CZ282493B6 - Způsob kontinuální výroby rouna, zvláště z minerální vlny a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Ve spádové šachtě (9) s alespoň jednou zvlákňovací jednotkou (1, 2, 3, 4) na vnější straně hlavního proudu (23) se vytvoří alespoň jedna turbulentní zóna (24, 25) s velkoobjemovým zpětným prouděním s malou střední rychlostí, načež se první část (32) vzduchu vedená spolu s proudem vláken obrátí nahoru do zpětného proudu a zůstávající část (34) pracovního vzduchu se odsává. Zařízení k výrobě rouna (15) z minerální vlny je opatřeno k tvorbě rouna (15) alespoň jednou zvlákňovací jednotkou (1, 2, 3, 4) umístěnou v alespoň jedné spádové šachtě (9) a pro uložení vlákna obsahuje alespoň jeden plynopropustný sběrný dopravník (10) s působením sacího tlaku a má boční strany (28, 29) spádové šachty (9) od vnějších okrajů (30, 31) hlavního proudu (23) vytvořeny s odstupem pro vznik vysokoobjemové turbulentní zóny (24, 25).ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu kontinuální výroby rouna, zvláště z minerální vlny v zařízení se spádovou šachtou, opatřenou alespoň jednou zvlákňující jednotkou. Při tomto způsobu se vlákna ukládají na alespoň jeden sběrný dopravník sacím podtlakem, kterým se odsává pracovní vzduch, 10 a na vnější straně hlavního proudu se zabraňuje proudění vláken vzhůru alespoň jednou velkoobjemovou turbulentní zónou s malou střední rychlostí. Přitom se část pracovního vzduchu přivedeného v proudu vláken obrací nahoru a zbývající část pracovního vzduchu se odsaje. Vynález se rovněž týká zařízení k provádění tohoto způsobu kontinuální výroby rouna, zejména minerálního rouna, které sestává z alespoň jedné zvlákňující jednotky umístěné na alespoň jedné 15 spádové šachtě, plynopropustného sběrného dopravníku pro zachycení vlákna a prostředků pro vytváření podtlaku. Tyto prostředky pro vytváření podtlaku ústí pod částí sběrného dopravníku pro zachycení rouna.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě rouna z minerální vlny, například ze skelné vlny, představuje samo vytvoření rouna vedle zvláknění důležitý krok postupu. Přitom je známo k oddělení vlákna zavedení směsi vlákno, plyn, vzduch do skříňové spádové šachty, která je zpravidla na straně dna opatřena 25 sběrným dopravníkem, působícím jako filtrační pás, který je vytvořen v provedení oběžného rovinného dopravního pásu průchozího plynem. Pod dopravním pásem se nalézá odsávací zařízení, které vytváří stanovený podtlak. Vedle toho jsou také známé bubnové sběrné dopravníky se zakřivenými odsávacími plochami, uvedené v DE-PS 39 21 399.

Na sběrný dopravník dopadá jen směs vlákno, plyn vzduch, která může obsahovat pojivo, takže se směs plyn, vzduch odsává pod sběrným dopravníkem, působícím jako filtr, na němž se uloží vlákno v podobě rouna.

U známých způsobů výroby rouna je zpravidla vedle sebe uspořádán větší počet zvlákňovacích 35 jednotek, které na základě znalostí běžných pro odborníka připravují proudy vlákna. Pro jednoduchost se v následujícím pod označením proud vlákna nebo proudění vláken rozumí proudící směs vláken, pracovního vzduchu a rovněž pojivá, přičemž pracovní vzduch zahrnuje hnací plyn nutný k vytažení vlákna, sekundární vzduch, nasávaný ke zvláknění, a nepravý vzduch, nasávaný po vytažení vláken z důvodu chlazení.

Do prostoru ohraničeného sběrným dopravníkem a bočními stěnami spádové šachty se shora dopraví ve vedle sebe uspořádaných proudech vlákno, kde proudění s sebou přivádí vlákno právě vyrobené v procesu výroby. Řízené proudění a řádné uložení rouna vlákna na sběrném dopravníku umožňuje a je k tomu žádoucí odsávání přiváděného pracovního vzduchu pod 45 sběrným dopravníkem. Tím se udržuje ve spádové šachtě vertikální proudění vlákna, z něhož se na sběrném dopravníku jako na filtru zachytí za vytvoření rouna podíl vlákna a odvede se, zatímco pracovní vzduch dále proudí k odsávacímu zařízení.

Odsávání pod, případně na, sběrným dopravníkem se navrhuje obtížně, neboť je nutné odsávat 50 z právě se tvořícího rouna, takže na začátku tvorby rouna je překonáván menší odpor a po již částečně dosaženém vytvoření rouna je překonáván větší odpor proudění. Bezprostředně nad zónou tvorby rouna tedy dochází na základě rozdílné prostorové tloušťky vespodu ležícího rouna k nestejnému proudění.

-1 CZ 282493 B6

Na vstupní straně spádové šachty, tedy nad zónou tvorby rouna, probíhá proudění vlákna velkým počtem proudů, přičemž každý proud se může ještě nejprve vhodně upravit zvlákňovací jednotkou. Proudění vznikající bezprostředně pod zvlákňovacími jednotkami, která mají energii proudu hnacího plynu pro výrobu vlákna a představují pro svoji zvýšenou rychlost oblast sníženého statického tlaku, se nalézají v relativně těsném sousedství a vyvolávají vzájemně vázaný účinek, což může vést k nestabilnímu pendlujícímu proudění jednotlivých proudů nebo proudu vlákna. Vesměs z toho vyplývá nad sběrným dopravníkem heterogenní, prostorově a časově nestabilní vzorek proudění, který se sice může považovat za okamžitý snímek a může být pokládán za sestupný proud, místně ale sestává z velkého počtu různých složek v různém směru. Menší změny okrajových podmínek vedou v tomto chaotickém proudění ke změnám vzorku proudění ze vnějšku jen těžko kontrolovatelnému, které zase působí na újmu rovnoměrnosti výstavby rouna, a proto jsou nežádoucí.

Zvláště v okrajové oblasti kolem proudu vláken jsou pozorovány také rychle se dolů pohybující vlákna. Toto proudění sestupující v okrajové oblasti proudu vláken je pak zavedeno zpět, aby se obvykle pouze jistá část ze shora proudícího vzduchu úplně odsála, zatímco druhá část se vedle vlastního proudu vlákna znovu tlačí nahoru, případně se nasává nahoru v oblasti výdušného větrného proudu podtlakovou zónou. Toto proudění ve směru nahoru má vysokou rychlost a na obvodu zvláknění vytrhává vlákno. Při vytváření vlákna dmyšnou může vést nasátí již zpevněných vláken sekundárním vzduchem do štěrbiny trysky k výrobní poruše značného rozsahu. Vedle toho může při vytváření vlákna dmyšnou do vstupní části spádové šachty vést dodávka již zpevněných vláken do oblasti výstupu pojivá k tomu, že tato vlákna přichází do styku s pojivém a jako vlákna s nadměrným množstvím pojivá zůstávají v podobě vysoce nežádoucího chomáče na stěně spádové šachty nebo padají na rouno.

K docílení usazování vláken je za těchto podmínek žádoucí provést jemné nastavení a optimalizovat podmínky usazování vláken zkouškami. Každá změna podmínek výroby tak vede k požadavku na nové jemné nastavení.

Způsob a zařízení shora uvedeného typu jsou známé z FR-A-2247346. Podle něho se vytváří zpětně proudící oblast, která má velký objem, poměrně pomalu cirkuluje a je umístěna po straně tak, že se redukuje rychlost ve směru vzhůru, zmenšuje se tedy tendence výstupu vláken směrem nahoru. Mimo to je odstraněna nevýhoda nahromadění vlákna opatřeného pojivém v oblasti u stěny, na které se nalézá náběžný bod větve proudu. Nad náběžným bodem proudí zpět pracovní vzduch zatímco pod tímto bodem se odsává přes sběrný dopravník. Protože je objem uplatňující se při zpětném proudění malý, vlákno nalézající se v oblasti uvedeného bodu, naráží u stěny velkou rychlostí kolmo na stěnu. To vede k nežádoucímu zachycení, které se odstraní tím, že se tento náběžný bod vytvoří dostatečně daleko od vnější části proudu vlákna, takže se rychlost vlákna v blízkosti náběžného bodu výrazně sníží.

Mimo to další podstatnou nevýhodou zjištěnou u FR-A-2247346 je skutečnost, že zpětné proudění nezbytně vede se zřetelem na místně nekontrolované rozdílnou charakteristiku proudění vzduchu k nestejnému rozdělení vlákna při vytváření rouna.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob shora uvedeného typu a také zařízení k provádění tohoto způsobu, u něhož je umožněno homogenní usazování vlákna, aniž nastane nepříznivý efekt zpětného proudění vlákna vzhůru.

Řešení se dosahuje význakovými znaky způsobu podle hlavního nároku 1, případně zařízení podle hlavního nároku 3.

-2CZ 282493 B6

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se zbývající část pracovního vzduchu po obrácení části pracovního vzduchu nahoru odsává mimo vrstvu rouna.

Tomu odpovídá zařízení k provádění tohoto způsobu, jehož podstata spočívá podle vynálezu v tom, že má další odsávací zařízení, které ústí mimo spodní část sběrného dopravníku pro zachycení rouna.

Odsávání vzduchu mimo vrstvu rouna nevyhnutelně odstraňuje pracovní vzduch z oblasti zpětného proudění na jejím vstupu, a tím se snižuje rychlost pracovního vzduchu ve směru nahoru do oblastí zpětného proudění včetně z toho vyplývajícího nežádoucího pohybu vlákna. Kromě toho je i odvedení velkého množství vzduchu snadné.

Když na bočních stranách spádové šachty vzniká mrtvý prostor proudění, může na nich ulpívat lehký materiál vlny opatřený pojivém, kteiý se pojistě době na stěně připeče. Když naproti tomu boční strany spádové šachty mechanicky vymezují skutečné hlavní proudění, jako je tomu podle vynálezu, pak ani nejsou vystaveny na ně působícím silám proudění, které jsou převážně rovnoběžné s povrchem boční strany, takže ulpívání vlákna na bočních stranách je nepravděpodobné. Vedle vyjmutí bočních stran mimo hlavní proudění je dále rovněž důležité provedení podle nároku 2, podle kterého se alespoň část bočních stran spádové šachty ochlazuje. Tento požadavek splňuje zařízení podle nároku 4, jehož alespoň část horního konce nebo boční strany spádové šachty je opatřena chladicím zařízením. Podle znalostí z DE-A 35 09 425 může totiž chlazení zabránit ulpívání materiálu vlákna opatřeného pojivém na obvodových stěnách spádové šachty v návaznosti na chlazení je rovněž výhodné, když jsou horní konce uloženy v krycí desce spádové šachty suvně.

Popis obrázků na výkresech

Další jednotlivosti, aspekty a výhody předloženého vynálezu vyplývají z následujícího popisu v návaznosti na výkresy, kde znázorňuje:

obr. 1 schématické zobrazení k vysvětlení způsobu podle vynálezu a zařízení podle vynálezu se sběrným dopravníkem v podobě rovinného dopravního pásu a obr. 2 další příklad využití zařízení podle vynálezu s bubnovým sběrným dopravníkem.

Jak je patrné z obr. 1, vytvoří se například čtyřmi zvlákňujícími jednotkami 1, 2, 3, 4 pracujícími s dmyšnami volné paprskovité svazky 5. 6, 7, 8 s osou v ose těchto jednotek 1 až 4, které sestávají ze směsi vlákno, plyn, vzduch, pojivo a které vstupují do skříňovité spádové šachty 9, jejíž horní konec 9a až 9e je opatřen vstupem okolního vzduchu. Horní konce 9a až 9e jsou provedeny posuvné a také jsou k minimalizaci ulpívání částí vlny, nesoucích pojivo, chlazené vodou. Jejich účinkem nasávaný nepravý vzduch 48 až 51 je vynucen zpětným prouděním. Místo vstupu a množství tohoto vzduchu 48 a 51 jsou stanoveny horním vstupním příčným průřezem. Spodní konec spádové šachty 9 tvoří sběrný dopravník 10 , který obíhá ve směru šipky 11 a je opatřen dopravním pásem 12 propustným pro plyn. Na sběrný dopravník 10 vstupuje pouze směs vlákno, plyn, případně vzduch, která může také obsahovat pojivo, a směs plyn, vzduch se odsává pod sběrným dopravníkem 10, působícím jako filtr, například dvěma odsávacími zařízeními 13, 14 a vlna se odkládá na sběrný dopravník 10 za tvorby rouna 15.

Paprskovité svazky 5 až 8 vytvořené ve tvaru kužele v ose zvlákňujících jednotek 1 až 4, tvoří na vstupu spádové šachty 9 proudy 16, 17, 18, 19 vláken s mezi nimi ležícími turbulentními zónami 20, 21, 22 nasátého pracovního vzduchu. Na stanoveném místě ve spádové šachtě 9 se jednotlivé proudy 16 až 19 vláken setkají a nakonec se spojí do jednoho hlavního proudu 23, který má rovněž na svých vnějších stranách turbulentní zóny 24, 25 s oblastmi zpětného proudu 26, 27.

-3 CZ 282493 B6

Podle vynálezu jsou boční strany 28, 29 ohraničující spádovou šachtu 9 vytvořeny s tak velkou vzdáleností od vnějšího okraje 30, 31 hlavního proudu 23 že, odpovídající oblasti zpětného proudu 26. 27 mají malou rychlost. Tím se zabraňuje přenosu vláken z hlavního proudu 23 přes turbulentní zóny 24, 25 a oblasti zpětného proudu 26. 27 nahoru do oblasti vstupu do spádové šachty 9 a novému postříkání pojivém.

Vytvoření turbulentních zón 24, 25 způsobuje rozdělení proudu vzduchu směřujícího dolu do okrajových oblastí hlavního proudu 23 na část 32 pracovního vzduchu, která je v oblastech zpětného proudu 26, 27 vedena nahoru, a na část 33 zbývajícího vzduchu, která se odsává dalším odsávacím zařízením 13 v odvodní zóně 36 o šířce a mimo zónu 35 vytváření rouna £5. Zůstávající část 34 pracovního vzduchu v hlavním proudu 23 se odsává v zóně 35 vytváření rouna 15 o šířce b zóny odsávacím zařízením 14. Podle potřeby může být samozřejmě místo odsávacího zařízení 14 použito větší množství takových odsávacích komor, které jsou dimenzovány s ohledem na nárůst vrstvy rouna £5.

Jak je patrno v pravé části obrázku, velkoobjemové proudění podle vynálezu je vytvořeno také v oblasti maximální tloušťky vrstvy rouna 15, takže se i zde zabraňuje znatelnějšímu proudění vlákna nahoru. Aby bylo možné připojit zónu c bez tvorby rouna 15, odsává se další částečný proud 33b pracovního vzduchu jiným dalším odsávacím zařízením 13b, které je umístěno mimo oblast tvorby a dopravy rouna £5.

Vzdálenost boční strany 28, 29 spádové šachty 9 od vnějšího okraje 30, 31 hlavního proudu 23 a rovněž šířka a odvodní zóny, šířka b zóny se stanoví, přičemž rušivé složky rychlosti kolmé k bočním stranám 28, 29 v blízkosti náběžného bodu 37 se podstatně sníží. Z dřívějších měření je zřejmé, že tyto rychlosti mohou ležet v oblasti asi 10 až 20 ms'¹. Podle vynálezu se redukují na 10 až 20 % této hodnoty.

Ke stanovení objemu nárokované oblasti zpětného proudu mohou sloužit následující údaje.

Při pracovním proudu například o objemu 9 000 NmV¹ se mezi boční stranou 28. 29 a vnějším okrajem 30, 31 hlavního proudu 23 pohybuje jako cirkulující zpětné proudění objem 2 500 Nm³h'¹. Z dosud obvyklého dimenzování vzdálenosti mezi zvlákňující jednotkou £ případně u a boční stranou 28, 29 vyplývá maximální rychlost proudění vzhůru v blízkosti stěny kolem 4 ms'¹. Tato rychlost je vyšší než rychlost poklesu vloček vlny, takže se značný podíl vlny opakovaně vede nahoru do obvodu vstupu do šachty 9.

Při vytvoření dostatečné zóny zpětného proudění se cirkulující zpětný proud s objemem 2 500 NmV¹ mění sice jen nepodstatně, jeho rychlost vzhůru však klesá na hodnoty pod 2 ms'¹, výhodně pod 1 ms'¹.

Pro v daném případě výhodná provedení oblasti odsávání mimo rouno 15 a případně zónu c se kromě toho odsává 20 až 80 %, výhodně 40 až 60 %, množství pracovního vzduchu ze zvlákňovací jednotky £ případně 4 vně šířky b zóny, aniž přitom bude překonána tlaková ztráta vlivem odporu proudění na rounu £5. U například čtvrté zvlákňovací jednotky 4 se podle toho odsává podíl 10 až 40 % bez uvedené ztráty tlaku a tedy s extrémně příznivou cenou.

Jako další výhoda se uvádí, že průtok pracovního vzduchu o objemu 9 000 Nm³h'’ každou zvlákňovací jednotkou £ až 4, uvedený v předchozím číselném příkladě, se může zachovat jen v případě velmi hrubé vlny, jako je nutná pro tlumiče zvuku, s odpovídající vyšší rychlostí poklesu a rovněž malou průchodností, neboť podle vynálezu se nepředpokládá zvětšená okrajová zóna. U jemnější vlny je to nutné k zabránění úletu vlny vzhůru, který se zvyšuje ve spádové šachtě 9 nasávající každou zvlákňující jednotkou £ až 4 nepravý vzduch o objemu 3 000 až 6 000 Nm³h'¹. Tím se poloha tvořící se zóny zpětného proudu přemístí tak daleko dolů, že nenastává výstup vlny z krycí plochy spádové šachty 9 Přiměřeně k těmto výrobním datům se vynálezem

-4CZ 282493 B6 dosahuje výhodné redukce nutného celkového množství odfuku každou zvlákňující jednotkou 1 až 4 od asi 20 až 60 %, v průměru kolem 30 %.

Obr. 2 ukazuje další příkladné provedení zařízení podle vynálezu, u něhož je sběrný dopravník 10 tvořen bubny 38, 39. Buben 38, 39 je opatřen oběžným, perforovaným plynopropustným rotorem 40, 41, který je neznázoměným motorem poháněn ve směru 42 pohybu. Uvnitř bubnu 38, 39 je rovněž umístěno neznázoměné odsávací zařízení, jehož sací podtlak působí pouze pod zakřivenou odsávací plochou 43 a 44, uspořádanou na odsávací komoře 45 a 46.

Vzdálenost mezi oběma bubny 38, 39 ohraničuje výstupní mezeru 47, jejíž šířka vpodstatě odpovídá tloušťce vyrobeného rouna 15. K nastavení šířky výstupní mezery 47 mohou být oba bubny 38, 39 vytvořeny natočitelné. Zvláště k optimalizaci struktury velkoprostorového proudění mohou být odsávací komory 45 a 46 rozděleny tak, že sací podtlak je nasměrován do oblasti odsávání, ve které není rouno 15.

U tohoto příkladného provedení je v příkladu podle obr. 1 popsaná zóna odsávání uspořádána zvláště výhodně, poněvadž se dvou perforovaných ploch, nejprve bez rouna 15, vystupují shodné dvě zóny zasahující do spádové šachty 9. Tyto zóny slouží bez velkých konstrukčních nákladů k odsávání značné části pracovního vzduchu mimo krycí plochu rouna L5. Tím odpadá obtížný úkol umístit vzhledem k zóně c bez tvorby rouna 15 analogické k obr. 1 jiné další odsávací zařízení 13b. Dvojnásobné využití předností zóny bez rouna o šířce a odvodní zóny umožňuje vypustit zónu c bez tvorby rouna 15.

Claims (5)

1. Způsob kontinuální výroby rouna, zvláště z minerální vlny, v zařízení se spádovou šachtou (9), opatřenou alespoň jednou zvlákňující jednotkou (1, 2, 3, 4), při němž se vlákna ukládají na alespoň jeden sběrný dopravník (10) sacím podtlakem, kterým se odsává pracovní vzduch, a při němž se na vnější straně hlavního proudu (23) zabraňuje proudění vláken vzhůru alespoň jednou velkoobjemovou turbulentní zónou (24, 25) s malou střední rychlostí, přičemž se část (32) pracovního vzduchu obrací nahoru a zbývající část (33) pracovního vzduchu se odsaje, vyznačující se tím, že se zbývající část (33) pracovního vzduchu odsává mimo vrstvu rouna (15).

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se alespoň část bočních stran (28, 29) spádové šachty (9) ochlazuje.

3. Zařízení k provádění způsobu kontinuální výroby rouna, zejména minerálního rouna, podle nároků 1 nebo 2, které sestává z alespoň jedné zvlákňující jednotky (1, 2, 3, 4) umístěné na alespoň jedné spádové šachtě (9), plynopropustného sběrného dopravníku (10) pro zachycení vlákna a prostředků pro vytváření podtlaku, které ústí pod částí sběrného dopravníku (10) pro zachycení rouna (15), vyznačující se tím, že má další odsávací zařízení (13, 13b), které ústí mimo spodní část pro zachycení rouna (15) sběrného dopravníku (10).

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že alespoň část horního konce (9a až 9e) nebo boční strany (28, 29) spádové šachty (9) je opatřena chladicím zařízením.

-5CZ 282493 B6

5. Zařízení podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že horní konce (9a až 9e) jsou uloženy v krycí desce spádové šachty (9) suvně.