Установка для изготовления объемных матов из минеральных волокон

 

Использование: в производстве сверхлегких теплозвукоизоляционных материалов на основе минеральных волокон, в частности стеклянных, которые могут быть использованы ля обшивки фюзеляжей самолетов, салонов автобусов и автомобилей, а также в качестве теплоизоляции в области машиностроения, судостроения, приборостроения и строительства жилых и производственных зданий. Сущность изобретения состоит в создании установки для изготовления объемных матов из минеральных волокон, включающей расположенные по ходу технологического процесса фильерные блоки и узлы формования волокна, камеру волокноосаждения с сетчатым транспортером под ней и содержащей на входе взаимодействующее с пневмоголовкой устройство для перевода волокон во взвешенное состояние, узел увеличения объема мата в виде системы трубок с отверстиями, установленный под транспортером, а также приемный скоростной транспортер с камерой отсоса с патрубком под ним, расположенные под узлами формования волокна и узлом нанесения связующего, и камеру термообработки. Кроме того, устройство для перевода волокон во взвешенное состояние выполнено в виде быстровращающегося вала с радиальными спицами, которые выполнены сменными, причем отношение диаметра по концам радиальных спиц к диаметру скоростного вала находится в пределах от 10 до 2,0. Узел увеличения объема мата снабжен отражателями, установленными напротив трубок, отверстия которых направлены в их сторону. Камера отсоса с патрубком снабжена внутренней перфорированной стенкой, диагонально соединяющей противоположные углы камеры и делящей камеру на нижнюю и верхнюю части, причем патрубок размещен на торцевой стенке нижней камеры, при этом отношение суммарной площади перфораций во внутренней стенке к площади поперечного сечения патрубка составляет от 0,7 до 1,3, а камера волокноосаждения имеет входной патрубок для впрыскивания связующего. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к производству сверхлегких теплозвукоизоляционных материалов на основе минеральных волокон, в частности стеклянных, которые могут быть использованы для обшивки фюзеляжей в самолетов, салонов автобусов и автомобилей, а также качестве теплоизоляции в области машиностроения, судостроения, приборостроения и строительства жилых и производственных зданий.

Известная установка для изготовления хвоста из неорганических термопластичных материалов, включающая камеру волокноосаждения с сетчатым транспортером под ней, камеру отсоса, механизм очистки сетки транспортера установлен под ним перед камерой отсоса и выполнен в виде трубы с отверстиями для подачи воздуха перпендикулярно сетке (а.с. N 1604760, кл. C 03 B 37/14, 1990).

Недостатком известной установки является то, что она не позволяет получить сверхлегкие изделия, имеющие высокие монтажные и эксплуатационные характеристики, так как при большом объеме энергоносителя не позволяет набрать на транспортирующей ленте из ультратонких волокон слой необходимой толщины.

Известно устройство для формования стеклянного мата, включающее фильерный блок, установленный над конвейером с сетчатой лентой, под которой размещен всасывающий воздуховод, волокнораспределительную камеру и патрубок для впрыскивания связующего (заявка Японии N 62-43496, кл. D 04 H 1/72, 1988).

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет получить сверхлегкие изделия авиационного назначения, имеющие высокие монтажные и эксплуатационные характеристики, так как при большом объеме энергоносителя и большой скорости прососа не позволяет набрать на транспортерной ленте из ультратонкого волокна слой необходимой толщины. Это волокно имеет высокое воздухосопротивление и малую упругость и поэтому, с одной стороны, не позволяет обеспечить высокую скорость прососа для удаления большого объема энергоносителя, а с другой стороны, сильно уплотняется при перепаде давления, еще более увеличивая воздухосопротивление.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является установка для изготовления объемной ватки из минеральных волокон, содержащая расположенные по ходу технологического процесса узлы формования волокна, камеру волокноосаждения с сетчатым транспортером под ней и установленную под ними камеру отсоса, средство для термообработки и узел нанесения связующего (заявка ФРГ N 2223683, кл. D 04 H 5/00, 1975 прототип).

Недостатком известной установки является невозможность получения сверхлегкого мата с равномерной структурой, обладающего высоким монтажными и эксплуатационными свойствами.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Для этого известная установка, включающая расположенные по ходу технологического процесса узла формования волокна, камеру волокноосаждения с сетчатым транспортером под ней и установленную под ними камеру отсоса, средство термообработки и узел нанесения связующего, дополнительно снабжена приемным скоростным транспортером с камерой отсоса с патрубком под ним, расположенным под узлами формования волокна, а камера волокноосаждения снабжена установленными под сетчатым транспортером узлом увеличения объема мата в виде системы трубок с отверстиями и содержит на входе взаимодействующие с пневмоголовкой устройства для перевода волокон во взвешенное состояние.

Другим отличием установки является то, что устройство для перевода волокон во взвешенное состояние выполнено в виде быстровращающегося вала с радиальными спицами, которые могут быть сменными, а отношение диаметра по концам радиальных спиц к диаметру скоростного вала составляет в пределах от 10 до 2,0.

Еще отличие установки заключается в том, что узел увеличения объема мата снабжен отражателями, установленными напротив трубок, отверстия которых направлены в их сторону.

Кроме того, установка отличается тем, что камера отсоса с патрубком снабжена внутренней перфорированной стенкой, диагонально соединяющей противоположные углы камеры и делящей камеру на нижнюю и верхнюю части, причем патрубок размещен на торцевой стенке нижней камеры, при этом отношение суммарной площади перфорации во внутренней стенке к площади поперечного сечения патрубка составляет от 0,7 до 1,3, а камера волокноосаждения имеет входной патрубок для впрыскивания связующего.

Наличие новой совокупности признаков и их взаимосвязи, а именно приемного скоростного транспортера с камерой отсоса с патрубком под ним и их расположение под узлами формования волокна и узлом нанесения связующего, а также наличие камеры волокноосаждения с устройством для перевода волокон во взвешенное состояние, выполненное в виде быстровращающегося вала с радиальными спицами, обеспечивает хаотическое оседание малых порций минерального волокна на перфорированную ленту с формованием изделия с требуемой поверхностью плотностью, а также получение мата равномерной структуры, обеспечивающей высокую прочность на расслоение и упругость (сохранение формы и объема после деформации).

на фиг. 1 схематично представлена общая схема установки; на фиг. 2 - схема скоростного приемного транспортера с камерой отсоса; на фиг. 3 камера волокноосаждения с сетчатым конвейером.

Установка состоит из следующих узлов и деталей: 1 печь; 2 узел формования тонких штапельных волокон; 3 приемная камера; 4 приемный скоростной транспортер; 5 слой волокна; 6 энергоноситель; 7 приемный конвейер; 8 наклонная стенка; 9 патрубок отсоса; 10 окно; 11 камера отсоса; 12 пневмоголовка; 13 устройство для разделения волокон на малые порции; 14 спицы; 15 малые порции волокна; 16 камера волокноосаждения; 17 вал; 18 сетчатый транспортер; 19 узел нанесения связующего; 20 - ковер мата; 21 окно; 22 камера отсоса; 23 вентилятор; 24 узел увеличения мата в объеме; 25 полая трубка; 26 отражатель; 27 сушильная камера; 28 конвейер; 29 камера термообработки; 30 конвейер.

Устройство работает следующим образом.

Подготовленный в печи 1 минеральный расплав дозированно подается на раздув в узел формования тонких штапельных волокон 2. Сформированное волокно вместе с потоком энергоносителя поступает в приемную камеру 3 и оседает на быстродвижущейся перфорированной ленте приемного скоростного транспортера 4, образуя первичный тонкий слой волокон 5, имеющий малое гидравлическое сопротивление. Энергоноситель 6 сквозь слой волокна 5 и перфорированную ленту удаляется в камеру отсоса приемного конвейера 7, проходит через окна в наклонной внутренней стенке 8 и через патрубок отсоса 9 удаляется вентилятором в атмосферу. Так как первичный слой волокон 5 тонкий и не имеет большого сопротивления, то наличие внутренней наклонной стенки 8 с окнами 10 препятствует возникновению прямолинейного движения энергоносителя 6 к патрубку отсоса 9 и появлению горизонтальных составляющих скорости энергоносителя, которые нарушали бы структуру первичного слоя волокна. Так как суммарная площадь окон 10 в наклонной стенке 8 примерно равна площади патрубка отсоса 9, то эта стенка для внутренней части камеры отсоса 11 играет роль равномерно распределенного по длине камеры отсоса 7 патрубка отсоса 9, поэтому прямолинейное движение энергоносителя из приемной камеры 3 через первичный слой волокна 5 строго вертикально и первичный слой волокон 5 имеет равномерную структуру.

В конце приемного транспортера 4 под перфорированной лентой установлена пневмоголовка 12, снимающая первичный слой волокон 5 с ленты и подающая его к устройству 13 для перевода волокон во взвешенное в воздухе состояние. Спицы 14 этого устройства, имеющие большую линейную скорость, раздирают слой волокон 5, отделяя малые их порции 15, и сбрасывают эти порции с себя центробежными силами. Воздух, проходящий в камере волокноосаждения 16 вокруг вала 17, в свободном пространстве между спицами 14 подхватывает порции волокон 15 и перемещает их к ленте сетчатого транспортера 18 формирования изделий. Соотношение диаметра устройства 13 по концам спиц 14 и диаметра вала 17 от 10 до 2,0 обеспечивает диапазон хороших аэродинамических условий протекания этого процесса. Здесь же, в камере волокноосаждения 16, узлом 19 на волокна наносится связующее. На сетчатой ленте 18 формуется ковер мата 20, который выходит через окно 21 высотой А из камеры волокноосаждения 16, а воздух направляется в камеру отсоса 22 и вентилятором 23 удаляется в атмосферу. Из малых порций волокон, хаотически оседающих на ленте сетчатого транспортера 18, формируется мат 20 изделия с равномерной структурой.

После выхода мата 20 из-под камеры волокноосаждения 16 установлен узел увеличения объема мата 24, состоящий из полых трубок 25 с отверстиями, из которых струи воздуха выходят в направлении параллельно ленте сетчатого транспортера 18 к отражателям 26, которые рассеивают эти струи воздуха и подают уже равномерно распределенный поток воздуха через ленту сетчатого конвейера 18 в мат изделия. Такой рассеянный поток не отделяет мат от транспортирующей ленты и не меняет ориентацию волокон, а увеличивает за счет обогащения воздухом расстояния между волокнами и их порциями, т.е. увеличивает объем изделия до достижения объемной плотности менее 6 кг/м³. После этого мат изделия передается в сушильную камеру 27 над конвейером 28 и камеру термообработки 29 над конвейером 30.

С помощью заявленной установки для изготовления объемных матов из минеральных волокон можно получить отформованные сверхлегкие теплозвукоизоляционные материалы с объемной плотностью от 8 до 15 кг/м³ в сочетании с высокой упругостью и прочностью расслоения. Высокая объемная плотность мата из минеральных волокон в сочетании с достаточно высокими эксплуатационными свойствами /прочность расслоения и упругость/ обеспечивает потребность авиационной и автомобильной промышленности в сверхлегких изделиях.

Формула изобретения

1. Установка для изготовления объемных матов из минеральных волокон, включающая расположенные по ходу технологического процесса узлы формования волокна, камеру волокноосаждения с сетчатым транспортером под ней и установленную под ним камеру отсоса, средство термообработки и узел нанесения связующего, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена приемным скоростным транспортером с камерой отсоса, с патрубком под ним, расположенными под узлами формования волокна, а камера волокноосаждения снабжена установленным под сетчатым транспортером узлом увеличения объема мата в виде системы трубок с отверстиями и содержит на входе взаимодействующее с пневмоголовкой устройство для перевода волокон во взвешенное состояние.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для перевода волокон во взвешенное состояние выполнено в виде быстро вращающегося вала с радиальными спицами.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что спицы выполнены сменными.

4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что отношение диаметра по концам радиальных спиц к диаметру скоростного вала находится в пределах 10 2.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что узел увеличения объема мата снабжен отражателями, установленными напротив трубок, отверстия которых направлены в их сторону.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что камера отсоса с патрубком снабжена внутренней перфорированной стенкой, диагонально соединяющей противоположные углы камеры и делящей камеру на нижнюю и верхнюю части, причем патрубок размещен на торцевой стенке нижней камеры.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что отношение суммарной площади перфораций во внутренней стенке к площади поперечного сечения патрубка составляет 0,7 1,3.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера волокноосаждения имеет входной патрубок для впрыскивания связующего.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3