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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mineralwolle durch Pr@ßluftzerfaserung
Die Zerfaserung eines schmelzflüssigen Strahls aus Schlacken, Steinen oder Erden
zu Mineralwolle erfolgt beim Blasverfahren, tvie bekannt, mittels Dampf, Preßluft
oder Preßgas. Hierbei trifft der aus Zerfaserungs, mittel, zerfasertem Werkstoff
und natürlich mitangesaugter Außenluft bestehendeZerfaserungsstrom durch ein Führungsrohr
(Blasrohr) auf einen im Sammelraum befindlichen Prallkörper. " Die beim Zerfaserungsvorgang
nicht ausgezogenen, jedoch im Zerfaserungsstrom mitgeführten Werkstoffteilchen werden
hier in ihrer Massenwucht abgefangen und fallen aus. Der Strom selbst mit dem in
ihm enthaltenen leichteren Zerfasungsteilchen umspült den Prallkörper und durchströmt
den Sammelraum mit einer Geschwindigkeit, die sich aus der Durchströmmenge und dem
Durchströmquerschnitt ergibt. Sie beträgt zweckmäßig im allgemeinen etwa
0,15 bis o,2 m/Sek. Unter dem Einfluß dieser Strömungsgeschwindigkeit werden
die Zerfaserungsteilchen mehr oder weniger weit in den Raum hineingetragen und scheiden
sich- hier ab. Der auf diese Weise seines Fördergutes entledigte Strom entweicht
unter verhältnismäßig grober Filtermöglichkeit ins Freie. Die an dieses bekannte
Verfahren gebundenen Machteile werden bei dem auch mit Preßluft als Zerfaserungsmittel
durchzuführenden Umwälzverfahren gemäß der Erfindung vermieden, dessen Zweck es
ist: i. Benutzung der mit dem schmelzflüssigen Werkstoffstrahl anfallenden Wärme
für die Vorwärmung der Preßluft als Zerfaserungsmittel, wodurch eine derTemperaturerhöhung
entsprechend höhere Ausströmgeschwindigkeit am Düsenmund erreicht und der schmelzflüssige
Werkstoffstrahl weniger stark abgeschreckt wird; z. die bei rinnenförmig ausgebildeten
Düsen durch den Preßluftzerfaserungsstrahl mit eingesaugte, der Düsenmündung als
Strahl entströmende, den Werkstoffstrahl lenkend beeinflussende Zweitluft dem Sammelraum
zu entnehmen, und zwar mengenmäßig einstellbar auf den Bestwert, um die abschreckende
Wirkung auf den schmelzflüssigen Werkstoffstrahl in kleinstmöglichen Grenzen zu
halten: 3. die für den günstigsten Ausscheidungsvorgang des Fertiggutes im Sammelraum
benötigte Strömungsgeschwindigkeit dadurch zu erreichen, daß ein Teil der den Sammelraum
durchströmenden Warmluft im Kreislauf
unigewälzt und für die Austragung
des Fertiggutes benutzt wird, so daß nur sö viel Luft aus dem Sammelraute ins Freie
geführt wird, wie an Mindestmenge in Form von Preßluft als Zerfaserungsmittel zur
Erzielung des Bestwertes beim Zerfaserungs`-organg zugeführt «erden muß ; 4. die
imZerfaserungsstromnachder eigentlichen Zerfaserungsarbeit noch enthaltene Strömungsenergie
für die Umwälzarbeit der rückzuführenden Warmluft im Sammelraum zu benutzen, derart,
daß diese Warmluftmenge mit erhöhter. den Wärmeübergang fördernder Geschwindigkeit
durch eine in der Längsrichtung des Raumes befindliche,gleichzeitig derPreßluftvorwärtnung
dienende doppelwandige C mwälzleitung zum ursprünglichen Zerfaserungsstrom zurückfließt
und mit ihm den Austragstrom bildet.
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In der Strömungstechnik ist es bekannt, daß ein zwischen zwei parallele
ebene Platten auftreffender Strahl nach seiner seitlichen Ablenkung zwischen diesen
einen durch den Abstand und die Strömungsmenge gegebenen Unterdruck hervorruft.
Bei entsprechend hetnessenen, leichten und zueinander beweglich angeordneten Platten
streben diese bei überwiegender Sogwirkung einander zu. Diese an sich bekannte Gesetzmäßigkeit
hat in der Technik mehrfach Anwendung gefunden und liegt erfindungsgemäß auch dem
Umwälzverfahren sowie der Vorrichtung hierzu bei der Herstellung von Mineralwolle
zugrunde.
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Zur näheren Erläuterung des Verfahrens und der Vorrichtung dient die
Zeichnung. Der -aus dem Schmelzofen an der Ofenrinne (t-) ausfallende schtnelzflüssige
Werkstoffstrahl wird von dein vorgewärmten, rinnenförmigen Preßluftzerfaserungsstrahl
gefaßt, nachdem er zuvor mittels der durch den Preßluftzerfäserungsstrahl aus dem
Sammelraum angesaugten warmen Zweitluft in die Zerfaserungsrichtung abgelenkt wurde.
Die Zweitluftleitung z selbst wird z«-eekmäßig außen vom Satntnelraum s zur Düse
d hin isoliert und besitzt zur Einstellung der benötigten Bestmenge eine Einstelldrossel
e. Der Leitungsdurchmesser ist so ausgelegt, (lafi sich hier infolge der vorhandenen
Strötnungsgeschwindigkeit keine in der Zweitluft enthaltenen Zerfaserungsteilchen
ablagern können.
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In der "Zeichnung ist die Düse d rechts unten in einer beispielsweisen
Ausführung, gegen die Düsenmündung und im Schnitt gesehen, wiedergegeben. Dieser
aus vorgewärmter Preßluft, angesaugter warmer "Zweitluft und zerfasertem Werkstoff
entstandene Zerfaserungsstrom trifft durch das Blasohr b auf den gegen die Strömungsrichtung
ebenen Prallkörper p, wo er nach seinem Aufprall allseitig in rechtwinkeliger Richtung
zu seiner ursprünglichen Strömung abgelenkt wird. Der nach der Ablenkung durch die
Strömung hervorgerufene Unterdruck verursacht ein Strömen der Warmluft aus dein
hinteren Sammelraum s durch die als Vorwärmer z, ausgebildete doppelwandige Umwälzleitung
zc an denn hinten gallig ausgebildeten Prallkörper p vorbei zum abgelenkten Zerfaserungsstrahl
hin, wo sie allseitig mit in die Strötnung zwischen den beiden Leitplatten
1, und 1,
übergeht. Dieser mit der L;ntwälzluft angereicherte Austragstrom
bewegt sich -zwischen den zueinander parallelen Leitplatten 1, und 1Z mit
kleiner werdender Geschwindigkeit ihrem Außenumfang zu und tritt hier bei der kleineren,
in der Prallplattenebene gelegenen Leitplatte 1, in den Sammelraum s. Zwecks Regelung
dieser anzusaugenden und umzuwälzenden Warmluft auf die für die Austragung des Fertiggutes
benötigte Besttnenge ist die vordere, größere, am Ende des Blasrohres b befestigte
Leitplatte I= mit dem Blasrohr b in dessenLängsrichtung verschiebbar, wie
durch Doppelpfeil angedeutet. Die bei dein Zerfaserungsvorgang -nicht ausgezogenen
schweren Mineralteilchen fallen zwischen den beiden Leitplatten 1, und h direkt
aus dem Austragstrom aus, wohingegen die leichteren Zerfaserungsteilchen mit dein
Austragstrom weiter in den Sammelraum s hineingetragen werden und sich auf diesem
Wege ihrer Wertigkeit entsprechend früher oder später ablagern. Am Ende des Sammelraums-
entweicht ein Teil des Austragstroms durch (las in der Decke befindliche Filter
f ins Freie, und zwar theoretisch nur die Menge, die für: den Zerfaserungsvörgang
in Form vonPreßluftstetig zugefügt werden muß. Der übrige Teil des Austragstromes
wird mit erhöhter Geschwindigkeit durch die Umwälzleitung tt in den Arbeitsvorgang
für die Fertiggutaustragung wieder rückgeführt. Durch die verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit
in der Umwälzleitung u. tritt hier ein Ausfallen der in diesem rückgeführten Strom
noch enthaltenen Zerfaserungsteilchen nicht ein.
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Wie aus dein Vorangegangenen hervorgeht. werden die Arbeitsvorgänge
der Werkstoffzerfaserung und der Fertiggütaustragung bezüglich ihrer günstigen Vorbedingungen
getrennt behandelt, und zwar bei beiden Vorgängen unter Wiederverwendung eines Teils
der den Sammelraum durchströmenden Warmluft, wobei die im Preßluftstrahl enthaltene
kinetische Energie für die Umwälzarbeit benutzt wird.
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In der Strömungstechnik ist es weiterhin bekannt, (laß die Austrittsgeschwindigkeit
bei Gasen oder Dämpfen mit zunehmender Temperatur steigt. Sie errechnet sich beispielsweise
für
Luft beim Austritt aus einfachen Düsen unter hohen überdruckverhältnissen..aus der.
Formel . 70ntax=3,38 vR# T.
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Um nun einerseits eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit im
Preßluftzerfaserungsstrahl an der Düse_d zu erzielen, andererseits aber auch den
schmelzflüssigen Werkstoffstrahl nicht mehr als praktisch unvermeidbar abzuschrecken,
wird die Preßluft voF- ihrer Verwendung, für den Zerfaserungsvorgangweitgehendstvorgewärmt,
unter Benutzung der mit dem schmelzflüssigen Werkstoffstrahl anfallenden und über
Zerfaserungs-, Austrag- und Umwälzstrom an die Preßluft übertretenden Wärme. Es
wird somit ein Teilbetrag der mit dem schmelzflüssigen 1,N'erkstoffstrahl anfallenden
Wärme im Kreislauf in den Zerfaserungsvorgang wieder rückgeführt, und zwar unter
Umwälzung an die Preßluft als Zerfaserungsmittel. Zu diesem Zweck wird die vom Kompressor
geförderte Preßluft dem durch die doppelwandige Ausführung der LTmwälzleitung is
der Vbrwärmung dienenden Vorwärmer u in Pfeilrichtung zugeführt, dessenAußenwand
vom Austragstrom mit einer Geschwindigkeit von o,i5 bis 0,2 m/Sek. im Gegenstrom
und dessen Innenwand mit einer durch das-Umwälzverfahren für die Austragung bewirkten
wesentlich höheren, denWärmeübergangweitgehendst fördernden Geschwindigkeit (einem
Vielfachen der;Austragstromgeschwindigkeit) im Gleichstrom umspült wird. Innen-
und Äußenrohr des Vorwärmers z sind, wie beispielsweise am Aufhängungspunkt d gezeichnet,
durch Leisten gegeneinander abgehalten und am vorderen Ende verschweißt. Zur Aufnahme
der verschiedenen Wärmeausdehnungen ist am hinteren Ende beiderRohre ein diese Schwankungen
aufnehmender Ausgleichdeckel g angebracht. Vom Vorwärmer v aus tritt die Preßluft
in den hinteren Teil des Prallkörpersp, strömt durch den zwischen Trennwand
t und Prallkörper p oben offenen Querschnitt zum vorderen Teil desselben,
an der Innenwand der Prallplatte vorbei zur Düsenleitung q, die außerhalb des Sammelraums
zur Düse d hin gegen Wärmeverluste Isoliert ist. Zwecks Ausscheidung etwaiger noch
vorhandener Kondensatmengen in der Preßluft besteht eine direkte Verbindung zwischen
der Überströmleitung y, Vorwärmer -Prallkörper, und dsr Düsenleitung q, in der sich
eine leicht zugängige Drosselscheibe k befindet, so daß ein kleiner Teilstrom mit
etwaiger Kondensatmenge hier direkt in die Düsenleitung q übertritt.
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Während der Blasperiode sind am Sammelraum @ die vordere Schlupftür
c, die hintere Arbeitstür da sowie die seitlichen Fensterflügel m und die unter
den Deckenventilatoren o vorhandenen Schieber w geschlossen. Nach Beendigung derselben
werden Zweitluftleitung z zur Düse d hin durch die Drossele und Blasrohr b durch
Aufschieben einer Haube geschlossen, die beiden Deckenventilatoren o eingeschaltet
und die Schieber w unter denselben geöffnet. Das Fertiggut und der Raum selbst wird
durch die eingeblasene Luft ausgekühlt, die nach Aufnahme der abzuführenden Wärme
durch das Deckenfilter f am Ende des Sammelraums s entweicht. Nach der Auskühlung
werden die Deckenschieber w geschlossen, die Ventilatoren o abgestellt, Fensterflügel
va, Schlupftür c nebst Arbeitstür h geöffnet und das erblasene Gut dem Sammelraum
entnommen.