專利名稱：用于制造高質(zhì)量纖維的包括輻射屏蔽罩的成纖旋轉(zhuǎn)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用在高質(zhì)量玻璃棉纖維制造中的成纖器和旋轉(zhuǎn)器，更 特別地涉及用于隔絕旋轉(zhuǎn)成纖過程中使用的旋轉(zhuǎn)器的改進的輻射屏蔽罩。
背景技術：
玻璃纖維和其它熱塑性材料用在包括聲、熱隔絕材料的各種應用 中。普通現(xiàn)有技術中用于生產(chǎn)玻璃纖維隔絕產(chǎn)品的方法包括由旋轉(zhuǎn)過 程生產(chǎn)玻璃纖維。在旋轉(zhuǎn)過程中，玻璃成分熔融并被迫穿過離心機(通 常已知的是離心旋轉(zhuǎn)器)的外周壁上的孔來生產(chǎn)所述纖維。 一個通常 使用的旋轉(zhuǎn)器為大致杯狀，具有帶中心孔的基壁、頂部開口和外周側(cè) 壁，所述外周側(cè)壁從所述基壁向上彎曲，形成所述頂部開口。另一個 通常使用的旋轉(zhuǎn)器使用灑料杯將玻璃成分推到側(cè)壁進行成纖。驅(qū)動軸 用來使旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)并且通常利用空心軸固定至旋轉(zhuǎn)器。
在成纖過程中，旋轉(zhuǎn)器承受高溫和在旋轉(zhuǎn)器上施加相當大力的高 轉(zhuǎn)速。當纖維擠壓通過側(cè)壁的孔時，外部燃燒器將一股熱氣噴到所述 纖維上以加熱所述纖維，外部吹風機用來拉伸所述纖維。在成纖過程 中，重要的是將玻璃保持在預定溫度下以提高成纖的質(zhì)量。雖然優(yōu)選 的溫度是基于設備和制造而變化的，但是通常為這樣一個溫度，即在
該溫度下的熔融的玻璃的粘度為1000泊(也,皮稱為1og3粘度)。
旋轉(zhuǎn)器由金屬合金形成并且通常包括基壁和多孔側(cè)壁。熔融的玻 璃落到旋轉(zhuǎn)器的基部表面上并且通過旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)而被推靠著側(cè)壁。 旋轉(zhuǎn)器的基部表面輻射和對流來自熔融的玻璃和旋轉(zhuǎn)器側(cè)壁的熱。側(cè) 壁的下邊緣處的孔冷卻到溫度低于較高位置處的孔的溫度。孔的冷卻 使玻璃冷卻并增大玻璃的粘度，產(chǎn)生較厚、較硬的初級纖維。允許玻
5璃冷卻可能使得玻璃失透化，這可能導致堵塞較低位置處的孔。
從而，現(xiàn)有技術中對旋轉(zhuǎn)器存在這樣一種需要，即在旋轉(zhuǎn)器中成 纖之前，旋轉(zhuǎn)器將旋轉(zhuǎn)器基部和周側(cè)壁以及熔融的玻璃保持在優(yōu)選的 溫度，并且使玻璃纖維隔絕產(chǎn)品具有改進的特性。

發(fā)明內(nèi)容
通過根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)器來滿足控制旋轉(zhuǎn)器中的玻璃溫度并且改 進玻璃棉質(zhì)量的需要。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)器適于通過包括有安裝在所述旋 轉(zhuǎn)器下方的輻射屏蔽軍來控制熔融玻璃的溫度。所述輻射屏蔽罩定位 在所述旋轉(zhuǎn)器下方并且通常包括多層結構。參考這里的說明以及所附 的權利要求和附圖，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點將會變得明顯。


參考以下本發(fā)明的詳細公開，尤其是結合附圖時，本發(fā)明的優(yōu)點
將會變得明顯，其中
圖1為具有根據(jù)本發(fā)明原理的輻射屏蔽軍的成纖器的正視圖中局 部橫截面圖2為具有根據(jù)本發(fā)明原理的輻射屏蔽軍的成纖器的正視圖中局 部橫截面圖3為具有根據(jù)本發(fā)明原理的輻射屏蔽罩的成纖器的正視圖中局 部橫截面圖4為包括有本發(fā)明的輻射屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)器的底角的溫度與沒有 輻射屏蔽軍的旋轉(zhuǎn)器的底角的溫度進行比較的箱形圖5為包括有本發(fā)明的輻射屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的熔結纖維百分 比與沒有輻射屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的熔結纖維百分比進行比較的箱形 圖6為包括有本發(fā)明的輻射屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)器的熱數(shù)據(jù)與沒有輻射 屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)器的熱數(shù)據(jù)的圖。
具體實施例方式
盡管在這里采用特定實施例來描述本發(fā)明，但是本領域技術人員 能夠很容易地明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行 各種修改、重組和替換。從而本發(fā)明的范圍僅僅由所附的權利要求來 限定。
參考圖l,成纖器10包括固定至空心軸64的軸套54的旋轉(zhuǎn)器12， 所述空心軸64位于可旋轉(zhuǎn)的軸或心軸14的下端處。通過轉(zhuǎn)動心軸14 來轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)器12是本領域中公知的。旋轉(zhuǎn)器12包括從軸套54延伸至 周壁18的基部16。圍繞所述周壁18的外周設置有多個孔20,所述孔 20用于離心分離熔融的熱塑性材料(例如玻璃)的纖維22。
旋轉(zhuǎn)器12被供應有熔融的熱塑性材料流78。傳統(tǒng)的供應設備82 可以用來供應熔融的玻璃流78。這種熔融的玻璃的供應設備在工業(yè)上 是公知的，因此這里不再詳細討論。所述流78中的玻璃落到旋轉(zhuǎn)器 12的室42中，通過向心力靠著周壁18被引導流動，并且向外流動形 成玻璃的堆積部或頭部90。然后，玻璃流過孔20以形成初級纖維22， 所述初級纖維被燃燒器24加熱并被環(huán)形吹風機28拉伸。
旋轉(zhuǎn)器12的旋轉(zhuǎn)(如圖1中的圓形箭頭(a)所示)使熔融的玻 璃通過旋轉(zhuǎn)器周壁18上的孔20離心分離以形成初級纖維22。初級纖 維22通過環(huán)形燃燒器24的熱保持為軟的、可拉細的狀態(tài)。環(huán)形吹風 機28利用誘導空氣穿過通道30來拉伸初級纖維22并且使初級纖維 22進一步變細為適合用在諸如棉隔絕材料的產(chǎn)品中的再生纖維32。然 后在傳送機(未示出)上收集再生纖維32以形成諸如玻璃棉包的產(chǎn)品。
中空的空心軸64壓入配合到通過軸套54中心形成的鉆孔中，并 且用三個周向地間隔的鎖銷66鎖定就位?？招妮S64的上端螺接到中 空的拉桿68的下端中。空心軸64優(yōu)選地由通過環(huán)形冷卻套70循環(huán)的 水進一步冷卻，所述環(huán)形冷卻套70繞著心軸14和空心軸64設置并位 于軸套54之上?？招妮S64和軸套54優(yōu)選地由熱膨脹低的合金制成， 以使得它們之間的熱膨脹差異最小。
輻射屏蔽軍46可包括一個板52a、兩個板52a、 52b或多個(多
7于一個)單獨的板52a、 52b、 52c?？蛇x地，輻射屏蔽軍46可包括多 于三個的板。所述板可連接至空心軸64的軸套54?？招妮S盤66通過 焊接、夾持或任何其它的附接方式附接至所述板中的一個或多個。如 圖3所示，空心軸盤66可通過螺栓75、 76螺接到空心軸64的底部部 分63上。或者，空心軸盤可焊接、夾持或通過任何其它的附接方式附 接到底部部分63上。所述板阻止與旋轉(zhuǎn)器基部的對流，阻止紅外能量 從旋轉(zhuǎn)器12基部漏出，減小沿著周側(cè)壁18高度的熱梯度，從而在玻 璃穿過周側(cè)壁18的下邊緣處的孔20時阻止玻璃頭部90內(nèi)的失透化并 且控制玻璃的溫度。初級板52a優(yōu)選地為截錐形，與旋轉(zhuǎn)器12的基壁 16相配。次級板和三級板52b、 52c可以是截錐形或平面形，以在板 之間形成空間。板52a、 52b、 52c可由不銹鋼或耐火金屬(比如p合斯 特洛伊合金-過渡金屬鎳基高溫合金)形成。特別適合于屏蔽罩的一 種材料是從美國印第安納州的Haines International of Kokomo獲得 的哈斯特洛伊合金x。哈斯特洛伊合金X包括47%重量的Ni、 22% 重量的Cr、 18%重量的Fe、 9%重量的Mo、 1.5%重量的W、 0.1% 重量的C、 1 %重量的Mn (最大值)、1 %重量的Si (最大值)和0.008 %重量的B (最大值)。
類似地，圖2的成纖器10包括被夾持至空心軸64上的軸套54 的旋轉(zhuǎn)器12，所述空心軸64通過夾持環(huán)55安裝到心軸14的下端處。 旋轉(zhuǎn)器12包括延伸至周壁18的基部16，所述周壁18包括有多個用 于離心分離纖維22的孔20。通過傳統(tǒng)的供應設備82將熔融的熱塑性 材料流78供應給旋轉(zhuǎn)器12的室42。熔融的熱塑性材料流向外流動形 成玻璃的堆積部或頭部90。然后，玻璃流過孔20以形成初級纖維22， 所述初級纖維被燃燒器24加熱并被環(huán)形吹風機28拉伸。環(huán)形吹風機 28利用誘導空氣穿過通道30來拉伸初級纖維22并且使初級纖維22 進一步變細為再生纖維32。圓形箭頭(a)示出了旋轉(zhuǎn)器12的旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)器根據(jù)所使用的成纖過程而制造成各種幾何形狀。典型地, 玻璃纖維的主要制造者有它們自己的成纖過程，各個制造者的這個成 纖過程是不同的；然而，本發(fā)明的原理同樣適合于用在任何旋轉(zhuǎn)成纖過程中。
圖4示出了包括有本發(fā)明的輻射屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)器的底角的溫度與沒有輻射屏蔽軍的旋轉(zhuǎn)器的底角的溫度進行比較的箱形圖。如圖中所示，輻射屏蔽罩隔絕顯著地增大了繞旋轉(zhuǎn)器底角的平均溫度(+70下)
(2i.rc)。
圖5為包括有本發(fā)明的輻射屏蔽罩的旋轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的熔結纖維百分比與沒有輻射屏蔽軍的旋轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的熔結纖維百分比進行比較的箱形圖。
圖6為沒有本發(fā)明的輻射屏蔽軍的旋轉(zhuǎn)器(2006年1月6日之前)的K值與包括有輻射屏蔽軍的旋轉(zhuǎn)器(2006年1月6日及其之后)的K值的圖。K值為導熱率的測量值。具體地，K值為使得一英寸厚一平方英尺大小的材料兩側(cè)的溫度差為一華氏度而傳遞通過材料的熱量的測量值，以BTU每小時為單位。材料的K值越低，其隔絕性越好。
上面已經(jīng)一般地和參考特定實施例說明了本申請的發(fā)明。盡管本發(fā)明已經(jīng)列出了優(yōu)選實施例，但是本領域技術人員可以在一般公開的范圍內(nèi)選擇各種替換方式。除了下述權利要求的引用之外，本發(fā)明并不限于其它的方式。
權利要求
1.一種用在玻璃纖維制造中的輻射屏蔽罩(46)，包括安裝在能旋轉(zhuǎn)的軸套(54)上的初級板(52a)；以及安裝在能旋轉(zhuǎn)的軸套上的至少一個次級板(52b)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的用在玻璃纖維制造中的輻射屏蔽軍，還 包括安裝在所述初級板和所述至少一個次級板下方的空心軸盤(66)。
3. 根據(jù)權利要求l所述的用在玻璃纖維制造中的輻射屏蔽軍，其 中所述初級板由不銹鋼形成。
4. 根據(jù)權利要求l所述的用在玻璃纖維制造中的輻射屏蔽罩，其 中所述初級板由鎳基合金形成。
5. 根據(jù)權利要求l所述的用在玻璃纖維制造中的輻射屏蔽軍，其 中所述初級板由鎳基合金形成，所述鎳基合金包括大約47%重量的 Ni、 22%重量的Cr、 18%重量的Fe、 9。/。重量的Mo、 1.5%重量的W、 0.1。/q重量的C、 lQ/。重量的Mn、 1%重量的Si和0.008 %重量的B。
6. 根據(jù)權利要求l所述的用在玻璃纖維制造中的輻射屏蔽罩，其 中所述初級板由鎳基合金形成，所述鎳基合金包括大約47%重量的 Ni、 22。/。重量的Cr、 18。/。重量的Fe、 9。/。重量的Mo。
7. 根據(jù)權利要求l所述的用在玻璃纖維制造中的輻射屏蔽軍，還 包括安裝在所述初級輻射屏蔽軍下方的次級板和三級板(52c)。
8. —種用在玻璃纖維隔絕產(chǎn)品制造中的屏蔽旋轉(zhuǎn)器，包括 至少一個旋轉(zhuǎn)器(12)，所述旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)以擠壓出玻璃纖維； 輻射屏蔽革(46)，包括安裝在能旋轉(zhuǎn)的軸套(54)上的初級板(52a); 安裝在能旋轉(zhuǎn)的軸套上的至少一個次級板(52b);以及 安裝在所述初級板和所述至少一個次級板(52b)下方的空 心軸盤(66)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的用在玻璃纖維隔絕產(chǎn)品制造中的屏蔽旋 轉(zhuǎn)器，其中所述初級板由不銹鋼形成。
10. 根據(jù)權利要求8所述的用在玻璃纖維隔絕產(chǎn)品制造中的屏蔽 旋轉(zhuǎn)器，其中所述初級板由鎳基合金形成。
11. 根據(jù)權利要求8所述的用在玻璃纖維隔絕產(chǎn)品制造中的屏蔽 旋轉(zhuǎn)器，其中所述初級板由鎳基合金形成，所述鎳基合金包括大約47 %重量的Ni、 22%重量的Cr、 18%重量的Fe、 9%重量的Mo、 1.5 %重量的\￥、 0.1%重量的<:、lQ/Q重量的Mn、 1%重量的Si和0.008 Q/。重量的B。
12. 根據(jù)權利要求8所述的用在玻璃纖維隔絕產(chǎn)品制造中的屏蔽 旋轉(zhuǎn)器，其中所述初級板由鎳基合金形成，所述鎳基合金包括大約47 。/o重量的Ni、 22。/。重量的Cr、 18。/。重量的Fe、 9%重量的]\10。
13. 根據(jù)權利要求8所述的用在玻璃纖維隔絕產(chǎn)品制造中的屏蔽 旋轉(zhuǎn)器，還包括安裝在所述初級板下方的次級板和三級板(52c)。
14. 一種用于制造玻璃棉的成纖器(10)，包括 能旋轉(zhuǎn)的空心軸(64);安裝至所述空心軸的旋轉(zhuǎn)器(12)，所述旋轉(zhuǎn)器(12)具有基壁 (16)和多孔周側(cè)壁(18);輻射屏蔽罩(46)，包括安裝在所述旋 轉(zhuǎn)器的所述基壁下方的至少一個板(52a);和安裝在所述板下方的空 心軸盤(66)。
15. 根據(jù)權利要求14所述的用于制造玻璃棉的成纖器，其中所述 板為截錐形，鄰近所述旋轉(zhuǎn)器的所述基壁。
16. 根據(jù)權利要求15所述的用于制造玻璃棉的成纖器，其中所述 板由高溫鎳合金形成。
17. 根據(jù)權利要求14所述的用于制造玻璃棉的成纖器，其中所述 輻射屏蔽罩還包括位于所述旋轉(zhuǎn)器的所述基壁的遠側(cè)的次級板(52b)。
18. 根據(jù)權利要求17所述的用于制造玻璃棉的成纖器，其中所述 輻射屏蔽軍還包括位于所迷旋轉(zhuǎn)器的所述基壁的遠側(cè)的三級板(52c )。
19. 根據(jù)權利要求15所述的用于制造玻璃棉的成纖器，其中所述 板由高溫鎳合金形成，所述高溫鎳合金包括大約47%重量的Ni、 22 %重量的Cr、 18%重量的Fe、 9%重量的Mo、 1.5%重量的W、 0.1q/o重量的C、 lQ/。重量的Mn、 1%重量的Si和0.008 。/q重量的B。
20.根據(jù)權利要求15所述的用于制造玻璃棉的成纖器，其中所述 板由高溫鎳合金形成，所述高溫鎳合金包括大約47%重量的Ni、 22 %重量的0、 18 0/。重量的Fe、 9。/。重量的Mo。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造高質(zhì)量玻璃棉纖維的裝置，尤其涉及一種包括輻射屏蔽罩(46)的旋轉(zhuǎn)器(12)。所述旋轉(zhuǎn)器包括多個定位在旋轉(zhuǎn)器的基部下方的輻射屏蔽罩，沿著旋轉(zhuǎn)器的周側(cè)壁(18)減小溫度梯度，并提高玻璃纖維(22)的質(zhì)量。一種適合于輻射屏蔽罩的材料為高溫鎳合金。
文檔編號C03B37/04GK101663247SQ200780045378
公開日2010年3月3日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權日2006年12月28日
發(fā)明者C·A·拉托雷, J·S·貝爾特, M·A·盧卡斯, M·T·佩爾格蘭, P·M·加文 申請人:歐文斯科寧知識產(chǎn)權資產(chǎn)有限公司