DE2738015C2 - Vorrichtung zum Herstellen von Mineralfasern - Google Patents

Description

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einem letztere umgebenden Luftauslaß darstellt und die es ermöglicht, den Luftauslaß aus dem Hohlkörper durch welchen die Luft zum Austritt in Richtung der als die Mittenöffnung umgrenzenden Ringspalt auszu-Drehkörperachse geleitet wird, wobei eine becherför- bilden, so daß die aus dem luftdurchströTiten Hohlraum mige und auf einer Welle angeordnete und in Drehung in Richtung der Toroidachse ausströmende Luft die aus versetzbare Umlauftrommel vorgesehen ist, deren 5 der Umlauftrommel austretender. Stränge flüssiger Randlippe in Nachbarschaft des Luftauslasses angeord- Schlacke über den gesamten Umfang der Umlauftromnet ist so daß beim Einführen schmelzflüssiger Schlacke mel gleichmäßig erfaßt und dementsprechend Mineralin das Innere der in Drehung befindlichen Umlauftrom- fasern weitgehend einheitlicher Länge und Faserstärke mel aus der Umlauftrommel unter Wirkung der Zentri- erhalten werden können. Der von der oberen Wandung fugalkraft Stränge flüssiger Schlacke in den aus dsm ίο des Hohlkörpers ausgehende und in Richtung nach der Luftauslaß austretenden Luftstrom geschleudert und unteren Wandung konvergierende kegelstumpfförm'ge dabei in Mineralfasern umgewandelt werden. Bei diesen Ansatz schafft darüber hinaus einen größeren Ansaugbekannten Vorrichtungen ist der Luftauslaß von über querschnitt für unter der Wirkung der Umlauftrommel die vordere Stirnwand des Hohlkörpers verteilten Öff- über die Mittenöffnung angesaugte Luft, so daß die aus nungen gebildet, womit der Nachteil verknüpft ist, daß 15 der Umlauf trommel herausgeschleuderte schmelzflüssidie aus der Umiaufirommel austretenden Stränge flüssi- ge Schlacke bereits vor dem Eintreten in den Wirkungsger Schlacke nicht stetig, sondern intermittierend den bereich der aus dem Ringspalt austretenden Luft im aus dem luftdurchströmten Hohlkörper austretenden Bereich der Randlippe der Umlauftrommel durch die Luftstrahlen ausgesetzt werden und damit Länge und größere Menge an angesaugter Luft weitgehend verstärke der aus der Schlacke gebildeten Fasern unein- 20 teilt wird und die über den Ringspalt austretende Luft heitlich wird. eine starke Streckung der Mineralfasern bei unter Um-

Es ist nun Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vor- ständen verringertem Zuführdruck bewirken kann, richtung zum Herstellen von Mineralfasern aus Bei einer verbesserten Ausführung sind in dem Hohl-

schmelzflüssiger Schlacke zu schaffen, mit welcher die körper rings um die zentrale Öffnung eine Anzahl radiaoben angegebenen Nachteile vermieden und Mineralfa- 25 ler Prallplatten angeordnet, welche einen gleichförmisern besserer Gleichförmigkeit, größerer Länge und gen Luftzufluß zu dem Ringschlitz bewirken. Außerdem besserer Oberflächeneigenschaften hergestellt werden können in dem Hohlkörper verstellbare Leitplatten ankönnen, gebracht sein, weiche Gleichförmigkeit des Luftstromes

Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfin- bewirken.

dung auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Mineral- 30 In der Zeichnung zeigen F i g. 1 und 2 die erfindungsfasern aus schmelzflüssiger Schlacke mit einem luft- gemäße Vorrichtung im Seitenriß und in Draufsicht durchströmten Hohlkörper, der eine im wesentlichen Fig.3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig.2. ringförmige Luftkammer mit einem Drucklufteinlaß F i g. 4 und 5 zeigen den Hohlkörper der Vorrichtung in und einer kreisrunden Mittenöffnung sowie einem letz- Draufsicht z.T. geschnitten und im Schnitt nach der Litere umgebenden Luftauslaß darstellt durch welchen 35 nie 5-5 in F i g. 4.

die Luft zum Austritt in Richtung der Drehkörperachse In F i g. 1 — 3 ist 11 der Hohlkörper oder das Gehäu-

geleitet wird, einer becherförmigen auf einer Welle an- se der Vorrichtung 10. Es ist im wesentlichen eine ringgeordneten und in Drehung versetzbaren Umlauftrom- förmige Kammer 12, die eine kreisförmige zentrale öffmel, deren Randlippe in Nachbarschaft des Luftauslas- nung 13 aufweist Der Hohlkörper 11 besitzt einen verses angeordnet ist und einem Einlauf zum Einführen 40 Iängerten Abschnitt 14, der in einem Lufteinlaß 15 enschmelzflüssiger Schlacke in das Innere der in Drehung det. In letzterem ist eine Ventilklappe 16 zur Regelung befindlichen Umlauftrommel, wobei die Anordnung so der Lufteinströmung vorgesehen, getroffen ist daß die durch die Umlauftrommel erzeug- An einer drehbar gelagerten Welle 18 ist eine becherte Zentrifugalkraft Stränge flüssiger Schlacke in den aus förmige Umlauftrommel 17 angeordnet und dort mittels dem Luftauslaß austretenden Luftstrom schleudert wel- 45 einer Mutter 19 gesichert Der Drehantrieb kann z.B. eher dabei die Schlackenstränge in Mineralfasern um- durch einen Elektromotor erfolgen. Zum Einführen gewandelt, und wobei vorzugsweise in der Welle der Um- schmolzener Schlacke in den Hohlraum 21 der Umlauflauftrommel eine Zufuhrleitung und am Ende der Welle trommel 17 ist eine Einlaufrinne 20 vorgesehen. Diese eine Düse zum Aufsprühen eines Behandlungs:naterials kann, wenn gewünscht, hohlwandig sein und Wasserauf die Mineralfasern vorgesehen ist und vorzugsweise 50 kühlung aufweisen.

Kühlwasserleitungen sowohl in der Umlauftrommel als Wie besonders in F i g. 3 zu erkennen, ist die Welle 18

auch in deren Welle vorgesehen sind. Diese Vorrichtung mit Wasserzu- und -ableitungsrohren 22, 23 ausgestatist nunmehr dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich tet die mit entsprechenden Zu- und Ableitungsröhren bekannter Weise von einer Rückwand, einer Vorder- 24, 25 in der Umlauftrommel 17 verbunden sind. Zurr wand und einer diese beiden mit Abstand verbindenden 55 Zuführen eines Adhäsivs, Schmiermittels oder sonstigen Umfangswand umgrenzte Hohlkörper einen von der Materials, mit dem die entstandenen Fasern behandelt Rückwand ausgehenden kegelstumpfförmigen Ansatz werden, ist eine Mittelröhre 26 angeordnet. Für den aufweist der in Richtung nach der Vorderwand konver- Austritt ist eine Düse 27 vorgesehen, giert und dort die Mittenöffnung umgibt und daß der Aus F i g. 4 und 5 sind Einzelheiten des Gehäuses

Luftauslaß aus dem Hohlkörper als die Mittenöffnung 60 oder Hohlkörpers 11 zu entnehmen. Die ringförmige umgrenzender Ringspalt ausgebildet ist Dadurch, daß untere Wandung 31 des Gehäuses weist innen eine Verder von einer oberen, einer unteren Wandung und einer dickung 32 auf. Diese kann eine an der Unterwand 31 diese beiden mit Abstand verbindenden Umfangswand aufgeschweißte kreisringförmige Platte darstellen. Auumgrenzte Hohlkörper einen von der Rückwand ausge- ßerdem weist der Hohlkörper 11 eine obere Wandung henden kegelstumpfförmigen Ansatz aufweist, der in 65 33 auf, die aus einem kreisringförmigen Abschnitt 34 Richtung nach der unteren Wandung konvergiert und und einem mit diesem verbundenen kegelstumpfförmidort die Mittenöffnung umgibt, erhält der luftdurch- gen Abschnitt 35 besteht und in einer Ringlippe 36 enströmte Hohlraum eine hohe Verwindungssteifigkeit, det. Auch die Verdickung 32 der unteren Wandung 31

weist eine Ringlippe 37 auf. Die beiden Ringlippen 36 und 37 bilden zusammen einen Ringspalt 38, durch welchen Druckluft aus der ringförmigen Kammer 12 austreten kann. Der Abstand der beiden Lippen ist durch Stehbolzen 39 gesicherL Der Abstand darf bis zu 25 mm betragen, besonders gute Ergebnisse werden aber mit einem Abstand von nur 6 mm erzielt.

Um einen gleichförmigen Luftstrom von allen Seiten des Schlitzes aus zu erreichen, sind unbewegliche radiale Prallplatten 40 in der toroidalen Kammer 12 angeordnet. Diese können auf beliebige Weise, z. B. durch Aufschweißen befestigt sein. Außerdem sind in dem verlängerten Lufteinlaßabschnitt 14 des Hohlkörpers 11 verstellbare Leitplatten 41 vorgesehen, die der gleichmäßigen Verteilung der Luft dienen. Diese Leitplatten 41 sind an lotrechten Achsen 43 befestigt, die mit einer geeigneten Handhabe, z. B. einem Schlüssel oder einem Handgriff verdreht werden können. An verschiedenen Stellen sind in dem Hohlkörper Druckmeßsonden 44 angeordnet Diese prüfen zur Erleichterung der richtigen Einstellung der Leitplatten 41 den Luftdruck an verschiedenen Punkten. Es sind seitlich gelochte hohle Rohre, die an ihrem nach außen ragenden Ende abgedichtet sind. Im Betrieb wird die Welle 18 und mit ihr die becherförmige Umlauftrommel 17 in Drehung versetzt Zur Kühlung der letzteren wird Wasser in die Leitung 22 in der Welle 18 unter Druck eingeführt, welches dann die Leitungen 24 und 25 in der Behälterwandung durchströmt, um durch die Leitung 23 in der Welle wieder auszutreten. Außerdem wird ein Behandlungsmaterial, z. B. ein Adhäsiv durch die ebenfalls in der Welle 18 vorgesehene Leitung 26 und die Düse 27 gedrückt, von wo es die gebildeten Mineralfasern besprüht. Geschmolzene Schlacke wird in die Einlaufrinne 20 eingebracht und von dieser der Umlauftrommel 17 zugeführt Die durch die Rotation der letzteren erzeugte Fliehkraft bewirkt, daß die flüssige Schlacke radial in dünnen Strängen nach außen geschleudert wird. Durch den Lufteinlaß 15 wird Druckluft zugeführt Diese tritt aus dem Hohlkörper durch den Ringspalt 38 aus. Die herausgedrückte Luft trifft auf die dünnen Strahlen der flüssigen Schlacke auf und zieht sie zu Fasern mit hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich Dicke und Länge, be; glatter Oberfläche und hoher Festigkeit Zusätzlich wird die Faseroberfläche mit dem aus der Düse 27 austretenden Adhäsiv beschichtet

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte der Luftdruck etwa 2 bis 9 N/cm² über Normaldruck betragen, wobei der Bereich von 4,1 bis 4,8 N/ cm² zu bevorzugen ist Die zeitbezogene Luftmenge sollte zwischen 56 und 280 mVmin, vorzugsweise bei 225 mVmin liegen. Die Verwendung großer Luftmengen bei großem Volumen und niedrigem Druck zur Erzeugung der Fasern wirkt sich — im Gegensatz zu einem Verfahren mit kleinerem Volumen und größerem Druck — in besonders guter Fasernlänge und sehr glatter Oberfläche aus. Außerdem wird eine höhere Ausbringung erreicht, und es lassen sich große Ersparnisse erzielen. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei je einer Vorrichtung, je nach Brennstoff- und Energiekosten, 50% der Arbeitskosten eingespart werden können. Im Luftblasverfahren hergestellte Fasern sind feiner, glatter und fester als solche, die im Dampfblasverfahren erzeugt sind. Der aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugte Mineralfaserfilz federt besser und läßt sich besser handhaben als dampfgeblasener Filz. Bei Prüfung unter dem Elektronenmikroskop erscheinen die erfindungsgemäß hergestellten Fasern glatt bei hervorragender Bindungsfähigkeit, besserer Elastizität und Verarbeitbarkeit Für die Umlauftrommel wählt man, um optimale Ergebnisse zu erzielen, eine Drehzahl von 2000 bis 3000 min-'.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 den ringförmigen Lippen (36,37) 6 mm beträgt Patentansprüche: 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die lippen (36,37) des

1. Vorrichtung zum Herstellen von Mineralfasern Ringspaltes (38) an der oberen (33) bzw. an der unteaus schmelzflüssiger Schlacke mit einem luftdurch- 5 ren Wandung (31) der ringförmigen Luftkammer anströmten Hohlkörper, der eine im wesentlichen ring- geordnet sind.

förmige Luftkammer mit einem Drucklufteinlaß und

einer kreisrunden Mittenöffnung sowie einem letz-

tere umgebenden Luftauslaß darstellt, durch welchen die Luft zum Austritt in Richtung der Drehkör- io

perachse geleitet wird, einer becherförmigen auf ei- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur

ner Welle angeordneten und in Drehung versetzba- Erzeugung von Mineralfasern, in der zur Bildung der

ren Umlauftrommel, deren RandÜppe in Nachbar- Fasern Preßluft anstatt von Dampf, wie bisher üblich,

schaft des Luftauslasses angeordnet ist und einem verwendet wird. Außerdem erstreckt sich die Erfindung

Einlauf zum Einführen schmelzflüssiger Schlacke in 15 auch auf ein Verfahren zur Erzeugung solcher Mineral-

das Innere der in Drehung befindlichen Umlauf- fasern.

trommel, wobei die Anordnung so getroffen is*, daß Zufolge des Standes der Technik ist es bisher üblich, die durch die Umlauftrommel erzeugte Zentrifugal- Fasern für Glas- oder Mineralwolle dadurch zu erzeukraft Stränge flüssiger Schlacke in den aus dem Luft- gen, daß ein Strom des geschmolzenen Ausgangsmateauslaß austretenden Luftstrom schleudert, welcher 20 rials, ζ. B. Glas oder Schlacke, zum Aufschlagen auf eine dabei die Schlackenstränge in Mineralfasern um- rotierende Fläche gebracht wird. Das Material wird von wandelt und wobei vorzugsweise in der Welle der dort in den Strömungsweg mit großer Geschwindigkeit Umlauftrommel eine Zufuhrleitung und am Ende strömenden überhitzten Dampfes zentrifugiert Durch der Welle eine Düse zum Aufsprühen eines Behänd- den Dampf wird das zuerst flüssig in feine Stränge zerlungsmaterials auf die Mineralfasern vorgesehen ist 25 teilte Material zu Fasern in festem Aggregatzustand und vorzugsweise Kühlwasserleitungen sowohl in zerblasen. Unter den Patenten, die sich auf dieses Verder Umlauf trommel als auch in deren Welle vorge- fahren beziehen, seien die US-PSen 28 69 175,29 44 284, sehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß 30 13 299 und3022538 genannt Jedoch waren die dort der in an sich bekannter Weise von einer oberen beschriebenen Verfahren, bei welchen Dampf verwen-Wandung (33), einer unteren Wandung (31) und ei- 30 det wird, nicht völlig zufriedenstellend. Die verhältnisner diese beiden mit Abstand verbindenden Um- mäßig große Geschwindigkeit und Stoßkraft des Dampfangswand umgrenzte Hohlkörper (11) einen von fes führte zu unerwünschter Schwächung der Mineralder oberen Wandung (33) ausgehenden kegel- faser, zum Reißen und zum Bruch. Das beeinträchtigte stumpfförmigen Ansatz (35) aufweist der in Rieh- den Nutzeffekt der Vorrichtung und die Güte des Endtung nach der unteren Wandung (31) konvergiert 35 Produktes. Außerdem erforderte die Verwendung von und dort die Mittenöffnung (13) umgibt und daß der Dampf Drehzahlen des Schleudergerätes, die innerhalb Luftauslaß aus dem Hohlkörper (11) als die Mitten- kritischer Grenzen gehalten werden mußten, um Fäden öffnung (13) umgrenzender Ringspalt (38) ausgebil- gewünschten Durchmessers zu erzielen. Wenn z. B. die det ist. Geschwindigkeit der rotierenden Scheibe zu groß war,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 40 ergab sich als Nebenwirkung eine Schwächung, was sich zeichnet daß der Hohlkörper (11) einen in Richtung darin auswirkte, daß lose Fasern entstanden, die für nornach dem Lufteinlaß (15) verlängerten Abschnitt (14) malen Gebrauch zu dünn und zerbrechlich waren. Auaufweist ßerdem waren die Fasern extrem kurz, sie nahmen nicht

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch die Struktur längerer Fasern oder Fäden an.
gekennzeichnet, daß im Lufteinlaß (15) des Hohlkör- 45 Um die Nachteile der mit Dampf arbeitenden Faserpers (11) eine Ventilklappe (16) zum Steuern der erzeugung zu vermeiden, wurde ein Verfahren und eine eintretenden Luft vorgesehen ist Vorrichtung entwickelt die auf der Verwendung von

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 Druckluft mit niederem Druck beruht (US-PS oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohl- 28 82 552). Durch Anwendung komprimierter Luft wurkörper (11) rings um den Ringspalt (38) feste radiale 50 de insofern ein Fortschritt erzielt, als die Nebenwirkung Prallplatten (40) eingebaut sind, die dem Vergleich- der Schwächung vermieden wurde und die Neigung der mäßigen des Luftaustrittes aus dem Ringspalt die- Fasern, zu brechen oder in kurze Längen zu zerreißen, nen. ausgeschaltet wurde, jedoch ließ die Qualität der er-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zeugten Mineralwolle hinsichtlich der Oberflächendadurch gekennzeichnet, daß in dem verlängerten 55 gleichförmigkeit und der Weichheit der fertigen Fasern Abschnitt (14) des Hohlkörpers (11) einstellbare einiges zu wünschen übrig. Außerdem ist die in der US-Leitplatten (41) angeordnet sind, die der gleichmäßi- PS 28 82 552 beschriebene Vorrichtung unbequem zu gen Verteilung des eintretenden Luftstromes dienen. beschicken und schwierig in Betrieb zu halten. Die Vor-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, richtung verlangt große Aufmerksamkeit bei der Bediedadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (38) 60 nung, arbeitet unregelmäßig und gestattet nur ein kleidurch zwei im Abstand voneinander angeordnete nes Ausbringen bei großem Verbrauch von Ausgangsringförmige Lippen (36, 37) begrenzt ist und daß stoffen im Verhältnis zur Menge der erzeugten Fasern, diese Lippen in Richtung des austretenden Luftstro- Mit der GB-PS 9 59 906 ist bereits eine Vorrichtung mes gerichtet sind, wogegen die Randlippe der Um- zum Herstellen von Mineralfasern aus schmelzflüssiger lauftrommel (17) den letzteren entgegen gerichtet 65 Schlacke vorgeschlagen worden, welche einen luftist, durchströmten Hohlkörper aufweist, der eine im we-

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, sentlichen ringförmige Luftkammer mit einem Druckdadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der bei- lufteinlaß und einer kreisrunden Mittenöffnung sowie