SE422321C - Forfarande och anordning for uppfangning av partiellt fibrerad mineral, som utslungas fran roterande fibreringshjul vilka pafors en mineralsmelta - Google Patents

Description

8001395-6 gemensamma fältet C representerar den del av den partiellt fibre- rade materialströmmen där pärlor och fibrer förekommer blandade.

På motsvarande sätt visar figur lb en mer framgångsrik separation. Det gemensamma fältet C utgör här en mycket mindre del av det sammanlagda materialflödet.

Man kan även förskjuta delningen så att den ena av frak- tionerna blir mer ren än den andra. Detta illustreras i figur 2. Även i denna figur representerar området A pärlorna och området B fibrerna. Om materialsträmmen nu delas så som linje a-a anger upp- står två delar, den ena innehållande mer pärlor än fibrer och den andra av motsatt karaktär. Om det vore möjligt att åstadkomma en delning så som linje b-b visar skulle den ena delströmmen bestå av uteslutande pärlor och den andra strömmen skulle förutom en del pärlor innehålla alla fibrer. En annan tänkbar delning av intresse representeras av linjen c-c, sam avskiljer en helt pärl-g fri fiberdel.

För normala användningar av mineralfibrer, framför allt i ullform för isolering, är en mindre andel pärlor inte särskilt störande. Det är för dessa användningsområden mer väsentligt att så mycket som möjligt av fibrerna tas till vara. Delningen blir då i regel något mellanting mellan linjerna a-a och b-b. Linjen b-b liksom linjen c-c representerar hypotetiska delningar som ej kan åstadkommas i verkligheten i de ifrågavarande processerna, som är mycket stokastiska till sin natur.

För de användningsområden där man önskar en så pärlfri fibermassa som möjligt, t ex fibrer för armering av polymera material, har man sålunda i praktiken ingen möjlighet att för- lägga delningen till linjen c-c, och även om så skulle vara möj- ligt skulle denna delning medföra stor fiberförlust, vilken repre- senteras av den del av det område B, som i figur 2 ligger till vänster om linjen c-c.

För att man ska kunna tillvarata en optimalt stor andel av fibrerna har det hittills inte funnits någon annan utväg än 8001395~6 att försöka förlägga delningen så att man i en fraktion får de flesta fibrerna. Denna fraktion, som då innehåller en väsentlig andel pärlor, förs därefter, t ex i form av en fibermatta som oftast föreligger i ullform med tussartad struktur, till ett annat steg där materialet dispergeras i ett vattenbad, företrädesvis med hjälp av ett vätmedel som dispergeringsmedel, varvid eventuella tussar bryts upp i enskilda fibrer. Den bildade dispersíonen kan därefter utsättas för mer exakt verkande separationsåtgärder, t ex med någon form av våta cykloner. Först efter detta steg har man en ren fibermassa.

Den sålunda erhållna fibermassan innehåller inte alla bildade fibrer. De förlorade fibrerna befinner sig bland huvud- delen av pärlorna och utgör där en liten del. Man skulle kunna tänka sig att i ett särskilt separeringssteg skilja även dessa fibrer från pärlorna, men de har då redan utsatts för sådana termiska och mekaniska påkänníngar att de förlorat en väsentlig del av sina goda egenskaper. Dessutom skulle det särskilda sepa- reringssteget medföra ytterligare påverkan och förstörelse av fibrerna.

Det är möjligt att helt komma runt detta problemkomplex genom att driva separeringen mycket långt åt vänster, såsom visas i figur 2 representerat av linjen d-d. Möjligen skulle detta kunna gå med ytterligt kraftiga gasströmmar, men detta skulle medföra motsvarande kraftig turbulens, vilket ger upphov till tussbild- ning och tilltrasslade fibrer. Tussarna kommer att innehålla pär- lor och för fullständig separation behöver man få fibrerna helt fria från varandra. Detta kräver i sin tur en mekanisk bearbetning som är skadlig. Tussbildningen även utan ínnehållna pärlor, är inte heller önskvärd vid användningen av fibermaterial för andra ändamål än isolering, t ex armering.

Det har nu visat sig att man i stället kan föra undan det för fibrering utsatta materialet med hjälp av strålar eller strömmar soowøs-a av ett flytande medium, speciellt med vattenstrålar eller vatten- strömmar. Uppfinningen avser sålunda ett förfarande för uppfång-' ning av partiellt fibrerad mineral som utslungas från roterande fibreringshjul vilka påförs en mineralsmöta, varvid man såsom nämnts ovan utnyttjar strålar eller strömmar av ett flytande medium, speciellt vatten, för att föra undan de bildade fibrerna.

Det är för fackmannen överraskande att vattnet inte stör fibreringsprocessen utan snarare ör mer skonsamt mot fibrerna ön t o m en relativt mild gasström. Ännu mer överraskande år att avlönkning med vattenstrålar ger en mycket skarpare separering mellan fiber- och pörlfraktionerna ön eljest så att situationen mer liknar den som representeras i figur lb än i figur la.

En effektiv utformning av uppfinningen erhålls genom att vattenströmmarna utformas som flata strålar som bildar en del av en cylindrisk eller konisk yta. Den flata strålen kan i sin tur ' bildas av ett antal separata strålar, vilkas kanter sammanlöper innan de träffar det från fibreringsanordningen, speciellt fibre- ringshjulet utslungade materialet. Detta senare utförande ör lättare att hantera då det ger större möjligheter att variera flöde och hastighet på olika ställen. Den från fibreringshjulet utslungade mängden material ör nämligen olika för olika delar av hjulet. Den ör störst nöra det ställe dör smöltan påförs och av- tar sedan kontinuerligt runt periferierna.

En utformning som ger ännu större möjligheter till an- passning och optimering ör den dör flera flata strålar lagras över varandra i olika plan så att de bildar ett täckande eller överlappande mönster sett i den riktning materialet slungas ut från fibreríngshjulets yta. Om överlappningen drivs tillräckligt långt får man ett förhållande dör stor säkerhet nås för att varje utkastad partikel ska påverkas öven om störningar skulle intröffa i vattentillförseln till de enskilda dysorna, från vilka vatten- strålarna utgår. 8001395-6 -í Strålarna bör vara i stort sett parallella med fibre- ringshjulets axel, men de kan bilda spetsig vinkel med denna, 'företrädesvis då så att strålarna konvergerar mot varandra.

I det fall då flera roterande fibreringshjul samverkar vid fibreringen av mineralsmältan anordnas vattenströmmen i anslut- ning till hjulkombinationens yttre periferi på motsvarande sätt som vid tidigare använda luft- eller gasströmmar.

Det har visat sig vara en fördel om vattnet innehåller ett vötmedel. Då minskas eller upphävs fibrernas tendens till bildning av knippen eller tussar ytterligare.

Uppfinningen ska nu beskrivas mer i detalj under hänvis- ning till bifogade ritningar. Det är emellertid underförstått att de på ritningarna visade utföringsformerna eller de i övrigt beskrivna anordningarna och metoderna endast utgör belysande exempel och att uppfinningen begränsas endast av de avslutande patentkroven.

På ritningarna visar figurerna la, lb och 2, såsom be- skrivits ovan, schematiska framställningar av olika grader av separering av pärlor resp fibrer i en delvis fibrerad mineral- smälta.

Figur 3 visar schematiskt en anordning fär genomförande av metoden enligt uppfinningen. Figur 4 visar en del av anordningen i figur 3 sedd axiellt från sidan, och figurerna 5 och 6 visar anordningen i figur 3 i ett vertikalt, transversellt plan. Figur 7 visar anordningen i figur 6 i ett axiellt utbrett plan.

I figur 3 visas schematískt en fibreringsanordning inna- hållande två hjul 1 och 2 för fibrering av en mineralsmälta, s k spinnhjul. De roterar i den riktning som pilarna 3 resp 4 visar. Från en ränna 5 strömmar en mineralsmälta 6 ner och träffar hjulet 1. Från detta hjul överförs genom kraftverkan en del av smältan till fibreringshjulet 2, medan en del kvarstannar på det först träffade hjulet. Från båda hjulen kastas sedan p g a 8001395-6 centrifugalkraften smältan ut i tangentens riktning, varvid en stor mängd fibrer bildas.

På figuren har ett knippe av sådana fibrer markerats över- drivet. I själva verket bildas samtidigt tusentals fibrer på de båda hjulen, men detta har för enkelhetens skull utelämnats.

Mot den sålunda från hjulets yta utslungade fibern 7 rik- tas en stråle 8 huvudsakligen bestående av vatten. Strålen 8 kom- mer ur en öppning 9 i en dysa 10, som i sin tur matas via en rörledning 11. Där strålen träffar fíbern 7 kommer den att ryckas med av strålen och länkas av från sin föregående bana såsom markeras av linjen 7'i figuren. Givetvis kan den i figuren visade dysan 10 inte avlänka mer än en del av de fibrer som utslungas från hjulet 2. Det krävs antingen en väsentligt bredare dysa eller ett antal dysor, vilket visas i följande figurer.

I figur 4 visas samma förlopp i en annan framställning.

Hjulet 2 ses här från sidan roterande kring sin axel 12. Från hjulets yta, på vilken en ring 13 av smälta ligger, slungas fib- rer 7 ut i princip tangentiellt. När de möter strålen 8 böjs de av såsom markeringen 7'visar. Strålen 8 kommer såsom visas i figur 4 ut ur öppningen 9 i dysan 10, vilken matas med vatten ur ledningen 11. g Figur 5 visar hur de två hjulen 1 och 2 är arrangerade sida vid sida. Det första hjulet 1 träffas av smältasträlen 6 som in- faller lodrätt mot hjulets mönsteryta. Hjularrangemanget omges av en spridare 14, i vilken det finns en spalt 15, som i huvudsak omsluter hjularrangemanget.

I figur 6 visas ett motsvarande arrangemang där dysan eller spridaren 14 visad i figur 5 motsvaras av en serie dysor 16, i vilka motsvarande antal öppningar 17 finns. Om inte utström- 7 ningen sker genom en kontinuerlig öppning som i figur 5 utan i ett flertal öppningar bör de vara anordnade såsom visas i figur 6. 8001395-6 Ett antal fördelade dysor 16 har vardera en öppning 17 och är placerade sida vid sida. I figur 7 visas två av dessa dysor medan de intilliggande två dysorna endast ör antydda.

Dysorna 16 ör anordnade så att den flata strålen ur varje dysa är divergerande i sitt plan, varigenom två intilliggande strålar 18 löper samman i en punkt 19 belägen framför den punkt dör fibrerna når mediaströmmen. Figur 7 visar också hur dysorna matas av ledningar 11, i vilka reglerventiler 20 är placerade.

Till reglerventilerna 20 kommer via grenledningar 21 mediat från matningsröret 22. Genom förekomsten av reglerventilerna 20 kan varje stråle 18 instöllos så att dess dynamiska kraft motsvarar vad som erfordras i just den del av hjulperiferin dör respektive dysa ör placerad. Det torde vara uppenbart att olika delar av hjulens periferi kommer att kasta ut olika stora mängder av smält, mineral beroende på hur långt ifrån påföringsstöllet för strålen av smälta 6 de befinner sig.

Figur 8 visar ett annat arrangemang, där det runt fibre- ringshjulen 1 och 2, som matas med smültstrålen 6, finns anord- nade dels en inre krets av dysor 23 med öppningar 24, dels även en yttre krets dysor 25 med öppningar 26. Öppningarna 26 är an- ordnade att täcka mellanrummet mellan de strålar som utgår från öppningarna 24.

I figur 9 visas ett arrangemang där hjulet 27, vilket påförts smälta, roterar i pilens 28 riktning. Det ör omgivet av en serie dysor 29, vilka har öppningar 30 riktade som tangenter till hjulet 27 men i motsatt riktning mot den riktning en parti- kel skulle ha som kastades ut från hjulets yta. Öppningarna 30 ör bredare i den del som ligger närmast hjulet och smalnar successivt av i riktning utåt från hjulet. Sedda i den riktning som en från hjulet utkastad partikel skulle ha i figuren, symbo- liserad med strecket 31 är öppningarna 30 överlagrade varandra på så sött att alla tangenter 31 skär över åtminstone två öpp- 8001395-6 ningar 30.

Det är underförstått att fackmannen på området kan modi- fiera förfaríngssötfet eller anordningen enligt uppfinningen inom vida gränser utan avsteg från uppfínningstanken sådan den defi- nieras av följande patentkrav.

Claims (15)

8001395-6 P a t e n t k r a v

1. Förfaringssött För uppfångning av partiellt fibrerad mineral, som utslungas från roterande Fibreringshjul (1, 2), vilka påförs en mineralsmölta (6), k ö n n e t e c k n a t av att uppfångningen av det fiberade mineralet sker medelst strålar eller strömmar av ett flytande medium, speciellt vatten, som rik- tas mot fibermaterialet i vinkel mot dess utslungningsriktning från fibreringshjulet eller -hjulen (1, 2), varvid fibermateria- let med avseende på utslungningsriktningen avlönkas och förs bort av mediaströmmen för vidare hantering.

2. Förfaringssött enligt patentkravet 1, k ö n n e - t e c k n a t av att avlönkningen av fibermaterialet sker medelst en medíaström bestående uteslutande av vatten.

3. Förfaríngssütt enligt patentkravet 1 eller 2, k ö n n e - t e c k n a t av att mediaströmmen eller -strömmarna är ut- formade som flata strålar.

4. Förfaringssött enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k n a t av att mediaströmmarna ör utformade som ett flertal flata strålar anordnade runt fibreringshjulens (1, 2) periferi, varvid strålarna bildar en del av en cylindrisk eller konisk yta, vars symmetriaxel ör parallell med resp fibrerings- hjuls (1, 2) axel eller bildar spetsig vinkel däremot.

5. Förfaringssütt enligt patentkravet 1, k Ö n n e - t e c k n a t av att mediaströmmen är utformad såsom flera 8001395-6 10 radiellt utanför varandra anordnade strålserier (24, 26), dör de olika radiella serierna av strålar (24 resp 26) ör förskjutna så i förhållande till varandra, att varje stråle i den ena serien överbryggar ett mellanrum mellan två strålar i den andra serien.

6. Förfaringssött enligt patentkravet 1, k ö n n e - t e c k n a t av att mediaströmmen ör utformad såsom flera flata strålar (30), vilka överlappar varandra, och där varje stråle (30) ligger i ett plan som väsentligen bildar tangent till dess tillhörande fibreringshjul (1, 2), och som skör minst en och företrädesvis två andra flata strålar.

7. lFörfaringssött enligt något av föregående patentkrav, k ö n n e t e c k n a t av att vattnet i mediaströmmen inne- håller ett vötmedel.

8. Anordning för genomförande av förfaringssöttet enligt_ något av föregående patentkrav för uppfångning av nartiellt fibrerad mineral, som utslungas från roterande fibreringshjul (1, 2), vilka påförs en mineralsmölta (6), k ö n n e t e c k n a d av att anordningen ör utformad med medel (t ex 8-11) anordnade helt eller delvis runt ett eller flera fibreringshjuls (1, 2) periferi för att avge en stråle eller en ström (8) av ett fly- tande medium, speciellt vatten, mot de mineralfibrer (7) som utslungas från fibreringshjulet eller -hjulen (1, 2) i en rikt- ning som avviker från mineralfiberns utslungningsriktning, före- trödesvis vinkelrött eller nöra vinkelrätt mot denna utslung- ningsriktning.

9. Anordning enligt patentkravet 8, k ö n n e t e c k n o d av att mediaströmanordningen består av en dysa (10), vilken till- förs vatten under tryck (figur 3, 4).

10. Anordning enligt patentkravet 8 eller 9, k ö n n e - t e c k n a d av att dysan (10) har avlöng utströmningsöpp- ning (9), vilken bildar en båge med en radie, vars centrum före- trödesvis överensstämmer med det tillhörande fibreringshjulets (1, 2) centrum. 8001395-6 11

11. Anordning enligt patentkravet 8, k ö n n e t e c k - n a d av att mediaströmanordningen består av ett flertal dysor (t ex 16) anordnade runt tillhörande fibreringshjuls (1, 2) periferi.

12. Anordning enligt patentkravet 11, k ö n n e t e c k ~ n a d av att dysan (14) bildar en sluten båge runt två sam- verkande fibreringshjul (1, 2). (Figur 5).

13. Anordning enligt patentkravet 11, k ö n n e t e c k ~ n a d av att dysorna (23, 25) ör anordnade i två eller flera utanför varandra liggande serier, varvid dysornas strålar (24, 26) i en serie ör anordnade så att de överbryggar mellanrum mellan strålar i en annan series dysor (figur 8). A

14. Anordning enligt patentkravet 11, k ö n n e t e c k ~ n a d av att dysorna ör utformade som ett flertal separata dysor (29) med flata utströmningsöppningar (30), vilka överlappar varandra och är anordnade i sådan vinkel att en tangent till en utströmningsöppning (30) skär minst en och företrädesvis flera av de flata strålarna från intilliggande dysor (figur 9).

15. Anordning enligt något av kraven 8 - 14, k ö n n e - t e c k n a d av att den innehåller organ för tillförsel av strålarna av vattnet, under tryck tillsammans med ett vötmedel.