用於在材料板的製造過程中對木屑、纖維或類似纖維的材料進行塗膠的方法和裝置的製作方法
2023-06-02 04:54:16 2
專利名稱：用於在材料板的製造過程中對木屑、纖維或類似纖維的材料進行塗膠的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用於在材料板的製造過程中 對木屑、纖維或類似纖維的材料進行塗膠的方法以及一種根據權利要求15的前序部分所 述的用於塗膠的裝置。
背景技術：
例如用木屑或中密度纖維或其他鬆散的材料製成的材料板的製造目前均為自動 化過程，並且多年以來已在許多國家廣泛應用。如公知的那樣，要麼按照一定的節奏，要麼 以連續方式壓制預加工後的木屑或者纖維。然而除了在壓機前後有許多設備單元之外，起 關鍵作用的是藉助鋪裝機來製造板坯；除了原料的質量之外，所製成的板坯的質量也是一 個重要因素。在大規模工業製造木質材料板時，使用連續式壓機，但是部分地也使用單層板 或多層板壓機。追求用自然的原材料和人工製成的粘結劑來製造價格低廉的材料板，迫使 製造商們去開發越來越高效率的方法。在此情況下，特別的重點在於在質量保持不變的情 況下的能源成本、原材料節約和粘結劑節約以及具有少停機時間和低磨損的在技術上經優 化的設備結構。 現有的完善涉及用於優化粘結劑消耗以及隨之而來還具有能源成本節約的方面。 因為在用低溼度成分進行最優的塗膠時，不僅通過粘結劑消耗得到更低的成本，而且還必 定在乾燥器中在木屑/纖維上乾燥更少的粘結劑，這再次節約了能源並且因此節約了成 本。原則上，粘結劑指的是所謂的膠粘劑漂染液，該膠粘劑漂染液的主要組分包括膠粘劑。 根據需要，附加地添加乳濁液、硬化齊U、甲醛清除齊U、著色齊U、殺蟲和殺菌劑以及其他添加 劑。通常還使用沒有添加物的膠粘劑。非窮盡性地，作為粘結劑的可以是異氰酸酯、MDI、 三聚氰胺尿素甲醛(MUF)、尿素甲醛(UF)、MUPF或者PF。 原則上，現有技術所基於的是在用於木屑板或纖維板的生產設備中藉助噴嘴來對 木屑或纖維進行塗膠。在此情況下，這些噴嘴粉碎粘結劑並將其噴到運動的木屑或纖維上。 此時存在兩種不同的塗膠方法在旋轉地被混合的木屑上的噴射過程或者在高速通過的纖 維上的噴射過程。 這些木屑通常已作為木屑來供應或者在現場製造並且在乾燥之前或之後被送去 塗膠。纖維則是通過纖維化裝置在現場製造的並且在兩個磨盤之間進行的纖維化之後通過 輸送管被輸送到乾燥器。根據設備大小和設備結構，輸送管可具有最多達100m的長度。在 優選以超音速在小直徑的相對較小的管中執行的輸送期間，纖維被塗膠並且隨後被送入幹 燥器。隨後，在底板上鋪裝這些木屑或纖維並且藉助壓機將它們壓製成材料板。
在輸送管中進行高壓塗膠時會產生特別的挑戰，因為會出現極其激烈的具有 7X 105至3X 106的雷諾數(Reynoldszahl)的流動。在此情況下，纖維的速度在至少50m/ s直至474m/s的速度的寬範圍內波動。 通常，用噴嘴將用於塗膠所必需的粘結劑引入輸送管或混合裝置，這些噴嘴如此打散該粘結劑，以使得該粘結劑是以多位數的微米範圍被噴入的。利用所謂的霧化噴嘴可 以將粘結劑大致分解到100至400微米的大小。但是，為此所必需的是，使用通過另一壓力 區域中的降壓來打散噴嘴頭處的粘結劑的高壓噴嘴來一起工作。這些噴嘴遭受高的磨損並 且具有如下缺點，即必須根據猜測來更換這些噴嘴，因為不能自動地通過粘結劑的較少打 散來識別出具有差塗膠質量的有缺陷的噴嘴或者可能出現堵塞或部分堵塞並且該缺陷只 有在根據實驗室試驗發現所製成的材料板的差質量時才能表現出來。此外，剛好在輸送管 塗膠時以如此高的過壓將粘結劑噴入輸送管，以使得該粘結劑在輸送管的反面仍舊以細小 射流的方式出現並且在接下去的過程中才分散開來。除了在輸送管處出現粘結的缺點之 外，纖維會以某種方式碰到集中的壁，其中這些纖維中的一部分被過度塗膠並且因此在接 下去的過程中出現結塊的可能性在統計上被增大了。
發明內容
現在，本發明的任務在於，提供一種用於對木屑和/或纖維進行塗膠的方法和裝 置，該方法和裝置實現了在混合裝置或者在加載有輸送介質的輸送管中用高度打散的粘結 劑來對木屑和/或纖維進行塗膠。優選地，粘結劑在此情況下被打散到小於40微米的範圍 內並且與木屑和/或纖維接觸。 對於根據權利要求1所述的用於輸送管中基本上超過環境壓力的壓力情況的方 法而言，該任務的解決方案在於彼此分開地將粘結劑和蒸汽送入噴嘴；在混合室中將噴 嘴內的蒸汽和粘結劑混合成蒸汽_粘結劑混合物；以及在噴嘴中或噴嘴上通過至少一個調 節裝置以及與該調節裝置有效連接的調整頭來改變混合室與輸送管之間的開口，以便控制 或調整要被引入輸送管的粘結劑的量。 對於根據權利要求2所述的在具有基本上對應於環境壓力的壓力情況的混合裝 置中使用的方法而言，該任務的解決方案在於彼此分開地將粘結劑和蒸汽送入噴嘴；在 混合室中將噴嘴內的蒸汽和粘結劑混合成蒸汽_粘結劑混合物；以及在噴嘴中或噴嘴上通 過至少一個調節裝置以及與該調節裝置有效連接的調整頭來改變混合室與混合裝置之間 的開口，以便控制或調整要被引入混合裝置的粘結劑的量。 對於用於塗膠的裝置而言，該任務的解決方案在於在噴嘴處布置至少一個蒸汽 管道和至少一個粘結劑管道；該蒸汽管道和粘結劑管道與至少一個混合室相連接；以及在 噴嘴中或噴嘴處布置與噴嘴的混合室與混合裝置或輸送管之間的開口中的調整頭相有效 連接的調節裝置。 本發明所基於的主要原理在於，使粘結劑在排出噴嘴之前與蒸汽混合，其中蒸汽 的高溫以及混合室中極其激烈的湍流流動用於在混合室中最優地打散粘結劑。這尤其在進 行高壓塗膠時是有利的，因為在"噴放管道(Blow-line)"的輸送管中的現有壓力情況下，應 當優選以比輸送管中的壓力更高的壓力來進行噴射。儘管如此，不再強迫噴嘴通過巨大的 壓力下降來引起粘結劑的降壓以粉碎該粘結劑。因此，可以更受控制地並且更細緻地調整 噴射，因為決定性的標準是輸送管或混合裝置內的最佳分布而不再是壓力差。在此情況下 特別突出的是如下可能性，即在流動技術上最佳地設計本發明的裝置或噴嘴內的混合室之 間的開口，以使得纖維或木屑並不碰撞高度集中的進入射流，而是碰撞細微地分布的噴霧， 該噴霧優選布置在輸送管或混合裝置的整個寬度上。為此，在輸送管中將噴嘴布置在半徑
6上。噴嘴的布置、噴出角度、噴出扇形等僅在一定條件下是本發明的主題。在一個優選的實 施例中，噴嘴頭相對於輸送管或混合裝置的壁的開口是根據其角度來描述的。
實踐表明，以下粘結劑液態或懸浮(半液態)或者分散形式的MDI、UF、MUF和PF， 特別適用於採用本發明的方法或裝置的噴射。所介紹的裝置不僅特別適用於執行本發明的 方法，而且其本身還可以獨立地操作和應用。原則上必須強調，在蒸汽中經打散並經噴射的 粘結劑的可達到的大小即使在不同的粘結劑量(升/分鐘)的情況下也保持不變。在每小 時或每分鐘不同的流量情況下可以附加地噴入蒸汽，以提高輸送管或混合裝置中的湍流流 動。這附加地顯著減小了膠團的數目。 在此情況下還直接有利的是，可以容易地或者自動地清洗噴嘴區域中所提及的裝 置。甚至噴嘴頭處的堵塞或結塊也不會形成或者可立即通過附屬的調節裝置來消除。儘管 如此，通過蒸汽流動給出了自清洗的效果。除了在混合裝置中對木屑進行塗膠之外，還有利 地通過熱的流入的蒸汽-粘結劑混合物使木屑加熱2t:至20°C。在此情況下，蒸汽的進入 混合裝置的部分在冷的木屑上面冷凝。
從從屬權利要求和以下帶有附圖的描述中得到本發明的主題的其他有利措施和 設計方案。附圖示出 圖1示出了通過根據第一實施例的、在高壓區域中具有輸送管和噴嘴的裝置的截 面， 圖2示出了根據圖1的從混合室進入輸送管的過渡的放大圖， 圖3示出了通過根據第二實施例的、在標準壓力區域中具有混合裝置和噴嘴的裝 置的截面。
具體實施例方式
圖1和2示出了裝置的原則上可能的結構，該裝置此外還用於執行本發明的方法 並且包括具有壁10的輸送管1，在該輸送管1內用流動的輸送介質20將纖維2輸送經過至 少一個噴嘴3。為了清楚明了而未在輸送管1上示出多個噴嘴3。此外，輸送管l的大小與 噴嘴3或者壁10之間的關係不是按正確比例給出的。噴嘴3具有在本示例中通過挺杆11 與噴嘴頭12處於有效連接的調節裝置4。因此，該調節裝置4能夠通過噴嘴頭12來調整開 口 23的大小或者甚至封閉該開口 23。調節裝置4並不限於其設計方案並且在涉及許多可 能性(線性輸送帶、曲柄傳動、鋼球傳動、齒條傳動、間接傳動...)的選擇方面可通過本領 域技術人員來詳細地安排。必須強調，在噴嘴3中布置混合室7，可彼此分開地通過蒸汽管 道17將蒸汽6送入該混合室7並且通過粘結劑管道16將粘結劑5送入該混合室7。流體 和高壓技術方面的設計方案(高壓泵、輸送介質、蒸汽生產、蒸汽管道、止回閥、壓力計)同 樣處於相應的本領域技術人員的能力範圍內，這些本領域技術人員檢測並使用根據現有技 術是可能的或者必需的標準部件。在操作期間，在與開口 23鄰接並且因此與到輸送管1的 過渡處鄰接的混合室7中產生蒸汽-粘結劑混合物15，優選在通過控制或調整裝置9處的 壓力設定值25預先給定的壓力下混合該蒸汽_粘結劑混合物15。在此情況下，控制和調 整裝置9通過調節裝置4來控制或調整噴嘴頭12的位置並且因此根據壓力設定值25或者根據通過混合室7上或混合室7中的測量裝置8得到的測量結果來控制或調整開口 23的 大小。為了改善該控制或調整，所述裝置具有多個測量點。例如，用測量裝置8來檢測混合 室7中的壓力和/或用測量裝置14來檢測粘結劑管道23中的壓力和/或用測量裝置18 來檢測蒸汽管道17中的壓力和/或用測量裝置13來檢測輸送管1中或者混合裝置22中 的壓力。為了進一步優化所述方法，通過控制或調整裝置4並根據要被引入輸送管1中的 粘結劑5的量來控制或調整混合室7中的壓力和/或可調節的開口 16的大小。為此目的， 還可以調節或調整相對於纖維2的流速的相應依賴性。優選地，可以用比蒸汽6更高的壓 力將粘結劑5送入混合室7。實踐表明，應當通過噴嘴將具有小於40微米的大小的粘結劑 5引入混合裝置22或輸送管1。在此情況下，本發明的方法或裝置的應用特別適用於具有 大致3mm的長度和0. 03mm的直徑的纖維2，尤其是在輸送管1中在噴嘴3附近以超音速來 輸送纖維的時候。因此，在此情況下優選地，以8至16巴的絕對壓力將蒸汽管道17中的蒸 汽6引入混合室7。根據應用場合可以有意義的是，為了朝著輸送介質20的流動方向促進 塗膠，在噴嘴3之前和/或之後，通過附加蒸汽管道19將附加蒸汽21引入輸送管1。在輸 送管1中在噴嘴之前和/或之後的蒸汽添加提升了在塗膠之前、期間或之後纖維的湍流流 動。這在生產不同板厚度的情況下在運行中需要變化的每小時纖維流量的時候是特別有利 的。在低纖維流量的情況下可能導致僅少量蒸汽從纖維化機到達輸送管並且必須附加地將 蒸汽引入輸送管以獲得必需的輸送流動。儘管如此，推動輸送流動也同樣可以是有利的，因 為在更高的湍流情況下會更少地出現兩個或更多個纖維之間的粘結。 圖3示出了通過根據第二實施例的、在標準壓力區域中具有混合裝置22的裝置的 截面。在此情況下，該混合裝置包括固定的滾筒29，該滾筒29 —方面具有用於木屑24的 入口並且在另一方面具有用於經塗膠的木屑24的出口。在此，箭頭方向示出了木屑24的 通過方向，在混合裝置22中通過由電動機28驅動的攪拌軸26上的攪拌葉片27來混合併 輸送該木屑24。在上方區域中示出了噴嘴3的截面並且在背面示出了另一個噴嘴3的開 口23。以虛線的形式示出了另一組噴嘴3。在本發明的範圍中當然還可以僅布置一個噴嘴 3，在必要時還可以僅布置在入口區域中。在此情況下，噴嘴頭12定義噴嘴3的開口 23並 且通過調節裝置3來運動。優選地，在混合裝置22中以3至16巴的絕對壓力將蒸汽管道 17中的蒸汽6引入混合室7。在另一個實施例中，為了促進混和裝置22中的塗膠，可以通 過附加蒸汽管道19將附加蒸汽21引入混合裝置22。在此情況下，還可以從下面將附加蒸 汽蒸汽管道噴入滾筒29以巻起木屑。 如果在所描述的優選實施方式中設置了用於對纖維或類似纖維的材料進行塗膠
的輸送管1以及用於對木屑進行塗膠的混合裝置22，那麼這不應當被理解為是限定性的，
而是存在可受益於所提出的噴嘴和所提出的方法的應用的大量裝置或混合器或混合裝置。 附圖標記列表 1 輸送管 2 纖維 3 噴嘴 4 調節裝置 5 粘結劑 6 蒸汽
891011121314151617181920212223242526272829
說明書
5/5頁
混合室
控制或調整裝置
壁
挺杆 噴嘴頭
蒸汽_粘結劑混合物 粘結劑管道 蒸汽管道
附加蒸汽管道 輸送介質 附加蒸汽
粘結劑管道 木屑
用於混合室7的壓力設定值 攪拌軸 攪拌葉片 電動機
9
權利要求
一種用於在纖維板、MDF板、HDF板或纖維絕緣板、木質材料板、或塑料板的製造過程中在加載有輸送介質(20)的、具有基本上超過環境壓力的壓力情況的輸送管(1)中用粘結劑(5)對木屑、纖維或類似纖維的材料進行塗膠的方法，其中通過至少一個噴嘴(3)並通過至少一個連接所述輸送管(1)和所述噴嘴(3)的開口(16)將所述粘結劑(5)引入所述輸送管(1)並且在所述輸送管(1)中將所述粘結劑(5)與所述被輸送的纖維(2)混合，其特徵在於，彼此分開地將粘結劑(5)和蒸汽(6)送入所述噴嘴(3)，在混合室(7)中將所述噴嘴(3)內的所述蒸汽(6)和所述粘結劑(5)混合成蒸汽-粘結劑混合物，以及在所述噴嘴(3)中或所述噴嘴(3)上通過至少一個調節裝置(4)以及與所述調節裝置(4)有效連接的調整頭(12)來改變所述混合室(7)與所述輸送管(1)之間的所述開口(16)，以便控制或調整要被引入所述輸送管(1)的所述粘結劑(5)的量。
2. —種用於在纖維板、MDF板、HDF板或纖維絕緣板、木質材料板、或塑料板的製造過程 中在具有基本上對應於環境壓力的壓力情況的混合裝置(22)中用粘結劑(5)對木屑(24)、 纖維或類似纖維的材料進行塗膠的方法，其中通過至少一個噴嘴(3)並通過至少一個連接 所述混合裝置(22)和所述噴嘴(3)的開口 (16)將所述粘結劑(5)引入所述混合裝置(22) 並且在所述混和裝置(22)中將所述粘結劑(5)與所述被輸送的纖維(2)混合，其特徵在 於，彼此分開地將粘結劑(5)和蒸汽(6)送入所述噴嘴(3)，在混合室(7)中將所述噴嘴(3)內的所述蒸汽(6)和所述粘結劑(5)混合成蒸汽-粘 結劑混合物，以及在所述噴嘴(3)中或所述噴嘴(3)上通過至少一個調節裝置(4)以及與所述調節裝置 (4)有效連接的調整頭(12)來改變所述混合室(7)與所述混合裝置(22)之間的所述開口 (16)，以便控制或調整要被引入所述混合裝置(22)的所述粘結劑(5)的量。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，用測量裝置(8)來檢測所述混合室(7) 中的壓力和/或用測量裝置(14)來檢測所述粘結劑管道(23)中的壓力和/或用測量裝置 (18)來檢測所述蒸汽管道(17)中的壓力和/或用測量裝置(13)來檢測所述輸送管(1)或 所述混合裝置(22)中的壓力。
4. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，將膠粘劑漂染液用作所 述粘結劑。
5. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，所述膠粘劑漂染液可以 至少包括異氰酸酯、MDI、三聚氰胺尿素甲醛(MUF)、尿素甲醛(UF)、MUPF或者PF，其中根據 需要可以混合諸如乳濁液、硬化劑、甲醛清除劑、著色劑、殺蟲和殺菌劑以及其他通常介質 的添加料。
6. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，通過控制或調整裝置 (4)並通過所述混合室(7)中預先給定的壓力來控制或調整所述可調節的開口 (16)的大 小。
7. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，通過控制或調整裝置 (4)並根據要被引入所述輸送管(1)的所述粘結劑(5)的量來控制或調整所述混合室(7)的壓力和/或所述可調節的開口 (16)的大小。
8. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，用比所述蒸汽(6)更高 的壓力將所述粘結劑(5)送入所述混合室(7)。
9. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，通過所述噴嘴將具有小 於40微米的大小的所述粘結劑(5)引入所述混合裝置(22)或所述輸送管(1)。
10. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，所述纖維(2)平均具有 3mm的長度以及0. 03mm的直徑。
11. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，在所述輸送管(1)中在 所述噴嘴(3)附近用超音速來進行輸送。
12. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，在使用輸送管(1)的情 況下用8至16巴的絕對壓力將所述蒸汽管道(17)中的所述蒸汽(6)引入所述混合室(7)。
13. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，在使用混合裝置(22) 的情況下用3至16巴的絕對壓力將所述蒸汽管道(17)中的所述蒸汽(6)引入所述混合室 (7)。
14. 如前述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，為了促進在所述混合裝 置(22)中或者在所述輸送管(1)中朝著所述輸送介質(20)的流動方向進行的塗膠或者 更好的充分混合，在所述噴嘴(3)之前和/或之後通過附加蒸汽管道(19)引入附加蒸汽 (21)。
15. —種用於在製造纖維板、MDF板、HDF板或纖維絕緣板、木質材料板或塑料板的製造 過程中在具有基本上對應於環境壓力的壓力情況的混合裝置(22)中用粘結劑(5)對木屑 (24)進行塗膠或者在加載有輸送介質(20)的、具有基本上超過環境壓力的壓力情況的輸 送管(1)中用粘結劑(5)對纖維(2)或類似纖維的材料進行塗膠的裝置，所述裝置包括混 合裝置(22)或輸送管(1)以及至少一個噴嘴(3)，其中所述噴嘴(3)可通過至少一個開口 (16)與所述混合裝置(22)或者所述輸送管(1)相連接並且所述噴嘴(3)具有至少一個用 於調節要被引入所述輸送管(1)或者所述混合裝置(22)的所述粘結劑(5)的量的調節裝 置(4)，其特徵在於，在所述噴嘴(3)上布置至少一個蒸汽管道(17)以及至少一個粘結劑管道(23)， 所述蒸汽管道(17)與所述粘結劑管道(23)與至少一個混合室(7)相連接，以及 在所述噴嘴(3)中或所述噴嘴(3)上布置與所述噴嘴(3)的混合室(7)與所述混合裝置(22)或所述輸送管(1)之間的所述開口 (16)中的調整頭(12)有效連接的調節裝置(4)。
16. 如權利要求15所述的裝置，其特徵在於，為了測量所述壓力，在所述混合室(7)中 或所述混合室(7)上布置測量裝置(8)和/或在所述粘結劑管道(23)中或所述粘結劑管 道(23)上布置測量裝置(14)和/或在所述蒸汽管道(17)中或所述蒸汽管道(17)上布置 測量裝置(18)和/或在所述輸送管(1)或所述混合裝置(22)中或者在所述輸送管(1)或 所述混合裝置(22)上布置測量裝置(13)。
17. 如權利要求15至16中的一項或多項所述的裝置，其特徵在於，為了通過所述混合 室(7)中預先給定的壓力來控制或調整所述開口 (16)的大小，布置控制或調整裝置(4)。
18. 如權利要求15至17中的一項或多項所述的裝置，其特徵在於，為了根據要被引入所述輸送管(1)或所述混合裝置(22)的所述粘結劑(5)的量來控制或調整所述混合室(7) 中的壓力和/或所述可調節的開口 (16)的大小，布置控制或調整裝置(4)。
19. 如權利要求15至18中的一項或多項所述的裝置，其特徵在於，朝著所述輸送介質 (20)的流動方向在所述噴嘴(3)之前布置用於附加蒸汽(21)的附加蒸汽管道(19)。
20. 如權利要求15至19中的一項或多項所述的裝置，其特徵在於，所述噴嘴頭(12)相 對於所述輸送管(1)的壁(10)或者所述混合裝置(22)的壁(10)具有5°至85°的角度 a，優選具有30。至60°的角度a。
全文摘要
本發明涉及一種用於在纖維板、MDF板、HDF板或纖維絕緣板、木質材料板、塑料板的製造過程中在加載有輸送介質(20)的、具有基本上超過環境壓力的壓力情況的輸送管(1)中用粘結劑(5)對木屑、纖維或類似纖維的材料進行塗膠的方法，其中通過至少一個噴嘴(3)並通過至少一個連接輸送管(1)和噴嘴(3)的開口(16)將粘結劑(5)引入輸送管(1)並且在輸送管(1)中將粘結劑(5)與被輸送的纖維(2)混合。本發明在於，彼此分開地將粘結劑(5)和蒸汽(6)送入噴嘴(3)，在混合室(7)中將噴嘴(3)內的蒸汽(6)和粘結劑(5)混合成蒸汽—粘結劑混合物，以及在噴嘴(3)中或噴嘴(3)上通過至少一個調節裝置(4)以及與調節裝置(4)有效連接的調整頭(12)來改變混合室(7)與輸送管(1)之間的開口(16)，以便控制或調整要被引入輸送管(1)的粘結劑(5)的量。此外，本發明還涉及另一種方法以及一種用於塗膠的裝置。
文檔編號B27N1/02GK101745949SQ20091025311
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者馮·哈斯 申請人:迪芬巴赫有限兩合公司