本实用新型涉及无机非金属材料加工的领域，特别涉及一种制造矿棉的多辊离心机及包括该多辊离心机的制造矿棉的设备。
背景技术：
矿棉是将矿物原料经熔融、成纤并用不同有机、无机试剂表面处理后制成的棉状纤维。根据原料的不同，矿棉通常包括岩棉(也称为岩石棉)和矿渣棉(有些情况下也称为“矿棉”)，并可以按照生产工艺、制品用途或使用温度等各种方式分类。矿棉具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点，因而在建筑物的填充绝热、吸声、隔声及各种热力设备填充隔热等方面有大量的应用。
在矿棉的生产制备过程中，将矿物熔体制成纤维的成型设备通常采用多辊离心机。当矿物熔体流股以一定角度落于多辊离心机的辊轮的表面时，矿物熔体中的一部分被抛向另一辊轮上，而矿物熔体中的另一部分粘附在辊轮表面以产生熔体薄膜，并且在高速离心辊轮产生的离心力和辊轮外围风环喷出的高速气流的共同作用下被甩制成矿棉纤维。
目前，使用多辊离心机制备的矿棉纤维存在均匀性较差，纤维直径较粗的问题。另外，当矿物熔体流股落到辊轮的表面时，熔体在辊轮的表面上形成为沿辊轮的轴向方向具有较宽的宽度的熔体薄膜，且熔体落到各个辊轮的位置会变化，使得多辊离心机的稳定性变差，进而影响矿棉纤维的品质。因此，为了解决上述问题，往往需要不断的对喷出气流的风速以及温度等进行调整，这又进一步加大了生产难度。
技术实现要素：
本实用新型的一个目的在于提供一种用于制造矿棉的多辊离心机。
本实用新型的另一目的在于提供一种能够解决上述技术问题中的至少一个技术问题的用于制造矿棉的多辊离心机。
本实用新型的又一目的在于提供一种使矿棉纤维更容易成束，同时改善矿棉纤维的均匀性并使矿棉纤维的直径更细的用于制造矿棉的多辊离心机。
本实用新型的又一目的在于提供一种具有改善的稳定性且工艺简化的用于制造矿棉的多辊离心机。
本实用新型的又一目的在于提供一种用于上述多辊离心机的辊轮。
根据本实用新型的多辊离心机用于接收制备矿棉所需的熔体并将熔体制成矿棉纤维，所述多辊离心机包括沿着熔体的流动方向依次设置的多个辊轮，所述多个辊轮包括第一辊轮，所述第一辊轮包括底表面和侧表面，熔体流股落于第一辊轮的侧表面上，第一辊轮具有在第一辊轮的侧表面上沿着第一辊轮的圆周方向形成为闭合环形状的凹进。
所述凹进可形成在第一辊轮的侧表面的接触熔体流股的部分处。
所述凹进的沿第一辊轮的轴向方向延伸的轮廓线可以是曲线轮廓线、由多条直线构成的折线轮廓线、由曲线和直线组成的非闭合的轮廓线中的一种。
所述由多条直线构成的折线轮廓线可包括由两条直线构成的凹角形状的轮廓线、或者由三条直线形成的倒梯形形状的轮廓线。
所述由曲线和直线组成的非闭合的轮廓线可包括具有直线形的底边和位于直线形的底边两侧的曲线形的侧边的轮廓线、或者具有曲线形的底边和位于曲线形的底边的两侧的直线形的侧边的轮廓线。
第一辊轮的整个侧表面的沿第一辊轮的轴向方向延伸的轮廓线可以是曲线形状。
多辊离心机可以是四辊离心机，所述多个辊轮还可包括沿着熔体的流动方向依次设置在第一辊轮下方的第二辊轮、第三辊轮和第四辊轮，第一辊轮、第二辊轮、第三辊轮和第四辊轮的轴向可彼此平行，第二辊轮可相对于第一辊轮向左偏移，第三辊轮可相对于第二辊轮向右偏移，第四辊轮可相对于第三辊轮向左偏移。
第二辊轮、第三辊轮和第四辊轮中的至少一个辊轮可具有在相应辊轮的侧表面上沿着相应辊轮的圆周方向形成为闭合环形状的凹进。
所述凹进的在第一辊轮轴向上的宽度可以是第一辊轮的轴向长度的0.5％-90％，所述凹进的深度可以是第一辊轮的半径的0.5％-90％。
根据本实用新型的另一方面还提供了一种制造矿棉的设备，该设备包括：熔体供应装置，用于供应制备矿棉所需的熔体；上述的多辊离心机，位于熔体供应装置的下游以用于从熔体供应装置接收所述熔体并将熔体制成矿棉纤维；以及集棉机，处于多辊离心机的下游以接收矿棉纤维。
由于在辊轮上设置凹进，使得熔体聚集在凹进中和凹进周围，使形成的矿棉纤维更容易成束，同时可以改善矿棉纤维的均匀性并使矿棉纤维的直径更细。另外，由于在辊轮上形成有凹进，则可以减小抛向下一辊轮的熔体的方向的变化，从而可以使在下一辊轮处产生的矿棉纤维更容易成束，同时改善其均匀性并使矿棉纤维的直径更细。因此，在制备矿棉纤维时，可不需要不断的对喷出气流的风速以及温度等生产参数进行调整，或减少该调整，进而可以提高矿棉纤维制造设备的稳定性并简化生产工艺。
此外，通过在多辊离心机的第一辊轮和其它辊轮中的至少一个辊轮上设置凹进，可以进一步根据实际生产情况来提高制备矿棉纤维的设备的稳定性，并且使得矿棉纤维更加均匀。
附图说明
图1是示出根据本实用新型的示例性实施例的制造矿棉的设备的示意图。
图2是示出根据本实用新型的示例性实施例的制造矿棉的设备中包括的多辊离心机的示意图。
图3是示出根据本实用新型的示例性实施例的图2中示出的多辊离心机中的第一离心辊轮的示意性透视图。
图4A至图4F分别是示出根据本实用新型的示例性实施例的图3中的第一离心辊轮的沿轴向线I-I’的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中详细地描述根据实用新型的示例性实施例的多辊离心机和制造矿棉的设备。
图1是示出根据本实用新型的示例性实施例的制造矿棉的设备100的示意图。参照图1，根据本实用新型的示例性实施例的制造矿棉的设备100可以包括熔体供应装置110和多辊离心机120。
熔体供应装置110可以用于向多辊离心机120供应适合于成纤的熔体(例如，温度达1200℃至1500℃的熔体)以制备矿棉。例如，熔体供应装置110的熔体出口位于多辊离心机120的熔体入口的上方，以便于直接向多辊离心机120供应熔体。在另一实施例中，还可包括设置在熔体供应装置110与多辊离心机120之间以将熔体供应装置110输出的熔体供应到多辊离心机120的熔体输送装置，例如流槽。
熔体供应装置110可以是冲天炉、火焰池窑、电熔池窑或电熔炉。
在冲天炉的情况下，将各种原料和诸如焦炭的燃料按照一定配比称量后，从炉顶加入冲天炉内，同时向炉中通以助燃空气，由燃料燃烧产生的高温将矿棉原料熔融成矿棉熔体。可以使用矿渣、玄武岩或辉绿岩作为主要原料。在使用矿渣(例如高炉渣)作为主要原料的情况下，制得的矿棉可被称为矿渣棉。在使用玄武岩或辉绿岩作为主要原料的情况下，制得的矿棉可被称为岩棉。此外，矿渣、玄武岩和辉绿岩中的至少两种可以混合使用。助燃空气可以是冷风，也可以是温度达到500℃以上的热风。
在火焰池窑的情况下，原料经粉碎混合，用喂料机送入池窑的熔化部，经由喷嘴喷入的雾化油或天然气(或煤气)燃烧后所产生的(1500℃左右)高温，将原料熔化并获得熔体。在电熔池窑的情况下，利用硅酸盐熔体在高温下的导电性能，硅酸盐熔体作为电阻发热体使矿物原料熔融。在电熔炉的情况下，可以采用石墨电极。
根据本实用新型，熔体供应装置110不限于冲天炉、火焰池窑、电熔池窑或电熔炉。熔体供应装置110可以是适合于向多辊离心机120供应适合于成纤的熔体以制备矿棉的任何装置。
多辊离心机120位于熔体供应装置110的下游以接收熔体并将熔体制成矿棉纤维。多辊离心机120可以是三辊离心机或四辊离心机。下面将参照图2至图4F来详细描述多辊离心机120以及用于多辊离心机120的辊轮(或称为“辊”)，因此，这里不进行详细地描述。
制造矿棉的设备100还可包括喷吹装置130和集棉机140。
喷吹装置130通过位于辊轮外围的风环来向纤维提供高压气流，以使纤维进一步牵伸并且将形成的纤维吹至集棉机140。由喷吹装置130提供的高压气流可以为常温气流，例如，温度为-5℃至50℃(或5℃至40℃或室温左右)的风。然而，根据本实用新型的示例性实施例不限于此，例如，喷吹装置130提供的高压气流可以是温度为400℃-800℃的热风。
此外，处于多辊离心机120的下游的集棉机140可以用于接收通过多辊离心机120制备的矿棉纤维。集棉机140可具有与多辊离心机120相比更低的气压。在示例性实施例中，由风环吹出来的矿棉纤维被收集到集棉机140内，集棉机140的底部设置有可活动的输送网带，在网带的下方是抽风室，依靠抽风室形成的负压将矿棉纤维吸附在网带表面，再输送至下一工序。集棉机140可以是平铺型集棉机或摆锤型集棉机。
根据本实用新型的示例性实施例的制造矿棉的设备100还可包括处于集棉机140的下游以将矿棉加工成矿棉制品的装置，例如，输送机、打褶装置、固化炉、纵切机、横切机、包装机等。
图2是示出根据本实用新型的示例性实施例的制造矿棉的设备100中包括的多辊离心机120的示意图。图3是示出根据本实用新型的示例性实施例的图2中示出的多辊离心机120中的第一辊轮121的示意性透视图。图4A至图4F分别是示出根据本实用新型的示例性实施例的图3中的第一辊轮121的沿轴向线I-I’截取的剖视图。
这里，将以四辊离心机作为示例来描述根据本实用新型的示例性实施例。参照图2，多辊离心机120可以包括沿着熔体流股M的流动方向依次设置的第一辊轮121、第二辊轮122、第三辊轮123和第四辊轮124。第一辊轮121高于第二辊轮122、第三辊轮123和第四辊轮124，第二辊轮122高于第三辊轮123和第四辊轮124，第三辊轮123高于第四辊轮124。第一辊轮121、第二辊轮122、第三辊轮123和第四辊轮124的轴向彼此平行。第二辊轮122相对于第一辊轮121向左偏移，第三辊轮123相对于第二辊轮122向右偏移，第四辊轮124相对于第三辊轮123向左偏移。第一辊轮121和第三辊轮123可沿逆时针方向高速旋转，第二辊轮122和第四辊轮124可沿顺时针方向高速旋转。第一辊轮121、第二辊轮122、第三辊轮123和第四辊轮124中的每个的旋转速度可以在2500转/分至12000转/分的范围内。
参照图3，根据本实用新型的示例性实施例的第一辊轮121可以为柱体形状，并且可以包括两个圆形的底表面和一个侧表面。第一辊轮121的侧表面可以为不平坦的侧表面。即，第一辊轮121在与熔体流股M接触的侧表面上设置有凹进(即，沟槽T)。例如，第一辊轮121的侧表面的一部分可以是凹进的。具体地，第一辊轮121可以在侧表面的与熔体流股M接触的部分上具有沟槽T。沟槽T可以围绕第一辊轮121的圆周方向延伸，并且形成为闭合环形状。然而，根据本实用新型的示例性实施例不限于此。例如，第一辊轮121的侧表面可以不是水平表面，第一辊轮121的侧表面可以是整体凹进的弧面形状。下面，将结合第一辊轮121的轴向剖视图来详细地描述第一辊轮121的结构。
如图4A至图4F所示，在第一辊轮121的沿轴向线I-I’截取的剖视图中，第一辊轮121的侧表面的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以不是水平直线，且通过沿第一辊轮121的轴向延伸的任一表面截取的任一轴向剖视图相对于第一辊轮121的轴向线是对称的。
具体地，如图4A至图4E所示，由于沟槽T，第一辊轮121的侧表面的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线的一部分可以是凹进的。换言之，第一辊轮121的侧表面的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以包括沟槽T的轮廓线和位于沟槽T两侧的侧表面的轮廓线。在图4A至图4E中，第一辊轮121的位于沟槽T两侧的侧表面的轮廓线均为平行于轴向的直线。下面将参照图4A至图4E来详细描述凹进的轮廓线。
根据本实用新型的示例性实施例，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是曲线轮廓线。例如，如图4A中所示，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是任意的弧线形状，其中，弧线的两个端点之间的距离大于该弧线上任意两点之间的距离。
根据本实用新型的示例性实施例，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是由多条直线构成的非闭合的折线轮廓线。例如，如图4B中所示，沟槽T可以是具有平坦的底表面和位于底表面两侧的直线形的侧表面的凹进，其中，两个侧表面分别与底表面形成钝角。换言之，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是由三条直线形成的倒梯形轮廓线。再如，如图4C中所示，沟槽T可以是凹角形的凹进，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是由两条相交直线构成的凹角形状，其中，两条直线形成的凹角为钝角。然而，根据本实用新型的示例性实施例不限于此，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线还可以是由四条或五条直线形成的非闭合的折线轮廓线。
根据本实用新型的示例性实施例，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是由曲线和直线组成的非闭合的轮廓线。例如，如图4D中所示，沟槽T可以是具有平坦的底表面和位于平坦底表面两侧的曲线形侧壁的凹进。换言之，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是由一条直线和位于直线两侧的两条曲线形成的轮廓线。这里，附图仅是示意性的且并不是限制性的，例如，图4D中示出的沟槽T的曲线形侧壁是凹曲线形的，然而，沟槽T的曲线形侧壁也可以是凸曲线形的。另外，如图4E中所示，沟槽T可以是具有曲线形的底表面和位于曲线形的底表面两侧的直线形侧壁的凹进。换言之，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是由一条曲线和位于曲线两侧的两条倾斜的直线形成的轮廓线。这里，附图仅是示意性的且并不是限制性的，例如，图4E中示出的沟槽T的曲线形底表面是凸曲线形的，然而，沟槽T的曲线形底表面也可以是凹曲线形的。
然而，根据本实用新型的示例性实施例不限于此，第一辊轮121的侧表面的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以仅包括沟槽T的轮廓线。例如，如图4F中所示，第一辊轮121的侧表面的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以不包括直线部分。换言之，第一辊轮121的侧表面的沿第一辊轮121的轴向方向延伸的轮廓线可以是整体凹进的曲线形状。这里，曲线形的侧表面的轮廓线的最低点的位置可以根据熔体流股M与辊轮的侧表面接触的位置来确定。
在图4A至图4E中，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向的宽度W可以根据熔体流股M在轴向方向上与辊轮的侧表面接触的范围来确定。例如，沟槽T的沿第一辊轮121的轴向方向的宽度W可以根据将熔体供应装置110输出的熔体供应到多辊离心机120的熔体输送装置的熔体出口宽度来确定。例如，沟槽T的宽度可以为第一辊轮121的轴向长度的0.5％-90％，更具体地，1％-80％、2％-70％、3％-60％或4％-50％。另外，沟槽T的深度可以是第一辊轮121的半径的0.5％-90％，更具体地，1％-80％、2％-70％、3％-60％或4％-50％。
当熔体流股M以一定角度落于第一辊轮121时，熔体中的一部分粘附在第一辊轮121的表面，熔体的另一部分则抛向第二辊轮122上。在不受到任何理论约束的情况下，相信的是，由于在第一辊轮121上形成有沟槽T，所以熔体聚集在沟槽T中和沟槽T周围，从而可以使形成的矿棉纤维更容易成束，同时可以改善矿棉纤维的均匀性并使矿棉纤维的直径更细。另外，在不受到任何理论约束的情况下，相信的是，由于在第一辊轮121上形成有沟槽T，则可以减小抛向第二辊轮122的熔体的方向的变化，从而可以使在第二辊轮122处产生的矿棉纤维更容易成束，同时改善其均匀性并使矿棉纤维的直径更细。这样，在制备矿棉纤维时，由于在第一辊轮121上设置有沟槽T，则可以不需要不断的对喷出气流的风速以及温度等生产参数进行调整，或减少该调整，从而可以提高矿棉纤维制造设备的稳定性并简化生产工艺。
此外，除了可以在第一辊轮121上设置沟槽T之外，还可以在第二辊轮122、第三辊轮123和第四辊轮124中的至少一个辊轮上设置沟槽T。在第二辊轮122、第三辊轮123和第四辊轮124中的至少一个辊轮上设置的沟槽T分别位于相应辊轮的侧表面的与上一辊轮抛出的熔体所着落的位置对应的位置处。
设置在第一辊轮121至第四辊轮124上的沟槽T可以围绕相应辊轮形成闭合环形状，并且可以在其沿轴向线截取的剖视图中分别具有不同的轮廓线。另外，设置在第一辊轮121至第四辊轮124上的沟槽T可以具有不同的宽度和深度。这样，可以进一步根据实际生产情况来提高制备矿棉纤维的设备的稳定性，并且使得矿棉纤维更加均匀。
如上所述，根据本实用新型的矿棉的制造设备，由于在辊轮上设置沟槽T，使得熔体聚集在沟槽T中和沟槽T周围，使形成的矿棉纤维更容易成束，同时可以改善矿棉纤维的均匀性并使矿棉纤维的直径更细。另外，由于在辊轮上形成有沟槽T，则可以减小抛向下一辊轮的熔体的方向的变化，从而可以使在下一辊轮处产生的矿棉纤维更容易成束，同时改善其均匀性并使矿棉纤维的直径更细。因此，在制备矿棉纤维时，可不需要不断的对喷出气流的风速以及温度等生产参数进行调整，或减少该调整，进而可以提高矿棉纤维制造设备的稳定性并简化生产工艺。
此外，根据本实用新型的矿棉的制造设备，通过在多辊离心机的第一辊轮和其它辊轮中的至少一个辊轮上设置沟槽，可以进一步提高制备矿棉纤维的设备的稳定性，并且使得矿棉纤维更加均匀。
虽然上面参照附图描述了根据本实用新型的制造矿棉的设备，但是本实用新型不限于此。本领域技术人员理解的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其做出形式上和细节上的各种改变。