CZ358397A3 - Způsob a zařízení pro zhotovování výrobků ze skelných vláken připravovaných chemickou cestou - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro zhotovování výrobků ze skelných vláken připravovaných chemickou cestou (57) Anotace:

Při způsobu výroby výrobků ze skelných vláken rozvlákňováním minerální taveníny pomocí odstředivého rozmetače, který je tvořen skříní /3/ s předním čelem /2/, kde ve skříni /3/ je jeden nebo sestava otáčejících se rotorů, která je tvořená prvním rotorem /4/ a alespoň jedním následujícím rotorem /5, 6, 7/, přičemž každý rotor je umístěn vně předního čela /2/ skříně /3/ ve vodorovné ose otáčení, a kde ke každému rotoru /4, 5, 6, 7/ Jsou přidruženy vzduchové prostředky /8,

9, 10, 11/ umístěné v předním čele /2/ skříně /3/, se tavenina nalévá na první otáčející se rotor /4/ v bodě dopadu /P/, a odstředivou činností prvního otáčejícího se rotoru /4/ nebo odstředivou činností každého následujícího rotoru /5, 6, 7/ se vytváří vlákna, která jsou unášena v proudu vzduchu, proudícího ze vzduchových přiváděčích prostředků /8,9,

10, 11/ ke sběrači /34/, který vzduch propouští, skříň /3/ kmitá v průběhu výrobního procesu v oscilačním úhlu od 5 do 30É kolem svislé osy kmitání, a vlákna se shromažďují v podobě plsti /35/ na sběrači /34/ účinkem sání vzduchu skrz sběrač /34/.

• · · ·· · · · · · • · ··· · · 0 ···· · ······ ··· ···· ·· ·· ··· ·· ··

11239

Způsob a zařízení pro zhotování výrobků ze skelných vláken připravovaných chemickou cestou

Oblast techniky

Tento vynález se týká zhotovování výrobků ze skelných vláken připravovaných chemickou cestou (mezinárodní zkratka pro taková vlákna je “MMVF podle anglického výrazu “Man-Made Vltreous Fibre) s použitím způsobu odstředivého rozmetávání prováděného příslušným zařízením.

Dosavadní stav techniky

MMVF výrobky mohou být zhotovovány činností odstředivých rozmetačů obsahujících jeden nebo více rotorů, které se rychle otáčejí a odhazováním tvoří vlákna. Rotory se otáčejí kolem v podstatě svislé osy nebo v podstatě vodorovné osy. Z typů používané minerální taveniny lze uvést taveninu, která je všeobecně označována jako skelná tavenina, nebo taveninu, která je všeobecně označována jako minerální nebo strusková tavenina.

Jeden ze známých a široce používaných způsobů výroby skelných vláken uplatňuje odstředivé rozmetávání vláken z perforovaného rotoru, který se rychle otáčí kolem osy, jež je v podstatě svislá. Při provádění takového způsobu se tavenina přivádí do středu perforovaného mělkého kalíšku, který se otáčí takovou rychlostí, aby bylo umožněno odhazování vláken skrze perforování. Pro zpomalení letu vláken a jejich dalšího nasměrování do sběrače se využívají účinky proudů vzduchu.

Při provádění takových výrobních postupech se často vytváří poměrně úzký sloupec dlouhých vláken (často téměř souvislých), který směřuje dolů k celkově vodorovnému povrchu sběrače. Šířka takového sběrače bývá často větší než šířka řečeného sloupce. Určitý počet sloupců může být veden směrem dolů na jediný sběrač a/nebo každý sloupec se může pohybovat napříč povrchem sběrače tak, aby byl získán široký pruh plsti • ' ·· • · · · · · · · · ·· ♦ ··· · * · · · ·· _ o __ ········ ··· · · ······ · · · ···· ·· 99 999 99 99 ze skelných vláken. V U.S. Re 30,192 je popisován takový postup, při jehož provádění vláknotvorný rotor kmitá tak, že se sloupec vláken pohybuje tam a sem napříč širokým sběračem, který je umístěn pod v 1áknotvorným rotorem. V této oblasti techniky jsou známy i další způsoby vedení poměrně úzkého sloupce napříč sběračem nebo jinak prováděného přeměňování úzkého sloupce na široký pruh plsti. jako jsou např. způsoby popisované v patentech US 3,134,145; 3,295,943; 3.546,898;

3,877,911 a 3,902,878; NL 137,395; OS 204,716 a FR 2,014,207Jiné odstředivé postupy využívají rotory, které se otáčejí kolem v podstatě vodorovné osy. V takových výrobních postupech se tavenlna obvykle nalévá na vnější povrch rotoru nebo prvního rotoru za sebou umístěných rotorů, po čemž následuje odhazování vláken. Rozmetače tohoto typu jsou používány zejména při výrobě vláken z minerálních látek nebo strusky. Z oblasti za rozmetacím rotorem nebo rotory je kolem tohoto zařízení přiváděn proud vzduchu, který unáší vlákna od rotoru a napománá při vytváření vláken. Tento proud vzduchu unáší vlákna směrem ke sběrači, který s pomocí účinku sání vzduch propouští, zatímco vlákna se na tomto sběrači shromažďují v podobě plsti. Šířka oblaku z vláken, který je unášen ke sběrači je podstatně širší než poměrně úzký sloupec vytvořený obvykle používaným rozmetačem, který se otáčí kolem svislé osy. Proto je takový oblak typicky širší než jeden metr.

Obecně je využívána sběračová komora, jejíž boční stěny jsou vedeny mezi polohou přibližné úrovně předního čela skříně a sběrače. Rozměry skříně a uspořádání rotoru nebo rotorů, jakož i způsob vedení vzduchu jsou v podstatě takové, aby vytvářená plst pokrývala celou šířku sběrače. V tomto smyslu se v obvykle používaných odstředivých rozmetačích, v nichž se rotory otáčejí kolem vodorovné osy, vytváří plst, která je přijatelně stejnoměrná a pokrývá v podstatě celou šířku sběrače a sběračové komory.

Jediná takto vytvořená vrstva může být použita pro zhotovení konečné struktury výrobku ze skelných vláken, avšak obvykle se provádí pokládání několika vrstev plsti na sebe, a to zpravidla způsobem příčného překládání, aby se vytvořil • · · · «· ·· · · · · ··· ·· · · · · ·

3·· ··· · · · ···· · ······ ··· ···· ·· ·· ··· ·· ·· plsťový výrobek mající požadovanou tloušťku. Výsledkem takového vrstvení nutně bude vrstvený plsťový výrobek, jehož celková struktura bude rovnoměrnější, než je tomu v případě struktury jednotlivých struktur. z nichž je výsledný výrobek vytvořen.

Tento druh plsti je často používán při výrobě takových tepelných izolací a/nebo protipožárních materiálfl, jejichž hustota je nízká tak, jak je td jen možné. Úsilí pro dosažení potřebných kvalit těchto materiálfl se zaměřuje na měnění vlastností taveniny a na měmění vlastností vláken vyráběných odstředivým rozmetáním. Takové změny mohou ovlivnit vztah mezi izolačními a protipožárními vlastnostmi na jedné straně a měrnou hmotností na straně druhé, ale jejich praktické provádění je značně komplikované. Například změny poměru, umisťování nebo kvalita taveniny přiváděné na rotor (nebo na první rotor, existuje-11 více rotorfl než jeden) mohou ovlivnit konečné výsledky, ale řízení takových změn je obtížné. Například změna jednoho z těchto znaků může vyvolat provedení nutných kompenzačních změn dalších znaků za situace, má-li být postup výroby prováděn ekonomicky výhodným způsobem.

Proto se jeví jako potřebné vyvinout snazší způsob zhotovování výrobků se zvláštním zřetelem na zdokonalení jejich kvality s použitím rozmetače majícího jeden nebo více rotorů, které se rychle otáčejí kolem osy, jež je v podstatě vodorovná- Obzvláště je potřebné vytvořit podmínky pro to, aby uvedený záměr byl prováděn bez významného přerušování rozmetávacího procesu a beze změn souvisejících s přiváděním taveniny nebo s činností rotorfl.

Podstata vynálezu

Vynalezeným zařízením pro zhotovování MMVF výrobků z minerální taveniny je odstředivý rozmetač, který obsahuje skříň mající předek, první otočný rotor nebo sestavu prvního otočného rotoru a přinejmenším jeden následující otočný rotor, kdy řečený rotor nebo každý rotor je otočně namontován na skříni tak. aby se otáčel kolem vodorovné osy, jež je v podstatě vodorovná, před předním čelem řečené skříně, přičemž • · • ·

···· ·· ·· ··· ·· ·· tavenina. která se nalévá na první rotor v bodě dopadu taveniny. se může rozmetávat v podobě vláken nebo, v případě sestavy rotorů, může být odhazována na další rotor či další za sebou umístěné rotory a může být z těchto rotorů, případně na základě volby pouze z prvního rotoru, odhazována v podobě vláken, řečené zařízení dále obsahuje prostředky pro vedení vzduchu skrze předek skříně a konečně obsahuje prostředky pro kmitavé vychylování skříně v úhlu od 5 do 30° ve vztahu k ose, která je v podstatě svislá.

Vynalezený způsob pro zhotovování MMVF výrobků s použitím řečeného rozmetače obsahuje kroky nalévání tavéniny na první otáčející se rotor v bodě dopadu tavéniny, odhazování utvořených vláken z prvního rotoru nebo, v případě sestavy rotorů, z každého následujícího, otáčejícího se rotoru a případně na základě volby pouze z prvního rotoru, strhávání vláken účinkem proudění vzduchu, který je veden z prostředků pro dodávání vzduchu směrem ke sběrači, jenž umožňuje průchod vzduchu, a shromažďování vláken v podobě plsťové struktury na sběrači účinkem nasávání vzduchu skrze tento sběrač, přičemž skříň se v průběhu výrobního postupu kmitavě vychyluje v úhlu od 5 do 30° ve vztahu k ose, která je v podstatě svislá.

Překvapivě jsme zjistili, že vymezeným kmitavým vychylováním skříně je možné získat podstatně dokonalejší vlastnosti konečného výrobku při konzistentní měrné hmotnosti nebo odpovídající vlastnosti při snížené měrné hmotnosti a ve většině případů současně sníženou měrnou hmotnost a zdokonalené vlastnosti. Tyto výsledky mohou být dosaženy jednoduše bez potřeby provádění kompenzačních změn dalších znaků výrobního postupu. Schopnost dosažení stejných nebo lepších vlastností při snížené hustotě je ekonomicky velmi přínosná, protože konečný výrobek je zhotovován na základě spotřebování menšího množství tavéniny.

Sběračová komora má prostředky vymezující boční stěny, které jsou vedeny mezi polohou v blízkosti (např. v přibližně stejné úrovni) předního čela skříně, a dále má sběrač, jenž umožňuje průchod vzduchu. Sběrač celkově prochází napříč v podstatě celou šířkou mezi stěnami. Prostředky vymezujícími boční stěny mohou být vzduchové proudy, které jsou vedeny • · • ·

0·· et · 0 0 0 0 _ r; _ 9900 0 000 09 0 · 'J 999009 ·· 9009 09 9· 0·· ·· ·· tak, aby určily pohyb unášených vláken v prostoru s předem stanovenou šířkou, takže samotné vzduchové proudy mohou být považovány za stěny. Obvykle však tyto prostředky využívají pevné součásti, jako jsou například plechové díly nebo jiné materiály, které vymezují prostor pro pohyb vláken do stran. Vzduchové proudy jsou často vedeny podle vnitřních stran pevných bočních stěn.

Šířka určená vzdáleností mezi stěnami a šířka sběrače je všeobecně taková, aby se plst mohla vytvářet po celé šířce sběrače za situace, kdy je skříň nehybná a je umístěna kolmo k podélné ose komory Ctj. umístění v její kolmé poloze). Za této situace je hmotnost vláken ve dvou krajních čtvrtinách celkové šířky plsťové struktury vymezené šířkou sběrače obecně přinejmenším 50¾ hmotnosti vláken v obou vnitřních čtvrtinách řečené celkové šířky. Taková plsťová struktura je v podstatě stejnoměrná a existují pouze poměrně malé rozdíly v porovnání hodnot hmotnosti na jednotku plochy po celkové šířce sběrače řečené nehybné skříně. Například průměrná hmotnost na jednotku plochy na okraji plsťové struktury vyrobené rozmetačem s nehybnou skříní je obvykle přinejmenším 70¾ a výhodněji 80¾ a zcela běžně přinejmenším 90¾ stejným způsobem vyjádřené hmotnosti uprostřed sběrače.

Takto se tento vynález značně odlišuje od výrobního postupu popsaného v US Re 30192, v němž se uvádí, že kmitání při provádění těchto postupů je podstatné pro přeměňování úzkého sloupce na širokou plsťovou strukturu, zatímco kladné výsledky uplatňování tohoto vynálezu mohou být dosahovány, a výhodně jsou dosahovány, dokonce 1 bez kmitání a při značné šířce plsťové struktury.

Konečný MMVF výrobek je všeobecně zhotovován slisováním nestlačené plsti v průběhu jednoho nebo několika lisovacích kroků prováděných známým způsobem. Shromážděná skelná vlákna mohou sloužit jako tato nestlačená plst, takže plsťová struktura může být zhotovena v průběhu jediné zpracovací činnosti- Plsťová struktura však bývá obvykle příčně překládána nebo jinak vrstvena na sebe, výsledkem čehož je obvyklé vytváření nelisované vrstvené plsťové struktury.

• ·

Ke všeobecnému překvapení má zmiňované kmitání skříně skutečně výhodný účinek na konečný plstěný výrobek na základě skutečnosti. že (a) tloušťka plsti je obvykle v podstatě rovnoměrná po celé šířce, a to dokonce i bez kmitání skříně, a (b) plst se obvykle příčně překládá. takže se předpokládá vyrovnání případných nestejnoměrností vyskytujících se po šířce plsti právě takovým příčným překládáním plsti na sebe. Následně po realizaci tohoto vynálezu jsme se pokusili posoudit toto překvapující zdokonalení. Jedním faktorem mflže být to, že v průběhu normální činnosti mflže existovat sklon k neřiditelnému příčnému pohybu hlavního směru vzduchového proudění vedeného od skříně rozmetače ke sběrači- Vypadá to tak. že se mohou objevovat přechodné proudové stěnové účinky.

v jejichž důsledku proud vzduchu přechodně přilne k jedné straně komory (jsou-li v ní boční stěny) před tím.

než se odtud uvolní a vrátí se do podoby buď prostředního proudu nebo případně zabočí napříč komorou a pak přilne” k opačné stěně sběračové komory. Kmitání uplatněné v tomto vynálezu mflže zabránit vzniku takového neřízeného příčného pohybu proudu vzduchu.

Navíc ke zdokonalení vztahu hustoty a výkonu má tento vynález také výhodu zlepšené rovnoměrnosti ukládání vláken na ploše pokrývané plstí a konečnou plsťovou strukturou. Takto je při uplatnění tohoto vynálezu možné snadno získat plst a konečnou plsťovou strukturu, která má žádné nebo malé odchylky v hodnotách průměrné hustoty na jednotku plochy po její šířce. V tomto smyslu mflže taková odchylka například být méně než 10 %.

Celkový úhel kmitání je obecně přinejmenším 7° a výhodně přinejmenším 10° <tj. 5° na každou stranu ve vztahu k podélné ose). Všeobecně tento úhel nemusí větší než přibližně 25° a často nebývá větší než 20°. Často je vhodné volit tento úhel v rozsahu od přibližně 14 do 20° (tj. od 7 do 10° na každou stranu ve vztahu k podélné ose).

Kmitání je obvykle symetrické, ale mflže být i asymetrickým pohybem ve vztahu k přímce procházející osou kmitání a rovnoběžné se symetrickou přímkou výrobní linky.

·« ·· · ·· ·· « · · · · ··· · · · · • · · ·· · · · · · ·· ··· · · « · · · · · ······ ··· ···· ·♦ ·· ··♦ ·· ·*

Kmitání se výhodně provádí při frekvenci přinejmenším

0.05 Hz. obvykle nejméně 0.1 Hz. Může být prováděno i při hodnotách vyšších než 2 Hz. ale 1 Hz je obvykle vyhovující maximum. Zpravidla je upřednostňována frekvence od přibližně 0,3 do 0.6 Hz. V průběhu výrobní činnosti se kmitání obvykle provádí nepřetržitě. ale v případě řídícího zásahu se může provádět příležitostně. Pokud se provádí příležitostně, bývá frekvence nastavena v rozsahu shora uvedených hodnot po celou dobu daného úseku km i tán í.

Frekvence kmitání se může měnit podle potřeby v souladu s výrobními podmínkami, a to jednak v reakci na dosahovanou kvalitu výrobku a jednak v reakci na změny při výrobě vláken. Proto. zvýší-li se poměr shromažďovaných vláken v důsledku zesíleného přívodu taveniny, je zpravidla potřebné zvýšit rychlostní poměr postupu sběrače. aby se omezil nebo v podstatě znemožnil vznik změn hodnoty hmotnosti na plošnou jednotku pístové struktury. Tento vynález umožňuje měnit frekvenci kmitání v podle rychlostního poměru postupu sběrače tak. že při zvýšení frekvence se může postup sběrače rovněž zrychlit a naopak při snížení frekvence se postup sběrače může zpomalit. Frekvence se mění v podstatě přímo úměrně k rychlostnímu poměru postupu sběrače tak, aby jeden cyklus kmitání odpovídal v podstatě konstantnímu délkovému úseku postupu sběračePři zhotovování vláken jejich odhazováním z odstředivého rozmetače, ve kterém se každý rotor otáčí kolem v podstatě vodorovné osy, může být proces tvoření vláken významně ovlivněn změnami polohy, v níž je tavenina nalévána na první rotor nebo na první rotor sestavy rotorů. Tavenina stéká svisle dolů na bod dopadu. Změna polohy bodu dopadu nezbytně změní úhel mezi tečnou rotoru v bodě dopadu a vodorovnou přímkou. Jestliže osa otáčení prvního rotoru kmitá s ohledem na zdroj taveniny, bude bod dopadu kmitat s ohledem na první rotor. V některách výrobních procesech to může být přijatelné obzvláště tehdy, když je stupeň kmitání nízký, ale je obecně ·« ·· • · · · · ·

výhodné dosáhnout. takový stav, kdy kmitání skříně mflže být prováděno v podstatě beze změn polohy bodu dopadu taveniny na první rotor.

Jedním způsobem zajištění toho, že v podstatě nedojde k žádné změně polohy bodu dopadu, je vymezení v podstatě svislé osy kmitání tak, aby procházela bodem dopadu taveniny. Za této situace bude existovat pouze nepatrný nebo žádný vliv kmitání na proces zhotovování vláken- Tavenlna bude dopadat na první rotor ve stejné poloze bez ohledu na zvláštní časový úsek cyklu kmitání a jediným možným účinkem působícím na tvorbu vláken může být to, že úhel mezi taveninou a tečnou rotoru v bodě dopadu se mflže v průběhu cyklu kmitání měnit o několik málo stupňů. Toto však má zanedbatelný účinek na zhotovování vláken.

Pokud je požadováno minimalizovat dokonce i tuto malou změnu, toto mflže být dosaženo přiváděním taveniny na první rotor z taveninové desky, která kmitá se skříní. Takto mflže být namísto nalévání taveniny z pevně umístěné pece nebo velmi často používané pevně umístěné taveninové desky na kmitající první rotor uplatněno to, že tavenlna se přivádí z pece na taveninovou desku, která kmitá s prvním rotorem. Výsledkem toho je skutečnost, že poloha bodu dopadu taveniny a úhel, v němž tavenina zasahuje bod dopadu na prvním rotoru, zůstávají stejné i pres kmitání skříně- V tomto smyslu se tavenlna výhodně nalévá na taveninovou desku v takové poloze, která se v podstatě nachází na ose kmitání.

Rozmetač mflže mít jediný rotor, avšak obvykle se používá kaskádový rozmetač, který obsahuje horní rotor a přinejmenším jeden následující rotor. V případě, kdy existuje jediný následující rotor, jsou vytvořeny takové podmínky, aby tvorba vláken byla prováděna jejich odhazováním z horního rotoru a následujícího rotoru. Kaskádový rozmetač však obvykle obsahuje horní rotor a přinejmenším dva následující rotory. Upřednostňovaný kaskádový rozmetač obsahuje horní rotor a tři následující, vlákna utvářející rotory. Každý rotor je výhodně poháněn vlastním motorem, jenž je souosý s daným rotorem. Otáčky jednotlivých motorů lze měnit, aby rychlost otáčení každého rotoru mohla být nastavována nezávisle.

·· ·· ·· · ·· ·· • · · · · · · · · · · · • ·· · · · · ··· _ Q __ ·······« ··· · · ·*···· · · · • · · · · · · * · · · ·· ··

Proudem vzduchu. který unáší vlákna. může být obvykle vzduch dodávaný ze vzduchových přívodních prostředků. jež jsou zabudovány na předku skříně (tudíž kmitají spolu se skříní), avšak navíc může být přiváděn vzduch také z dalších, nekmitajících vzduchových přívodních prostředků. Například kolem skříně nebo v prostoru kolem skříně mohou být vytvořeny stálé vzduchové otvory, z nichž je vzduch vháněn nebo nasáván na základě dodávání vzduchu z otvorů pro přivádění vzduchu a/nebo v důsledku sání působícího skrze sběrač. Pokud část vzduchového proudu pochází z jiných zdrojů než ze vzduchových přívodních prostředků umístěných na skříni, měly by být poměry přívodu vzduchu ze skříně a řečených jiných zdrojů takové, aby proud vzduchu pocházející z přívodních prostředků skříně určoval rozhodující směr celkového vzduchového proudění. Na základě toho vyvolá kmitání vzduchu proudícího ze vzduchových přívodních prostředků umístěných na skříní také výhodné kmitání v podstatě celkového vzduchového proudění i tehdy, když do tohoto řídícího proudu vzduchu bude přiváděn přídavný vzduch.

Vzduchovými přívodními prostředky zabudovanými ve skříni mohou být jakékoli prostředky pro přivádění užitečného proudu vzduchu skrze předek skříně přibližně rovnoběžně s osami rotorů například tak, aby bylo zajištěno přemisťování vláken směrem od rotorů a skříně. Přední čelo skříně může mít podobu otevřeného rámu. takže vzduchové přívodní prostředky mohou vhánět vzduch z vnitřku skříně skrze toto otevřené přední čelo. Vzduchové přívodní prostředky však všeobecně uplatňují přinejmenším jednu kruhovou vzduchovou štěrbinu, která je vedena částečně kolem a v blízkosti rotoru tvořícího vlákna. Často bývá taková štěrbina vedena kolem a v blízkosti každého rotoru, který tvoří vlákna odstředivým odhazováním.

Taková štěrbina může být vytvořena i v jinak řešeném otevřeném předním čele, ale vždy je vytvořena v takovém předním čele, které je úplně nebo převážně uzavřeno. V tomto smyslu je přední čelo celkově utvořeno z pevného materiálu s výjimkou otvorů. které slouží jako vzduchové štěrbiny, otvorů, které umožňují průchod hřídelů rotoru, a otvorů, které umožňují přivádění vzduchu nebo pojivá.

• · ·

Řečená nebo každá další taková štěrbina je vždy vedena pouze kolem té části rotoru, z níž jsou tvořená skelná vlákna odhazována. Řečená nebo každá taková štěrbina je souosá s příslušným rotorem a obecně má rozměr vnitřního průměru v podstatě stejný, jako je vnější průměr příslušného rotoru. Z každé štěrbiny tryská proud vzduchu blízko a v postatě rovnoběžně ve vztahu k obvodu příslušného rotoru s takovou axiální složkou, která strhává a unáší MMVF vlákna v axiálním směru od obvodu řečeného rotoru. Otáčení rotoru má tendenci dodávat proudu vzduchu tryskajícího ze štěrbiny tangenciální složku, a proto bývá často výhodné tomuto proudu vzduchu tuto tangenciální složku dodat předem, přičemž dodaná tangenciální složka může být v podstatě stejná nebo se může lišit od bodu k bodu kolem rotoru. Je-li to žádoucí. může být štěrbina kolem rotoru vytvořena v podobě dvou souosých drážek majících rozdílné vnitřní průměry. Taková zdvojená štěrbina a další detaily použitelných vzduchových štěrbin a prostředků pro dodání tangenciální složky proudu vzduchu jsou podrobněji popsány ve WO 92/06047.

Výrobní postup je obvykle prováděn s použitím jediného kaskádového rozmetače dodávajícího vlákna na sběrač, který propouští vzduch, avšak v případě jiného rozhodnutí mohou být uplatněny dva nebo i více kaskádových rozmetačů, které dodávají vlákna na sběrač- Pokud jsou uplatněny dva nebo více rozmetačů, mohou tyto rozmetače kmitat nezávisle na sobě ve fázi nebo mimo fázi a případně dokonce při rozdílných frekvencích, popřípadě jejich kmitání lze synchronizovat tak, aby kmitaly tam a zpět v rovnoběžném režimu.

Do unášeného proudu vláken je běžně používaným způsobem přidáváno teplem vytvrzovatelné pojivo. Z toho důvodu bývá na skříni (nebo na rotorech na skříni) umístěn jeden nebo více rozstřikovačů pojivá, což je výhodné, protože rostřikovače budou kmitat s unášeným proudem vláken. Pokud existuje takový záměr, může být veškeré pojivo nebo jeho část dodávána z jiných bodů umístění zdrojů pojivá, které nemusí kmitat.

Jak již bylo uvedeno, může být shromážděná plst použita jako plsťová struktura, která je následně slisována nebo, jak bývá prováděno častěji, známým způsobem příčně překládána na

Ta může být následně vystavena Jednomu nebo několika zhušťovacím krokům. Tyto kroky jsou známým způsobem prováděny tak, aby vyhovovaly požadavkům konkrétních výrobků, a to zejména tehdy.

měrnou jde-li o výrobky s nízkou hmotností (mající typicky hmotnost v rozsahu od 20 do 60 kg/m³ nebo hrubší výrobky mající typicky měrnou hmotnost nejméně 100

Výrobky s nízkou hmotností mívají často střední hodnotu průměru vláken v rosahu od 2,5 do 3,5 jim a obsah pojivá v rozsahu od 1 do 2¾. Tyto výrobky jsou Hrubš í výrobky jako tepelná izolace.

hodnotu průměru vláken v rozsahu od použitelné například

Často mají střední

3,5 do 5 jim a obsah pojivá v rozsahu od 2,5¾ do 3,5¾. Mohou být použity například jako tuhé strukturální izolační výrobky.

Popis obrázků na výkrese

Obr. 1 je čelní pohled na zařízení pro výrobu vláken podle přihlašovaného vynálezu.

Obr. 2 je průřez zařízení vzatý podle přímek II - II znázorněných na obr. 1.

□br . 3 je schematizované zobrazení půdorysu zařízeníObr. 4 je schematické předvedení typického zařízení pro shromažďování vláken v podobě plsti a zhušťování této plsti.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení obsahuje sestavu 1 rotorů, jež jsou samostatně umístěny na předním čele 2 skříně 3. Každý rotor je upevněn na na hnaném hřídeli, který umožňuje otáčení řečeného rotoru při dosažení vysoké obvodové rychlosti. Sestava se skládá ze čtyř rotorů, a to vrchního rotoru 4, který se otáčí proti pohybu hodinových ručiček, druhého vláknotvorného rotoru (tj. prvního následujícího rotoru) 5, který se otáčí ve směru pohybu hodinových ručiček, třetího vláknotvorného rotoru 6, který se otáčí proti směru pohybu hodinových ručiček a čtvrtého vláknotvorného rotoru 7, který se otáčí ve směru pohybu hodinových ručiček. K rotorům 4, 5, 6 a 7 jsou přidruženy příslušné vzduchové štěrbiny 8, 9, 10 a 11, kdy každá tato štěrbina je vedena pouze částečně kolem příslušného rotoru- Obecně lze uvést, že každá štěrbina je vedena kolem přinejmenším jedné třetiny obvodu příslušného rotoru, a to vždy kolem vnější části sestavy rotorů. Celkově však není vedená kolem příslušného rotoru dále než do dvou třetin nebo tří čtvrtin obvodu.

Každá štěrbina je propojena s komorou, která slouží jako zdroj přiváděného vzduchu a která je umístěna ve skříni- Celá sestava rotorů je namontována tak, aby se mohla pootáčet kolem osy 16 otáčení v důsledku vhodného seřizování podstavců 71. Rozsah pootáčení je typicky takový, že úhel ce mezi vodorovnou přímkou a přímkou spojující osu rotoru 4 s osou rotoru 5 může být seřizován v rozsahu přinejmenším 10°, například od hodnoty, která může být tak nízká jako 0 nebo 10° až do hodnoty, která může být vysoká až 30 nebo 40°.

Pojivo může být dodáváno z pojivových rozstřikovačů 18, které jsou souosé s každým z rotorů a jsou umístěny na předku každého rotoru, a/nebo z rozstřikovačů 20, do kterých je pojivo přiváděno z přívodů pojivá 19, jež bývají obvykle rozmístěny kolem rotorů nebo na jiných vhodných místech. Přídavný vzduch může být vháněn skrze různě rozmístěné vzduchové otvory 21.

Horní rotor použitý v tomto vynálezu má typicky průměr v rozsahu od 100 do 250 mm, často přibližně od 150 do 200 mm. Každý následující rotor použitý v tomto vynálezu má průměr v rozsahu od 150 do 400 mm, zpravidla od 220 do 350 mmNapříklad první následující rotor (rotor 5) může mít průměr v rozsahu od 220 do 300 mm, zatímco zbývající rotory mohou mít průměr v rozsahu od 300 do 350 mm.

Na obr. 2 je vidět, že ve skříni 3 je umístěn motor a hnací hřídel každého z rotorů. Například rotor 4 je upevněn na hřídeli 22, který se otáčí v pouzdru 23 s ložisky 23 a který je přímo poháněn frekvenčně ovládaným motorem 25, jež má známé prostředky (nejsou předvedeny) pro měnění rychlosti otáčení hřídele 22 a tím i rotoru 4- Na obr. 2 nejsou předvedeny prostředky pro přívod vzduchu a pojivá.

99 99

9 9 9 9

9 9 99

9 9999 · • 9 9 9

999 99 99 ·· ·· ·« • · · · 9 9

99 9 9

9 9 9 9 9

9 9 9 9

9999 99 99 ··

Celá výrobní linka je předvedena na obr. 4 a typicky obsahuje pec 30 mající výstupní otvor 31, z něhož tavenina 32 vytéká na rotor 4 v sestavě rotorů namontovaných na skříni 3. Cást tavenlny opouší rotor 4 v podobě vláken nebo výhozu, ale většina je přemístěna po dráze 12 na rotor 5, který se otáčí v opačném směru, než je směr otáčení rotoru 4. Část takto přemístěné taveniny opouští rotor 5 v podobě vláken obecně v oblasti štěrbiny 9, zatímco zbytek pokračuje po dráze 13 na opačně se otáčející rotor 6. Část je odhazována v podobě vláken obecně v oblasti štěrbiny 10, zatímco zbytek pokračuje po dráze 14 na opačně se otáčející rotor 7. Převážné množství se přeměňuje na vlákna v obecném směru 15, avšak zbylá tavenina se přeměňuje na vlákna na zbytku povrchu rotoru 7. Výhoz se shromažďuje v jámě 26Vlákna s rostřikovaným pojivém jsou unášena dopředu, jak je předvedeno odkazovou značkou 33, a jsou shromažďována na pórovitém, svažujícím se sítu 34, které je umístěno na spodku sběračové komory (není předvedena). Výsledná plst 35 je přemisťována z tohoto síta do stanice, ve které se provádí příčné překládání, kdy tato stanice obsahuje zařízení 36 pro otáčení plsti v pravém úhlu, z něhož plst postupuje přes válec 37 dále a prochází mezi příčně se překrývajícími pásy 38, které provádějí kyvný pohyb kolem os horních válců 39, takže příčným překládáním plsti se vytváří plsťová struktura, dopravníkem (není předveden) a spodním jež pokračuje na dopravníku 40 do mezery mezi směrem dolů se svažujícím. vrchním dopravníkem 40, čímž a konečně slisována je plsťová struktura postupně stlačována mezi lisovacími pásy 42 a 43- Měněním rozměru uvedené a měněním poměru postupu plsti a plsťové struktury měrnou hmotnost výrobku, který vystupuje z prostoru mezi pásy 42 a 43Takový výrobek může následně projít pecí, ve které se pojivo obvyklým způsobem vytvrzuje.

V obvykle používaném zařízení je skříň umístěna tak, že její osa navazuje na osu sběračové komory 50, jejíž boční stěny 51 jsou vedeny od koncových stěn 52 umístěných na úrovni rotorů 4 a 5 (a 6 a 7), které jsou namontovány na • · « · • · skříni 3 rozmetače. Spodek sběračové komory je vymezen dopravníkem 34, který stoupá vzhůru a který má stejnou šířku jako sběračová komora.

V obvykle používaném zařízení je skříň 3 rozmetače uspořádána v podstatě souose ve vztahu ke komoře 50. Rozmetač mflže být například umístěn na ose znázorněné přímkou A a v takovém případě je tato osa A rovnoběžná s osou komory, která je předvedena v podobě přímky B. Odhazovaná vlákna jsou unášena vpřed od rozmetače v poněkud kuželovitém oblaku, jak je to přibližně předvedeno křivkou F- Za této situace je obvyklé, že ukládání vláken probíhá v podstatě stejnoměrně po celé šířce dopravníku -

V přihlašovaném vynálezu kmitá skříň rozmetače mezi polohou, ve které je její osa shodná s přímkou C, a polohou, ve které je její osa shodná s přímkou 0, přičemž úhel daný řečenými přímkami C a D je například 14°. Přerušovaná čára F označuje krajní vnější oblast, kam lze předpokládat dopadání vláken v nepřítomnosti sběračové komory v důsledku kmitání rozmetače, avšak výsledkem účinku sání skrze sběrač 34 a tímto sáním vyvolaného vzduchového proudění v komoře 50 je v podstatě stejnoměrné rozmisťování vláken po šířce komory. První krajní poloha rozmetače je na obr. 3 znázorněna plnými čarami a druhá přerušovanými čarami.

Tavenina 32 přitéká do licího žlábku 61 z kuplovny nebo jiné pece. Tavenina vytéká z licího žlábku 61 na taveninovou desku 62 ve tvaru V mající výtokový bod 63, z něhož stéká na bod dopadu P na rotoru 4.

Rotorová skříň 3 mflže být umístěna na vhodných předních podstavcích 64 a zadních podstavcích 65- Podstavce 64 mohou být například namontovány na otočném čepu 66» který je připevněn s ohledem na navazující zařízení 67Zadní podstavce 65 nesou kolo 68, které mflže pojíždět ve vodorovné obloukové kolejnici 69. Vratný, vodorovně připevněný píst 70 působí na přírubu 71 tak, že pootáčí celou skříní kolem otočného čepu 66, přičemž kolo 66 pojíždí po obloukové dráze 69. V tomto uspořádání je svislá osa kmitání vedena tak, že prochází středem otočného čepu 66. Aby se poloha bodu dopadu P tekutiny na rotoru 4 podstatně neměnila v důsledku • · ·· · · « · · · · * · · · · · · · 9 9 9 9 ··· ·· · «9 9· ·· ♦ · 9 · · · ··· 9 · kmitání skříně, je taveninová deska 62 trvale připevněna ke skříni pomocí podpěr 72. Taveninová deska 62 je zhotovena tak, aby její vrchní část byla ‘dostatečně široká, takže tekutina 32 přiváděná z licího žlábku 61 vždy přitéká do tekutinové desky bez ohledu na její polohu při pootáčení.

V jiném provedení se může skříň pootáčet kolem osy, která prochází v podstatě svisle bodem dopadu P taveniny. Sestava otočného čepu 66 mflže být například nahrazena vhodným kolem a kolejovým uspořádáním, po němž řečené kolo pojíždí, a kolejovým uspořádáním 68, 69. 70 a 71, aby byly vytvořeny podmínky pro kmitání celé rozmetačové sestavy kolem bodu P. Pokud je toto provedeno, není podstatné, zda je taveninová deska připevněna s ohledem na skříň.

V typickém zařízení mají vláknotvorné rotory 5, 6 a 7 příslušné průměry 250, 330 a 330 mm a jejich příslušné obvodové rychlosti (metry za sekundu) 72, 111 a 120 metrů- Vzduch je vháněn ze štěrbin 8 a 11 podle povrchů rotorů celkovou rychlostí (měřeno tepelnou měřicí technikou) 140 m/s. Lopatky umístěné v řečených štěrbinách dodávají vzduchovému proudění tangenciální složku.

Na rotor 4 se nalévá 5 tun taveniny za hodinu. Pojivo se dodává na vlákna obvykle používaným způsobem- Na sběrači 34 se vytváří plst při poměru 4,5 tuny za hodinu včetně 1,5¾ pojivá. Plst se na sebe vrství běžně používaným způsobem a je rovněž obvyklým způsobem zhušťována tak, aby byly vytvořeny desky mající měrnou hmotnost 30 kg/m³.

Z různých částí pístové struktury a desky bylo vzato několik vzorků, jejichž vlastnosti byly zaznamenány. Toto bylo provedeno obvykle používaným způsobem jednak za situace, kdy byla skříň ve stálé poloze, a jednak za situace, kdy kmitala při frekvenci 0.4 Hz v celkovém úhlu 10°.

Bylo zjištěno, že hodnota Sigma (mez pevnosti v tahu) se zvýšila z 10,6 kM/M² na 12,8 kN/M² , čímž je vykázáno 20,7 % zlepšení v důsledku uplatnění kmitání. Standartuí odchylka ve ztrátě žíháním se mění z 0,28 na 0,13, což představuje 53,5 % zlepšení. Standartní odchylka výrobní měrné hustoty byla snížena z 6,9 kg/m³ na 5,6 kg/m³, což představuje 18,8 % zlepšení.

UPRAVENÉ PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (12)

1. Způsob pro výrobu MMVF výrobků z minerální taveniny použitím odstředivého rozmetače obsahujícího skříň (3), která má přední čelo (2), první otáčející se rotor (4) nebo sestavu otáčejících se rotorů, která obsahuje první rotora přinejmenším jeden následující rotor (5,6,7), kdy každý rotor je namontován na skříni (3) tak, aby se otáčel kolem v podstatě vodorovné osy na předku předního čela (2) , takže tavenina (32) nalévaná na první rotor (4) se odhazuje v podobě vláken nebo, existuje-li sestava rotorů, se přemistuje na každý následující rotor podle stanoveného pořadí a odhazuje se z každého následujícího rotoru, případně jen z prvního rotoru, v podobě vláken, vzduchové prostředky (8.9,10,11) umístěné v předním čele (2) skříně (3) , přičemž řečený způsob obsahuje kroky nalévání taveniny na první otáčející se rotor (4) v bodě dopadu (P) taveniny, zhotovování vláken odstředivou činností prvního otáčejícího se rotoru (4) nebo, existuje-li sestava rotorů, odstředivou činností každého následujícího, otáčejícího se rotoru (5,6,7) a popřípadě jen z prvního rotoru (4), unášení vláken v proudu vzduchu proudícího z vzduchových přiváděčích prostředků (8,9,10,11) ke sběrači (34), který vzduch propouští, a shromažďování vláken v podobě plsti (35) na sběrači (34) účinkem sání vzduchu skrze řečený sběrač (34). vyznačující se tím , že skříň (3) kmitá průběhu výrobního procesu v oscilačním úhlu od 5 do 30° kolem v podstatě svislé osy kmitání.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím , že šířka sběrače je taková, aby za situace, kdy by skříň byla v klidu a její přední čelo by bylo v podstatě kolmé ve vztahu k podélné ose sběrače, byla plst v podstatě stejnoměrná po celé šířce sběrače.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím .že plst se příčně překládá. aby se utvořila neslisovaná plsťová struktura. a následně se tato plsťová struktura zhušťuje.

4. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 3. vyznačující se tím , že vzduchové přívodní prostředky obsahují přinejmenším jednu kruhovou vzduchovou štěrbinu, která je vedena přinejmenším částečně kolem a v blízkosti rotoru nebo rotorů, z nichž jsou vytvářená vlákna odhazována.

5. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 4» vyznačující se tím , že rozmetačem je kaskádový rozmetáš, který obsahuje první rotor a dva nebo tři následující rotory.

6. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 5, vyznačující se tím , že oscilační úhel je 10 až 25°, výhodně 14 až 20°.

7. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím , že frekvence kmitání je 0,1 až 1 Hz, výhodně 0,3 až 0,6 Hz.

8- Způsob podle kteréhokoli z předccházejících nároků 1 až 7. vyznačující se tím , že sběrač přemisťuje plst směrem od rozmetače, přičemž rychlostní poměr postupu sběrače se měrní, aby se kompenzovaly změny poměru shromažďování vláken v podobě plsti na řečeném sběrači, a frekvence kmitání se mění podle změn rychlostního poměru postupu sběrače.

9- Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 8, vyznačující se tím , že kmitání skříně se provádí v podstatě bez pohybu bodu dopadu taveniny.

• ·

10.

Způsob podle tím ze

11.

nároku 9 , osa kmitání prochází v podstatě ící bodem dopadu taven i ny.

Způsob podle nároku 9 , vyznač u j tím tavenina se nalévá na první rotor v podstatě stálém bodě dopadu taveniny z taveninové desky, která kmitá spolu se skříní.

12. Zařízení pro výrobu MMVF výrobků z minerální taveniny obsahující odstředivý rozmetáč, který má skříň (3) s předním čelem (2), první rotor (4) nebo sestavu rotoru (4) a nejméně jednoho následujícího rotoru (5,6,7), kdy každý rotor je namontován na skříni (3) tak, aby se otáčel kolem v podstatě vodorovné osy na předku předního čela (2), takže tavenina (32) nalévaná na první rotor (4) se odhazuje v podobě vláken nebo, existuje-li sestava rotorů, se může přemisťovat na každý následující rotor podle stanoveného pořadí a odhazuje se z každého následujícího rotoru, případně jen z prvního rotoru, v podobě vláken, a vzduchové prostředky (8,9,10,11) umístěné v předním čele (2) skříně (3), vyznačující se tím , že využívá prostředky (64,66,65,68,69,70,71) pro kmitání skříně (3) v úhlu od 5 do 30° kolem v podstatě svislé osy.