NO139953B - Anordning for fibrering av mineralsmelte - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ^anordning for fremstilling av mineralull ved fibrering av mineralsmelte, hvorved en strøm av flytende, smelte tilføres til ett eller fleire raskt roterende spinnehjul på slik måte at smeiten hefter ved omkretsflaten resp. -flatene på spinnehjulet resp. spinnehjulene og deretter slynges ut fra denne resp. disse i form av smeltede fibre som kjøles og transporteres videre ved hjelp av en luftstrøm som blåses inn rundt spinnehjulene.

Ved fremstilling av mineralull anvender man som regel en fra en smelteovn hentet, flytende smelte med en temperatur som ligger omtrent mellom 1000 og 1400°C. Smeiten er tilveiebragt ved smelting av sten-arter,slagg, glassdannende råmateriale så vel som andre uorganiske materialer i en smelteovn, som vanligvis^utgjøres av en kupolovn. Denne smelte får ved den tradisjonelle fremgangsmåte for fremstilling av mineralull, renne ned mot et første av et antall raskt roterende spinnehjul anordnet i kaskade, ofte tre eller fire*slike spinnehjul. Disse spinnehjul roterer.parvis i motsatt retning i forhold til hverandre, slik at Jibveddelen av smeiten blir slynget fra det første spinnehjulet til det påfølgende spinnehjul osv. til hele smelte-mengden er slynget bort fra spinnehjulene i form av fibre. Denne fremgangsmåte kalles vanligvis "kaskadespinning". •.v- •

Dels for å kjøle fibrene og dels også for å transportere den til et transport- og oppsamlingsbånd, hvor de oppsamles pg-bearbeides til matter, skiver e.l. for anvendelse som termisk og/éIler akustisk isolasjon, fremfører man en luftstrøm rundt spinnehjulene, f.eks.

fra en blåseanordning for fordeling av luften. JLuf-ten bringes til å bevege seg langs den ytre omkrets av spinnehjulgruppen eller "spinneaggregatet". Man tilsikter at luftens bévegelse skal skje hovedsakelig parallelt med spinnehjulenes aksler.

Mineralullsprodukter som er fremstilt på ovennevnte måte, har ofte mindre tilfredsstillende strekkstyrke, og dette innebærer en ulempe i de ferdige produkter som lett kan rives i stykker under transport og oppsetting. Den angjeldende.mangelfulle strekkstyrke kan også vanskeliggjøre visse beairbeidelsesmetoder hvorunder mineralullen - oppsamles på oversiden av transportbåndet i et temmelig tynt skikt for deretter.å avgis i en sammenhengende bane.

Foreliggende oppfinnelse har derfor til hensikt å gi den spunne mineralullen høyere strekkstyrke ved fremstilling ved fibrer-ing, såkalt spinning, enn hva som vanligvis oppnås ved den ovenfor be-skrevne, tradisjonelle fremgangsmåte. Man vet at den temmelig lave strekkstyrke hos mineralull fremstillet etter den tradisjonelle fremgangsmåte ved kaskadespinningsmetoden, har sin årsak i at mineralullsbanen i vesentlig grad er bygget opp av mineralullsdotter og ikke av overveiende jevnt fordelt fibre. Disse dotter kan ha en størrelse på noen cm i diameter, og de kan i mange tilfelle ha en densitet som er betydelig større enn den beregnede gjennomsnittlige densitet i det produkt som mineralullen skal inngå i. Fiberinnholdet i de deler av mineralullsmatten som ligger mellom disse dotter, blir derved tilsvarende mindre og gir ikke tilstrekkelig og tilfredsstillende forbindelse mellom dottene med den følge at forbindelsen mellom dem lett brytes når mineralullen utsettes for strekkpåkjenninger under etterfølgende håndtering. Dette gjelder uberoende av om denne håndtering innebærer en fortsatt bearbeidning av den fremstilte mineralullsmatten, transport av det ferdige produkt eller dettes håndtering, eksempelvis ved oppsetting.

Omfattende undersøkelser som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse, har vist at dannelse av dotter i mineralullsbanen beror på hva som inntreffér i områdene rundt hvert av spinnehjulene i aggregatet. Derfor spiller det en betydelig rolle at .hjulenes periferihastighet er større, ofte til og med betydelig mye større enn hastigheten av den luftstrøm som sveiper over hjulene hovedsakelig i aksiell retning.

Resultatet av denne.forskjell i hastighet er nemlig en virvel som løper i aksiell retning med svært kraftig turbulens. De nydannede fibre kastes inn i denne virvel, og foruten deformasjon av de enkelte fibre, skjer det herved en dottdannelse som fører til ovennevnte

ulemper.

Riktignok roterer vanligvis hvert par spinnehjul, hvori det ene er smelteavgivende og det andre er smelteopptagende, på en slik måte at de resulterende virvler har forskjellig rotasjonsretning og derfor motvirker hverandre. Imidlertid har det vist seg hensiktsmessig at det smelteopptagende hjulet holdes i rotasjon med betydelig mye større hastighet enn det smelteavgivende hjulet. Tilskyndelsen her-til har vært at man har villet unngå, eller i hvert fall motvirke den kjøling som smeiten ville blitt utsatt for under sin suksessive bevegelse gjennom rekken av spinnehjul. En restvirvel oppstår derfor, og denne er fortsatt i stand til å gi de iakttatte ulemper. En slik restvirvel kan til og med dannes selv om hjulene roterer like fort, forutsatt at' de termiske forhold er tilstrekkelig ulike ved de to hjul.

Oppfinnelsen utgår derfor; fra det prinsipp at man bør dublere spinnaggregatet i form av to nær hverandre beliggende, i forhold til hverandre speilsymmetrisk anordnede aggregater, hvor de siste spinnehjul roterer med slike rotasjonsretninger at de to aggregatenes rest-vir.vler helt formår å oppheve hverandre. For dette formål må begge

aggregatene også befinne seg temmelig nær hverandre.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en anordning for fibrering av en mineralsmelte under anvendelsé av et apparat for å over-føre smelte til to i forhold til hverandre speilsymmetrisk anordnede spinnehjulsaggregater, som hvert-for seg inneholder et før-ste, nedenfor som primært betegnet, hurtig roterende spinnehjul, hvilket opptar smelte, og et ytterligere, nedenfor som sekundært betegnet, hurtig roterende spinnehjul, anordnet i kaskade i forhold til det primære spinnehjul og anordnet for i sin tur å avgi fibre til et samlebånd, idet drivanordningene for hjulene er anordnet' slik at hjulenes rotasjonsretninger blir speilsymmetriske i forhold til hverandre.

Ifølge oppfinnelsen er en vifte eller lignende anordning på i og for seg kjent måte utført for å overføre fibrene til samlebåndet under innvirkning av en luftstrøm, som er. rettet stort sett parallelt' med spinnehjulenes aksler, og som føres over spinnehjulenes mantelflater hovedsakelig i aksial retning, samt at drivanordninger foreligger for at de to i det ene aggregat inngående spinnehjul skal rotere i samme plan men i innbyrdes forskjellige retninger, at de to i det andre aggregat inngående spinnehjul likeledes skal rotere i samme plan men i innbyrdes forskjellige retninger, at det primære spinnehjul i det ene aggregat skal ro-

tere i motsatt retning av det primære spinnehjul i det andre aggregat, samt at endelig de sekundære spinnehjul er anordnet for å rotere i en slik retning at den periferielle bevegelsesretning på det sted hvor de ligger nærmest hverandre, skjer nedenifra og oppover, idet de to sekundære spinnehjul ligger så nær hverandre at luftstrømmene som beveger seg omkring dem samvirker for å

hindre hvirveldannelser som ellers ville oppstå.

Ifølge en spesielt foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er

de to spinneaggregater således anordnet i forhold til hverandre at de to sekundære spinnehjul ligger i hverandres umiddelbare nærhet og med liten avstand mellom hverandre.

Hvor stor denne avstanden skal være beror i noen grad på arten av det mineral som spinnes til fibre, samt på smeltens temperatur som bestemmer dens viskositet. Denne avstand kan derfor ikke angis eksakt og entydig, men dens bestemmelsexvil ikke gi fagmannen noen vanskeligheter etter å ha fått innsikt i oppfinnelsens generelle idé..

På hvert av spinnehjulsaggregatene bør spinnehjulene ligge hovedsakelig i samme plan. Det har imidlertid vist seg at ytterligere fordeler kan oppnås ved at man anordner de to spinnehjulsaggregatene slik at deres periferiplan danner en stump vinkel hvis spiss er rettet mot den luftstrøm som bestryker spinnehjulenes mantelflater Herigjennom vil de ufibrerte partikler-, såkalte "perler" fra det ene aggregatet ikke innføres i luftfiberstrømmen fra det andre og omvendt. Perlene kastet istedenfor ut i spinnehjulenes plan uten å avbøyes i nevneverdig grad av den luftstrøm som bestryker spinnehjulenes mantet-flate. De dannede fibrer avbøyes derimot da luftstrømmen jo er dimensjonert for en slik funksjon.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i" det etterfølgende under hen-visning til et par utførelseseksempler vist på vedføyede tegninger. Det er imidlertid underforstått at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse to utf ørelseseksempler, men at forskjellige modifikasjoner kan forekomme innen oppfinnelsens ramme.

På tegningene viser fig. 1- i sterkt skjematisk form de to samvirkende spinneaggregater ifølge en første utførelsesform av oppfinnelsen, sett i retning av spinnehjulenes aksler, og fig. 2 viser et riss vinkelrett på nevnte retning.'"" Fig. 3 viser skjematisk en noe avvikende utførelsesform av oppfinnelsen hvor spinnehjulene er vist i perspektiv, og fig. 4 viser den sistnevnte anordning i projeksjon ovenifra på fig. 3.

På fig. 1 vises den nedre del 10 av den kubolovn som anvendes for smelting av det nyttede mineral. Ettersom de to spinneaggregater skal beskikkes med hver sin smeltestrøm, kan smelteovnen være forsynt med to utløp 11' og 11" på den måte som er vist på fig. 1. Man kan imidlertid også anvende to separate smelteovner. Likeså kan man anvende en eneste smelteovn med et eneste utløp, idet smeltestrømmen deles i to grener. Smeiten 12 ' og. 12" som kommer fra utløpene 11' resp. 11", rettes mot de to mottagende spinnehjulene 13' og 13" i de respektive spinneaggregater. Disse spinnehjul 13' og 13" betegnes i det følgende som de "primære" spinnehjul. Fig~: 1 viser også de "sekundære" spinnehjul 14' og 14". De primære spinnehjul mottar således mineralsmelte fra ovnen 10 slik at et skikt eller lag av slik smelte dannes på periferiflaten av disse spinnehjul ved 15' respektive 15". Ved hjelp av sentrifugalkraft slynges smelte ut i en i det minste oppdelt og muligens også i en viss grad grovfibrert form 16', 16" til de sekundære spinnehjul 14' og 14", hvor smeiten igjen lagrer seg som et belegg 17' respektive 17" på de sekundære spinnehjul 14', 14".

Fra det sekundære spinnehjulet 14', 14" i hver av de to spinnehjulsaggregater slynges deretter på grunn av sentrifugalkraft de dannede fibre ut i form av et slør 18' respektive 18" før de overføres til et oppsamlingsbånd 19 der de legger seg som en matte 35. Oppsamlingsbåndet 19 er hensiktsmessigvis utført som et perforert metallbånd som løper endeløst over to valser, av hvilken kun den ene 20 er vist på tegningen. Den ene av de to valsene er på i og for seg kjent måte anordnet til å drive båndet 19. Den på tegningen vist valse 20 hviler på en aksel 21 som er opplagret i lagre 22.

Ettersom de primære spinnehjul 13 i første rekke har til oppgave å oppdele den nedfelte smelte 12 og kun i mindre grad å fibrere denne, samt å slynge den videre til de sekundære spinnehjul 14 hvor den egentlige fibrering skjer, bør de primære spinnehjul 13', 13" ha .-mindre diameter enn de sekundære spinnehjul 14', 14" og rotere med lavere hastighet. På grunn av den høye periferihastighet og den større diameter av de sekundære spinnehjul 14' i 14" dannes en fordelaktig sentrifugalvirkning.

Spinnehjulene roterer i retning av de i hvert spinnehjul angitte piler 2 3', 23", >24' og 24". En luftstrøm 25, som tilveiebringes av en vifteanordning 26 som drives av en motor 27, føres forbi spinnehjulsaggregatet hovedsakelig i aksiell retning i forhold til spinnehjulene. Luftstrømmen styres av en trommel 28 frem til spinnehjulsaggregatet. Luftstrømmen kan naturligvis også anordnes på annen måte, f.eks. ved hjelp av et sterkt undertrykk tilveiebragt under oppsamlingsbåndet 19.

Når luftstrømmen 25 passerer over spinnehjulene 13", 13", 14' og 14", settes den i rotasjon med en bevegelseskomponent i retning av spinnehjulenes periferielle bevegelse slik at det oppstår virvler. Virvlene motvirker respektive oppveier hverandre parvis slik at fibersløret 18, som inneholder fibrene som utgår fra de sekundære spinnehjul 14' og

14" og i noen grad fra de primære spinnehjul 13' og 13", uten nevneverdig turbulens kan overføres til oppsamlingsbåndet 19.

Fig. 3 og 4 viser en til en viss grad avvikende anordning ifølge oppfinnelsen, hvor de to spinnehjulsaggregater står i en viss vinkel i forhold til hverandre. Denne vinkel ot- er med sin spiss rettet mot luftstrømmen 29. På fig. 3 og 4 betegner 30' og 30" de to primære spinnehjul og 33! og 31" de to sekundære spinnehjul. Smelte i form av to smeltestrømmer 32' og 32" påføres de primære spinnehjul 30' og 30". Fra disse spinnehjul utkastes ufibrert eller kun ube-tydelig fibrert materiale 33', 33" i hjulenes 30', 30" plan, mens fibersløret 34', 34" oppfanges av luftstrømmen 2 9 og føres bort i retning nedover på fig. 4.

Ved praktiske prøver med en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse, har man funnet at noe virveldannelse forårsaket av en periferal-komponent i det dannede slørs 18 bevegelse mot båndet 19 ikke har kunnet iakttas, oy at den spunne mineraluliamatte 35, se fig. 2, som følge av dette har fått betydelig mye høyere strekkstyrke enn slike matter som er fremstilt i tradisjonelle spinnehjulsaggregater. Dette beror etter hva undersøkelser har vist, i første rekke på at noen dannelse av mineralulldotter ikke har kunnet iakttas.

Claims (5)

1. Anordning for fibrering av en mineralsmelte under anvendelse av et apparat for å overføre smelte til to i forhold til hverandre speilsymmetrisk anordnede spinnehjulsaggregater (13', 13"; 14', 14" resp. 30', 30", 31', 31"), som hvert for seg inneholder et første, nedenfor som primært betegnet, hurtig roterende spinnehjul (13', 13"; 30', 30"), hvilket opptar smelte (12', 12"; 32', 32") og et ytterligere, nedenfor som sekundært betegnet,

hurtig roterende spinnehjul (14', 14"; 31', 31"), anordnet i kaskade i forhold til det primære spinnehjul og anordnet for i sin tur å avgi fibre til et samlebånd (19), idet drivanordningene for hjulene er anordnet slik at hjulenes rotasjonsretninger blir speilsymmetriske i forhold til hverandre, karakterisert ved at en vifte eller lignende anordning på i og for seg kjent 'måte er utført for å overføre fibrene (18, 34) til samlebåndet (19) under innvirkning av en luftstrøm (25; 29), som er rettet stort sett parallelt med spinnehjulenes (13, 14; 30, 31) aksler, og som føres over spinnehjulenes mantelflater hovedsakelig i aksial retning, samt at drivanordninger foreligger for at de to i det ene aggregat inngående spinnehjul skal rotere i samme plan men i innbyrdes forskjellige retninger, at de to. i det andre aggregat inngående spinnehjul likeledes skal rotere i samme plan men i innbyrdes forskjellige retninger, at det primære spinnehjul i det,ene aggregat skal rotere i motsatt retning av det primære spinnehjul i det andre aggregat, samt at endelig de sekundære spinnehjul (24', 24") er anordnet for å rotere i en slik retning at den periferielle bevegelsesretning på det sted hvor de ligger nærmest hverandre, skjer nedenifra og oppover, idet de to sekundære spinnehjul ligger så nær hverandre at luftstrømmene som beveger seg omkring demNsamvirker for å hindre hvirveldannelser som ellers ville oppstå.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de to spinnehjulsaggregater er anordnet slik inntil hverandre at de to sekundære spinnehjul (14', 14"; 31', 31") ligger nærmest symmetriplanet, og at de to primære spinnehjul (13<1>, 13"; 30', 30") ligger lengre bort fra dette plan. > ■

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at spinnehjulsaggregatene er anordnet slik i forhold til hverandre at hjulplanet for det ene par av primært og sekundært spinnehjul (30', 31') med hjulplanet for det andre par av primært og sekundært, spinnehjul (30", 31") danner en stump vinkel (oC) hvis spiss er rettet mot luftstrømmen (29) .

4. Anordning som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at drivanordningene er således ut-ført at de sekundære spinnehjul (14, 31) roterer med høyere om-dreiningstall enn de primære spinnehjul (13, 30).

5. Anordning som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at de sekundære spinnehjul (14, 31) har større diameter enn de primære spinnehjul (13, 30).