[发明专利]制造纤维的旋转器和纤化机

说明书

本发明涉及一种用热塑性材料制造纤维的装置。确切地说，本发明涉及一种带有一个用于将熔融热塑性材料如玻璃或其它矿物质或聚合物离心制成单组分或多组分纤维的旋转器的纤化机，更确切地说，本发明涉及一种不易于热应力开裂且径向得到平衡的旋转器。

玻璃纤维或其它热塑性材料纤维在包括隔音材料或绝热材料在内的许多应用场合中是有用的。现有技术中用于制造玻璃纤维绝缘产品的普通方法涉及由旋转过程制造玻璃纤维。使单种玻璃成分或多种玻璃成分熔化并迫使熔融物穿过离心件(称其为离心旋转器)的外周壁上的孔而产生纤维。一种常用的旋转器通常成带有一个有一中心孔的底壁、一个上开口和一个外周壁的杯形，所述外周壁从底壁起向上弯曲，从而构成了上开口。一个用于驱动旋转器转动的驱动轴的下端向下穿过上开口并通过衬套固定在底壁中心。底壁的中心孔被简单地压配合在衬套的外径上，而衬套安装在驱动轴的下端上。

旋转器在制造纤维的过程中变得非常热。由于达到高温，旋转器壁必须由耐高温材料制成且它典型地由高温金属合金构成。即使如此，旋转器在这样的高温下显示出了蠕变的趋势并因旋转器旋转而下垂。这样的变形可能会明显缩短旋转器的蠕变寿命并可能引入有害地影响纤维制造的过程变量。当旋转器的尺寸增大时，蠕变问题会变得越发显著。

另外，由于旋转器被简单地压配合到衬套上，所以旋转器因衬套和旋转器受到的热膨胀、转动应力和蠕变而具有环绕衬套在规定时间之外松动的趋势。当配合松动时，旋转器偏心移动，这导致旋转器过度振动和挠曲这样的严重问题。当旋转器的尺寸增大且进而中心孔的直径增大时，上述问题变得越发显著。

另外，旋转器在工作中通常受到温度梯度的影响。对于某种旋转器来说，温度梯度可能产生足以在旋转器中产生裂纹的热应力水平。

因此，需要一种不易于显示出由热应力引发的开裂且不易于显示出温度引发的缩短旋转器的蠕变寿命和在纤维制造过程中引起不希望有的过程变量的变形的改进型旋转器。

通过这样一种本发明的纤维制造装置满足了上述要求，这种装置通常被称为纤化机，它包括一个通常被称为旋转器的且可转动地安装在一个轴上的离心件、一个将至少一种熔融热塑性材料供给旋转器的供应源。旋转器包括一个径向延伸部、一个径向壁和一个外周壁。径向延伸部可沿径向伸离轴地安装在轴上。径向壁安装在径向延伸部上且它沿径向伸离该径向延伸部并且它具有一个外周边。外周壁环绕该径向壁的外周边设置且它具有许多个用于将熔融热塑性材料离心成纤维的孔。径向延伸部具有至少一个通过操作使其适于允许熔融热塑性材料在旋转器转动时流经该径向延伸部并流向外周壁的孔的流孔。本发明的旋转器不易于遭受热应力开裂。

按照本发明的一种纤维制造装置包括一个轴、一个可转动地安装在该轴上的旋转器，以及一个用于将熔融热塑性材料供给旋转器的供应源。所述旋转器包括：一个安装在所述轴上且沿径向伸离该轴的径向延伸部，一个安装在该径向延伸部上且沿径向伸离该径向延伸部的径向壁，一个环绕该径向壁的外周边布置的外周壁。径向延伸部具有一个上表面和至少一个流孔。径向壁具有一个上表面和一个外周边。外周壁具有许多个用于离心喷出熔融热塑性材料纤维的孔。供应源将熔融热塑性材料供到径向延伸部的上表面和径向壁的上表面上。供至径向延伸部的上表面上的熔融热塑性材料流经至少一个流孔并流向外周壁的孔。当旋转器旋转时，供至径向壁的上表面上的熔融热塑性材料流向外周壁的孔。

当考虑了以下描述和附属权利要求书及附图时，本发明的目的、特征和优点将变得一清二楚。图中：

图1是带有根据本发明原理的旋转器的纤化机的局部横截面示意图；

图2是图1所示旋转器的一个替换实施例的横截面图，所述旋转器安装在主轴的端部上；

图2A是表示半个图1所示旋转器的另一个替换实施例的横截面图，所示旋转器安装在主轴端部上；

图2B是表示半个图2A所示旋转器实施例的变型结构的横截面图；

图2C是表示半个图1所示旋转器的另一个替换实施例的横截面图，该旋转器安装在主轴端部上；

图2D是表示半个图2C所示旋转器实施例的变型结构的横截面图，图中示出了沿穿过径向延伸部边缘形成的热气循环开口之一得到的截面；

图3是沿线3-3的图2所示旋转器局部的平面图；以及

图4是沿线4-4的图3所示旋转器的横截面图。

尽管在这里根据特定实施例描述了本发明，但是对那些本领域中的技术人员来说，显然可以在不超出本发明精神的前提下作出各种修改、重新布置和等同方案。因此，本发明的范围仅由后续权利要求书限定。