PL190266B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych - Google Patents

Sposób i urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych

Info

Publication number
PL190266B1
PL190266B1 PL99337366A PL33736699A PL190266B1 PL 190266 B1 PL190266 B1 PL 190266B1 PL 99337366 A PL99337366 A PL 99337366A PL 33736699 A PL33736699 A PL 33736699A PL 190266 B1 PL190266 B1 PL 190266B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
machine
wheel
wheels
machines
fiber
Prior art date
Application number
PL99337366A
Other languages
English (en)
Other versions
PL337366A1 (en
Inventor
Valérie Dupouy
Alain Debouzie
Original Assignee
Saint Gobain Isover
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=9525666&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL190266(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Saint Gobain Isover filed Critical Saint Gobain Isover
Publication of PL337366A1 publication Critical patent/PL337366A1/xx
Publication of PL190266B1 publication Critical patent/PL190266B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/04Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
    • C03B37/05Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor by projecting molten glass on a rotating body having no radial orifices
    • C03B37/055Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor by projecting molten glass on a rotating body having no radial orifices by projecting onto and spinning off the outer surface of the rotating body
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Sposób w ytw arzania wlókien m ineralnych, w k tó - rym w prow adza sie roztopiony m aterial, jednoczesnie do co najm niej dw óch m aszyn w ytw arzajacych w lókno, um ieszczo- nych obok siebie, przy czym kazda m aszyna zaw iera zespól kó l odw irow ujacych ustaw ionych w ukladzie kaskadow ym , o b raca- jacych sie w okól osi m ajacych w przyblizeniu ten sam kierunek zwanych glównymi osiam i, gdzie dw a kolejne kola kaskady obracaja sie w kierunku przeciwnym , zas material, z którego wytwa- rza sie w lókno wlewa sie w stanie roztopionym do kazdej maszyny na powierzchnie obwodowa pierwszego kola, na którym zwieksza sie jego predkosci i wyrzuca sie na drugie kolo 1 ewentualnie kolejno na nastepne kola szeregu, gdzie w trakcie tej drogi przyjmuje ksztalt wlókna pod wplywem sily odsrodkow ej 1 w którym wlókna form o- wane przez rózne kola maszyny chwyta sie przez strumien gazu i odbiera sie przez element odbierajacy, znam ienny tym , ze glówne osie (13, 14) obu sasiednich maszyn (1 , 2) ustawia sie pod katem róznym od zera, przy czym ten kat lub kazdy kat ustawia sie tak, ze dwa stru- mienie gazu, emitowane przez dwie sasiednie maszyny (1 , 2) spotykaja sie i dodaja sie do siebie 6 U rzadzenie do w ytw arzania w lókien m ineralnych zaw ierajace co najm niej dw ie m aszyny w ytw arzajace w ló kno, um ieszczone obok siebie na w ejsciu do kom ory, przy czym kazda m aszyna zaw iera zespól kol odw irow ujacych w ukladzie kaskadow ym obracajacych sie w okól osi ustaw ionych w przy- blizeniu w tym sam ym k ierunku, zw anych glów nym i osiam i, gdzie dw a kolejne kola kaskady sa zam ontow ane obrotow o w kierunku przeciwnym , przy czym urzadzenie zawiera elementy dm uchajace w yw olujace w okól zespolu kól odw irow ujacych strum ien gazow y, ponadto urzadzenie zaw iera elem enty zasila- jace um ieszczone w taki sp o só b, aby w ylew ac m aterial F IG . 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych Dziedzina wynalazku dotyczy wytwarzania włókien mineralnych z materiału ciągniętego, a zwłaszcza z roztopionego materiału o wysokiej temperaturze topnienia, na przykład takiego typu jak szkło bazaltowe lub zuzel wielkopiecowy, w celu wytworzenia produktów, zwłaszcza izolacyjnych, w oparciu o włókna mineralne. Dokładniej mówiąc, przedmiotem wynalazku jest udoskonalenie technik wytwarzania zwanych odwirowaniem swobodnym, w którym materiał, z którego ma być wytworzone włókno jest doprowadzany do stanu roztopionego na obwodzie kół odwirowujących i jest ciągnięty przez te koła, tak ze część materiału odrywa się i przekształca we włókna pod wpływem siły odśrodkowej, a pozostała część materiału, nie przekształcona jest odrzucana do drugiego koła lub przy ostatnim kole odpada w postaci granulek.
Dla realizacji technik produkcji włókien, w skrócie tu przywołanych stosuje się na ogół maszynę mającą trzy lub cztery koła ustawione w układzie kaskadowym i obracające się wo4
190 266 kół osi w przybliżeniu poziomych, gdzie dwa kolejne koła ustawione na drodze roztopionego materiału obracają się w kierunku przeciwnym. Pierwsze koło jest zasilane w roztopiony materiał płynący rynną i służy zasadniczo do przyspieszenia materiału, który jest przerzucany na drugie koło i następne, az do ostatniego koła. Strumień materiału zmniejsza się na każdym kole o ilość utworzonych włókien.
Taka maszyna zawiera ponadto elementy wytwarzające strumień powietrza na obwodzie kół wirujących aby wspomóc tworzenie się włókien za pomocą efektu rozciągania i odbierania materiału włóknistego oddzielając go od materiału nie włóknistego (ziarnistego). Ten ostatni jest rzeczywiście niepożądany ponieważ powoduje zwiększenie ciężaru końcowego wyrobu i czyni go szczególnie nieprzyjemnym w dotyku. Strumień powietrza ma także za zadanie skierowanie materiału włóknistego w kierunku elementu odbierającego, na przykład, przenośnika taśmowego wyposażonego w komory zasysające, który przenosi włókno do urządzeń obrabiających umieszczonych na wyjściu linii produkcyjnej, takich jak urządzenie wytwarzające płyty lub zwoje, suszarni polimeryzującej lepiszcze, itd.
Strumień powietrza jest najczęściej wprowadzany w kierunku, w przybliżeniu, równoległym do osi obrotu kół i wyciąga włókna w kierunku prostopadłym do kierunku ich formowania.
Ilość wyprodukowanego włókna zalezy od wydajności materiału lanego na koła wirujące i sprawności wytwarzania włókien przez te koła.
Dla danej maszyny jest teoretycznie możliwe zwiększenie wydajności przez zwiększenie wydatku lanego materiału, ale jest to wykonalne tylko w ograniczonym zakresie. Rzeczywiście, maszyna ma koła o określonej średnicy, które mogą się obracać z określoną prędkością Począwszy od pewnego strumienia materiału zasilającego maszynę pojawia się zjawisko postępującego zatykania kół wirujących dające szkodliwe skutki dla jakości wytwarzanego włókna (zwłaszcza z powodu zmian temperatury na każdym kole i nadmiaru materiału do przerobienia przez każde koło)
To obniżenie jakości skutkuje dla produktu finalnego utratą właściwości, zwłaszcza izolacji cieplnej. Zwiększając gęstość produktu uzyskuje się pożądaną wartość współczynnika (λ) przewodności termicznej. Korzystny rezultat zwiększonej wydajności okazuje się więc ograniczony, jeśli nie całkowicie stracony.
Alternatywne rozwiązanie polega na zastosowaniu wielu urządzeń wytwarzających włókna, które pracują równolegle. Wszystkie rozwiązania proponowane dotychczas mają jednak pewne niedogodności.
W pierwszej dotychczasowej, realizacji znanej z opisu Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 709 670, zastosowano dwa różne zespoły kół wirujących, które są umieszczone obok siebie, w tej samej płaszczyźnie pionowej, w korpusie tej samej maszyny zawierającej dwie rynny dostarczające stopiony materiał. Dwa zespoły różnią się tym, ze pierwszy jest ustawiony dokładnie symetrycznie względem drugiego w stosunku do osi pionowej. Stanowi jego lustrzane odbicie. Dwa koła umieszczone na tym samym poziomie obracają się w przeciwnym kierunku Ten symetryczny układ zapewnia unikanie zakłóceń między odpowiednimi strumieniami powietrza wytwarzanymi przez każdy zespół kół wirujących.
Główna niedogodność tego symetrycznego układu jest natury ekonomicznej, ponieważ trzeba stale dysponować dwoma różnymi zestawami elementów wymiennych i realizować utrzymanie oraz konserwację dwóch maszyn o różnych strukturach.
Inna realizacja jest znana z opisu nr WO-A-92/06047. Zmierza ona do złagodzenia tych niedogodności, gdzie dwie identyczne maszyny wytwarzające włókno są umieszczone obok siebie i są równolegle zasilane w roztopiony materiał. Maszyny są wyposażone w elementy nadmuchu powietrza związane z każdym z kół wirujących, które wytwarzają strumień powietrza w pobliżu obwodu koła. Strumień powietrza ma osiową składową ruchu wystarczającą na wyciąganie włókien daleko od strefy wytwarzania i składową styczną wystarczającą do tego aby sąsiednie strumienie powietrza nie oddziaływały wzajemnie na siebie.
W tym celu elementy nadmuchowe są utworzone przez krawędź ciągnącą, która jest usytuowana na obwodzie koła na określonym odcinku kątowym, a wewnątrz której są umieszczone żeberka odchylające powietrze odchylone o kąt współbieżny z obrotem koła, w taki sposób, aby kierować strumień powietrza zgodnie ze składową styczną, która zmienia się wzdłuz krawędzi.
190 266
Takie elementy nadmuchowe są również zastosowane w urządzeniu znanym z WO-A-92/12940, które również zawiera dwie identyczne maszyny wytwarzające włókno, umieszczone obok siebie i równolegle zasilane, w którym koła odwirowujące mają bardzo małą średnicę i bardzo duzą szybkość obrotową.
To ustawienie elementów nadmuchowych ma jednak tą niedogodność, ze jest skomplikowane ponieważ narzuca konieczność dostosowania strumienia powietrza do każdego z kół odwirowujących Otóż, żeberka odchylające są elementami wrażliwymi, zwłaszcza na drgania wywołane obrotem kół
Drgania te są tym silniejsze im większa jest prędkość obrotowa. Ponadto są one narażone na granulki materiału co może spowodować ich odchylenie w sposób szkodliwy dla kierunku strumienia powietrza.
Celem wynalazku jest usunięcie wymienionych powyżej niedogodności i dostarczenie nowych elementów umożliwiających wytwarzanie wielkich ilości produktu w oparciu o włókna mineralne dobrej jakości.
Celem wynalazku jest sposób wytwarzania włókien mineralnych.
Celem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych.
Sposób wytwarzania włókien mineralnych, w którym wprowadza się roztopiony materiał, jednocześnie do co najmniej dwóch maszyn wytwarzających włókno, umieszczonych obok siebie, przy czym każda maszyna zawiera zespół kół odwirowujących ustawionych w układzie kaskadowym, obracających się wokół osi mających w przybliżeniu ten sam kierunek zwanych głównymi osiami, gdzie dwa kolejne koła kaskady obracają się w kierunku przeciwnym, zaś materiał, z którego wytwarza się włókno wlewa się w stanie roztopionym do każdej maszyny na powierzchnię obwodową pierwszego koła, na którym zwiększa się jego prędkości i wyrzuca się na drugie koło i ewentualnie kolejno na następne koła szeregu, gdzie w trakcie tej drogi przyjmuje kształt włókna pod wpływem siły odśrodkowej i w którym włókna formowane przez różne koła maszyny chwyta się przez strumień gazu i odbiera się przez element odbierający, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze główne osie obu sąsiednich maszyn ustawia się pod kątem różnym od zera, przy czym ten kąt lub każdy kąt ustawia się tak, ze dwa strumienie gazu, emitowane przez dwie sąsiednie maszyny spotykają się i dodają się do siebie.
Korzystnie składowa osiowa prędkości strumienia gazowego na poziomie elementu odbierającego zmienia się co najwyżej o 20% na co najmniej 50% szerokości elementu odbierającego
Korzystnie składowa osiowa prędkości strumienia gazowego na poziomie elementu odbierającego zmienia się w sposób zasadniczo symetryczny na szerokości elementu odbierającego.
Korzystnie przy zastosowaniu układu, w którym każda maszyna zawiera zespół czterech kół odwirowujących dobiera się prędkości obrotowe tak, aby część materiału, z którego wykonuje się włókno, osiągającą czwarte koło odsyła się na trzecie koło i tam przekształca się we włókno.
Korzystnie drugie koło każdego zespołu napędza się do prędkości obrotowej co najmniej równej 6500 obr/min dla średnicy koła co najwyżej 240 mm.
Urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych zawierające co najmniej dwie maszyny wytwarzające włókno, umieszczone obok siebie na wejściu do komory, przy czym każda maszyna zawiera zespół kół odwirowujących w układzie kaskadowym obracających się wokół osi ustawionych w przybliżeniu w tym samym kierunku, zwanych głównymi osiami, gdzie dwa kolejne koła kaskady są zamontowane obrotowo w kierunku przeciwnym, przy czym urządzenie zawiera elementy dmuchające wywołujące wokół zespołu kół odwirowujących strumień gazowy, ponadto urządzenie zawiera elementy zasilające umieszczone w taki sposób, aby wylewać materiał wyjściowy w stanie roztopionym jednocześnie na powierzchnię obwodową pierwszego koła każdej maszyny i zawiera ponadto element odbierający umieszczony we wspomnianej komorze naprzeciw maszyn wytwarzających włókno, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze komora mająca dwie pionowe ściany jest usytuowana z jednej i drugiej strony elementu odbierającego w przybliżeniu równolegle, zaczynając od maszyn umieszczonych na wejściu, gdzie pierwsza maszyna sąsiaduje z pierwszą ścianą, zaś druga
190 266 maszyna sąsiaduje z drugą ścianą przy czym ich odpowiednie główne osie są zbiezne w kierunku środka komory, odbierającej włókna, korzystnie o kąt co najmniej 2° w stosunku do kierunku ścianek.
Korzystnie pierwsza maszyna jest ustawiona w taki sposób, ze jej pierwsze koło odwirowujące odrzuca roztopiony materiał na stronę przeciwną pierwszej ściany, zaś druga maszyna jest ustawiona w taki sposób, ze jej pierwsze koło odwirowujące odrzuca roztopiony materiał na stronę drugiej ściany, przy czym główna oś drugiej maszyny tworzy z drugą ścianą kąt większy od tego, jaki główna oś pierwszej maszyny tworzy z pierwszą ścianą.
Korzystnie pierwszy kąt jest rzędu od 2 do 6°, korzystnie rzędu 4°, zaś drugi kąt jest rzędu od 3 do 10°, korzystnie rzędu 4 do 8°.
Urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych zawierające co najmniej dwie maszyny wytwarzające włókno, umieszczone obok siebie na wejściu do komory, przy czym każda maszyna zawiera zespół kół odwirowujących w układzie kaskadowym obracających się wokół osi ustawionych w przybliżeniu w tym samym kierunku, zwanych głównymi osiami, gdzie dwa kolejne koła kaskady są zamontowane obrotowo w kierunku przeciwnym, przy czym urządzenie zawiera elementy dmuchające wywołujące wokół zespołu kół odwirowujących strumień gazowy, ponadto urządzenie zawiera elementy zasilające umieszczone w taki sposób, aby wylewać materiał wyjściowy w stanie roztopionym jednocześnie na powierzchnię obwodową pierwszego koła każdej maszyny i zawiera ponadto element odbierający umieszczony we wspomnianej komorze naprzeciw maszyn wytwarzających włókno, znamienne tym, ze komora ma dwie ściany pionowe usytuowane z jednej i drugiej strony elementu odbierającego, zbiegające się w stronę elementu odbierającego, zaczynając od maszyn umieszczonych na wejściu, gdzie pierwsza maszyna sąsiaduje z pierwszą ścianą i druga maszyna sąsiaduje z drugą ścianą, przy czym ich główne osie są ustawione rozbieznie, każda w kierunku sąsiedniej ściany.
Korzystnie w każdej maszynie średnica drugiego koła jest co najwyżej równa 240 mm.
Korzystnie linia łącząca środki dwóch pierwszych kół odwirowujących tworzy z poziomem kąt większy od 20°, korzystnie rzędu 25°.
Korzystnie urządzenie posiada powierzchnię obwodową jednego koła oddaloną od powierzchni obwodowej sąsiedniego koła o co najmniej 40 mm.
Korzystnie urządzenie zawiera co najmniej jeden wylot wyciągający umieszczony w elementach dmuchających i ustawiony w taki sposób, aby tworzyć ciągły strumień powietrza płynący w przybliżeniu wzdłuz całej osłony zewnętrznej powierzchni obwodowych kół wirujących.
Korzystnie elementy dmuchające są tak umieszczone, aby większy strumień gazowy płynął wzdłuz części dolnej co najmniej jednego koła kaskady.
Korzystnie elementy dmuchające wychodzące w pobliżu koła odwirowującego są odchylone od osi obrotów koła o kąt rzędu od 10 do 16°.
Korzystnie pomiędzy dwoma maszynami do wytwarzania włókien znajduje się otwarta przestrzeń pozwalająca na obieg powietrza pomiędzy maszynami.
Dla uzyskania tego, przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania włókien mineralnych, w którym zasila się jednocześnie w roztopiony materiał, co najmniej dwie maszyny wytwarzające włókno, umieszczone obok siebie, każda z maszyn zawiera zespół kół odwirowujących w układzie kaskadowym kręcących się wokół osi mających w przybliżeniu ten sam kierunek (zwanych głównymi osiami), dwa kolejne koła kaskady obracają się w kierunku przeciwnym, materiał z którego wytwarza się włókno jest wlewany w stanie roztopionym do każdej maszyny, na powierzchnię obwodową pierwszego koła, na którym jest przyspieszany i wyrzucany na drugie koło i ewentualnie kolejno na następne koła zespołu, aby zostać zamieniony na włókno pod wpływem siły odwirowującej i w którym włókna formowane przez różne koła maszyny są chwytane przez strumień gazu, korzystnie wyrzucany w kierunku zasadniczo równoległym do zasadniczej osi maszyny i odbierane przez organ odbierający, charakteryzujący się tym, ze zasadnicze osie obu sąsiednich maszyn są ustawione pod kątem innym niz zero, ten kąt lub każdy kąt dostosowany jest do tego, aby dwa strumienie gazu, emitowane przez dwie sąsiednie maszyny spotykały się i dodawały do siebie.
190 266
Wynalazcy wykazali fakt, ze spotkanie i połączenie emisji gazowych wychodzących z dwóch sąsiednich maszyn pozwoli uzyskać produkt oparty o włókna mineralne bardzo dobrej jakości
Tak więc, nie stosując żadnych szczególnych urządzeń, stosując znane ze stanu techniki elementy dmuchające, dla optymalizacji strumienia dmuchanego gazu i następnie drogi wytworzonych włókien, zastosowanie dwóch maszyn wytwarzających włókno umieszczonych obok siebie z ich zasadniczymi osiami ściśle równoległymi prowadzi do wytwarzania produktu bardzo niejednorodnego pozbawionego spójności, o dużych zmianach gęstości wzdłuz szerokości elementu odbierającego. Te wady nie mogą być usunięte w końcowych etapach procesu i produkt ma stosunkowo słabe właściwości termiczne.
Niezgodnie z oczekiwaniami, ponieważ dotychczas zalecano unikania wszelkich interferencji strumieni gazowych z dwóch sąsiednich maszyn, stwierdzono, ze jednolitość produktu wzrasta, gdy maszyny są ustawione w taki sposób, ze strumienie gazowe spotykają się i dodają pomiędzy dwoma sąsiednimi maszynami.
Wynalazcy stwierdzili ze jakość produktu jest powiązana z jednolitością i prędkością włókien odbieranych przez element odbierający, profilem prędkości włókien odpowiadającemu profilowi prędkości strumienia gazowego transportującego włókna.
Gdy stosowana jest jedna maszyna ten profil prędkości ma postać, w przybliżeniu, gaussowską z maksymalną prędkością w środku komory w przybliżeniu naprzeciw kół odwirowujących. Ta prędkość zmniejsza się w kierunku ścianek komory.
Gdy dwie maszyny są umieszczone obok siebie z równoległymi osiami bez współdziałania sąsiednich strumieni gazowych, to obieg strumieni gazowych wokół kół odwirowujących jest taki, ze profil prędkości strumienia gazowego na poziomie elementu odbierającego ma postać w przyblizeniu dwóch przebiegów gaussowskich z minimalną prędkością w środku komory i dwoma maksimami przy ścianach, przy dużej zmianie modułu prędkości pomiędzy minimum i maksimum.
Zgodnie z wynalazkiem, okazało się, ze gdy ustawia się maszyny w taki sposób, ze strumienie gazowe spotykają się i dodają się do siebie, to tworzenie się włókien nie tylko me jest zakłócone, ale może być uzyskany bardzo jednorodny profil prędkości.
Tak więc wynalazek umożliwia, korzystnie tak ustawić względem siebie sąsiednie maszyny, aby uzyskać taki profil prędkości, ze składowa osiowa prędkości strumienia gazowego na poziomie elementu odbierającego zmienia się co najwyżej o 20%, korzystnie co najwyżej o 15%, szczególnie co najwyżej o 10% w części środkowej elementu odbierającego, odpowiadającej co najmniej około 50% szerokości elementu odbierającego, korzystnie co najmniej 60%.
W ten sposób zapewnia się dobrą jednolitość warstwy włókna odebranej przez element odbierający i dobre rozłozenie jednolitego materiału (gramatura).
Korzystnie dla uzyskania lepszej jednorodności, kąt między podstawowymi osiami obu sąsiednich maszyn jest tak dobrany, ze składowa osiowa prędkości strumienia gazowego na poziomie elementu odbierającego, zmienia się w sposób w przybliżeniu symetryczny na szerokości elementu odbierającego.
W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, proces wytwarzania włókna na każdej maszynie jest tak dobrany aby ułatwiać tworzenie włókien w środku maszyny, przy stosunkowo małej ilości włókna wyrzucanego na boki maszyny w taki sposób, i aby umożliwić pomiędzy dwoma maszynami przepływ strumienia powietrza wywołany przez strumień gazu wypływający z elementów dmuchających, który ma pomagać w transporcie włókien z pożądaną szybkością. W tym celu sposób według wynalazku jest korzystnie taki, ze stosuje się układ, w którym każda maszyna zawiera zespół czterech kół odwirowujących, przystosowanych do tego, aby część materiału, z którego ma być wykonane włókno była odrzucona na trzecie koło, aby tam być przekształcona we włókno.
Korzystne warunki wytwarzania włókna dotyczą uzyskania obrotów drugiego koła każdego zespołu większych lub równych 6500 obr./min, zwłaszcza większych lub równych 8000 obr/min dla średnicy koła mniejszej lub równej 240 mm, zwłaszcza rzędu od 180 do 240 mm.
190 266
W takich warunkach drugie koło, mniejsze niz zwykle, dostarcza większą ilość roztopionego materiału na trzecie koło, a w konsekwencji i na czwarte. W wyniku tego, dwa ostatnie koła zespołu mają podwyzszoną temperaturę, co ułatwia emisję włókien blisko punktu, gdzie roztopiony materiał uderza w koło, kosztem emisji na bokach maszyny. Podwójne przerzucanie materiału na trzecie koło umożliwia regulację ilości materiału przerobionego na włókno na każdym z kół i optymalizację sprawności wytwarzania włókien.
Przy większej ilości roztopionego materiału, który przenosi się torem w środku maszyny pomiędzy kołami odwirowującymi i podwójnym przerzucaniu roztopionego materiału na trzecie koło z czwartego, sposób według wynalazku zapewnia rzucanie największej ilości włókien do środka każdej maszyny przez części dolne trzecich i czwartych kół. Ten szczególny rozkład przestrzenny wytworzonych włókien okazuje się bardzo korzystny, gdy co najmniej dwie maszyny są umieszczone obok siebie.
Celem wynalazku jest także urządzenie do produkcji włókien mineralnych według opisanego powyżej sposobu. Zawiera ono zasadniczo dwie maszyny wytwarzające włókno, umieszczone obok siebie na wejściu do komory. Każda maszyna zawiera zespół kół odwirowujących w układzie kaskadowym kręcących się wokół osi mających w przybliżeniu ten sam kierunek (zwanych głównymi osiami). Dwa kolejne koła kaskady obracają się w kierunku przeciwnym i zawierają dwa elementy dmuchające wywołujące wokół zespołu kół odwirowujących strumień gazowy, korzystnie, zasadniczo równoległy do podstawowej osi maszyny. Urządzenie zawiera elementy zasilające umieszczone w taki sposób, aby wylewać materiał wyjściowy w stanie roztopionym jednocześnie na powierzchnię obwodową pierwszego koła każdej maszyny i zawiera ponadto element odbierający umieszczony naprzeciw maszyn wytwarzających włókno we wspomnianej komorze. Według wynalazku charakteryzuje się tym, ze dwie sąsiednie maszyny są tak ustawione, ze ich główne osie tworzą między sobą kąt me zerowy
Trudno jest określić w sposób ogólny odpowiednie ustawienie, aby strumienie gazowe wytwarzane przez dwie sąsiednie maszyny spotykały się i dodawały.
Rzeczywiście, obieg gazu wokół i pomiędzy maszynami zalezy zwłaszcza od aerodynamiki otoczenia maszyn a zwłaszcza od kształtu komory, na wejściu której maszyny są zainstalowane i warunków funkcjonowania, zwłaszcza prędkości obrotowej kół odwirowujących i względnej prędkości strumieni gazu emitowanych w pobliżu kół.
W większości przypadków jest korzystne umieszczenie dwóch maszyn, tak aby ich główne osie były zbiezne w kierunku środka komory. Jednakże w innych konfiguracjach może być odwrotnie i należy ustawić maszyny tak aby ich główne osie były rozbiezne i skierowane w kierunku ścian komory. Fachowiec potrafi określić bez trudu właściwe dla każdej konfiguracji ustawienie, na podstawie rozsądnej liczby prób, których zasady zostaną przedstawione później
Tak więc w pierwszym korzystnym przykładzie wykonania, komora ma dwie ściany pionowe usytuowane z jednej i z drugiej strony elementu odbierającego, zaczynając od maszyn umieszczonych na wejściu. Pierwsza maszyna znajduje się w sąsiedztwie pierwszej ściany i druga maszyna - drugiej ściany. Obie maszyny są umieszczone tak, aby ich główne osie były zbiezne w kierunku środka komory, korzystnie każdy z kątów ma co najmniej 2° w stosunku do kierunku ścian, zwłaszcza rzędu od 2 do 10°.
W tym przykładzie wykonania, korzystnie, pierwsza maszyna jest ustawiona w taki sposób, ze jej pierwsze koło odwirowujące odrzuca roztopiony materiał w stronę przeciwną pierwszej ściany, a druga maszyna jest ustawiona w taki sposób, ze jej pierwsze koło odwirowujące odrzuca roztopiony materiał w stronę drugiej ściany, przy czym oś drugiej maszyny tworzy z drugą ścianą kąt większy od tego, jaki oś pierwszej maszyny tworzy z pierwszą ścianą
Ta różnica w ustawieniu jest zadziwiająca. Rzeczywiście w bieżącej praktyce znane maszyny wytwarzające włókno rozkładają włókna w przybliżeniu na środku szerokości maszyny.
Można więc było oczekiwać, ze ustawiając dwie maszyny zbieznie pod tym samym kątem w stosunku do ściany, uzyska się symetryczny rozkład włókien w stosunku do osi elementu odbierającego. Nie wiążąc tego z żadną naukową teorią, wydaje się jednak, ze przeciwnie, zbiezność asymetryczna będzie konieczna, przez to, ze elementy dmuchające
190 266 wytwarzają wyciągający materiał na włókna strumień gazowy silniejszy od strony drugiego i czwartego koła niz pierwszego i trzeciego koła, co jest odpowiedzialne za silniejszy efekt ściany z jednej strony urządzenia. Wyciągający materiał na włókna strumień gazowy płynący wzdłuz drugiej ściany (od strony drugiego i czwartego koła) tworzy wzdłuz drugiej ściany większe podciśnienie niz to tworzone wzdłuz pierwszej ściany przez strumień gazowy płynący wzdłuz pierwszej ściany (od strony pierwszego i trzeciego koła). Powodem są różne wydajności gazu tych dwóch strumieni.
Korzystnie pierwszy kąt jest rzędu od 2 do 6°, zwłaszcza rzędu 4°, a drugi kąt jest rzędu od 3 do 10°, zwłaszcza rzędu 4 do 8°.
Urządzenie zbiezne ogranicza poza tym emisję włókien w stronę ścianek komory, pozwalając uniknąć tworzenia się skupień włókien na ścianach. Te skupienia pogarszają zwłaszcza jakość produktu końcowego, gdyz są wciągane w warstwę włókien.
W innym przykładzie wykonania, który może być stosowany zwłaszcza, gdy element odbierający jest stosunkowo wąski to komora ma dwie ściany pionowe usytuowane z jednej i z drugiej strony elementu odbierającego odchylając się w jego stronę Ustawia się więc pierwszą maszynę w sąsiedztwie pierwszej ściany i drugą maszynę w sąsiedztwie drugiej ściany tak, aby ich główne osie były rozbiezne - każda skierowana w stronę sąsiedniej ściany.
Takie ustawienie maszyn pozwala uniknąć zbyt skoncentrowanej emisji włókien w środku elementu odbierającego, spowodowanej przez strumień powietrza płynący wzdłuz ścianek na skutek obrotu kół i wskutek obecności wdmuchiwanego gazu, którego strumienie wpadają w lej utworzony przez ściany w kierunku środka komory.
Jak wyjaśniono uprzednio, we wszystkich przykładach wykonania jest korzystne takie ustawienie, aby emisja włókien była ograniczona na bokach każdej maszyny wytwarzającej włókno. W tym celu urządzenie według wynalazku zawiera korzystnie w każdej maszynie drugie koło o średnicy mniejszej lub równej 240 mm, zwłaszcza rzędu od 180 do 240 mm.
W sposób korzystny maszyny mają trzecie i czwarte koło o średnicy większej, zwłaszcza rzędu od 300 do 400 mm.
Ponadto dla uzyskania podwójnego przerzucania roztopionego materiału na trzecie koło, jest korzystne umieszczenie drugiego koła w taki sposób aby linia łącząca środki dwóch pierwszych kół tworzyła z poziomem kąt większy od 20°, korzystnie rzędu 25°
Koła odwirowujące mogą być w stosunku do siebie ustawione w sposób typowy, dla uzyskania pożądanego toru przepływu roztopionego materiału między kołami. Korzystne jest takie ustawienie, aby powierzchnia obwodowa jednego koła była oddalona od powierzchni obwodowej sąsiedniego koła o co najmniej 35 mm, korzystnie co najmniej 40 mm.
Takie oddalenie pozwoli na to, aby strumień włókien emitowanych przez jedno koło mógł się dobrze rozwinąć bez szkodliwego oddziaływania strumienia włókien z sąsiedniego koła zapewniając przy tym dobry rozkład przestrzenny całości włókien wytwarzanych przez maszynę.
Inną istotną cechą przy realizacji wytwarzania włókien według wynalazku jest kontrola temperatury kół odwirowujących Stwierdzono, ze temperatura koła zalezy częściowo od ilości roztopionego materiału rzucanego na to koło. Wpływa na nią również obecność wdmuchiwanego strumienia gazowego na obwodzie koła. Aby uniknąć niepożądanego chłodzenia koła, należy unikać zbyt dużego kąta padania strumienia gazowego na powierzchnię obwodową koła Korzystnie strumień jest emitowany w takim kierunku, ze ledwie dotyka powierzchnię obwodową koła Ma to na celu również to aby nie zakłócać wytwarzania włókien. W tym celu jest korzystne, aby elementy dmuchające wychodzące w pobliżu koła odwirowującego odchylały się od osi obrotów koła o kąt rzędu od 10 do 16°, zwłaszcza rzędu 13°.
Elementy dmuchające mogą przyjmować różne kształty. Dla uniknięcia strumieni włókien na bokach maszyny jest jednak korzystne wykonywać elementy dmuchające powiązane z kołem w postaci ciągłego otworu, zwłaszcza pierścieniowego wylotu współosiowego z kołem, aby nie tworzyć przerwy w doprowadzaniu powietrza. Taki ciągły otwór będzie korzystnym rozwiązaniem, bo średnia prędkość dmuchanego gazu zmienia się co najwyżej o 10% na całej długości otworu.
W korzystnym przykładzie wykonania, z punktu widzenia kontroli emisji włókien, elementy dmuchające zawierają co najmniej jeden wylot wyciągający, umieszczony w taki spo10
190 266 sób, aby tworzyć ciągły strumień powietrza płynący w przybliżeniu wzdłuz całej osłony zewnętrznej powierzchni obwodowych kół wirujących.
Aby zapewnić sprawne wytwarzanie włókien i przyczyniać się do ich transportu podczas procesu wytwarzania, w którym włókna są emitowane zasadniczo w części dolnej co najmniej jednego koła odwirowującego, elementy dmuchające są korzystnie umieszczone w taki sposób, aby tworzyć szerszy strumień powietrza wzdłuz części dolnej tego koła, zwłaszcza ostatniego i ewentualnie przedostatniego koła kaskady.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, którego· fig. 1 i fig 2 przedstawiają urządzenie według wynalazku w dwóch widokach, odpowiednio z przodu i z góry, fig. 3 przedstawia działanie maszyny wytwarzającej włókno, stanowiącej część urządzenia z fig. 1, fig. 4 przedstawia uproszczony wykres ilustrujący rozkład prędkości strumieni gazowych emitowanych przez urządzenie według wynalazku.
Na fig. 1 pokazano w widoku z przodu urządzenie do wytwarzania włókien według wynalazku, widziane od strony włókien. To urządzenie zasadniczo składa się z dwóch identycznych maszyn 1, 2 wytwarzających włókno. Maszyny 1, 2 są umieszczone na wejściu do komory 3 odbierającej włókna, w której znajduje się element odbierający 4 taki jak na przykład transporter taśmowy wyposażony w obudowy zasysające, nie pokazane, poruszający się pomiędzy dwoma pionowymi, równoległymi ścianami 5, 6 komory 3 odbierającej włókna.
Dwie maszyny 1, 2 zawierają zespół czterech kół odwirowujących 7, 8, 9, 10, z których pierwsze koło 7 jest najmniejsze, drugie koło 8 jest nieco większe, trzecie koło 9 i czwarte koło 10 są większe i mają w przybliżeniu takie same średnice.
Koła odwirowujące 7, 8, 9, 10 są ułożone w zespole, którego sąsiednie powierzchnie obwodowe są odsunięte od siebie o odległość rzędu 40 mm. Linia łącząca środek pierwszego koła 7 i drugiego koła 8 tworzy kąt około 25° z płaszczyzną poziomą.
Koła odwirowujące 7, 8, 9, 10 są napędzane obrotowo za pomocą silników 11, 12, przy czym dwa prawe koła 7, 9 są napędzane w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów wskazówek zegara, natomiast dwa lewe koła 8, 10 są napędzane w kierunku przeciwnym, tak aby dwa kolejne koła ustawione na drodze materiału do wytwarzania włókien (który opada z najwyższego zamontowanego koła 7 do najnizszego zamontowanego koła 10) obracały się w kierunkach przeciwnych.
Cztery koła odwirowujące 7, 8, 9, 10 są zamontowane na wałach w przybliżeniu ustawionych równolegle do siebie, wyznaczających odpowiednio główne osie 13, 14 każdej maszyny 1, 2 pokazane na fig 2. Wały są umieszczone w osłonie 15 o kształcie wyprofilowanym tak, aby przybrać kształt możliwie bliski konturowi elementów wewnętrznych. Bloki silników 11, 12 są korzystnie umieszczone z boku, w ustawieniu pozwalającym na swobodny przepływ powietrza wokół całej osłony 15.
Te dwie maszyny 1, 2 są ponadto rozdzielone pustą przestrzenią, pozwalającą na przepływ powietrza pomiędzy nimi. Również przestrzeń znajdująca się z każdej strony maszyn 1, 2 pozostaje wolna aby umożliwić przepływ powietrza wprowadzonego pomiędzy maszyny 1, 2 i ściany 5, 6 komory 3 odbierającej włókna.
Każda maszyna 1, 2 jest zamontowana na korpusie 16 spoczywającym na ziemi na podstawach lub kołach jeżdżących po szynach, co pozwala na ewentualne przesuwanie maszyn 1, 2 podczas konserwacji.
Szyny są przymocowane do ziemi w taki sposób, ze główna oś 13, pierwszej maszyny 1 tworzy kąt około 4° z kierunkiem ścian 5, 6, który jest także osią linii odbioru (kierunkiem ruchu elementu odbierającego 4 wskazywanym przez strzałkę F), podczas gdy oś 14 drugiej maszyny 2 tworzy kąt około 8° z kierunkiem ścian 5, 6.
W odmianie dwie maszyny 1, 2 mogą być zamontowane na obracanych wiezyczkach, które można przesuwać podczas konserwacji.
Każda maszyna 1, 2 jest ponadto wyposażona w elementy wdmuchujące powietrze rozciągające materiał we włókna utworzone przez pierścienie 17, 18, 19, 20 ustawionej współosiowo z kołami odwirowującymi 7, 8, 9, 10 i wyposażone w otwory 21, 22, 23, 24, tworzące wyloty wyciągające. Korzystnie, pierścienie 17, 18, 19, 20 są umieszczone w taki sposób, ze ich powierzchnie zewnętrzne są ustawione współpłasoczyznowo z dolną powierzchnią kół odwirowujących 7, 8, 9, 10. Zupełny brak części wystających na bokach kół 7, 8, 9, 10, unie190 266 mozliwia czepianie się włókien na czołowej części maszyny, których gromadzenie się pomiędzy kołami odwirowującymi 7, 8, 9, 10 jest szkodliwe dla pracy maszyny.
Otwory 21, 22, 23, 24 są usytuowane wzdłuz powierzchni obwodowych odpowiednich kół odwirowujących 7, 8, 9, 10 na takiej długości, ze wystarczy na przepływ ciągłego strumienia gazowego zasadniczo wzdłuz całej zewnętrznej osłony powierzchni obwodowych kół odwirowujących 7, 8, 9, 10.
Wdmuchiwane powietrze jest kierowane do wylotów wyciągowych za pomocą wentylatora umieszczonego korzystnie w dolnej części osłony 15. Powietrze zasysane z otaczającej atmosfery jest wprowadzane do wnętrza osłony 15, gdzie przepływa wokół wałów napędowych kół odwirowujących 7, 8, 9, 10 przed wypływem przez otwory 21, 22, 23, 24. Podczas drogi przepływu w osłonie 15 w kierunku od spodu do otworów 21, 22, 23, 24 prędkość powietrza staje się równomierna tak, że prędkość powietrza wyrzucanego przez otwór 21, 22, 23, 24, nie zmienia się wzdłuz tego otworu o więcej niz 10%. Prędkość wypływu na krawędzi wylotowej zmienia się w funkcji położenia pierścienia 17, 18, 19, 20 w zalezności od przestrzeni, jaką zajmuje powietrze w osłonie 15 wokół wałów. Jest ona maksymalna dla dolnego pierścienia i minimalna dla najwyzszego pierścienia 17.
Ta równomierność rozkładu prędkości wdmuchiwanego powietrza uzyskana przez cyrkulację wokół wału napędowego koła odwirowującego 7, 8, 9, 10 pozwala optymalizować rozciąganie włókien na odpowiednim kole 7, 8, 9, 10.
Każda maszyna 1, 2 jest ponadto wyposażona w elementy 26 chłodzące powierzchnie umieszczone pomiędzy kołami 7, 8, 9, 10, zwłaszcza wykorzystujące obieg wodny (typu płaszcza wodnego). Dzięki stosunkowo dużym odległościom między kołami 7, 8, 9, 10 ten płaszcz wodny może być utworzony z jednego elementu, zapewniając chłodzenie całej powierzchni.
Korzystnie, pierścienie 17, 18, 19, 20 są umieszczone w taki sposób, aby dotykać powierzchni czołowej maszyny 1, 2 podtrzymującej koła 7, 8, 9, 10 Ta powierzchnia może być, na przykład, utworzona przez płaszcz wodny 26.
Działanie maszyny jest wyjaśnione poniżej, a szczegóły pracy maszyny są pokazane na fig. 3.
Gdy leje się roztopiony materiał 30 taki jak na przykład szkło bazaltowe, jednocześnie na pierwsze koło 7 każdej maszyny 1, 2, to materiał 30 jest przyspieszany na tym kole, które odrzuca go na drugie koło 8, a następnie na trzecie i czwarte koło 9 i 10. Zasadniczo na trzecim kole 9 i czwartym kole 10, ale częściowo także na drugim kole 8 i znacznie mniej na pierwszym kole 7, część materiału wprawiona w ruch obrotowy przez dane koło, oddziela się od niego w postaci kropelek, które przekształcają się we włókna pod działaniem siły odśrodkowej. Natomiast pozostała część jest odrzucana na dalsze koła lub z ostatniego koła spada w postaci granulek. Strumień materiału przechodzący z jednego koła na drugie zmniejsza się w ten sposób na każdym kole z racji tworzenia się włókien.
Włókna formowane na każdym kole odwirowującym 7, 8, 9, 10 są rozciągane w kierunku osiowym przez powietrze odpływające otworami 21, 22, 23, 24, które zapewnia częściowy transport włókien do elementu odbierającego 4 w postaci transportera taśmowego umieszczonego w komorze 3 odbierającej włókna, gdzie zachodzi również zasysanie powietrza w tym samym kierunku osiowym.
Na elemencie odbierającym 4 będącym transporterem taśmowym włókna odebrane z maszyn 1, 2 są układane w postaci płata o grubości zmiennej w funkcji wydajności roztopionego materiału zasilającego maszyny 1, 2 i prędkości przesuwu taśmy elementu odbierającego 4. Maszyny 1, 2 zawierają również elementy dostarczające spoiwo, nie pokazane, które są znane i pozwalają łączyć ze sobą włókna w płacie
Jak pokazano na fig. 3 wytwarzanie włókna według wynalazku, ma zasadniczo miejsce w części środkowej maszyn 1, 2, dzięki odpowiedniej drodze przepływu roztopionego materiału, który jest podwójnie przerzucany na trzecie koło 9. Ta droga jest ponadto korzystna aby zapewnić podwyzszoną sprawność wytwarzania włókien.
Taką drogę można uzyskać przez obracanie drugiego koła 8 z wystarczająco duzą prędkością, aby strumień roztopionego materiału uderzał w trzecie koło 9 w miejscu (lub w strefie) uderzenia stosunkowo bliskiej wierzchołkowi trzeciego koła 9.
190 266
Korzystne warunki wytwarzania włókna obejmują uzyskanie obrotów drugiego koła 8 każdego zespołu większych lub równych 6500 obr/min dla średnicy koła mniejszej lub równej 240 mm
Chłodzenie powierzchni pomiędzy kołami 7, 8, 9, 10, pozwala uniknąć gromadzenia się gorącego roztopionego materiału na skutek wystąpienia zjawiska przyczepności do powierzchni czołowej kół. Przeciwnie, roztopiony materiał 33 rzucony na powierzchnię czołową danego kola chłodząc się krzepnie i spada pod wpływem własnego ciężaru.
Mając powierzchnię czołową cały czas czystą, maszyny 1, 2 wytwarzają włókna, które mają wystarczającą przestrzeń, aby rozszerzać się przyjmując postać pierścienia włókien, który jest ustawiony współosiowo z kołem, w kierunku komory 3 odbierającej włókna.
Ewentualnie, jeśli otwory wylotowe 21, 22, 23, 24 są ustawione skośnie w pierścieniach 17, 18, 119, 20, w taki sposób, ze powietrze wydostaje się pod kątem 10 do 115° w stosunku do osi obrotu kół, to taki sposób wyciągania może się również przyczyniać do tworzenia dużego pierścienia włókien. Ponadto, powietrze wydmuchiwane pod kątem pozwala uniknąć zbytniego wychłodzenia kół i utrzymać warunki wyrzutu włókien.
Strumienie powietrza wyciągającego, w połączeniu z szybkim wirowaniem prowadzą ponadto do tworzenia prądów powietrznych wprowadzanych za pomocą swobodnego przepływu powietrza pomiędzy i wokół maszyn 1, 2 wytwarzających włókno
Zbieżne ustawienie maszyn 1, 2 w stosunku do kierunku ścian 5, 6 komory 3 odbierającej włókna pozwala uniknąć efektu ścianowego, na skutek którego strumień włókien emitowanych przez maszynę jest zasysany w kierunku sąsiedniej ściany pod działaniem podciśnienia wytworzonego przez strumienie gazów wytryskujących z elementów dmuchających wzdłuz ścian Według wynalazku, wdmuchiwane strumienie powietrza i wzbudzane przez dwie sąsiednie maszyny zbiegają się, to znaczy że spotykają się, dodają się w obszarze czołowym maszyn 1, 2 i oddalają się wyraźnie od ścian 5, 6 poprawiając warunki rozciągania i transportu włókien
Płat włókien na elemencie odbierającym 4 w postaci taśmy transportowej jest jednorodny pod względem gramatury (brak dziur i wydrążeń w płacie)
Wpływ ustawienia maszyn 1, 2 na jednorodność włókien jest pokazany na fig. 4 Na tej figurze pokazano zmiany składowej prędkości strumieni gazowych na poziomie elementu odbierającego 4 będącego taśmą transportową w kierunku poziomym, równoległym do osi taśmy, to znaczy prostopadłym do taśmy, gdy jest odchylona, w funkcji umiejscowienia na szerokości taśmy transportowej.
Te pomiary prędkości wykonano za pomocą rurki piętrzącej Pitota i anemometru rotacyjnego na wielu liniach poprzecznych T wewnątrz komory 3 odbierającej włókna w stosunku do 12 punktów pomiarowych regularnie rozłozonych na szerokości taśmy.
Ten profil prędkości jest reprezentatywny dla profilu prędkości elementów rzucanych przez wytrysk odśrodkowy z maszyny wytwarzającej włókno. Rzeczywiście, taki sam profil został uzyskany przy pomiarze prędkości kropelek oleju zawartych w takim samym otoczeniu gazowym wytworzonym na makiecie aerodynamicznej w skali 1/8 w stosunku do linii przemysłowej Pomiary prędkości były w tym przypadku wykonywane metodą optyczną za pomocą lasera zwanego anemometrycznym laserem dopplerowskim. Pomiary były wykonane w UMR 6614 CORIA. Te pomiary dały dokładny rozkład dwukierunkowy (2D) prędkości we wszystkich punktach odbioru, na ich podstawie można wykonać wykres taki jak pokazany na fig. 4.
Ten wykres pokazuje, ze gdy maszyny są ustawione mając główne osie ustawione dokładnie równoległe do osi linii odbioru i do kierunku ścian komory, to profil prędkości ma maksimum przy około jednej czwartej (1/4) szerokości taśmy, minimum przy około dwóch trzecich (2/3) szerokości taśmy i prędkość wzrasta ponownie na ostatniej jednej trzeciej szerokości taśmy Ten profil prędkości ilustruje wpływ ścian wspomniany powyżej
Ponadto, różnica prędkości pomiędzy maksimum i minimum wynosi ponad 30%. W wyniku tego powstaje, co się potwierdza w rzeczywistej produkcji, produkt bardzo niejednorodny pod względem gramatury z wieloma dziurami i bardzo niejednolity.
Przeciwnie, gdy maszyny są ustawione w taki sposób, ze tworzą zbiezne strumienie gazowe, to obserwuje się profil prędkości z zupełnie innymi zmianami - dwa maksima przy oko190 266 ło jednej trzeciej (1/3) i dwóch trzecich (2/3) szerokości taśmy, minimum przy około połowy szerokości odbioru, zmiana prędkości pomiędzy tymi ekstremami jest rzędu jedynie 10%.
Dzięki bardzo małym zmianom prędkości na około 60% szerokości odbioru uzyskany płat włókna jest bardzo jednorodny, a wyrób ma zadowalającą jakość.
Wynalazek został opisany szczegółowo dla komory odbierającej o ścianach równoległych. Można go również stosować dla instalacji mających inne konfiguracje, ustawienie maszyn jest wówczas zmodyfikowana odpowiednio do nowych warunków, dla uzyskania pożądanego profilu prędkości. Badania na makiecie aerodynamicznej, takiej jak opisana powyżej pozwalają korzystnie określić odpowiednie ustawienie.
FIG.3
©n
L, - ')
Położenie na szerokości linii
10% zmian prędkości
FIGA odbioru
Maszyny równoległe do osi linii odbioru
Maszyny zorientowane zbieżnie o kątach 4° i 3°
190 266
Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 4,00 zł

Claims (16)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania włókien mineralnych, w którym wprowadza się roztopiony materiał, jednocześnie do co najmniej dwóch maszyn wytwarzających włókno, umieszczonych obok siebie, przy czym każda maszyna zawiera zespół kół odwirowujących ustawionych w układzie kaskadowym, obracających się wokół osi mających w przybliżeniu ten sam kierunek zwanych głównymi osiami, gdzie dwa kolejne koła kaskady obracają się w kierunku przeciwnym, zaś materiał, z którego wytwarza się włókno wlewa się w stanie roztopionym do każdej maszyny na powierzchnię obwodową pierwszego koła, na którym zwiększa się jego prędkości i wyrzuca się na drugie koło i ewentualnie kolejno na następne koła szeregu, gdzie w trakcie tej drogi przyjmuje kształt włókna pod wpływem siły odśrodkowej i w którym włókna formowane przez różne koła maszyny chwyta się przez strumień gazu i odbiera się przez element odbierający, znamienny tym, ze główne osie (13, 14) obu sąsiednich maszyn (1, 2) ustawia się pod kątem różnym od zera, przy czym ten kąt lub każdy kąt ustawia się tak, ze dwa strumienie gazu, emitowane przez dwie sąsiednie maszyny (1, 2) spotykają się i dodają się do siebie.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze składowa osiowa prędkości strumienia gazowego na poziomie elementu odbierającego (4) zmienia się co najwyżej o 20% na co najmniej 50% szerokości elementu odbierającego (4).
  3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, ze składowa osiowa prędkości strumienia gazowego na poziomie elementu odbierającego (4) zmienia się w sposób zasadniczo symetryczny na szerokości elementu odbierającego (4).
  4. 4 Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze przy zastosowaniu układu, w którym każda maszyna (1, 2) zawiera zespół czterech kół odwirowujących (7, 8, 9, 10) dobiera się prędkości obrotowe tak, aby część materiału, z którego wykonuje się włókno, osiągającą czwarte koło (10) odsyła się na trzecie koło (9) i tam przekształca się we włókno
  5. 5 Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze drugie koło (8) każdego zespołu napędza się do prędkości obrotowej co najmniej równej 6500 obr./min dla średnicy koła co najwyżej 240 mm
  6. 6. Urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych zawierające co najmniej dwie maszyny wytwarzające włókno, umieszczone obok siebie na wejściu do komory, przy czym każda maszyna zawiera zespół kół odwirowujących w układzie kaskadowym obracających się wokół osi ustawionych w przybliżeniu w tym samym kierunku, zwanych głównymi osiami, gdzie dwa kolejne koła kaskady są zamontowane obrotowo w kierunku przeciwnym, przy czym urządzenie zawiera elementy dmuchające wywołujące wokół zespołu kół odwirowujących strumień gazowy, ponadto urządzenie zawiera elementy zasilające umieszczone w taki sposób, aby wylewać materiał wyjściowy w stanie roztopionym jednocześnie na powierzchnię obwodową pierwszego koła każdej maszyny i zawiera ponadto element odbierający umieszczony we wspomnianej komorze naprzeciw maszyn wytwarzających włókno, znamienne tym, ze komora (3) mająca dwie pionowe ściany (5, 6) jest usytuowana z jednej i drugiej strony elementu odbierającego (4) w przybliżeniu równolegle, zaczynając od maszyn (1, 2) umieszczonych na wejściu, gdzie pierwsza maszyna (1) sąsiaduje z pierwszą ścianą (5), zaś druga maszyna (2) sąsiaduje z drugą ścianą (6) przy czym ich odpowiednie główne osie (13, 14) są zbiezne w kierunku środka komory (3), odbierającej włókna, korzystnie o kąt co najmniej 2° w stosunku do kierunku ścianek (5, 6).
  7. 7 Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, ze pierwsza maszyna (1) jest ustawiona w taki sposób, ze jej pierwsze koło odwirowujące (7) odrzuca roztopiony materiał (30) na stronę przeciwną pierwszej ściany (5), zaś druga maszyna (2) jest ustawiona w taki sposób, ze jej pierwsze koło odwirowujące (7) odrzuca roztopiony materiał (30) na stronę drugiej ściany (6), przy czym główna oś (14) drugiej maszyny (2) tworzy z drugą ścianą (6) kąt większy od tego, jaki główna oś (13) pierwszej maszyny (1) tworzy z pierwszą ścianą (5)
    190 266
  8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, ze pierwszy kąt jest rzędu od 2 do 6°, korzystnie rzędu 4°, zaś drugi kąt jest rzędu od 3 do 10°, korzystnie rzędu 4 do 8°
  9. 9. Urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych zawierające co najmniej dwie maszyny wytwarzające włókno, umieszczone obok siebie na wejściu do komory, przy czym każda maszyna zawiera zespół kół odwirowujących w układzie kaskadowym obracających się wokół osi ustawionych w przybliżeniu w tym samym kierunku, zwanych głównymi osiami, gdzie dwa kolejne koła kaskady są zamontowane obrotowo w kierunku przeciwnym, przy czym urządzenie zawiera elementy dmuchające wywołujące wokół zespołu kół odwirowujących strumień gazowy, ponadto urządzenie zawiera elementy zasilające umieszczone w taki sposób, aby wylewać materiał wyjściowy w stanie roztopionym jednocześnie na powierzchnię obwodową pierwszego koła każdej maszyny i zawiera ponadto element odbierający umieszczony we wspomnianej komorze naprzeciw maszyn wytwarzających włókno, znamienne tym, ze komora (3) ma dwie ściany pionowe usytuowane z jednej i drugiej strony elementu odbierającego (4), zbiegające się w stronę elementu odbierającego (4), zaczynając od maszyn (1, 2) umieszczonych na wejściu, gdzie pierwsza maszyna (1) sąsiaduje z pierwszą ścianą (5) i druga maszyna (2) sąsiaduje z drugą ścianą (6), przy czym ich główne osie (13, 14) są ustawione rozbieznie, każda w kierunku sąsiedniej ściany (5, 6).
  10. 10 Urządzenie według zastrzeżeń 6 albo 9, znamienne tym, ze w każdej maszynie (1, 2) średnica drugiego koła (8) jest co najwyżej równa 240 mm.
  11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, ze linia łącząca środki dwóch pierwszych kół odwirowujących (7, 8) tworzy z poziomem kąt większy od 20°, korzystnie rzędu 25°.
  12. 12. Urządzenie według zastrz. 6 albo 9, znamienne tym, ze posiada powierzchnię obwodową jednego koła oddaloną od powierzchni obwodowej sąsiedniego koła o co najmniej 40 mm
  13. 13. Urządzenie według zastrz. 6 albo 9, znamienne tym, ze zawiera co najmniej jeden wylot wyciągający (21, 22, 23, 24) umieszczony w elementach dmuchających (17, 18, 19, 20) i ustawiony w taki sposób, aby tworzyć ciągły strumień powietrza płynący w przybliżeniu wzdłuz całej osłony zewnętrznej powierzchni obwodowych kół wirujących (1, 8, 9, 10).
  14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, ze elementy dmuchające (17,18,19, 20) są tak umieszczone, aby większy strumień gazowy płynął wzdłuz części dolnej co najmniej jednego koła kaskady.
  15. 15 Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że elementy dmuchające (17,18,19,20) wychodzące w pobliżu koła odwirowującego są odchylone od osi obrotów koła o kąt rzędu od 10 do 16°.
  16. 16. Urządzenie według zastrz. 6 albo 9, znamienne tym, ze pomiędoy dwoma masaynami (1, 2) do wytwarzania włókien znajduje się otwarta przestrzeń pozwalająca na obieg powietrza pomiędzy maszynami (1, 2).
PL99337366A 1998-04-24 1999-04-22 Sposób i urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych PL190266B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9805198A FR2777881A1 (fr) 1998-04-24 1998-04-24 Procede et dispositif de fibrage de laine minerale par centrifugation libre
PCT/FR1999/000954 WO1999055631A1 (fr) 1998-04-24 1999-04-22 Procede et dispositif de fibrage de laine minerale par centrifugation libre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL337366A1 PL337366A1 (en) 2000-08-14
PL190266B1 true PL190266B1 (pl) 2005-11-30

Family

ID=9525666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL99337366A PL190266B1 (pl) 1998-04-24 1999-04-22 Sposób i urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych

Country Status (23)

Country Link
US (1) US6536241B1 (pl)
EP (1) EP0991601B2 (pl)
JP (1) JP2002506417A (pl)
CN (1) CN1266413A (pl)
AR (1) AR019085A1 (pl)
AT (1) ATE292096T1 (pl)
AU (1) AU3425699A (pl)
BR (1) BR9906380A (pl)
CA (1) CA2294440C (pl)
CZ (1) CZ298321B6 (pl)
DE (1) DE69924442T3 (pl)
DK (1) DK0991601T4 (pl)
ES (1) ES2241276T5 (pl)
FR (1) FR2777881A1 (pl)
HR (1) HRP990403A2 (pl)
HU (1) HUP0002366A3 (pl)
IS (1) IS5279A (pl)
NO (1) NO996124L (pl)
PL (1) PL190266B1 (pl)
PT (1) PT991601E (pl)
SK (1) SK181399A3 (pl)
WO (1) WO1999055631A1 (pl)
ZA (1) ZA997514B (pl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60106088T2 (de) * 2000-10-18 2005-02-03 Rockwool International A/S Vorrichtung zur herstellung von glasartigen fasern durch zentrifugenspinnen
FR2835906B1 (fr) 2002-02-13 2004-06-04 Saint Gobain Isover Bruleur a combustion interne, notamment pour l'etirage de fibres minerales
CN102211861A (zh) * 2011-05-06 2011-10-12 德清县延炜耐火材料厂 离心式超长丝矿渣棉的生产方法
CN102585121B (zh) * 2011-12-22 2014-04-02 中科院广州化学有限公司 一种可用作白板笔墨水分散剂的嵌段聚合物和白板笔墨水
CN103265168B (zh) * 2013-05-20 2015-08-05 中材科技股份有限公司 一种用于岩棉成纤***的四辊离心机
CN104370458A (zh) * 2013-08-12 2015-02-25 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种用于支撑离心机的结构

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL264233A (pl) 1960-05-05
US3709670A (en) * 1970-09-10 1973-01-09 H Eriksen Method, apparatus and system for fiberizing molten mineral material
SE403099C (sv) * 1976-06-30 1984-04-09 Rockwool Ab Anordning for fibrering av en mineralsmelta
NZ234718A (en) 1989-08-11 1992-05-26 Saint Gobain Isover Decomposable glass fibres
FR2657077B1 (fr) 1990-01-16 1993-07-02 Saint Gobain Isover Procede et dispositif de fibrage de laine minerale par centrifugation libre.
YU159091A (sh) * 1990-09-28 1995-12-04 Rockwool International A/S Postupak i uredjaj za proizvodnju vlakana za mineralnu vunu
GB9100886D0 (en) * 1991-01-16 1991-02-27 Rockwool Int Process and apparatus for making mineral wool fibres
GB9100887D0 (en) * 1991-01-16 1991-02-27 Rockwool Int Process and apparatus for making mineral wool fibres
GB9100884D0 (en) 1991-01-16 1991-02-27 Rockwool Int Stone wool
FR2690438A1 (fr) 1992-04-23 1993-10-29 Saint Gobain Isover Fibres minérales susceptibles de se dissoudre en milieu physiologique.
DE4402802C2 (de) 1994-01-31 2003-01-30 Hilti Ag Werkzeug und Werkzeugaufnahme für Handwerkzeuggeräte
GB9509813D0 (en) * 1995-05-15 1995-07-05 Rockwool Int Method and apparatus for the manufacture of man-made vitreous fibre products
GB9509782D0 (en) * 1995-05-15 1995-07-05 Rockwool Int Man-made vitreous fibre products and processes and apparatus for their production
AU3597199A (en) 1998-04-06 1999-10-25 Rockwool International A/S Man-made vitreous fibre batts and their production

Also Published As

Publication number Publication date
DE69924442T2 (de) 2006-02-16
SK181399A3 (en) 2000-06-12
CA2294440C (fr) 2008-06-10
DK0991601T3 (da) 2005-08-01
NO996124D0 (no) 1999-12-10
US6536241B1 (en) 2003-03-25
EP0991601A1 (fr) 2000-04-12
IS5279A (is) 1999-11-30
HUP0002366A3 (en) 2001-07-30
HUP0002366A2 (hu) 2000-11-28
ES2241276T3 (es) 2005-10-16
HRP990403A2 (en) 2000-04-30
FR2777881A1 (fr) 1999-10-29
EP0991601B2 (fr) 2013-01-16
AR019085A1 (es) 2001-12-26
CZ298321B6 (cs) 2007-08-29
JP2002506417A (ja) 2002-02-26
PL337366A1 (en) 2000-08-14
PT991601E (pt) 2005-08-31
NO996124L (no) 1999-12-10
BR9906380A (pt) 2000-07-11
CN1266413A (zh) 2000-09-13
CZ470299A3 (cs) 2000-07-12
DK0991601T4 (da) 2013-04-29
WO1999055631A1 (fr) 1999-11-04
CA2294440A1 (fr) 1999-11-04
ATE292096T1 (de) 2005-04-15
ZA997514B (en) 2000-06-08
AU3425699A (en) 1999-11-16
ES2241276T5 (es) 2013-05-06
EP0991601B1 (fr) 2005-03-30
DE69924442D1 (de) 2005-05-04
DE69924442T3 (de) 2013-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU225550B1 (en) Processes and apparatus for producing synthetic vitreous fibre products
SI9012422A (sl) Postopek in priprava za izdelovanje vlaken iz mineralne volne s prostim centrifugirenjem
US2845661A (en) Apparatus for a uniform distribution of a fibrous material on a conveyor belt
JPH06501234A (ja) 鉱滓綿繊維を製造する方法および装置
WO2015142294A1 (en) Collecting chamber and fiber formation method
US5116397A (en) Fibrillation device for the manufacture of mineral wool
PL190266B1 (pl) Sposób i urządzenie do wytwarzania włókien mineralnych
JPH06504256A (ja) 鉱滓綿繊維を製造する方法及び装置
CA1262631A (en) Method and apparatus for fibrating molten mineral material
CZ358397A3 (cs) Způsob a zařízení pro zhotovování výrobků ze skelných vláken připravovaných chemickou cestou
CS209487B2 (en) Method of making and device for producing the mineral wool
US2399383A (en) Mineral wool apparatus
WO1991010626A1 (en) Spinning apparatus and method
EP1228011B1 (en) Processes and apparatus for the production of man-made vitreous fibre products
US4972551A (en) Apparatus for making a non-woven fabric
US3045279A (en) High cross velocity fiberization system
RU2415088C2 (ru) Способ производства минеральных волокон
CZ211297A3 (en) Process and apparatus for free centrufugation of mineral fibers
RU2116270C1 (ru) Способ формирования холста из минерального супертонкого волокна и устройство для его осуществления
JPH08158138A (ja) 繊維の製造装置
FI125457B (fi) Järjestelmä ja menetelmä kaasuvirran ohjaamiseksi mineraalikuitujen valmistuksessa sekä kuidutinlaitteisto
JPS63277534A (ja) 無機繊維の捕集装置