ВОЛОКНООБРАЗУЮЩАЯ МАШИНА С УЛУЧШЕННЫМ ТЕХНИЧЕСКИМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ
FIBER FORMING MACHINE WITH IMPROVED MAINTENANCE

Настоящее изобретение относится к области волокнообразующих машин для получения минеральной ваты.
Уровень техники
Известно, что для производства минеральной ваты используется волокнообразующая машина 1, вытягивающая волокна для получения минеральной ваты путем свободного центрифугирования, какая показана на фигурах 1a и 1b. Эта волокнообразующая машина для получения минеральной ваты путем свободного центрифугирования обычно содержит ряд веретен, каждое из которых содержит центробежное колесо или ротор 2. Веретена расположены параллельно друг другу в соответствии со сборкой, при которой боковые поверхности колес находятся рядом друг с другом.
До сих пор в такой волокнообразующей машине веретена приводились во вращение двигателем 3. Подшипники веретен представляют собой шарикоподшипники или роликоподшипники. Они смазываются распыленным маслом и обычно допускают скорости вращения вала 4 порядка 10000 оборотов в минуту (10000 об/мин).
Более точно, веретена увлекаются во вращение двигателем за счет использования соединительного вала 4. Этот соединительный вал используется не только для обеспечения связи между двигателем и веретеном, несущим ротор, но также для доставки связующего, используемого при изготовлении минеральной ваты, и даже, чтобы заставить циркулировать жидкость, охлаждающую веретена.
Однако в настоящее время каждый вал находится в прямом зацеплении с двигателем либо через винтовое соединение соединительного вала 4 с валом двигателя, либо через использование ременного привода или цепи между валом двигателя и валом, соединенным с веретеном. При использовании ременного привода вал двигателя и соединительный вал снабжены шкивом, позволяющим изменять передаточное число и заставлять соединительный вал вращаться быстрее.
Можно предусмотреть единственный двигатель для вращения всех валов.
Таким образом, недостатком прямого зацепления соединительного вала с двигателем является сложность технического обслуживания.
Действительно, такая конфигурация с прямым зацеплением требует, чтобы для выполнения обслуживания или ремонта обслуживающий персонал отсоединял вал двигателя или даже снимал шкивы и ременной привод. Однако эта операция является сложной и требует времени и необходимости снова налаживать устройство.
Кроме того, недостатком этого прямого зацепления является также ограниченность возможностей увеличения скорости вращения и, следовательно, маневренности. Действительно, прямое зацепление роторов с двигателями подразумевает, что максимальная скорость роторов соответствует максимальной скорости двигателей. Таким образом, повышение скорости вращения роторов возможно только путем замены двигателя и установки двигателя, позволяющего более высокие скорости вращения. Такая замена двигателя влечет большие расходы, поскольку требуется более мощный двигатель. Она является также сложной, поскольку требуется заменить двигатель для каждого ротора.
Сущность изобретения
Поэтому в настоящем изобретении предлагается создать машину для вытяжки волокон минеральной ваты путем свободного центрифугирования, которая не имеет недостатков предшествующего уровня техники.
С этой целью изобретение относится к волокнообразующей машине для получения минеральной ваты путем свободного центрифугирования, содержащей станину, на которой установлено по меньшей мере одно центробежное колесо, причем указанное центробежное колесо соединено с трансмиссионным валом, предназначенным для приведения его во вращение путем передачи вращательного движения от выходной оси блока двигателя, отличающейся тем, что указанная машина содержит также по меньшей мере одну промежуточную трансмиссионную коробку, соединенную по меньшей мере через один вход с валом двигателя и по меньшей мере через один выход с трансмиссионным валом, причем указанная промежуточная трансмиссионная коробка предназначена для передачи вращательного движения вала двигателя на трансмиссионный вал.
Настоящее изобретение позволяет с успехом получить волокнообразующую машину для производства минеральной ваты, требующую упрощенного обслуживания. Действительно, наличие промежуточной трансмиссионной коробки предпочтительно позволяет не соединять напрямую двигатель с валами, на которых установлены роторы. Таким образом, замена ременного привода или шестерен выполняется путем снятия промежуточной трансмиссионной коробки без демонтажа трансмиссионных валов.
Согласно одному примеру, машина содержит множество центробежных колес, причем каждое центробежное колесо соединено с трансмиссионным валом, и содержит промежуточную трансмиссионную коробку для каждого трансмиссионного вала.
Согласно одному примеру, каждая трансмиссионная коробка содержит раму, в которой установлена ось, причем указанная ось содержит соединительные средства для соединения с трансмиссионным валом и двигателем.
Согласно одному примеру, каждая трансмиссионная коробка содержит раму, в которой находится первая ось и вторая ось, проходящие параллельно в одинаковом направлении, причем первая ось и вторая ось механически связаны с соединительными элементами, при этом первая ось и вторая ось содержат, каждая, соединительные средства для соединения, соответственно, с трансмиссионным валом и блоком двигателя.
Согласно одному примеру, предусмотрена единственная трансмиссионная коробка, причем эта трансмиссионная коробка устроена так, что с ней соединены все трансмиссионные валы.
Согласно одному примеру, указанная трансмиссионная коробка содержит раму, в которой установлено множество осей, проходящих параллельно в одном направлении, причем каждая ось содержит соединительные средства для соединения с трансмиссионным валом и блоком двигателя.
Согласно одному примеру, указанная трансмиссионная коробка содержит раму, в которой для каждого трансмиссионного вала предусмотрены первая ось и вторая ось, проходящие параллельно в одном направлении, причем первая ось и вторая ось соединены механически с соединительными элементами, и каждая из первой оси и второй оси содержит соединительные средства для соединения, соответственно, с трансмиссионным валом и блоком двигателя.
Согласно одному примеру, соединительные средства и/или соединительные элементы содержат по меньшей мере два шкива, каждый из которых прикреплен к оси, и соединенных друг с другом ременным приводом.
Согласно одному примеру, соединительные средства и/или соединительные элементы содержат по меньшей мере две шестерни для соединения двух осей друг с другом.
Согласно одному примеру, соединительные средства и/или соединительные элементы содержат по меньшей мере две шестерни, входящие друг с другом в зацепление для соединения двух осей друг с другом.
Согласно одному примеру, соединительные средства и/или соединительные элементы устроены так, чтобы выходная ось могла иметь скорость вращения, отличную от скорости вращения входной оси, предпочтительно чтобы она имела более высокую скорость вращения.
Описание фигур
Другие особенности и преимущества четко выявятся из следующего описания, приводимого в качестве иллюстрации, но не ограничения, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
- фигуры 1a и 1b схематически показывают волокнообразующую машину согласно уровню техники;
- фигуры 2, 3a, 3b и 3c схематически показывают волокнообразующую машину согласно изобретению;
- фигуры 4-8 схематически показывают разные варианты исполнения первого варианта осуществления изобретения;
- фигуры 9-14 схематически показывают второй вариант осуществления изобретения.
Подробное описание фигур
На фигурах 2 и 3a показана предлагаемая изобретением волокнообразующая машина 100 для получения минеральной ваты путем свободного центрифугирования. Такая волокнообразующая машина 100 для получения минеральной ваты путем свободного центрифугирования содержит станину 102, на которой установлены различные элементы.
На станине 102 множество веретен или центробежных колес или роторов 104, по меньшей мере 3, предпочтительно три или четыре или более, размещены каскадом, они способны поворачиваться вокруг по существу горизонтальных осей, при этом два последовательных колеса 104 на траектории расплавленного материала вращаются в противоположном направлении. На первое центробежное колесо 104 через желоб подается расплавленный материал, оно служит главным образом для ускорения материала, который передается на второе центробежное колесо 104 и так до последнего центробежного колеса, при этом поток материала уменьшается на каждом центробежном колесе 104 на количество образовавшихся волокон.
Такая машина 100 обычно дополнительно содержит средства для создания потока воздуха (не показаны) на периферии центробежных колес, чтобы облегчить формирование волокон за счет эффекта вытягивания и принять на себя волокнистый материала, отделяя его от неволкнистого материала (зернистого материала). Этот последний является нежелательным, так как он утяжеляет конечный продукт и делает его особенно неприятным на ощупь. Воздушный поток выполняет также функцию транспортировки волокнистого материала к принимающему элементу, например, конвейерной ленте, снабженной всасывающими камерами, которая транспортирует волокна к обрабатывающим устройствам, расположенным ниже по потоку от линии, таким как ворсовальная машина, печь для полимеризации связующих и т.д.
Поток воздуха вводится чаще всего в направлении, по существу параллельном осям вращения центробежных колес 104, и увлекает, таким образом, волокна в направлении, перпендикулярном направлению их формирования. Количество полученных волокон зависит от расхода материала, выливаемого на центробежные колеса 104, и от эффективности вытягивания волокон посредством указанных центробежных колес 104.
Центробежные колеса 104 соединены с блоком двигателя M для их вращения. Каждое центробежное колесо 104 соединено с трансмиссионным валом 110, что делает возможным соединение с блоком двигателя M. На фигуре 3c блок двигателя M содержит в первом случае единственный двигатель m, соединенный с блоком зубчатых зацеплений N, что позволяет иметь несколько выходов m’ и, таким образом, приводить во вращение несколько центробежных колес 104. Во втором случае, показанном на фигуре 3b, блок двигателя M содержит несколько независимых двигателей m, каждый из которых имеет выход m’.
Трансмиссионные валы 110, соединяющие центробежные колеса 104 с блоком двигателя M, могут быть цельными или полыми. В случае полого трансмиссионного вала 110 он может содержать по меньшей мере один канал, позволяющий охлаждение колес 104, и/или канал для доставки связующего до центробежных колес 104 для получения каменной ваты.
Достоинством изобретению является то, что трансмиссионные валы 110 не находятся в прямом зацеплении с блоком двигателя M. Действительно, машина 100 по настоящему изобретению дополнительно содержит промежуточные передаточные средства 200, находящиеся между блоком двигателя M и каждым трансмиссионным валом 110.
В первом варианте осуществления, показанном на фигуре 4, эти промежуточные передаточные средства 200 содержат несколько промежуточных трансмиссионных коробок 201, при этом каждая промежуточная трансмиссионная коробка 201 соединена с трансмиссионным валом 110. Понятно, что в случае единственного двигателя m все промежуточные трансмиссионные коробки 201 соединены с выходами m’ указанного двигателя m, а в случае волокнообразующей машины 100, содержащей несколько двигателей, каждая промежуточная трансмиссионная коробка 201 соединена с выходом m’ одного двигателя m.
В первом исполнении, показанном на фигурах 5a и 5b, каждая промежуточная трансмиссионная коробка 201 содержит раму 201a, в которой предусмотрена ось 202, содержащая первый конец и второй конец. Рама 201a может быть обтекаемой (фигура 5a) или нет (фигура 5b). Предусматривается, что эти концы находятся снаружи обтекаемой или необтекаемой рамы. Ось 202 содержит на своих концах соединительные средства 203 для соединения с трансмиссионным валом 110 и блоком двигателя M.
Одно преимущество промежуточной трансмиссионной коробки 201 согласно изобретению состоит в том, что она позволяет легкий монтаж и демонтаж путем простого воздействия на соединительные средства 203, чтобы отсоединить указанную промежуточную трансмиссионную коробку 201 от блока двигателя M и трансмиссионного вала 110, с которыми она связана. Таким образом, при замене или обслуживании получить доступ к этой промежуточной трансмиссионной коробке 201 легко. Аналогично, когда обслуживание производится на центробежных колесах 104, легко снять только центробежные колеса 104 и трансмиссионные валы 110, оставляя промежуточную трансмиссионную коробку 201 соединенной с блоком двигателя M.
Во втором исполнении, показанном на фигуре 6, каждая трансмиссионная коробка 201 содержит раму 201a, в которой установлены две оси 202a, 202b. Оси 202a, 202b проходят параллельно в одинаковом направлении. Первая ось 202a и вторая ось 202b выполнены с возможностью механического соединения. Это соединение реализуется посредством соединительных элементов 206. Первая ось 202a предусмотрена для соединения с двигателем m, а вторая ось 202b предусмотрена для соединения с центробежным колесом 104.
Соединительные элементы 206 содержат ременную приводную систему, содержащую один шкив на оси 202a и один шкив на оси 202b, при этом ременной привод соединяет оба шкива.
Альтернативно, соединительные элементы 206 содержат цепную систему, содержащую одно зубчатое колесо на оси 202a и одно зубчатое колесо на оси 202b, при этом цепь соединяет два зубчатых колеса.
Альтернативно, соединительные элементы 206 содержат зубчатую передачу, содержащую одну шестерню на оси 202a и одну шестерню на оси 202b. Шестерни сцеплены друг с другом напрямую или косвенно через другие шестерни.
Как первая ось 202a, так и вторая ось 202b содержат также соединительные средства 203 для соединения, соответственно, с трансмиссионным валом 110 и блоком двигателя M.
В третьем исполнении, показанном на фигуре 7, каждая трансмиссионная коробка 201 содержит три оси 202a, 202b, 202c. Оси 202a, 202b, 202c проходят параллельно в одинаковом направлении. Первая ось 202a предусмотрена для механического соединения со второй осью 202b и третьей осью 202c посредством соединительных элементов 206. Соединительные средства 203 предназначены для соединения трансмиссионной коробки 201 с трансмиссионным валом 110 и с блоком двигателя M. Вторая ось 202b соединена с блоком двигателя M, а третья ось 202c соединена с трансмиссионным валом 110.
Можно, чтобы соединительные элементы 206, позволяющие соединить первую ось 202a со второй осью 202b, отличались от соединительных элементов 206, позволяющих соединить первую ось 202a с третьей осью 202c.
Преимуществом второго варианта исполнения и третьего варианта исполнения состоит в том, что они допускают наличие стандартных соединительных средств 203, позволяя при этом повысить скорость вращения.
Действительно, наличие соединительных элементов 206 допускает наличие переключения передач между осями 202a, 202b, 202c, чтобы повысить скорость вращения центробежного колеса 104 относительно скорости вращения двигателя.
Эта возможность позволяет обойтись без передаточного механизма на уровне соединительных средств 203. Следовательно, они могут быть стандартными, то есть идентичными для каждой промежуточной трансмиссионной коробки 201 одной и той же волокнообразующей машины 100.
Следовательно, можно не только оставить существующий двигатель m, чтобы получить более высокую скорость вращения, выше, чем он может предоставить, но, кроме того, при необходимости можно менять местами промежуточные трансмиссионной коробки 201 между различными двигателями m.
Для этих разных исполнений первого варианта осуществления соединительные средства 203 могут содержать систему с ременным приводом, содержащую один шкив 2031 на оси 202 и один шкив 2031 на трансмиссионном валу 110 или на выходе m’ блока двигателя. Как можно видеть на фигуре 8a, ременной привод 2032 соединяет два шкива 2031.
Альтернативно, соединительные средства 203 могут содержать цепную систему, содержащую одно зубчатое колесо 2033 на оси 202 и одно зубчатое колесо 2033 на трансмиссионном валу 110 или на выходе m’ блока двигателя. Эти два зубчатых колеса соединены цепью или зубчатым ремнем 2034, как можно видеть на фигуре 8b.
Альтернативно, соединительные средства 203 могут содержать зубчатое зацепление, содержащее одну шестерню 2035 на оси 202 и одну шестерню 2035 на трансмиссионном валу 110 или на выходе m’ блока двигателя M. Шестерни 2035 находятся в зацеплении друг с другом напрямую или опосредовано, через другие шестерни 2035, как можно видеть на фигуре 8c.
Альтернативно, вал 110 может находиться в прямом зацеплении с осью 202 промежуточной трансмиссионной коробки 200 через винт или зубья, проходящие в том же направлении, что и ось. Разумеется, для первого варианта исполнения соединительные средства 203 факультативно могут быть устроены так, чтобы позволить изменение передаточного числа, увеличивающего скорость центробежного колеса 104 относительно скорости двигателя m.
Указанная промежуточная трансмиссионная коробка 201 выгодна также тем, что она позволяет центробежному колесу 104 не находиться на оси двигателя m’. Таким образом, можно позиционировать центробежные колеса 104 по желанию.
Во втором варианте осуществления, показанном на фигурах 9-11, волокнообразующая машина 100 согласно настоящему изобретению содержит промежуточное средство трансмиссии 200, устроенное так, чтобы все трансмиссионные валы 110 были соединены с ним. Для этого промежуточное средство 200 трансмиссии содержит единственную промежуточную трансмиссионную коробку 210.
В первом варианте исполнения этого второго варианта осуществления единственная промежуточная трансмиссионная коробка 210 содержит раму 210a, в которой размещено множество осей 212. Число осей 212 равно числу колес 104. Таким образом, каждая ось 212 содержит соединительные средства 203 для соединения с блоком двигателя M и с центробежными колесами 104, как можно видеть на фигурах 10, 11 и 14.
Во втором варианте исполнения этого второго варианта осуществления, показанном на фигуре 12, каждая ось 212 заменена двумя осями 212a, 212b, проходящими параллельно в одинаковом направлении. Первая ось 212a и вторая ось 212b соединены механически посредством соединительных элементов 206. Первая ось 212a предназначена для соединения с двигателем m, а вторая ось 212b для соединения с центробежным колесом 104.
В третьем варианте исполнения этого второго варианта осуществления, показанном на фигуре 13, каждая трансмиссионная коробка 210 имеет три оси 212a, 212b, 212c. Оси 212a, 212b, 212c проходят параллельно в одном и том же направлении. Первая ось 212a механически соединена со второй осью 212b и третьей осью 212c посредством соединительных элементов 206. Вторая ось 212b соединена с блоком двигателя M посредством соединительных средств 203. Третья ось 212c соединена с трансмиссионным валом 110 посредством соединительных средств 203. Для случая, показанного на фигуре 13, соединительные средства 203, соединяющие трансмиссионный вал 110 с трансмиссионной коробкой 210, представляет собой простое болтовое соединение указанного вала 110 с осью 212c трансмиссионной коробки 210.
Для этих различных исполнений второго варианта осуществления соединительные средства 203 могут содержать систему с ременным приводом, содержащую один шкив на оси 202 и один шкив на трансмиссионном валу 110 или на выходе m' блока двигателя. Ременной привод соединяет два шкива.
Альтернативно, соединительные средства 203 могут содержать цепную систему, содержащую одно зубчатое колесо на оси 202 и одно зубчатое колесо на трансмиссионном валу 110 или на выходе m’ блока двигателя. Цепь соединяет два зубчатых колеса.
Альтернативно, соединительные средства 203 могут содержать зубчатое зацепление, содержащее одну шестерню на оси 202 и одну шестерню на трансмиссионном валу 110 или на выходе m’ блока двигателя M. Шестерни находятся в зацеплении друг с другом напрямую или опосредовано, через другие шестерни.
Альтернативно, вал 110 может находиться в прямом зацеплении с осью промежуточной трансмиссионной коробки 200 через винт или зубья, проходящие в том же направлении, что и ось.
Разумеется, в одной версии различных вариантов исполнения соединительные средства 203 или соединительные элементы 206 выполнены с возможностью изменять скорость между входным валом, соединенным напрямую или опосредовано с блоком двигателя M, и выходной осью, соединенной напрямую или опосредовано с центробежным колесом 104. Это изменение скорости вращения достигается путем изменения зубчатой передачи, или шкивов, или зубчатых колес, образующих соединительные элементы 206 и/или соединительные средства 203, чтобы получить переключение передач.
В случае соединительных средств 203 и/или соединительных элементов 206, содержащих шкивы, соединенные ременным приводом, шкив выходной оси будет иметь меньший диаметр, чем диаметр шкива у входной оси.
В случае соединительных средств 203 и/или соединительных элементов 206, содержащих зубчатые колеса, соединенные цепью, зубчатое колесо выходной оси будет иметь меньший диаметр и меньше зубьев, чем у входного оси.
В случае соединительных средств 203 и/или соединительных элементов 206, имеющих зубчатую передачу, содержащую по меньшей мере две шестерни, находящиеся в зацеплении друг с другом, шестерня выходной оси будет иметь меньший диаметр и меньше зубьев, чем шестерня входной оси.
Этот вариант с успехом позволяет повысить скорость вращения роторов/центробежных колес 104 без необходимости в более эффективном блоке двигателя M. Облегчается модификация соединительных средств 203 или соединительных элементов 206, чтобы приспособиться к желаемой скорости вращения.
Кроме того, наличие промежуточных трансмиссионных коробок 210 с идентичными соединительными средствами 203 предпочтительно позволяет стандартизировать эти детали, которые имеют тенденцию изнашиваться. Следовательно, эта стандартизация дает преимущество с точки зрения обслуживания, поскольку существует только одна модель промежуточной трансмиссионной коробки 210.
В одной модификации вариантов осуществления трансмиссионный вал 110 состоит из двух полуосей. Эти полуоси соединены друг с другом соединительными элементами, которые могут представлять собой ременной привод, соединенный с двумя шкивами, или цепь, соединенную с двумя зубчатыми колесами, или двумя шестернями, находящимися в зацеплении друг с другом. Первая полуось соединена с промежуточной трансмиссионной коробкой, а вторая полуось соединена с центробежным колесом 104, использующиеся для образования волокон.
Эта модификация позволяет иметь стандартные промежуточные трансмиссионные коробки 201, 210 и повышать скорости вращения соответствующего ротора, что выгодно. Действительно, соединительные элементы сконструированы так, чтобы вторая полуось, соединенная с центробежным колесом 104, имела более высокую скорость вращения, чем скорость вращения первой полуоси, соединенной с промежуточной трансмиссионной коробкой 201, 210. Это возможно для конфигурации шкивов, или зубчатых колес, или шестерен, в которой шкив, или зубчатое колесо, или шестерня, установленные на вторую полуось, будут меньше, чем шкив, или зубчатое колесо, или шестерня, установленные на первую полуось. В случае зубчатого колеса или шестерни это уменьшение размера сопровождается уменьшением числа зубьев.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничено проиллюстрированным примером, но допускает различные варианты и модификации, которые будут очевидны специалистам в данной области.
Таким образом, можно разработать промежуточные трансмиссионные коробки 201, 210, с разным типом соединительных средств 203 и/или соединительных элементов 206.