[发明专利]用于控制玻璃纤维绝缘体的制造中的水分的装置和方法

说明书

交叉申请

本申请要求2010年12月9日提交的U.S.临时申请系列号61/421,306的优先权，该申请的整个内容通过引用结合在本申请。还全部结合在本申请中的是均于2010年12月9日提交的系列号为61/421,301、61/421,304和61/421,310的U.S.临时申请。

技术领域

本发明总体上涉及由矿物纤维例如纤维玻璃制成的绝缘产品，尤其涉及用于通过监测和控制成形罩中的水分（moisture）来控制产品性质的方法和装置。

背景技术

纤维玻璃绝缘产品一般包括通过固化的热固聚合材料结合在一起的自由取向的玻璃纤维。玻璃的熔融流被拉成自由长度的纤维内并且吹入成形腔室或罩内，在成形腔室或罩中纤维以纤维束的形式任意地沉积在移动传送带或链上。在输送中处于成形腔室中并且从拉入操作中仍旧是热的纤维喷射有粘合剂的含水分散体或溶剂。在成形操作期间从玻璃纤维和热气体流动中产生的残余热量足以使来自粘合剂的大量的水蒸发，籍此使粘合剂分散体浓缩并且将粘合剂作为具有高的固体含量的粘性液体沉积在纤维上。更多的水可以通过使粘合剂在纤维上干燥来移除。当水蒸发时，能量输送也使玻璃纤维冷却。未固化的纤维束被输送到固化炉，在固化炉中加热空气例如被吹过纤维束以固化粘合剂并且将玻璃纤维以通常自由的称为“垫”的三维结构刚性地粘合在一起。足够的粘合剂被施加和固化，从而纤维垫可以压缩用于包装、储存和运输，而在安装时在已知为“放样（loft）恢复”的方法中恢复其厚度。

粘合剂分散体在成形罩中的蒸发或“急骤蒸发”是一个由于多种原因造成的明显问题。粘合剂排放的环境影响是首要问题，导致一些州和联邦管理机构禁止释放粘合剂固体或蒸发气体到大气中。其次，粘合剂可以积聚在成形罩中的设备上，包括链、侧罩壁和下游空气排放设备，从而引起提高粘合剂使用率和清洁设备中的粘合剂的更高成本。最后，绝缘纤维束的物理性质会受到粘合剂浓度和粘性的不利影响。粘结到罩壁的粘合剂和/或玻璃纤维可以移动到纤维束内，从而引起更高密度的湿点或斑点。如果粘合剂太粘或发粘，则纤维束会表现不均匀密度（即竖向重量分布）的迹象，并且可以在底部层变得“僵硬”和/或以其它方式在底部附近表现增加的密度。此外，产品在炉中固化之前不会获得所需的厚度，并且不会满足R值的预期说明。

这些问题中的一些问题在现有技术中已经部分地被解决。由于增长的纤维束厚度，粘合剂颗粒趋于与初始纤维化单元相比在后面的纤维化单元中被更大程度地捕获。穿过纤维束并进入排放流内的固体趋于主要来源于最初纤维化单元。作为对消除该问题的一个解决方案，牺牲冷却水或液体可以在这些纤维化单元处喷射到热纤维幕上，以便在施加粘合剂之前冷却热纤维。这趋于使粘合剂的蒸发最小化。然而，冷却水的添加引起其他问题，例如废水控制以及需要进一步能量来在干燥炉中固化的润湿纤维束。因此，为了方便排放和水控制，制造商倾向于优选在初始纤维化单元中使用冷却水并且在后续纤维化单元处减少水的使用率，其中在初始纤维化单元中没有纤维束被形成，而在后续纤维化单元处纤维束被建立并且可以从排放流中过滤颗粒。

Borst的U.S.专利3,877,911（1975）描述了布置在可枢转研磨机吊桶74的排出端部周围的多环歧管。第一环106供给冷却水，第二环108供给气压来雾化水。Borst公开了（第6栏）水压力为90－120psi，气压为5－15psi，几乎没有雾化发生并且排放流具有足够的动能来穿透幕并且在幕的内部彼此冲击（图4）。在相同水压处但在16－50psi的气压下，发生一些雾化，但是蒸汽仍旧能够穿透幕并且冷却幕（图5）。

Cooper的US专利公开2008-0156041和WO2008/085,461描述了具有围绕环间隔开的不同类型喷嘴的冷却剂喷射环和粘合剂喷射环。不同喷嘴具有不同的喷射角度性质并且包括雾化帽。

Freeman等人的U.S.专利7,435,444公开了一种用于使用水分传感器来测量未固化纤维束在离开成形区时的水分水平的方法。如果水分水平相比于预设值太高，则控制单元改变一个或更多个方法条件来减小残余水分。

发明内容

本发明涉及用于在矿物纤维绝缘产品的制造中监测和控制引入到成形罩区域内的水分量，从而产品具有改进特性的装置、系统和方法。

在一个方面，本发明涉及制造纤维产品的方法，包括以下步骤：

在与沿机器方向移动的传送带相关联的多个纤维化单元处将熔融材料拉细成纤维，并且朝着传送带引导纤维以形成纤维束；