DE1496049A1

DE1496049A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Steinchen,Schmelzperlen und Faserstaub aus synthetischem Mineralfasermaterial

Info

Publication number: DE1496049A1
Application number: DE1965W0038326
Authority: DE
Inventors: Wayne John Oja
Original assignee: Wood Conversion Co
Current assignee: Wood Conversion Co
Priority date: 1964-01-13
Filing date: 1965-01-11
Publication date: 1969-04-17
Also published as: FR1432599A; US3308945A; GB1027199A

Description

Beschreibung zur Patentanmeldung der

WOOD CONVERSION COMPANY, 332 Minnesota Street, St. Paul Ramsey, Minnesota, USA

betreffend:

"Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Steinehen, Schmelzperlen und Faserstaub aus synthetischem Mineralf a-

Sermaterial"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, um synthetische Mineralfasern wie Glaswolle, Schlackenwolle und dergleichen, von den Granalien oder Sehmelzperlen sowie kurzen, gebrochenen Fadens tüeken zu befreien. Bei der Herstellung von synthetischen Mineralfasern nach dem Blas- und Ziehverfahren bilden sich am B'adenende Tröpfchen oder Verdickungen, die als Sehmelzperlen bezeichnet werden und für verschiedene Anwendungsgebiete der Mineralfasern von Nachteil sind. Schließlich kommt es vor, daß beim Einschmelzen des Rohmaterials im Rahmen der Herstellung von z.B. Mineralwolle, gröberes Korn nicht vollständig geschmolzen wird und sich daher nicht zu Fäden ausziehen läßt, sondern als Körperchen oder Steinchen'das Fasermaterial verunreinigen. Für viele Anwendungsgebiete der Mineralfasern müssen auch solche Steinchen entfernt werden.

Neue Unferlogen (Art. 7 § t Abs. 2 Nr. I Sofc 3 des Xnderungjg«. ν. 4.

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Die Abscheidung der Schmelzperlen und Kurzfäden geschieht bisher in verschiedenen Blasverfahren oder in wäßriger Suspension unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften, also in einer einem Hydrozyklon entsprechenden Vorrichtung. Es ist auch bereits ein Verfahren bekannt, bei welchem Kurzfäden und Schmelzperlen dadurch von dem Fasermaterial getrennt werden, daß das zu reinigende Gut in gegeneinander gerichtete Gasströme eingebracht wird. Es wurde auch bereits ein Verfahren bekannt, wo das mit Schmelzperlen behaftete Fasermaterial in einer Trommel gestürzt wird, so daß die Schmelzperlen abbrechen. Bei diesem Verfahren kommt es jedoch auch zu einem großen Anteil an Fadenbruch; jedoch bietet dies den Vorteil, daß zu Flocken zusammengeballtes Fasermaterial erhalten wird, welches leichter verschickt und gehandhabt werden.kann als das Fasermateriai als solches. Bei Verwendung dieses flockig zusammengeballten Fasermaterials ist es jedoch meist erforderlich, die Flocken wieder aufzutrennen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die hierfür geeignete Vorrichtung gestattet die Entfernung von Steinchen, Schmelzperlen und Kurzfäden aus neuem Fasermaterial sowie die Zerteilung von flockig zusammengeballtem Fasermaterial bei gleichzeitiger Entfernung eventuell noch vorhandener Schmelzperlen, ohne daß es zu einem ungebührlichen Fadenbruch kommt.

Nach der Erfindung werden Fasern und Schmelzperlen im wesentlichen einzeln von der Aufgabe abgenommen und von der Aufgabe weggeschleudert, wobei die Schmelzperlen von den Fasern abbrechen und sich vom Fasermaterial trennen. Die erfindungsgemäß geeignete Vorrichtung enthält zumindest ein Paar von parallel liegenden, zylindrischen Walzen auf parallelen Achsen. Jede Walze hat eine innere zylindrische, axiale Welle, die im Abstand angeordnet ist von der entsprechenden axialen Welle der anderen Walze. Die beiden Walzen sind mit einer Anzahl von bürstenartig angebrachten, radial abstehenden Stacheln ver-

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sehen. Die Spitzen der Stacheln führen bei der Walzendrehung sich über läppende zylindrische Wege aus. Es bilden sich auf diese Weise abgesperrte Schlitze. Wird eine der Walzen in Förderrichtung zu diesem Schlitz mit relativ langsamer Geschwindigkeit gedreht, so dient dieser als sich drehender Halter und fördert das Gut durch den Schlitz. Die andere Walze wird in entgegengesetzter Richtung mit relativ hoher Geschwindigkeit gedreht und nimmt die einzelnen Fäden aus der Aufgabe auf, sondert die Schmelzperlen von den Fasern ab und bewirkt die getrennte Austragung der Fasern und der Schmelzperlen aus dem Schlitz im wesentlichen in tangentialer Richtung. Die ausgetragenen Fasern werden von Luft weggeführt, wohingegen die Schmelzperlen in einer anderen Richtung weitergeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die hierfür geeignete Vorrichtung kann an das jeweilig zu bearbeitende Gut angepaßt werden.

Das erflndungsgemäße Verfahren beruht im wesentlichen auf der kämmenden Wirkung der schnell laufenden Stachelwalze, wobei diese Stacheln den Weg der Stacheln der langsam laufenden Walze, welche als Förderwalze in den Schlitz zwischen den beiden Walzen dient, eingreifen. Das Ausmaß dieses Eingriffs kann im Hinblick auf die angestrebte Wirkung variiert werden.

Soll ein Schmelzperlen enthaltendes Fasermaterial von diesen entfernt werden, reicht im allgemeinen ein solches Walzenpaar aus. Soll jedoch ein flockig zusammengeballtes und Schmelzperlen enthaltendes Material aufgetrennt und von diesem befreit werden, so wendet man zweckmäßigerweise zwei oder mehrere Walzenpaare hintereinander an, wobei der Austrag des einen Walzenpaares auf das folgende Walzenpaar aufgibt. Jei einer Vorrichtung mit zwei Walzenpaaren wird man das erste so einstellen, daß in erster Linie ein Auflockern der Flocken mit gleichzeitigem Entfernen von Schmelzperlen stattfindet. Das

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zweite Walzenpaar dient dann zu dem Auflockern und Entfernen der Schmelzperlen auf den gewünschten Betrag.

Die erfindungsgemäß·verwendbare Vorrichtung soll nun an den beiden Figuren näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit einem Walzenpaar mit bürstenartigen Stacheln in einem Gehäuse.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Walzenpaaren und getrenntem Austrag von Fasermaterial und Unreinhei ten.

In der schematischen Fig. 1 ist das Gehäuse 10 mit dem Walzenpaar 12, 14, gezeigt. Die parallel liegenden Walzen sind hinsichtlich ihres Abstandes voneinander verstellbar gelagert, so daß das Ausmaß des Eingriffs der Stacheln der einen Walze in die der anderen Walze verstellbar ist. Der Stachelkranz der beiden Walzen ist mit 16, 18, angedeutet. Die Stacheln können

•starre Stifte, Drähte, Borsten aus natürlichem Material oder Kunststoff wie Polyamid oder Polyterephthalsäure-äthylengIykolester sein. Die Walze 12 läuft mit relativ geringer Geschwindigkeit, z.B. 5UpM, die Walze 14 mit sehr viel höherer Geschwindigkeit, z.B. 96O UpM. Die beiden Walzen werden unabhängig voneinander mit Hilfe der Transmissionen 20, 22, angetrieben. Hat die Walze 12 einen Außendurchmesser von 30,5 cm und ist sie mit Drahtborsten mit einer Drahtstärke von 0,357 mm besetzt, so kann die Länge der Stacheln 85,5 mm betragen. Die Walze 14 hat z.B. einen Durchmesser von 30,5 cm und trägt Stahlborsten mit einer Stärke von 0,3 mm und einer Länge von 70 mm. Die Walzenbreite hängt von der gewünschten Leistung der Anlage ab. 3ei einer solchen Walzenanordnung ist der Eingriff der Stacheln der einen Walze in den Weg der Stacheln der anderen Walze ungefähr 1,587 mm. Ein derartiges Walzenpaar eignet sich zur Abtrennung von Schmelzperlen aus nichtflockig zusammengeballtem

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Fasermaterial. Wie erwähnt, sind die Walzen zueinander verstellbar; damit kann man entsprechend dem Verschleiß der Borsten oder Stacheln nachstellen und optimale Bedingungen einhalten.

Soll ein flockiges Fasermaterial verarbeitet werden, so erzielt man mit starren Stiften oder Stacheln an beiden Walzen beste Ergebnisse, wenn diese so zueinander eingestellt sind, daß die Stachelspitzen der einen Walze von der Walzenoberfläche der anderen Walze ungefähr 6,35 mm entfernt laufen. Die Stacheln sind über die Walze in der Umfangsrichtung 12,7 mm auseinander und in der axialen Richtung 25,4 mm voneinander angeordnet, jeweils bezogen auf den Stachelmittelpunkt. Wenn die Stachelreihen gestaffelt angeordnet sind, so verbleibt jeweils ein Schlitz von 12,7 mm in jeder Richtung. Die auf das Walzenpaar aufgegebene flockige Mineralwolle wird mit Hilfe dieser Vorrichtung vollständig aufgetrennt und von den Schmelzperlen befreit. Man erhält eine bauschige Masse aus.langen Fäden.

Die Leitbleche 24, 26, führen das zu behandelnde Gut in der Art eines Aufgabetrichters in den Schlitz zwischen den beiden Walzen. Da sich die Walzen 12, 14, horizontal gegeneinander verstellen lassen, so kann in den Zwischenraum zwischen der Gehäusewand und der Walze Material durchfallen. Die Leitbleche, insbesondere das der schnell laufenden Walze zugeordnete, haben noch eine besondere Funktion. Durch Unterbindung einer aufwärts gerichteten Luftströmung von der schnell laufenden Walze wirkt diese in der Art eines Gebläses, um einen Luftstrom vom Schlitz abzuführen, der dann dazu dient, die Fasern und die abgebrochenen Schmelzperlen auszutragen.

Im unteren Teil des Gehäuses 10 ist eine Zellenschleuse zum Austragen der aus dem Fasermaterial abgeschiedenen Schmelzperlen. Die Wirkungsweise der Zellenschleuse beruht darauf, daß die im Sinne ihrer Trägheit sich bewegenden Schmelzperlen aus dem Weg der leichteren, in Luft dispergierten Fasern abgelenkt wer-

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den, indem die Richtung dieser Luftdispersion geändert wird. Aus Fig. 1 entnimmt man, daß die Zellenschleuse die Schmelzperlen aus dem Schlitz der beiden Walzen aufnimmt und die in die Zellenöffnung führt. Die vom Walzenpaar freigegebenen Fasern mit den Schmelzperlen werden mit Hilfe von Luft als Trägerstrom abgelenkt, wobei jedoch keine Ablenkung der Schmelzperlen erfolgt.

Es wurde festgestellt, daß nicht alle Fasern auf diese Weise abgelenkt werden, sondern in die Zellenschleuse mit den Schmelzperlen eintreten. Die Zellenschleuse wird also so konstruiert sein, daß diese durchgelaufenen Fasern einen anderen Weg als die Schmelzperlen beim Austritt aus der Zellenschleuse nehmen und wieder der Hauptmasse des Fasermaterials zugeleitet werden können.

Um dies zu erreichen, befinden sich in den Trennwänden der Zellenschleuse Öffnungen; Fasern und Schmelzperlen sammeln sich in der Schleuse. Durch die Öffnungen wird Luft mit solcher Geschwindigkeit geleitet, daß die Fasern in entgegengesetzter Richtung ausgeblasen werden und die Schmelzperlen zurückbleiben. Um ein Zusetzen dieser Öffnungen durch sich ansammelnde Schmelzperlen zu vermeiden, müssen diese dauernd von den Öffnungen entfernt werden, damit ein im wesentlichen konstanter Luftdurchgang gewährleistet ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 geht das Gehäuse 10 in den .Raum 30 über, welcher seinerseits mit einem zylindrischen Gehäuse 32 in Verbindung steht, darin befindet sich ein Zellenrad 34, dessen Flügel 36 durchbrochen sind. Mit Hilfe eines Kautschukbandes wird eine gleitende Abdichtung gegen die Gehäusewand sichergestellt. Das Zellenrad 34 wird über den Kettentrieb 42 bewegt. Das Gehäuse 32 geht in den Austragstutzen 44 mit einstellbarem Schieber 46 über.

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Das Gehäuse 10 oberhalb des Raumes j50, öffnet sich scharf, z.B. unter 90⁰C in die Austragsleitung 47; diese führt zu einem Gebläse 48. Das Gebläse saugt Luft aus dem Gehäuse 10, die oben eintritt oder aus der Zellenschleuse kommt, ab. Auf der Blasseite des Gebläses tritt bei der Austragsleitung 50 eine Luftdispersion des Fasermaterials aus. Der Schieber 46 dient zur Einstellung der gewünschten pneumatischen Förderung der durch die Flügel des Zellenrades durchgelaufenen Fasern. Das Zellenrad dreht sich langsam und trägt dadurch die sich ansammelnden Schmelzperlen in den Austragstutzen 44 aus. Auch die schnell laufende Walze 14 hat in gewissem Ausmaß eine Gebläsewirkung, wobei Luft in das Gehäuse 10 gedrückt wird.

Die Aufgabe des Materials 54 erfolgt über ein Förderband 52 in den Schll"' : 28 des Walzenpaares 12, 14, als in gewissem Umfang ein Vorrst 56.

B'ig. 2 bringt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich mit zwei Wulzenpaaren 12, 14, bzw. 12^!,l4' mit den analogen Leitblechen 24, 26, bzw. 24', 26'. Das Material 54, 54', gelengt über den ersten Walzenschlitz 28 in den zweiten Walzenschlitz 28¹. Bei dieser Konstruktion ist die Gebläsewirkung der unteren schnell laufenden Walze wichtig.

Eine Vorrichtung entsprechend l'ig. 2 ist besonders geeignet für das Zerteilen von flockigem Fasermeterial. In diesem Fell greifen die Stacheln der Walzen 12, 14, ineinander, und zwar um einen 3etrag von 4,762 mm. Es wird Materiel aus dem Vorrat 56 aufgenommen, ein gewisser Anteil an Flocken und gleichzeitig geförderter ochmelzperlen werden tangential in den Schlitz 28' des Walzenpaares 12', 14', gebracht-. Dieses Walzenpaar hat nur einen möglichst geringen Eingriff der Stacheln wie 1,587 mm, um das Zerteilen der Flocken und entfernender Schmelzperlen zu beenden. Die Walzen 12, 12', können mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden, z.B. 5 UpM. Auch die Walzen 14, 14', können mit gleicher Geschwindigkeit laufen, z.3. 765 UpM.

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Durch die beiden Walzenpaare ist hier keine so hohe Geschwindigkeit erforderlich wie in der einfachen Ausführungsform der Fig. 1. Die Geschwindigkeiten an sich sind nicht kritisch oder wesentlich. Das gewünschte Ergebnis wird auch bei 1 UpM und 56ΟΟ UpM bei den Ausführungsformen der Pig. I und 2 sichergestellt.

Bei Betrieb einer Vorrichtung nach Fig. 2 wird ein Teil des das Walzenpaar 12, 1.4, verlassenden Materials den Umfang der Walzen 12*, 14', seitlich des Schlitzes berühren. Bei der Walze 14^f wird das Material tangential gegen die Walze 12^! oder das LeIt- ' blech 24* geschleudert und gelangt damit eventuell auf Walze 12* und schließlich wieder in den Schlitz 28'.

Ein Unterschied der Ausführungsform von Fig. 2 gegenüber Fig. 1 liegt noch darin, daß die Zellenschleuse für den Austrag der Schmelzperlen von dem Gehäuse der Walzenpaare räumlich getrennt ist. Das Gehäuse 10* geht unten in die Austrageleitung 47* über, und zwar beginnt die Verengung bei 10a und setzt sich über die geneigte Wand 10b fort. Ein Zuführungsstutzen 44' gegenüber der Austrageleitung 4f* dient für den Lufteintritt und enthält den Schieber 46*. Die Austragsleitung 47* mündet in das Gebläse 48', dessen Austrag über Leitung 50* in eine Kammer 60 mit der Austragsschleuse führt.

Bei der gezeigten Ausführungsform der Kammer 60 ist eine Leitwand 62 vorgesehen. Sie ist bei 64 in der Leitung 50' befestigt und läßt sich, wie durch die Pfeile 66 angedeutet, in entsprechender Lage fixieren. Die Wand 62 kann mit einem weichen Material 62' wie ein weiches Kautschukkissen oder eine Platte aus Canevas oder dergleichen versehen sein. Unterhalb der Wand befindet sich ein eingezogener Teil 60*, in welchen die Schmelzperlen fallen.Dieser geht über in den Trichter 68 zu der Zellenschleuse mit ihrem Gehäuse 70, dem Zellenrad 7I, dessen Flügel durchbrochen sind und eine Kautschukdichtung 74 tragen. Das Ge-

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häuse 70 geht über in die Austragsleitung 76 mit Schieber 78. · Für das Fasermaterial dient die Austragsleitung 80, von wo es in das Gebläse 82 und zum Austrag 84 gelangt. Die Förderleistung des Gebläses 84 kann höher sein als die des Gebläses 48', so daß über die Leitung 76 Luft angesaugt wird. Mit Hilfe des Schiebers 78 kann der Luftdurchgang durch die Öffnungen in den Flügeln 72 bei konstanter Leistung der beiden Gebläse 48* und 82 eingestellt werden. ■

Die Aufgabe erfolgt bei der Vorrichtung nach Fig. 2 über zwei Förderbänder 52, 52'. Auf diese Weise kann anderes Fasermaterial gleichzeitig zugemischt werden. Man kann aber auch pulverförmiges Material wie wärmehartendes Harz einbringen, welches zusammen mit den Fasern als Filz abgeschieden werden kann. Dieser Faserfilz wird dann durch Erwärmen mit Hilfe des als Bindemittel wirkenden Harzes verfestigt.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist besonders geeignet an der Stelle, wo die Mineralfasern hergestellt werden und demnach mit den Schmelzperlen anfallen. Es ist also dann nicht erforderlich, die Entfernung der Schmelzperlen beim Flocken oder Krempeln vornehmen zu müssen, was häufig zu einer unzureichenden Entfernung der Sehmelzperlen führt. Die abgeschiedenen Schmelzperlen können zweckmäßigerweise wieder der Schmelzmasse, aus welcher das Fasermaterial hergestellt wird, zugesetzt werden.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 wird sich speziell . dort als zweckmäßig erweisen, wo flockiges Fasermaterial, welches noch einen gewissen Anteil an Sehmelzperlen enthält, angeliefert wird.

PATENTANSPRÜCHE :

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Claims

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DR.E.V.PEOHMANN T)R. ING. D. BEHRENS

PATENTANWÄLTE. pboteotpaticwt jiünoben

28. Januar 1969

P 14- 96 049.7 lA-33 414

PATENTANS PRÜCHE

1) Verfahren zum Entfernen von Steinchen, Schmelzperlen und B'aserstaub aus synthetischem Mineralfasermaterial, dadurch gekennzeichnet , daß man das Mineralfasermaterial in einer Luftdispersion von der Aufgaberichtung scharf ablenkt und die sich dabei abtrennenden Steinchen Schmelzperlen und B'aserstaub getrennt austrägt.

2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest ein Paar achsparallele Stachelwalzen (12, 14) in einem Gehäuse (ίο)', wobei die eine der Walzen eine langsam laufende und die andere eine schnell laufende ist und die Stachel (16, l8) der beiden Walzen bei Umdrehung der Walzen ineinander greifen, sowie eine Aufgabevorrichtung für das Fasermaterial in den Schlitz des oder der Walzenpaare, Mittel zur Erzeugung einer Luftströmung mit Richtung weg von der Aufgaberichtung des Fasermaterials und Mittel zur getrennten Austragung von Steinchen, Schmelzperlen und Fasern.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chn e t , daß das Ausmaß des Eingriffs der Stacheln beider Walzen einstellbar ist.

4) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η -

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^ {'r: 731 V=.: M Safe 3^ Änderung«,«, v. 4.9."

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zeichnet, daß ein Gebläse (48) mit seiner Saugseite so im Gehäuse (10) angeordnet ist, daß die Luftdispersion der Pasern nach Ablenkung aus der Aufgaberichtung ausgetragen werden kann.

5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch .gekennzeichnet, daß der Saugstutzen (47) des Gebläses (48) im unteren Teil (30) des Gehäuses (10) angeordnet ist.

6) Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch g e k e η η ζ e i chnet , daß zum Austragen der Schmelzperlen eine Zellenradschleuse vorgesehen ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Flügel (36) des Zellenrades (34) durchbrochen sind.

8) Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurc¹! gekennzeichnet, -daß im Falle von zwei oder mehreren Waleenpaaren diese so zueinander angeordnet sind, daß der Austrag des ersten Walzenpaares in den Schlitz des ^w 'i'alzenpaares und so^fort aufgegeben v.H.rd.

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