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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer schmelzperlenfreien
Mineralwolle Mineralwolle wird in der Regel mittels einer Blasdüse, durch welche
die Schmelze unter der Wirkung eines Gas- oder Dampfstromes austritt, erzeugt. Beim
Austritt aus der Blasdüse verfasern das Gas oder der Dampf die schmelzflüssige Masse
entweder senkrecht zur Fallrichtung derselben beim Austritt aus dem Schmelzbehälter
oder parallel hierzu. Bei diesem Vorgang werden, je nach der Konstruktion der Anlage,
mehr oder weniger .große Mengen atmosphärischer Umgebungsluft angesaugt. Das Gemisch
aus Mineralfasern, dem zur Anwendung kommenden Gas oder Dampf und der mitangesaugten
atmosphärischen Luft wird durch ein meist rundes oder rechteckiges Röhr einer Reinigungs-
und Auffangvorrichtung zugeführt.
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Diese Gas- oder Dampfverblasung arbeitet vielfach sehr unvollkommen,
so daß nicht die gesamte schmelzflüssige Masse zu Fasern verarbeitet wird, vielmehr
ein Teil in Form von Schmelzperlen in der fertigen Mineralwolle enthalten ist. Dadurch
wird die Mineralwolle in ihrer Qualität und in ihrem Wert stark herabgesetzt.
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Seit den ersten Anfängen der Mineralfasertechnik hat man Versuche
unternommen, durch die Anwendung besonderer konstruktiver Maßnahmen die Schmelzperlen
und andere Verunreinigungen aus den Wollfasern zu entfernen. So ist es beispielsweise
bekannt, das Gemisch aus Wolle, Schmelzperlen, Druckgas und mitangesaugter atmosphärischer
Luft in einen großen Raum zu leiten, welcher mittels Drahtgeweben oder perforierten
Zwischenwänden so stark entlüftet wird, @daß die Gase nach außen entweichen können
und -die Schmelzperlen auf Grund ihrer größeren Masse und kleineren Oberfläche schon
beim Eintritt in diesen Raum zu Baden fallen und so ausgeschieden werden, während
die Mineralwolle wegen ihrer größeren spezifischen Oberfläche sehr viel weiter fliegt
und sich stark gereinigt erst später auf den Boden absenkt.
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Es hat auch nicht an konstruktiven Maßnahmen gefehlt, um durch die
Aufteilung langer Räume in Fächer verschiedene Qualitäten zu erzeugen, welche sich
durch verschieden hohe Schmelzperlengehalte und damit verschiedene Auflage- und
Stoffgewichte voneinander unterschieden.
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Durch die deutsche Auslegeschrift 1053 384 ist es bekannt, die Schmelze
aus einer Blasdüse austreten zu lassen, sie durch einen Gas- oder Dampfstrom für
Mineralwolle zu zerfasern und auf einer eine Saug; wirkeng ausübenden Trommeloberfläche
zu verteilen, von der aus die Weiterleitung auf einem Transportband erfolgt.
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Bei allen diesen bekannten Maßnahmen wurde jedoch die Ausscheidung
.der Schmelzperlen aus der Mineralwolle nur teilweise oder gar nicht bewerkstelligt.
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Aufgabe der-Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer
Vorrichtung, wodurch eine einwandfreie Trennung der Schmelzperlen von den Mineralfasern
erzielt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
aus der Blasdüse etwa waagerecht austretende Blasstrom in einer Vakuumkammer einem
etwa lotrecht zur Blasrichtung gerichteten Gasstrom unterworfen wird, .der die Mineralwolle
auf einem sich unter dem Blasstrom erstreckenden, gasdurchlässigen Transportband
niederschlägt, während die keiner nennenswerten Ablenkung unterworfenen Mineralperlen
getrennt aufgefangen werden. Durch das Transportband ist erreicht, daß die darauf
niedergeschlagene Mineralwolle unmittelbar aus der Vakuumkammer heraustransportiert
wird. Die Schmelzperlen lassen sich .dagegen getrennt auffangen, da sie in Richtung
des Blasstromes weiterfliegen, während die Mineralwolle eine andere Richtung durch
ihre Ablenkung zum Transportband nimmt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
aus der Blasrichtung nicht abgelenkte Bestandteile der Mineralwolle hinter dem Ablenkbereich
des Blasstromes durch einen Gegengasstrom abgebremst und auf das gasdurchlässige
Transportband gesaugt werden, so daß auch diejenige Mineralwolle, von Schmelzperlen
gereinigt, die nicht unmittelbar auf das Transportband gelangt, dazu gebracht wird,
sich auf dem Transportband niederzuschlagen.
Erfindungsgemäß kann
für den etwa lotrecht zur Blasrichtung gerichteten Gasstrom mindestens teilweise
das aus der Vakuumkammer abgesaugte Gas verwendet werden, so daß die zur Anwendung
kommenden Gase sich in einem geschlossenen Kreis bewegen.
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"In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens können dem etwa lotreoht
zur Blasrichtung gerichteten Gasstrom pulverförmige oder flüssige Bindemittel für
die chemische Behandlung der Mineralwolle beigegeben werden. Dabei ist es zweckmäßig,
daß die Mineralwolle nach dem Verlassen der Vakuumkammer einer Behandlung zum Trocknen
und Härten der Bindemittel unterworfen wird.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sieht diese eine
besondere Vorrichtung vor, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer
Vakuumkammer besteht, in welche in der einen Stirnseite ein der Blasdüse nachgeschaltetes
Blasrohr einmündet, in dessen Verlängerung sich im Bereich der gegenüberliegenden
Stirnseite eine Auffangvorrichtung für die Schmelzperlen befindet, daß ferner der
Boden der Vakuumkammer durch ein bewegtes, gasdurchlässiges Transportband gebildet
ist, durch welches -hindurch das Gas aus der Vakuumkammer abgesaugt wird, und @daß
ferner in der Decke der Vakuumkammer hinter -dem Eintritt des Blasrohres ein sich
quer über dieVakuumkammer erstreckenderGaseintrittsschlitz angeordnet ist.
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Im einzelnen kann vorgesehen sein, daß sich das Blasrohr vor seinem
Eintritt in die Vakuumkammer fächerförmig etwa auf die Breite der Vakuumkammer erweitert.
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In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Auffangvorrichtung
für die Schmelzperlen durch mindestens .einen in die Vakuumkammer greifenden Kanal
gebildet sein, welcher die in den Kanal gelangenden Schmelzperlen seitlich ablenkt.
Somit ist erreicht, daß die erzeugte Mineralwolle aus der Vakuumkammer auf dem Transportband
herausbewegt wird, während die Schmelzperlen unmittelbar geradlinig in den in die
Vakuumkammer greifenden Kanal gelangen und durch diesen seitlich abgeleitet werden.
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Der Kanal kann erfindungsgemäß aus zwei Einzelkanälen bestehen, deren
Gesamtöffnungsbreite der Breite der Vakuumkammer entspricht und welche einzeln seitlich
aus -der Vakuumkammer herausgeführt sind.
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Um die Vakuumkammer auch im Bereich des Transportbandes abzudichten,
kann nach der Erfindung vorgesehen sein, daß die Öffnung für den Austritt des Transportbandes
aus der Vakuumkammer durch eine auf dem Transportband aufliegende Walze abgedichtet
ist, die gleichzeitig die auf dem Transportband aufliegende Mineralwolle zu einem
Wollvlies verdichtet.
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In den Figuren ist als Ausführungsbeispiel schematisch eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt
durch die Vorrichtung und F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung.
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In die mit 2 bezeichnete Vakuumkammer mündet das mit 1 bezeichnete
Blasrohr ein, welches einen beliebigen Querschnitt haben kann. Es mündet jedoch
mit einem fächerförmig sich erweiternden Querschnitt in die. Vakuumkammer 2 ein.
Das Vakuum ist durch @@d`en @äigttze 9 Jiergestelltn..über dessen Öffnung sich das
gasdurchlässige Transportband 4 erstreckt. Das Transportband 4 läuft um die Antriebswelle
3 um.
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Unmittelbar vor dem Austrittsquerschnitt des Blasrohres 1 befindet
sich in der Decke der Vakuumkammer der Lufteintrittsschlitz S, der in der Regel
mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Es kann jedoch auch durch ihn das Gas
hindurchgeleitet werden, welches durch den Stutzen 9 aus der Vakuum--kammer 2 abgesaugt
wird.
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In Blasrichtung des Gas- oder Dampfstromes, der durch das Blasrohr
in die Vakuumkammer 2 eintritt, befindet sich gegenüberliegend der aus zwei Einzelkanälen
7 gebildete Auffangkanal für die Mineralperlen. Die beiden Einzelkanäle sind seitlich
herausgeführt, wie es die F i g. 2 verdeutlicht. Sie verjüngen sich zu ihrem Ende
hin und treten nach außen frei aus.
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Das Transportband 4 wird in Richtung. des Pfeiles G bewegt. Die Rolle
5 dient als Belastungs- und Abdichtungseinrichtung. Sie liegt lose auf dem Band
4 auf, so daß an dieser Stelle nicht unnötig Falschluft in das Innere der Vakuumkammer
2 eintreten kann.
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Die dargestellte Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Durch das Blasrohr
1 tritt das Gemisch aus Mineralwolle und Schmelzperlen, der Gas- oder Dampfstrom
und mitangesaugte Frischluft in Richtung des Pfeiles A in die Vakuumkammer 2 ein,
wobei es zu einem breiten Band auseinandergezogen wird. Durch das Vakuum in der
Vakuumkammer 2 wird erreicht, daß durch den lotrecht nach unten gerichteten Frisehluftschlitz
3 die umgebende atmosphärische Luft angesaugt wird und, wie mit Pfeil C in F i g.
1 gezeigt, mit einer dem Vakuum in der Vakuumkammer 2 entsprechenden großen Geschwindigkeit
lotrecht zur Wirkungsrichtung des Gemisches angesaugt wird.
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Der Pfeil C stellt die Wirkungsrichtung des gegenüber dem Pfeil A
als Querstrom wirkenden Kaltluftstromes dar, welcher die Mineralfasern auf Grund
ihrer geringen Masse, aber großen Faseroberfläche aus der Wirkungsrichtung des Stromes
gemäß Pfeil A ablenkt und in Richtung der Pfeile E gemäß F i g. 1 entsprechend der
Durchsauggeschwindigkeit der Gase durch das gasdurchlässige Transportband 4, welches
beispielsweise perforiert ist, auf dieses niederschlägt.
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Unter der Wirkung der in Richtung des Pfeiles B über den Stutzen 9
und ,dessen Anschlußöffnung 6 abgesaugten Gase bleiben die Mineralfasern auf dem
oberen Trum des Transportbandes 4 liegen, durchwandern die Belastungs- und Abdichtungsrolle
5 und werden an der mit dem Pfeil G bezeichneten Stelle in Form eines Mineralfaservlieses
vom Transportband 4 abgenommen.
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Die im Blasrohr 1 mitgeführten Schmelzperlen dagegen besitzen nur
eine geringe Oberfläche, jedoch eine relativ große Masse im Vergleich zu den Mineralfasern,
so daß die Schmelzperlen durch den Querstrom C nicht oder nur unwesentlich in ihrer
Bewegungsrichtung beeinflußt werden. Sie fliegen demnach in Richtung des Pfeiles
F, wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt, in den in zwei Einzelkanälen 7 ausmündenden
Kanal am Ende der Vakuumkammer 2 und verlassen die Kanäle 7 durch deren Austrittsöffnungen
seitlich. Die aus den Austrittsöffnungen austretenden Schmelzperlen können dann
in bereitgestellten Behältern aufgefangen werden.
Durch das Vakuum
in der Vakuumkammer 2 entsteht in den Kanälen 7 eine Strömung von atmosphärischer
Luft, welche in Richtung des Pfeiles D in das Innere einströmt. Dieser Luftstrom
D wirkt entgegen der Pfeilrichtung F der abgesonderten Schmelzperlen. Sollten mit
den in Pfeilrichtung F sich bewegenden Schmelzperlen von diesen noch einzelne Fasern
mitgerissen worden sein, so werden diese durch den Luftstrom D auf Grund seiner
entgegengesetzten Wirkungsrichtung abgebremst und in ihrer Flugrichtung umgekehrt,
um auf diese Weise durch den Luftstrom D wieder in das Innere der Vakuumkammer 2
zurückgeführt zu werden. Die kinetische Energie dieser Mineralfasern wurde dabei
vollkommen vernichtet. Die Mineralfasern folgen nunmehr der allgemeinen Gas- und
Absaugrichtung im Innern etwa in Richtung des Pfeiles E und werden damit auf der
Oberfläche des perforierten Transportbandes 4 niedergeschlagen und in Pfeilrichtung
G zum Austritt gebracht.
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Versuche haben gezeigt, daß der Wirkungsgrad der Vorrichtung nach
der Erfindung bzw. des Verfahrens nach der Erfindung außerordentlich hoch liegt,
so daß die aus den Austrittsöffnungen der Kanäle 7 austretenden Schmelzperlen fast
ganz frei von Mineralfaserbeimengungen sind.
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Es wurde ferner festgestellt, daß das in der Vakuumkammer 2 erzeugte
Vakuum die Verblaswirkung des Gas- bzw. Dampfstromes bei .dem Verblasen der schmelzflüssigen
Masse energiesparend unterstützt, so daß die Düsenquerschnitte der Gas- bzw. Dampfstrahlen
gegenüber bisher üblichen stark verkleinert werden können.
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Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung
ist .darin zu sehen, daß für die chemische Konfektionierung der Mineralfasern zu
Platten "und Filzen dem Querstrom in Pfeilrichtung C Bindemittel in flüssiger oder
pulverförmiger Form zugesetzt werden können. Die den Mineralfasern vom Herstellprozeß
noch anhaftende fühlbare Wärme reicht in der Regel für die Trocknung und Härtung
dieser Bindemittel aus. Es ist jedoch auch möglich, eine besondere Trockeneinrichtung,der
Vorrichtung nach der Erfindung nachzuschalten.
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Es hat .sich außerdem bei Versuchen herausgestellt, daß die in Richtung
des Pfeiles B abgesaugte Luft der in Pfeilrichtung C angesaugten Kaltluft wirkungsvoll
beigegeben werden kann oder aber diese ganz zu ersetzen in der Lage ist. In letzterem
Fall erhöht sich die Wirkung des Querstromes in Pfeilrichtung C stark, indem das
Teilvakuum im bandförmigen Querstromschlitz 8 durch einen geschwindigkeitserhöhenden
überdruck in diesem ersetzt wird.
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Die in .der Beschreibung und in den Figuren verdeutlichten Maßnahmen
sind nicht die einzig möglichen, um die Erfindung zu verwirklichen. Beispielsspeise
ist in den F i g. 1 und 2 die Absaugung des Gases und die Erzeugung -des Vakuums
in der Vakuumkammer 2 zur Seite hin dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, die
Absaugung nach beiden Seiten, unterhalb oder beiderseitig und unterhalb vorzusehen,
ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.