т.п.). Известное устройство не позволяет регулировать технологические параметры в процессе вытяжки, а, следовательно, не позволяет компенсировать влияние случайных факторов на колебания размеров поперечного сечения стекловолокна,

Цель изобретения - повышение стабильности размеров поперечного сечения стекловолокна путем регулирования давления газа в сосудах.

w

w

fe

XI ю

Ј о

СА

Цель изобретения достигается зэ счет ого, что устройство, содержащее внутрений и внешний сосуды с отверстиями в дне, набжено датчиками уровня стекломассы во нутреннем и внешнем сосудах, датчиком 5 иаметра оболочки и сердцевины стекловоокна, двумя регуляторами и двумя пневмо- асосами для подачи газа в сосуды, при том датчики уровня стекломассы подклю-: ены к первым входам соответствующих ре- 10 гуляторов, к вторым входам которых подключены соответствующие выходы датика диаметра оболочки и сердцевина стекловолокна, выходы регуляторов соединены ; с электродвигателями пневмонасосов.15

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит наполненные стекломассой внутренний 1 и внешний 2 сосуды, установленные в печи 3, В сосудах 20 установлены датчики 4 и 5 уровня стекломассы, которые через регуляторы 6 и 7 электрически связаны с электродвигателями 8,9 регулируемых пневмонасосов 10 и 11. Под сосудами установлен датчик 12 диаметра 25 оболочки и сердцевины стекловолокна 13, вытягиваемого из сосудов механизмом вы- тяжки 14. Датчик 12 электрически через регуляторы 6 и 7 связан с электродвигателями пневмонасосов,30

Устройство работает следующим образом.

Во внутренний сосуд 1 помещают стек- ло для сердцевины, а во внешний 2 - стекло 35 для оболочки. Затем стекло разогревают с помощью печи 3 до температуры размягчения и вытягивают механизмом вытяжки 14 Стекловолокно 13. По мере понижения уровня стекломассы в сосудах сигнал от датчи- 40 ков 4 и 5 поступает через регуляторы б и 7 на электродвигатели 8 и 9 пневмонасосов 10 и 11, которые, подавая газ в сосуды, увеличивают давление в них по заранее заданному закону так, чтобы гидростатический 45 напор на дно сосуда оставался на заданном уровне.

Датчик 12 контролирует диаметры оболочки и сердцевины стекловолокна. Сигнал о диаметре оболочки поступает в регулятор 50 6, а сигнал о диаметре сердцевины - в регулятор 7. При отклонении этих диаметров от заданного значения в соответствующих уп- равляющих блоках вырабатываются сигналы рассогласования, в соответствии с 55 которыми формируются дополнительные сигналы, поступающие на электродвигатели пневмонасосов. В соответствии с этими дополнительными сигналами дополнительно регулируется давление в сосудах так, чтобы

установились заданные размеры поперечного сечения стекловолокна.

Устройство позволяет поддерживать напор стекла на дно сосуда на заданном уровне. Это обеспечит стабильность размеров получаемых стекловолокон. .Диаметр волокна связан с величиной напора соотношением .

d К ,

где К - величина, зависящая от размеров фильеры, вязкости стекла, скорости вытягивания; Н - гидростатический напор стекла на дно сосуда.

При уменьшении напора в два раза диаметр уменьшается в 1,4 раза.

Поддержание напора путем добавления новых порций стекла усложняет технологический процесс, не позволяет использовать всю массу стёкла, т.к. в начале и в конце процесса уровень стекла должен быть одним и тем же,

В устройстве путем регулирования давления в сосудах поддерживается заданный напор стекла на дно сосуда. Это обеспечивает стабильность размеров поперечного сечения получаемого стекловолокна.

В устройстве за счет увеличения давления газов, подаваемых в сосуды, можно создать условия принудительного истечения стекломассы из сосудов. Это позволит снизить температуру разогрева стекла, а, следовательно, улучшить качество конечных изделий.

При получении стекловолокон, состоящих из сердцевины и оболочки, надо иметь возможность корректировать и диаметр центральной жилы и толщину оболочки. Такая возможность обеспечивается за счет раздельного дополнительного регулирования напора в сосудах.

Таким образом, устройство позволит существенно улучшить его качество.

Формула изобретения Устройство для получения стекловолокна, содержащее внутренний и внешний сосуды с отверстиями в дне, отличающее- с я тем, что, с целью повышения стабильности размеров поперечного сечения стекловолокна путем регулирования давления газа в сосудах, оно снабжено датчиками уровня стекломассы во внутреннем и внешнем сосудах, датчиком диаметра оболочки и сердцевины стекловолокна, двумя регуляторами и двумя пневмонасосами для подачи газа а сосуды, при этом датчики уровня стекломассы подключены к первым входам

соответствующих регуляторов, к вторым входам которых подключены соответствующие выходы датчика диаметра оболочки и

сердцевины стекловолокна, а выходы регуляторов соединены с электродвигателями пневмонасосов.

Использование: получение стекловолокна в производстве технического и оптического стекла. Сущность: устройство содержит датчики уровня стекломассы во внутреннем и внешнем сосудах, датчик диаметра оболочки и сердцевины стекловолокна, два регулятора и два пневмонасоса подачи газа во внутренний и внешний сосуды. 1 ил.