SE452150B - Forfarande och anordning for tillverkning av mineralfiberprodukter - Google Patents

Description

452 .150 lite bindemedel medför dåliga mekaniska egenskaper, inte minst vad gäller elasticiteten. Detta accentueras om bindemedlet är placerat så i mineralullen, att det inte verkar på rätt sätt.

Som resultat av ett omfattande försöksarbete har föreliggande uppfinning framkommit som en lösning på problemet att förverkliga en någorlunda idealisk struktur i mineralullen med hög kapacitet och god tillverkningsekonomi. s Framställningen av mineralullsprodukter går i regel till så att man i en ugn, t ex en kupolugn, smälter mineraliska råvaror som diabas, kalksten, slagg etc. Man låter smältan kontinuerligt rinna ut ur ugnen och till ett fibreringsaggregat. Fibreringsaggregatet kan t ex bestå av en serie hastigt roterande cylindrar av stål, mot vilkas mantelytor smältan förs. Genom rotation slungas smältan successivt ut från mantelytorna, och det bildas fibrer. Fibrerna slungas primärt ut i ett plan vinkelrätt mot stålcylindrarnas axlar. De böjs av ur detta plan med hjälp av en luftström och förs av denna luftström mot ett 7 uppsamlingsorgan, som t ex kan bestå av nättransportör. Bindemedlet har i regel tillförts så, att den avböjda fiberströmmen besprutats med ett vätskeformigt bindemedel så att fibrerna och bindemedlet gemensamt förts mot uppsamlingsorganet. Under transporten har en del av bindemedlet träffat fibrer. Andra bindemedelsdroppar träffar fibrerna först när dessa hamnat på uppsamlingsorganet.

I regel har uppsamlingen skett i ett steg så att önskad ytvikt bildats på uppsamlingsorganet. I andra fall har man bildat en primär bana, som sedan genom en veckningsprocedur omvandlats till en slutlig bana med önskad ytvikt. Banan med önskad ytvikt har sedan förts till en härdugn, i vilken produkten givits rätt tjocklek och bindemedlet fixerats genom en värmebehandling. Därefter har följt avkylning, formatering och förpackning. Olika typer av ytbeläggning och annan tilläggsbehandling förekommer i samband med mineralullstillverkning.

Föreliggande uppfinning avser den del av en process för tillverkning av mineralull, som ligger mellan själva fibreringen och den färdigbildade banan med önskad, slutlig ytvikt.

Man har tidigare trott waëêt att en bindemedelsdroppe skulle träffa en fiber och fastna på denna. Därefter skulle en annan fiber träffa den första fibern och glida utmed den tills den når bindemedelsdroppen, 452 15Ûg varefter en halvpermanent, genom den efterföljande fixeringen senare permanentad, förbindning skulle uppstå.

Ett omsorgsfullt studium av processen har emellertid visat att det inte går till på detta sätt. Många av de bindemedelsdroppar som återfinns i mineralfiberprodukterna är i själva verket overksamma och tjänar inte som sammanbindning mellan två fibrer.

Bland de tankar som är centrala för uppfinningen är därför en strävan att styra bindemedelstillförseln så, att de flesta bindemedelsdroppaççyerkligen hamnar i krysspunkter mellan fibrerna. _Bindemedelsdroppar eller -partiklar, som inte träffat någon fiber riskerar att i stället träffa uppsamlingsytan eller att fortsättningsvis medfölja _ gasströmmen.

I det ena fallet får man en nedsmutsning som snabbt leder till igensättning av uppsamlingsytan. I det andra fallet blir kanaler, fläktar samt inte minst omgivningen nedsmutsade. I båda fallen krävs kraftiga motåtgärder, och då får man ändå en oönskad förlust av material.

Om bindemedlet inte sätts till i samband med fibreringen uppstår ett helt annat problem. Det måste då tillsättas den färdiga banan som då måste vara tunn för att kunna impregneras helt igenom. Som tidigare nämnts medför detta att banan antingen måste gå mycket fort eller att kapaciteten totalt blir liten.

Det amerikanska patentet 2,399,383 (Powell) visar en anordning med extremt kort avstånd mellan fibreringshjulet och uppsamlingsytan. En sådan uppställning kan emellertid endast göra mycket tunna skikt, och med den bindemedelstillförsel som visas i patentet kommer uppsamlingsytan mycket snabbt att bli igensmutsad samtidigt som bindemedlet kommer att vara mycket ojämnt fördelat i produkten. Processen har också veterligen aldrig fått någon tillämpning.

Något större förutsättning skulle det amerikanska patentet 2,450,916 (Coss) ha, eftersom processen visar en veckningsoperation med vars hjälp även tjocka skikt kan byggas upp. Även här är emellertid bindemedelstillförseln så anordnad att den antingen ger kraftig nedsmutsning av uppsamlingsytan så att den snabbt tätnar och förlorar sin funktion eller, vid alternativet med sent påförande, innebär en okontrollerad och ojämn bindemedelspåföring. Detsamma gäller i det amerikanska patentet 2,502,967 (Powell) och i särskilt hög grad det -452 150 amerikanska patentet 2,450,915 (Powell). Samtliga de citerade patenten redovisar dessutom processer med oacceptabelt låg kapacitet. De visade veckningsanordningarna har, som lätt inses, en begränsad maximal hastighet. Denna hastighet bestämmer också den hastighet, med vilken ' den primärt bildade mineralfiberbanan kan framföras. För att få en någorlunda kapacitet måste det därför innebära att man tillverkar en primär mineralfiberbana med hög ytvikt. En sådan blir fullständigt omöjlig att impregnera på de sätt, som patenten anger.

Dessa problem har också uppmärksammats. Så visar t ex det brittiska patentet 772.628 en uppställning (se figur 21), som i mycket påminner om de sista av de ovan citerade amerikanska patenten.

Kapacitetsproblemet har här i någon mån lösts genom att utrustningen dubblerats. Problemet med impregneringen kvarstår emellertid. Dels medför systemet en snabb nedsmutsning av uppsamlingstrummorna, dels krävs en någorlunda tunn bana för att inte impregneringen skall bli hopplöst dålig. Vart och ett av de två fibreringsaggregaten måste därför drivas med låg kapacitet, vilket ger svåra ekonomiska nackdelar.

Andra processvarianter enligt detta brittiska patent (se t ex figur 20) visar dubbelsidig tillförsel av bindemedel till en fritt framförd- mineralfiberbana. På grund av hastighetsbegränsningarna i ett sådant 'system har emellertid även detta en alltför begränsad kapacitet. Figur 18 i patentet visar ett sätt att bota denna brist genom att man i samma anläggning tillverkar flera primära mineralfiberbanor i separata fibrerings- och uppsamlingsanläggningar och därefter sammanför dem i en veckningsprocedur. Som ovan påpekats medför emellertid denna lösning att varje fibreringsaggregat måste drivas med låg kapacitet.

Föreliggande uppfinning löser problemet med hur en uppsamling skall kunna ske av fibrer i en gasstöm utan att de ovan nämnda problemen uppstår. Uppfinningens kännetecken samverkar för uppnående av en god produktkvalitet parad med god materialekonomi, hög kapacitet och bekymmersfri drift.

Uppfinningen avser alltså ett förfarande för tillverkning av mineralfiberprodukter, där fibrerna är fixerade till varandra med ett bindemedel, så att en mer eller mindre formfast produkt bildas. Vid processer av detta slag smälts råvaror, t ex viss sten eller slagg, och smältan får rinna till ett fibreringsaggregat, t ex bestående av hastigt 'roterande, cylindriska hjul, till vilkas mantlar smältan leds, och från 452 150 vilka smältan kastas ut, varvid fibrer bildas, som av en gasström förs bort från fibreringsaggregatet och mot en rörlig uppfångningsyta i form av en kontinuerligt framskridande bana, benämnd den primära mineralfiberbanan.

Processen kännetecknas av ~ att finfördelat bindemedel tillförs gasströmmen från samma sida som fibrerna; - att den primära mineralfiberbanan genomgår en veckningsprocedur, varvid en slutlig bana bildas, som på i och för sig känt sätt värmebehandlas, kyls och uppdelas i önskade stycken.

Särskilt bra synes förfarandet fungera om det finfördelade bindemedlet tillförs gasströmmen innan denna når fram till fibrerna.

Moderna bindemedelsbundna mineralfiberprodukter bör innehålla någon form av dammningsdämpande medel. I regel duger en olja av god kvalitet Denna bör, liksom bindemedlet, fördelas väl i mineralullen. Det har visat sig lämpligt att tillföra oljan samtidigt som bindemedlet. Detta kan antingen ske genom att oljan dispergeras i bindemedlet med eller utan användning av dispergeringsmedel, eller så kan oljan tillföras i en parallell tillförselkanal.

Uppfinningen ska nu beskrivas närmare 1 anslutning till bifogade ritningar. Det är emellertid underförstått att det beskrivna förfarandet och de beskrivna och visade utföringsformerna av uppfinningen endast är belysande exempel, och att modifieringar och ändringar kan förekomma inom ramen för de avslutande patentkraven.

Pâ ritningarna visar figur 1 ett vertikalt snitt genom en schematiskt framställd anläggning för genomförande av metoden enligt uppfinningen. Figur 2 visar en detalj av ett bindemedelsmunstycke i anordningen i figur 1. Figur 3 visar fragmentariskt en anläggning enligt uppfinningen sedd framifrån, och figur 4 visar på samma sätt som i figur 2 ett alternativt sätt att utöva uppfinningen. ' Den i figur 1 visade anläggningen har ett spinnhjul 1, vilket matas. med en mineralsmälta från en i figuren inte visad smältränna. Smältan rinner ned på spinnhjulet i form av en kontinuerlig ström. Spinnhjulet är anordnat att rotera snabbt kring en axel 2. Över axeln 2 finns ett skydd 3. Spinnhjulet är kylt genom tillförsel av kylvatten genom en ledning 4, som löper genom den ihåliga axeln fram till spinnhjulet 1.

För att bl a skilja det ofibrerade materialet 6 från fibrerna 5 452 150 passerar en gasström, t ex en luftström, axiellt förbi spinnhjulet såsom antyds med pilarna 7. Gasströmmen kommer ur en kanal 8, till vilken den förs av en icke visad fläkt.

Gas- eller luftströmmen leder fibrerna mot en uppsamlingsyta 9, som kan utgöras av ett perforerat stålband. Detta löper över valsar 10 och 11 i den riktning som anges av pilen 12. När gasströmmen med sitt innehåll av fibrer träffar uppsamlingsbandet 9 passerar gasen igenom bandet i form av en ström och leds bort genom en icke visad utsugningsfläkt. Fibrerna avsätter sig då på uppsamlingsbandet i form av en bana 14. Fibreringsaggregatet och uppsamlingsanordningen är inbyggda i ett hus 15, i vars botten en skruvtransportör 16 för undan det tillvaratagna, ofibrerade materialet.

'I husets övre del finns en uppfångningsanordning 17 för det 1 ofibrerade mterial, som kastas uppåt. I uppfångningsanordningens 17 inre 18 finns en uppsamlingsplats, från vilken det ofibrerade materialet förs med en icke visad skraptransportör.

Huset 15 tätar med en tätningsläpp 19 mot uppsamlingsbandet 9 vid dess inträde i huset. Den utgående parten av uppsamlingsbandet, på vilken mineralfiberbanan 14 befinner sig, tätas mot huset med hjälp av en tätningsvals 20. Den genom uppsamlingsbandet 9 bortsugna gasen eller luften leds bort genom en kanal 21.

Till gasströmmen 7 förs finfördelat bindemedel från munstyckena 22.

Dessa försörjs från ledningarna 23.

När bindemedlet kommer in i gasströmmen böjs det av och förs fram mot den punkt, där fibrerna inträder i samma gasström. De flesta bindemedelsdropparna uppfångas nu av fibrerna. De bindemedelsdroppar; som fortfarande är fritt svävande i gasströmmen, måste passera genom det på uppsamlingsbandet bildade fiberskiktet. De uppfångas där, varför den gas som tränger genom bandet är praktiskt taget fri från bindemedel.

I figur 2 visas mer detaljerat hur bindemedlet från munstycket 22 sprutas i riktning in mot gasströmmen 7, som matas in från en fördelningslåda 24.

I figur 3 visas en anläggning enligt uppfinningen sedd framifrån.

Här ser man ett primärt spinnhjul 1 och ett sekundärt spinnhjul 1', till vilket överskott av smälta kastas från det primära spinnhjulet 1. Runt de båda spinnhjulen sträcker sig en s k avblåsningslåda 25, d v's en spalt, ur vilken den gasström utträder, som avböjer fibrerna och skiljer 452 150 7 dessa från det ofibrerade materialet. Utefter avblåsningsspaltens inre kant 25' finns ett antal munstycken 22 fördelade så, att avblåsnings- gasen blir jämnt bemängd med bindemedelspartiklar. I avblåsningsspalten finns en öppning, där smältan 26 tillförs över en smältränna 27.

I figur 4 visas ett annat sätt att utöva uppfinningen. Här är spinnhjulet 1 omgivet av gasströmmen 7, som kommer från fördelningslådan 24. Spinnhjulet 1 har en ihålig axel 2. Själva spinnhjulet 1 består av en ring 28, vilken med hjälp av en bult 29 är fäst vid en fläns 30.

Flänsen 30 är i sin tur fastsatt mot axeln 2 med hjälp av ett krympförband.

Spinnhjulsringen 28, flänsen 30 och axeländen 31 bildar en framåt öppen skål, som är täckt av en bricka 32. Brickan är fäst vid flänsen 30 med samma bultar som ringen 28. Brickan 32 är fastsatt på ett sådant sätt, att det bildas en spalt 33 mellan densamma och-ringen 28. Genom ett rör 34, som går genom den ihåliga axeln 2, tillförs bindemedel eller en blandning av bindemedel och olja. Bindemedlet eller blandningen av bindemedel och olja strömmar fritt ut genom rörets 34 mynning och mot brickan 32, som utgör en skålformad spridare. Väl i kontakt med denna bricka slungas bindemedlet och den eventuella oljan av centrifugal- kraften ut genom spalten 33. Från spalten 33 kastas bindemedlet respektive bindemedlet och oljan i form av små droppar ut mot gasströmmen 7, vilken de når strax efter det att fibrerna trängt in i samma gasström.

Claims (5)

452 150 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för tillverkning av mineralfiberprodukter, där fibrerna är fixerade till varandra med ett bindemedel, så att en mer eller mindre formfast produkt bildas, varvid råvaror, t ex viss sten och slagg, smälts och får rinna kontinuerligt till ett fibreringsaggregat (1) bestående av hastigt roterande, cylindriska hjul, till vilkas mantlar smältan förs, och från vilka den kastas ut, varvid fibrer (5) bildas, vilka av en gasström (7) förs bort från fibreringsaggregatet (1) och mot en rörlig uppsamlingsyta (9), genom vilken gasen tränger under g avlämning av fibrerna på uppsamlingsytan (9) i form av en kontinuerligt framskridande bana (14) benämnd den primära mineralfiberbanan, k ä'n n e t e c k n a d av att finfördelat bindemedel tillförs gasströmmen (7) från samma sida som fibrerna (5) och vid ett ställe framför det ställe där gasströmmen (7) träffar fibrerna, och av att den primära mineralfiberbanan (14) underkastas veckning, varvid en slutlig bana bildas, som på i och för sig känt sätt värmebehandlas, kyls och uppdelas i önskade stycken.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att olja tillförs samtidigt som bindemedel.

3. Anordning för utövande av förfarandet enligt krav 1 eller 2 innefattande en smältanläggning för smältning av mineraliska material, en anordning för att kontinuerligt föra smältan fram till ett fibre- ringsaggregat bestående av ett eller flera hastigt roterande hjul (1, IW, till vilkas mantelytor smältan förs, organ för att åstadkomma en i huvudsak axiellt riktad gasström (7) runt hjulet eller hjulen (1, IW med sådan styrka, att de bildade fibrerna (5) ges en axiell rörelse- komposant, en framför fibreringsaggregatet anordnad uppsamlingsyta (9) bestående av en genombruten transportanordning, bakom vilken ett 452 150 .undertryck upprätthåiïs, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innehåiler organ (22, 23) för ti11förse1 av finfördeïat bindemedei ti11 gasströmmen (7) från samma sida som fibrerna (5) ocn anordnade vid ett stäiïe framför det stä11e där gasströmmen (7) träffar fibrerna (5), och av att den innefattar organ för att på ett i och för sig känt sätt genomföra en veckningsprocedur, där den på uppsamiingsytan (9) uppsam- ïade, primära mineraifiberbanan (14) byggs upp ti11 en s1ut1ig bana med önskad ytvikt, som är större än den primära banans ytvikt.

4. Anordning eniigt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att gasströmmen (7) utträder ur en spalt, som mer e11er mindre fuïïständigt omsïuter fibreringsaggregatets (1) periferi, och av att munstycken (22) e11er iiknande för finfördelning av bindemediet är anbringade på insidan av denna spaït och riktade så att det finfördeïade bindemedïet förs mot den ur spaiten kommande gasströmmen (7)

5. Anordning enïigt krav 3 e11er 4, k ä n n e t e c k n a d av att spinnhjuïen (1, IW på sin mot uppsamïingsytan (9) vända sida har en skåiformad spridare (32), från vars kant bindemediet siungar ut mot gasströmen (7).