PL104424B1 - Sposob wytwarzania welny mineralnej i urzadzenie do wytwarzania welny mineralnej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia welny mineralnej, w którym strumien ciekle¬ go, stopionego materialu jest kierowany na obwo¬ dowa powierzchnie jednego lub wiekszej liczby szybko wirujacych wirników w taki sposób, ze stopiony material przywiera do powierzchni i jest wyrzucany z niej w postaci wlókien, które sa chlodzone i transportowane do miejsca ich gro¬ madzenia przez przeplyw powietrza wprowadza¬ nego do przestrzeni w obrebie obwodu wirników.

Przedmiotem wynalazku jesit takze urzadzenie do wytwarzania welny mineralnej.

Przy produkcji welny mineralnej strumien ciek¬ lego wytopu o temperaturze mieszczacej sie w gra¬ nicach 100K)<—1400°C, otrzymanego przez stopienie skal, zuzla, surowców do produkcji szkla i innych materialów nieorganicznych w piecu, zwykle w zeliwiaku, jest kierowany na powierzchnie obwo¬ dowe 'szeregu, zwykle czterech, szybko obracaja¬ cych sie wirników. Wirniki te obracaja sie pa¬ rami w przeciwnych kierunkach wyrzucajac w ten sposób glówny strumien stopionego materialu z górnego wirnika na nastepny i tak dalej, dopóki wszystek sitopiony material nie zostanie odrzuco¬ ny z wirników w posteci wlókien uzyskanych z tego materialu. Ten proces jest zwykle okresla¬ ny jako proces przedzenia kaskadowego.

W celu chlodzenia wlókien a takze przenosze¬ nia ich na przenosnik, na którym sa one groma¬ dzone i transportowane do dalszego ich przetwa¬ rzania, np. na maty, plylty itd. do izolacji cieplnej i dzwiekowej, wprowadzany jest na obwodzie wir¬ ników strumien powietrza pochodzacy z urzadzen rozprowadzajacych powietrze. W celu unikniecia nadmiernego chlodzenia stopionego materialu po¬ miedzy wirnikami, do przestrzeni pomiedzy nimi powietrze nie jest w ogóle wprowadzone. Kieru¬ nek doprowadzania ipowietrza jest zorientowany w przyblizeniu równolegle do osi wirników. . Wyroby wytwarzane z welny mineralnej otrzy¬ mywanej wyzej opisanym sposobem maja nie¬ zadowalajaca wytrzymalosc na rozciaganie, ulega¬ jacych z tego powodu latwiejszemu uszkodzeniu w czasie transportu i montazu, a ponadto ten brak wystarczajacej wytrzymalosci na rozciaganie moze stanowic takze niedogodnosc w pewnych procesach koncowych, w których welna jest gro¬ madzona w postaci cienkich warstw na pierw¬ szym przenosniku, i skad jest zbierana w grubsze pasmo przez nakladanie. Niska wytrzymalosc na rozciaganie jest glównie spotykana w wyrobach majacych maly ciezar wlasciwy, co w konsek¬ wencji powoduje, ze wyroby z welny mineralnej o gestosci 20 kg/m3, bedace skadinad korzystnymi ekonomicznie, nie moga byc wytwarzane tak, aby mialy wytrzymalosc na rozciaganie wystarczaja¬ ca dla ich przenoszenia i instalowania.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania i urzadzenia do wytwarzania welny mineralnej, z której mozna byloby produkowac 104 424IM 424 wyroby o wyzszej niz dotychczas wytrzymalosci na rozciaganie.

Stwierdzono, ze stosunkowo niska wytrzymalosc na rozciaganie welny mineralnej otrzymywanej przez przedzenie kaskadowe jest spowodowana 5 przez fakt, ze gotowa welna sklada sie z klebków wlókien mineralnych a nie z róiwnomiemie roz¬ lozonych wlókien. Klebki te moga miec rozmiary rzedu kilku centymetrów i czesto maja one wiejk- sza gestosc niz przecietna gestosc welny mineral- 10 nej. Tak wiec ilosc wlókien w czesciach znajduja¬ cych sie pomiedzy klebkami jest zbyt mala dla uzyskania wystarczajace} i zadowalajacej spój¬ nosci pomiedzy wlóknami, aby uniemozliwic roz¬ dzieranie welny przy normalnym manipulowa- li niii nia.

W obszarze wokól wirnika przy przedzeniu kas¬ kadowym, tworzenie sie klebków jest spowodo¬ wane tym, ze wlókna przez przedzenie tworza zwarty woal, który w pewnym stopniu jest wcia- Jo gany przez obrót wirnika na skutek ich mecha¬ nicznej przyczepnosci do stopionego materialu przywierajacego do wirnika. Jednoczesnie woal ten jest odciagany w kierunku osiowym wirnika dopóki nie zostanie oderwany i rozdzielony przez n strumien powietrza na klebki tworzace poplatane, zwarte peczki.

Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze przeplyw powietrza jest utworzony przez stru¬ mienie czastkowe prowadzane obok siebie na zew. i# netrzny zarys kazdego wirnika, iprzy czym kaz¬ dy strumien czastkowy ma taki kierunek, ze oprócz skladowej osiowej predkosci ma takze skladowa styczna zgodna z kierunkiem obrotu wirnika w punkcie wprowadzenia strumienia m czastkowego.

[Dzieki skladowej stycznej predkosci strumienia powietrza oplywajacego kazdy wirnik woal utwo¬ rzony z wlókien ulega rozluznieniu zanim zosta¬ nie rozdzielony na peczki lub klebki. Powoduje «a to zmniejszenie gestosci klebków do takiego stop¬ nia, ze mozna otrzymac zasadniczo jednorodna welne mineralna.

Okazalo sie, ze wyroby z tak otrzymanej wel¬ ny mineralnej maja wytrzymalosc na rozciaganie 41 prawie dwukrotnie wieksza niz wyroby wykony¬ wane wedluig znanego sposobom Te zwiekszona wytrzymalosc na rozciaganie przypisuje sie bar¬ dziej równomiernemu rozlozeniu wlókien w wel¬ nie mineralnej spowodowanemu przez zmniejsze- 50 nie gestosci klebków wlókien mineralnych.

/Urzadzenie do wytwarzania welny mineralnej, zgodnie z wynalazkiem zawiera co najmniej je¬ den szybko obracajacy sie wirnik, na którego po¬ wierzchnie kierowany jest obwodowo strumien 55 stopionego materialu w taki sposób, ze ten sto¬ piony material przylega i przywiera do powierz¬ chni, a nastepnie jest zrzucany z niej w postaci wlókien chlodzonych i transportowanych do miej¬ sca gromadzenia strumieniem .powietrza wprowa- 00 dzanym do obszaru w obrebie obwodu wirników.

Istote wynalazku stanowi to, ze blisko kazdego z wirników, przynajmniej na czesci jego obwodu, znajduje sie wspólsrodkowa z nim szczelina, w któ¬ rej umieszczone sa lopatki dla tworzenia strumie- « ni czastkowych powietrza, majacych oprócz osio¬ wej skladowej predkosci takze skladowe styczne predkosci, odpowiadajace kietumkowi ruchu wir¬ nika w punkcie wprowadzania strumienia czastko¬ wego, przy czym odleglosc miedzy lopatkami jest taka, ze strumienie czastkowe lacza sie ze stru¬ mieniem powietrza chlodzacego i transportuja¬ cego.

Lopatki sa umieszczone na kolnierzu przy obwo¬ dzie kazdego wirnika, przy czym kolnierz ten ogranicza szczeline z jednej strony, zas z drugiej strony jest ona ograniczona sciankami komory rozprowadzajacej powietrze. To rozwiazanie za¬ pewnia dobra zgodnosc skladowej stycznej pred¬ kosci powietrza i predkosci obrotowej wirnika.

Mozliwe jest jednak takze zamontowanie lopatek na .brzegu komory rozprowadzajacej pod katem do osi wirnika. Przy takim rozwiazaniu mozliwe jest zmienianiie natezenia przeplywu powietrza i je¬ go kierunku na obwodzie wirnika. (Na przyklad, zmniejszenie natezenia przeplywu powietrza do przestrzeni pomiedzy wirnikami powoduje zlago¬ dzenie oddzialywania chlodzacego na strumien sto¬ pionego materialu.

Korzystne jest umieszczenie przegrody w obsza¬ rze, do którego zostaje wprowadzony stopiony material, w celu uniemozliwienia nadmiernego chlodzenia stopionego materialu przed wytworze¬ niem z niego wlókien.

(Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wirnik przedzalniczy ilustrujacy za¬ sade sposobu wedlug wynalazku i pokazany w rzucie perspektywicznym, fig. 2 — wirnik z ko. mora rozprowadzajaca w (przekroju osiowym w ukladzie, w którym lopatki sa zamontowane na wirniku, fig. 3 — fragment wirnika i komory rozprowadzajacej, w przekroju, z nieruchomymi lopatkami w szczelinie doprowadzajacej powietrze, fig. 4 — wirnik z fig. 12 iw przekroju wzdluz osi A-A zaznaczonej na fig. 2, zas fig. 5 przedstawia wirnik z fig. 3 we fragmentarycznym przekroju wzdluz osi B-B zaznaczonej na fig. 3* Na fig. 1 pokazano wirnik 1 obracajacy sie w kierunku strzalki O. Strumien roztopionego, cieklego materialu jest kierowany na obwodowa powierzchnie 10 wirnika, przywierajac do tej po¬ wierzchni, i jest unoszony wraz z wirnikiem przez pewien czas zanim nie zostanie odrzucony w posta¬ ci wlókien. Wzdluz obwodowej powierzchni wir¬ nika przebiega szczelina 11 wspólsrodkowa z wir¬ nikiem, iprzez która jest wprowadzane powietrze do przenoszenia i chlodzenia wlókien. W szcze¬ linie 11 znajduja sie lopatki zapewniajace prze¬ plyw powietrza o skladowej osiowej Va pred¬ kosci przeplywu i skladowej stycznej Vt tej pred¬ kosci, przy czym ta ostatnia skladowa ma zwrot zgodny z kierunkiem obrotu wirnika.

Przez wprowadzanie powietrza chlodzacego w taki wlasnie sposób woal utworzony z wlókien otaczajacych wirnik ulega rozluznieniu zanim wlókna te, w postaci klebków, zostana przeniesio¬ ne na urzadzenie zbierajace w postaci perforowa¬ nej tasmy, pod która wytwarzane jest podcisnie¬ nie w celu osadzenia na niej wlókien lub V^m104 424 ków wlókien w postaci imaty z welny mineral¬ nej.

Na ffiig. 2 (pokazano wirnik 1 w przekroju osio¬ wym, osadzony na wale 5 obracajacym sie w lo¬ zysku 6. Wirnik ten posiada plaszcz tworzacy po¬ wierzchnie otowodowa 10 oraz kolnierze 2 i 3. Wir¬ nik jest zamocowany na wale za pomoca nakretki 4 dociskajacej *go do powierzchni oporowej 5a wa¬ lu. Na obwodzie kolnierza 3 miedzy jego wewnetrz¬ na powierzchnia i scianka; 7 komory rozprowadzaja¬ cej powietrze, otaczajacej lozysko 6, znajduje sie obwodowa szczelina 11. W szczelinie tej umiesz¬ czone sa lopatki 8, usytuowane równolegle do osi wirnika i zapewniajace przeplyw powietrza ze skladowa styczna Vt predkosci, wynikajaca z obra¬ cania sie lopatek wraz z wirnikiem.

Na fig. 3 pokazano inne rozwiazanie elemen¬ tów doprowadzajacych powietrze chlddzace i prze¬ noszace wlókna. Szczelina 11 znajduje sie mie¬ dzy kolnierzami na sciance 7 komory rozprowa¬ dzajacej powietrze, a w szczelinie umieszczone sa lopatki 9 ustawione pod kartem do osi wirnika.

Na fig. 4 pokazano przekrój A-A zaznaczony na fig. 2. Widac tutaj, ze lopatki 8 sa zasadni¬ czo równolegle do osi wirnika. Na fig. 5 przed¬ stawiajacej przekrój B^B zaznaczony na fig. 3 widac, ze lopatki 9 sa ustawione pod katem w sto¬ sunku do osi wirnika.

W urzadzeniu pokazanym na fig. 2 uzyskuje sie to, ze skladowa styczna predkosci powietrza dokladnie odpowiada predkosci obwodowej zew¬ netrznej powierzchni wirnika. Ponadto obudowa lozyska moze byc jednoczesnie uzyta jako komo¬ ra rozprowadzajaca powietrze, co czyni urzadzenie latwiejszym do utrzymania w czystosci do prze¬ prowadzenia i konserwacji. Wada tego rozwiaza¬ nia jest to, ze nieuniknione przeswity nad wierz¬ cholkami lopatek moga powodowac niezamierzo¬ na turbulencje przeftlywu powietrza. Rozwiazanie wedlug fig. 3 nie ma tej wady, a ponadto umozliwia regulacje natezenia przeplywu po¬ wietrza przez szczeline, tj. pozwala na zmniej¬ szenie wydatku przeplywu powietrza w miejscu wprowadzania strumienia stopionego materialu, w celu zlagodzenia dzialania chlodzacego powie¬ trza w tym miejscu.

Material izolujacy cieplnie zawierajacy spoiwo i wykonany z welny zuzlowej otrzymanej sposo^ bem wedlug wynalazku ma gestosc* wzglednie ciezar wlasciwy wynoszacy 29 kg/m3. Material izolacyjny zwykle zawiera spoiwo laczace wlók¬ na w punktach ich przecinania sie. Spoiwem w materiale izolacyjnym jest zywica fenolowa stanowiaca ll,45P/o calkowitego ciezaru materialu.

Wytrzymalosc na rozciaganie tego materialu izo¬ lacyjnego wynosi JM,0 kN/im2. Dla porównania ma¬ terial izolacyjny wykonany z welny mineralnej otrzymanej znanym sposobem przedzenia kaskado¬ wego, majacy identyczna gestosc- i zawartosc spoiwa, ma wytrzymalosc na rozciaganie wyno¬ szaca 6,3 kN/m2.

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentów* 1. Sposób wytwarzania welny mineralnej, w któ- 5 rym strumien cieklego, stopionego materialu jest kierowany na obwodowa powierzchnie jednego lub wiekszej liczby szybko wirujacych wirników w taki sposób, ze stopiony material przywiera do tej powierzchni i jeslt nastepnie wyrzucany z niej io w postaci wlókien, które sa chlodzone i transpor¬ towane do miejlsca ich gromadzenia przez prze¬ plyw powietrza doprowadzanego przynajmniej na czesci obwodu kazdego z wirników, znamienny tym, ze wywoluje sie przeplyw powietrza w po- 15 staci strumieni czastkowych, kierowanych jeden obok drugiego na obwód zewnetrzny kazdego wir¬ nika, przy czym kazdemu strumieniowi czastko¬ wemu nadaje sie taki kierunek, ze oprócz skla¬ dowej osiowej predkosci ma on takze skladowa 20 styczna predkosci, zgodna z kierunkiem ruchu wirnika w punkcie doprowadzania tego strumie¬ nia czastkowego.

2. Urzadzenie do wytwarzania welny mineral¬ nej, zawierajace przynajmniej jeden szybko wi- 2& rujacy Wirnik, na którego obwodowa powierzchnie jest kierowany strumien cieklego, stopionego ma¬ terialu w taki sposób, ze ten stopiony material przywiera do tej powierzchni i jest nastepnie wy¬ rzucany z niej w postaci wlókien, które sa chlo- 30 dzone i transportowane do miejsca ich gromadze¬ nia przez przeplyw powietrza doprowadzanego wzdluz zarysu wirnika, znamienne tym, ze w bez¬ posrednim sasiedztwie kazdego wirnika (I),, na przynajmniej czesci jego obwodu, znajduje sie 35 szczelina <11) wspólsrodkowa z wirnikiem, w któ¬ rej sa usytuowane lopatki (8, 9) wytwarzajace strumienie czastkowe, które oprócz skladowej osiowej predkosci maja takze skladowa styczna predkosci, odpowiadajaca kierunkowi ruchu wir- 40 nika w punkcie wprowadzania na jego obwód strumienia czastkowego, przy czym odleglosc po¬ miedzy lopatkami jest taka,'ze strumienie czastko¬ we lacza sie w strumien powietrza sluzacy do chlodzenia i przenoszenia wlókien. 45 3. Urzadzenie wedlug zastrz. fc, znamienne tym, ze kolnierz <3) na obwodzie kazdego wirnika (1) ogranicza szczeline Cli) z jednej stTony, a z dru¬ giej szczelina ta jest ograniczona sciankami (7) komory rozprowadzajacej 'powietrze, przy czym 50 lopatki >(8) sa zamocowane na kolnierzu (3) wir¬ nika i przebiegaja zasadniczo równolegle do osi obrotu .tegowirnika. , L Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze lopatki (9) sa przymocowane do komory roz- 55 prowadzania powietrza i sa usytuowane pod ka¬ tem do osi wirnika (1). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze ma oslone umieszczona w obszarze, w którym wprowadzany jest strumien stezonego materialu, 60 sluzaca do zapobiegania nadmiernemu chlodzeniu strumienia stopionego materialu przez powietrze doprowadzane na obwód wirnika.104 424 Fig.

3 NPSWW Fig 1 Fig. 4 Fig.£ - £^/-" Fiq. 5 LZGraf. Z-dNr 2 — H23ft/7& 108 eg*. A-.

4 Cena 45 zt