SK372392A3 - Method and device for continual manufacture of fleece from mineral wool - Google Patents

Description

Posavadní stav techniky

Pri výrobé rouna z minerálni vlny napríklad ze skelné vlny predstavuje samo vytvorení rouna vedie zvláknéní dúležitý krok postupu. Pritom je známo k oddélení vlákna zavedení smési vlákno, plyn,vzduch do skŕiňovité spádové šachty, která je zpravidla na strané dna opatrená sbérným dopravníkem, púsobícim jako filtrační pás, který je vytvoŕen v provedení obéžného rovinného dopravního pásu prúchozího plvnem. Pod dopravním pásem se nalézá odsávací zaŕízení, které vytváŕi stanovený podtlak. Vedie toho jsou také známé bubnové sbérné dopravníky .se zakrivenými odsávacími plochami, uvedené v DE- PS 39 21 399.

Na sbérný dopravník dopadá jen smés vlákno, plyn, vzduch, která múže obsahovat pojivo, takže se smés plyn, vzduch odsává pod sbérným dopravníkem, púsobícim jako filtr, na némž se uloží vlákno v podobe rouna.

U známých zpúsobu výroby rouna je zpravidla vedie sebe uspoŕádán vetší počet zvlákňovacích jednotek, které na základé znalostí bežných pro odborníka pripravuj í proudy vlákna. Pro jednoduchost se v následujícím pod označením proud vlákna nebo proudení vláken rozumí proudícf smes vláken, práčov ního vzduchu, a rovnéž pojiva, pŕičemž pracovní vzduch musí zahrnovať hnací plyn, nutný k vyťažení vlákna, sekundárni vzduch, nasávaný ke zvláknení, a nepravý vzduch, nasávaný po vyťažení vláken za účelem chlazení.

Do prostoru ohraničeného sbérným dopravníkem a bočními stenami spádové šachty se shora dopraví ve vedie seba uspoŕádaných proudech vlákno, kteréžto proudéní s sebou pŕivádi vlákno práve vyrobené v procesu výroby. Ŕízené proudéní a ŕádné uložení rouna vlákna na sbérném dopravníku umožňuje a je k tomu žádoucí odsávání pŕivádéného pracovního vzduchu pod sbérným dopravníkem. Tím se udržuje ve spádové šachte vertikálni proudéní vlákna, z néhož se na sbérném dopravníku jako na filtru zachytí za vytvorení rouna podíl vlákna a odvede se, zatímco pracovní vzduch dále proudf k odsávacímu zaŕízení.

Odsávání pod, prípadné na, sbérným dopravníkem se navrhuje obtížné, nebot je nutné odsávat z právé se tvoŕícího rouna, takže na začátku tvorby rouna je pŕekonáván menší odpor a po již částečné dosaženém vytvorení rouna je pŕekonáván vétší odpor proudšní. Bezprostredné nad zonou tvorby rouna tedy docházi na základé rozdílné prostorové tlouštkv vespodu ležícího rouna k nestejnému proudéní.

Na vstupní strané spádové šachty, tedy nad zonou tvorny rouna, probíhá proudéní vlákna velkým počtem proudú, pŕičemž každý proud se múže ješté nejprve vhodné upravit zvlákňovací jednotkou. Proudšní vznikájící bezprostredné pod zvlákňovacími jednotkami, která mají energii proudu hnaciho plynu pro výrobu vlákna a pŕedstavují pro svoji zvýšenou rychlost oblast sníženého statického tlaku, se nalézají v relativné tés-r ném sousedství a vyvolávají vzájemné vázaný účinek, což múže vést k nestabilnímu pendlujícímu proudéní jednotlivých proudú nebo proudu vlákna. Vesmés z toho vyplývá nad sbérným dopravník kem heterogénni, prostorové a časové nestabilní vzorek proudéní, který se sice múže považovat za okamžitý snímek a múže být pokládán za sestupný proud, místné ale sestává z velkého počtu rúzných složek v rúzném sméru. Menší zmény okrajových podmínek vedou v tomto chaotickém proudéní ke zménárn vzorku proudéní ze vnéjšku jen tšžko kontrolovatelnému, které zase púsobf na újnju rovnomérnosti výstavby rouna, a proto jsou nežádoucí.

Zvlášté v okrajové oblasti kolem proudu vláken jsou pozorovány také rýchle se dolu pohybující vlákna. Tato proudéní sestupující v okrajové oblasti proudu vláken jsou pak zavedená zpet, aby se obyčejnš jen jistá část shora proudícího pracovního vzduchu úplne odsála, zatímco druhá část se vedie vlastního proudu vlákna znovu shora stlačí, prípadne se shora nasává v oblasti výdušného vétrného proudu podtlakovou ženou. Tato proudéní vzduchu mají smérem nahoru vysokou rychlost a až do obvodu zvláknéni vytrhávaj! vlákno. Pri výrobé vlákna dmyšnou múže vést nasátí již zpevnéných vláken do štérbiny trysek spolu se sekundárním vzduchem k výrobní poruše značného rozsahu. Vedie toho múže doprava již zpevnéných vláken ve stanóvéném obvodu výstupu pojiva, pri výrobé vlákna dmyšnou obvykle ve vstupním obvodu spádové šachty, vést k tomu, že tyto části vlákna pŕichází do styku s pojivem a jako vlákna nadmérné opatrená pojivem zústavají v podobé vysoce nežádoucího chomáče na sténé spádové šachty nebo padají na rouno.

K dosažení usazování vláken za téchto podmínek je žádoucí u dané výroby provést jemné nastavení, optimalizovat zkouškami podmínky usazování vláken. Každá zména podmínek výroby vede k požadavku nového jemného nastavení.

Podstata vynálezu

Vynález pokládá za základ úkol vytvoŕit zpúsob typu uvedeného v nároku 1/ a rovnéž zaŕízení k provádéní zpúsobu, u nichž se vytvorí ve spádové šachte stabilní prosení a tím je umožnéno presné definované homogénni usazování vlákna.

Éešení tohoto úkolu je dosahováno význakovými znaky nároku 1/, prípadné nároku 4/.

Vynález pokládá za základ pŕedevším poznání, které spočívá v tom, že ve spádové šachté je chaoticky proudící systém , na první pohled velmi nežádoucí oblast zpétného proudu, vycházejícího velkou rýchlostí, které se nemusí dodatkovými konstrukčními opatŕeními, jako je vodiči plech, pŕizpúsobit stanovenému vzoru proudéní. Spíše se v protikladu k tomu a ve shodé s vynálezem vytváŕí obvod zpétného proudéní vétšího objemu, což vede k tomu, že strední rychlost proudéní bude menší, a tím se výrazné zmenší možná doprava vlákna nahoru. Z toho vyplývajícím postupem se ukázalo, že ke stabilizaci vzorku proudéní nevede zmenšení obvodu zpétného proudéní, charakteristického, pro. chaotický systém proudéní, jak bylo dosud oéekáváno, nýbrž naopak vede ke stabilizaci systému proudéní zvétšení prostoru k vytvorení zpétného proudu. Ve shodé s vynálezem se tím oblast zpétného proudu, vznikající na vnéjších stranách proudu vlákna, nezmenšuje, nýbrž se prostorove zvétšuje

Obvod zpétného proudu tak jednak zaujímá místo po stranách, pomalú cirkuluje a tím nastává malá rychlost pohybu nahoru, takže se zmenšuje tendence k vytažení vláken nahoru. Jednak se zabraňuje nevýhodnému zachycení vlny opatrené pojivem na obvodu stén, na kterých se nalézá nábéžný bod vétvícího se proudéní. Nad nábéžným bodem proudí zpét pracovní vzduch, vespod se odsává pŕes sbérný dopravník. Zpétné proudšní nastává v obvodu nábéžného bodu v nepatrných objemech, součásti vlny smérují kolmo na sténu velkou rýchlostí. To vede k nežádoucímu zachycení. Podie vynálezu se tento nábéžný bod vytvorí tak daleko od vnéjších plôch proudu vlákna, aby se rychlost komponent proudéní blízko nábéžného bodu výrazne snížila.

Další podstatná část predloženého vynálezu spočívá v tom, že je vytvorená zóna prodlouženého zpétného proudu, pŕičemž pŕes dosud uvedené výhody vlna unášená zpetným proudem dále nepokračuje v obracení, to značí, že se jako v cvklickém proudéní zpravidla vymrští. Pritom se vlna uložená uvnitŕ vlastní spádové šachty oddelí od části j£ prirazeného práčovního vzduchu, takže rouno objemové naroste, a tím se se umožní výroba výrobkú s nízkou objemovou hmotností.

Vesmés se dosahuje definovaného ohraničení plochy uložení vláken a tím zóny tvorby rouna nikoliv stenami spádové šachty, nýbrž oblastí vytvorenou mezi vnéjšími stranami proudu vlákna a obvodem zpetného proudu.

Odsávání části pracovního vzduchu nenastává pŕes rouno, nýbrž podie nároku 2/ prípadné nároku 5/ vné zóny tvorby rouna. Tak se podporí vymezení proudéni pracovního vzduchu a ulehčí odsávání vétšího objemu vzduchu.

Tím, že se stény spádové šachty premrští vné do známého mrtvého prostoru proudéni, zde však múže na lehce držícím pojivu ulpívat materiál vlny, která se po jistém čase zachytí na sténé. Když naopak stény spádové šachty mechanicky ohraničuj í skutečné hlavní proudéni, pak jsou také vynechány zde účinné sily proudéni, které jsou vhodné pŕečferším rovnobéžné s hlavními plochami stén, takže ulpívání vláken jsou nepravdépodobná. Po vyjmutí stén z hlavního proudéni, podie nároku 3/ prípadné 6/, se tak stane jéšté dúležitéjšf chlazení stén, které múže podie DE- OS 35 09 425 zabránit ulpívání materiálu vlákna nesoucího pojivo na obvodových stšnách spádové šachty. Ve vztahu k dalším jednotlivostem, ZRakúm a výhodám chlazení stén spádové šachty se odkazuje na DE- OS 35 09 425.

Popis obrázku na výkresech

Další jednotlivosti, aspekty a výhody predloženého vynálezu vyplývají z následujícího popisu s ohledem na výkresy, kde znázorňuje obr. 1 schematické zobrazení k vysvetlení zpúsobu podie vynálezu a zaŕízení podie vynálezu se sbérným dopravníkem v podobé rovinného dopravního pásu a obr. 2 další príklad využití zaŕízení podie vynálezu s bubnovým sbérným dopravníkem.

Príklady provedeni vynálezu

Jak je patrné z obr. 1, pripraví se napríklad čtyŕmi zvlákňujícírai jednotkami 2/ 2, 2/ 1 pracujícími s dmyšnami volné paprskovité svazky 5_, 2' ]_, £5 s osou v ose techto jednotek 2 až £, které sestávají ze smési vlákno, plvn, vzduch, pojivo a které vstupuj í do skriňovíté spádové šachty 2» jejíž horní konec 9a až 9e je opatŕen vstupem okolního vzduchu.

Horní konce 9a až 9e jsou provedeny posuvné a také jsou k minimalizaci ulpívání částí vlny, nesoucích pojivo, chlazené vodou. Jejich účinkem nasávaný nepravý vzduch 48 až 51 je vynucen zpétným proudéním. Místo vstupu a množství tohoto vzduchu 48 až 51 jsou stanovený horním vstupním pŕíčným prúŕezem. Spodní konec spádové šachty 2 tvorí sbšrný dopravník 10, který obíhá ve sméru šípky 11 a je opatŕen dopravním pásem 12 propust ným pro plyn. Na sbérný dopravník vstupuje pouze smés vlákno, /plvn/ vzduch, která múže obsahov^t také pojivo, a smés plyn, vzduch se odsává pod sbérným dopravníkem 10, púsobícím jako filtr, napríklad dvema odsávacími zaŕízeními 13, 14 a vlna se odkládá na sbérný dopravník 10 za tvorby rouna 15.

Ve vztahu k dalším jednotlivostem, znakúm a výhodám spádové šachty 2 ^a zde možného tryskání vody a pojiva, prípadné k vytvorení zvlákňujících jednotek 2 ^az 2 ^se výslovné a v plném obsahu uvádí a poukazuje na šest dalších soubéžných nemeckých patentových pŕihlášek téhož pŕihlašovatele ve stejném dni s názvy: Zaŕízeni k výrobé minerálni vlny ze silikátové suroviny, zvlášté čediče, po.zpracování dmyšnou, Zaŕízeni k výrobe minerálni vlny ze silikátové suroviny z čediče po zpracování dmyšnou, Zaŕízeni k roztavení silikátové suroviny, zvlášté k výrobé minerálni vlny a rovnéž zaŕízeni k pŕedehŕevu smési suroviny, Zaŕízeni k výrobé vlny, zvlášté minerálni vlny, z taveniny, Zaŕízeni ke kontinuálni výrobé rouna z minerálni vlny a konečné další prihláška vynálezu stejného názvu jako posledné uvedená prihláška vynálezu.

Paprskovité svazky 5 až 8, vytvorené ve tvaru kužele v ose zvlákňujících jednotek J. až £, tvorí na vstupu spádové šachty í) proudy 16, 17, 18, 19 vláken s mezi nimi ležícími turbulentními zónami 20, 21, 22 nasátého pracovního vzduchu. Po jisté cesté ve spádové oblasti spádové šachty 9 se jednotlivé proudy 16 až 19 vláken setkají a nakonec se spojí do jednoho hlavní ho proudu 23, který má rovnéž na svých vnéjších stranách turbulemtní zóny 24, 25 s oblastmi zpétného proudu 26, 27 . Podie vynálezu jsou boční strany 28, 29, ohraničuj ící spádovou šachtu 3^, vytvorený s tak velkou vzdálenosti od vnéjšího okraje 30, 31 hlavního proudu 23, aby mélí odpovídající oblasti zpétného proudu 26, 27 malou rychlost. Tím se se zabraňuje doprave vláken z hlavního proudu 23 pŕes turbulentní zóny 24, 25 a oblasti zpétného proudu 26, 27 nahoru do oblasti vstupu do spádové šachty 3_ a novému postŕíkání pojivem.

Vytvorení turbulentních zon 24, 25 zpúsobuje rozdélení proudu vzduchu,smérujícího dolu do okrajových oblastí hlavního proudu 23« na první část 32 vzduchu, která je v oblastech zpétného proudu 26, 27 vedená nahoru, a na druhou část 33 vzduchu, která je v sousedství, ale mimo zónu 35 vytváŕení rouna, odsávána odvodní zonou 36 o Šíŕce a odvodní zóny druhým odsávacím zaŕízením 14 . Podie požadavkú múže být samozrejmé místo druhého odsávacího zaŕízení 14 použito vétší množství odsávacích komor, které jsou dimensovány vzhledem k nárústu podkladu tvoreného rounem 15 . Dále múže být zvlášté první odsávací zaŕízení 13 vynecháno nebo múže být vypušténa část druhého odsávacího zaŕízení 14.

Jak je ukázáno v pravé čášti obrázku, nastává v obvodu maximálni tlouštky rouna 15 podie vynálezu také velkoprostorové proudéní. S ním múže být spojená zóna c bez tvorby rouna 15 , ze které se nasává další částečný proud 33b pracovního vzduchu tretím odsávacím zaŕízením 13b, které je mimo oblast tvorby rouna 15 a jeho dopravy a které není blíže uvedeno v detailech.

Vzdálenost boční strany 28, 29 spádové Šachty g od vnéjšího okraje 30, 31 hlavního proudu 23 a rovnéž šírka a odvodní zóny, šírka b zóny se stanoví, pŕičemž rušivé složky rýchlosti kolmé k bočním stranám 28 , 29 v blízkosti nábéžného bodu 37 se podstatné sníží. Z dŕívejšich méŕení je zrejmé, že tyto rýchlosti mohou ležet v oblasti asi 10 až 20 ms ¹. Podie vynálezu se redukují na 10 až 20 % této hodnoty.

Ke stanovení objemu nárokované oblasti zpétného proudu n$iou sloužit následujicí údaje.

Pri pracovním proudu napríklad o objemu 9 000 Nm^h 1 se mezi boční stranou 28, 29 a vnéjším okrajem 30, 31 hlavního proudu 23 pohybuje jako cirkulující 2pétné proudéní objem 2 500 Nm h .Z dosud obvyklého dimenzování vzdálenosti mezi zvlákňující jednotkou £ prípadné £ a boční stranou 28, vyplývá maximálni rýchlosť proudéní vzhúru v blízkosti stény kolem 4 ms ¹. Tato rýchlosť je vyšší než rýchlosť poklesu vloček vlny, takže se značný podíl vlny opakované vede nahoru do obvodu vstupu do šachty £.

Pri vytvorení dostatečné zonv zpétného proudéní se cirkulujicí zpétný proud s objemem 2 500 Nm^h ¹ méní sice jen nepodstatné, jeho rýchlosť vzhúru však klesá na hodnoty pod 2 ms \ výhodné pod 1 mš¹.

Pro v daném pŕípadé výhodná provedení oblasti odsávání mimo rouno 15 a prípadné zónu c se kromé toho odsává 20 až 80 %, výhodné 40 až 60 %, množství pracovního vzduchu ze zvlákňovací jednotky £ prípadné £ vné šírky b zóny, aniž pritom bude pŕekonána tlaková ztráta vlivem odporu proudéní na rounu 15 . U napríklad čtvrté zvlákňovací jednotky £ se podie toho odsává podíl 10 až.40 % bez uvedené ztrátv tlaku a tedy s extrémné pŕíznivou cenou. '

Jako další výhoda se uvádí, že prútok pracovního —1 ~ vzduchu ο objemu 9 000 Nm h každou zvláknovací jednotkou 2 až 4_, uvedený v predchozím Číselném pŕíkladé, se múže zachovať jen v pŕípadé velmi hrubé vlny, jako je nutná pro tlumiče zvuku, s odpovídajíci vyšší rýchlostí poklesu a rovnéž malou prúchodností, neboE podie vynálezu se nepŕedpokládá zvetšená okrajová zóna. U jemnejší vlny je to nutné k zabránení úletu vlny vzhúru, který se zvyšuje ve spádové šachté 9 nasávající každou zvlákňující jednotkou 1 až 4 nepravý vzduch o objemu 3 000 až 6 000 Nm h . Tím se poloha tvoŕící se zóny zpétného proudu pŕemístí tak daleko dolú, že nenastává výstup vlmy z krycí plochy spádová šachty 2· Pŕimeŕenš k tšmto výrobním datúm se vynálezem dosahuje výhodné redukce nutného celkového množství odfuku každou zvlákňující jednotkou I až 4 od asi 20 až 60 %, v prúméru kolem 30 %.

Obr. 2 ukazuje další príkladné provedení zaŕízení podie vynálezu, u néhož je sbérný dopravník 10 tvoŕen bubny 38, 39. Buben 38, 39 je opatŕen obéžným, perforovaným plynopropustným rotorem 40, 41, který je neznázornéným motorem pohánén ve sméru 42 pohybu. Uvnitr bubnu38, 39 je rovnéž umísténo neznázornéné odsávací zaŕízení, jehož sací podtlak púsobí pouze pod zakrivenou odsávací plochou 43 a 44, uspoŕádanou na odsávací komore 45 a 46.

Vzdálenost mezi obéma bubny 38, 39 ohraničuje výstupná mezeru 47, jejíž šírka vpodstaté odpovídá tlouštce vyrobeného rouna 15. K nastavení šírky výstupní mezery 47 mohou být oba bubny 21, 39 vytvorený natočitelné. Zvlášté k optimalizaci štruktúry velkoprostorového proudéní mohou být odsávací komory 45 a 46 rozdéleny tak, že sací podtlak je nasmérován do oblasti odsávání, ve které není rouno 15.

U tohoto príkladného provedení je v príkladu podie obr. 1 popsaná zóna odsávání uspoŕádána zvlášté výhodné, ponév^dž se dvou perforovaných plôch, nejprve bez rouna, 15, vystupují shodné dve zóny odsávání za^iující do spádové šachty 2· Tyto zóny slouží bez velkých konstrukčních nákladú k odsávání značné části pracovního vzduchu mimo krycí plochu rouna 15 . Tím odpadá téžký úkol, analogicky k zoné o na obr. 1, také zde umístit tretí odsávací zaŕízení 13b. Dvojnásobné využití šírky a odvodní zóny múže výhodne v této koncepci odstranit nutnosť vytvorení zóny c.

Ve vztahu k dalším jednotlivostem, znakúm a výhodám takovýchto bubnú 38, 39 se výslovné a v plném rozsahu uvádí a poukazuje se na soubéžnou nemeckou patentovou prihlášku téhož pŕihlašovatele z téhož dne o názvu Zaŕízení ke kontinuálni výrobé rouna z minerálni vlny.

Claims (7)

1/ Zpúsob kontinuálni výroby rouna zvlášté z minerálni vlny, ' u néhož se k tvorbe rouna /15/ spádová šachta /9/ opatri alespoň jednou zvlákňující jednotkou /1 až 4/ a u néhož se vlákna ukládají za pusobeni saciho podtlaku na alespoň jeden sbérný dopravník /10/, vyznačujíci se tím, že se ve spádové šachté /9/ na vnéjší strané hlavního proudu /23/ vytvorí alespoň jedna turbulentní zóna /24, 25/ s velkoobjemovým zpétným proudéním s malou strední rýchlostí, pŕičemž první část /32/ vzduchu vedená spolu s proudem vláken se obráti nahoru do zpetného proudu a zústávající část /34/ pracovního vzduchu se odsává.

2/ Zpúsob podie nároku 1/ vyznačujíci se tím, že druhá část /33/ vzduchu se odsává mimo zónu tvorení rouna /15/.

3/ Zpúsob podie nárokú 1/ nebo 2/ vyznačujíci se tím, že alespoň část bočních straň /28, 29/ spádové šachty /9/ se ochladí.

4/ Zaŕízení k provádšní zpúsobu podie alespoň jednoho nároku 1/ až 3/ zvlášté k výrobé rouna /15/ z minerálni vlny, které je opatŕeno k tvorbe rouna /15/ alespoň jedenou zvlákňující jednotkou /1 až 4/ umísténou v alespoň jedné spádové šachté /9/ a u néhož je vlákno ukládáno na alespoň jeden plynopropustný sbérný dopravník /10/ za pusobeni. saciho tlaku, vyznačujíci se tím, že mezi bočníkmi stranami /28, 29/ naklonéné šachty /9/ a vnéjšíml okraji /30, 21/ hlavního proudu /23/ je vytvorená roteč, která dostačuje pro vysokoobjemovou turbulentní zónu /24, 25/ a malou strední rýchlostí.

5/ Zaŕízení podie nároku 4/ vyznačujici se tím, že odsávací zaŕízení /13, 13b/ je zaústeno mimo zónu tvorby rouna /15/ a je vytvoŕeno k odsávání druhé části /33/ vzduchu, zatímco první část 12>2/ vzduchu je obrácena nahoru do zpétného proudu a uvnitŕ zóny tvorby rouna /15/ zústávající část /34/ pracovního vzduchu je odsávána pŕes rouno /15/.

6/ Zaŕízení podie nárokú 4/ nebo 5/ vyznačujici se tím, že alespoň část horniho konce /9a až 9e/ , prípadné boční strany /28, 29/ je opatrená chladícím zaŕízenim.

7/ Zaŕízení podie nárokú 4/ až 6/ vyznačujici se tím, že horní konce /9a až 9e/ jsou vytvorený v krycí desce spádové šachty /9/ posuvné.