СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОЛИЧЕСТВА ВОДЫ ДЛЯ РАЗБАВЛЕНИЯ СКЛЕИВАЮЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК
METHOD FOR ADJUSTING THE AMOUNT OF WATER FOR DILUTING THE ADHESIVE COMPOSITION AND CORRESPONDING CALCULATING UNIT

Настоящее изобретение относится к производству продуктов на основе минеральных волокон, например стекловолокон, в частности продуктов, изготовленных на основе мата из волокон, связанных связующим.
Более конкретно, изобретение относится к способу изготовления минераловатного мата и к соответствующей производственной установке.
Изоляционные продукты, представленные в настоящее время на рынке, обычно состоят из панелей, плит, рулонов или трубчатых или других фасонных изделий, полученных из мата из минеральных волокон, таких как стекловолокно, скрепленных органическим или минеральным связующим.
Способ изготовления такого волоконного мата хорошо известен и обычно включает последовательность следующих этапов:
- плавление минеральных веществ в стекловаренной печи,
- формирование волокон,
- добавление склеивающей композиции на волокна,
- сбор волокон, пропитанных склеивающей композицией, в приемной камере, содержащей снизу и по оси устройства волокнообразования перфорированный конвейер или решетку, снабженные в нижней части одним или несколькими отсасывающими каналами,
- проведение волокон по приемной поверхности в виде более или менее толстого слоя, называемого матом,
- обычно, термическую обработку в печи для сшивки или полимеризации склеивающей композиции, причем указанная термообработка предназначена для придания мату когезии, и
- окончательное приготовление готовых продуктов.
В рамках описанного выше управления производственным процессом необходимо проводить непрерывные процедуры контроля, по меньшей мере в течение части, а предпочтительно всего производственного процесса, чтобы гарантировать хорошее качество мата.
Например, патентная заявка WO 2006/023137 описывает способ управления процессом, основанный на измерении спектроскопическими средствами влажности волоконного мата, пропитанного склеивающей композицией, перед термообработкой в печи. Регулирование по меньшей мере одного параметра на основе сравнения измеренного уровня влажности с эталонным значением позволяет непрерывное управление процессом. Однако этот способ не позволяет предотвратить изменений влажности мата, он только корректирует их.
Следует отметить, что важность и необходимость эффективного способа управления процессов производства минераловатных матов в настоящее время еще больше усиливается в связи с желанием разработать взамен фенолформальдегидных смол, использующихся сегодня, альтернативные связующие на биологической основе. С этими связующими на биологической основе контроль и оптимизация количества воды и ее распределения в несшитом продукте важны даже больше, чем с фенолформальдегидными связующими, для управления процессом, чтобы гарантировать желаемое качество конечного продукта.
Действительно, чтобы снизить вязкость этих альтернативных связующих, необходимо существенно повысить, по сравнению с фенолформальдегидными связующими, долю воды, присутствующей в растворе, добавляемом в волокна, что затрудняет удаление остаточной воды, потенциально присутствующей в конечном продукте на выходе производственной линии и, таким образом, делает еще более важным наличие точных средств контроля.
Целью изобретения является разработать способ изготовления минераловатных матов, позволяющий улучшить качество термической обработки мата благодаря более эффективному контролю количества воды в еще несшитом продукте.
Эта цель достигается посредством способа регулирования количества воды для разбавления склеивающей композиции, предназначенной для нанесения на волокна в секции волокнообразования установки изготовления минераловатного мата, причем производственная установка содержит:
- секцию волокнообразования, содержащую волокнообразующие средства и средства нанесения на указанные волокна склеивающей композиции, полученной в результате смешения связующей композиции с водой для разбавления,
- приемную камеру, содержащую перфорированное приемное устройство, в частности, перфорированный конвейер или решетку, снабженные поверхностью для приема волокон и, под указанной приемной поверхностью, по меньшей мере одним отсасывающим каналом,
- средство термической обработки мата,
причем способ включает по меньшей мере следующие этапы:
- определение влажности окружающего воздуха в секции волокнообразования,
- определение влажности отсасываемого воздуха и расхода отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале, и
- определение оптимального количества воды для разбавления в зависимости от по меньшей мере влажности окружающего воздуха в секции волокнообразования, влажности отсасываемого воздуха и расхода отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале, и от желаемого количества воды в мате на выходе из приемной камеры,
- регулирование количества воды для разбавления в зависимости от указанного оптимального количества, определенного таким способом.
В настоящей заявке отсасываемый воздух определяется как воздух, эффективно всасываемый одним или несколькими отсасывающими каналами через перфорированный конвейер или решетку приемной камеры.
Кроме того, секция волокнообразования определяется как содержащая все устройства или элементы, находящиеся до перфорированного конвейера или решетки приемной камеры.
Наконец, нагнетаемый воздух определяется как часть воздуха, отсасываемая через отсасывающие каналы, не поступающая из компонентов секции волокнообразования, которые включают, в частности, нагревательные элементы или элементы подачи воздуха, воды или других продуктов (в частности, горелка, средства нанесения склеивающей композиции, кольцевой дутьевой венец, пневматические распылители, возможные устройства подачи отходов для вторичной переработки, возможные устройства подачи рециркулирующего отсасываемого воздуха).
Далее количество чаще всего можно интерпретировать как массовый расход, при этом производственный процесс является непрерывным процессом (мат находится в движении).
В результате детального исследования термодинамической модели секции волокнообразования вплоть по печи, было установлено, что одним из наиболее важных параметров, определяющих описанный выше процесс изготовления волоконного мата, является нагнетаемый воздух: среди всех факторов, влияющих на влажность матраса, вклад, вносимый в количество воды этим нагнетаемым воздухом, является параметром, подверженным наибольшим колебаниям. Таким образом, нагнетаемый воздух является доминирующим параметром, который необходимо контролировать, чтобы поддерживать заданную влажность мата.
Количество нагнетаемого воздуха невозможно определить как таковое. Однако авторы заявки установили, что обычно отсасываемый воздух происходит преимущественно из нагнетаемого воздуха, часто более чем на 80%. В способе, который является объектом настоящего изобретения, используется этот результат, а также возможность измерения количества отсасываемого воздуха путем вычисления или аппроксимации количества нагнетаемого воздуха. Зная влажность нагнетаемого воздуха, можно узнать ее влияние на влажность мата. Если это влияние слишком сильное, другими словами, если нагнетаемый воздух очень сильно насыщен водой, эта вода будет частично обнаруживаться в мате, и можно будет уменьшить количество воды, содержащейся в склеивающей композиции. Если, напротив, нагнетаемый воздух приводит к слишком сильному испарению, это количество необходимо увеличить.
Регулирование количества воды в склеивающей композиции в зависимости от воды, вносимой с нагнетаемым воздухом, выгодно тем, что оно является точным и не требует серьезной модификации существующей производственной установки.
Это регулирование может быть реализовано путем простой корректировки единственного параметра и в конечном итоге позволяет повысить выход продукта за счет исключения брака и ограничения операции по настройке производственной линии.
Предлагаемый изобретением способ особенно хорошо адаптирован для изготовления стекловолоконного мата.
Связующее, используемое в склеивающей композиции, может быть любым органическим связующим, обычно использующимся в области изоляционных продуктов на основе стекловаты.
Это может быть термоотверждаемое, нерастворимое и неплавкое связующее, полученное полимеризацией и/или сшивкой мономеров, олигомеров или полимеров, растворимых или диспергируемых в воде.
В качестве примеров таких связующих можно назвать связующие
- на основе фенолформальдегидных резольных смол, предпочтительно модифицированных мочевиной,
- на основе реагентов Майяра (восстанавливающие сахара и амины),
- на основе акриловых полимеров и сшивающих агентов, таких как полигидроксилированные и полиаминовые реагенты,
- на основе невосстанавливающих сахаров и/или гидрогенизированных сахаров и поликарбоксилированных реагентов, таких, как лимонная кислота,
- на основе аминоамидов, полученных реакцией ангидридов карбоновых кислот и алканоаминов.
Этот способ особенно хорошо подходит для минеральных волокон, связанных термоотверждающимся/термоотвержденным связующим, за исключением формальдегида, и/или связующим на основе органических соединений на биологической основе (называемых также зелеными связующими, по-английски green binders).
Было установлено, что целевое количество воды для мата предпочтительно составляет менее 15 вес.%, более предпочтительно от 0,5 до 10 вес.% и еще более предпочтительно от 2 до 10 вес.%. Это количество может варьироваться в зависимости от типа связующего, использующегося в мате. Например, целевое количество воды для мата, содержащего органические связующие на биологической основе, составляет от 1 до 15 вес.%, предпочтительно от 2 до 10 вес.%. Для мата, содержащего связующие типа фенолформальдегидных смол, это целевое количество воды составляет от 0,5 до 15 вес.%, предпочтительно от 1 до 5 вес.%. Для мата, содержащего связующее на основе акрилового полимера, целевое количество воды составляет от 1 до 15 вес.%, предпочтительно от 2 до 10 вес.%.
Секция волокнообразования обычно содержит множество нагревательных элементов или элементов подачи воздуха, воды или других продуктов, в частности, по меньшей мере одну горелку, и/или средства нанесения склеивающей композиции, и/или по меньшей мере один кольцевой дутьевой венец, и/или пневматические распылители, и/или по меньшей мере одно устройство подачи отходов для вторичной переработки, в частности, обрезков мата, и/или по меньшей мере одно устройство подачи рециркулирующего отсасываемого воздуха.
Вклады в отсасываемый воздух, вносимые, в частности,
- воздухом из воздушного венца,
- воздухом из горелки или горелок,
- воздухом из средств нанесения склеивающей композиции,
- воздухом из пневматических распылителей,
- воздухом из возможного устройства или устройств подачи обломков краев,
которые, конечно, содержат некоторое количество воды, либо вовсе не учитываются, либо учитываются как константа при определении оптимального количества воды для разбавления. Эти вклады можно измерить или рассчитать заранее.
В некоторых частных случаях, когда часть воздуха, отсасываемого одним или несколькими отсасывающими каналами, возвращают, чтобы снова ввести на уровне секции волокнообразования, при расчете количества воды для разбавления может потребоваться учитывать воздух, происходящий из возможных устройств подачи рециркулирующего отсасываемого воздуха. Действительно, количество рециркулирующего отсасываемого воздуха может достигать до 50% от количества отсасываемого воздуха, что делает этот параметр значимым.
Согласно одному примеру, количество воды, называемой используемой водой, происходит из одного или нескольких элементов секции волокнообразования и учитывается при определении оптимального количества воды для разбавления. Это количество используемой воды можно заранее измерить экспериментально или определить расчетным путем.
Согласно одному примеру, количество используемой воды больше или равно сумме количества воды, происходящей из по меньшей мере одной горелки, и количества воды из связующей композиции. Другими словами, количество используемой воды можно аппроксимировать значением, больше или равным этой сумме.
В случаях, когда часть воздуха, отсасываемого отсасывающим каналом или каналами, возвращают для повторного введения на уровне секции волокнообразования, количество используемой воды может быть больше или равно сумме количества воды, происходящей из по меньшей мере одной горелки, количества воды из связующей композиции и количества воды из по меньшей мере одного устройства подачи рециркулирующего отсасываемого воздуха. Другими словами, количество используемой воды можно аппроксимировать значением, больше или равным этой сумме.
В одном примере регулирование количества воды для разбавления склеивающей композиции проводится в непрерывном режиме в процессе изготовления минераловатного мата. Таким образом, разбавление адаптируется в режиме реального времени в соответствии с влажностными условиями окружающей среды, так что колебания влажности мата являются очень незначительными или даже полностью отсутствуют, поскольку их избегают в источнике.
В другом примере регулирование количества воды в склеивающей композиции может также проводиться время от времени, например, каждый час или после каждой смены продукта.
В одном примере осуществления расход отсасываемого воздуха в указанном, по меньшей мере одном, отсасывающем канале поддерживается на постоянном уровне.
Согласно другому примеру, расход отсасываемого воздуха измеряется, и значение, измеренное таким образом, учитывается как переменная при определении оптимального количества воды для разбавления.
Расход отсасываемого воздуха в отсасывающем канале или каналах определяют, напрямую измеряя скорость воздуха внутри указанного единственного или каждого отсасывающего канала, или измеряя перепад давления, напрямую связанный со скоростью воздуха.
Можно, например, использовать систему с трубками Пито или расходомером annubar для измерения давления и анемометр или любую другую эквивалентную систему для измерения скорости.
Согласно одному примеру, для определения влажности окружающего воздуха в секции волокнообразования измеряют влажность воздуха в разных местах секции волокнообразования и рассчитывают среднее значение, возможно средневзвешенное, измеренных величин.
Изобретение относится также к способу изготовления минераловатного мата, в котором
- в секции волокнообразования образуют волокна и наносят на указанные волокна склеивающую композицию, полученную в результате смешения связующей композиции с водой для разбавления,
- волокна, пропитанные склеивающей композицией, собирают в приемной камере, содержащей перфорированное приемное устройство, в частности, перфорированный конвейер или решетку, снабженные поверхностью для приема волокон и, под указанной приемной поверхностью, по меньшей мере одним отсасывающим каналом,
- проводят термическую обработку мата,
причем способ характеризуется также тем, что:
- определяют влажность окружающего воздуха в секции волокнообразования,
- определяют влажность отсасываемого воздуха и расход отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале, и
- определяют оптимальное количество воды для разбавления в зависимости от по меньшей мере влажности воздуха в секции волокнообразования, влажности отсасываемого воздуха и расхода отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале, и от желательного целевого количества воды в мате на выходе из приемной камеры,
- регулируют количество воды для разбавления в зависимости от оптимального количества, определенного таким способом.
Следует отметить, что все характеристики, упомянутые выше в связи со способом регулирования, применимы также к способу изготовления.
Изобретение относится также к вычислительному блоку для расчета количества воды для разбавления склеивающей композиции, предназначенной для нанесения на волокна в секции волокнообразования установки по производству минераловатного мата, причем производственная установка содержит:
- секцию волокнообразования, содержащую средства образования волокон и средства нанесения на указанные волокна склеивающей композиции, полученной в результате смешения связующей композиции с водой для разбавления,
- приемную камеру, содержащую перфорированное приемное устройство, в частности, перфорированный конвейер или решетку, снабженные поверхностью для приема волокон и, под указанной приемной поверхностью, по меньшей мере одним отсасывающим каналом,
- средство термической обработки мата,
причем вычислительный блок дополнительно содержит:
- средства определения влажности окружающего воздуха в секции волокнообразования,
- средства определения влажности отсасываемого воздуха и расхода отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале,
- средства расчета оптимального количества воды для разбавления в зависимости от влажности окружающего воздуха в секции волокнообразования, влажности отсасываемого воздуха и расхода отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале и от желаемого количества воды в мате на выходе из приемной камеры, и
- средства регулирования количества воды для разбавления в зависимости от указанного оптимального количества, определенного указанными средствами расчета.
Наконец, изобретение относится к установке по производству минераловатного мата, содержащей
- секцию волокнообразования, содержащую средства образования волокон и средства нанесения на указанные волокна склеивающей композиции, полученной в результате смешения связующей композиции с водой для разбавления,
- приемную камеру, содержащую перфорированное приемное устройство, в частности, перфорированный конвейер или решетку, снабженные поверхностью для приема волокон и, под указанной приемной поверхностью, по меньшей мере одним отсасывающим каналом,
- средство термической обработки мата,
причем установка отличается тем, что она дополнительно содержит:
- средства определения влажности окружающего воздуха в секции волокнообразования,
- средства определения влажности отсасываемого воздуха и расхода отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале,
- средства расчета оптимального количества воды для разбавления в зависимости от влажности окружающего воздуха в секции волокнообразования, влажности отсасываемого воздуха и расхода отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале и от желаемого количества воды в мате на выходе из приемной камеры, и
- средства регулирования количества воды для разбавления в зависимости от указанного оптимального количества, определенного указанными средствами расчета.
В настоящем описании раскрыто несколько вариантов или примеров осуществления. Однако, если не указано иное, характеристики, описанные в связи с каким-либо одним вариантом или примером осуществления, применимы к другому варианту или примеру осуществления.
Изобретение станет более понятным, а его преимущества выявятся лучше при прочтении следующего подробного описания нескольких вариантов осуществления, представленных в качестве неограничивающих примеров.
Описание обращается к прилагаемым фигурам, на которых:
фиг. 1 схематически показывает установку по производству минераловатного мата в соответствии с первым примером осуществления изобретения,
фиг. 2A показывает вид в сечении по линии II с фиг. 1,
фиг 2B показывает детализированный вид части IIB с фиг. 2A,
фиг. 3 схематически показывает установку по производству минераловатного мата в соответствии со вторым примером осуществления изобретения.
На фигуре 1 схематически показана установка 10 по производству стекловолоконного мата M в соответствии с первым примером осуществления, содержащая, в порядке протекания производственного процесса, секцию 12 волокнообразования, секцию 14 формования (по-английски forming) и печь 16.
Секция 12 волокнообразования содержит по меньшей мере одно волокнообразующее устройство 20, предпочтительно множество таких устройств 20a,…,20n, расположенных последовательно, как показано на фигуре 1.
Одно такое волокнообразующее устройство 20 показано более детально на фигурах 2A и 2B.
Для образования волокон устройство 20 содержит центрифугу 22, называемую также прядильным диском, способную вращаться с большой скоростью вокруг оси A, в частности, вертикальной, и имеющую кольцевую стенку 24, в которой проделано множество отверстий 26, и, возможно, имеющую дно. Струя расплавленного стекла, введенная в центрифугу 22, выбрасывается через множество отверстий 26 под действием центробежной силы, создавая множество филаментов.
Каждое волокнообразующее устройство 20 содержит также по меньшей мере одну кольцевую горелку 30, создающую вытягивающую струю 32 газа высокой температуры, направленную по существу по касательной к кольцевой стенке 24 центрифуги 22, предназначенную для нагрева и утоньшения указанных филаментов, выходящих из центрифуги, таким образом превращая их в волокна F.
Факультативно, волокнообразующее устройство 20 может также содержать устройство нагрева нижней части центрифуги в виде индукционного кольца 34.
Кроме того, каждое волокнообразующее устройство 20 содержит кольцевой дутьевой венец, или воздушный венец 36, находящийся под горелкой 30, функцией которого является предотвратить рассеивание волокон слишком далеко от оси вращения A центрифуги 22.
Наконец, каждое волокнообразующее устройство 20 содержит устройство 40 нанесения склеивающей композиции на волокна F. Это устройство 40 нанесения обычно имеет вид кольцевой рампы 42, несущей распылительные сопла 44, и внутри которой последовательно проходят стекловолокна F. Рампа 42 соединена с резервуаром 46 склеивающей композиции, а каждое распылительное сопло 44, соединенное с этой рампой, способно принимать, с одной стороны, некоторое количество склеивающей композиции, а с другой стороны, некоторое количество сжатого воздуха через независимую подачу (не показано), чтобы выбрасывать склеивающую композицию при прохождении стекловолокон.
В резервуаре 46 склеивающей композиции связующая композиция смешивается с более или менее значительным количеством воды для разбавления, поступающей из резервуара 47 с водой, соединенного с резервуаром 46 со склеивающей композицией посредством линии 48 подачи воды, снабженной регулирующими средствами, обычно регулирующим клапаном 49.
Связующая композиция представляет собой водный раствор, содержание твердых веществ в которой (сухой экстракт) является постоянным, составляя обычно порядка 15 вес.%. Это сухое вещество состоит из химических предшественников, предназначенных для реагирования путем полимеризации в процессе термообработки в печи 16.
Что касается количества воды для разбавления, оно является параметром, устанавливаемым регулирующими средствами 49, что позволяет регулировать содержание воды в склеивающей композиции, наносимой в итоге на волокна F.
Факультативно, волокнообразующее устройство 20 может дополнительно содержать, за устройством 40 нанесения склеивающей композиции, воздушные форсунки 38, называемые также пневматическими распылителями, схематически показанные здесь стрелками, позволяющие распределять волокна F. Распределение волокон F при необходимости корректируется путем изменения ориентации форсунок и давления выходящего из них воздуха.
Таким образом, стекловолокна F с каждого волокнообразующего устройства 20 опускаются до тех пор, пока не попадут в секцию 14 формования. Так они собираются в виде мата M в приемной камере 50 на перфорированном конвейере 52. Как показано на фигурах, один или несколько отсасывающих каналов 54 (три канала в примере, показанном на фигуре 1, соответственно 54a, 54b, 54c) предназначены для создания и поддержания отрицательного давления под приемной поверхностью 52a конвейера 52, принимающего мат M. Для этого каждый отсасывающий канал 54 открывается своим концом, называемым передним, под приемной поверхностью 52a конвейера 52 и соединен с одним или несколькими вытяжными вентиляторами 56 (можно видеть на фигуре 2A), создающими всасывающую силу. Воздух, отсасываемый таким образом, называется воздухом формования или отсасываемым воздухом.
Приемная камера 50 обычно ограничена четырьмя стенками, попарно перпендикулярными: двумя неподвижными передней и задней стенками 58, 60, поперечными направлению движения конвейера, и двумя боковыми стенками 62, 64, называемыми также боковыми стенками, состоящими из бесконечных движущихся лент, внешние части 62а, 64а которых непрерывно очищаются водой. На внутренних поверхностях 62b, 64b боковых стенок собираются пыль и связующее внутри приемной камеры 50. Эта пыль удаляется наружу во время очистки указанной поверхности, когда они проходят наружу в результате вращения.
Следует отметить, что как вариант, все четыре стенки приемной камеры могут быть образованы из движущихся конвейерных лент, какие определены выше.
Затем мат M направляют в печь 16, образующую секцию сшивки, в которой он одновременно сушится и подвергается особой термической обработке, вызывающей полимеризацию (или "отверждение") связующей смолы, находящейся на поверхности волокон.
Затем минераловатный мат M подвергают
- продольной резке в направлении длины, обычно с помощью пилы, для отрезания неровных краев, и
- резке в поперечном направлении и, возможно, в направлении толщины (прорезание), обычно с помощью пилы или резальной машины, чтобы получить блоки, которые можно затем разместить в виде плит или рулона, чтобы образовать, например, тепло- или звукоизолирующие панели или рулоны.
На некоторых производственных установках неровные края панелей собирают, измельчают, а затем снова возвращают в процесс. В таком случае секция 12 волокнообразования может, в дополнение к сказанному выше, содержать одно или несколько устройств 68 подачи остатков для вторичной переработки, при этом каждое устройство 68 подачи остатков для вторичной переработки находится, например, между двумя волокнообразующими устройствами 20, предпочтительно между двумя центрифугами 22, как показано на фигуре 3.
Согласно изобретению, процесс изготовления включает этап расчета оптимального количества воды для разбавления в зависимости от нескольких параметров, одни из которых измеряются на разных уровнях процесса, а другие рассчитываются или фиксируются заранее.
Расчет выполняется блоком 70 вычисления оптимального количества воды для разбавления, причем указанный блок 70 соединен с совокупностью измерительных устройств, описываемых ниже, с помощью которых определяются:
- влажность окружающего воздуха в секции волокнообразования,
- влажность отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале, и
- расход отсасываемого воздуха в по меньшей мере однм отсасывающем канале.
Используя измеренные данные и другие параметры процесса, рассчитанные или зафиксированные заранее, вычислительный блок определяет оптимальное количество воды для разбавления с использованием уравнения вида:
где
d
D=массовый расход воды, добавляемой в склеивающую композицию (в кг/ч),
m
D=целевой массовый расход воды, желательный в мате на выходе из приемной камеры и перед печью (в кг/ч),
aa
D=массовый расход воздуха, отсасываемого через по меньшей мере один отсасывающий канал (в кг/ч),
aa
H=абсолютная влажность отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале (кг воды на кг сухого воздуха),
ai
H=средняя абсолютная влажность воздуха в секции волокнообразования (кг воды на кг сухого воздуха),
a
C=параметр, характеризующий количество воздуха, выходящего из элементов секции волокнообразования,
e
C=параметр, характеризующий количество воды, выходящей из элементов секции волокнообразования.
Абсолютная влажность окружающего воздуха в секции 12 волокнообразования может быть определена расчетным путем, исходя из относительной влажности и температуры воздуха, измеренных с помощью по меньшей мере одного устройства 72 измерения относительной влажности и по меньшей мере одного устройства 74 измерения температуры, размещенных в зоне, характеризующей обычные влажностные и температурные условия в секции волокнообразования.
ai
Поскольку влажностные условия и температура могут изменяться локально, установка предпочтительно содержит на уровне секции 12 волокнообразования совокупность устройств 72a,…,72n измерения относительной влажности, а также совокупность устройств 74a,…,74n измерения температуры, находящихся соответственно в разных зонах, называемых зонами тестирования. Все эти устройства измерения влажности и температуры соединены с блоком 70 вычисления оптимального количества воды для разбавления, который на основе полученных результатов измерений вычисляет среднее значение влажности и температуры и рассчитывает среднюю абсолютную влажность, которая может использоваться в приведенном выше уравнения как H.
Зоны тестирования определяют заранее, например, путем картрирования гигрометрии нагнетаемого воздух с помощью гигрометрических зондов, распределенных по всей секции волокнообразования. Эти зонды позволяют детектировать потоки воздуха и разницу влажности, и, таким образом, определять зоны, которые должны учитываться для определения средней влажности окружающей среды.
m
Целевой желаемый расход воды в мате, D (в кг/ч) определяется экспериментально и зависит от требуемых характеристик сшитого мата: в частности, он зависит от плотности волокон F, состава связующей композиции и количества связующего.
aa
Массовый расход воздуха, отводимого через по меньшей мере один отсасывающий канал D (в кг/ч), легко измеряется и регулируется.
Устройство 76 измерения расхода внутри канала 54b схематически показано на фигуре 2A. Предпочтительно, когда измерительное устройство 76 обнаруживает изменение расхода, регулирующее устройство 80 корректирует соответственно скорость в вытяжном вентиляторе или вентиляторах 56, чтобы привести расход к его номинальному/желательному значению. Таким образом, расход отсасываемого воздуха в указанном, по меньшей мере одном, отсасывающем канале 54 поддерживается на постоянном уровне.
Измерительное устройство 76 может напрямую сообщаться с вычислительным блоком 70, рассчитывающим оптимальное количество воды для разбавления (на фигуре 2A) это соединение не показано).
Согласно другому примеру осуществления, расход отсасываемого воздуха можно измерить, как указано выше, и измеренное значение можно учитывать как параметр в определении оптимального количества воды для разбавления. В этом конкретном случае особенно выгодным является прямое сообщение между измерительным устройством 76 и вычислительным блоком 70.
aa
Абсолютную влажность воздуха H в по меньшей мере одном отсасывающем канале 54b измеряют или определяют любым подходящим средством (или комбинацией средств), предусмотренным внутри канала, это средство, обозначенное позицией 78 на фигуре 2A, также сообщается с вычислительным блоком 70.
e
Параметр C предпочтительно аппроксимируется значением, больше или равным сумме количества воды, поступающей из горелки 30, и количества воды из связующей композиции, которые можно рассчитать, зная соответственно расход и состав сжигаемого воздуха, а также расход связующей композиции, задаваемый регулировкой и содержанием воды в связующей композиции.
e
Еще более предпочтительно, параметр C аппроксимируется значением, равным сумме количества воды из горелки 30 и связующей композиции, а также количества воды, поступающей из дутьевого венца 36, и/или пневматических распылителей 38, и/или из устройства 40 нанесения склеивающей композиции, и/или возможного устройства или устройств 68 введения краевых обрезков.
a
Параметр C предпочтительно аппроксимируется значением, больше или равным сумме количества воздуха, поступающего из пневматических распылителей 38 и устройства или устройств 68 введения краевых обрезков.
a
Еще более предпочтительно, параметр C аппроксимируется значением, равным сумме количества воздуха, происходящего из пневматических распылителей 38 и возможного устройства или устройств 68 введения краевых обрезков, а также количества воздуха из горелки 30 и воздушного венца 36.
После того как вычислительным блоком 70 было рассчитано оптимальное количество воды для разбавления, оно сравнивается с фактическим количеством воды для разбавления в рассматриваемый момент, и при необходимости вычислительный блок 70 отдает команду средству регулирования количества воды для разбавления, в данном случае регулирующему клапану 49, достичь указанного оптимального значения.
Фигура 3 показывает схематический вид установки по производству минераловатного мата в соответствии со вторым примером осуществления изобретения.
Эта установка отличается от описанной в связи с фигурами 1 и 2 тем, что она содержит контур 90 рециркуляции части отсасываемого воздуха до секции 12 волокнообразования, где этот воздух вводится повторно. Как показано на фигуре 3, контур 92 рециркуляции соединяет каждый отсасывающий канал 54a, 54b, 54c с устройствами 94a,…,94d подачи рециркулирующего отсасываемого воздуха, каждое из которых находится между двумя волокнообразующими устройствами 20.
Например, расход рециркулирующего воздуха составляет X= 20-70% от расхода отсасываемого воздуха.
Определение оптимального количества воды для разбавления осуществляется в этом случае с использованием уравнения вида:
где
d
D=массовый расход воды, добавляемой в склеивающую композицию (в кг/ч),
m
D=целевой массовый расход воды, желательный в мате на выходе из приемной камеры и перед печью (в кг/ч),
aa
D=массовый расход воздуха, отсасываемого через по меньшей мере один отсасывающий канал (в кг/ч),
aa
H=абсолютная влажность отсасываемого воздуха в по меньшей мере одном отсасывающем канале (кг воды на кг сухого воздуха),
ai
H=средняя абсолютная влажность воздуха в секции волокнообразования (кг воды на кг сухого воздуха),
ar
H=абсолютная влажность рециркулирующего воздуха (кг воды на кг сухого воздуха),
X=отношение массового расхода рециркулирующего воздуха к массовому расходу отсасываемого воздуха,
a
C=параметр, характеризующий количество воздуха, выходящего из элементов секции волокнообразования,
e
C=параметр, характеризующий количество воды, выходящей из элементов секции волокнообразования.
ar
aa
Отметим, что абсолютная влажность рециркулирующего воздуха H может быть равна или не равна абсолютной влажности отсасываемого воздуха H.
Предпочтительно, влажностные условия воздуха, рециркулирующего в контуре рециркуляции 92, измеряют с помощью по меньшей мере одного устройства измерения относительной влажности и устройства измерения температуры (не показаны), соединенных с блоком 70 вычисления оптимального количества воды для разбавления.