CN1009081B - 对由离心轮形成矿物纤维的装置的改进 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从诸如玻璃等拉伸材料中生产矿物纤维的装置，处于熔化状态的材料喷到第一离心轮上，然后到后面的轮上，每个轮把一部分熔化材料形成纤维，把剩余部分向下传递，本发明提出了冷却水供应管道，和粘合剂供应管道，设在每个离心轮的轴内并由一个装置刚性连接轮的旋转运动，如螺旋壁型装置，它可引起冷却水的流动。

Description

本发明涉及一种由离心法从可拉伸材料中生产矿物纤维的装置。

已知的技术称为自由离心法，在这个方法中，材料以熔化的状态从纤维形成轮的外部送入到纤维形成轮的轮缘并由这些轮输送，因此，在离心作用下，它们以纤维形式相互分离。

在这些技术中，通常使用三个或四个相互紧密排列的离心轮。熔化的材料喷射到第一个轮上并在第一个轮上加速，然后送到后面的轮上。这样可拉伸材料从一个轮到另一个轮，每个轮把一部分熔化材料转化成纤维，把剩余的材料输送到下一个轮上。

这些技术特别使用于从高炉渣的玄武岩玻璃中工业生产石棉的方法，或适合于具有非常高熔点的所有材料。

对这些技术的许多改进已经提出，为方便起见在此特别提及形成该主题的欧洲专利申请No.82400315.6。

离心轮承受很高的温度，这是由于它与熔化材料接触的缘故。然而，这些高温度不会引起损坏和/或摩损，从而影响这些轮的寿命。鉴于这种原因，上述的专利申请中的传统装置包括了冷却装置，通过轮的轴供应流动水，使水达到轮的圆周的内表面，起到冷却作用。

为了把冷水送入到轮的壳内，最好把一个供应管道设置在轴内并和轴同轴。这个管道是固定的，并由轮轴上的成套辊堵住，这些辊在轴上快速相对旋转。这些辊通常位于从管道的端部到轮的侧边。密封件保证冷却管道的密封并保护这些辊。

轮的转速非常高，辊保持供应管道紧紧靠住，特别是压紧密封件， 但在正常工作状态下，是很难做到这一点的。这些辊磨损的非常迅速，所以必须经常更换以避免涉及供应管道断裂的任何磨损。

本发明的一个任务就是提出一种把冷水送入离心轮的改进技术，特别是有利于增加设备的寿命。

发明人示出了由使用供应管道和刚性连接的相应离心轮所得的满意结果，而不依赖于旋转件，由于转速的存在，旋转件在装置中形成一个新的弱点。根据本发明，把冷水送入每个轮可由设置在轮轴内的管道实现，并且随离心轮的旋转运动输送。

这个管道内设置有装置，该装置的运动能引起冷却水沿轮的方向流动。这些装置刚性地与管道连接，最好以壁的形式形成一个轴向直廓螺旋面，但其他的等同装置也可被采用来完成这个作用，如著名的叶片或叶轮，就象使用它们在内燃机上一样，它的运动由一个或多个在管道的壁上形成的螺旋槽传递。

在不带有离心轮的轴端，冷却水的管道和相配的喷射装置相连。这个装置如喷嘴设置的面对管道的端部。在这一端，管道是敞开的，没有设置旋转连接件来保证喷嘴和管道之间的密封。在大多数情况下，为了使装置有利于连续送入冷却水，喷嘴可进入管道的内表面，但只能进入很短距离以防止在旋转管道和固定喷嘴之间的接触阻塞。

水快速地进入管道从而与用于阻止水向后流动的装置接触。在这种情况下，该装置按要求仅能延伸整个管道长度的一部分，故此，它们最好位于靠近水进入的一端。

冷却水供应的最大速率取决于管道的内径、离心轮的转速和螺旋的节距。

转速是与纤维的形成相关联的，而不能单独控制，也就是说，在特定极限内，管道的直径和螺旋或类似装置的节距可根据需要改变。

在选取的工作条件下，当管道相对了冷却水喷射的流速是最大能力 时，“抽吸”会产生，但不会抽干。这种工作方式也能由调整喷射冷却水的流速得到。相反地，当喷射流速低于这个最大值时，管道不会完全充满，回流的危险也就不会存在，这都是因为管道在水平位置所造成的。这表明，推动液体的装置立即到达开始位置。具有特定速度的喷射液体由这些装置立即送到轮内。在这种情况下，管道内空气的出现对良好的工作没有影响。

此外，当生产的纤维用作生产绝缘垫时，通常涂上一层粘合液，如酚醛树脂，在聚合反应后，最后产生它的机械特性和粘合。这个涂层应尽可能的均匀，而不会影响纤维的形成。在上述的欧洲专利申请中给出了特殊的适当溶液。这里建议使用一种离心粘合剂喷射装置，以盘的形式连接到轮上，纤维在上面形成。这个盘有两连接件，两连接件组成一个间隔，由一个或多个孔与外部连通，通过这些孔，粘合剂送到纤维刚刚形成的方向上。粘合剂由设置在轮轴上的输送管道送入这个间隔。

最好采用冷却水和粘合剂的管道是同轴的。并且冷却水管道围绕粘合剂管道。粘合剂要防止在涂之前的温度增高。

在现有技术中，粘合剂输送管道位于水管道内，也固定在轴内。根据本发明，当同时要求提供冷却水和粘合剂时，两管道在轴内同轴设置，并且刚性地连接。

有关把水的供应用于粘合剂供应的类似装置已经叙述。特别是，这些管道的每个具有象螺旋类的装置，从而引起液体流动的装置，液体的送入由于管道开口端的喷射实现。在这种情况下，就可以不沿管道的轴设置其中一个喷嘴，其它喷嘴偏置。也可使用第二个环形喷嘴，该喷嘴绕在第一喷嘴上。

本发明的其他特征从下面的详细说明中变的显而易见，下面的说明参照附图，其中：

图1大略地表示了本发明采用的形成纤维的装置;

图2a表示了根据现有技术的离心轮的大略剖视图，离心轮包括了提供冷却水和粘合剂的部件;

图2b表示了根据本发明的离心轮的大略剖视图，离心轮中也包括了上述的供应部件;

图3表示了根据本发明的供应部件的喷嘴的详细剖视图;

图4表示了实现纤维形成的装置的端部部分剖视图。

下面的叙述特别涉及一种情况，在这种情况中，粘合剂也是从轴中喷出。溶液的供给也可采用改进的方法，但不会超出本发明的范围。

在图1中，表示了本发明所采用的纤维形成装置，它包括三个离心轮1，2，3，两个相对旋转的连接轮。通常使用有四个离心轮的同种类型的装置。处于熔化状态的拉伸材料4从输送管5喷到第一离心轮1上。这个轮作为分配轮，因为在该轮上没有纤维形成，它仅使材料4加速并使材料输送到下一个轮2上，材料卸下并粘合。粘合的熔化材料在离心作用下脱离轮2，然后通过喷环6上的孔所产生的气流使材料形成单纤维，同时，没有粘合的材料卸到下面的离心轮上，用上述同样的方法进一步产生纤维3。

气流的方向直接横向纤维的喷出方向，使纤维离开轮，借助于喷射装置7，粘合剂由离心作用以液滴的形式喷到气流中，气流把这些液滴分开，这样在形成的纤维上均匀地涂上了粘合液。

喷射装置7最好由壳8包住，可保护纤维的形成孔。

这些离心轮由水冷却，最好有一个冷水供应系统，该系统控制每个轮上的均衡温度。通常接触熔化材料时的轮温度将会从第一轮1到最后一个轮3逐渐减小。

冷却水和粘合剂的供给由图2a和图2b中所示的同轴管道完成。

根据图2a中所示的现有的装置，冷却水9和粘合剂10的供应管道安装在轴12内并沿相应的离心轮11的旋转轴。这个轮11由轴12带动旋转。 它的运动由设置在皮带轮13槽内的皮带从电机传递。

离心轮11包括一个圆周圈14，图中很光滑地示出，但实际上这个圈上最好带有凸缘、槽等，这样有利于溶化材料的粘合。它的内表面15与冷却水接触，这些冷却水首先由管道9提供，然后由穿过轴12的一系列孔16供给。

液状粘合剂由管道10提供，然后通过包括间隔17的喷嘴22。间隔17是由内啮合侧边18和19组合而成的，在离心作用下，粘合剂通过孔20喷出。

两个同轴管道9和10在轴12上的同轴和要求的位置至少由一个安装在喷嘴22上的辊21保证。

实践证明，这个辊是供应管道频繁破裂的根源。

根据图2b所示的本发明，粘合剂23和冷却水24的供应管道和轴12刚性地固定。借助于部件26带动离心轮25，部件26永久保证这些管道23和24的旋转轴27的对中;冷却水供应管24绕粘合剂供应管23，从而可防止它得到任何不需要的热量。

为了保证管内液状材料的流动，在每个管内均安装螺旋器28和29。这些螺旋器以阿基米德螺线的形式，作为一个泵，使液体充分加速到达离心轮25。冷却水也是这样，还涉及到喷射装置或喷嘴30。转速确定后，两个“泵”产生足够大的吸力，阻止液体朝向水31的喷嘴和粘合剂32的喷嘴的倒流，每个喷嘴分别设置在管道23和24的端部。

图3表示了根据本发明的供应部件的喷射区域的详细剖面。

一个电机（图中未示出）最好设在纤维形成区的外部，它的操作受纤维形成的影响，电机使离心轮的轴33旋转。这个旋转运动由皮带轮34传递，并且由反旋螺母35保持其在轴上的正确位置。

轴33由滚动轴承37支撑，而轴承37设置在支撑36上。在轴33的中心设置管39，管内有粘合剂通过。轴33的内壁和管39的外壁形成环形管道 42，在这个管道中，用于离心轮冷却的水在里面通过。

这个管39由三个叶片40对中，支撑套41旋紧在轴33的内部螺旋上。除它的对中作用外，这些叶片还有产生旋流的作用，从而有利于冷水朝离心轮运动。为了防止冷却水在这一点上存储，套41还有三个抽气槽45。

固定在轴33的外表面上的盖38使套41锁定在其正确位置上。

液体由粘合剂喷嘴43和冷却水喷嘴直接喷入轴内。这些喷嘴最好部分伸入到轴内。管39的截锥端部有利于冷却水的喷入，它增加了冷却水的进入横截面积。

液体的流动分别由螺旋器46和47保证。

对于粘合剂，螺旋器46设在管39内。管的直径小，所以螺旋器不必延伸管的整个长度，连续进入的粘合剂自动地流向轮的方向。螺旋器46采用钎焊固定到管39或施加非常简单的力。

管39在其外壁上也有一个螺旋器47，最好由钎焊固定。图3和图4中所示的螺旋器延伸管39的整个长度，使冷却水流动。

这里螺旋器46和47表示了同样的节距，然而，这里并不要求一定这样。如液体的流动速度为20米/秒，相应的旋转速度为6000转/分，它的对应节距为20厘米。现在，每小时要用300到400公升水和150到500公升粘合剂，这样水和粘合剂的进入速度分别为12-16米/秒和6-20米/秒，喷嘴的孔径为3毫米。然而，液体的流动速度总是大于或等于它们的进入速度，没有倒流产生，一部分空气也被吸走。

这个螺旋系统在使用中非常灵活，对于各种情况，如需要喷出大量的液体，仅需要把粘合剂39的管内的螺旋节距增大就足够了。

图4中所示的轴33的其他端部表示了部分离心轮的上部剖面，离心轮48安装在轴33上。

离心轮48的冷却，特别是其圆周表面的冷却由水通过管道42到室49保证，室49由环57紧靠在右边，它不仅可以防止水和粘合剂的混合，还 可以把管39和离心轮的轴紧密地固定。

与轮48接触的水蒸汽部分以及水和蒸汽的混合物在离心作用下通过孔50喷出。

在管39内粘合剂的流动被引导入喷射装置51，该装置51由两个部件的边缘啮合形成，两部件形成一个间隔54，在通过孔55之前，粘合剂通过该间隔。这个喷射装置旋紧在轴33的头部上，并由螺钉56固定。

冷却和供给粘合剂的装置已进行了叙述，在这个装置中没有辊或密封接头。然而，纤维形成装置的寿命实际上增长了，并且根据本发明的改进装置具有非常大的灵活性的优点，因为它允许喷射液体的流速有非常大的变化。

Claims (8)

1、从具有非常高的熔点的材料(14)中生产矿物纤维的装置，在卸到下面的轮(2，3)上之前，把处于熔化状态的拉伸材料喷到第一离心轮(1)上，每个轮(1，2，3)把熔化的材料的一部分形成纤维，把剩余的送到后面的轮上，冷却水供给管道(9，24)设在每个离心轮轴(12)的轴线上，每个离心轮(1，2，3)带合粘合剂供冷管道(10，23)，该管道(10，23)由冷却水供给管道(9，24)同轴包围，其特征在于：冷却水供应管道(9，24)和所述轮一起旋转，并具有一个固定在冷却水供应管道上的形成轴向直廓螺旋面的一个壁(29)，该壁的旋转引起冷却水的(1，2，3)向前流动，粘合剂供应管道(23)刚性地固定在冷却水供应管道(9，24)内。

2、根据权利要求1的装置，其特征在于：所述引起流动的装置设在靠近水供应管道的端部。

3、根据权利要求1或2的装置，其特征在于：冷却水喷射装置设在轴的端部，该端部远离离心轮。

4、根据权利要求3的装置，其特征在于：所述喷射装置伸入冷却水供应管道的内表面一小段距离。

5、根据权利要求1的装置，其特征在于：冷却水供应管道由离心轮的空心轴形成。

6、根据权利要求1的装置，其特征在于：粘合剂供应管道由环（57）刚性固定在离心轮的轴内。

7、根据权利要求1的装置，其特征在于：粘合剂供应管道带有壁并形成轴向直廓螺旋面。

8、根据权利要求1的装置，其特征在于：粘合剂供应管道在其与离心轮相对的端部具有截锥形状。

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