DK165002B - Fiberfremstillingsindretning til fremstilling af mineraluld - Google Patents

Description

i

DK 165002 B

Opfindelsen angår en fiberfremstillingsindretning til fremstilling af mineraluld og af den i krav l's indledning angivne art.

5 Ved fremstilling af mineraluld tvinges en strøm af smeltede oxider med passende sammensætning og viskositet til at løbe ned på et eller flere hurtigt roterende rotationshjul, som tilsammen udgør en fiberdannende indretning. Strømmen af smelte slår imod det første rotationshjul eller den smalle spalte 10 mellem det første par af rotationshjul, som roterer i modsatte retninger. Smelten klæber fast til den perifere overflade og tvinges derefter som følge af centrifugalkraften ud fra overfladen i form af fibre af smelte som køles ned og transporteres ind i uldkammeret og til modtagetransportøren ved hjælp af 15 luftstrømmen som blæses ind lige uden for rotationshjulet eller rotationshjulene og delvis ved hjælp af luft, der strømmer rundt om fiberfremsti 11ingsindretningen, hvilken luftstrøm tilvejebringes ved hjælp af et partielt vakuum opretholdt i sugekassen under modtagetransportøren og i uldkammeret. Der er 20 normalt fire rotationshjul, og de roterer fortrinsvis parvis i modsatte retninger. Smeltemængden kastes ud fra det øverste rotationshjul mod det følgende hjul, hvor en part af smelten konsumeres til dannelse af fibre og den resterende ikke-fiber-dannede smelte overføres til det følgende hjul osv., indtil at 25 den indførte smelte har dannet fibre eller er blevet udskilt i form af små kugler eller slagger. De ikke-fiberdannede små spildmaterialekugler falder ned og genanvendes.

Luftstrømmen blæses ind gennem en slids, som er anbragt kon-30 centrisk med den perifere overflade af rotationshjulet, og er beliggende i umiddelbar nærhed af denne langs de udadrettede perifere overflader. Luftstrømmen afkøler de nydannede fibre, til hvilke der derefter tilsættes en binder fra bindersprøjte-dyser beliggende i centrum af rotationshjulet og/eller rundt 35 om ydersiden og bag rotationshjulene. Luftstrømmen transporterer strømmen af fibre fra fiberfremsti11ingsindretningen over på modtagetransportøren, som er perforeret og hvorpå fibrene danner en tynd måtte.

DK 165002 B

2

Fiberfremst-N 1ingsindretninger af denne type kendes fra f.eks.

US patentskrift nr. 3.785.791 og GB patentskrifterne nr. 867.299 og nr. 1.559.117.

5 Ifølge det ældste af disse engelske patenter blæses luftstrømmen ind gennem en slids som er anbragt uden for og koncentrisk med de udadvendende fri perifere overflader af rotationshjulene parallelt med rotationshjulenes rotationsakser.

10 Ifølge det nyere af disse britiske patenter gives luftstrømmen, som indføres parallelt med aksen samtidig en tangentiel hastighedskomponent i retning af rotationshjulets rotation ved hjælp af skråtstillede styreblade i luftspalten.

15 Under fiberdannelsestrinnet hænger smelten fast til rotations hjulets perifere overflade, hvorpå, den danner en tynd ring af smelte, som bevæger sig fra det første rotationshjul til det næste rotationshjul samtidig med at smelten kastes ud i form af fibre fra det pågældende rotationshjul. Luftstrømmen, hvis 20 formål det er at afkøle fibrene før de træffer binderen og at transportere fibrene fra fiberdannelseszonen til modtagetransportøren, møder de nydannede fibre i en retning, som er parallel med rotationshjulets rotationsakse, men er skråtstillet i rotationsretningen som følge af de skråtstillede styreblade i 25 luftspalten.

Under fiberdannelsestrinnet brydes en stor del af fibrene som følge af indblæsningen. Ved visse bestemte temperaturer er fibrene ekstremt skøre og går nemt i stykker.

30

En anden ulempe i forbindelse med fiberfremsti11ing ifølge de kendte processer er, at indblæsningen af uopvarmet luft medfører en afkøling af smelteringen, der hænger fast på rotationshjulet. Dette har en modsat virkning på fiberdannelsen.

35 Desuden medfører luftstrømmen som udover at støde imod de nydannede fibre også støder imod smelteringen beliggende umiddelbart nedenunder en forskydning og deformation af smelterin-

DK 165002B

3 gen på rotationshjulets perifere overflade, hvorved fiberdannelsen er vanskeligere at kontrollere.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at forbedre betin-5 gelserne for fiberdannelse, således at luftstrømmen principielt møder de nydannede fibre oven over smelteringen, og derved efterlader smelteringen upåvirket hvad angår afkøling, deformation og tværgående forskydning.

10 Dette opnås ved at fiberdannelsesindretningen ifølge den foreliggende opfindelse er ejendommelig ved de i krav l's kendetegnende del angivne træk.

Luftspalten rundt om rotationshjulet er derved indrettet på en 15 sådan måde, at luftstrømmen bibringes en hastighedskomponent, som er rettet fremad og udad i forhold til rotationshjulets akse, således at luftstrømmen danner et koniskformet gardin rundt om rotationshjulene med konusens toppunkt anbragt foran rotationshjulene set i strømningsretningen.

20

Ifølge en fordelagtig udførelsesform ved fiberdannelsesindretningen danner de fremad- og udadrettede hastighedskomponenter en vinkel på 4-20° fortrinsvis 5-10® i forhold til den pågældende rotationsakse.

25

Luftspalten er ved en særlig fordelagtig udførelsesform formet i en fast ring, som koncentrisk omgiver rotationshjulenes perifere overflader, ved hvilke udblæsningen af fibre skal finde sted og luftspaltens vægge i ringen er parallelle med hin-30 anden og danner den ønskede vinkel mellem 4 og 20® med rotationsakserne.

Luftstrømmen tvinges herved til at forlade luftspalten i form af en konisk ring rundt om rotationshjulenes perifere overfla-35 der og med luftstrømmen rettet i rotationsretningen som følge af den tangentielle hastighedskomponent, der tilvejebringes ved hjælp af faste skråtstillede styreblade i luftspalten.

DK 165002B

4

Dette medfører en væsentlig blidere håndtering af de nydannede fibre, idet luftstrømningsretningen i hovedsagen sammenfalder med retningen, hvori fibrene blæses ud.

5 Friktionskræfterne mellem luftstrømmen, som blæses ind, og luftmassen som omgiver rotationshjulene og som følge af rotationen af hjulene roterer med de roterende hjul er mindre end ved de hidtil kendte processer og har derved en mindre ufavorabel påvirkning på de skøre nydannede fibre.

10

Smelteringen er væsentlig mindre påvirket af luftstrømmen, idet sidstnævnte er rettet på skrå tværs over smelteringen. Dette betyder, at smeltringen ikke afkøles, deformeres eller forskydes af luftstrømmen.

15

Den konisk formede voldsomme luftstrøm hjælper også til en bedre fordeling af strømmen af fibre i uldkammeret. Endvidere skal det nævnes, at den formede fibermåtte har bedre kvalitet, idet den indeholder gennemsnitlig længere fibre som følge af 20 den lavere brudfrekvens og færre små kugler, som følge af den reducerede afkøling af smelteringen og de mere favorable strømningsbetingelser under fiberdannelsen som set ud fra et procesteknisk synspunkt også betyder forbedret overføring af den indførte smelte.

25

For at forbedre betingelserne for fiberdannelse ved de forskellige fordelagtige udførelsesformer ifølge opfindelsen er rotationshjulets perifere overflade svagt konveks. Overfladen er meget svagt konveks og kan formes således, at det midterste 30 område af den perifere overflade er plan, medens sidefladerne er skrå nedad mod midten. Beliggenheden af konveksiteten på de perifere overflader kan ændres og formen og anbringelsen kan være forskellig på de forskellige rotationshjul.

35 Ved at udforme overfladerne konvekse opnås, at smelteringen centreres på de perifere overflader og indtager en fast position på overfladerne. Dette betyder, at positionen for fiber-

DK 165002 B

5 strømmen formet oven over rotationshjulet kan forudbestemmes præcist og at luftstrømmen indrettet til at møde strømmen af fibre kan anbringes i den rigtige højde. Når den perifere overflade er udformet plant, har smelteringen en tendens til 5 at bevæge sig i en vis grad på den perifere overflade, også selv om luftstrømmen ikke rammer mod smelteringen. Ved at skifte det højeste punkt af konveksiteten på den perifere overflade til den ene side eller den anden side, kan smelteringen og med denne den formede fiberstrøm flyttes til den 10 ønskede stilling i forhold til luftstrømmen.

Ved at udforme de perifere overflader svagt konvekst opnås også fordelen, at smelten ikke behøver at møde det modtagne rotationshjul nøjagtig i midten på grund af at smelteringen 15 vil blive centreret som følge af at den perifere flade er udformet svagt konveks.

Opfindelsen forklares nedenfor detaljeret under henvisning til eksempler på fordelagtige udførelsesformer samt tegningen, 20 hvor fig. 1 viser i perspektiv fiberdannelsesindretningen ifølge opfindelsen, 25 fig. 2 i større målestok et lodret tværsnit langs linien A-A i fig. 1, fig. 3 et delt tværsnit gennem luftspalten langs linien B-B i fig. 2, 30 fig. 4 et tværsnit gennem luftspalten langs linien D-D i fig.

3, fig. 5 på samme måde som i fig. 2 et lodret tværsnit men gen-35 nem et svagt konvekst rotationshjul, og fig. 6 i større målestok området C i fig. 5.

DK 165002B

6

De på de forskellige figurer viste tilsvarende parter er blevet angivet med de samme generelle henvisningstal. Rotationshjulene er angivet med de generelle henvisningstal 1, 2, 3 og 4, af hvilke rotationshjulet 1 er modtagerhjulet og er uden 5 udblæsning (eng.: blow-off), hvilket er en regel for fiber-fremstil! ingsindretninger med fire rotationshjul. Smelten, som løber ned, er blevet angivet med 5, og smelteringen på de forskellige rotationshjul med 6. Luftspalten er blevet angivet med det generelle henvisningstal 7, og de skråtstillede styre-10 blade i luftspalten med 8. Ringen med luftspalten 7 er angivet med det generelle henvisningstal S og bindersprøjtedyserne med 10. Med det generelle henvisningstal 1.1 er angivet luften, der som følge af det partielle vakuum i uldkammeret strømmer ind rundt om fiberfremsti 11ingsindretningen og transporterer 15 fibrene til opsamlingstransportøren.

Den i fig. 1 viste fiberfremsti 11 ingsindretning er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse, men kan lige så vel udgøre en fiberfremstillingsindretning fremstillet ifølge kendt tek-20 nik, idet luftspalten som omfatter de nye træk ifølge den foreliggende opfindelse ikke kan ses detaljeret i fig. 1. I fig. 1 er vist hovedtrækkene for fiberfremstillingsprocessen.

Smelten 5 kommer løbende ned på rotationshjulets 1 periferi-25 overflade og overføres derfra til rotationshjulet 2, hvorfra smelten overføres til hjulet 3 og videre til hjulet 4. Efter at have klæbet fast til den perifere overflade og være blevet accelereret tilstrækkelig op, kastes smelten ud i form af fibre som følge af centrifugalkraften. Fibrene kastes radialt 30 ud og mødes der af luftstrømmen som blæses ind gennem luftspalten 7 og mellem styrebladene 8 og senere også af luften 11, som strømmer ind rundt om fiberfremsti 11ingsindretningen.

Måden hvorpå fiberstrømmen påvirkes af luftstrømmen, der blæ-35 ses ind gennem luftspalten 7, fremgår mere detaljeret af fig.

2. Luftstrømmen har en radial hastighedskomponent, som er rettet fremad og udad en vinkel α i forhold til rotationsaksen og

DK 165002 B

7 har en tangential hastighedskomponent i rotationsretningen/ og hvis størrelse bestemmes af vinklen β af styrebladene 8. Vinklen α kan være omkring 4 - 20°, fortrinsvis omkring 5 - 10*. Luftudblæsningen danner et konisk formet gardin rundt om rota-5 tionshjulet med konussens toppunkt beliggende foran rotationshjulet set i strømningsretningen. På grund af påvirkningen fra den tangentielle hastighedskomponent er luftstrømmen snoet på skrå i rotationsretningen og fremmer transporten af fibrene fra rotationshjulets perifere overflade. I figuren er vist den 10 resulterende strøm af fibre i retning af uldkammeret. I figuren er vist to bindersprøjtedyser 10, hvoraf den ene er monteret foran rotationshjulet på fiberfremstillingsindretningens forreste væg, og den anden er monteret i centrum af rotationshjulet 3.

15 I fig. 3 og 4 er vist to forskellige tværsnit gennem luftspalten, hvoraf kan ses den skråtstillede anbringelse af styrebladene 8 med vinklen β.

20 I fig. 5 er vist det samme tværsnit af fiberfremsti 11ingsind-retningen som i fig. 2, men med den forskel at rotationshjulets perifere overflade er svagt konveks. I fig. 6 er området C vist i en større målestok. På grund af påvirkningen fra centrifugalkraften, er smelteringen 6 centreret på det yderste 25 sted på den perifere overflade. Smelteringens bredde er angivet med b. Som følge af centreringsvirkningen vil smelteringen ligge i en afstand a fra luftspalten 7. Luftstrømmens centerlinie vil ligge i en afstand h fra midtpunktet af smelteringen, som er beliggende i en afstand t fra den perifere 30 overflade. Hvis det ønskes at regulere afstanden h, kan dette gøres ved at forskyde midtpunktet for den svagt konvekse flade i den ønskede retning. Hvis afstanden h skal være mindre skal smelteringen centreres nærmere luftspalten, og hvis afstanden h skal være større, skal smelteringen centreres i 35 større afstand fra luftspalten. Afstanden h kan selvfølgelig også ændres ved at ændre diameteren af rotationshjulet.

Claims (6)

1. Fiberfremstillingsindretning til fremstilling af mineral uld omfattende et eller flere hurtigt roterende rotationshjul (1, 2, 3, 4) mod hvilkes periferiflade en flydende smelte er rettet, og en spalte (7) indrettet koaksialt, i umiddelbar nærhed af og koncentrisk med et eller flere af rotationshjule-20 ne, gennem hvilken spalte en strøm af luft indføres til afkøling og transport af fibermaterialet, som kastes ud fra overfladen af rotationshjulene i hovedsagen i retningen af rotationshjulenes rotationsakser, hvilken luftspalte er indrettet til at bibringe luftstrømmen en tangentiel bevægelseskomponent 25 i det pågældende rotationshjuls rotationsretning, kendetegnet ved, at luftspalten (7) er indrettet skrå i forhold til rotationshjulets rotationsakse, således at luftstrømmen opnår en anden hastighedskomponent, som er rettet fremad og udad i forhold til nævnte aksel, hvorved luftstrømmen for-30 mer et konisk formet gardin rundt om rotationshjulet (2, 3, 4) med konussens toppunkt beliggende foran rotationshjulene, set i strømningsretningen.

2. Fiberfremsti11ingsindretning ifølge krav 1, kende-35 tegnet ved, at luftspalten (7) danner en vinkel på 4 -20®, fortrinsvis 5 - 10° med rotationshjulets rotationsakse. DK 165002B 9

3. Fiberfremsti11ingsindretning ifølge krav 1 eller 2, k e n -detegnet ved, at luftspalten (7) på kendt Måde er formet i en fast ring (9), som koncentrisk omgiver rotationshjulene (2, 3, 4), og fra hvis perifere overflader fiberudblæs- 5 ningen skal finde sted, og at luftspaltens (7) vægge i ringen er parallelle med hinanden og danner den ønskede vinkel i forhold til rotationshjulets rotationsakse.

4. Fiberfremstillingsindretning ifølge krav 1 eller 2, k e n -10 detegnet ved, at mindst det ene af rotationshjulene (1, 2, 3, 4) er forsynet med svagt konvekse overflader.

5. Fiberfremstillingsindretning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at positionen af den konvekse flade på den 15 perifere overflade kan ændres.

5 Positionen for den svagt koniske flade på rotationshjulene kan ændres fra rotationshjul til rotationshjul for mere effetivt at udnytte fiberfremstillingszonen i aksial retning, således at fiberstrømmen fra de forskellige rotationshjul ikke krydser hinanden, men i stedet for er aksialt forskudt i forhold 10 til hinanden. Patentkrav.

6. Fiberfremstillingsindretning ifølge krav 5, kendetegnet ved, at formen af den svagt konvekse overflade og dens beliggenhed på den perifere overflade kan være forskellig 20 på de forskellige med svagt konvekse overflader forsynede rotationshjul . 25 30 35