PL199609B1

PL199609B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej

Info

Publication number: PL199609B1
Application number: PL367039A
Authority: PL
Inventors: Erik Astrand; Bjarne Walli; Michael Perander
Original assignee: Paroc Oy Ab
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2008-10-31
Also published as: AU2002354877B2; DE60216596D1; RU2266264C2; RU2004105033A; SI1409423T1; DE60216596T2; EP1409423B1; HRP20031095A2; NO20040241L; ATE347538T1; HRP20031095B1; ES2275894T3; EP1409423A1; WO2003008353A1; PL367039A1; DK1409423T3

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urz adzenie do wytwarzania w lókien we lny mineralnej za pomoc a urz adze- nia rozw lókniaj acego zawieraj acego obracaj ace si e wirniki s luzace do formowania wytopu minera lu we w lókna. Pierw- szy i drugi wirnik urz adzenia rozw lókniaj acego obracaj ace si e w kierunku siebie nawzajem tworz a górn a par e wirni- ków, a urz adzenie rozw lókniaj ace zawiera przynajmniej jeden dalszy wirnik, korzystnie par e wirników, który jest umieszczony poni zej górnej pary wirników. Wytop minera lu jest dostarczany z pieca do topienia albo podobnego urz a- dzenia w postaci strumienia wytopu skierowanego w kie- runku pierwszego po lozenia na powierzchni ok ladziny pierwszego wirnika, sk ad jest on wyrzucany na zewn atrz z powierzchni ok ladziny pierwszego wirnika w postaci kaskady kropel w kierunku powierzchni ok ladziny drugiego wirnika. Pierwsza cz esc wytopu minera lu jest formowana we w lókna na drugim wirniku i jest zdmuchiwana z wirnika, a druga cz esc wytopu minera lu jest wyrzucana na zewn atrz z drugiego wirnika w postaci kaskady kropel. G lówna cz esc tej kaskady kropel, która jest wyrzucana na zewn atrz z drugiego wirnika, jest wyrzucana w kierunku powierzchni ok ladziny pierwszego wirnika w kierunku drugiego po loze- nia poni zej wspomnianego pierwszego po lozenia na po- wierzchni ok ladziny. Cz esc wytopu minera lu jest formowana we w lókna na pierwszym wirniku i zdmuchiwana z wirnika. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej.

Wełna mineralna, taka jak wełna żużlowa, jest wykonywana poprzez topienie odpowiednich surowców zawierających minerały, takich jak diabaz, kamień wapienny i żużel, w piecu do topienia. Uzyskany wytop minerału zawierającego krzemian jest wydalany z pieca do topienia do rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, takiego jak przędzarka, w którym wytop minerału jest formowany we włókna mineralne za pomocą siły odśrodkowej.

Znany jest sposób wytwarzania wełny mineralnej, który polega na tym, że wytop minerału podaje się z pieca do topienia czy podobnego urządzenia w postaci strumienia wytopu skierowanego w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, po czym wytop minerału wyrzuca się na zewnątrz z powierzchni okładziny wirnika pierwszego w postaci kaskady kropel w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego, a pierwszą część wytopu minerału formuje się we włókna na wirniku drugim i zdmuchuje się z wirnika, i drugą część wytopu minerału wyrzuca się na zewnątrz z wirnika drugiego w postaci kaskady kropel.

Znane jest też urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej, które zawiera obracające się wirniki do formowania wytopu minerału we włókna, z których wirnik pierwszy i drugi obracające się w kierunku siebie nawzajem tworzą parę górną wirników, a co najmniej jeden wirnik jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, przy czym wirnik pierwszy z pary górnej wirników ma powierzchnię okładziny, w kierunku której w postaci strumienia wytopu jest podawany wytop minerału z pieca do topienia czy podobnego urządzenia, i z której wytop minerału jest wyrzucany na zewnątrz w postaci kaskady kropel w kierunku wirnika drugiego z pary górnej wirników, a rozwłókniający wirnik drugi z pary górnej wirników ma powierzchnię okładziny, na której część wytopu minerału jest formowana we włókna, i z której część wytopu minerału jest wyrzucana na zewnątrz w postaci kaskady kropel, i elementy zdmuchujące do zdmuchiwania włókien z powierzchni okładzin.

Z opisów zgł oszeń patentowych GB-A-999119 i US-A-2700176 znane są sposoby wytwarzania wełny mineralnej i rozwłókniające urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, jak wyżej, i w którym część kaskady kropel, która jest wyrzucana z wirnika drugiego, jest prowadzona z powrotem w stronę wirnika pierwszego.

Zatem, obecnie znane rozwłókniające urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej typu przędzarki zawiera szereg obracających się wirników rozwłókniających albo wirników przędzących, obecnie typowo 3 do 4 wirników. Wytop minerału z pieca do topienia jest kierowany na powierzchnię okładziny wirnika pierwszego, gdzie jest on do pewnego stopnia utrzymywany przez powierzchnię okładziny wirnika zanim zostanie wyrzucony na zewnątrz jako kaskada kropel na powierzchnię okładziny sąsiedniego wirnika drugiego z szeregu. Część wytopu minerału jest wtedy utrzymywana przez powierzchnię wykładziny wirnika drugiego wystarczająco do tego, aby być uformowaną w włókna dzięki działaniu siły odśrodkowej. Inna część wytopu minerału jest dalej rzucana na powierzchnię okładziny wirnika trzeciego. W ten sposób wytop minerału jest „transportowany” jako strumień kropel wytopu minerału albo kaskada kropel, kolejno z jednego wirnika na następny przez całe rozwłókniające urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej, podczas gdy część wytopu minerału jest formowana we włókna mineralne. Na uformowane włókna mineralne może być nakładane spoiwo, zarówno podczas jak i po uformowaniu włókien.

W rozwłókniają cych urządzeniach do wytwarzania wełny mineralnej wirnik pierwszy z szeregu wirników działa głównie jako wirnik przyspieszający, a kolejne wirniki działają jako właściwe wirniki przędzalnicze wytwarzające włókna. Inaczej mówiąc, w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej zawierającym cztery wirniki, celem wirnika pierwszego jest przyspieszenie wytopu minerału i wyrzucenie go, z odpowiednią prędkością, w kierunku wirnika drugiego działającego jako pierwszy właściwy wirnik rozwłókniający. W celu uzyskania włókien o dobrej jakości wymagane jest, aby wytop minerału na powierzchni okładziny wirnika osiągnął wystarczająco dużą prędkość, co nie dzieje się w przypadku wirnika pierwszego. Formowanie włókien na wirniku pierwszym rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej uważa się za niepożądane, gdyż wirnik ten może wytwarzać głównie grubsze włókna jak i tak zwany śrut, z których oba pogarszają jakość produktu finalnego. Śrutem jest ogólnie nazywana ta frakcja masowa niezwiązanego materiału włóknistego, która nie przechodzi przez sito o wielkości 32 μm.

W rozwłókniających urządzeniach do wytwarzania wełny mineralnej z czterema wirnikami droga wytopu minerału jest tak zaprojektowana, aby przechodzić od jednego wirnika do następnego, tak że

PL 199 609 B1 każdy wirnik jest uderzany przez strumień stopionych kropel albo kaskadę kropel. Strumień stopionych kropel albo kaskada kropel uderza w wirnik tylko raz pod względnie małym kątem padania, tak że odpowiednia ilość wytopu jest przenoszona do przodu z jednego do kolejnego wirnika z szeregu.

Tradycyjne rozwłókniające urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej typu z wirnikiem przędzalniczym często posiadały sprawność, liczoną jako ilość wytworzonego materiału włóknistego, to znaczy wełny mineralnej, w stosunku do ilości podawanego wytopu, poniżej 80%. Zwykle wełna mineralna zawiera 55 do 75% włókien, a resztę stanowi niepożądany śrut. Wydajność produkcyjna wełny mineralnej była zwiększana poprzez podawanie większej ilości wytopu do jednego rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Jeśli wydajność rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej zostanie w ten sposób przekroczona, to zmniejszy to utrzymywanie, które zapewniają dostarczanemu wytopowi minerału powierzchnie okładziny wirników, a na wirnikach formowane będą zbyt grube pierścienie wytopu minerału. Z powodu słabego utrzymywania wytop minerału nie będzie wystarczająco przyspieszał od jednego wirnika do następnego, co spowoduje zwiększone wytwarzanie śrutu i gorszą jakość włókien mineralnych. Z tego powodu próby zwiększenia wydajności rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej poprzez zwiększenie ilości dostarczanego wytopu spowodowały uzyskanie znacznie gorszej jakości materiału włóknistego, to znaczy zwiększyły udział śrutu w wytworzonej wełnie mineralnej, a równocześnie zmniejszyły sprawność rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej.

Czyniono także próby zwiększenia zdolności produkcyjnej przy wytwarzaniu wełny mineralnej poprzez umieszczenie kilku rozwłókniających urządzeń do wytwarzania wełny mineralnej jedno przy drugim, tak że wszystkie rozwłókniające urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej posiadały wytop pochodzący z jednego pieca do topienia. Zastosowanie kilku rozwłókniających urządzeń do wytwarzania wełny mineralnej ustawionych jedno obok drugiego powoduje to, że mata z włókien mineralnych gromadzących się na elemencie zbierającym staje się o wiele szersza niż zwykle. Przy zwiększeniu wydajności tego rodzaju jest więc konieczna wymiana wyposażenia linii produkcyjnej, takiego jak elementy zbierające, przenośniki, i tym podobne. Dodatkowo, zapewnienie łagodnego podawania wytopu z jednego pieca do topienia na kilka rozwłókniających urzą dzeń do wytwarzania wełny mineralnej byłoby skomplikowanym celem, co łatwo powodowałoby przeciążenia jednego albo większej ilości rozwłókniających urządzeń do wytwarzania wełny mineralnej, równocześnie zmniejszając jakość wytworzonej wełny mineralnej.

Innym problemem występującym przy stosowaniu kilku rozwłókniających urządzeń do wytwarzania wełny mineralnej umieszczonych jedno obok drugiego jest to, że automatyczne sterowanie procesem rozwłókniania obejmującym kilka rozwłókniających urządzeń do wytwarzania wełny mineralnej stanie się skomplikowane i drogie. Zwykle wytop podawany na wirnik pierwszy i nakładanie spoiwa na wirniki rozwłókniające jest sterowane poprzez pomiar zużycia mocy rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Automatyczne sterowanie procesem staje się tym bardziej skomplikowane i trudniejsze do wykonania im więcej rozwłókniających urządzeń do wytwarzania wełny mineralnej stosuje się w procesie.

Dobrze wiadomo, że istnieje wiele różnych zastosowań dla wełny mineralnej. Jest ona wykorzystywana, oprócz innych zastosowań, jako materiał izolacyjny w budownictwie, na przykład w ekranach akustycznych, oraz do różnych typów izolacji technicznych. Pożądana jest możliwość wytwarzania wełny mineralnej dla różnych zastosowań, o różnych właściwościach odpowiednich dla każdego wyrobu. Na przykład, wełna mineralna do izolowania rur i tym podobnych może korzystnie składać się głównie z gęstych i grubych włókien mineralnych. Z drugiej strony cienkie włókna mineralne zapewniają dobre właściwości izolacyjne i dlatego są one szczególnie odpowiednie do wytwarzania wełny mineralnej stosowanej w budownictwie.

Czasami pożądane jest wytwarzanie wełny mineralnej zawierającej zarówno cienkie jak i krótkie włókna mineralne, które zapewniają dobrą izolacyjność cieplną, oraz grube i długie włókna mineralne, które zapewniają wytrzymałość. Obecnie jest to realizowane w taki sposób, że wytwarzane są dwie oddzielne maty z wełny mineralnej o różnych właściwościach, zaczynając od dwóch wytopów minerału. Te maty z wełny mineralnej są następnie umieszczane jedna na drugiej i są tak przetwarzane, że uzyskuje się produkt końcowy z dwoma albo większą ilością „warstw” o różnej jakości wełny mineralnej. Ta praktyka nie zapewnia włókien mineralnych o różnych pożądanych właściwościach równomiernie rozproszonych w ostatecznym produkcie.

Wspomniane powyżej niedogodności zwiększają koszty produkcji i/lub zmniejszają jakość wytworzonej wełny mineralnej, kiedy celem jest zwiększona wydajność produkcji.

PL 199 609 B1

Z tego powodu celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu i urzą dzenia do wytwarzania wełny mineralnej, w których wspomniane powyżej niedogodności są zminimalizowane.

Tak więc celem jest zapewnienie sposobu i urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, które umożliwiały uzyskanie zwiększonej wydajności produkcji przy wytwarzaniu wełny mineralnej bez pogorszenia jakości włókien wełny mineralnej.

Drugim celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie sposobu i urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, które umożliwiłyby uzyskanie zwiększonej wydajności przy wykorzystaniu linii produkcyjnych o normalnej szerokości.

Trzecim celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie sposobu i urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej pozwalających na uzyskanie materiału włóknistego o rozmiarze i udziale śrutu w nim zawartego mniejszych niż przy tradycyjnym wytwarzaniu wełny mineralnej.

Dalszym celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, które umożliwia wytwarzanie wełny mineralnej o różnych właściwościach.

Sposób wytwarzania wełny mineralnej, według niniejszego wynalazku, w urządzeniu rozwłókniającym zawierającym obracające się wirniki do formowania wytopu minerału we włókna, z których wirnik pierwszy i drugi obracające się w kierunku siebie nawzajem tworzą parę górną wirników, a co najmniej jeden wirnik jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, polega na tym, że wytop minerału podaje się z pieca do topienia czy podobnego urządzenia w postaci strumienia wytopu skierowanego w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, po czym wytop minerału wyrzuca się na zewnątrz z powierzchni okładziny wirnika pierwszego w postaci kaskady kropel w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego, a pierwszą część wytopu minerału formuje się we włókna na wirniku drugim i zdmuchuje się z wirnika, i drugą część wytopu minerału wyrzuca się na zewnątrz z wirnika drugiego w postaci kaskady kropel, a charakteryzuje się tym, że co najmniej 60% wagowych kaskady kropel wyrzucanej na zewnątrz z wirnika drugiego kieruje się na powierzchnię okładziny wirnika pierwszego i w położenie drugie poniżej położenia pierwszego na powierzchni okładziny, a część wytopu minerału formuje się we włókna na wirniku pierwszym i zdmuchuje się z wirnika, i wytop minerału uformowany we włókna zdmuchuje się z powierzchni okładziny wirnika za pomocą elementów zdmuchujących wirnika pierwszego z pary górnej wirników.

Korzystnie, środek strumienia wytopu prowadzi się na powierzchnię okładziny rozwłókniającego wirnika pierwszego uderzając w pobliże najwyższego punktu wirnika, korzystnie w sektorze 0° do 30°, patrząc od najwyższego punktu wirnika do przodu w kierunku obrotu wirnika, a typowo w sektorze 0° do 15°.

Korzystnie, włókna zdmuchuje się z obszaru zlokalizowanego na obwodzie pierwszym wirnika, na długości 30 do 70%, a korzystnie 50 do 70% jego obwodu.

Korzystnie, włókna na wirniku pierwszym z pary górnej wirników zdmuchuje się osiowo w sektorze 10° do 50°, a korzystnie 25° do 35° obwodu wirnika pierwszego.

Korzystnie, na włókna zdmuchiwane z wirnika pierwszego nakłada się spoiwo.

Korzystnie, dostarcza się wytop dodatkowy minerału w postaci strumienia drugiego wytopu, który kieruje się w położenie drugie na powierzchni okładziny obracającego się wirnika pierwszego z pary górnej wirników albo kieruje się na powierzchnię okładziny obracającego się wirnika drugiego z pary górnej wirników.

Korzystnie, wytopy ze strumieni wytopów pierwszego i drugiego wytwarza się z różnymi składami chemicznymi i/lub różnymi właściwościami chemicznymi i/lub fizycznymi, takimi jak lepkość, temperatura i napięcie powierzchniowe.

Urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej, według niniejszego wynalazku, zawiera obracające się wirniki do formowania wytopu minerału we włókna, z których wirnik pierwszy i drugi obracające się w kierunku siebie nawzajem tworzą parę górną wirników, a co najmniej jeden wirnik jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, przy czym wirnik pierwszy z pary górnej wirników ma powierzchnię okładziny, w kierunku której w postaci strumienia wytopu jest podawany wytop minerału z pieca do topienia czy podobnego urządzenia, i z której wytop minerału jest wyrzucany na zewnątrz w postaci kaskady kropel w kierunku wirnika drugiego z pary górnej wirników, a rozwłókniający wirnik drugi z pary górnej wirników ma powierzchnię okładziny, na której część wytopu minerału jest formowana we włókna, i z której część wytopu minerału jest wyrzucana na zewnątrz w postaci kaskady kropel, i elementy zdmuchujące do zdmuchiwania włókien z powierzchni okładzin, a charakteryzuje się tym, że minimalna odległość pomiędzy powierzchniami okładzin wirników pierwszego i drugiego z pary górnej wirników wynosi 5 do 15 mm, a typowo 9 do 11 mm, a wirnik pierwszy

PL 199 609 B1 z pary górnej wirników ma elementy zdmuchują ce do zdmuchiwania wytopu minerału uformowanego we włókna z powierzchni okładziny wirnika.

Korzystnie, urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że wirniki pierwszy i drugi z pary górnej wirników są ustawione względem siebie nawzajem prowadząc uderzenie głównej części kaskady kropel wyrzucanej na zewnątrz z powierzchni okładziny wirnika drugiego na powierzchnię okładziny wirnika pierwszego.

Korzystnie, najwyższy punkt wirnika drugiego jest usytuowany na poziomie ±10°, a korzystnie ±5° od poziomu najwyższego punktu wirnika pierwszego.

Korzystnie, najwyższe punkty wirników pierwszego i drugiego są usytuowane na tym samym poziomie.

Korzystnie, elementy zdmuchujące są umieszczone na obwodzie wirnika pierwszego na długości 30 do 70%, a korzystnie 50 do 70% jego obwodu.

Korzystnie, elementy zdmuchujące są umieszczone na obwodzie wirnika pierwszego na długości 350 do 750 mm, a korzystnie 450 do 650 mm.

Korzystnie, zdmuchiwanie przez elementy zdmuchujące na wirniku pierwszym z pary górnej wirników jest zlokalizowane osiowo w sektorze 10° do 50°, a korzystnie 25° do 35° obwodu wirnika pierwszego.

Korzystnie, elementy zdmuchujące są umieszczone na obwodach innych wirników na długości 40 do 80% odpowiedniego wirnika.

Korzystnie, całkowita długość elementów zdmuchujących wynosi 1500 do 3500 mm, a korzystniej 2000 do 3000 mm.

Korzystnie, wirnik trzeci jest umieszczony poniżej pary górnej wirników z prowadzeniem uderzenia wytopu minerału wyrzucanego do dołu ze szczeliny pomiędzy wirnikami z pary górnej wirników na powierzchnię okładziny wirnika trzeciego w pobliże najwyższego punktu wirnika trzeciego w sektorze 60°, a korzystnie 25° do 40° od najwyższego punktu wirnika do przodu w kierunku obrotu wirnika.

Korzystnie, prędkość zdmuchiwania na wirnikach wynosi 80 do 330 m/s, a korzystnie 100 do 250 m/s.

Korzystnie, prędkość obwodowa wirników jest mniejsza niż 330 m/s, a korzystnie wynosi 30 do 250 m/s.

Korzystnie, powierzchnie okładzin wirników pierwszego i drugiego są rowkowane.

Korzystnie, powierzchnie okładzin wirników trzeciego i/lub czwartego są rowkowane.

Korzystnie, urządzenie ma otwarty profil.

Korzystnie, elementy regulacyjne do kierowania wytopu minerału w położenie pierwsze na powierzchni okładziny wirnika pierwszego są umieszczone powyżej pary górnej wirników.

Korzystnie, urządzenie zawiera elementy do kierowania strumienia drugiego wytopu w położenie drugie na powierzchni okładziny wirnika pierwszego z pary górnej wirników albo na powierzchnię okładziny wirnika drugiego z pary górnej wirników.

Podczas testowania nowych sposobu i urządzenia według niniejszego wynalazku niespodziewanie odkryto, że możliwe jest zwiększenie wydajności produkcyjnej przy wytwarzaniu włókien wełny mineralnej bez pogarszania jakości włókien, poprzez umieszczenie wirników pierwszego i drugiego wystarczająco blisko siebie nawzajem w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej zawierającym co najmniej trzy, a korzystnie cztery wirniki. Uzyskano to dzięki rozwłókniającemu wirnikowi pierwszemu, a jakość włókien mineralnych uformowanych na wirniku pierwszym równa się tej dla włókien mineralnych uformowanych na innych wirnikach.

Niniejszy wynalazek jest odpowiedni do wytwarzania wełny mineralnej. W tym kontekście termin „wełna mineralna” oznacza materiał w postaci włókien, taki jak wełna żużlowa, wełna kamienna, wata żużlowa, wata szklana i inne podobne materiały wykonane z surowców nieorganicznych. Dzięki niniejszemu wynalazkowi wełna mineralna może być korzystnie wykonana z wytopu minerału, w którym udział głównych składników może się zmieniać w następujący sposób:

Składnik	Udział w %
1	2
SiO2	35 - 73
TiO2	0 - 8
AI2O3	0 - 25

PL 199 609 B1 cd. tabeli

1	2
FeO	0 - 15
MgO	0 - 30
CaO	0 - 40
Na2O	0 - 18
K2O	0 - 10
P2O5	0 - 6
B2O3	0 - 10

Według postaci wykonania niniejszego wynalazku wytop minerału jest dostarczany z pieca do topienia w postaci strumienia wytopu posiadającego pewną szerokość w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny obracającego się wirnika pierwszego. Dostarczany strumień wytopu jest korzystnie tak wąski, okrągły i masywny jak to jest tylko możliwe. W praktyce średnica strumienia wytopu w większości przypadków wynosi około 20 do 30 mm. W celu osiągnięcia optymalnego doprowadzania wytopu, inaczej mówiąc tak aby wytop minerału uzyskał najlepsze możliwe utrzymywanie na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, środek strumienia wytopu korzystnie uderza w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego w położeniu, które jest tak bliskie najwyższego punktu wirnika pierwszego jak to jest tylko możliwe, zasadniczo bez rozbryzgiwania dostarczanego wytopu. W korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku środek strumienia wytopu uderza w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego w sektorze 0° - 30°, a korzystnie 0° - 15°, patrząc z najwyższego punktu wirnika w kierunku obrotu wirnika.

Zasadniczo cały strumień wytopu uderzający w położenie pierwsze na powierzchni okładziny wirnika pierwszego jest następnie wyrzucany w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego w postaci kaskady kropel zawierające krople wytopu o różnym rozmiarze i postaci. Kaskada kropel posiada pewną szerokość w kierunku obwodowym wirnika, kiedy uderza ona w powierzchnię okładziny wirnika drugiego, co jest spowodowane faktem, że strumień wytopu posiada pewną szerokość kiedy uderza w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego, oraz tym, że różne części strumienia wytopu uderzają w różne punkty na powierzchni okładziny. Dodatkowo, poszczególne krople wytopu pozostają na okresy o róż nej dł ugoś ci na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, zanim zostaną one wyrzucone na zewnątrz. W rezultacie, są one wyrzucane z różnych punktów powierzchni okładziny wirnika pierwszego w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego.

Kierunek obrotu wirnika drugiego jest przeciwległy do tego dla wirnika pierwszego. Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania niniejszego wynalazku, kaskada kropel z wirnika pierwszego uderza w powierzchnię okładziny wirnika drugiego tak blisko jak to jest tylko możliwe najwyższego punktu wirnika drugiego, bez powodowania większych rozprysków. Zwykle im wyżej kaskada kropel uderza w powierzchnię okł adziny wirnika drugiego, tym lepsze bę dzie utrzymywanie kropel wytopu na powierzchni okładziny. Kiedy wytop minerału jest dobrze utrzymywany na powierzchni okładziny wirnika drugiego, wydajność rozwłókniania wirnika drugiego także się zwiększa, a równocześnie zwiększa się wydajność całego rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej.

Według niniejszego wynalazku wirniki pierwszy i drugi obracające się w kierunku siebie nawzajem tworzą parę górną wirników. W korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku wirniki pierwszy i drugi są umieszczone tak, że ich najwyższe punkty znajdują się poziomo w przybliżeniu na tym samym poziomie. Jednak, kiedy jest to wymagane, najwyższe punkty wirników pierwszego i drugiego mogą się także znajdować na różnych poziomach. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, najwyższy punkt wirnika drugiego może znajdować się na poziomie ±10°, a korzystnie ±5° od poziomu najwyższego punktu wirnika pierwszego. Kąt ten jest tak zdefiniowany, że pozioma linia przeciągnięta przez najwyższy punkt wirnika pierwszego stanowi linię bazową. Następnie, wirnik drugi jest tak umieszczony, że linia przeciągnięta przez najwyższe punkty wirnika pierwszego i drugiego tworzy pożądany kąt ze wspomnianą linią bazową, kiedy wirnik pierwszy i drugi są umieszczone wystarczająco blisko siebie nawzajem. Wirnik drugi może być umieszczony tak, że jego najwyższy punkt będzie się znajdował na wyższym poziomie niż najwyższy punkt wirnika pierwszego.

Według postaci wykonania niniejszego wynalazku ta część wytopu minerału, która nie jest utrzymywana na powierzchni okładziny wirnika drugiego, oraz która nie została uformowana we włókna miPL 199 609 B1 neralne, będzie wyrzucona z powrotem w kierunku położenia drugiego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, znajdującego się poniżej położenia pierwszego. Położenie drugie jest zlokalizowane na powierzchni okładziny wirnika pierwszego powyżej środka wirnika. Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku wirniki pierwszy i drugi są umieszczone tak blisko siebie nawzajem, że zasadniczo cały wytop minerału, który nie jest utrzymywany na wirniku drugim, będzie wyrzucony z powrotem jako kaskada kropel w kierunku powierzchni okł adziny wirnika pierwszego. Wedł ug wynalazku, minimalna odległość pomiędzy wirnikiem pierwszym i wirnikiem drugim wynosi 5 do 15 mm, a korzystnie 9 do 11 mm.

Tak więc, w korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku główna część tej kaskady kropel, która jest wyrzucana z wirnika drugiego, ma być celowo wyrzucana z powrotem w kierunku powierzchni okładziny wirnika pierwszego w położeniu drugim, znajdującym się poniżej położenia pierwszego na powierzchni okładziny. Tutaj ta część wytopu minerału, która nie jest utrzymywana na powierzchni okładziny wirnika drugiego, ale jest wyrzucana z powrotem w kierunku wirnika pierwszego, jest traktowana jako kaskada kropel. Ta kaskada kropel nie zawiera włókien i ewentualnego śrutu, które są formowane na drugim wirniku. Główna część kaskady kropel zawiera co najmniej 60% wagowych tej kaskady kropel, która jest wyrzucana z wirnika drugiego, korzystnie co najmniej 75% wagowych, a najkorzystniej co najmniej 90% wagowych.

Według wynalazku krótka odległość pomiędzy wirnikiem pierwszym i wirnikiem drugim umożliwia wytopowi minerału wyrzucanemu z powrotem z wirnika drugiego uderzenie w wirnik pierwszy i dobre utrzymywanie na powierzchni okładziny wirnika pierwszego. Na powierzchni okładziny wirnika drugiego wytop minerału uzyskał większą prędkość, z którą został on rzucony z powrotem na wirnik pierwszy. Oznacza to, że wytop minerału wyrzucany z wirnika drugiego będzie uderzał w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego w położeniu drugim z siłą uderzenia, która jest znacznie większa niż dla wytopu minerału, który uderza w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego w położeniu pierwszym na dopuście wytopu. Konkretnie, podczas podawania wytopu wytop minerału jest dostarczany z pieca do topienia poprzez rynnę do podawania wytopu w kierunku powierzchni okładziny wirnika pierwszego, dzięki czemu tylko siła ciążenia przyspiesza wytop minerału, który uderza w powierzchnię okładziny ze względnie małą prędkością.

Według wynalazku, wytop minerału może być także kilka razy rzucony w tył i w przód pomiędzy wirnikiem pierwszym i drugim, zanim wytop ten, który nie jest formowany we włókna mineralne, zostanie wyrzucony do dołu z pary górnej wirników w postaci kaskady kropel.

Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, obracający się wirnik trzeci jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, która jest tworzona przez wirniki pierwszy i drugi. Wirnik trzeci jest tak umieszczony, że skierowana do dołu kaskada kropel z pary górnej wirników uderza w jego powierzchnię okładziny tak wysoko jak to jest tylko możliwe, bez żadnego szczególnego rozbryzgiwania. Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, wirnik trzeci jest tak umieszczony, że kaskada kropel z pary górnej wirników uderza w powierzchnię okładziny wirnika trzeciego w obrębie sektora, który jest węższy niż 60°, korzystnie w obrębie sektora pomiędzy 25° i 40°, przy czym sektor oznacza sektor w kierunku obracania się wirnika od linii przeciągniętej przez elementy wirnika pierwszego i trzeciego. Według niniejszego wynalazku, wirnik trzeci będzie przyjmował w postaci kaskady kropel zasadniczo cały wytop minerał u, który nie został uformowany we wł ókna mineralne na parze górnej wirników.

Według niniejszego wynalazku korzystne jest, jeśli kaskada kropel z pary górnej wirników skierowana w kierunku wirnika trzeciego jest tak wąska jak to jest tylko możliwe. Korzystne jest także, jeśli ilość kropel wytopu jest większa niż ta część kaskady kropel, która uderza w powierzchnię okładziny wirnika trzeciego w punkcie zlokalizowanym wysoko. Rozrzut kaskady kropel może być zminimalizowany między innymi poprzez zmienianie rozmiarów wirników i odległości pomiędzy wirnikami pierwszym i drugim w parze górnej wirników.

Korzystnie, obok wirnika trzeciego może być umieszczony wirnik czwarty. Wirnik czwarty będzie więc tworzył wraz z wirnikiem trzecim parę dolną wirników, w której wirniki obracają się w kierunku siebie nawzajem. Wirnik czwarty jest tak umieszczony, że kaskada kropel z wirnika trzeciego uderza w jego powierzchnię okładziny tak wysoko jak to jest tylko możliwe. Według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, ta część wytopu minerału, która nie jest wystarczająco dobrze utrzymywana na powierzchni okładziny wirnika czwartego, może być wyrzucona z powrotem w kierunku powierzchni okładziny wirnika trzeciego, gdzie może być ona uformowana we włókna mineralne.

PL 199 609 B1

Według wynalazku, wytop minerału może być także przerzucany kilka razy do przodu i do tyłu pomiędzy wirnikiem trzecim i czwartym, zanim główna część wytopu minerału zostanie uformowana we włókna mineralne.

Według dalszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, korzystne jest dostarczanie wytopu minerału do obu wirników z pary górnej wirników. Wytop minerału jest dostarczany na powierzchnie okładzin pary górnej wirników w postaci dwóch zasadniczo oddzielnych strumieni wytopu. Strumienie wytopu, które są dostarczane, mogą być dostarczane z tego samego pieca do topienia albo z dwóch różnych pieców do topienia. W celu zapewnienia optymalnego dostarczania wytopu, to znaczy zapewnienia, że wytopy będą utrzymywane tak dobrze jak to jest tylko możliwe na powierzchniach okładzin wirników, strumienie wytopu korzystnie uderzają w powierzchnie okładzin wirników w położeniach, które są tak bliskie najbliższych punktów wirników jak to jest tylko możliwe, bez powodowania szczególnego rozbryzgiwania wytopu. Nie jest konieczne, aby strumienie masowe zastosowanych strumieni wytopów były równe, możliwe jest dostarczanie większej ilości wytopu do jednego wirnika niż do drugiego. Możliwe jest okresowe dostarczanie wytopu, najpierw do wirnika pierwszego, a następnie do wirnika drugiego. Nie jest konieczne przerywanie procesu rozwłókniania podczas zmieniania dostarczania wytopu z jednego wirnika do drugiego. Możliwe jest także dostarczanie wytopu równocześnie do obu wirników z pary górnej wirników.

Dostarczanie wytopu minerału do obu wirników z pary górnej wirników zapewnia lepsze możliwości zmieniania właściwości wytwarzanego materiału włóknistego. Można, na przykład, dostarczać do pary górnej wirników wytopy minerału o różnych lepkościach albo o różnym składzie chemicznym.

Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, korzystne jest dostarczanie wytopu minerału w postaci dwóch strumieniu wytopu w kierunku wirnika pierwszego z pary górnej wirników. Dostarczanie strumieni wytopu może być zapewniane z tego samego pieca do topienia albo z dwóch róż nych pieców do topienia. Tak wię c, moż liwe jest dostarczanie jednego strumienia wytopu w kierunku obu powierzchni okładzin wirnika pierwszego i wirnika drugiego z pary górnej wirników rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, albo dostarczanie dwóch strumieni wytopu w kierunku powierzchni okładziny wirnika pierwszego rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej.

Według jednego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, sposób wytwarzania włókien mineralnych za pomocą rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej zawierającego obracające się wirniki do formowania włókien z wytopu minerału dostarczanego na powierzchnię okładziny wirnika, z których pierwszy i drugi wirnik obracające się w kierunku siebie nawzajem są umieszczone jeden obok drugiego, tak że tworzą one parę górną wirników, a co najmniej jeden wirnik, korzystnie para wirników, jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, polega na tym, że podaje się wytop minerału z pieca do topienia albo podobnego urządzenia w postaci strumienia wytopu w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny pierwszego obracającego się wirnika z pary górnej wirników, oraz podaje się wytop dodatkowy minerału w postaci strumienia drugiego wytopu w kierunku położenia drugiego na powierzchni okładziny pierwszego obracającego się wirnika z pary górnej wirników, albo w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny drugiego obracającego się wirnika z pary górnej wirników.

Według przykładu wykonania niniejszego wynalazku, rozwłókniające urządzenie do wytwarzania włókien wełny mineralnej zawiera obracające się wirniki do formowania wytopu minerału we włókna, z których wirniki pierwszy i drugi obracające się w kierunku siebie nawzajem tworzą parę górną wirników, a co najmniej jeden wirnik, korzystnie para wirników, jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, oraz elementy do dostarczania wytopu minerału w postaci strumienia pierwszego wytopu z pieca do topienia albo podobnego urządzenia w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego z pary górnej wirników, oraz elementy zdmuchujące do zdmuchiwania włókien z powierzchni okładzin wirników.

Ponadto, rozwłókniające urządzenie zawiera elementy do dostarczania strumienia drugiego wytopu w kierunku położenia drugiego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego z pary górnej wirników, albo w kierunku położenia na powierzchni okładziny wirnika drugiego z pary górnej wirników.

Dostarczanie wytopu minerału jako dwóch zasadniczo oddzielnych strumieni wytopu umożliwia wykorzystanie dwóch różnych wytopów minerału przy formowaniu włókien w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej, dzięki czemu uzyskana wełna mineralna będzie zawierała włókna mineralne o różnych właściwościach, względnie równomiernie rozproszone w całym materiale wełny mineralnej.

PL 199 609 B1

Według przykładu wykonania wynalazku, wytop minerału jest dostarczany równocześnie zarówno w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, jak i w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika drugiego. Ponadto, kiedy jest to pożądane dostarczanie może być ciągłe albo okresowe, albo okresowo ciągłe i okresowo okresowe, w kierunku położenia drugiego na wirniku pierwszym. Jeśli jest to pożądane, dostarczanie może być także skierowane przez dłuższe okresy w kierunku jednego z wirników, a przez krótsze okresy w kierunku wirnika drugiego.

Według przykładu wykonania niniejszego wynalazku, wytop minerału jest dostarczany z pieca do topienia w postaci dwóch strumieni wytopu w kierunku położenia pierwszego i położenia drugiego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego. Korzystnie, położenia pierwsze i drugie znajdują się, patrząc osiowo, obok siebie na powierzchni okładziny wirnika pierwszego. Jednak, alternatywnie, mogą się one znajdować jedno za drugim w kierunku obwodowym wirnika, to znaczy tak, że znajdują się one jedno za drugim patrząc z najwyższego punktu wirnika wzdłuż powierzchni okładziny w kierunku obracania się wirnika. Zarówno pierwsze, jak i położenie drugie powinny być zlokalizowane tak wysoko na powierzchni okładziny wirnika jak to jest tylko możliwe, tak że wytop minerału może być w najlepszy możliwy sposób utrzymywany na powierzchni okładziny wirnika. Według preferowanego korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, środek co najmniej jednego strumienia wytopu uderza w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego w sektorze 0° - 30°, a korzystnie 0° - 15°, patrząc od najwyższego punktu wirnika w kierunku obrotu wirnika.

Pierwsza kaskada kropel z wirnika pierwszego uderza w powierzchnię okładziny wirnika drugiego w pobliżu najwyższego punktu wirnika drugiego, jednak bez powodowania rozbryzgiwania, oraz tak, że krople wytopu z pierwszej kaskady kropel nie będą kolidowały z dostarczaniem ewentualnego drugiego wytopu minerału w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego. Zwykle im wyżej pierwsza kaskada kropel uderza w powierzchnię okładziny wirnika drugiego, tym lepiej powierzchnia okładziny wirnika drugiego utrzymuje krople wytopu. Kiedy wytop minerału jest dobrze utrzymywany na powierzchni okładziny wirnika drugiego, wtedy wydajność rozwłókniająca wirnika drugiego się zwiększa, a równocześnie zwiększa się wydajność całego rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej.

Według korzystnego przykładu realizacji wynalazku, drugi wytop minerału może być dostarczany z tego samego albo z drugiego pieca do topienia w postaci strumienia drugiego wytopu skierowanego w stronę położenia pierwszego na powierzchni okładziny obracającego się wirnika drugiego. Korzystne jest, aby położenie pierwsze na powierzchni okładziny wirnika drugiego znajdowało się tak blisko najwyższego punktu wirnika drugiego jak to jest tylko możliwe, tak aby strumień drugi dostarczanego wytopu minerału był dobrze utrzymywany na powierzchni okładziny wirnika drugiego. Według preferowanego przykładu wykonania wynalazku, środek strumienia drugiego wytopu uderza w powierzchnię okładziny wirnika drugiego w sektorze 0° - 30°, a korzystnie 0° - 15°, patrząc z najwyższego punktu wirnika w kierunku obrotu wirnika.

Drugi wytop minerału dostarczany w postaci strumienia drugiego wytopu w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika drugiego także będzie utrzymywany na powierzchni okładziny, a następnie część tego wytopu jest wyrzucana na zewnątrz w postaci drugiej kaskady kropel, która także składa się z kropel wytopu o różnym rozmiarze i postaci oraz posiada pewną szerokość. Kaskada kropel może być tak ustawiona, aby była wyrzucana w kierunku powierzchni okładziny wirnika pierwszego albo w kierunku jednego z tych wirników, które znajdują się poniżej pierwszej pary wirników. Jeśli druga kaskada kropel jest wyrzucana w kierunku wirnika pierwszego, wtedy korzystnie uderza ona w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego tak wysoko jak to jest tylko możliwe, jednak tak, że nie powoduje ona żadnego rozbryzgiwania, albo tak, że nie będzie ona kolidowała z dostarczaniem strumienia pierwszego wytopu minerału w pierwsze położenie na powierzchni okładziny wirnika pierwszego.

Zgodnie z opisanym preferowanym korzystnym przykładem wykonania, odległość pomiędzy wirnikami jest taka, że zasadniczo cały wytop minerału, który jest dostarczany w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika drugiego i nie jest utrzymywany na tym wirniku drugim, jest wyrzucany na zewnątrz w kierunku wirnika pierwszego w postaci kaskady kropel. W podobny sposób, duża część strumienia drugiego wytopu minerału, która została wyrzucona na zewnątrz z wirnika drugiego i nie jest utrzymywana na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, zostanie rzucona z powrotem w postaci kaskady kropel w kierunku położenia drugiego uderzenia na powierzchni okładziny wirnika drugiego.

PL 199 609 B1

Według niniejszego wynalazku możliwe jest także dostarczanie więcej niż dwóch strumieni wytopu w kierunku pary górnej wirników. Jest, na przykład, możliwe dostarczanie dwóch strumieni wytopu w kierunku powierzchni okładziny wirnika pierwszego, a dalszego strumienia wytopu w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego, albo vice versa.

Według wynalazku dwa strumienie wytopu minerału, które są dostarczane w kierunku pary górnej wirników, mogą pochodzić zarówno z jednego pieca do topienia jak i z różnych pieców do topienia. Jeśli oba strumienie wytopu pochodzą z tego samego pieca, wtedy strumień drugi wytopu może być ochłodzony przed jego dostarczeniem w kierunku pary górnej wirników, jeśli jest to wymagane. Ochłodzenie zmienia lepkość wytopu minerału, dzięki czemu zmienią się także właściwości wytopu minerału przy formowaniu włókien. Cieplejszy wytop minerału wytwarza cienkie i krótkie włókna mineralne, zapewniając, oprócz innych rzeczy, dobre właściwości izolacyjności cieplnej wytworzonej wełny mineralnej. Z drugiej strony ochłodzony wytop minerału wytwarza grube i długie włókna mineralne, które zapewniają ulepszone właściwości wytrzymałości wytworzonej wełny mineralnej. Tak więc, możliwe jest wytwarzanie włókien mineralnych dwóch różnych rodzajów z jednego wytopu minerału, co zapewnia następnie uniwersalne właściwości fizyczne wytworzonej wełny mineralnej, które mogą być dostosowane do wymagań ostatecznego użytkownika.

Według powyższego opisu, dostarczanie wytopu może być więc wykonywane w kierunku powierzchni okładzin zarówno pierwszego jak i wirnika drugiego. Wytop może być dostarczany do dwóch wirników w sposób ciągły, albo jeśli jest to pożądane okresowo, tak że wytop minerału jest najpierw dostarczany w postaci strumienia wytopu w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego przez dany okres, a następnie dostarczanie wytopu w kierunku powierzchni okładziny wirnika pierwszego jest przerywane, a inicjowane jest dostarczanie wytopu w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika drugiego. Po upłynięciu danego okresu dostarczanie wytopu w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego jest przerywane, a rozpoczyna się dostarczanie wytopu w kierunku wirnika pierwszego. Zwykle okres, podczas którego wytop minerału jest dostarczany do odpowiedniego wirnika, jest względnie krótki, to znaczy częstotliwość zmieniania dostarczania wytopu pomiędzy wirnikiem pierwszym a drugim jest duża. Częstotliwość dostarczania wytopu zależy, na przykład, od tego jakie właściwości ma posiadać wełna mineralna. Częstotliwość dostarczania wytopu może być swobodnie zmieniana zgodnie z wymaganiami. Dostarczanie wytopu może być także wykonywane z przerwami, jeśli jest to wymagane.

Przykładem możliwości oferowanych przez niniejszy wynalazek jest to, że pierwszy wytop minerału, tak zwany wytop bazowy, może być doprowadzony w pierwsze położenie na powierzchni okładziny wirnika pierwszego, dzięki czemu ten wytop bazowy ma względnie stały skład chemiczny i lepkość. Następnie drugi wytop minerału, tak zwany wytop dodatkowy, jest doprowadzany w kierunku położenia drugiego na powierzchni okładziny wirnika drugiego, dzięki czemu skład tego wytopu dodatkowego może być wybrany zgodnie z pożądanymi właściwościami wytworzonej wełny mineralnej. Alternatywnie, oba wytopy mogą być dostarczane w kierunku powierzchni okładziny wirnika pierwszego. Dostarczanie wytopu drugiego minerału, wytopu dodatkowego, może być zorganizowane tak, że kiedy jest to pożądane wytop drugi minerału może być łatwo zastąpiony wytopem trzecim minerału o innym składzie i/lub innych właściwościach. Powoduje to względnie prostą i gwałtowną zmianę jakości wytworzonej wełny mineralnej.

Według wynalazku możliwe jest dostarczanie w obu strumieniach wytopu równych ilości wytopu minerału w kierunku obu wirników z pary górnej wirników, inaczej mówiąc oba strumienie wytopu mogą posiadać zasadniczo taki sam przepływ masowy. Jednak jeśli jest to pożądane, oba strumienie wytopu mogą równie dobrze dostarczać różne ilości wytopu w kierunku wirników z pary górnej wirników. Ma to miejsce, na przykład, wtedy, kiedy różne wytopy minerału są dostarczane do wirnika pierwszego i do wirnika drugiego, dzięki czemu wytop pierwszy minerału jest wytopem bazowym, a wytop drugi jest wytopem dodatkowym. Następnie, przepływy masowe strumieni wytopu mogą być tak zwymiarowane, aby uzyskana wełna mineralna zawierała włókna mineralne pochodzące z wytopu bazowego i wytopu dodatkowego we właściwych proporcjach, tak że uzyskane są pożądane właściwości wełny mineralnej.

W celu uzyskania pożądanych właściwości wełny mineralnej można wykorzystać sterowanie przepływem masowym wytopu dodatkowego i/lub wytopu bazowego, nawet kiedy oba dostarczane strumienie wytopu mają ten sam skład chemiczny. Poprzez zastosowanie dwóch wytopów minerału o różnych lepkościach można, zgodnie z wynalazkiem, wytworzyć wełnę mineralną posiadającą odpowiednio dostosowany rozkład długości i/lub grubości włókien mineralnych.

PL 199 609 B1

Według dalszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku te wytopy minerału, które są dostarczane w kierunku pary górnej wirników, posiadają różne składy chemiczne i/lub różne właściwości chemiczne i/lub fizyczne, takie jak temperatura, lepkość i napięcie powierzchniowe. Wynikiem tego jest fakt, że w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej można równocześnie wytwarzać dwa różne rodzaje włókien mineralnych, to znaczy włókna posiadające różne właściwości chemiczne i/lub fizyczne. Niemniej jednak, ponieważ te włókna mineralne są równocześnie wykonywane w rozwł ókniają cym urzą dzeniu do wytwarzania weł ny mineralnej, zostaną one wzglę dnie równomiernie rozprowadzone w wytworzonej wełnie mineralnej. Zapewnia to dodatkową możliwość zmieniania właściwości wytworzonej wełny mineralnej w nowy i uniwersalny sposób.

Ochłodzenie strumienia wytopu zmienia jego lepkość. Jak to opisano powyżej z ochłodzonego wytopu minerału wytwarzane są względnie grube włókna mineralne, które korzystnie mogą pełnić rolę włókien wzmacniających w wełnie mineralnej. Udział tych włókien wzmacniających w wełnie mineralnej może być regulowany poprzez regulację przepływów masowych dostarczanych różnych strumieni wytopu. Dzięki niniejszemu wynalazkowi jest więc możliwe wytwarzanie wełny mineralnej, która składa się głównie z cienkich i krótkich włókien mineralnych, oraz określonego wcześniej małego udziału wytrzymałych włókien wzmacniających.

Jeśli ten sam wytop minerału jest dostarczany do obu wirników z pary górnej wirników bez chłodzenia jednego ze strumieni wytopu, zapewnia to wełnę mineralną posiadającą właściwości, które nie różnią się zasadniczo od tych dla wełny mineralnej wytworzonej w tradycyjnych rozwłókniających urządzeniach zasilanych jednym strumieniem wytopu. Jednak oddzielne dostarczanie wytopu do obu wirników z pary górnej wirników może być zastosowane, na przykład, w takich przypadkach, kiedy zastosowane jest rozwłókniające urządzenie przeznaczone dla dużej wydajności wytopu, ale kiedy z pewnych powodów całkowita ilość dostarczanego wytopu jest względnie mała, na przykład, około 5 t/h albo mniej. Oddzielne dostarczanie wytopu do obu wirników może stabilizować warunki rozwłókniania w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej, gdyż oddzielne dostarczanie strumieni wytopu na wirniki wytwarza stabilne pierścienie wytopu na obu wirnikach z pary górnej wirników.

Według dalszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku można zastosować elementy regulacyjne na zasilaniu wytopu. Elementy regulacyjne stanowi zwykle wirnik regulacyjny, który posiada znacznie mniejszą średnicę niż inne wirniki w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej. Jego średnica korzystnie wynosi około 50 do 75% średnicy wirnika pierwszego. Elementy regulacyjne są umieszczone powyżej pary pierwszej wirników, a ich zadaniem jest regulacja wytopu minerału, który jest dostarczany z pieca do topienia w postaci strumienia wytopu w korzystny sposób w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny wirnika pierwszego. Pr ędkość obwodowa środków regulacyjnych może być zmieniana, korzystnie jest względnie mała, 5 do 50 m/s, ale mogą one posiadać prędkość obrotową podobną do prędkości obrotowej innych wirników.

Rozwłókniające urządzenie według wynalazku może wykorzystywać wirniki o różnych rozmiarach. W szeregu wirników, kolejny wirnik posiada zwykle większą średnicę niż wirnik poprzedni, ale nie jest to konieczne we wszystkich przypadkach. Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku wszystkie wirniki w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej są względnie duże i dość podobne do siebie nawzajem. Wirnik pierwszy z pary górnej wirników może być względnie duży, większy niż typowo w tradycyjnych urządzeniach rozwłókniających. Wirnik pierwszy może być równie duży jak wirnik drugi, albo też w pewnych przypadkach nieco większy niż wirnik drugi. W typowym rozwł ókniają cym urzą dzeniu do wytwarzania weł ny mineralnej wedł ug wynalazku rozmiar wirnika drugiego wynosi 0,9 do 1,2, rozmiar wirnika trzeciego 0,9 do 1,3, a rozmiar wirnika czwartego 1,0 do 1,4 rozmiaru wirnika pierwszego.

Rozmiary wirników i ich wzajemne rozmieszczenie mogą być wybrane zgodnie z ilością dostarczanego wytopu, to znaczy zgodnie z pożądaną wydajnością rozwłókniającą. Im większe są wirniki, tym większa jest wydajność rozwłókniająca rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Wydajność rozwłókniająca oznacza to, jak wiele wytopu można dostarczyć do rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej do czasu jego przeciążenia. Rozwłókniające urządzenie według wynalazku jest szczególnie dobrze przystosowane do dostarczania dużych ilości wytopu, ale poprzez wybranie mniejszych rozmiarów wirników niż zwykle można je także zastosować dla mniejszych ilości wytopu.

Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, na każdym wirniku znajduje się pierścień wytopu, ale w pewnych specjalnych przypadkach rozwłókniające urządzenie może tak pra12

PL 199 609 B1 cować, że wszystkie wirniki nie posiadają ciągłego i jednolitego pierścienia wytopu na ich powierzchniach okładzin.

Dzięki wynalazkowi możliwe jest zminimalizowanie ilości wytopu opuszczającego rozwłókniające urządzenie w postaci kaskady kropel z przestrzeni pomiędzy wirnikiem trzecim i czwartym. Ta kaskada kropel powoduje głównie powstawanie śrutu i materiału niewłóknistego, więc minimalizacja tego polepszy całkowitą wydajność rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Typowa wydajność rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku wynosi około 85 do 95%, obliczone jako ilość wytworzonej wełny mineralnej podzielona przez ilość dostarczanego wytopu. Inaczej mówiąc, można zauważyć, że poprzez zastosowanie rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku możliwe jest osiągnięcie wydajności, która jest o 5 do 15 procent większa niż dla tradycyjnych rozwłókniających urządzeń, liczonej jako ilość wytworzonej wełny mineralnej podzielona przez ilość dostarczanego wytopu minerału.

W celu maksymalnego wykorzystania utrzymywania wytopu minerału na powierzchni okładziny wirnika pierwszego korzystne jest wyposażenie wirnika pierwszego w główne elementy zdmuchujące, które rozciągają się nad dużą częścią obwodu wirnika, jednak nie kolidując z dostarczaniem wytopu albo kaskady kropel. Główne elementy zdmuchujące zawierają szczeliny zdmuchujące rozmieszczone dookoła obwodu wirnika. Całkowita długość głównych elementów zdmuchujących wynosi korzystnie 30 do 70%, a korzystniej 50 do 70% obwodu wirnika pierwszego. Wtedy zwykle długość elementów zdmuchujących dookoła obwodu wirnika pierwszego wynosi zwykle 350 do 750 mm, a korzystnie 450 do 650 mm.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, zdmuchiwanie przebiega zasadniczo osiowo względem części górnej wirnika pierwszego na końcu elementów zdmuchujących, patrząc w kierunku obrotu wirnika. Osiowe zdmuchiwanie uspokaja pierścień wytopu na powierzchni okładziny wirnika, tak że pierścień wytopu jest utrzymywany nisko w położeniu pierwszym, w którym strumień wytopu uderza w powierzchnię okładziny. Równocześnie, względnie silne osiowe zdmuchiwanie będzie zmniejszało kolidujące oddziaływanie na strumień wytopu powodowane przez powietrze obracające się z wirnikiem. W korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, rejon osiowego zdmuchiwania obejmuje odległość około 10° do 50°, a korzystnie 25° do 35° na obwodzie wirnika pierwszego.

Inne wirniki rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku są korzystnie wyposażone w główne elementy zdmuchujące posiadające długość całkowitą 40 do 80% względem obwodu wirnika. W korzystnym przykładzie wykonania długość elementów zdmuchujących dookoła okładziny wirnika jest, korzystnie, tak duża jak to jest tylko możliwe bez kolidowania z dostarczaniem i wyrzucaniem wytopu minerału, to znaczy z kaskadami kropel, pomiędzy różnymi wirnikami.

Całkowita długość wszystkich elementów zdmuchujących, obejmujących elementy zdmuchujące na wirniku pierwszym, może wynosić 1500 do 3500 mm, a korzystniej 2000 do 3000 mm.

Według wynalazku, korzystne jest także zastosowanie dużej prędkości głównego zdmuchiwania dla wszystkich wirników, typowo 80 do 330 m/s, a korzystnie 100 do 250 m/s. Przyczynia się to do rozwłókniania z powierzchni okładzin wirników, a straty w postaci nierozwłóknionego materiału są zmniejszone. Według wynalazku nie jest konieczne stosowanie oddzielnego drugorzędowego zdmuchiwania, ale jest to możliwe, jeśli jest to pożądane. Drugorzędowe zdmuchiwanie może być wykonywane za pomocą oddzielnych elementów zdmuchujących po zewnętrznych stronach głównych elementów zdmuchujących i dookoła właściwego rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej.

W rozwłókniającym urzą dzeniu do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku możliwe jest zastosowanie tradycyjnych prędkości obrotowych, to znaczy prędkości obwodowych około 30 do 150 m/s, ale także prędkości o wiele większych, na przykład do 250 - 330 m/s. Stosowane prędkości obwodowe mogą być regulowane w celu dostosowania do właściwości stosowanego wytopu minerału. Na przykład, jeśli wytop minerału ma dużą lepkość, wymagana jest duża prędkość obrotowa w celu osiągnięcia zadawalającej jakości włókien. W innym przypadku, sztywny wytop nie będzie wystarczająco rozprowadzony w powierzchniach okładzin wirników, co powoduje tworzenie się dużych ilości śrutu oraz obniżenie jakości. Według niniejszego wynalazku, możliwe jest także wpływanie na właściwości fizyczne włókien mineralnych poprzez wybór prędkości obwodowych wirników. Im większa jest zastosowana prędkość obwodowa, tym cieńsze uzyskuje się włókna mineralne.

Zarówno prędkości obwodowe wirników jak i zastosowane rozmiary wirników mają wpływ na wydajność rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według wynalazku. Przy odpowiednim doborze tych parametrów, oprócz innych rzeczy, możliwe jest zastosowanie rozwłókniającePL 199 609 B1 go urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej zarówno do dostarczania mniejszych ilości wytopu, na przykład 5 t/h, zwykłych ilości wytopu, na przykład 7 t/h, jak i dla dużych ilości wytopu, na przykład 9 t/h albo wię kszych.

W korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku rozwłókniające urządzenie posiada otwarty profil czołowy. „Otwarty profil czołowy” oznacza tutaj, że rozwłókniające urządzenie nie posiada płyty czołowej, w której umieszczone są wirniki. Otwarty profil ułatwia przepływ powietrza dookoła wirników i zmniejsza szkodliwe turbulencje, które przeszkadzają rozwłóknianiu na powierzchniach okładzin wirników. Z tego powodu, otwarty profil czołowy ułatwia transport włókien z rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej w kierunku powierzchni zbierającej. W tradycyjnych rozwłókniających urządzeniach z płytą czołową wytwarzane jest duże podciśnienie, na przykład, poniżej wirnika drugiego z pary górnej wirników. Rejon ten w tradycyjnych urządzeniach rozwłókniających łatwo gromadzi zanieczyszczenia, takie jak śrut i inne pozostałości, które przywierają do płyty czołowej, od której mogą się one oderwać i na koniec znaleźć się w wytworzonej wełnie mineralnej. W rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku problemy tego rodzaju nie będą się pojawiać, dzięki otwartemu profilowi czołowemu, gdyż powietrze drugorzędowe może swobodnie przepływać pod wirnikiem drugim z pary górnej wirników z boku rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Powietrze drugorzędowe może swobodnie przepływać dookoła wszystkich wirujących wirników oraz pomiędzy parą górną i dolną wirników na odległości 0 do 400 mm, korzystnie na odległości 100 do 300 mm, a korzystniej na odległości 150 do 300 mm, mierząc od tylnych krawędzi wirującego wirnika. Tylna krawędź wirującego wirnika oznacza tutaj tą krawędź wirnika, która znajduje się najdalej od komory zbierającej i od elementów zbierających. Za pomocą rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według wynalazku posiadającego otwarty profil czołowy uzyskuje się wełnę mineralną, w której zminimalizowana jest ilość zanieczyszczeń.

W korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku co najmniej powierzchnia okładziny wirnika pierwszego i drugiego w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej jest rowkowana. Głębokość rowków może być wybrana, na przykład, w zależności od tego jak blisko siebie znajdują się dwa wirniki z pary górnej wirników. Im bliżej siebie znajdują się wirniki pierwszy i drugi w parze górnej wirników, tym głębsze mogą być rowki na powierzchniach okładzin wirników. Jednak, zwykle głębokość rowka wynosi około 0 do 4 mm, a korzystnie 1 do 3 mm. Zastosowanie rowkowanych powierzchni okładzin zapobiega zatrzymywaniu kropel wytopu w szczelinie pomiędzy wirnikiem pierwszym i drugim, gdyż rowki ułatwiają przechodzenie zarówno kropel wytopu jak i powietrza w szczelinie pomiędzy górnymi wirnikami. Rowki zwiększają także obszar powierzchni okładzin wirników, polepszają formowanie na nich włókien oraz zapobiegają rozbryzgom. Według niniejszego wynalazku, możliwe jest także wyposażenie jednego albo większej ilości innych wirników poniżej pary górnej wirników, na przykład, wirnika trzeciego i/lub czwartego, w rowki, jeśli jest to pożądane.

Nawet jeśli wirniki mogą być rowkowane, ich powierzchnie okładzin są zasadniczo płaskimi powierzchniami w osiowym kierunku wirników. Powierzchnie okładzin wirników nie są stożkowe, wypukłe, wklęsłe albo zygzakowate. Tak więc, wszystkie możliwe rowki są małymi, względnie płytkimi rowkami. W przypadku, gdyby powierzchnia okładziny wirników była rowkowana, płaszczyzna powierzchni okładziny jest tworzona przez wierzchołki rowków. W przypadku gdyby zarówno wirnik pierwszy jak i drugi były rowkowane, najmniejsza odległość pomiędzy nimi jest mierzona pomiędzy szczytami rowków.

Spoiwo jest nakładane na uformowane włókna mineralne w tradycyjny sposób, zarówno podczas formowania włókien jak też po nim. Spoiwo może być, na przykład, nakładane na włókna mineralne, które są zdmuchiwane z powierzchni okładzin wirników, za pomocą centralnych dysz umieszczonych na przednim boku wirników. Według wynalazku, spoiwo może być nakładane na wszystkich wirnikach, nawet na pierwszym wirniku.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie widok z przodu tradycyjnego rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, fig. 2 - schematycznie w jaki sposób mogą być rozmieszczone wirniki z pary górnej wirników i wirnik trzeci w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 3 - schematycznie widok z przodu korzystnego przykładu wykonania rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej do wytwarzania włókien wełny mineralnej według niniejszego wynalazku, fig. 4 - schematycznie alternatywny przykład wykonania rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej z fig. 3, fig. 5 - schematycznie alternatywny przykład wykonania niniejszego wynalazku z wytopem minerału dostarczanym w kierunku obu wirników z pary górnej wirników, fig. 6 - schematycznie inny przykł ad wykonania niniej14

PL 199 609 B1 szego wynalazku z wytopem minerału dostarczanym w postaci dwóch strumieni wytopu w kierunku wirnika pierwszego, fig. 7A - schematycznie tradycyjny sposób dostarczania wytopu minerału do rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, fig. 7B do E przedstawiają schematycznie różne przykłady wykonania według niniejszego wynalazku z kilkoma miejscami dostarczania wytopu minerału do rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, a fig. 8 przedstawia widok z przodu dalszego przykładu wykonania rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej do wytwarzania włókien wełny mineralnej według niniejszego wynalazku, z dostarczaniem kilku wytopów.

Figura 1 przedstawia schematycznie tradycyjne rozwłókniające urządzenie zawierające cztery wirniki. Droga S wytopu minerału od jednego do następnego wirnika jest tak zaprojektowana, że strumień wytopu uderza w każdy wirnik tylko raz.

Figura 2 pokazuje w jaki sposób zlokalizowany jest wirnik pierwszy i drugi z pary górnej wirników oraz wirnik trzeci w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej według korzystnego przykładu wykonania wynalazku. Wirnik pierwszy i drugi z pary górnej wirników obracają się w kierunku siebie nawzajem, a kierunki obrotu wirników są przedstawione na figurze strzałkami. Pozioma linia bazowa b jest przeciągnięta przez najwyższy punkt na wirniku pierwszym 1. Wirnik drugi 2 jest tak zlokalizowany, że linia c przeciągnięta przez najwyższe punkty a, a' na wirniku pierwszym i drugim tworzy kąt α wynoszący ±10°, a korzystnie ±5°, z linią bazową b, tak że odległość pomiędzy powierzchniami okładzin wirnika pierwszego i drugiego 1, 2 jest mała, korzystnie wynosi 5 do 15 mm, a typowo 9 do 11 mm. Według wynalazku, wirnik trzeci 3 jest umieszczony pod parą górną wirników tak, że kaskada kropel, nie pokazana na fig. 2, z pary górnej wirników będzie uderzała w powierzchnię okładziny 3' wirnika trzeciego 3 w obrębie sektora γ w kierunku obrotu wirnika trzeciego 3 od linii przeciągniętej pomiędzy środkami m i m' wirnika pierwszego i trzeciego. Sektor γ jest zwykle mniejszy niż 60°, korzystnie wynosi 25° do 40°.

Figura 2 przedstawia także sektor β, w którym środek strumienia wytopu, nie pokazany na figurze, uderza w powierzchnię okładziny 1' wirnika pierwszego 1 według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku. Sektor β wynosi zwykle 0° do 30°, a korzystnie 0° do 15° w kierunku obrotu wirnika 1 od linii przeciągniętej przez środek m wirnika i jego najwyższy punkt a.

Figura 3 przedstawia schematycznie korzystny przykład wykonania rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku służącego do wytwarzania włókien wełny mineralnej. Rozwłókniające urządzenie A zawiera rozwłókniający wirnik pierwszy 1 o średnicy 290 mm, rozwłókniający wirnik drugi 2 o średnicy 300 mm, rozwłókniający wirnik trzeci 3 o średnicy 320 mm i rozwłókniający wirnik czwarty 4 o średnicy 340 mm. Wirniki w parach wirników 1 - 2 i 3 - 4 obracają się w kierunku siebie nawzajem. Pomiędzy wirnikami z par wirników są utworzone wąskie szczeliny. Kierunki obrotu rozwłókniających wirników 1, 2, 3 i 4 są przedstawione strzałkami.

Strumień wytopu 6 uderza w położenie pierwsze 8 na powierzchni okładzin 1' wirnika pierwszego 1. Z powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1 krople wytopu są wyrzucane w postaci kaskady kropel 10 w kierunku powierzchni okładziny 2' wirnika drugiego 2. Część kropel wytopu jest wystarczająco silnie utrzymywana na powierzchni okładziny 2' wirnika drugiego 2 i może być tutaj formowana we włókna. Część wytopu, która nie jest wystarczająco dobrze utrzymywana na powierzchni okładziny 2' wirnika drugiego 2, jest wyrzucana w postaci kaskady kropel 10' w większości z powrotem na powierzchnię okładziny 2' wirnika pierwszego 1, w kierunku położenia drugiego 9 poniżej położenia pierwszego 8. Część wytopu wyrzuconego z powrotem będzie wystarczająco dobrze utrzymywana na powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1 i może być tutaj formowana we włókna. Część wytopu wyrzuconego z powrotem będzie wyrzucona na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 3' wirnika trzeciego 3 w postaci kaskady kropel 11. W ten sposób, część wytopu jest formowana we włókna na powierzchni okładziny 3' wirnika trzeciego 3, a część jest wyrzucana na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 4' czwartego wirnika 4 i tutaj może być formowana we włókna. Figura 3 przedstawia schematycznie także pierścienie wytopu, pierścienie wytopu 12', 12'', 12''', 12'''' na powierzchniach okładzin 1', 2', 3', 4' rozwłókniających wirników 1, 2, 3, 4. Grubość pierścieni wytopu jest na figurze dla jasności wyolbrzymiona. Na fig. 3 nie są narysowane elementy zdmuchujące.

Figura 4 przedstawia alternatywny przykład wykonania niniejszego wynalazku. Rozwłókniające urządzenie A' zawiera cztery rozwłókniające wirniki 21, 22, 23, 24 z kierunkami obrotu pokazanymi strzałkami. Strumień wytopu 6' uderza w położenie pierwsze 8' na powierzchni okładziny 21' wirnika pierwszego 21, z którego wytop jest wyrzucany na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 22' wirnika drugiego 22. Następnie, zgodnie z wynalazkiem część wytopu, która nie jest uformowany we włókPL 199 609 B1 na, jest rzucana z powrotem w kierunku położenia drugiego 9' na powierzchni okładziny 21' wirnika pierwszego 21. W rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej A' rozwłókniające wirniki 21, 22 z pary górnej wirników są umieszczone tak, że część powracającego wytopu, która nie jest wystarczająco dobrze utrzymywana na powierzchni okładziny 21' wirnika pierwszego 21, jest rzucana drugi raz w kierunku powierzchni okładziny 22' wirnika drugiego 22 w postaci kaskady kropel 14. Także część tego wytopu może być więc tutaj uformowana we włókna na powierzchni okładziny 22' wirnika drugiego 22, a część będzie wyrzucona na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 23' wirnika trzeciego 23. Ta kaskada kropel 15, która jest wyrzucana na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 23' wirnika trzeciego 23 poniżej pary pierwszej wirników, jest tworzona przez krople wytopu, które pochodzą zarówno z wirnika pierwszego 21 jak i z wirnika drugiego 22. Fig. 4 przedstawia także elementy zdmuchujące 16', 16'', 16''', 16'''' dookoła rozwłókniających wirników. Pierścienie wytopu na powierzchniach okładzin wirników rozwłókniających nie są narysowane na tej figurze.

Figura 5 przedstawia kolejny alternatywny przykład wykonania według niniejszego wynalazku, w którym dostarczanie wytopu minerał u jest wykonywane w kierunku obu wirników 31, 32 z pary górnej wirników. Rozwłókniające urządzenie A'' zawiera cztery rozwłókniające wirniki 31, 32, 33, 34, a ich kierunku obrotu są pokazane strzałkami. Dwa różne strumienie wytopu 36, 36' są dostarczane w kierunku wirników 31, 32 z pary górnej wirników, gdzie uderzają one w powierzchnie okładzin 31' i 32' wirników 31 i 32 w miejscach 38 i 38'. Elementy regulacyjne 37 podają strumień pierwszy wytopu 36 w kierunku położenia pierwszego 38 na powierzchni okładziny 31' wirnika pierwszego 31. Wytopy minerału, które zostały dostarczone na powierzchnie okładzin wirników, są następnie kolejno wyrzucane na zewnątrz z jednego wirnika na drugi i z powrotem w szczelinie pomiędzy wirnikami 31, 32 z pary górnej wirników. Równocześ nie, część wytopu minerału jest utrzymywana na powierzchniach okładzin 31', 32' wirników 31, 32 i tam jest formowana we włókna mineralne. Kaskada kropel 35, która jest wyrzucana na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 33' wirnika trzeciego 33 poniżej pary górnej wirników, jest tworzona przez krople wytopu pochodzące z dwóch wirników 31, 32 z pary górnej wirników. Następnie, część wytopu jest formowana we włókna na powierzchni okładziny 33' wirnika trzeciego 33, a część jest wyrzucana na zewnątrz w postaci kaskady kropel 35' w kierunku powierzchni okładziny 34' wirnika czwartego 34, a tam może być ona formowana we włókna mineralne. Taki wytop, który nie jest utrzymywany na powierzchni okładziny 34' wirnika czwartego 34, może być wyrzucony na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 33' wirnika trzeciego 33 i znowu z powrotem w postaci kaskady kropel 35'', 35'''.

Figura 6 przedstawia jeszcze jeden alternatywny przykład wykonania niniejszego wynalazku, w którym dostarczanie wytopu minerał u jest wykonywane w postaci dwóch strumieni wytopu 46, 46' podawanych w kierunku wirnika pierwszego 41 z pary górnej wirników. Strumienie wytopu 46, 46' uderzają w powierzchnię okładziny 41' wirnika pierwszego 41 w dwóch różnych położeniach 48, 48' znajdujących się obok siebie. Strumienie wytopu mogą być także tak rozmieszczone, aby uderzać w powierzchnię okładziny wirnika pierwszego w dwóch osiowo różnych położeniach, jeden za drugim w kierunku obrotu wirnika na powierzchni okładziny wirnika. Dostarczany wytop minerału tworzy dwa pierścienie wytopu 45, 45' na wirniku pierwszym. Wytop minerału jest wyrzucany na zewnątrz w kierunku powierzchni okładziny 42' wirnika drugiego 42 w postaci kaskady kropel 47 i tworzy pierścień wytopu 45'' na powierzchni okładziny 42' wirnika drugiego 42. Dla jasności, na figurze pokazano tylko parę górną wirników rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, a odległość pomiędzy wirnikami jest wyolbrzymiona. Figura nie pokazuje także wytopu minerału, który jest rzucany z powrotem w kierunku powierzchni okładziny 41' wirnika pierwszego 41 z powierzchni okładziny 42' wirnika drugiego 42.

Figura 7A przedstawia schematycznie tradycyjny sposób dostarczania wytopu minerału do rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Wytop minerału z pieca do topienia U jest dostarczany w postaci strumienia S wytopu w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1 w rozwłókniającym urządzeniu do wytwarzania wełny mineralnej. Wytop jest transportowany względnie nisko na każdym wirniku i bez rzucania z powrotem na poprzedni wirnik.

Figury 7B do 7E przedstawiają różne przykłady wykonania niniejszego wynalazku, w których kilka wytopów jest dostarczanych do rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Dla jasności, figury przedstawiają tylko parę górną wirników rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej, ale należy rozumieć, że rozwłókniające urządzenie może zawierać więcej wirników niż pokazują te figury.

Figura 7B przedstawia schematycznie przykład wykonania, w którym wytop minerału jest dostarczany z pieca do topienia U1 w postaci dwóch strumieni wytopu 6, 6' skierowanych w kierunku poło16

PL 199 609 B1 żenia pierwszego 8 i położenia drugiego 8' na powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1. Strumienie wytopu 6, 6' mogą uderzać w powierzchnię okładziny 1' wirnika pierwszego 1 w położeniu pierwszym 8 i położeniu drugim 8', które znajdują się w swoim sąsiedztwie albo obwodowo albo osiowo. Dla jasności, strumienie są na figurze narysowane obwodowo jeden za drugim.

Figura 7C przedstawia kolejny alternatywny przykład wykonania, w którym wytop minerału jest dostarczany z pieca do topienia U1 w postaci dwóch strumieni wytopu 6, 6' w kierunku położenia pierwszego 8 na powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1 i w kierunku położenia 8' na powierzchni okładziny 2' wirnika drugiego 2.

Figura 7D przedstawia dalszy przykład wykonania, w którym pierwszy wytop minerału jest dostarczany z pierwszego pieca do topienia U1 w postaci strumienia pierwszego wytopu 6 w kierunku położenia pierwszego 8 na powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1, a drugi wytop minerału z drugiego pieca do topienia U2 jest dostarczany w postaci strumienia drugiego wytopu 6' w kierunku powierzchni okładziny 2' wirnika drugiego 2.

Figura 7E przedstawia jeszcze jeden przykład wykonania niniejszego wynalazku, w którym pierwszy wytop minerału jest dostarczany z pieca do topienia U1 w postaci strumienia pierwszego wytopu 6 w kierunku położenia pierwszego 8 na powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1, a drugi wytop minerału jest dostarczany z drugiego pieca do topienia U2 w postaci strumienia drugiego wytopu 6' także w kierunku powierzchni okładziny 1' wirnika pierwszego 1.

Figura 8 przedstawia schematycznie widok z przodu dalszego przykładu wykonania rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku, w którym kilka wytopów jest dostarczanych do rozwłókniającego urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej. Pierwszy wytop minerału jest dostarczany z pierwszego pieca do topienia U1 w postaci strumienia pierwszego wytopu 66 w kierunku położenia pierwszego 68 na powierzchni okładziny 61' wirnika pierwszego 61, a drugi wytopu minerału z drugiego pieca do topienia U2 jest dostarczany w postaci strumienia drugiego wytopu 66' w kierunku położenia pierwszego 68' na powierzchni okładziny 62' wirnika drugiego 62. Dalej strumień trzeci wytopu 66' jest dostarczany z pierwszego pieca do topienia U1 w kierunku położenia drugiego 68'' na powierzchni okładziny 61' wirnika pierwszego 61.

Poprzez stosowanie sposobu i urządzenia do wytwarzania wełny mineralnej według niniejszego wynalazku wydajność produkcyjna włókien wełny mineralnej może być znacznie zwiększona w porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami rozwłókniającymi. Dzięki wynalazkowi, wydajność może być zwiększona tak, że jakość wytworzonego materiału włóknistego jest utrzymywana na wysokim poziomie. Możliwe jest wytwarzanie materiału włóknistego zawierającego mniejszą ilość śrutu, oraz uzyskanie dużej zawartości włókien w wytworzonym materiale włóknistym.

Nawet jeśli wynalazek został opisany w odniesieniu do przykładów wykonania obecnie uznanych za najbardziej praktyczne i preferowane, to należy rozumieć, że wynalazek nie powinien być ograniczany do opisanych powyżej przykładów wykonania, ale że ma obejmować także różne modyfikacje i równoważne rozwiązania techniczne mieszczące się w zakresie załączonych zastrzeżeń.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania wełny mineralnej w urządzeniu rozwłókniającym zawierającym obracające się wirniki do formowania wytopu minerału we włókna, z których pierwszy i drugi wirnik obracające się w kierunku siebie nawzajem tworzą parę górną wirników, a co najmniej jeden wirnik jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, w którym wytop minerału podaje się z pieca do topienia czy podobnego urządzenia w postaci strumienia wytopu skierowanego w kierunku położenia pierwszego na powierzchni okładziny pierwszego wirnika, po czym wytop minerału wyrzuca się na zewnątrz z powierzchni okładziny wirnika pierwszego w postaci kaskady kropel w kierunku powierzchni okładziny wirnika drugiego, a pierwszą część wytopu minerału formuje się we włókna na wirniku drugim i zdmuchuje się z wirnika, i drugą część wytopu minerału wyrzuca się na zewnątrz z wirnika drugiego w postaci kaskady kropel, znamienny tym, że co najmniej 60% wagowych kaskady kropel wyrzucanej na zewnątrz z wirnika drugiego kieruje się na powierzchnię okładziny wirnika pierwszego i w położenie drugie poniżej położenia pierwszego na powierzchni okładziny, a część wytopu minerału formuje się we włókna na wirniku pierwszym i zdmuchuje się z wirnika, i wytop minerału uformowany we włókna zdmuchuje się z powierzchni okładziny wirnika za pomocą elementów zdmuchujących wirnika pierwszego z pary górnej wirników.

PL 199 609 B1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ś rodek strumienia wytopu prowadzi się na powierzchnię okładziny rozwłókniającego wirnika pierwszego uderzając w pobliże najwyższego punktu wirnika, korzystnie w sektorze 0° do 30°, patrząc od najwyższego punktu wirnika do przodu w kierunku obrotu wirnika, a typowo w sektorze 0° do 15°.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna zdmuchuje się z obszaru zlokalizowanego na obwodzie pierwszym wirnika, na długości 30 do 70%, a korzystnie 50 do 70% jego obwodu.
4. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e wł ókna na wirniku pierwszym z pary górnej wirników zdmuchuje się osiowo w sektorze 10° do 50°, a korzystnie 25° do 35° obwodu wirnika pierwszego.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na włókna zdmuchiwane z wirnika pierwszego nakłada się spoiwo.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dostarcza się wytop dodatkowy minerału w postaci strumienia drugiego wytopu, który kieruje się w położenie drugie na powierzchni okładziny obracającego się wirnika pierwszego z pary górnej wirników albo kieruje się na powierzchnię okładziny obracającego się wirnika drugiego z pary górnej wirników.
7. Sposób wedł ug zastrz. 6, znamienny tym, ż e wytopy ze strumieni wytopów pierwszego i drugiego wytwarza się z róż nymi skł adami chemicznymi i/lub róż nymi wł a ś ciwoś ciami chemicznymi i/lub fizycznymi, takimi jak lepkość, temperatura i napięcie powierzchniowe.
8. Urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej zawierające obracające się wirniki do formowania wytopu minerału we włókna, z których pierwszy i drugi wirnik obracające się w kierunku siebie nawzajem tworzą parę górną wirników, a co najmniej jeden wirnik jest umieszczony poniżej pary górnej wirników, przy czym wirnik pierwszy z pary górnej wirników ma powierzchnię okładziny, w kierunku której w postaci strumienia wytopu jest podawany wytop minerału z pieca do topienia czy podobnego urządzenia, i z której wytop minerału jest wyrzucany na zewnątrz w postaci kaskady kropel w kierunku wirnika drugiego z pary górnej wirników, a rozwłókniający wirnik drugi z pary górnej wirników ma powierzchnię okładziny, na której część wytopu minerału jest formowana we włókna, i z której część wytopu minerału jest wyrzucana na zewnątrz w postaci kaskady kropel, i elementy zdmuchujące do zdmuchiwania włókien z powierzchni okładzin, znamienne tym, że minimalna odległość pomiędzy powierzchniami okładzin wirników pierwszego i drugiego z pary górnej wirników wynosi 5 do 15 mm, a typowo 9 do 11 mm, a wirnik pierwszy z pary górnej wirników ma elementy zdmuchują ce do zdmuchiwania wytopu minerału uformowanego we włókna z powierzchni okładziny wirnika.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że wirniki pierwszy i drugi z pary górnej wirników są ustawione względem siebie nawzajem prowadząc uderzenie głównej części kaskady kropel wyrzucanej na zewnątrz z powierzchni okładziny wirnika drugiego na powierzchnię okładziny wirnika pierwszego.
10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że najwyższy punkt wirnika drugiego jest usytuowany na poziomie ±10°, a korzystnie ±5° od poziomu najwyższego punktu wirnika pierwszego.
11. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że najwyższe punkty wirników pierwszego i drugiego są usytuowane na tym samym poziomie.
12. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że elementy zdmuchujące są umieszczone na obwodzie wirnika pierwszego na długości 30 do 70%, a korzystnie 50 do 70% jego obwodu.
13. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że elementy zdmuchujące są umieszczone na obwodzie wirnika pierwszego na długości 350 do 750 mm, a korzystnie 450 do 650 mm.
14. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zdmuchiwanie przez elementy zdmuchujące na wirniku pierwszym z pary górnej wirników jest zlokalizowane osiowo w sektorze 10° do 50°, a korzystnie 25° do 35° obwodu wirnika pierwszego.
15. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że elementy zdmuchujące są umieszczone na obwodach innych wirników na długości 40 do 80% odpowiedniego wirnika.
16. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że całkowita długość elementów zdmuchujących wynosi 1500 do 3500 mm, a korzystniej 2000 do 3000 mm.
17. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że wirnik trzeci jest umieszczony poniżej pary górnej wirników z prowadzeniem uderzenia wytopu minerału wyrzucanego do dołu ze szczeliny pomiędzy wirnikami z pary górnej wirników na powierzchnię okładziny wirnika trzeciego w pobliże najwyższego punktu wirnika trzeciego w sektorze 60°, a korzystnie 25° do 40° od najwyższego punktu wirnika do przodu w kierunku obrotu wirnika.
18. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że prędkość zdmuchiwania na wirnikach wynosi 80 do 330 m/s, a korzystnie 100 do 250 m/s.

PL 199 609 B1
19. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że prędkość obwodowa wirników jest mniejsza niż 330 m/s, a korzystnie wynosi 30 do 250 m/s.
20. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że powierzchnie okładzin wirników pierwszego i drugiego są rowkowane.
21. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że powierzchnie okładzin wirników trzeciego i/lub czwartego są rowkowane.
22. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że ma otwarty profil.
23. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że elementy regulacyjne do kierowania wytopu minerału w położenie pierwsze na powierzchni okładziny wirnika pierwszego są umieszczone powyżej pary górnej wirników.
24. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zawiera elementy do kierowania strumienia drugiego wytopu w położenie drugie na powierzchni okładziny wirnika pierwszego z pary górnej wirników albo na powierzchnię okładziny wirnika drugiego z pary górnej wirników.