背景技術(shù)：

本申請(qǐng)總體上涉及用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的旋轉(zhuǎn)式紡絲器裝置、系統(tǒng)和方法，更特別地但不排他地，涉及用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的多部件旋轉(zhuǎn)式紡絲器。旋轉(zhuǎn)式紡絲器可用于生產(chǎn)纖維材料，例如玻璃纖維、玻璃棉、巖棉、礦棉、或其混合物。這些材料的生產(chǎn)工藝可以包括：將熔融的玻璃、巖石、礦物、礦渣和/或其它熱塑性組分引入旋轉(zhuǎn)式紡絲器中；使熔融材料通過(guò)紡絲器中的孔；將高溫氣流沖擊到離開(kāi)紡絲器孔的材料上以便進(jìn)一步將材料變細(xì)制成纖維；將粘合劑組分添加到氣體/纖維流中；以及冷卻和收集所得到的纖維材料。在這些工藝中使用的紡絲器暴露于苛刻的操作條件下，這些操作條件包括機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和腐蝕(例如熱腐蝕或氧化)。紡絲器的性能和使用壽命受這些條件的不利影響。綜合這些困難，形成旋轉(zhuǎn)式紡絲器的材料面臨著強(qiáng)度和耐腐蝕性之間的折中，使得具有較大強(qiáng)度的組分提供較小的耐腐蝕性，反之亦然。解決這些問(wèn)題的常規(guī)嘗試具有許多缺點(diǎn)、劣勢(shì)和不足。仍然存在對(duì)本文公開(kāi)的獨(dú)特裝置、系統(tǒng)和方法的顯著需求。

公告

為了清楚、簡(jiǎn)潔和準(zhǔn)確地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)和使用它們的方式和過(guò)程，并且為了使得能夠踐行、實(shí)現(xiàn)和使用本發(fā)明，現(xiàn)在將介紹某些示例性實(shí)施例，包括附圖中所示的那些實(shí)施例，并將使用專用語(yǔ)言來(lái)描述示例性實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，由此不對(duì)本發(fā)明的范圍產(chǎn)生限制，并且本發(fā)明包括并保護(hù)本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到的示例性實(shí)施例的那些變型、改型和進(jìn)一步應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開(kāi)了用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)式紡絲器裝置、系統(tǒng)和方法。某些示例性實(shí)施例包括旋轉(zhuǎn)式紡絲器，其包括轂、甩射器、環(huán)形構(gòu)件、保持構(gòu)件和多個(gè)緊固件。在某些實(shí)施例中，轂、保持構(gòu)件和多個(gè)緊固件被構(gòu)造成限制環(huán)形構(gòu)件相對(duì)于轂構(gòu)件的軸向運(yùn)動(dòng)，并使得環(huán)形構(gòu)件能夠相對(duì)于轂構(gòu)件徑向膨脹和收縮。在某些實(shí)施例中，環(huán)形構(gòu)件被構(gòu)造成在多個(gè)接觸區(qū)域處接觸轂并在多個(gè)間隙區(qū)域處與轂間隔開(kāi)。在某些實(shí)施例中，甩射器被構(gòu)造成在多個(gè)接觸區(qū)域處接觸轂并在多個(gè)間隙區(qū)域處與轂間隔開(kāi)。進(jìn)一步的實(shí)施例、形式、目的、特征、優(yōu)點(diǎn)、方面和益處將從以下描述和附圖中變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1示出了用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的示例性系統(tǒng)。

圖2示出了示例性旋轉(zhuǎn)式紡絲器的側(cè)剖視圖。

圖3示出了另一個(gè)示例性旋轉(zhuǎn)式紡絲器的側(cè)剖視圖。

圖4示出了圖3的示例性紡絲器的局部側(cè)剖視圖。

圖5示出了圖3的示例性紡絲器的轂構(gòu)件的俯視圖。

圖6示出了圖3的紡絲器的環(huán)形構(gòu)件的仰視圖。

圖7示出了圖3的示例性紡絲器的甩射器板的仰視圖。

圖8示出了另一示例性紡絲器的剖視圖。

圖9示出了圖8的紡絲器的甩射器籃狀體的仰視圖。

圖10示出了另一示例性環(huán)形構(gòu)件的透視圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1，示出了一種用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的示例性系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括與旋轉(zhuǎn)軸120聯(lián)接的紡絲器110。在所示實(shí)施例中，紡絲器110通過(guò)緊固螺栓122與旋轉(zhuǎn)軸120聯(lián)接，緊固螺栓122貫穿環(huán)構(gòu)件121、紡絲器110、和旋轉(zhuǎn)軸120的上凸緣部分123中的孔，以有效地將紡絲器110夾緊在凸緣123與環(huán)形構(gòu)件121之間。應(yīng)當(dāng)理解，各種其它聯(lián)接結(jié)構(gòu)可以用來(lái)將紡絲器110與旋轉(zhuǎn)軸120聯(lián)接，包括例如替代的緊固件布置、螺紋連接器、花鍵連接器和其他類型的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。還應(yīng)當(dāng)理解，紡絲器110可以設(shè)置成多種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，這些結(jié)構(gòu)形式的示例性實(shí)施例結(jié)合圖2～9在下文中公開(kāi)。

系統(tǒng)100還包括爐130，其含有一定量的熔融熱塑性材料132。應(yīng)當(dāng)理解，可以使用各種熔融熱塑性材料，包括例如玻璃、巖石、其他礦物組分(如爐渣和玄武巖材料)、或它們的混合物。配送裝置134連接到爐130，并將熔融材料流135配送到紡絲器110。當(dāng)紡絲器110通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸120旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力作用在熔融材料135上并迫使其向外地朝向紡絲器110的側(cè)壁和穿過(guò)形成在紡絲器110的側(cè)壁中的多個(gè)孔。

系統(tǒng)100還包括氣室140，該氣室140接收來(lái)自供應(yīng)源141的將被燃燒的氣體與空氣的混合物，并將高溫氣體在環(huán)形出口142處輸出。氣室140構(gòu)造成大體上沿箭頭g所示的方向靠近紡絲器110的外周緣引導(dǎo)高溫氣體流。熔融材料作為多個(gè)預(yù)纖維136離開(kāi)紡絲器的側(cè)壁，預(yù)纖維遇到由氣室140提供的高溫氣體流。預(yù)纖維136被夾帶在氣體流中并進(jìn)一步細(xì)化成纖維137。纖維137沿向下方向行進(jìn)通過(guò)環(huán)形供給環(huán)150，環(huán)形供給環(huán)150將冷卻材料大體上如箭頭b所示引入到氣流中，以便提供夾帶在氣流中的冷卻纖維138。纖維/粘合劑混合物138沿向下方向行進(jìn)通過(guò)環(huán)形供給環(huán)160，環(huán)形供給環(huán)160將粘合劑材料大體上如箭頭c所示引入氣流中，以便提供夾帶在氣流中的冷卻的纖維/粘合劑混合物139。冷卻的纖維/粘合劑混合物139繼續(xù)沿向下的方向行進(jìn)，在那里被收集，并且可以進(jìn)一步處理以形成纖維基材料(例如玻璃纖維、巖棉、或礦棉材料以及由其組成的結(jié)構(gòu))。

在系統(tǒng)100的操作期間，紡絲器110可能經(jīng)受相當(dāng)大的熱應(yīng)力。在某些實(shí)施例中，紡絲器110的高溫部分可以為至少2000華氏度。在與熔融玻璃結(jié)合使用的某些實(shí)施例中，紡絲器110的高溫部分可以介于1700華氏度到2100華氏度的范圍內(nèi)或在該范圍其間的各個(gè)點(diǎn)。在與熔融爐渣或熔融玄武巖結(jié)合使用的某些實(shí)施例中，紡絲器110的高溫部分可以介于2000華氏度到2300華氏度的范圍內(nèi)或在該范圍其間的各個(gè)點(diǎn)。在與熔融巖石組分結(jié)合使用的某些實(shí)施例中，紡絲器110的高溫部分可以介于2100華氏度到2400華氏度的范圍內(nèi)或在該范圍其間的各個(gè)點(diǎn)。這些高溫部分可以存在于紡絲器110的側(cè)壁中，并且特別地但不排他地，在側(cè)壁與下壁的相交處或附近，或者在靠近從氣室140引導(dǎo)的高溫氣體流處的凸緣或上壁與側(cè)壁的相交處或附近。紡絲器110經(jīng)受的熱梯度也可以是很大的。在某些實(shí)施例中，紡絲器110的低溫部分可以介于800華氏度到900華氏度的范圍內(nèi)或在該范圍其間的各個(gè)點(diǎn)。這些低溫部分可以存在于紡絲器110的(特別地，但不排他地)鄰近與軸120的聯(lián)接部位的基部或下壁中。紡絲器所經(jīng)受的熱梯度可以介于上述高溫部分的任何溫度到上述低溫部分的任何溫度的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，本文公開(kāi)的示例性溫度和范圍是紡絲器110可能經(jīng)受的熱條件的非限制性實(shí)例。還可以經(jīng)受各種其它溫度條件，包括更高的溫度、更低的溫度、更大的溫度梯度和更小的溫度梯度。

參考圖2，示出了紡絲器200，其可以作為結(jié)合圖1在上面描述的紡絲器110的一個(gè)示例性形式來(lái)提供。紡絲器200包括從中心軸線201徑向向外延伸到大體上圓形的周緣211的基部210、從基部210沿軸向向上方向圍繞圓形周緣211延伸的側(cè)壁220、和從側(cè)壁220徑向向內(nèi)延伸的上凸緣230。紡絲器200還包括從側(cè)壁220徑向向內(nèi)延伸并從基部210軸向延伸到上凸緣220的多個(gè)角撐板240。應(yīng)當(dāng)理解，在各種實(shí)施例中，上凸緣220可以徑向向內(nèi)延伸穿過(guò)角撐板240，可以僅徑向向內(nèi)延伸超過(guò)角撐板240的徑向距離的一部分，也可以與側(cè)壁220的徑向和圓周范圍大體上共同延伸，使得紡絲器210的頂部大體上敞開(kāi)。

紡絲器200的內(nèi)表面限定由基部220、側(cè)壁230、凸緣230、和相應(yīng)的成對(duì)的多個(gè)角撐板240的表面界定的多個(gè)凹腔250。凹腔250向內(nèi)通向中央結(jié)構(gòu)空隙，該中央結(jié)構(gòu)空隙大體上橫跨紡絲器200的整個(gè)內(nèi)部區(qū)域延伸。多個(gè)孔270(為了清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，僅示出了其中的幾個(gè))貫穿界定多個(gè)凹腔250的側(cè)壁220的各部分，并且可以例如通過(guò)機(jī)械鉆孔、激光鉆孔或其它技術(shù)來(lái)形成。中心孔202和多個(gè)排氣孔203形成在紡絲器200中并且構(gòu)造成接納旋轉(zhuǎn)軸和相關(guān)聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)，例如結(jié)合圖1在上面描述的那些結(jié)構(gòu)。

在所示的實(shí)施例中，紡絲器200被構(gòu)造為大體上網(wǎng)狀的單模鑄件，其包括基部210、側(cè)壁220、上凸緣230和角撐板240。應(yīng)當(dāng)理解，大體上網(wǎng)狀的單模鑄件是指這樣的鑄造結(jié)構(gòu)，其通過(guò)使用單一鑄造模型的鑄造工藝形成為整體件，并且可以進(jìn)一步處理，例如以便平衡鑄件結(jié)構(gòu)用于隨后旋轉(zhuǎn)、去除例如粗糙表面或邊緣等鑄造工藝的不期望特征或結(jié)構(gòu)產(chǎn)物、以及以便形成孔(如孔270或其它類型的擠出孔以及緊固件孔)。還應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)“大體上網(wǎng)狀的單模鑄件”描述了紡絲器200的特有的結(jié)構(gòu)特征。

參照?qǐng)D3～7，示出了紡絲器300及其各部分的若干視圖。紡絲器300是結(jié)合圖1在上面描述的紡絲器110的一個(gè)示例性形式。紡絲器300包括相對(duì)于中心軸線301徑向向外延伸的轂310、與轂310的一部分重疊并進(jìn)一步徑向向外延伸的環(huán)形構(gòu)件330、位于轂310上方并且朝向環(huán)形構(gòu)件330徑向向外延伸的甩射器320、和位于環(huán)形構(gòu)件330的一部分和轂310的一部分上方的保持構(gòu)件340。應(yīng)當(dāng)理解，轂310、環(huán)形構(gòu)件330和保持構(gòu)件340可以定位成其他配置，所述其他配置包括，例如，環(huán)形構(gòu)件330定位在轂310下方，保持構(gòu)件定位在轂310和環(huán)形構(gòu)件330下方。

環(huán)形構(gòu)件330包括徑向向外延伸的下壁332、從下壁332軸向向上延伸的側(cè)壁333、和從側(cè)壁333徑向向內(nèi)延伸的上壁334。多個(gè)孔370(為了清楚和簡(jiǎn)單地說(shuō)明，僅示出了其中的幾個(gè))形成在側(cè)壁333中。下壁332的第一側(cè)接觸轂310。所示實(shí)施例描述了這樣的優(yōu)選形式，其中下壁332的第一側(cè)在多個(gè)接觸區(qū)域312處接觸轂310，并且下壁332在多個(gè)間隙區(qū)域317處與轂310間隔開(kāi)，所述多個(gè)間隙區(qū)域317由在多個(gè)接觸區(qū)域312中間的凹陷部分314提供。在其他形式中，下壁332的第一側(cè)可以在不包括間隙區(qū)域的情況下在接觸區(qū)域接觸轂310。

在所示的實(shí)施例中，接觸區(qū)域312被構(gòu)造為轂310的凸起部分，其相對(duì)于轂310的凹陷部分314向上延伸并且圍繞轂310的周緣分布。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)應(yīng)的凸起部分和凹陷部分可以設(shè)置在環(huán)形構(gòu)件330的下壁332的面對(duì)轂310的表面中，作為提供所示實(shí)施例的凹陷部分和接觸區(qū)域的替代或補(bǔ)充。還應(yīng)當(dāng)理解，所示的凸起部分和凹陷部分的樣式僅僅是一個(gè)非限制性示例，并且可以設(shè)想現(xiàn)在將描述的其它非限制性示例的多種其余形式。還應(yīng)當(dāng)理解，在各種實(shí)施例中，上壁334可以徑向向內(nèi)延伸比所示實(shí)施例更大或更小的量，或者可以與側(cè)壁333的徑向和周向范圍大體上共同延伸，使得紡絲器310的頂部大體上敞開(kāi)。

在某些其余形式中，凸起部分和凹陷部分可以設(shè)置成同心環(huán)樣式，其包括一個(gè)或多個(gè)凸起環(huán)區(qū)域和一個(gè)或多個(gè)凹陷環(huán)區(qū)域。在一些形式中，內(nèi)部和外部的同心凸起區(qū)域可以由中間的凹陷區(qū)域分開(kāi)。在一些形式中，凸起環(huán)區(qū)域可以是連續(xù)的。在其它形式中，凸起環(huán)區(qū)域可以是間斷的或分離的。在另外的形式中，凸起部分可以是在相鄰或環(huán)繞的凹陷部分上方延伸的柱形突起。在另一個(gè)附加示例中，凸起部分可以是這樣的半球形或波瓣形突起，其類似于在相鄰或環(huán)繞的凹陷部分上方延伸的隆起。另外的示例可以使用不同數(shù)量的凸起部分和凹陷部分、不同定位或不同角度的凸起部分和凹陷部分、不同形狀的凸起部分和凹陷部分、和/或不同分布的凸起部分和凹陷部分。

不管使用的具體結(jié)構(gòu)配置如何，環(huán)形構(gòu)件330和/或轂310的凹陷部分和凸起部分被構(gòu)造成通過(guò)轂310提供對(duì)環(huán)形構(gòu)件330的支撐，同時(shí)在環(huán)形構(gòu)件330與轂310的重疊部分之間提供減小的接觸表面面積。在示例性實(shí)施例中，減小的接觸表面面積提供減少的從環(huán)形構(gòu)件330到轂310的傳熱。

多個(gè)緊固件(未示出)穿過(guò)形成在轂310中的緊固件孔313和形成在保持構(gòu)件340中的多個(gè)孔343插入，以便聯(lián)接保持構(gòu)件340和轂310。在示例性形式中，緊固件可以是螺栓，其與形成在保持構(gòu)件340的孔343中的配合螺紋接合。也可以使用各種其它緊固件結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，緊固件還貫穿形成在環(huán)形構(gòu)件330的下壁332的內(nèi)周緣335中的相應(yīng)的一個(gè)個(gè)凹口337。在此構(gòu)造中，緊固件可以將旋轉(zhuǎn)力從轂施加到環(huán)形構(gòu)件，使環(huán)形構(gòu)件與轂310一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)仍然使得環(huán)形構(gòu)件330能夠相對(duì)于轂310移動(dòng)，(例如可以在環(huán)形構(gòu)件330的熱膨脹期間發(fā)生)。

在所示實(shí)施例中，保持構(gòu)件340、轂310和連接這兩個(gè)結(jié)構(gòu)的緊固件被配置成接觸該環(huán)形構(gòu)件330的重疊部分，同時(shí)在環(huán)形構(gòu)件330上施加大體上為零的夾緊力。此配置利用在環(huán)形構(gòu)件、轂以及夾緊構(gòu)件之間的預(yù)定應(yīng)力傳遞特征來(lái)適應(yīng)環(huán)形構(gòu)件相對(duì)于轂310和夾緊構(gòu)件340的運(yùn)動(dòng)，在環(huán)形構(gòu)件330沿徑向方向相對(duì)于轂310自由運(yùn)動(dòng)的情況下，所述預(yù)定應(yīng)力傳遞特征在一定膨脹范圍內(nèi)大體上為零。在其它實(shí)施例中，保持構(gòu)件340、轂310和連接這兩個(gè)結(jié)構(gòu)的緊固件可以被配置成在環(huán)形構(gòu)件330上施加非零的正夾緊力?？梢赃x擇夾緊力以根據(jù)不同應(yīng)用的要求利用在這些結(jié)構(gòu)之間的變預(yù)定應(yīng)力傳遞特性來(lái)適應(yīng)變化的預(yù)定移動(dòng)程度。在另外的實(shí)施例中，保持構(gòu)件340可以與環(huán)形構(gòu)件330間隔開(kāi)，同時(shí)仍然與轂310固定地聯(lián)接，以適應(yīng)環(huán)形構(gòu)件330相對(duì)于轂310和保持構(gòu)件330的甚至更大的運(yùn)動(dòng)。

甩射器320在多個(gè)接觸區(qū)域322處接觸轂310，并在由多個(gè)接觸區(qū)域322中間的凹陷部分324提供的多個(gè)間隙區(qū)域327處與轂310間隔開(kāi)。在另外的實(shí)施例中，甩射器320可在不存在間隙區(qū)域的情況下在接觸區(qū)域處接觸轂310?？梢酝ㄟ^(guò)轂310的緊固件孔305和甩射器320的緊固件孔323引入多個(gè)緊固件(未示出)。在一示例性形式中，緊固件可以是與孔323中形成的配合螺紋接合的螺栓。也可以使用各種其它緊固件結(jié)構(gòu)。

在所示的實(shí)施例中，接觸區(qū)域322被構(gòu)造為甩射器320的凸起部分，所述凸起部分相對(duì)于甩射器320的凹陷部分324向外延伸并以所示的樣式圍繞甩射器320分布。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)應(yīng)的凸起部分和凹陷部分可以設(shè)置在轂310的面向甩射器320的表面中，作為提供所示實(shí)施例的凹陷部分和接觸區(qū)域的替代或補(bǔ)充。還應(yīng)當(dāng)理解，所示出的凸起部分和凹陷部分的樣式僅僅是一個(gè)非限制性示例，并且可以設(shè)想多種其余形式。這些其余形式可以包括這樣的結(jié)構(gòu)，其與結(jié)合該轂310與環(huán)形構(gòu)件330之間的界面的凸起和凹陷部分在上面描述的進(jìn)一步的非限制性示例相同或相似。

參照?qǐng)D8和圖9，示出了紡絲器400及其各部分的若干視圖。紡絲器400是結(jié)合圖1在上面描述的紡絲器110的一個(gè)示例性形式。紡絲器400包括相對(duì)于中心軸線301徑向向外延伸的轂310、與轂310的一部分重疊并進(jìn)一步徑向向外延伸的環(huán)形構(gòu)件330、和位于轂310的一部分和環(huán)形構(gòu)件330的一部分上方的保持構(gòu)件340。這些結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)已結(jié)合圖3～7所示的甩射器300在上面描述。紡絲器400還包括杯形甩射器420，杯形甩射器包括在其位于轂310上方并且朝向環(huán)形構(gòu)件330徑向向外延伸的側(cè)壁中的多個(gè)孔421。

甩射器420在多個(gè)接觸區(qū)域422處接觸轂310，并在由多個(gè)接觸區(qū)域422中間的凹陷部分424提供的多個(gè)間隙區(qū)域處與轂310間隔開(kāi)。在另外的實(shí)施例中，甩射器420可在不存在間隙區(qū)域的情況下在接觸區(qū)域處接觸轂410。在所示的實(shí)施例中，接觸區(qū)域422被構(gòu)造為甩射器420的凸起部分，所述凸起部分相對(duì)于甩射器420的凹陷部分424向外延伸并以所示的樣式圍繞甩射器420分布。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)應(yīng)的凸起部分和凹陷部分可以設(shè)置在轂310的面向甩射器420的表面中，作為提供所示實(shí)施例的凹陷部分和接觸區(qū)域的替代或補(bǔ)充。還應(yīng)當(dāng)理解，所示出的凸起部分和凹陷部分的樣式僅僅是一個(gè)非限制性示例，并且可以設(shè)想多種其余形式。這些其余形式可以包括這樣的結(jié)構(gòu)，其與結(jié)合該轂310和環(huán)形構(gòu)件330之間的界面的凸起和凹陷部分在上面描述的進(jìn)一步的非限制性示例相同或相似。

參考圖10，示出了另一環(huán)形構(gòu)件430，其可以代替環(huán)形構(gòu)件330與紡絲器300或紡絲器400結(jié)合使用。環(huán)形構(gòu)件430包括徑向向外延伸的下壁432、從下壁432軸向向上延伸的側(cè)壁433、和從側(cè)壁433徑向向內(nèi)延伸的上壁434。環(huán)形構(gòu)件430的內(nèi)表面限定多個(gè)凹腔450，所述凹腔450由下壁432、側(cè)壁433、上壁434、和相應(yīng)的成對(duì)的多個(gè)角撐板440的表面界定。凹腔450向內(nèi)敞開(kāi)。多個(gè)孔477(為了清楚起見(jiàn)，僅示出了其中的幾個(gè))貫穿界定多個(gè)凹腔550的側(cè)壁433的各部分，并且可以例如通過(guò)機(jī)械鉆孔、激光鉆孔或其它技術(shù)形成。環(huán)形構(gòu)件430還包括多個(gè)凹口413，其可以類似于結(jié)合紡絲器300在上面描述的凹口337來(lái)構(gòu)造和起作用。應(yīng)當(dāng)理解，在各種實(shí)施例中，上壁434可以沿徑向向內(nèi)延伸比所示實(shí)施例更大或更小的量，或者可以與側(cè)壁433的徑向和周向范圍大體上共同延伸，使得紡絲器410的頂部大體上敞開(kāi)。

在所示的實(shí)施例中，紡絲器400被構(gòu)造為大體上網(wǎng)狀的單模鑄件，包括下壁432、側(cè)壁433、上壁434、和角撐板440。如上所述，應(yīng)當(dāng)理解，大體上網(wǎng)狀的單模鑄件是指這樣的鑄造結(jié)構(gòu)，其通過(guò)使用單一鑄造模型的鑄造工藝形成為整體件，并且可以進(jìn)一步處理，例如以便平衡鑄件結(jié)構(gòu)用于隨后的旋轉(zhuǎn)、去除鑄造過(guò)程的結(jié)構(gòu)產(chǎn)物(例如粗糙表面或邊緣)、以及形成各孔(如擠出孔和緊固件孔)。還應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)“大體上網(wǎng)狀的單模鑄件”描述了環(huán)形構(gòu)件430的特有的結(jié)構(gòu)特征。

應(yīng)當(dāng)理解，本文公開(kāi)的裝置、系統(tǒng)和方法使得能夠由先前被發(fā)現(xiàn)在例如本文公開(kāi)的某些操作條件下提供不足的性能和/或不足的耐用性的現(xiàn)有合金來(lái)形成旋轉(zhuǎn)式紡絲器結(jié)構(gòu)。這種示例性合金材料包括多種鋼合金，以及co基、fe基、cr基和ni基超級(jí)合金，包括例如fsx-414、hs-21、x-45、f-75和in-625。這些合金可用于形成在其它結(jié)構(gòu)中的比如紡絲器200、環(huán)形構(gòu)件330、環(huán)形構(gòu)件430、甩射器320和甩射器420的結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，前述和類似的材料表現(xiàn)出蠕變或升高的抗拉強(qiáng)度，這使得它們不期望或不適合在高于約2000華氏度的溫度下操作。

現(xiàn)在將進(jìn)一步描述多個(gè)非限制性示例性實(shí)施例和形式。某些示例性實(shí)施例包括用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的旋轉(zhuǎn)式紡絲器裝置，其包括：轂構(gòu)件，所述轂構(gòu)件相對(duì)于中心軸線徑向向外延伸并可圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)；環(huán)形構(gòu)件，所述環(huán)形構(gòu)件包括徑向向外延伸的下壁、從所述下壁軸向向上延伸的側(cè)壁、和從所述側(cè)壁徑向向內(nèi)延伸的上壁，所述下壁的第一側(cè)接觸所述轂構(gòu)件，多個(gè)孔形成在所述側(cè)壁中；保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件面向所述下壁的第二側(cè)；聯(lián)接保持構(gòu)件和轂構(gòu)件的多個(gè)緊固件；和甩射器構(gòu)件，所述甩射器構(gòu)件從環(huán)形構(gòu)件徑向向內(nèi)定位并且朝向環(huán)形構(gòu)件徑向向外延伸，甩射器構(gòu)件接觸轂構(gòu)件。

包括旋轉(zhuǎn)式紡絲器裝置的實(shí)施例可以以多種形式提供。在某些形式中，保持構(gòu)件、轂構(gòu)件和多個(gè)緊固件被構(gòu)造成限制環(huán)形構(gòu)件相對(duì)于轂構(gòu)件的軸向運(yùn)動(dòng)，并被構(gòu)造成使得環(huán)形構(gòu)件能夠相對(duì)于轂構(gòu)件徑向膨脹和收縮。以某些形式中，下壁的第一側(cè)在多個(gè)接觸區(qū)域處接觸該轂構(gòu)件，并在多個(gè)接觸區(qū)域中間的多個(gè)間隙區(qū)域處與轂構(gòu)件間隔開(kāi)。在某些形式中，多個(gè)間隙區(qū)域由限定在轂構(gòu)件中的凹口提供。在某些形式中，甩射器構(gòu)件在間隔開(kāi)的第二多個(gè)接觸區(qū)域處接觸該轂構(gòu)件，并在第二多個(gè)接觸區(qū)域中間的第二多個(gè)間隙區(qū)域處與轂構(gòu)件間隔開(kāi)。在某些形式中，第二多個(gè)間隙區(qū)域由限定在甩射器構(gòu)件中的凹口提供。在某些形式中，多個(gè)緊固件被定位成貫穿限定在下壁的內(nèi)周緣中的相應(yīng)的多個(gè)凹口。在某些形式中，甩射器構(gòu)件被構(gòu)造為杯形件，該杯形件包括限定在杯形件的側(cè)部中的多個(gè)孔。在某些形式中，甩射器構(gòu)件是盤形構(gòu)件。在某些形式中，保持構(gòu)件和轂構(gòu)件在環(huán)形構(gòu)件的下壁上施加夾緊力。在某些形式中，環(huán)形構(gòu)件包括從側(cè)壁徑向向內(nèi)延伸并從下壁軸向向上延伸到上壁的多個(gè)角撐板。某些形式還包括：與轂構(gòu)件聯(lián)接的軸，該軸沿著中心軸線延伸并可繞中心軸線旋轉(zhuǎn)；配送構(gòu)件，其被構(gòu)造成沿向下方向引導(dǎo)熔融材料流以接觸甩射器構(gòu)件；以及氣室，其將高溫氣體流引向環(huán)形構(gòu)件的外表面。在某些形式中，環(huán)形構(gòu)件和甩射器由ni基超級(jí)合金、fe基超級(jí)合金、cr基超級(jí)合金、和co基超級(jí)合金中的一種形成，而轂由不銹鋼形成。

某些示例性實(shí)施例包括一種用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的方法，包括：使紡絲器圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)；所述紡絲器包括：相對(duì)于中心軸線徑向延伸的轂，環(huán)形構(gòu)件，所述環(huán)形構(gòu)件包括相對(duì)于中心軸線徑向延伸的基部部分、從基部部分軸向向上延伸并具有從環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)表面延伸到環(huán)形構(gòu)件的外表面的多個(gè)孔的側(cè)部部分、和從側(cè)部部分徑向向內(nèi)延伸的上部部分、基部部分接觸該轂，面向基部部分的第二側(cè)的保持器，聯(lián)接該保持器和轂的多個(gè)緊固件，從環(huán)形構(gòu)件徑向向內(nèi)定位并朝向環(huán)形構(gòu)件徑向向外延伸的甩射器，甩射器接觸該轂；將熔融材料流引導(dǎo)到甩射器上；通過(guò)甩射器的旋轉(zhuǎn)將熔融材料從甩射器引導(dǎo)到環(huán)形構(gòu)件；通過(guò)環(huán)形構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)將熔融材料引導(dǎo)通過(guò)側(cè)部部分的多個(gè)孔；并將高溫氣流引向離開(kāi)孔的熔融材料，以有效地將熔融材料細(xì)化成纖維。

包括從熔融材料生產(chǎn)纖維的方法的實(shí)施例可以以多種形式提供。在某些形式中，環(huán)形構(gòu)件由于操作期間的熱膨脹而相對(duì)于轂移動(dòng)。在某些形式中，基部部分在與基部部分不接觸該轂的多個(gè)間隙區(qū)域相鄰的多個(gè)接觸區(qū)域處接觸該轂，而甩射器在間隔開(kāi)的第二多個(gè)接觸區(qū)域處接觸該轂，并在甩射器不接觸該轂的第二多個(gè)間隙區(qū)域處與所述轂間隔開(kāi)。在某些形式中，環(huán)形構(gòu)件的至少一部分在操作期間被加熱到至少1800華氏度。在某些形式中，環(huán)形構(gòu)件的至少一部分在操作期間被加熱到至少2000華氏度。在某些形式中，甩射器由于操作期間的熱膨脹而相對(duì)于該轂移動(dòng)。在某些形式中，緊固件在操作期間向環(huán)形構(gòu)件施加旋轉(zhuǎn)力。在某些形式中，旋轉(zhuǎn)力在形成在下部部分中的多個(gè)凹口處被施加到環(huán)形構(gòu)件。在某些形式中，保持器和轂在操作期間向環(huán)形構(gòu)件的基部部分施加夾緊力。在某些形式中，選擇夾緊力以適應(yīng)環(huán)形構(gòu)件的預(yù)定的熱膨脹量。在某些形式中，所述環(huán)形構(gòu)件在至少一個(gè)維度上從環(huán)境狀態(tài)開(kāi)始的預(yù)定熱膨脹量在約0.5％與2.5％之間。

某些示例性實(shí)施例包括一種用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：沿著軸線延伸并可繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸；與該軸聯(lián)接并可隨該軸旋轉(zhuǎn)的紡絲器，紡絲器包括：轂；環(huán)形構(gòu)件，其包括相對(duì)于軸線徑向向外延伸的下部部分、從下部部分軸向向上延伸并包括多個(gè)孔的側(cè)部部分、和從側(cè)部部分徑向向內(nèi)延伸的上部部分，轂在多個(gè)接觸區(qū)域接觸該下部部分并在多個(gè)間隙區(qū)域處與該轂間隔開(kāi)；和面向下部部分的第二側(cè)的保持構(gòu)件；被構(gòu)造成將熔融材料流沿向下方向引導(dǎo)到紡絲器的配送構(gòu)件；和構(gòu)造成將高溫氣體流引向紡絲器的表面的氣室。

包括用于從熔融材料生產(chǎn)纖維的系統(tǒng)的實(shí)施例可以以多種形式提供。在某些形式中，多個(gè)間隙區(qū)域由限定在轂中的凹口提供。某些形式還包括從環(huán)形構(gòu)件徑向向內(nèi)定位的甩射器，甩射器在間隔開(kāi)的第二多個(gè)接觸區(qū)域處接觸該轂并在第二多個(gè)間隙區(qū)域與該轂間隔開(kāi)。在某些形式中，第二多個(gè)間隙區(qū)域由限定在甩射器中的凹口提供。某些形式還包括聯(lián)接保持構(gòu)件和轂構(gòu)件并定位成貫穿限定在下部部分中的相應(yīng)的多個(gè)凹口的多個(gè)緊固件。在某些形式中，保持構(gòu)件和轂向下部部分施加夾緊力。在某些形式中，環(huán)形構(gòu)件包括從側(cè)部部分徑向向內(nèi)延伸并從下部部分軸向向上延伸到上部部分的多個(gè)角撐板。

雖然在附圖和前面的描述中已經(jīng)詳細(xì)地示出和描述了本發(fā)明，但是其被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性的，應(yīng)當(dāng)理解，僅示出和描述了某些示例性實(shí)施例，并且落入本發(fā)明的精神內(nèi)的所有變型和改型都期望受到保護(hù)。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在上述說(shuō)明中各詞語(yǔ)例如優(yōu)選的、優(yōu)選地、被優(yōu)選的或更優(yōu)選的等的使用表明所描述的特征可能是更理想的，但是其可能不是必需的，而缺少這些特征的實(shí)施例可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)構(gòu)思出來(lái)，本發(fā)明的范圍乃是由所附權(quán)利要求限定。在閱讀權(quán)利要求書(shū)時(shí)，所打算的是，使用詞語(yǔ)例如“一”、“一個(gè)”、“至少一個(gè)”或“至少一個(gè)部分”等時(shí)，其并不旨在將權(quán)利要求限制為僅一個(gè)項(xiàng)目，除非在權(quán)利要求中相反地特地說(shuō)明。當(dāng)使用語(yǔ)言“至少一部分”和/或“一部分”時(shí)，該項(xiàng)目可以包括一部分和/或整個(gè)項(xiàng)目，除非有相反的特別說(shuō)明。