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矿物纤维接收方法及装置的制作方法.docx

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矿物纤维接收方法及装置的制作方法.docx

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专利名称:矿物纤维接收方法及装置的制作方法
技术领域:
本发明涉及绝缘矿物纤维,尤其是与玻璃纤维接收技术有关。本发明方法和装置可在纤维机下把纤维和周围的一些气体,尤其是感应气体或用于牵伸这些纤维的气体分离开来,以便制造出一种矿物棉垫。
制造以矿物纤维为基础的产品如玻璃纤维之类的一个重要阶段,就是从纤维机下收集这些纤维。这一道工序尤其是以把纤维与在纤化过程中由燃烧器特别是空气的感应所产生的大量气体相分离开来为目的的。这种分离的实施,是以人们熟知的抽气方式来进行的,采用的接收装置可以使得气体通过,而不能使纤维通过。
一种常见的接收装置即称为带式接收装置已做为例子在US-A-3220812中美国专利中予以陈述。其中建议把来自一系列纤维机的纤维接收到一条唯一的循环输送带上,后者可以使气体通过并在其下方设有一个负压箱或者更好是多个独立的负压箱。在这种型式的接收中,纤维机能够在最大限度内紧凑布置,可以使生产线相对短小。如果人们知道某些生产线可达9台或者更多的纤维机、而每台纤维机比如有600毫米直径的话,那么这一点是不可忽视的。此外,成品纤维垫的重量级的唯一下限(或单位面积重量)是由力学性能问题所决定的,因此这允许制造一些可能获得的最轻产品。
然而获得重产品则有很多问题。,玻璃纤维产品的马克隆尼气流式纤维细度测试仪(mhcronaire)的数值是5克等于3,不包括那些通过模压获得的密实产品,它们不直接属于本发明的范围。获得重产品的这种困难性很容易通过下面的事实来加以说明人们的寻求生产的纤维垫越重,在循环输送带同一面积上堆积的纤维数量就越大,因此气体通过的阻力就越大。为了补偿这一较小的透气性,人们应当施加更大的负压,这就造成气体压力下纤维毡被破坏的不良后果,尤其是在最先获得的纤维毡的下部更容易受到破坏。于是,产品的力学性能在加压之后恢复厚度方面就不太好。由此而发生的产品质量下降,在所施加的负压一旦超过8000至9000帕时尤为明显,而在某些设施中对于那些重量级为2500克/米2的纤维垫来说大于10000帕的负压已是必不可少的。
为了补救这一缺陷,人们当然可以只部分地抽吸气体以便把负压限制在不损坏纤维毡的数值上。但这时会产生纤维向纤维机方向反挤现象。气体的这种反挤,除了有害于纤维良好地牵伸以外,还导致纤化通气室中的温度升高,因而有粘料预胶凝的危险,也就是说当纤维还处在单个状态时的粘料聚合作用,这会使纤维几乎完全失去活性。此外,这一反挤现象可能引起形成粗条,也就是说聚集的纤维形成一些密实的群体,这有害于产品的均质性,有害于其外观,也降低了抗热强度。
人们也可以通过将这些纤维机同另一些纤维机相分离开的方式寻求减小气体通过纤维毡的速度。然而实际效益甚微,因为通气室尺寸的增大导致增加空气感应,从而增加要抽吸的空气量。
在众所周知的EP-A-102385号欧洲专利申请方案中,提出了把接收分为两个部分,每部分收集每两台中的一台纤维机所生产的纤维。这一接收法包括两台互为反向运动的输送带,以便把已形成的半纤维毡合二为一收在一起。这种接收的好处是所提供的产品外观漂亮,这是因为两个表面带有薄薄的胶层可改善产品的力学性能。然而,这一接收法产生的堵塞现象比传统接收去更为严重,尤其对那些大重量级产品来说有可能在半纤维毡还没有结合在一起就开始产生聚合作用从而导致产品的脱层。
对接收再细分的这一观点,从另一个US-A-4120676号美国专利文件中得到了发展。该专利建议对每台纤维机配备一个单元接收法,如此而设计的生产线就好像各自生产比较薄纤维毡的基础组件并列布置起来的一样,如果只制作大厚度的纤维毡,下一步就将不同的薄纤维毡堆积在一起就可以。
这种组件式的设计,不管制造什么样的产品,都可以保持纤化条件的稳定。然而,该设计的前提是,获得最轻的产品,以最广泛采用的生产线为条件,在低于生产线理论能力的情况下,从经济的观点来看,这是毫无意义的。
矿物棉生产线的另一个组件化的例子是滚筒与布层机相配套的接收法。在US-A-2785728号美国专利举例说明的这种方法中,纤维的接收是在一些滚筒式的旋转机构上进行的。人们利用与一台或两台纤维机相面对而设置的接收装置准备一种轻量级的初级产品。这种接收装置是由一付反向旋转的滚筒组成的,其表面有钻孔,可以通过安装在滚筒内的适当装置进行抽气。初产品是在滚筒之间形成并且在被布层机收取之前是按垂直平面降落的,也就是说有一个摇摆装置将初产品成交错层地放置于一个输送带上,在这里人们获得想要的高重量级产品。
接收纤维的这些组件式设计,从理论上讲如果是从系统地生产轻量级纤维毡开始的话,那么力求达到产品多样化的目的是可能的。
然而,这是以初期投资很大而且还要增加附属设备(尤其是抽气和清扫装置)为前提的。再说分隔接收的措施导致纤维机之间要有很大的间距,一旦人们增加纤维机的台数,由此引起的生产线就特别长。
还有,产品脱层和非均质性的危险禁止生产更小重量级的纤维毡。因此,布层机要求的初产品重量级至少是
100克/米2,低于这个重量级初产品的力学强度是不够的,尤其是在承受摆动装置的运动方面;布层机还要求有足够的迭层数量-这是为了在纤维毡的任何点上都获得最理想的分布和相同的层数。
另外,以相同的纤维体流量系统地进行接收,这当然意味着处于有利于纤维参数再现的最佳条件之中。但是这尤其会使多台纤维机失去根据纤化料不同流量如1-10运转的特殊能力。
最后,在相同纤维质量的情况下,一种产品当其重量级变小时销售价格是便宜的。因此,如果生产线正好是处于生产最小顿位的产品,看起来这是不明智的。
本发明的目的是对矿物棉毡、尤其是玻璃棉毡生产的单元接收法进行新的设计,力求扩大由同一条生产线可能生产的产品种类;这一对产品种类的扩大,是同时向轻量级和重重量级发展的,以便在保持甚至是改善所获产品质量的同时增加生产线的多用性。制造的产品种类有例如300-4000克/米2,或者有可能配上一种布层机时则会更多样。
关于为了获得矿棉垫把许多纤维机生产出来的纤维和气体相分离开来方面,本发明推荐一种接收方法。根据这种方法,纤维是通过抽吸气体而被收集。每台纤维机i有自己的收集区Zi,在不同的Zi收集区中收集起来的纤维,通过一个或者多个
Zi区排泄到收集区以外。这种接收法的特点是,各Zi收集区的面积随着前面已述过的输送带上纤维重量级的增加而增大。
换句话说,一台纤维机i越靠近纤维形成终点,该机的收集区Zi就越大。这就补偿了来自远处纤维机的纤维在相同的输送带上堆积时气体通过的最大阻抗。
从有利性考虑,人们采用稳定的反挤率。
这里所说的反挤率,是指在接收纤维时未抽吸了的气体百分数。这个系数等于零是最好不过的,而这一点根据权利要求1所要求的甚至对位于下游生产线的纤维机也一样。收集面更确切讲从一侧受到即是输送带、本身又是接收带所限定。人们对气体通过时的阻抗增大因素进行补偿,而这一阻抗的增大是来自上游纤维机的纤维堆积的结果(生产线始终被考虑为初级产品流动的方向)。应当指出,根据本发明这里所指的接收是对多台纤维机的共同接收而言,更确切地说是3台或再多些的纤维机。因此,每条生产线的接收装置数,一般不超过2个,这可以避免过分组件化的缺陷。
相反,在大重量级区域里的收集面增大可以使得这些区域中的负压水平保持得小一些,比如小于4000帕是有利的,也就是说对大量的纤维如马克隆尼气流式纤维细度测试仪(micronaire)的值数是5克等于3的玻璃纤维之类,要明显小于产生最先损坏的负压水平。
从有利性考虑,人们决定对所有的收集面采用相同的负压水平。换句话说,凡是从一个收集区到另一个收集区内所有来自其他纤维机纤维毡即属于已堆积纤维毡厚度的纤维毡的较小透气性,人们对其全部进行补偿-而这并不防碍抽气,因为正如前言中所指出只抽吸部分气体可能导致纤维的反挤尤其会形成粗条从而使获得的产品质量不佳。
本发明是更专门地涉及纤维降落的高度根据生产这些纤维的纤维机位置而变化的情况,也就是说所有输送带轨迹不是水平的,而一般说来是凸形的各种情况。根据本发明,所有Zi收集区的面积是随着纤维为到达这些Zi收集区所应当走过的平均距离而增大的。
从有利性考虑,人们对纤维机的位置不做任何改变-因而包括从这些纤维机上伸出的园形铁尺寸(纤维和空气的),但是人们要把收集面和园形铁旋转轴之间的倾斜角改变为合乎标准。这个倾角越大,被园形铁遮盖的收集面就越大。因此,这可以基本上不改变纤维机中心线间距而使本发明得以采用。
这个倾角的改动最好是连续地来完成,以避免出现锐角影响纤维的最终质量。从各不同纤维机上出来的纤维的接收带这时遵循的轨迹至少在最后阶段中是凸形曲线,比如椭园形轨迹。
有可能的话,人们也可以把利用凸形接收面和增加位于更大重量级区域内的两台纤维机之间中心线间距相结合起来,或者和纤维机旋转
轴逐步倾斜结合起来,这两种方法也是可以增大接收区的面积。
纤维机最好是三台或四台为一组成组分布,接收组件要与组数一样多;因此,一种初级产品与每个组件相对应,随后所有已形成的初产品在以一种唯一的纤维毡形状进入到粘料聚合作用干燥箱之前就组合在一起。一般来讲,最多需要两个接收组件,甚至对于那些大顿位的生产线也一样。这样,人们实现了接收的组件化,但这里与以前的工艺相比意味着很小规模的有限的组件化。
根据情况,接收组件可以是一些接另一些地串联布置,对所有纤维机采用唯一的玻璃供应线;或者接收组件也可以并列布置,这时采用的熔化玻璃供应线和接收组件一样多。接下来是初级产品的组合工序,可以是并列层重迭或者是交错层重迭;这二种重迭形式之间的选择,尤其是根据对最终产品所要求的密度来确定的。
对每个接收组件使用二条而不是一条汇聚式接收带同样可以是有好处的。这两条接收带相对而设、相互对称。接收在每条带子上的纤维在这两条接收带的共同端部组合在一起。在这种情况下,形成最终纤维毡的位置在两个接收带汇合的部位上。
因为驱动接收带所需要的动力是和堆积于每条接收带上的纤维重量有关,最好对每一接收带等数地配置纤维机,这可以简化两条接收带的速
度同步,而这一同步对于避免两种已形成的初段产品一个在另一个之上滑动是必不可少的。如果纤维机数量是单数,最后一台纤维机的收集由两条接收带交替分担为最好;如果人们决定按照使接收带对称平面包括中央纤维机园形铁的对称轴的方式来安装接收带的话,从纤维机上伸出的园形铁对称可以分为两个相等部分。
一条接收带的轨迹所画出的曲线最好是园形。环形轨迹在比如所有的收集区中相等反压的假设下当然不是计算出的最理想的轨迹,但是从实践的观点来看,是很容易采用的最简单的轨迹。在这种情况下,接收带是由一个或两个滚筒外表面所组成。
一个更好的例子就是每三台纤维机组配上一个双筒式接收组件的例子。初级产品就是在两个滚筒之间形成。当生产线有n×3纤维机时,这时就有形成n种初产品的n个组件。这些初产品随后在用来粘结纤维的树脂还没有发生聚合作用就组合为一种唯一的纤维垫。
来自各不同组件的初产品,这时可以按照前面叙述过的、把它们并列重迭的方法组合起来。比如在一条水平输送带上组合由两个滚筒之间生产出来的并且是成垂直平面降落的一些初级产品,可以几乎是在一离开滚筒就完成的,以致于使这些初产品的“生存”时间非常短而使得人们在成品上看不到脱层现象。初级产品的组