DK156896B - Fremgangsmaade og apparat til opfangning af delvis fibreret mineralsmelte - Google Patents

Description

1 DK 156896 B

Mineralfibre kan dannes pâ mange forskellige mâder ud fra mineralske smelter. I princippet findes der tre hovedmetoder: a) trækning b) blæsning 5 c) slyngning.

Trækning giver en fibermasse i hovedsagen uden indslag af ufibreret materiale. Det kan med en vis réservation ogsâ siges om de blæsnings-metoder, hvor fiberdannelsen sker med hede gasstromme.

I ovrigt giver blæsning og fremfor ait slyngning kun partiel fibre-10 ring af den tilferte smelte, idet der ved fibreringen frembringes sâkaldte perler. For at undgâ, at disse perler i ait for hoj grad forringer produktets egenskaber, soger man allerede under processen at foretage en séparation, sædvanligvis sâledes, at man med en luft-eller gasstrom afbojer det partielt fibrerede materiale, som det 15 kommer fra fibreringsstedet. Fibrene afbojes da lettere end perlerne.

En sàdan fremgangsmâde til separering af fibreret mineralmateriale fra en delvis fibreret mineralsmelte og et apparat til udovelse af denne fremgangsmâde er angivet i den indledende del af krav 1 og 8 og er fx kendt fra US patentskrift nr. 3.159.475. Separationen bliver 20 dog i praksis aldrig perfekt, men i bedste fald opnâs en fraktion, som er rig pâ perler og fattig pâ fibre, og en anden fraktion, som er fiberrig og perlefattig. Delingen mellem disse to fraktioner kan som pâpeget ovenfor foretages med storre eller mindre held.

Dette illustreres i fig. la og lb, hvor fig. la viser en mindre hel-25 dig séparation, idet perlerne, der er repræsenteret af omràdet A, kun ufuldstændigt er adskilt fra fibrene, der repræsenteres af omrâ-det B. Det for omràdet fælles felt C repræsenterer den del af den partielt fibrerede materialestrom, hvor perler og fibre forekommer blandede.

30 Pâ tilsvarende màde viser fig. lb en mere heldig séparation. Det fælles felt C udgor her en meget mindre del af den sammenlagte materialestrom.

2

DK 156896 B

Man kan ogsâ forskyde delingen sâledes, at den ene af fraktioneme bliver mere ren end den anden. Dette illustreres i fig. 2. Ogsâ i denne figur repræsenterer omrâdet A perlerne og omrâdet B fibrene.

Hvis materialestrommen nu deles, som linje a-a angiver, opstâr to 5 dele, af hvilke den ene indeholder flere perler end fibre, og den anden er af modsat karakter. Hvis det var muligt at tilvejebringe en deling, som linje b-b viser, ville den ene delstrom bestà udelukkende af perler, medens den anden stram foruden en del perler ville inde-holde aile fibre. En anden tænkelig deling af interesse repræsenteres 10 af linjen c-c, som adskiller en helt perlefri fiberdel.

Til normal anvendelse af mineralfibre, forst og fremmest i uldform til isolation, er en mindre andel perler ikke særligt forstyrrende.

Det er til disse anvendelsesomràde mere væsentligt, at sâ meget som muligt af fibrene udnyttes. Delingen bliver da i reglen en eller 15 anden mellemting mellem linjerne a-a og b-b. Linjen b-b ligesom linjen c-c repræsenterer hypotetiske delinger, som ikke kan tilveje-bringes i virkeligheden ved de pâgældende processer, som er meget stokastiske af natur.

For de anvendelsesomrâder, hvor man onsker en sâ perlefri fibermasse 20 som muligt, f.eks. fibre til armering af polymère materialer, har man sâledes i praksis ingen mulighed for at forlægge delingen til linjen c-c, og hvis dette ville være muligt, ville denne deling ogsâ medfore stort fibertab, hvilket repræsenteres af den del af det omrâde B, som i fig. 2 ligger til venstre for linjen c-c.

25 For at man skal kunne udnytte en optimal stor andel af fibrene, har der hidtil ikke eksisteret nogen anden udvej end at forsege at forlægge delingen sâledes, at man i en fraktion fâr de fleste fibre.

Denne fraktion, som da indeholder en væsentlig andel af perler, fores derefter, f.eks. i form af en fibermâtte, som oftest foreligger i 30 uldform med totagtig struktur, til et andet trin, hvor materialet dispergeres i et vandbad, fortrinsvis ved hjælp af et befugtnings-middel som dispergeringsmiddel, hvorved éventuelle totter opdeles i enkelte fibre. Den dannede dispersion kan derefter udsættes for mere eksakt virkende separationsforanstaltninger, f.eks. med en eller an-

DK 156896 B

3 den form for vâde cykloner. Farst efter dette trin har man en ren fibermasse.

Den sâledes opnâede fibermasse indeholder ikke aile dannede fibre. De mistede fibre befinder sig blandt hoveddelen af perlerne og udgar der 5 en lille del. Man skulle kunne forestille sig i et særskilt separa-tionstrin ogsâ at adskille disse fibre fra perlerne, men de er da allerede blevet udsat for sâdanne termiske og mekaniske pâvirkninger, at de har mistet en væsentlig del af deres gode egenskaber. Desuden skulle det særskilte separationstrin medfare yderligere pâvirkning og 10 adelæggelse af fibrene.

Det er muligt at komme helt uden om dette problemkompleks f.eks. ved at drive separeringen meget langt til venstre, som det er vist i fig.

2 repræsenteret af linjen d-d. Muligvis skulle dette kunne gâ med overordentlig kraftige gasstramme, men dette ville medfare tilsvaren-15 de kraftig turbulens, hvilket giver anledning til totdannelse og sammenfiltrerede fibre. Totterne vil da indeholde perler, og for at opnâ fuldstændig séparation er det nadvendigt at fâ fibrene helt fri af hinanden. Dette kræver igen en mekanisk bearbejdning, som er ska-delig. Totdannelsen ogsâ uden indhold af perler er heller ikke anske-20 lig ved anvendelse af fibermateriale til andre formai end isolation, f.eks. armering.

Det har nu vist sig, at man i stedet kan fore det for fibrering udsatte materiale bort ved hjælp af stràler eller stramme af et væskeformigt fluid, specielt med vandstrâler eller vandstramme, som 25 har form af flade vandstrâler, der danner en del af en cylindrisk eller konisk flade omkring fibreringshjulene. Opfindelsen angâr sâledes en fremgangsmâde og et apparat til separering af fibreret mineralmateriale fra en delvis fibreret mineralsmelte, som slynges ud fra roterende fibreringshjul, der tilfares en mineralsmelte. Som 30 nævnt ovenfor udnytter man strâler eller stramme af et væskeformigt fluid, specielt vand, til at fare de dannede fibre bort.

Det er overraskende for fagmanden, at vandet ikke adelægger fibre-ringsprocessen, men snarere er mere skânsomt mod fibrene end oven i kabet en forholdsvis mild gasstram. Endnu mere overraskende er det, 4

DK 156896 B

at bortledning med vandstrâler giver en meget skarpere séparation af fiber- og perlefraktionerne end hidtil kendte fremgangsmâder, sâ at situationen mere ligner den, der repræsenteres i fig. 1b end i fig. la.

5 Et apparat til udavelse af fremgangsmàden ifalge opfindelsen er ejendommeligt ved, at fluidet er et væskeformigt fluid, især vand, og at organerne til afgivelse af fluidet omfatter én eller flere dyser, der har en aflang udstramningsâbning, hvorved der opnâs de ovenfor nævnte flade strâler, der danner en del af en cylindrisk 10 eller konisk flade, soin dækker en kontinuerlig længde af fibrerings-hjulets eller -hjulenes omkreds. Den flade strâle kan igen dannes af et antal separate strâler, hvis kanter laber sammen, inden de ranimer det fra fibreringsindretningen, specielt fibreringshjulet, udslyngede materiale. Denne sidste udfarelse af strâlerne er lettere at hând-15 tere, idet den giver starre muligheder for at variere stram og ha-stighed pâ forskellige steder. Den fra fibreringshjulet udslyngede mængde materiale er nemlig forskellig for forskellige dele af hjulet.

Den er starst i nærheden af det sted, hvor smelten tilfares, og af-tager derefter kontinuerligt rundt langs periferierne.

20 En udformning, som giver endnu starre muligheder for tilpasning og optimering, er den, hvor flere flade strâler lejres over hinanden i forskellige planer, sâ at de danner et dækkende eller overlappende manster set i den retning, materialet slynges ud fra fibrerings-hjulets overflade. Hvis overlapningen drives tilstrækkeligt langt, 25 fâr man et forhold, hvor der opnâs stor sikkerhed for, at hver udka-stet partikel bliver pâvirket af strâlen eller strâlerne, selv om der skulle indtræffe forstyrrelser i vandtilfarslen til de enkelte dyser, fra hvilke vandstrâlerne udgâr.

Strâlerne bar være stort set parallelle med fibreringshjulets akse, 30 men de kan danne en spids vinkel med denne og da fortrinsvis sâledes, at strâlerne konvergerer med hinanden.

I det tilfælde, hvor flere roterende fibreringshjul samvirker ved fibreringen af mineralsmelten, arrangeres vandstrammen i tilslutning

DK 156896 B

5 til hjulkombinationens ydre periferi pâ tilsvarende mâde som ved det kendte apparat, som anvendte luft- eller gasstromme.

Det har vist sig at være en fordel, hvis vandet indeholder et befugt-ningsmiddel. Da formindskes eller ophæves fibrenes tendens til dan-5 nelse af bundter eller totter yderligere.

Opfindelsen vil i det felgende blive mere detaljeret beskrevet under henvisning til vedlagte tegning. Det er imidlertid underforstâet, at de pâ tegningen viste udforelsesformer eller de i ovrigt beskrevne indretninger og fremgangsmâder kun udgar belysende eksempler, og at 10 opfindelsen kun begrænses af de afsluttende patentkrav.

Pâ tegningen viser fig. la, lb og 2 som beskrevet ovenfor skematiske fremstillinger af forskellige grader af separering af perler eller fibre i en delvis fibreret mineralsmelte.

Fig. 3 viser skematisk et apparat til udevelse af fremgangsmâden 15 ifolge opfindelsen. Fig. 4 viser en del af apparatet i fig. 3 set aksialt fra siden, og fig. 5 og 6 viser apparatet i fig. 3 i et lod-ret, tværgâende plan. Fig. 7 viser apparatet i fig. 6 i aksialt ud-foldet plan.

Fig. 8 og 9 viser to yderligere udforelsesformer for det i fig. 3 20 viste apparat.

I fig. 3 vises skematisk et fibreringsapparat indeholdende to hjul 1 og 2 til fibrering af en mineralsmelte, sâkaldte spindehjul. De ro-terer i den retning, som pilene henholdsvis 3 og 4 viser. Fra en rende 5 strommer en mineralsmelte 6 ned og rammer hjulet 1. Fra dette 25 hjul overfores gennem kraftvirkning en del af smelten til fibrerings-hjulet 2, medens en del bliver tilbage pâ det forst ramte hjul. Fra begge hjul kastes smelten derefter pâ grund af centrifugalkraften ud i tangentens retning, hvorved der dannes en stor mængde fibre.

Pâ tegningen er et bundt af sâdanne fibre markeret overdrevet. I 30 virkeligheden dannes samtidigt et tusindtal af fibre pâ de to hjul, men dette er for simpelthedens skyld udeladt.

6

DK 156896 B

Mod den sâledes fra hjulets overflade udslyngede fiber 7 rettes en strâle 8 hovedsageligt bestàende af vand. Strâlen 8 kommer ud af en àbning 9 i en dyse 10, som igen f0des via en rarledning 11. Hvor strâlen rammerne fiberen 7, bliver den bevæget med af strâlen og 5 afbajes fra sin foregâende bane som markeret af linjen 7' pâ figuren. Naturligvis kan den i figuren viste dyse 10 ikke afbaj e mere end en del af de fibre, som udslynges fra hjulet 2. Der kræves enten en væsentligt bredere dyse eller et antal dyser, hvilket vises i de falgende figurer.

10 I fig. 4 vises samme forlab i en anden fremstilling. Hjulet 2 ses her fra siden rotere omkring sin akse 12. Fra hjulets overflade, pâ hvilken der ligger en ring 13 af smelte, udslynges fibre 7 i hoved-sagen tangentialt. Nâr de mader strâlen 8, bajes de af, som marke-ringen 7' viser. Strâlen 8 kommer som vist i fig. 4 ud af âbningen 9 15 i dysen 10, der fades med vand gennem ledningen 11.

Fig. 5 viser, hvordan de to hjul 1 og 2 er anbragt side om side. Det farste hjul 1 rammes af smeltestrâlen 6, som falder vinkelret ind mod hjulets mansteroverflade. Hjularrangementet omgives af en spreder 14, i hvilken der findes en spalte 15, som i hovedsagen omslutter hjul-20 arrangementet.

I fig. 6 er der vist et tilsvarende arrangement, hvor dysen eller sprederen 14, der er vist i fig. 5, modsvares af en sérié dyser 16, i hvilke der findes et tilsvarende antal âbninger 17. Hvis ikke ud-stramningen sker gennem en kontinuerlig âbning som i fig. 5, men i 25 flere âbninger, bar de være anbragt som vist i fig. 6. Et antal for-delte dyser 16 har hver en âbning 17 og er placeret side om side. I fig. 7 er der vist to af disse dyser, medens de tilgrænsende to dyser. kun er antydet.

Dyserne 16 er anbragt sâledes, at den flade strâle, der kommer ud af 30 hver dyse, er divergerende i sit plan, hvorved to ved siden af hin-anden beliggende strâler 18 lober sammen i et punkt 19, der ligger foran det punkt, hvor fibrene nâr mediestrammen. Fig. 7 viser ogsâ, hvordan dyserne fades af ledninger 11, i hvilke der er anbragt re-

Claims (13)

1. Fremgangsmâde til separering af fibreret mineralmateriale fra en delvis fibreret mineralsmelte (7), der slynges ud fra roterende fi-breringshjul (1,2), som tilferes et blodgjort mineralmateriale (6), hvorved det fibrerede mineralmateriale opfanges af strâler eller stremme af et fluid (8, 18), som rettes mod den delvis fibrerede 30 mineralsmelte under en vinkel med udslyngningsretningen fra fibre-ringshjulet eller -hjulene (1, 2), hvorved det fibrerede mineralmateriale afb0jes fra udslyngningsretningen og bringes bort af fluidet til viderebehandling, DK 156896 B kendetegnet ved, at fluidet er et væskeformigt fluid, især vand, og at strâlerne eller strammene er udformet som flade strâler, der danner en del af en cylindrisk eller konisk flade omkring fibre-ringshjulene.

2. Fremgangsmâde ifalge krav 1, kendetegnet ved, at afbajning af det fibrerede minerai-materiale forârsages af en væskestram (8, 18) bestàende udelukkende af vand.

3. Fremgangsmâde ifalge krav 1 eller 2, 10 kendetegnet ved, at væskestrammen eller -strammene (8, 18) er udformet som flade strâler.

4. Fremgangmâde ifalge krav 3, kendetegnet ved, at væskestrammene (8, 18) er udformet som flere flade strâler frembragt rundt om fibreringshjulenes (1, 2) 15 periferi, idet strâlerne danner en del af en cylindrisk eller konisk flade, der hver især har en akse, der er parallel med det pâgældende fibreringshjuls akse (12) eller danner en spids vinkel med denne.

5. Fremgangsmâde ifalge krav 1, kendetegnet ved, at væskestrammen (8, 18) er udformet som 20 flere radiait uden for hinanden anbragte strâleserier (24, 26), hvor de forskellige radiale serier af strâler (24 eller 26) er forskudt sâledes i forhold til hinanden, at hver strâle i en sérié danner bro over et mellemrum mellem to strâler i en anden sérié.

6. Fremgangsmâde ifalge krav 1, 25 kendetegnet ved, at væskestrammen er udformet som flere flade strâler (30), der overlapper hinanden, og hvor hver strâle (30) ligger i et plan, som i hovedsagen forlaber tangentialt til dets tilharende fibreringshjul (1, 2), og som skærer i det mindste én og fortrinsvis to andre strâler.

7. Fremgangsmâde ifalge et hvilket som helst af de foregâende krav, kendetegnet ved, at vandet i væskestrammen indeholder et befugtningsmiddel. DK 156896 B

8. Apparat til udovelse af fremgangsmâden ifelge krav 1 til séparer ing af fibreret mineralmateriale fra en delvis fibreret minerai-smelte (7), som udslynges fra roterende fibreringshjul (1, 2), der tilfores et blodgjort mineralmateriale (6), hvilket apparat har orga- 5 ner (8-11, 14-17, 23-26, 29, 30) anbragt belt eller delvis rundt om ét eller flere fibreringshjuls (1, 2) periferi for at afgive en strâle eller en strom (8, 18) af et fluid mod den delvis fibrerede mineralsmelte (7), som udslynges fra fibreringshjulet eller -hjulene (1, 2) i en retning, som afviger fra den delvis fibrerede minerai-10 smeltes bevægelsesretning og fortrinsvis vinkelret eller næsten vinkelret pâ denne bevægelsesretning, kendetegnet ved, at fluidet er et væskeformigt fluid, især vand, og at organerne (8-11, 14-17, 23-26, 29, 30) til afgivelse af fluidet omfatter én eller flere dyser (10, 14, 16, 23, 25, 29) med en 15 aflang udstromningsâbning (9, 15, 17, 24, 26, 30).

9. Apparat ifolge krav 8, kendetegnet ved, at den aflange udstremningsâbning (15, 17, 24, 26) er bueformet med en radius, hvis centrum fortrinsvis falder sammen med det tilhorende fibreringshjuls (1, 2) centrum.

10. Apparat ifolge krav 8 eller 9, kendetegnet ved, at organerne til afgivelse af fluidet (8, 18. omfatter flere dyser (16, 23, 25) anbragt rundt om det tilhorende fibreringshjuls (1, 2) periferi.

11. Apparat ifolge krav 8 eller 9, 25 kendetegnet ved, at dysen (14) har form som en lukket bue, der strækker sig rundt om to samvirkende fibreringshjul (1, 2). 1 Apparat ifolge krav 10, kendetegnet ved, at dyserne (23, 25) er anbragt i to eller flere radiait uden for hinanden liggende dyseserier, idet strâlerne 30 (8, 18), der afgives af âbningerne (24, 26) i en sérié dyser, er indrettet sâledes, at de danner bro over mellemrum mellem strâlerne afgivet fra en anden sérié dyser. DK 156896 B

13. Apparat ifalge krav 8, kendetegnet ved, at dyserne (29) er udformet som flere separate dyser med flade og i hovedsagen retlinede udstromnings-âbninger (30), der overlapper hinanden og er anbragt sâledes, at en 5 tangent til en udstromningsàbning (30) skærer mindst én og fortrins-vis flere flade strâler (8, 18) fra ved siden af beliggende dyser (fig. 9).

14. Apparat ifolge et hvilket som helst af kravene 8-13, kendetegnet ved, at det har organer til tilfersel af 10 vandstrâlen under tryk sammen med et befugtningsmiddel.