DK162974B - Fremgangsmaade ved og apparat til fremstilling af roerskaale af mineralske fibre - Google Patents

Description

DK 162974 B

Opfindelsen vedrører fremstillingen af rør- eller skålformede fiberprodukter, der især tjener til varme-isolation af rørledninger, og som består af mineralske fibre, f.eks. glasfibre, som er bundet sammen ved hjælp 5 af et polymeriseret bindemiddel. Den vedrører især den teknik, ved hvilken der om en dorn vikles en filtstrimmel af mineralske fibre med henblik på opnåelse af cylindriske rørskåle.

Opfindelsen angår også et apparat til udøvelse 1 o af fremgangsmåden.

En filtstrimmel af mineralske fibre, der er imprægnerede med et bindemiddel, som er en polymeriserbar harpiks af f.eks. melamin-formaldehyd, fenyl-formaldehyd eller fenol-urin-stof, skæres op i stykker af given 15 længde. Hvert stykke vikles op om en roterende dorn under påbegyndende polymerisering af bindemidlet, hvorefter polymeriseringen fuldføres i et varmekammer.

En sådan metode kendes fra beskrivelsen til FR patent nr. 2.278.485. Metoden karakteriseres især ved, at 20 der foretages opvarmning af den roterende dorn, om hvilken filtstrimlen vikles. Denne opvarmning fremmer forankringen af den første strimmelvinding. Temperaturen vælges således, at der i den tid, der går til bevikling, dannes en hærdet inderflade i rørskålen ved polymerise-25 ring af bindemidlet ved dornen. Så snart beviklingen er færdig, kan skålen fjernes fra dornen og overføres til et apparat, der sørger for udglatning og hærdning af yderfladen på rørskålen. På dette tidspunkt er både yderfladen og inderfladen på skålen hærdet, men skålen 30 er dog ikke gennemhærdet. En ensartet gennemhærdning i hele vægtykkelsen af skålen foretages derefter i et var-mekammer.

I henhold til ovennævnte patentskrift vikles filtstrimlen om dornen med konstant rotationshastighed for 35 dornen, hvorved den tangentiale hastighed vokser. Som følge heraf vokser vægtykkelsen af den under fremstilling værende rørskål med konstant hastighed.

En sådan relativt enkel metode egner sig udmærket

DK 162974 B

2 til fremstilling af rørskåle med lille inder- og yderdiameter, hvor der kun skal vikles korte længder af filtstrimmel, f.eks. længder på mindre end 6 meter. Strimmeltilførslen til beviklingsapparatet skal foregå med høj 5 hastighed, som dog ikke skal være for høj, hvis man skal undgå overrivning af filtstrimlen, da denne er ret sårbar, fordi de mineralske fibre endnu ikke er bundet til hinanden.‘Den maksimale strimmeltilførselshastighed ved afslutningen af beviklingsoperationen af hasnger af yder-10 diameteren på skålen og af dornens rotationshastighed, og den skal ligge under den grænseværdi, ved hvilken der er risiko for overrivning af filtet. Dette fastlægger en maksimal rotationshastighed for dornen, som er omvendt proportional med yderdiameteren på den fremstillede rør-15 skål ved afslutningen af beviklingsoperationen. Denne begrænsning gør sig især gældende for rørskåle med stor yderdiameter. Hvis man eksempelvis antager en maksimal strimmeltilførselshastighed på 50 m pr. minut for en rørskål med en yderdiameter på 400 mm, skal dornen have 20 en konstant rotationshastighed mindre end 40 omdrejninger pr. minut. Med vindinger med gennemsnitlig tykkelse på ca. 0,3 mm opnår man en beviklingsvarighed på mere end 8 min. for en rørskål med totaltykkelse på 100 mm.

I så fald vil produktionsrytmen være meget begrænset.

25 Et andet væsentligt træk ved ovennævnte patent skrift er, at der under hele beviklingsoperationen er trykudøvende organer i kontakt med den under fremstilling værende rørskål. Disse trykudøvende organer er f.eks. tre om den roterende og opvarmede dorn anbragte 30 valser, der simultant styres bort fra dornens akse, efterhånden som rørskålen fremstilles, og tjener til dels at sikre en regelmæssig bevikling, dels at sikre at rørskålen bliver sammenhængende. Disse valser skaber jævnt fordelte punkter for kontakt med den under frem-35 stilling værende rørskål og tjener til under beviklingsoperationen at definere rørskålens generelle form. Ved

DK 162974 B

3 deres trykpåvirkning tjener disse valser også til at sikre, at de enkelte filtstrimmelvindinger ikke adskilles fra hinanden.

I praksis virker tre valser yderst tilfredsstil-5 lende ved fremstilling af "små" rørskåle, hvor inderdia-meteren ligger på mellem 12 og 100 mm og yderdiameteren på mindre end 200 mm. Går man fra disse grænseværdier for med det samme anlæg eksempelvis at fremstille rørskåle med yderdiameter på op til 500 mm, kan tre kontakt-10 punkter ikke række til korrekt afgrænsning af formen af rørskålen, og især kan valserne ikke længere sikre den tilstræbte sammenhæng. Dette opnås ved sammenpresning af rørskålen mellem valserne, hvorfor sammenpresningen bliver så meget desto større, jo større del af yderfla-15 den på rørskålen er i kontakt med valserne, dvs. jo større kontakt hver enkelt valse har med skålen. Imidlertid begrænses kontaktarealet af valsernes diameter, som ikke må overskride en sådan værdi, at valserne både tangerer hinanden og den roterende, opvarmede dorn, der 20 selv bestemmer størrelsen af inderdiameteren i rørskålen.

Man kunne naturligvis forøge antallet af valser, men deres diameter skal dog i så fald reduceres af hensyn til pladsbehovet. Af denne grund vil et anlæg, der er velegnet til produktion af rørskåle med lille inderdia-25 meter, fremstille rørskåle med middelstor inderdiameter og/eller middelstor tykkelse af dårlig kvalitet, medens et anlæg, der er velegnet til produktion af rørskåle med middelstor inderdiameter, ikke tillader produktion af rørskåle med lille inderdiameter, da der i så fald ikke 30 ville udøves trykpåvirkning på de første vindinger, der opvikles.

Udøvelsen af denne kendte metode til produktion af rørskåle med middelstor tykkelse er i øvrigt også forbundet med en yderligere vanskelighed, der skyldes pro-35 duktets sammentrykkelighed. I henhold til denne kendte metode fjernes valserne progressivt fra den roterende 4

DK 162974B

dorns akse, således at der af valserne under hele beviklingsprocessen udøves en konstant kraft på filtet. Som følge heraf vil de første vindinger, hvor yderfladen ligger tæt ved den helt stive yderflade på den roterende 5 dorn, presses mere sammen end de sidste vindinger, som en ret stor tykkelse af sammentrykkeligt filt adskiller fra den stive yderflade på dornen. Da selve filtet har en vis elasticitet, og da der således er en forskel i trykpåvirkningen, vil den hastighed, hvormed rørskålens 10 vægtykkelse vokser i den afsluttende fase, være større, med det resultat at der er usikkerhed i yderdiameteren på den færdige rørskål, og at denne diameter er større end den forventede, teoretiske diameter.

Opfindelsen tager sigte på at forbedre den kendte 15 teknik til produktion af rørskåle ved bevikling af et filt af bindemiddel imprægnerede mineralske fibre om en roterende dorn. Opfindelsen giver anvisning på en fremgangsmåde ved og et apparat til fremstilling af isolationsrørskåle, hvor inderdiameteren og tykkelsen 20 kan variere inden for relativt brede grænseværdier.

Med henblik herpå er en fremgangsmåde ved fremstilling af isolationsrørskåle af mineralske fibre, der er bundet til hinanden ved hjælp af et bindemiddel, ved hvilken fremgangsmåde der opvikles et filt af mineralske 25 fibre, der er imprægneret med et ikke polymeriseret bindemiddel, om en roterende dorn, der opvarmes ved en sådan temperatur, at der under beviklingsprocessen dannes en hærdet inderflade ved kontakt med dornen, idet poly-meriseringen af bindemidlet begynder nær ved denne in-30 derflade, og der udøves et vist tryk på den under fremstilling værende rørskål ved hjælp af trykudøvende organer, der udgøres af hovedvalser, som under hele beviklingsprocessen forbliver i kontakt med yderfladen på rørskålen, idet rørskålen derefter bringes i kontakt 35 under let tryk med en glat, opvarmet flade for at fremme polymeriseringen nær ved dens yderflade, hvorpå skålen anbringes i en ovn med henblik på egentlig polyme- 5.

DK 162974B

risering i en på forhånd bestemt grad over hele tykkelsen af skålen ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at når yderdiameteren af den under dannelse værende rørskål når op på en given værdi bringes skålens overflade 5 i kontakt med h jaelpeorganer, der udgøres af valser, der fjerner sig fra dornens akse med den samme øjeblikkelige hastighed som hovedvalsernes fjernelseshastighed, idet trykpåvirkningen fra hovedvalserne og eventuelt hjælpevalserne forøges, efterhånden som beviklingspro-10 cessen skrider frem.

Afhængigt af om dornens diameter er større eller mindre end denne givne værdi, træder hjælpevalserne i funktion eller ej allerede fra begyndelsen af beviklingsprocessen. Valget af den størrelse, ved hvilken hjælpe-15 valserne træder i funktion, afhænger af grænseværdierne for inder- og yderdiametrene på de rørskåle, der kan fremstilles med beviklingsapparatet. Under alle omstændigheder er dette valg et kompromis, idet valsernes effektivitet er maksimal i den indledende fase af deres 20 funktion.

Til produktion af isolationsrørskåle med en inder-diameter, der alt efter behov kan ligge på mellem 12 og 400 mm, og med en yderdiameter på op til 500 mm kan der hensigtsmæssigt anvendes tre hovedvalser, så længe rør-25 skålens yderdiameter ligger under f.eks. 200 mm, samt yderligere tre hjælpevalser, der træder i funktion, så snart rørskålens yderdiameter når op på denne værdi på 200 mm, enten på grund af den opviklede filttykkelse eller fordi selve den roterende dorn, man har valgt, har 30 en diameter større end eller lig med 200 mm. Disse hjælpevalser anbringes i kontakt med filtet og styres således, at de fjernes fra den roterende, opvarmede dorns akse med den samme øjeblikkelige hastighed som hovedvalserne, således at de udøver det samme tryk på det opvik-35 lede filt.

I henhold til opfindelsen kan det tryk, der udøves af hovedvalserne og eventuelt hjælpevalserne, hensigts-

DK 162974 B

6 mæssigt forøges, efterhånden som beviklingsprocessen skrider frem, ved reduktion af den hastighed, hvormed de fjernes, således at der for samtlige vindinger af op-viklet filt opnås en i hovedsagen ensartet sammentryk-5 ning.

Reduktionen af den hastighed, hvormed valserne fjernes fra hinanden, kan hensigtsmæssigt foregå med konstant deceleration. Værdien af den hastighed, hvormed valserne fjernes fra hinanden ved afslutningen af bevik-10 lingsprocessen, vælges lig med den hastighed, hvormed diameteren af en perfekt rørskål vokser, hvilken teoretiske hastighed kalkuleres for en diameterværdi lig med yderdiameteren på en rørskål fremstillet ved opvikling af en strimmel af et materiale, der ikke kan trykkes 15 sammen.

Filtet af mineralske fibre kan hensigtsmæssigt op-vikles med en i hovedsagen konstant tangential hastighed, hvilket indebærer, at dornens rotationshastighed til enhver tid afhænger af yderdiameteren på den under frem-20 stilling værende rørskål. I henhold til en særlig enkel udøvelsesform vælger man at lade dornens rotationshastighed aftage lineært i relation til værdierne for rotationshastigheden ved begyndelsen og slutningen af beviklingsprocessen, kalkulerede under den antagelse, at be-25 viklingen foregår med konstant tangential hastighed.

Det skal bemærkes, at en lineær reduktion af den roterende dorns hastighed bevirker en mindre strækning af den opviklede filtstrimmel, hvorved filtet presses sammen om dornen. Dette fører til, at den fremstillede 30 rørskål får en lidt større massefylde. Denne forøgelse af produktets massefylde nedsætter produktets rumlige dimensioner, hvorved produktet bedre kan anbringes rundt om rørledningerne. Isolationsrørskåle af glasfibre har 3 sædvanligvis en massefylde på i nærheden af 60 kg/m .

35 Varmeledningskoefficienten λ i relation til produktets massefylde p kan udtrykkes ved følgende relation:

DK 162974 B

7 λ = A + Bp + C/λ, hvor A, B og C er variabler, der i hovedsagen afhænger af temperaturen og af produktets art.

For glasfibre forbliver varmeledningen minimal ved en massefylde på omkring 60-90 kg/m . En mindre variation 5 i massefylden har således ingen stor indflydelse på varmeledningskoefficienten, dvs. på den færdige rørskåls isolationsevne.

Opfindelsen angår også et apparat til opvikling af et filt af mineralske fibre om en roterende, opvarmet 10 dorn, hvilket apparat er i stand til at fremstille rørskåle med yder- og inderdiameter, der kan variere inden for vide grænser og med god ensartethed i fremstillingen af rørskålene. I henhold til et udførelseseksempel på opfindelsen kan inderdiameteren således være på mellem 15 12 og 400 mm, medens yderdiameteren kan være oppe på 500 mm.

I overensstemmelse hermed er et apparat til udøvelse af fremgangsmåden og af den art, der omfatter et stativ, som bærer en roterbar dorn, der består af to 20 simultant rotationsdrevne dornhalvdele, som er udstyrede med elektriske modstandslegemer, samt valser og hjælpevalser, der har hver sin rotationsdrivmekanisme, samt en mekanisme til bevægelse af valserne i forhold til dornens akse ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at 25 én valse ud af to, eller en hjælpevalse, er udstyret med en mekanisme, således indrettet, at den ikke kommer i kontakt med skålen under opviklingen, bortset fra når skålens yderdiameter når op på en given værdi,og med hvilken valsen kan trækkes tilbage.

30 Apparatet ifølge opfindelsen kan i bredt omfang automatiseres og kræver kun et minimum af operationer for at gå over fra én type rørskål til en anden.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor 35 fig. 1 viser et apparat til fremstilling af isola tionsrørskåle med beviklingsudstyr i overensstemmelse med opfindelsen,

DK 162974 B

8 fig. 2 beviklingsapparatet ifølge opfindelsen i den stilling, hvor rørskålen kan fjernes, fig. 3 det i fig. 2 viste beviklingsapparat med hovedvalserne i aktiv stilling og hjælpevalserne i til-5 bagetrukket stilling, fig. 4 det i fig. 2 viste beviklingsapparat med hovedvalserne og hjælpevalserne i aktiv stilling, fig. 5a en graf, der viser variationen af yderdiameteren på den under fremstilling værende rørskål under 10 beviklingsprocessen og for tre typer A, B og C af isolationsrørskåle , fig. 5b variationen af den roterende, opvarmede dorns øjeblikshastighed for rørskålene A, B og C under beviklingsprocessen, og 15 fig. 6 variationen af den øjeblikkelige hastighed, hvormed valserne under beviklingsprocessen fjernes fra hinanden, gældende for rørskålene A, B og C.

Fig. 1 viser hovedbestanddelene i et apparat til fremstilling af isolationsrørskåle af mineralske fibre, 20 navnlig glasfibre, der er bundet til hinanden ved hjælp af et bindemiddel. Den enkelte rørskål fremstilles ud fra et afsnit 1 af en filtstrimmel af mineralske fibre, navnlig glasfibre, der er imprægnerede med et ikke-poly-meriseret bindemiddel. Et sådant strimmelafsnit kan ek-25 sempelvis frembringes ved afrivning af filtstrimlen under en pludselig trækspænding på strimlen. En transportør 2 fører strimmelafsnittet 1 frem til beviklingsapparatet 3. For at undgå enhver beskadigelse af filtstrimlen, der endnu er meget sårbar, eftersom fibrene 30 endnu ikke er bundet til hinanden gennem det polymerise-rede bindemiddel, består transportøren 2 fortrinsvis af et bånd af polyvinylklorid. I henhold til en fore-trukken udførelsesform for opfindelsen bibringes transportøren en konstant fremføringshastighed, således at 35 man undgår glidning af strimmelafsnittene på transportbåndet, hvilket kunne føre til tab af fibre. Desuden kan 9

DK 162974B

denne fremføringshastighed vælges nær ved den hastighed, hvormed filtet af mineralske fibre produceres.

Beviklingsapparatet 3 omfatter i hovedsagen en roterende dorn 4 og valser 5, der fjerner sig fra 5 dornens akse, efterhånden som filtstrimlen 1 vikles op.

Disse valser 5 udøver tryk på den under bevikling værende rørskål. De sikrer således godt sammenhæng i rørskålen og forhindrer folddannelse.

Den roterende dorn opvarmes til en sådan tempera-10 tur, at inderfladen i rørskålen hærdes ved polymerisering af bindemidlet i nærheden af dornen. For de sædvanlige bindemidler på basis af fenolformaldehydharpiks kan man eksempelvis opvarme dornen til en konstant temperatur af størrelsesordenen 350-400°C, uanset tykkelsen af den 15 fremstillede rørskål. Man kan herved opnå et desto tykkere polymeriseret lag, jo større vægtykkelse den fremstillede rørskål har. Uanset sin størrelse vil rørskålen således have en vis stivhed, der gør det nemmere at fjerne rørskålen fra dornen. Straks efter færdigbevik-20 ling fjernes rørskålen 6 fra dornen 4, og en mekanisme med vippearm 7 overfører rørskålen til et udglatningsapparat 8, hvormed der dannes en "hinde” på ydersiden af skålen som vist ved 6'. Udglatningsapparatet 8 omfatter en transportør 9 samt en udglatningsplade 10,der er udsty-25 ret med elektriske modstandslegemer, og som kan løftes eller sænkes afhængigt af yderdiameteren på de forskellige rørskåle. Temperaturen indstilles på ca. 400°C for den her som eksempel angivne type af bindemiddel.

Rørskålen 6' bringes i rotation ved kontakt med 30 udglatningspladen 10 langs den øvre frembringer og med transportøren 9 langs den nedre frembringer. Udover hindedannelsen giver dette udglatningsapparat 8 også mulighed for eventuelt at rette op på yderformen af den fremstillede rørskål.

35 Efter denne udglatning har rørskålen en hærdet inderflade og en hærdet yderflade, men rørskålen er dog ikke gennemhærdet. Den føres videre over et bord 12

DK 162974 B

10 til en ovn 11, hvor denne gennemhærdning finder sted.

Hvad angår denne ovn kan der henvises til FR patentskrifterne 2.325.007 og 2.548.586, navnlig sidstnævnte, der handler om en mikrobølgeovn, som man foretrækker at 5 anvende i det foreliggende tilfælde.

De polymeriserede rørskåle føres derefter til et apparat, hvor de afkøles, hvorefter der foretages overskæring i passende længder og langsgående opslidsning, for at rørskålene kan anbringes om rørledninger.

10 Fig. 2 viser mere detaljeret en udførelsesform for et opspolingsapparat i overensstemmelse med opfindelsen. Apparatet omfatter et stativ 13 af sammensvejsede profiler, der basrer de enkelte dele af beviklingsmekanismen og de tilhørende drivmekanismer.

15 Den roterbare dorn 14 består af to halvdele, som ikke er vist på tegningen. Den består af f.eks. rustfrit stål og drives i rotation ved hjælp af en motor, fortrinsvis en jævnstrømsmotor, men de to halvdele af dornen kan også drives af hver sin motor, idet de to motorer i 20 så fald er forbundet med hinanden gennem en synkroniseringsmekanisme .

Disse to halvdele af dornen kan rykkes bort fra hinanden, når den fordigspolede rørskål skal kastes ud.

Med henblik herpå har hver dornhalvdel sin drivmekanisme 25 med trykcylinder til translation af holderen for dornhalvdelen og den tilhørende motor.

Dornen opvarmes ved hjælp af et bundt elektriske modstande, der i afhængighed af dornens diameter er fordelt i dornen.

30 Medens filtstrimlen vikles om dornen, udøver valser 15, 15', 15", 16, 16', 16" et svagt tryk på yderfladen af rørskålen. Som det navnlig fremgår af fig. 2 og 3, er valsen 15 monteret på en bæreplade 17, der kan dreje om et punkt 18, som er fast i forhold til en fast plade 35 19. på denne måde kan valsen 15 bringes til at følge en cirkelbane 20, der går gennem dornens akse. Bærepla-

DK 162974B

1 1 den 17 bibringes denne bevægelse ved hjælp af en tryk-cylinder 21. Med henblik herpå forbinder et lænkeled 22 et punkt A på pladen 17 med enden D af en vippearm 23, der kan dreje om et punkt E. Vippearmen 23's rota-5 tionsbevægelse overføres gennem armen 24, som er fast forbundet med vippearmen 23 og er drejelig om punktet E, og enden F af armen 24 skubbes frem eller tilbage af trykcylinderen 21, som er frit drejelig om punktet G.

Når stempelstangen 25 rykker ud, bevæger valsen 15 10 sig i retning mod uret. Stempelstangen 25 har en sådan længde, at valsen 15, når stangen rykker helt ud, befinder sig i positionen C i kontakt med den smalleste dorn, man kan anvende. I praksis anvender man ikke dorne med en diameter på mindre end 12 mm.

15 Det er for overskuelighedens skyld, at man indtil nu kun har talt om valsen 15, men valserne 15' og 15" er på tilsvarende måde båret af en bæreplade 17', 17", der kaxi dreje om punkterne 18', 18" på plader 19', 19", der er anbragt på stativet. Lænkeled 26’ og 26" 20 sørger for, at pladerne 17' og 17" også bringes til at dreje sammen med pladen 17.

Som det fremgår af fig. 2, 3 og 4, er hver hjælpevalse 16, 16', 16" monteret på en arm 27, 27', 27", der er frit drejelig om et fast punkt H på den tilhø-25 rende plade, henholdsvis 19, 19', 19". Denne rotationsbevægelse styres af en trykcylinder 28, 28', 28", der er fast monteret på bærepladen 17 og gennem en vippearm 29 overfører bærepladen 17's rotationsbevægelse til vippearmen 27. Trykcylinderen 28 skal være såle-30 des indrettet, at når dens stempelstang 30 er rykket ud, befinder den frembringer på hjælpevalserne 16, 16' og 16", der befinder sig nærmest dornens akse, sig på en cylinderflade 31, der også tangerer hovedvalserne 15, 15', 15", jf. fig. 4. Denne cylinderflade 31 svarer 35 til yderfladen på den under fremstilling værende rørskål.

DK 162974 B

12

Ved den på tegningen ikke viste ende af valserne findes der drejeligt lejrede flanger, der drejer sammen med bærepladerne 17, 17' og 17". På disse flanger er der anbragt trykcylindre af samme art som trykcylindrene 5 28, 28' og 28", og som arbejder helt synkront med disse, således at hjælpevalserne 16, 16' og 16" kan trækkes helt tilbage. Disse flanger bærer også hydrauliske drivmotorer til rotation af valserne.

Beviklingsapparatet fungerer på følgende måde: 10 I starten er hovedvalserne 15 Λ rykket ind, , således at det centrale frie rum mellem valserne lige netop er tilstrækkeligt til indføring af de to dornhalvdele. Disse hovedvalser har således den funktion, at de styrer de to dornhalvdele, hvilken funktion er af særlig stor be-15 tydning, når der skal fremstilles rørskåle af lille inderdiameter, idet der i så fald er en ikke ubetydelig nedbøjning af dornhalvdelene, der kun holdes i deres ene ende. Dornhalvdelenes diameter er fortrinsvis 0,5 mm mindre end rørskålens inderdiameter. Så snart den første 20 vinding af filtstrimmel er skabt om dornen, vil hovedvalserne 15, 15' og 15" således straks være i kontakt med den under fremstilling værende rørskål. Efterhånden som filtstrimlen vikles om dornen, vokser rørskålens yderdiameter, og valserne 15, 15’ og 15" fjerner sig 25 fra dornen i en bevægelse, der styres af en progressiv tilbagerykning af stempelstangen 25 i trykcylinderen 21. Når rørskålens yderdiameter når op på f.eks. 200 mm, bringes hjælpevalserne, der indtil nu var trukket tilbage, i arbejdsposition. Stempelstængerne 30, 30' og 30 30" i trykcylindrene 28, 28' og 28" trækkes helt ud for at bringe hjælpevalserne 16, 16' og 16" i kontakt med rørskålen. Bevægelsen af hjælpevalserne 16, 16',16" styres da af bevægelsen af bærepladerne 17, 17', 17", således at valserne udøver et tryk af samme størrelse 35 som det, der udøves af hovedvalserne 15, 15', 15".

Som det fremgår af fig. 2-4, har hjælpevalserne 16, 16', 16" fortrinsvis en større diameter end hoved-

DK 162974 B

13 valserne. For at opnå den bedst mulige fordeling af trykpåvirkningen på yderfladen af rørskålen er det vigtigt at have et stort kontaktareal. For allerede ved begyndelsen af beviklingsprocessen at kunne bringe hoved-5 valserne helt ind, er det ikke muligt at. benytte valser med en diameter d større end , hvor ^ er dor nens diameter.

For et apparat, der i overensstemmelse med opfindelsen fortrinsvis skal kunne anvendes til fremstilling 10 af rørskåle af forskellige diametre, skal valserne kunne udøve et tilstrækkeligt tryk for alle typer af rørskåle, man ønsker at fremstille, herunder også rørskåle med inderdiameter på ca. 12 mm, hvilket indebærer, at hovedvalserne ikke kan have en diameter på mere end 77,6 mm.

15 Hjælpevalsernes største diameter er naturligvis også betinget af rørskålens diameter. En beregning viser dog, at hvis hjælpevalserne i henhold til en udførelsesform for opfindelsen først bringes i kontakt med rørskålen, når denne når en diameter på 200 mm, og når hovedvalser-20 ne har en diameter på 77,6 mm, er hjælpevalsernes teoretisk maksimale diameter større end 700 mm. Af praktiske grunde, og selv om dette teoretisk ikke svarer til de mest gunstige betingelser for hensigtsmæssig udformning af rørskålene, vil man faktisk anvende hjælpevalser af 25 meget mindre diameter, eksempelvis en diameter på 80 mm.

Vi skal nu se nærmere på de vanskeligheder, der er forbundet med selve opviklingen om en roterende og opvarmet dorn af en filtstrimmel af mineralske fibre, der, når der skal fremstilles en isolationsrørskål med en 30 yderdiameter på op til 500 mm, kan have en længde på mere end 20 m.

Som tidligere nævnt vil en sådan bevikling af en opvarmet dorn, der drejer med konstant hastighed, med en filtstrimmel, der tilføres med voksende hastighed, føre 35 til meget stor varighed for beviklingsoperationen, når yderdiameteren på rørskålen eksempelvis overskrider

DK 162974 B

14 200 mm. I henhold til opfindelsen foretrækker man derfor at operere med en konstant strimmeltilførselshastig-hed og dermed med en dornrotationshastighed, der aftager, efterhånden som rørskålen tilvejebringes.

5 Teoretisk skal dornens rotationshastighed til en hver tid t være: Vr = Va/ird, hvor Vr er dornens rotationshastighed i omdr/min, Va strimmeltilførselshastig-hed i m/iriin, og d rørskålens yderdiameter i meter på tidspunktet t. Hvis det desuden antages, at samtlige 10 strimmelvindninger skaber den samme forøgelse af rørskålens tykkelse, eller med andre ord at vindingerne • sammenpresses ensartet, kan diameteren d kalkuleres ved formlen I/tt- (d 2 - d 2) + d 2 , hvor t er den fornødne y te e m m e 15 tid til færdigvikling af en rørskål, de er den færdige rørskåls yderdiameter, og dm er diameteren af den dorn, der bevikles med filtstrimlen.

Fig. 5 viser variationen med tiden af yderdiameteren på rørskålen (fig, 5a) og af den tilsvarende dorn-20 rotationshastighed (fig. 5b). Kurven 30 svarer til fremstillingen i tidsrummet teA af en rørskål A med en inderdiameter d^ = 12 mm og en yderdiameter d = 50 mm ved en konstant strimmeltilførselshastighed Va = 30 m/s. Kurverne 31 og 32 svarer til fremstillingen i tidsrum 25 teB eller tec af en rørskål henholdsvis B og C med følgende diameterværdier: d_ = 50 mm, d = 100 mm hen- m e holdsvis d_ = 100 mm, d =300 mm. m e

Man konstaterer, at inden for intervallet for tykkelse og yderdiameter for rørskålene i henhold til op-30 findelsen er den kurve, der repræsenterer diameteren, praktisk taget en lige linie.

Ud fra den øjeblikkelige værdi af diameteren d kan det teoretiske udtryk for dornhastigheden ses at være

35 Vr - Va/» •y't; <de2 - + V

For hver rørskåltype er den eneste variable i dette

DK 162974 B

15 udtryk således tiden. Ved 33, 34 og 35 vises den kurve, der repræsenterer dornrotationshastigheden V„ som funk- £S.

tion af tiden for rørskålen henholdsvis A, B og C. Man konstaterer først, at produktionen af rørskåle med lille 5 inderdiameter kræver, at dornen skal kunne drives med en rotationshastighed på op til 800 omdr/min. I den afsluttende fase af beviklingsprocessen for en rørskål med en yderdiameter på 500 mm og ved en konstant strimmeltilførselshastighed på 30 m/min, er rotationshastigheden 10 til gengæld mindre end 20 omdr/min. Sådanne variationer af rotationshastigheden vanskeliggør en perfeks korrelation mellem dornrotationshastigheden og den teoretiske øjeblikkelige hastighed.

I henhold til opfindelsen sørger man for, at den 15 reelle dornrotationshastighed er lig med den tidligere kalkulerede teoretiske rotationshastighed VR ved begyndelsen og slutningen af beviklingsprocessen. På denne måde fremmer man i den indledende fase en god forankring af de første vindinger om dornen, og man undgår, at der 20 i den afsluttende fase dannes uhensigtsmæssige folder eller bølger. Mellem disse to referenceværdier aftager hastigheden lineært. Det er materialets elasticitet, der muliggør dette valg, idet den tillader et vist omfang af materialeforlængelse. Dertil kommer, at en eventuel for-25 øgelse af den færdige rørskåls massefylde som tidligere nævnt praktisk taget ingen indflydelse har på ledningsevnen hos isolationsrørskåle af glasfibre.

Hvad angår valserne blev det tidligere nævnt, at de fjerner sig fra dornens akse, efterhånden som dia-30 meteren af den under fremstilling værende rørskål vokser, og at de under hele beviklingsprocessen udøver et svagt tryk på rørskålen. Trykpåvirkningen fra valserne skal være af en sådan art, at rørskålens yderdiameter svarer til den ønskede værdi. Por at fremme forankringen af de 35 første vindinger bibringes valserne en periferihastighed fortrinsvis lig med den hastighed, hvormed filtstrimlen tilføres.

DK 162974 B

16

Da et filt af mineralske fibre er et meget sammen-trykkeligt materiale, konstaterer man en vis tykkelsesforøgelse i den afsluttende fase. Desuden vil den under fremstilling værende rørskål være desto blødere, jo 5 større tykkelsen af opviklet filt er, hvorfor rørskålen opfører sig som et elastisk materiale. Derfor er det så meget desto vanskeligere at styre værdien af rørskålens yderdiameter i den afsluttende fase, jo større tykkelsen af opviklet filt er.

10 Hvis filtet af mineralske fibre opførte sig som et helt uelastisk materiale, kunne man nemt til enhver tid t kalkulere den hastighed v, hvormed valserne skal fjernes fra hinanden, hvilken hastighed udtrykkes ved v = (d 2 - d2) / 4 t d, hvor d, d , d er rørskålens w iU c c Hl 15 yderdiameter henholdsvis på tidspunktet t, ved slutningen af beviklingsprocessen og ved begyndelsen af beviklingsprocessen, og hvor t er den fornødne beviklingstid. Kurven 38 repræsenterer variationen af denne hastighed v som funktion af tiden for de ovenfor nævnte rørskåle 20 af typen B og C.

X henhold til opfindelsen vælger man den reelle hastighed v , hvormed valserne fjernes fra hinanden i v5 den afsluttende fase, lig med den ved tidspunktet t © kalkulerede hastighed. Desuden anvender man en lineær 25 variation af denne valsefjernelseshastighed, idet hældningen « opnås ved linearisering af kurven v = f(t),

V

dvs. = (de - dm)/te2 - 2·— . Herved opnår man den e lineære variation som vist ved kurven 37. Det ses, at valsefjernelseshastigheden ved begyndelsen er mindre end 30 den teoretiske hastighed, hvilket giver mulighed for at udøve et forøget tryk, der bidrager til dannelse af en hærdet inderflade. Denne forøgede trykpåvirkning kan yderligere forøges, hvis fjernelsen af valserne forsinkes i forhold til begyndelsen af beviklingsprocessen, 35 jf. fig. 6, idet valsefjernelseshastigheden er nul fra tidspunktet t = 0 til tidspunktet t = t'.

DK 162974 B

17

Denne foranstaltning har særlig stor betydning for rørskåle med ret stor tykkelse, eksempelvis ca. 100 mm, ’idet forøgelsen af rørskåltykkelsen bliver meget stor, så snart trykpåvirkningen ophæves. For at tage hensyn 5 til dette kan man i henhold til opfindelsen angive en teoretisk yderdiameter, der er mindre end den reelle diameter, men som kunne opnås efter den samme beviklingstid. I henhold til opfindelsen har man konstateret, at der for rørskåle med tykkelse mindre end 150 mm og yder-10 diameter på ikke mere end 500 mm opnås yderst tilfredsstillende resultater med en teoretisk diameter lig med 88% af den yderdiameter, man søger at opnå for den fær-digviklede rørskål. I dette tilfælde vil den hastighed, hvormed valserne fjernes fra hinanden i den afsluttende 15 fase, være på ν' = 88)-medens hældningen a' i så 4 Ve fald er! α = (d x 0,88 - djt 2 - 2 — . Han får så- e m e v ledes ν' < v, hvilket indebærer en lidt større sammen-20 presning i den afsluttende fase, men også a* > a, dvs. en lidt mindre sammenpresning i den indledende fase, hvilket kompenseres ved udsættelsen af valsefjernelsen.

En sådan regulering giver udmærkede resultater, dvs. en meget god overensstemmelse mellem den målte 25 værdi af rørskålens yderdiameter og ønskeværdien, hvilket gælder for yderdiametre på mindre end 500 mm og tykkelser på mindre end 150 mm.

Det er klart, at hvis der skal fremstilles rørskåle med større tykkelser ved hjælp af apparatet ifølge 30 opfindelsen - hvilket dog ikke er foretrukket - vil det i så fald være nødvendigt at vælge en lavere teoretisk værdi for yderdiameteren, hvilken værdi bestemmes forsøgsvis .

Claims (11)

1. Fremgangsmåde ved fremstilling af isolationsrørskåle (6,31) af mineralske fibre, der er bundet til hinanden ved hjælp af et bindemiddel, ved hvilken fremgangsmåde der opvikles et filt (1) af mineralske fibre, 5 der er imprægneret med et ikke polymeriseret bindemiddel , om en roterende dorn (14), der opvarmes ved en sådan temperatur, at der under beviklingsprocessen dannes en hærdet inderflade ved kontakt med dornen, idet poly-meriseringen af bindemidlet begynder nær ved denne in-10 derflade, og der udøves et vist tryk på den under fremstilling værende rørskål (6, 31) ved hjælp af trykud-øvende organer, der udgøres af hovedvalser (15, 15', 15"), som under hele beviklingsprocessen forbliver i kontakt med yderfladen på rørskålen (31), idet rørskå-15 len derefter bringes i kontakt under let tryk med en glat, opvarmet flade (10) for at fremme polymeriserin-gen nær ved dens yderflade, hvorpå skålen anbringes i en ovn (11) med henblik på egentlig polymerisering i en på forhånd bestemt grad over hele tykkelsen af skålen 20 (6, 31), kendetegnet ved, at når yderdiameteren af den under dannelse værende rørskål når op på en given værdi bringes skålens overflade i kontakt med hjælpeorganer (16, 16', 16"), der udgøres af valser, der fjerner sig fra dornens akse med den samme øjeblik-25 kelige hastighed som hovedvalsernes fjernelseshastighed, idet trykpåvirkningen fra hovedvalserne (15, 15', 15") og eventuelt hjælpevalserne (16, 16', 16") forøges, efterhånden som beviklingsprocessen skrider frem.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg-30 n e t ved, at beviklingen af filtet (1) foregår med tilnærmelsesvis konstant tangential hastighed.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at man lader den opvarmede dorns (14) rotationshastighed aftage lineært, således at den i begyn- 35 delsen af beviklingsprocessen er lig med = V /π dm 79 DK 162974 B og ved afslutningen af beviklingsprocessen er lig med V- = V /ir d , hvor V repræsenterer filttilførselsha-stigheden, dm dornens diameter, og dg den færdigudvik-lede rørskåls yderdiameter.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendeteg net ved, at forøgelsen af trykpåvirkningen fra valserne (15, 16) tilvejebringes ved en formindskelse med konstant deceleration af valsefjernelseshastigheden.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendeteg-10 n e t ved, at den hastighed v, hvormed valserne (15, 16. fjernes, vælges således, at den på tidspunktet t = t er _ _ de2~ dm2 e v " ve _ 4 t d e e og at v som funktion af tiden beskriver en lige linie 1. med hældning α = f te2 hvor dm er dornens diameter, de er den færdigviklede rørskåls yderdiameter og t beviklingstiden.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendeteg-20 n e t ved, at den hastighed v, hvormed valserne fjernes, vælges således, at den på tidspunktet t = t er (de x 0,88)2 - d2 ^ , e . v, _ v i _ e_32_ , og at ν' som funk- e 4 t d e e tion af tiden beskriver en lige linie med hældning 25 de “ dm 2 vo' n* = --— - -, hvor dm er dornens diameter, t 2 t m e e dg er den færdigudviklede rørskåls yderdiameter, og t& er beviklingstiden.

7. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge 30 ethvert af de foregående krav, og af den art, der omfatter et stativ, som bærer en roterbar dorn (14), der består af to simultant rotationsdrevne dornhalvdele, som er udstyrede med elektriske modstandslegemer, samt valser (15, 15', 15") og hjælpevalser (16, 16', 16"), der 35 har hver sin rotationsdrivmekanisme, samt en mekanisme til bevægelse af valserne i forhold til dornens akse, kendetegnet ved, at én valse ud af to, eller en hjælpevalse (16, 16', 16"), er udstyret med en meka- DK 162974 B nisme, således indrettet, at den ikke kommer i kontakt med skålen under opviklingen, bortset fra når skålens yderdiameter når op på en given værdi, og med hvilken valsen kan trækkes tilbage.

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den mekanisme, der tjener til at bevæge hovedvalserne (15, 15', 15") og hjælpevalserne (16, 16', 16") bort fra eller imod dornens akse, omfatter en drejeligt lejret trykcylinder (21) og midler (22, 23, 24, 25) til 10 bevægelsestransmission.

9. Apparat ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at den mekanisme, der tjener til tilbagetrækning af en hjælpevalse, udgøres af en trykcylinder (28, 28', 28"), der er fast forbundet med en bære- 15 plade (17, 17', 17"), på hvilken der er monteret en hovedvalse, som kan indvirke, uanset skålens yderdiameter.

10. Apparat ifølge ethvert af kravene 7-9, kendetegnet ved, at hovedvalserne (15, 15', 15") og hjælpevalserne (16, 16', 16") hver har sin hydrau-20 liske rotationsdrivmotor.

11. Apparat ifølge ethvert af kravene 7-10, kendetegnet ved, at hjælpevalserne (16, 16', 16”) har større diameter end hovedvalserne (15, 15', 15").