SK31396A3 - Device for the production of mineral fibres from a melt - Google Patents

Description

Zariadenie na výrobu minerálnych vlákien z taveniny

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na výrobu minerálnych vlákien z taveniny s rotorom, otáčajúcim sa okolo horizontály, na ktorého vonkajší povrch sa privádza tavenina.

Doterajší stav techniky

Pri známych zariadeniach tohoto druhu, uvedených skôr a známych zo stavu techniky, sa rotor, otáčajúci sa okolo vodorovnej osi, skladá z valca, ktorý je v pomere k priemeru najčastejšie velmi krátky, to znamená, že má tvar kotúča. Dlspergovanie, prípadne premena silikátovej taveniny na vlákna sa realizuje tak, že lúč silikátovej taveniny dopadá účinkom sily tiaže z vonkajška na valec. Tavenina sa pri tom vedie na obvod valca, tam sa rozdeľuje v tenkej vrstve, prípadne je viacmenej vedená cez plochu plášťa. Pritom najčastejšie vzniká rôzne hrubá vrstva taveniny, a síce jednak spôsobená ochladzovaním taveniny pri styku s valcom a Jednak pôsobením okolitého vzduchu v blízkej oblasti na vonkajšiu vrstvu taveniny. Účinkom odstredivej sily a prúdu vzduchu smerujúceho kolmo k odstredivej sile, prípadne v podstate rovnobežného s časti taveniny zo vzniknutej vrstvy ny. Uvoľňovanie častí taveniny Je ešte nerovnomerne ovplyvňované drsnosťami podkladu, prípadne povrchu valca alebo nevyváženosťou valca. Pri tom vznikajú ako minerálne vlákna s požadovanými priemermi a dĺžkami, osou sa uvoľňujú kvapalnej taveni1 tak aj nežiadúce guľovité alebo iné tyčkovité častice. Podľa skúseností je výťažok vlákien, získaných týmto spôsobom menší ako asi 50 až 60 %, vztiahnuté na hmotu vsadenej taveniny.

Výkon jednotlivého valca, vytvárajúceho vlákna, je pomerne malý, lebo sa tiež využije len pomerne malá oblasť plášťa valca. Je preto známe, že sa v rozvlákňovacom stroji spojuje viac valcov, najčastejšie štyri valce. Jednotlivé valce sú potom usporiadané navzájom kaskádoví to. Lúč taveniny sa vedie kaskádou tak, že každý valec preberá časť taveniny a spracováva ju na vlákna. Prebytok taveniny sa prevádza z jedného valca na dalši valec pôsobením odstredivej sily. viskozita, ktorá sa zvyšuje s pribúdajúcim ochladzovaním taveniny sa skúša kompenzovať zvýšením obvodovej rýchlosti ako aj diferencovaným ochladzovaním valcov.

Ďalej sa navrhuje vyfrézovať do povrchu valcov koncentrlcké drážky, ktoré dovolia zvýšenú výmenu tepla a udržujú lepšie chladnúcu taveninu. Pri príliš veľkom ochladení taveniny je medzná vrstva, ktorá sa stýka s povrchom valca stála nestabilná a spravidla sa uvoľňuje od povrchu valca. Tento pochod, ku ktorému dochádza najčastejšie periodicky, ruší nielen proces tvorby vlákien, ale je tiež spojený s nezanedbateľnými stratami materiálu.

Ďalej je známe, že sa minerálne vlákna vyrábajú zo silikátovej taveniny tým, že sa tavenina vedie na vnútornú stranou rotujúceho dutého valca.V stene tohoto dutého valca je veľa otvorov,ktorými vystupuje von za tvorby vlákien a pôsobením odstredivej sily tavenina,roz delená viac alebo menej rovnomerne v dutom valci. Tvorba vlákien sa podporuje a kontroluje pomocou prúdu horúceho vzduchu, vedeného rovnobežne s pozdĺžnou osou dutého plášťa cez plášť dutého valca.

Priemer takýchto známych rotačných telies zodpovedá radovej velkosti menšej ako 450 mm a počet otáčok je menší ako 8000 ot/min.

Vyššie vysvetlené zariadenia prípadne rozvlákňovacie agregáty sa v praxi používajú desiatky rokov, a nechýbali návrhy a pokusy zlepšiť zariadenia v tom zmysle, aby sa zmenšil odpad vo forme perál, takzvaných hniezd alebo klinovítých hrubých kusov a zvýšil sa podiel vlákien. V poslednej dobe sa ale v praxi začali klásť na kvalitu vlákien vyššie požiadavky. Tak sa požaduje, aby sa minerálne vlákna pre izolačné hmoty skladali z čo najväčšej percentovej miery zo skleno stuhnutých jednotlivých vlákien so strednými priemermi asi 4 až 5 gm.V rámci vynálezu bolo známe, že síce jemnejšie vlákna s menším stredným priemerom zvyšujú izolačný účinok izolačných látok z minerálnych vlákien, ale že podiel jemnejších vlákien, napríklad so stredným priemerom menším ako S μπι Je nežiadúcl, pretože je potreba sa vyvarovať toho, aby sa vlákna uvoľnené z Izolačných látok mohli vdychovať. V každom prípade je potreba sa obávať toho, aby obsluhujúce osoby, ktoré zachádzajú denne s Izolačnými látkami, ktoré sa skladajú z čo najjemnejších vlákien, neboli zdravotne poškodené. Z tohoto dôvodu by odborník mohol sledovať tendenciu vyrábať len ešte hrubšie vlákna. Táto cesta ale nevedie dalej, pretože hrubšie vlákna zvyšujú tepelnú vodivosť izolačnej látky, a izolačný účinok sa v dôsledku toho zmenší. Okrem toho sú hrubšie vlákna krehkejšie a majú predovšetkým pri mechanickom namáhaní sklon sa rozbíjať a izolačné látky ako finálne výrobky pôsobia tiež škodlivejšie na pokožku obsluhy.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za základnú úlohu vytvoriť zariadenie, pomocou ktorého by bolo umožnené udržať spektrum priemeru vlákien čo najužšie v požadovanej strednej oblasti priemeru vlákien a súčasne podstatne zmenšiť podiel odpadu.

Vychádzajúc zo zariadenia, ktoré bolo uvedené na začiatku, je úloha podľa vynálezu vyriešená tým, že rotor má v osovom smere tri vedia seba ležiace zóny, vstupnú zónu pre taveninu, rozdeľovaciu zónu a na obvode vláknotvornú zónu vybavenú otvormi, a že priemer rotora od vstupnej zóny cez rozdeľovaciu zónu až po vláknotvornú zónu je zväčšený.

Týmto spôsobom sa dosiahne účinné delenie oblastí povrchu na tri vyššie uvedené zóny, a zabráni sa predčasnému oddeľovaniu taveniny od povrchu rotora a súčasne sa zabráni príliš častému rozvlákftovaniu, to znamená, že rozvlákňovanie nastane len vo vláknotvornej zóne potom, ked sa tavenina v tejto zóne rovnomerne rozdelí.

Výhodné uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu vyplývajú z podnárokov, ktoré sú dalej ešte podrobne vysvetlené.

Prehľad obrázkov na výkrese

Na výkrese sú príklady uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu znázornené schematicky. Obrázky ukazujú:

obr. 1 zvislý rez hornou polovicou rotora, obr. S vonkajší pohľad na časť povrchu rotora podľa obr. 1, obr. 3 zvislý pozdĺžny rez stenou rotora pri Inom uskutočnení, obr. 4 zvislý pozdĺžny rez časťou steny rotora vo vláknotvornej zóne pri inom uskutočnení, obr. S čiastočný zvislý rez stenou rotora iného uskutočnenia, obr. β opäť čiastočný zvislý rez zodpovedajúci obr. 3 a S, ale opäť pri Inom uskutočnení, obr. 7 schematické znázornenie rotora s pohonom plynovou turbínou, obr. 8 čiastočný zvislý rez rotorom podľa obr. 7 vo zväčšenom merítku a obr. 9 čiastočný pohľad zvonku na rotor podľa obr. 7 alebo 8.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 ukazuje príklad uskutočnenia rotora 1 vo zvislom pozdĺžnom reze, pričom Je znázornená len horná polovica rotora £. Dolná polovica je pre zjednodušenie vynechaná, pretože je vytvorená rotačné symetricky rovnako ako horná polovica. Rotor 1 má vonkajší plášť S. na ktorom sú, vidno v osovom smere, vytvorené tri vedľa seba ležiace zóny, teda vstupná zóna 3 na prívod taveniny, ako je to zjednodušene naznačené smerovou šípkou ±9. Na vstupnú zónu & navazuje rozdeľovacia zóna A a rozdeľovacia zóna 4 prechádza vo vláknotvornú zónu 5. Zatiaľ čo vstupná zóna a rozdeľovacia zóna sú vybavené plným plášťom, je vláknotvorná zóna 5 vybavená na obvode mnohými otvormi S· Priemer rotora 1 je od vstupnej zóny & cez rozdeľovaciu zónu 4 až k vláknotvornej zóne 5 zväčšený. To má za následok to, že nanesená tavenina Je v oblasti 3 podrobená len tak malej odstredivej sile, aby sa nemohla ešte predčasne oddeliť od povrchu, ale aby najskôr pretiekla do vedľa sa nachádzajúcej rozdeľovacej zóny 4. Nakoniec sa tavenina stadiaľto dostane do vláknotvornej zóny 2. kde sa najskôr čo najrovnomernejšie rozdelí, ale potom na základe zväčšeného priemeru rotora 1 sa v tejto oblasti podrobí tak veľkej odstredivej sile, že je tavenina vrhaná von vo forme vlákien, pričom k tvorbe vlákien dochádza vždy na okrajoch otvorov g.

S výhodou je obvod rotora 1 konštrkuovaný v tvare fľaše, takže hrdlo fľaše tvorí vstupnú zónu 2., ku ktorej sa pripojuje rozdeľovacia zóna so zodpovedajúcim rozšírením a telo fľaši má vláknotvornú zónu S. Vláknotvorná zóna 2 môže byť v medznom prípade vytvorená valcová. Aby sa ale dosiahlo lepšie rozdelenie taveniny cez vláknotvornú zónu 2. J® výhodné, ked sa priemer zväčší, to znamená, ked sa vláknotvorná zóna 2 vytvorí mierne zrezane kužeľovitá.

Rotor 1 môže byť ale tiež podľa nižšie vysvetleného obr. 7 rozšírený v osovom smere od vstupnej zóny 2 až ku koncu vláknotvornej zóny 2 na tvar zrezaného ku žeľa. Ďalšou možnosťou je, že vonkajší plášť S rotora sa skladá z dvoch spolu spojených dutých telies tvaru zrezaného kužeľa.

Pomer priemeru, teda stúpania vonkajšej plochy vonkajšieho plášťa £ a dalej dopredná sila vyvolaná rotáciou, pôsobiaca na taveninu, sú závislé na požadovanom výkone rozvlákňovacieho agregátu a pomeru viskozity a teploty. Vonkajší plášť 2 podľa vynálezu je v každom prípade konštruovaný tak, aby sa zabránilo príliš skorému odlúčeniu taveniny a k príliš skorému rozvlákneniu.

Výhodné uskutočnenie vynálezu spočíva v tom, že rotor 1 má na povrchu špirálové vodiace drážky 25, a síce pri príklade uskutočnenia podľa obr. 2 rozdelené po celej oblasti obvodu stúpania zóny 3 a rozdeľovacej zóny 4. Stúpanie vodiacich drážok 25 je s výhodou asi 40 až 60’ k ose rotora 1. Vodiace drážky 25 a mostíky 26. vytvorené medzi vodiacimi drážkami 25 sú navzájom k sebe zaoblené, ako je to zrejmé z obr. 3. Obr. 3 dalej ozrejmuje, že tavenina 29 v špirálových vodiacich drážkach 25 sa dostane rýchlo do vláknotvornej oblasti 5. Spôsob účinku vodiacich drážok 25 spočíva na skutočnosti, že tavenina drží na konkávnom povrchu nielen lepšie, ale sa aj zabráni príliš skorému rozvlákneniu. K tomu prispievajú tiež zaoblené prechody medzi vodiacimi drážkami 25 a medzi nimi sa nachádzajúcimi mostíkmi 26. Smer toku taveniny vo vodiacich drážkach 25 je znázornený na obr. 2 šípkou 27.

Ďalšie výhodné uskutočnenie zariadenia podľa vynálezu je zrejmé z obr. 2 až 6, a síce vláknotvorná zóna 5 má medzi otvormi £ prehĺbeniny 28 tvaru kop 7 čeka.Kopôekovité prehĺbeniny 28 sú rozdelené tesne vedľa seba po celom obvode rotora 1 v oblasti vláknotvornej zóny Spôsob účinku týchto kopčekovitých pre hĺbenín 28 spočíva v tom, že tavenina má na negatívne zakrivených miestach na povrchu menšiu povrchovú energiu a teda tiež lepšie uľpieva na konkávnych povrchoch. Tavenina sa dá na takomto povrchu rovnomerne rozdeliť v takmer tenkej vrstve.

S výhodou majú kopčekovité prehĺbeniny 28 rôzne hĺbky a sú umiestnené tak, že so zväčšujúcimi sa vzdialenosťami od vstupnej zóny S sú vytvorené stále viac a viac plochejšie.Vedľa rozdielnych hĺbok môžu mať kopčekovité prehĺbeniny 28 tiež rôzne veľkosti. Tieto dimenzovania prehĺbenín 28 sa môžu prispôsobiť množstvu nanesenej taveniny na povrchu a viskozite taveniny. To znamená, že tieto ovplyvňujúce faktory sa môžu zohľadniť už pri vytváraní povrchu vláknotvornej zóny 5. Z toho tiež vyplýva, že kopčekovité prehĺbeniny 28. ako už bolo povedané, môžu byť vytvorené tak, že so zväčšujúcimi sa vzdialenosťami od vstupnej zóny sú stále plochejšie.

Ako už bolo vyššie uvedené, má vláknotvorná zóna 5 na obvode mnohé otvory 6, ktoré sú, ako je to zrejmé najmä z obr. 2 a 3,medzi kopčekovitými prehĺbeninami 28. Obr. 3 ukazuje tiež v ľavej časti princíp účinku týchto otvorov 6. Vzhľadom na to, že tavenina nie je nad otvormi spojená s kovovým povrchom rotora 1, je účinkom odstredivej sily tiahnutá smerom von. Tavenina sa pri tom vyduje a tvorí teda počiatok tvorby vlákien. Dotekanie taveniny a tým kontinuálna tvorba vlákien sú podporované pohybom taveniny, smerujúcim von, ku ktorému aj tak docházda na okraji každej kopčekovitej prehĺbeniny 88. Priemer otvorov £ je opäť nutné zladiť s množstvom pretekajúcej taveniny a s jej viskozitou. S výhodou môže priemer otvorov byť 6 až asi 3 až 4 mm.

Obr. 1 ukazuje dalšie výhodné uskutočnenia zariadenia. Ako je zrejmé, je rotor 1 so svojim vonkajším plášťom 8 upevnený na stredovej trubke 7. Ďalej má rotor 1 vnútorný plášť 13, ktorý spolu s vonkajším plášťom S ohraničuje prstencový priestor 17. Vnútorný plášť 13 sa môže s výhodou skladať z kónickej časti 13 a pripojenej valcovej časti 14. S výhodou je prstencový priestor 17 spojený aspoň jednou radiálnou trubkou 15 so stredovou trubkou 7, pričom radiálna trubka 15 vyúsťuje vnútorným otvorom 16 do stredovej trubky 7. Pre lepšie rozdelenie zavádzacieho média je po obvode s výhodou rozdelené viac radiálnych trubiek 15.. Ako médium sa s výhodou používa chladiaca voda, ktorá prúdi v smere šípiek 80, 81 a 88 od stredovej trubky 7 radiálnymi trubkami 15 a prstencovým priestorom 17. Časť chladiacej vody preniká do otvorov 6, tam sa odparuje, takže mnohými otvormi 6 vystupuje von vodná para. Tým sa môže priaznivo ovplyvniť účinok oddeľovania taveniny a tvorba vlákien. Pri použití chladiacej vody je výhodné, ked sa priemer otvorov £ udržiava malý, a síce menší asi ako 1 mm. Vystupujúce bubliny pary odtlačujú Jednak taveninu mimo ústie otvorov 6, a za druhé dochádza v tejto veľmi úzko dimenzovanej oblasti mimo otvory 6 k okamžitému ochladeniu taveniny takže tu dôjde v určitých bodoch k zhutneniu, takže táto v princípe ťažšia a viskóznejšia oblasť taveniny uľahčuje vytiahnutie dotyčných vlákien.

Zjednodušenie konštrukcie rotora 1 vyplýva z toho, že sa vonkajší plášť á a vnútorný plášť 13 spoja pomocou čelných kotúčov Q, a 10 so stredovou trubkou 7. Čelný kotúč £. blízko vstupnej zóny je dalej vybavený najmenej jedným vstupným otvorom 9 na vzduch a čelný kotúč 10 na konci vláknotvornej zóny 5 má aspoň jeden výstupný otvor 11 na vzduch. V smere šípiek 33 a 84 sa môže týmto spôsobom viesť prúd vzduchu vnútorným priestorom 71, ktorý Je tvorený vnútorným plášťom 13. Tento prúd vzduchu v smere šípky 34 slúži jednak na chladenie a rovnako na dopravu vytvorených vlákien v osovom smere, pričom obrátenie vzniknutých vlákien do osového smeru, ktorý zodpovedá šípke 34 sa môže realizovať ďalšími prúdmi vzduchu, ktoré sa môžu privádzať v osovom smere mimo rotor 1 a rozdelené po obvode rotora 1.

Podľa ďalšieho konštrukčného uskutočnenia zariadenia je čelný kotúč 10 na konci vláknotvornej zóny £ v oblasti prstencového priestoru 17 vybavený vypúšťacími otvormi 18 rozdelenými na obvode prstencového priestoru 17. Pri použití chladiacej vody môže z týchto otvorov 18 vystupovať odparujúca sa chladiaca voda, ktorá pôsobí na prúd vlákien a prispieva k ochladeniu vlákien. Do chladiacej vody sa môže tiež pridať pojivo.

Vyššie vysvetlený prstencový priestor 17 môže byť voliteľne pripojený k otvorenému alebo uzatvorenému okruhu chladiacej vody. Obr. 3 až 6 znázorňujú rozdielne konštrukčné riešenia, ktorých voľba závisí hlavne na druhu taveniny, materiálovom zložení, viskozite a teplote taveniny, a najmä na tom, aký druh mi10 nerálnych vlákien sa má vyrábať. Tu sa v podstate rozlišuje medzi rôznymi druhmi minerálnych vlákien, ktoré sa majú spracovávať na produkt z kamennej vlny, struskovej vlny alebo sklenenej vlny.

Pri príklade uskutočnenia podľa obr. 3 je vnútorný priestor 71 vnútorného plášťa 58 spojený pomocou vzduchových kanálov 53 s vonkajším plášťom £. Vzduchové kanály 33 vyúsťujú medzi kopčekovitýml prehĺbeninami 88 do vláknotvornej zóny 5. Prstencový priestor 31 má prítok 30 chladiacej vody. Obr. 3 ukazuje dalej vytiahnuté minerálne vlákno 34 ako aj vytvorenie kužeľa 55 taveniny nad ústím vzduchového kanála 33 pred vytiahnutím vlákna.

Obr. 4 ukazuje vytvorenie, pri ktorom sú v prstencovom priestore 40 na vnútornej strane, to znamená na dolnom konci pripojené kanály 39. ktoré opäť vyúsťujú medzi kopčekovitýml vyhĺbeninami 88 vo vláknotvornej zóne vonkajšieho plášťa 36. Pri tomto príklade uskutočnenia sú vnútorný plášť 57 a vonkajší čelný kotúč 38 uzatvorené. Prstencový priestor 40 môže byť ale pripojený k uzatvorenému okruhu chladiacej vody.

Pri príklade uskutočnenia podľa obr. 5 je prstencový priestor 44. ktorý Je ohraničený vonkajším plášťom 48 a vnútorným plášťom 43, opäť pripojený k uzatvorenému okruhu chladiacej vody. Usporiadanie vzduchových kanálov 41 zodpovedá v podstate usporiadaniu vzduchových kanálov 33 podľa obr. 3. V tomto prípade je ale čelná stena 48 vybavená vo vonkajšej oblasti vnútorného priestoru rotora 1 mnohými otvormi 49. rozdelenými po obvode, takže sa dopravný a chla11 diaci vzduch môže viest v smere šípok 45 a 46 vnútorným priestorom. Okrem toho môže byť, ako je to zjednodušene naznačené šípkou 47, v odstupe od vonkajšieho plášťa 42 privádzaný cez celý obvod vláknotvornej zóny axiálny prúd dopravného vzduchu.

Pri príklade uskutočnenia podľa obr. 6 je prstencový priestor 56, ktorý je opäť vytvorený medzi vonkajším plášťom 55 a vnútorným plášťom 54, vybavený prípojom chladiacej vody so smerom prúdu 51. Vonkajší plášť 53 má otvory 55 na výstup pary, ktoré vyúsťujú opäť medzi kopčekovitými prehĺbeninami 28 do vláknotvor nej zóny. V súlade s obr. 1 je čelná stena 57 vybavená otvormi 58, takže vznikne otvorený systém chladiacej vody. Šípkou 52 je zjednodušene znázornené, že sa opäť vnútorným priestorom môže viesť dopravný a chladiaci vzduch. V súlade s obr. 5 sa aj tu, ako je to naznačené šípkou 50 môže privádzať na obvod v axiálnom smere dopravný vzduch, ktorý obklopí vzniknuté minerálne vlákna, takže sa tieto môžu, ako je to obvyklé, zhromažďovať a potom dalej spracovávať.

Celkove je tu potrebné uviesť nasledujúce. Oddeľovanie taveniny a tým počínajúca tvorba vlákien sa môžu účinne podporiť tým, že so zmienenými otvormi, prípadne kanálmi odvodí von tlakový vzduch alebo, že týmito otvormi alebo kanálmi vystupuje von vodná para. Pri zodpovedajúcom, dopredu stanovenom tlaku, sa dá priemer kanálov a rovnako kopčekovitých prehĺbenín 28 veľmi zmenšiť, prípadne sa dá ich počet na jednotku plochy požadovanou mierou zvýšiť. To vedie k zvýšeniu výkonu v oblasti vláknotvornej zóny 5. Priemer otvorov prípadne kanálov sa dá zmenšiť až na jemné kapi12 láry. Predovšetkým pri vysokých viskozitách taveniny je tiež možné, aby sa materiál vonkajšieho plášťa medzi kopčekovitými prehĺbeninami £8, najmä na okrajoch týchto prehĺbenín 88 vytvoril napríklad pomocou techniky zlinovania kovov alebo pomocou cielene vyvolanej korózie pôsobiacej pnutie trhlín, priepustný pre vzduch, vodnú paru alebo vodu.

Ďalší príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu je znázornený na obr. 7 až 9. Na popis týchto obr. Je ale potrebné uviesť najprv obecné vysvetlenia.

Všetkým doteraz známym rozvlákňovacím agregátom Je spoločné to, že sa poháňajú ekektromotormi cez prevod. Zvyšovanie počtu otáčok a tým zvýšenie odstredivej sily na zvýšenie výkonu alebo na dosiahnutie vyššieho dispergačného stupňa je ale možné len za vynaloženia veľkého nákladu. Tieto známe pohony a najmä hnacie ústrojenstvá spojené najčastejšie s hnacou nápravou dotyčného rotora, predstavujú z hľadiska aerodynamiky najčastejšie nepriaznivú prekážku čo sa týka rovnomernosti tvorby vlákien a odtransportovania vzniknutých vlákien, a síce prekážku pre nutné prúdenie dopravného vzduchu.

Podľa vynálezu sa preto navrhuje, aby rotor 1 bol na jednom konci v oblasti vstupnej zóny 3 spojený za účelom pohonu s plynovou turbínou 61.

Pomocou použitia princípu plynových turbín je možné vytvoriť aerodynamický optimálne a v širokom rozmedzí variabilné rozvlákňovacie zariadenie a v súlade s tým podstatne zväčšiť spektrum vlákien a zvýšiť výkon a okrem toho tieto ešte meniť.

Spojenie rotora 1 s plynovou turbínou 61 sa realizuje s výhodou v oblasti pohonu plynovej turbíny 61 pomocou usporiadania na jeho centrálnom hriadeli. Pri použití vhodne dlhého centrálneho hriadeľa je tiež možné umiestniť na ňom za sebou viac rotorov 1.

Plynová turbína 61. ktorá sa dá použiť na daný účel, zodpovedá čo sa týka konštrukcie hnacím skupinám obvyklým v letectve, ale so zmenami prípadne zjednodušeniami nevyhnutnými pre stacionárnu prevádzku, ako aj s nevyhnutnými pomocnými zariadeniami.

S výhodou je plynová turbína 61 vybavená prívodným difuzérom, kompresorom, spaľovacou komorou, turbínou na pohon kompresoru, ako aj hnacou tryskou.

dvojakým spôsobom, otáčok osi rotora

Pre požadovaný účel môžu byť použité aj vrtuľové turbíny prúdových hnacích jednotiek, ktoré pôsobia totiž Jednak vyrábajú vysoký počet 1 a jednak vyvolávajú veľkú rýchlosť dopravného vzduchu. Takto je možné doslahnúť počet otáčok asi medzi 10.000 ot./min až asi 30.000 ot./ /min a voliť ich podľa účelu použitia. Pohon plynovej turbíny 61 prevádzaný na obvod rotora 1 v oblasti vláknotvornej zóny 5 vedie k rýchlosti vzduchu asi 150 m/sek až 330 m/sek. Rozumie sa samozrejme, že sa plynová turbína 61 prevádzkuje v podzvukovej oblasti. S výhodou je plynová turbína 61 usporiadaná tak, že na jej nábehovej strane Je vrtuľa, ktorá slúži na zlepšenie riadenia vzduchu na obvode dalej umiestneného rotora 1, na odtransportovanie vzniknutých minerálnych vlákien. To platí najmä pre tie prípady, v ktorých je za plynovou turbínou 61 umiestnené viac rotorov 1 s vláknotvornýml zónami £.

V rámci vynálezu sa dalej navrhuje, aby sa do vstupného difuzéra plynovej turbíny privádzal oddelene spaľovací vzduch, zatiaľ čo by sa dopravný vzduch privádzal po obvode cez druhú vstupnú trysku. Ako dopravný vzduch sa používa s výhodou vzduch vyčistený od anorganických častíc alebo iných látok a ochladený, a síce vzduch zo zbernej komory, v ktorej sa zhomaždujú minerálne vlákna. Takto sa vytvorí pre dopravný vzduch čiastočný okruh.

V rámci vynálezu sa dalej navrhuje, aby sa jednak medzi kruhovou hnacou tryskou plynovej turbíny 61 a jednak vláknotvornou zónou 5 rotora 1 umiestnili kruhové vodiace prvky, ktoré dovolia riadiť pohyb vzduchu v požadovanej vzdialenosti rovnobežne s vonkajším povrchom vláknotvornej zóny &. Ďalej je výhodné, aby sa časť množstva vzduchu, vyrobeného plynovou turbínou 61. viedla, ako je to už vyššie popísané, vnútorným priestorom rotora 1, Jednak preto, aby sa rotor 1 chladil a jednak preto, aby sa zabránilo spätnému prúdeniu za rotorom i.

Obr. 7 je principiálne znázornenie so zvisle odrezaným rotorom 1 so vstupnou zónou 3, rozdeľovacou zónou 4 a vláknotvornou zónou S ako aj stredovou trubkou 7. V smere šípky 60 sa privádza lúč taveniny k vstupnej zóne 3. Do tej miery platia výklady týkajúce sa vyššie vysvetlených príkladov uskutočnenia. Pri príklade uskutočnenia podľa obr. 7 je rotor 1 prípojený k plynovej turbíne 61. v princípe znázornenej, s prívodom 68 spaľovacieho vzduchu.

Obr. 8 ukazuje čiastočný zvislý rez rotorom 1 podľa obr. 7, vo zväčšenom merítku. Rotor 1 je vytvorený v tvare zrezaného kužeľa a jeho vonkajší plášť g. je spojený pomocou lúčov 67 a 68 so stredovou trubkou

7. Pravý koniec stredovej trubky 7 je podľa obr. 7 spojený s plynovou turbínou 61. Vonkajší plášť S je v oblasti vláknotvornej zóny S vybavený po celom obvode veľkým počtom kanálov 63. ktoré sú v smere von kónický rozšírené. Kanály 65 môžu opäť, ako to už bolo vyššie viackrát popísané, vyúsťovať medzi kopčekovitými prehĺbeninami 38 Nad otvormi prípadne nad kanálmi 63 je iniciovaná tvorba vlákien. Otvory prípadne kanály 63 vyúsťujú, ako to ukazuje obr. 8, v kopčekoch vydutých kopulovlto smerom von. Ďalej sú kanály 63 a kopčeky podľa obr. 9 umiestnené skrutkovíto alebo špirálovito na povrchu. Stúpanie skrutkovníc je závislé na požadovanom výkone, povolenom počte otáčok a najmä na viskozite taveniny. Pri dlhších rotoroch 1 je veľkosť otvorov prípadne kanálov 63 s narastajúcou vzdialenosťou vstupnej zóny 3, teda so zvyšujúcou sa viskozitou taveniny zväčšená. Otvory môžu byť umiestnené v pravidelných vzdialenostiach vedľa seba alebo sú umiestnené v skupinách, aby sa vytvorili medzipriestory pre tok taveniny.

Medzi radmi otvorov prípadne kanálov 63 sú prehĺbenlny tvaru muldy alebo žliabikov prípadne vodiace drážky 70. S výhodou môžu byť tiež kopčekovité prehíbeniny 28 umiestnené za sebou skrutkovlto. Vo všetkých prípadoch sa touto konštrukciou povrchu dosiahne rov16 nomerné rozdelenie taveniny a zabráni sa nežiaducej tvorbe vlákien v oblastiach vodiacich drážiek 70 prípadne v kopčekovitých prehĺbeninách 38. Na obr. 8 je privádzanie taveniny naznačené šípkou 64 a na obr. 9 šípkou 69. Šípky 65 a 66 znázorňujú prúdenie vzduchu, ktoré vychádza od plynovej turbíny 61.

Claims (18)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie na výrobu minerálnych vlákien z taveniny s rotorom (1) otáčajúcim sa okolo horizontály, na ktorého vonkajší povrch sa privádza tavenina , vyznačujúce sa tým , že rotor (1) má v axiálnom smere tri vedľa seba ležiace zóny, vstupnú zónu (3) pre taveninu, rozdeľovaciu zónu (4) a vláknotvornú zónu (5), vybavenú na obvode otvormi (6), a priemer rotora (1) sa od vstupnej zóny (3) cez rozdeľovaciu zónu (4) až k vláknotvornej zóne (5) zväčšuje.

   8. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že obvod rotora (1) je vytvorený v tvare fľaše, takže hrdlo fľaše tvorí vstupnú zónu (3), ku ktorej sa pripojuje rozdeľovacia zóna (4) a telo fľaše je vláknotvorná zóna (5).
2. 3. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že rotor (1) je v axiálnom smere od vstupnej zóny (3) až ku koncu vláknotvornej zóny (5) rozšírený v tvare zrezaného kužeľa.
3. 4. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 3 , vyznačujúce sa tým , že rotor (1) má na povrchu špirálové vodiace drážky (85, 70).
4. 5. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že stúpanie vodiacich drážok (85, 70) Je asi 40’ až 60’ k ose rotora (1).
5. 6. Zariadenie podľa nároku 4 alebo 5 , vyzná18 čujúce sa tým , že vodiace drážky (85, 70) a mostíky (86) vytvorené medzi vodiacimi drážkami (85, 70) sú navzájom zaoblené.
6. 7. Zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov , vyznačujúce sa tým , že vláknotvorná zóna (5) má medzi otvormi (6) kopčekovité prehĺbeniny (88).
7. 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že kopčekovité prehĺbeniny (38) majú rôzne hĺbky, takže so zväčšujúcou sa vzdialenosťou od vstupnej zóny (3) sú stále plochejšie.
8. 9. Zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov , vyznačujúce sa tým , že priemer otvorov (6) je až asi 2 až 3 mm.
9. 10. Zariadenie podľa jedného z prechádzajúcich nárokov , vyznačujúce sa tým , že rotor (1) je so svojim vonkajším plášťom (2) pripevnený na stredovej trubke (7).
10. 11. Zariadenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že rotor (1) má vnútorný plášť (12), ktorý spolu s vonkajším plášťom (2) ohraničuje kruhový priestor (17).
11. 12. Zariadenie podľa nároku 11, vyznaču júce sa tým, že kruhový priestor (17) Je spojený cez aspoň jednu radiálnu trubku (15) so stredovou trubkou (7).
12. 13. Zariadenie podľa nároku 11 alebo 12 , v y značujúce sa tým , že vonkajší plášť (2) a vnútorný plášť (12) sú spojené pomocou čelných kotúčov (8, 10) so stredovou trubkou (7), a čelné kotúče (8) majú pri vstupnej zóne (3) aspoň jeden vstupný otvor (9) na vzduch a čelné kotúče (10) na konci vláknotvornej zóny (5) majú najmenej jeden výstupný otvor (11) na vzduch.
13. 14. Zariadenie podľa nároku 13, vyznaôu júce sa tým , že čelný kotúč (10) na konci vláknotvornej zóny v oblasti kruhového priestoru (17) má vypúšťacie otvory (18) rozdelené po obvode kruhového priestoru (17).
14. 15. Zariadenie podľa jedného z nárokov 11 až 14 , vyznačujúce sa tým , že kruhový priestor (17) je pripojený voliteľne k otvorenému alebo uzatvorenému okruhu chladiacej vody.
15. 16. Zariadenie podľa jedného z nárokov 11 až 15 , vyznačujúce sa tým , že vnútorný priestor (71) vnútorného plášťa (12, 32, 43) je spojený cez vzduchové kanály (33, 41) s vonkajším plášťom (2, 42, 53) a vzduchové kanály (33, 41) vyúsťujú medzi kopčekovitými prehĺbeninami (28) do vláknotvornej zóny (5), a kruhový priestor (44) je pripojený k uzatvorenému okruhu chladiacej vody.
16. 17. Zariadenie podľa nároku 11, vyznaôu júce sa tým, že na vnútornej strane v kruhovom priestore (40) sú umiestnené uzatvorené kanály (39), ktoré vyúsťujú medzi kopčekovitými prehĺbeninami (28) vláknotvornej zóny (5) vonkajšieho plášťa.
17. 18. Zariadenie podľa nároku 11, vyznaču júce sa tým, že kruhový priestor (56) je vybavený prípojom chladiacej vody, a vonkajší plášť (53) má výstupné otvory (55) pre paru, ktoré vyúsťujú medzi kopčekovi tými prehĺbeninami (38) vo vláknotvornej zóne (5).
18. 19. Zariadenie podľa nároku 1, vyznaču júce sa tým, že rotor (1) je na jednom konci v oblasti vstupnej zóny (3) spojený na pohon s plynovou turbínou (61).

    30. Zariadenie podľa nároku 19, vyznaču júc.e sa tým , že plynová turbína (61) je vybavená prívodným difuzérom, kompresorom, spaľovacou komorou, turbínou a hnacou tryskou.

    31. Zariadenie podľa nároku 19 alebo 30 , vyznačujúce sa tým , že rotor (1) je spojený pomocou lúčov (67, 68) so stredovou trubkou (7) a jeden koniec stredovej trubky (7) je spojený s plynovou turbínou (61).