用於壓制纖維材料的蒸汽注入壓板的製作方法
2023-07-27 17:03:41 2
專利名稱：用於壓制纖維材料的蒸汽注入壓板的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及用於壓制纖維板的壓機，尤其是涉及以高效率且經濟的方式壓制纖維氈(mat)的壓機壓板。
纖維板(或碎料板)製品是這樣製成的，即通過壓制和加熱塗有樹脂的木纖維氈，直到樹脂固化並將木纖維粘結在一起，從而形成堅固的仿木製品。纖維板通常製成MDF(中等密度纖維板)的形式。在許多行業中，MDF作為成本低且有用的板而成為更貴的實心木頭的代用品。儘管MDF有很多用途，但是其纖維的密度相對較低(即小於0.7)，通常不能滿足通過壓花壓制而形成高清晰圖案的要求。因此，必須採用高密度纖維板(HDF)。
用於將高密度纖維氈和樹脂(或粘結劑)擠壓成特定的模製形狀的普通壓機包括兩個相對的壓板，這兩個壓板一起限定了模腔。通常，至少一個壓板通過傳導而被加熱，例如通過使用電加熱線圈或使蒸汽經過位於至少一個壓板內的合適管道。儘管已有的壓機僅利用導熱(熱壓)就能夠很好地製造纖維板製品，但是，現在的製造需要要求壓制的循環時間更短和採用更強的高溫樹脂，以製造高清晰、更高密度和有時更厚的纖維板製品。通過將蒸汽引入氈中，配料(或纖維氈)的固化速度可增加十倍。蒸汽可以從一個壓板引入模腔。注入的蒸汽流過位於模腔中的纖維氈內的「孔道」或間隙，然後利用真空或合適的壓差並穿過設於對面壓板中的合適開口和管道而將其從氈中抽出。這種已知的蒸汽注入橫向流動方法能夠通過熱對流而將蒸汽的熱量傳給形成纖維氈的配料，這將快速均勻地有效升高該氈中心部分的溫度，並使樹脂快速均勻地固化。
目前，一種這樣的蒸汽注入式纖維板製品壓機可由喬治亞州Norcross的Sunds Defibrator公司購得。該壓機採用兩個蒸汽分配壓板；上部壓板將蒸汽向下注入模腔和配料中，而對面的下部壓板從配料的底部排出蒸汽(和產生的任何霧氣或溼氣)。
儘管該已有的「橫向流動」壓機設計使得蒸汽能夠均勻有效地加熱氈的整個區域，但是它不能夠採用壓花壓板，因為壓花壓板中模腔的一個表面是「乾淨」的，沒有任何注入噴口、網、槽或開口，從而可將高清晰的圖案壓印在該壓製品的表面上。
授予D.W.Nyberg的美國專利No.4162877公開了一種蒸汽注入纖維板壓制系統，該系統包括兩個對置的壓機壓板，這兩個壓機壓板確定了模腔，纖維氈置於該模腔中並被壓製成合適的形狀。只有下部的壓板是流體分配壓板，該壓板包括管道和孔，以便使模腔和外部蒸汽源之間以及模腔和排氣系統之間流體連通，其由控制閥隔開。上部的壓板沒有注入或排出孔或噴口。
在US4162877的系統的操作過程中，纖維氈放於模腔中後，從蒸汽源提供的蒸汽通過下部壓板中的管道和孔而被引入並注入在模腔中進行壓制的纖維氈內。經過給定時間後，控制閥關閉以切斷蒸汽的供給，然後使模腔與排氣系統相通。該排氣系統利用分配壓板而從模腔中抽取蒸汽和溼氣。
因為US4162877中對面(上部)的壓板是「乾淨的」，因此它可以用作壓花壓板，以便在壓制的纖維氈中壓出圖案，但是這只能在氈密度小於0.7時才行。根據該專利，當氈密度更高時，必須採用一種網，以便防止空氣殘留在靠近上部壓板的氈中。殘留在氈內的空氣阻礙了樹脂粘結劑的正確固化，因此在成品中產生了缺陷和缺點。遺憾的是，在許多壓花壓制的實際應用中，纖維氈的密度都大於0.7，而根據US4162877使用任何絲網都將不能在對面的壓板上採用壓花表面壓板。
在US4162877所公開的壓機壓板中還有一問題，即不能使蒸汽形成從遠處氣源流過一個壓板、再流過模腔內的氈中的預定區域、然後通過同一壓板而流出該氈的連續蒸汽流。因為蒸汽注入和蒸汽/溼氣排出共用位於US4162877的系統的下部壓機壓板中的相同的管道、通道和孔系統，因此該壓機系統必須在通過所有孔向模腔供給蒸汽和通過所有孔從模腔中去除蒸汽(和溼氣)之間輪流進行。
本發明的目的是提供一種纖維板壓花壓機，該壓機能夠克服現有技術的缺點。
本發明的另一目的是提供這樣一種壓花壓機，該壓機能夠使蒸汽連續流過位於壓機模腔內的纖維氈，同時將蒸汽和溼氣從模腔中排出，並且在該模腔內保持一個壓花表面。
根據本發明的一個優選實施例，用於纖維板壓機的分配壓板有一模腔，並有蒸汽注入管道，該蒸汽注入管道使得遠處的蒸汽源與模腔內流體連通。該分配壓板還包括蒸汽排出管道，該蒸汽排出管道使得該模腔與遠處場所流體連通。該壓機壓板使得蒸汽持續經專門的蒸汽流入管道而進入模腔，同時持續經專門的排出管道而使蒸汽和溼氣由模腔中流出。
附圖的簡要說明
圖1是基本沿圖2中的線1-1的橫剖圖，其示出了本發明纖維板壓機，包括一上部的壓花壓板、下部的分配壓板、內部的分配管道和流體流動箭頭；圖2是本發明的分配壓板的局部平面圖，表示蒸汽貫穿配料的流動情況，該配料位於下部分配壓板的表面蒸汽槽道之間；圖3是本發明第二實施例的分配壓板的局部平面圖，具體表示了注入噴口、排氣口、供給和排氣壓板的表面槽道；以及圖4是基本沿圖3中4-4線的橫剖圖，具體表示注入噴口、排氣口、供給和排出管道。
參考圖1，(局部)圖示的纖維板壓機10包括具有壓花表面14的上部壓花壓板12和下部的分配壓板16，並確定了一模腔17、一縱向軸線18和一壓制軸線20。如前所述，利用粘結劑使擠壓纖維氈或配料22的結構完整，並使其保持新模製的形狀。這些粘結劑通常是熱固型樹脂，例如脲甲醛、苯酚甲醛、間苯二酚甲醛、凝縮糠醇樹脂或有機多異氰酸酯(polyioscyanates)。將粘結劑添加到木質纖維原材料或纖維中，該混合物或「配料」形成纖維氈，該纖維氈在上述壓機壓板之間被擠壓，同時對位於模腔中的氈加熱(通常以蒸汽的形式)。例如根據該配料和樹脂的類型及成品所需的性能，在纖維氈的擠壓之前、擠壓過程中或擠壓之後，或者在這三個時期的組合中將蒸汽注入整個配料22中。對於壓花裝飾板製品，優選是在該氈充分擠壓或固結之後注入蒸汽，並且通常一直到配料22的粘結劑固化。然後打開壓板12、16，取出模製固化的纖維板製品。在圖1中，如現有技術所知，還可以採用周邊擋塊19，以減小邊緣損失，同時還在壓制過程中使配料22保持穩定。
本發明的一個重要特徵是壓花表面14是「乾淨」的，沒有任何可能損害或損壞壓花的配料表面的孔、噴口、孔隙或其它類似開口。因此，所形成的壓機能夠在配料22的上表面壓出高清晰的壓花。
為了保證全部配料22均勻完全地固化，並儘可能快，下部分配壓板16有一個或多個供給管道26，以便向整個配料22供給蒸汽，下部分配壓板還有一個或多個排出管道30，以便同時以連續自由流動的方式將蒸汽、殘留的空氣和/或冷凝物從配料22中排出或除去。下部分配壓板16具有一壓制表面15，其包括多個注入噴口24，各注入噴口24優選是沿多個蒸汽供給管道26中的一個而對齊，如圖4所示。在圖1和4所示的本發明實施例中，蒸汽供給管道26沿基本平行於縱向軸線18的直線而定位。蒸汽供給管道26安裝在主蒸汽供給管28上並與其流體連通。
排出管道30位於蒸汽供給管道26附近並基本與其平行。至少有一個、優選是多個排出孔32安裝在排出管道30上並與其流體連通。各排出孔32在模腔17和排出管道30之間提供流體連通。各排出管道30安裝在主排出管34上並與其流體連通。
上述結構的管道、管、噴口和孔能夠形成專門的蒸汽供給，即，從遠處氣源經過主供給管28、蒸汽供給管道26並最後通過各注入噴口24而供給，從而使蒸汽注入模腔17內的配料22內。在蒸汽注入整個配料22的同時，還通過排出孔32、排出管道30並最後通過主排出管34而從配料22中抽出蒸汽。
因為蒸汽可以連續向配料22供給，並同時從配料22中連續抽出，從而迫使所注入的蒸汽以「橫向流動」的方式流過配料22，而不會危害或損害由上部壓花壓板12的壓花表面14所壓制的產品表面。
如圖1所示，當蒸汽(如箭頭所示)從供給管道26和注入噴口24注入配料22時，蒸汽朝著最近的排出孔32橫向流動通過配料22，並在該過程中有效加熱配料22的大片區域。
圖1和2所示的分配壓板16的實施例包括注入噴口24，該注入噴口24與排出孔32交錯布置。在一個可選實施例中(未示出)，排出孔可以與注入噴口排成一條直線。各注入噴口24和排出孔32的確切位置和大小可以根據配料22的特定性質、粘結劑以及要製造的產品的尺寸或所需特性來進行調整。例如，位於配料22較厚區域的注入噴口24的尺寸優選是這樣，即，從這些噴口24注入的蒸汽可以更深地注入該較厚配料22。
為了更便於將蒸汽分配給氈的全部區域，下部分配壓板16的壓制表面15也可以有表面蒸汽分配槽道27和表面蒸汽排出槽道31。各表面蒸汽分配槽道27開口於模腔17，並將其布置成與至少一個蒸汽注入噴口24流體連通。優選是，多個蒸汽注入噴口24位於各表面蒸汽分配槽道的底部。類似的，各表面蒸汽排出槽道31開口於模腔17，並將其布置成與至少一個蒸汽排出孔32流體連通。優選是，多個蒸汽排出孔32位於各表面蒸汽排出槽道31的底部。
在圖3和4所示的另一實施例中，在下部分配壓板16的壓制表面15上設有凹口29。該凹口29的大小適於容納一開槽的薄板(未示出)，該開槽薄板更有利於蒸汽的分配和排出，同時，該開槽薄板還將該氈分別支承在蒸汽分配和排出槽道27、31上並分別支承在蒸汽注入噴口和排出孔24、32上。
如上所述，根據本發明，任何合適的管道和管結構都可以用於向蒸汽注入噴口24供給蒸汽和將蒸汽從模腔17中排出。排出管道30和供給管道26可以通過鑽孔而成一體地形成於下部分配壓板16內，或者可以通過裝在下部壓板16外面的單獨的專用管而進行供給。
上述蒸汽注入系統包括蒸汽注入噴口24、表面蒸汽分配槽道27、蒸汽供給管道26和主蒸汽管28，蒸汽排出系統包括蒸汽排出孔32、表面蒸汽排出槽道31、蒸汽排出管道30和蒸汽排出管34，該蒸汽注入系統與蒸汽排出系統之間並不相互連通，除非通過該纖維氈內的間隙或「槽道」。如上所述，本發明的分配壓板使得蒸汽能夠通過蒸汽注入系統而注入，並流過配料或氈的「槽道」，然後通過蒸汽排出系統而排出。蒸汽的這一「流過」運動將氈內的空氣清除。完成這一動作後，注入系統和排出系統都能夠用於經過氈而抽出高壓蒸汽，以加速固化處理過程。在蒸烘過程的最後，當粘結劑固化後，注入系統和排出系統都能夠用於排出模腔和氈內的壓力，即，使模腔和氈減壓。
儘管上面介紹的本發明優選實施例是為了進行說明，但本領域的技術人員能夠理解，在不脫離由附加權利要求書所限定的本發明的範圍和精神的情況下，可以對其進行多種補充、變化和替換。
權利要求
1．一種用於由配料製成纖維板製品的壓機中的分配壓板，所述分配壓板包括一接觸表面，以便容納和壓住所述配料；位於所述接觸表面上的至少一個蒸汽入口，該蒸汽入口適於與蒸汽源配合，從而可以將蒸汽注入所述配料；以及位於所述接觸表面上的至少一個蒸汽排出孔，該蒸汽排出孔適於與負壓源配合，以便將所注入的蒸汽從所述配料中排出，在所述壓機的工作過程中，所述蒸汽注入噴口和蒸汽排出孔可同時工作。
2．根據權利要求1所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面確定了第一坐標軸和第二坐標軸，並且還包括位於所述分配壓板內的用於在所述至少一個蒸汽入口和所述蒸汽源之間流體連通的裝置。
3．根據權利要求1所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面確定了第一坐標軸和第二坐標軸，並且還包括位於所述分配壓板內的用於在所述至少一個排出孔和所述負壓源之間流體連通的裝置。
4．根據權利要求2所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個蒸汽入口，這些蒸汽入口彼此均勻間隔開並分布在整個所述接觸表面上。
5．根據權利要求2所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個排出孔，這些排出孔彼此均勻間隔開並分布在整個所述接觸表面上。
6．根據權利要求2所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個排出孔和多個蒸汽入口，其彼此均勻間隔開並分布在整個所述接觸表面上，這樣，各蒸汽入口靠近至少一個排出孔。
7．根據權利要求6所述的分配壓板，其特徵在於，兩相鄰蒸汽入口之間的距離近似等於所述多個蒸汽入口中的任意一個與所述多個排出孔中的至少一個之間的距離，這樣，從所述多個蒸汽入口中的任意一個注入所述配料內的蒸汽通過相鄰的至少一個排出孔而局部排出。
8．根據權利要求2所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個蒸汽入口，這些蒸汽入口沿各蒸汽入口行而均勻間隔開，所述蒸汽入口行基本上彼此平行且與所述第一坐標軸平行，所述蒸汽入口行跨過所述接觸表面而布置。
9．根據權利要求8所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面還包括多個排出孔，這些排出孔沿各排出孔行而均勻間隔開，所述排出孔行基本上彼此平行且與所述各蒸汽入口行平行，所述排出孔跨過所述接觸表面而布置，各個所述排出孔行位於兩相鄰蒸汽入口行之間。
10．一種用於由配料製成纖維板製品的壓機中的分配壓板，所述分配壓板包括一接觸表面，以便容納和壓住所述配料；位於所述接觸表面上的至少一個蒸汽入口，該蒸汽入口適於與蒸汽源配合，從而可以將蒸汽注入所述配料；以及位於所述接觸表面上的至少一個蒸汽排出孔，該蒸汽排出孔適於與大氣相聯，以便將所注入的蒸汽從所述配料中排出，在所述壓機的工作過程中，所述蒸汽注入噴口和蒸汽排出孔可同時工作。
11．根據權利要求10所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面確定了第一坐標軸和第二坐標軸，並且還包括用於在所述至少一個蒸汽入口和所述蒸汽源之間流體連通的裝置。
12．根據權利要求10所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面確定了縱向軸線和橫向軸線，並且還包括用於在所述至少一個排出孔和所述負壓源之間流體連通的裝置。
13．根據權利要求11所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個蒸汽入口，這些蒸汽入口彼此均勻間隔開並分布在整個所述接觸表面上。
14．根據權利要求11所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個排出孔，這些排出孔彼此均勻間隔開並分布在整個所述接觸表面上。
15．根據權利要求11所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個排出孔和多個蒸汽入口，其彼此均勻間隔開並分布在整個所述接觸表面上，這樣，各蒸汽入口靠近至少一個排出孔。
16．根據權利要求15所述的分配壓板，其特徵在於，兩相鄰蒸汽入口之間的距離近似等於所述多個蒸汽入口中的任意一個與所述多個排出孔中的至少一個之間的距離，這樣，從所述多個蒸汽入口中的任意一個所放出的蒸汽通過相鄰的至少一個排出孔而局部排出。
17．根據權利要求11所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面包括多個蒸汽入口，這些蒸汽入口沿各蒸汽入口行而均勻間隔開，所述蒸汽入口行基本上彼此平行，並跨過所述接觸表面而均勻間隔開。
18．根據權利要求17所述的分配壓板，其特徵在於，所述接觸表面還包括多個排出孔，這些排出孔沿各排出孔行而均勻設置，所述排出孔行基本彼此平行且與所述各蒸汽入口行平行，所述排出孔行跨過所述接觸表面而均勻間隔開，各個所述排出孔行位於兩相鄰蒸汽入口行之間。
19．根據權利要求11所述的分配壓板，其特徵在於，所述第一和第二坐標軸彼此正交布置，所述流體連通裝置包括至少一個整體形成的蒸汽通道，所述蒸汽通道與所述至少一個蒸汽入口和所述蒸汽源都相通，這樣，蒸汽可以有選擇地從所述蒸汽源開始，通過所述蒸汽通道流向所述至少一個蒸汽入口，以便使其分配到所述配料中。
20．根據權利要求11所述的分配壓板，其特徵在於，所述第一和第二坐標軸彼此正交布置，所述流體連通裝置包括至少一個整體形成的排出通道，所述排出通道與所述至少一個排出孔和所述大氣都相通，這樣，所述配料內的水蒸汽可以有選擇地從所述排出孔並通過所述至少一個排出通道而流向所述大氣。
21．根據權利要求2所述的分配壓板，其特徵在於，所述第一和第二坐標軸彼此正交布置，所述流體連通裝置包括至少一個整體形成的蒸汽通道，所述蒸汽通道與所述至少一個蒸汽入口和所述蒸汽源都相通，這樣，蒸汽可以有選擇地從所述蒸汽源開始，通過所述蒸汽通道而流向所述至少一個蒸汽入口，從而將其分配到所述配料中。
22．根據權利要求2所述的分配壓板，其特徵在於，所述第一和第二坐標軸彼此正交布置，所述流體連通裝置包括至少一個整體形成的排出通道，所述排出通道與所述至少一個排出孔和所述負壓源都相通，這樣，所述配料內的水蒸汽可以通過所述排出孔而抽出，並通過所述至少一個排出通道而到所述負壓源。
23．根據權利要求9所述的分配壓板，其特徵在於，所述第一和第二坐標軸彼此正交，其中，所述各蒸汽入口沿所述第一軸線而布置於各所述蒸汽入口行中，所述第二坐標軸與相鄰蒸汽入口行的相鄰排出孔相交，所述第二坐標軸還在位於各所述排出孔行上的相鄰排出孔之間的中點周圍的位置處與各排出孔行相交，這樣，沿所述第二坐標軸測量時，第一蒸汽入口行的所述蒸汽入口相對於相鄰排出孔行的所述排出孔來說是偏移並交替的。
全文摘要
一種用於纖維板壓機(10)的分配壓板(16),其具有模腔(17)並包括蒸汽注入管道(26),該蒸汽注入管道(26)使遠處的蒸汽源(28)與模腔(17)流體連通。該分配壓板(16)還包括一蒸汽排出管道(30),其使模腔(17)與遠處場所流體連通。該壓機壓板(16)使得蒸汽能通過專門的蒸汽注入管道(26)連續流入模腔(17),並使得蒸汽和溼氣通過專門的排出管道(30)而從模腔(17)中連續流動。
文檔編號B27N3/18GK1306473SQ99807723
公開日2001年8月1日 申請日期1999年6月23日 優先權日1998年6月23日
發明者布賴恩·博諾莫, 凱利·默爾, 亞歷克斯·韋爾加拉, 米歇爾·梅裡爾, 皮特·沃爾什 申請人:瑪索尼特公司