Устройство для непрерывного изготовления древесно- стружечных плит, волокнистых плит или тому подобных

 

Использование: деревообрабатывающая промышленность. Сущность изобретения: устройство для изготовления ДСП или волокнистых плит содержит прессующий барабан и бесконечную стальную ленту, которая охватывает часть периметра барабана и создает на этом участке зону прессования. Устройство снабжено прижимными башмаками, осуществляющими нагревание и давление прессования. 9 з.п. 1 ил.

Изобретение относится к устройству для непрерывного изготовления древесно-стружечных (ДСП) плит, волокнистых плит или тому подобных из нарезанного в стружку или расщепленного на волокна исходного материала, содержащего лигноцеллюлозу или целлюлозу и смешанного со связывающим веществом, отверждаемым при сжатии или термообработке, с нагревательным прессующим барабаном и бесконечной, проходящей через направляющие валки металлической прижимной лентой, которая охватывает часть периметра прессующего барабана с образованием зоны прессования для уплотняемого материала, нагретого до более высокой температуры, чем температура отверждения связующего вещества, причем предусмотрено прижимное устройство, которое оказывает определенное давление на единицу площади прессуемого материала.

Такие конструкции известны, например, из ЕР 195 128, ЕР 324 070, DE 25 49 560 или DE 38 00 513. Они предназначены для того, чтобы перерабатывать в большом количестве полученные отходы, например отходы древесины, багассу, стебли хлопчатника или т.п. для получения ДСП или волоконных плит или т.п. для использования их в строительстве или мебельной промышленности. Для этого исходный материал, содержащий лигноцеллюлозу или целлюлозу, нарезают в виде стружки или расщепляют на волокна и в очищенном и в основном высушенном виде смешивают с подходящим для этих целей связывающим веществом. Особенно пригодными для связывания целлюлозных волокон и образования прочных ДСП (Medium Density Fibre Board. Волокнистая плита средней плотности) оказались, например, сополимеры лигносульфоната натрия, меламин и формальдегид, которые при температуре примерно 130^oC постепенно отверждаются.

Для образования ДСП или волоконных плит исходный материал, смешанный со связующим веществом, подается на ленте в зону прессования, находящуюся между лентой и прессующим барабаном, вращающимся синхронно с этой лентой, где он уплотняется под воздействием давления и температуры и постепенно отверждается, прежде чем его снимают с прессующего барабана и разрезают на плиты желаемого размера.

В известных устройствах со стороны входа, т.е. на входе исходного материала в зону прессования, предусмотрен прессующий валик, который оказывает на ленту почти линейное усилие прессования с давлением свыше 100 бар. За прессующим валиком, находящимся на входе в зону прессования, находится зона, в которой давление прессования зависит исключительно от натяжения ленты, далее имеется еще один прессующий валик с таким же почти линейным усилием прессования. Как правило, в этом случае предусмотрены 3-4 валика, причем последний служит для формообразования изготовленных плит перед завершением процесса затвердевания. Недостатком в этих известных способах является то, что вследствие резкой сжимающей нагрузки и ограниченного давления в последующих зонах из-за многократной упругой отдачи волокон получается нежелательный толщинный профиль и неравномерное отверждение по всей толщине плиты, а также возникает потребность в большом количестве связующего вещества. Так, поверхность и нижняя сторона полученной таким образом плиты имеет относительно большую прочность, между тем как внутри плиты чередуются более рыхлые участки с участками средней прочности. Сцепление волокон в плитах зачастую является неудовлетворительным. К тому же при шлифовании поверхности плиты с целью профилирования и придания гладкости твердые участки поверхности обдираются, так что поверхность обработанной плиты имеет разную и местами неудовлетворительную прочность.

Как видно из DE 38 00 513, была сделана попытка добиться большей прочности и лучшей однородности в толщине или твердости путем установления между отдельными прижимными валиками прижимных чаш со смазанной гидростатическим способом рабочей поверхностью, по которой скользит прижимная лента с ограниченным трением при оказании на нее промежуточного давления. Таким образом, в зонах прессования между прижимными валиками сохраняется промежуточное давление, равное приблизительно 25 бар, благодаря чему свойства изготавливаемых ДСП или волокнистых плит относительно равномерности по толщине и прочности могут явно улучшиться. Так как, однако, между прессующими валками и прижимными башмаками могут иметься в принудительном порядке промежутки, в которых давление сильно падает, так что волокнистый материал в этих промежуточных областях больше не находится под давлением и может отжиматься, свойства получаемого изделия при такой конструкции не являются оптимальными.

Другим недостатком является то, что в известных устройствах прижимные валики не достаточно нагреваются для передачи необходимого тепла материалу, отсюда следует, что для нагревания ленты до нужной температуры необходимы дополнительные нагревательные устройства.

Следующий недостаток заключается в том, что в известных устройствах может иметь место повышенное усилие на опорах прессующего барабана. Это требует такого расположения отдельных прессующих валиков, при котором опорные силы прессующего барабана по меньшей мере частично компенсируются, причем из-за приспособления к другим рабочим условиям равновесие сил нарушается. Недостатком является и то, что прижимные валики настолько сильно деформируют корпус прессующего барабана, что возможно сохранение узких допусков.

В задачу изобретения входит устранение вышеназванных недостатков уровня техники и усовершенствование устройства для непрерывного изготовления ДСП или волокнистых плит или указанного типа при поддержании в зоне прессования постоянного давления прессования и избежания или уменьшения на входе пика давления и прерываний для достижения большей прочности и равномерности по толщине и твердости всей древесно-стружечной или волокнистой плиты, причем материал в зоне прессования нагревается простым способом до более высокой температуры, чем температура отверждения связывающего вещества, и причем избегаются предельные опорные силы.

Согласно изобретению эта задача решается следующим образом: прессующее устройство по меньшей мере на входе в зону прессования выполнено с прижимным башмаком с гидравлической опорной площадкой, который вместе с прессующим барабаном образует постепенно сужающуюся зону впуска и следующую за ней зону прессования, проходящую по определенному периметру прессующего барабана, с приблизительно одинаковым давлением пресса и/или удалением от прессующего барабана.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения непосредственно за прижимным башмаком на входе предусмотрены другие гидравлические прижимные башмаки, оказывающие постепенное, ступенчато понижающееся давление на прижимную ленту. За прижимными башмаками в зоне выхода плиты может быть предусмотрен профильный цилиндр с линейной силой, регулируемой по ширине, для получения перед завершением процесса отверждения желаемого толщинного профиля или предусмотренной формы поверхности.

Прессующий барабан может быть предусмотрен с корпусом, вращающимся вокруг прочной на кручение несущей опоры, который опирается с помощью опорных приспособлений на несущую опору, так что опорные силы на цапфах барабана значительно уменьшены или вообще отсутствуют.

Изобретение описано более подробно на основании чертежа, демонстрирующего пример выполнения устройства для изготовления ДСП, волокнистых плит или тому подобных.

Устройство имеет прессующий барабан 1, а также бесконечную металлическую прижимную полосу 2, например, стальную ленту, которая непрерывно тянется по одной части периметра прессующего барабана и проходит через несколько направляющих валков 3, так что на участке обхвата прессующего барабана 1 образуется зона прессования Р. Прессующий барабан 1 и прижимная лента 2 в зоне прессования Р движутся синхронно относительно друг друга.

Из емкости с сыпучим материалом 4 нарезанный в стружку или расщепленный на волокна материал 5, содержащий лигноцеллюлозу или целлюлозу и смешанный со связующим веществом, отверждаемым в результате термообработки, подается при помощи ленточного транспортера 29, проходящего через направляющие валки 30, над направляющей площадкой 28 на поверхность проходящей в этом месте горизонтальной прижимной ленты 2 с заданным весом на единицу площади и далее подается на прижимной ленте 2 на вход Е зоны прессования Р.

В зоне прессования Р поданный материал подвергается давлению пресса и одновременно нагревается до более высокой температуры, чем температура отверждения связующего вещества. Во время прохождения по зоне прессования Р материал прессуется до требуемой толщины и почти затвердевает. На конце Е зоны прессования Р перед выходом А сформированная плита подвергается окончательному прессованию при помощи профильного цилиндра 6 и получает нужную толщину или необходимое качество поверхности или структуру. Выходящая из зоны А пока еще бесконечная ДСП или волокнистая плита 7 надлежащим образом отрезается на нужную длину с помощью режущего устройства 8, и готовые плиты укладываются в штабели 9.

Для формирования зоны прессования Р между прессующим барабаном 1 и прижимной лентой 2 для оказания необходимого давления прессования, а также для нагревания прижимной ленты 2 и находящегося на ней материала 5 на входе Е в зону прессования Р предусмотрен прижимной башмак 10. Его поверхность, обращенная к прижимной ленте 2, сформирована таким образом, что на входе Е в зону прессования Р образован постепенно сужающийся, воронкообразный промежуток между прижимной лентой 2 и прессующим барабаном 1, между тем как на следующем участке прессования Р предусмотрено почти равномерное расстояние между прижимной лентой 2 и прессующим барабаном 1. При этом на входе Е возникает сначала повышенное давление прессования, которое в последующей зоне прессования Р сохраняет почти определенное заданное значение в течение всего времени прохождения над прижимным башмаком 10.

В отличие от устройств с прижимным валиком на входе, который касается прессующего барабана 1 в основном почти линейно и вместе с тем вырабатывает лишь кратковременный пик давления на входе в промежуток, после чего давление сильно падает, что делает возможным отжим (упругую отдачу) волокон, в описанной конструкции давление в зоне прессования Р сохраняется и спустя длительный промежуток времени без нежелательных пиков и падений, вследствие чего полученная таким образом плита демонстрирует значительно лучшую однородность относительно своей толщины и прочности и улучшенное сцепление волокон при уменьшенном содержании и потребности в связующем веществе.

Поверхность прижимного башмака 10, обращенная к прижимной ленте 2, предусмотрена преимущественно с одним или несколькими карманами в подшипниковом вкладыше 11, которые через напорный трубопровод 12 наполняются смазочным материалом при определенном давлении, например достаточно термостойким напорным маслом. Таким образом прижимная лента 2 может скользить почти без трения по поверхности прижимного башмака 10. По давлению, установленному в карманах 11, можно одновременно установить давление прессования, необходимое в зоне прессования Р. Кроме того, выгодно нагреть подведенное напорное масло до температуры более высокой, чем температура отверждения связующего вещества, например выше 150^oC, так что вместе с тем и прижимная лента при скольжении по карманам 11, и находящийся на ней материал 5 сохраняют температуру более высокую, чем температура отверждения. Указанное нагревание прижимной ленты 2 происходит благодаря тому, что передняя сторона 25 прижимного башмака 10 имеет зону предварительного нагрева С, через которую проходит лента 2 до попадания на вход Е и которая также предусмотрена с гидростатическими карманами в подшипниковом вкладыше 26, заполненными через трубопровод 27 горячим напорным маслом.

В принципе зачастую вполне хватает одного единственного, достаточно длинного прижимного башмака 10. Предпочтительно, наряду с прижимным башмаком 10 на входе, могут быть предусмотрены аналогичным образом выполненные дополнительные прижимные башмаки 13, 14, 15 в зоне прессования Р, которые следуют друг за другом практически подряд. Карманы в подшипниковых вкладышах этих прижимных башмаков 13, 14, 15 могут заполняться напорным маслом с различным давлением, так что возможно формирование постепенно, ступенчато снижающегося давления прессования; например в зоне прижимного башмака 10 на входе давление прессования составляет 30-50 бар, между тем как в зоне каждого дополнительного прижимного башмака оно постепенно снижается на 2-3 бара.

Прижимные башмаки 10, 13, 14, 15 могут занимать неподвижное положение относительно прессующего барабана 1 с заданным удалением, или выполняться с возможностью регулирования посредством регулировочного устройства 23, находящегося против прессующего барабана 1 для установления промежутка в зоне прессования Р в направлении прижима, например вручную посредством винта или автоматически посредством электрического, магнитного, пневматического или гидравлического управления. В последнем случае они могут быть подвижными в гидравлических камерах сжатия с установленным с помощью рабочей жидкости давлением, причем может использоваться та же самая рабочая жидкость, что и для карманов 11.

На конце зоны прессования Р может быть предусмотрен профильный цилиндр 6, который служит для придания требуемой формы, например, нужного толщинного профиля, уже в значительной степени отвержденной плите 7 благодаря более высокому давлению прессования, чем давление последнего прижимного башмака 15. Этот профильный цилиндр, предпочтительно имеет корпус 17, вращающийся вокруг прочно закрепленной несущей опоры 16 и опирающийся с помощью одного или нескольких опорных элементов 18 с регулируемой опорной силой в направлении прессования на несущую опору 16. Опорный элемент 18 может представлять собой сквозную опорную деталь или в осевом направлении могут быть предусмотрены рядом друг с другом несколько опорных элементов, с помощью которых может быть получен определенный толщинный профиль. При этом опорные элементы 18 могут быть выполнены известным образом как гидростатические опорные элементы с индивидуально регулируемым усилием прессования или другим известным образом, или обращенная к зоне прессования половина полости сформирована как камера нагнетания, закрытая с помощью уплотнительного элемента 24. Профильный цилиндр 6 можно переставлять по периметру барабана для варьирования участков отверждения. Однако последний прижимной башмак также может служить в качестве профильного элемента, поскольку он оказывает необходимое для формования давление прессования, в случае отказа от профильного цилиндра.

Прессующий барабан 1 хотя и может быть выполнен достаточно известным образом как пустотелый цилиндр, закрытый сбоку крышками с цапфами, однако он выгодным образом предусмотрен с корпусом 20, вращающимся вокруг прочно закрепленной несущей опоры 19, который также опирается с помощью по меньшей мере одного опорного элемента 21 на несущую опору 19. Так как нет опоры цапфы и усилие отводится через крепление несущей опоры 19, полностью отпадает проблема компенсирования опорной реакции при такой конструкции. Опорные элементы 21 могут быть выполнены опять-таки известным образом как гидростатические опорные элементы, которые снабжаются через линию 22 рабочей жидкостью с регулируемым давлением и которые оказывают регулируемое опорное усилие на корпус 20 и обеспечивают опирание вращающегося корпуса барабана 20 почти без трения, или как другие известные опорные элементы, или также как обкатные элементы. Здесь опорные элементы 21 могут быть выполнены также как сквозные опорные планки или как опорные элементы, расположенные рядом друг с другом в осевом направлении и индивидуально регулируемые. По периметру могут быть предусмотрены рядом друг с другом несколько опорных планок или рядов опорных элементов 21. Края прессующего барабана 1 закрыты предпочтительно гибкими уплотнениями, например типа сильфонных. Вместо этого, однако, можно также заполнить всю половину полости, обращенную к зоне прессования Р, между несущей опорой 19 и корпусом барабана 20 или часть ее рабочей жидкостью. Рабочая жидкость опорного элемента 21 выгодным образом подогревается, так что корпус барабана нагревается до температуры более высокой, чем температура отверждения связующего вещества и таким образом обеспечивается достаточно интенсивное двустороннее нагревание материала 5 в зоне прессования P. К тому же при такой конструкции толщина стенок корпуса 20 прессующего барабана 1 может быть значительно уменьшена, например порядка 5 см, и вес прессующего барабана, составляющий более 100 т, становится менее 50 т. Кроме того, благодаря уменьшению толщины стенки улучшается перенос тепла и уменьшаются энергетические потребности. Благодаря целенаправленному установлению давления прессования прижимных башмаков 10, 13, 14, 15 и опорных элементов 21 можно избежать того момента, что корпус барабана 20 при чрезмерном давлении прессования прогибается, так что стабильность толщины ДСП значительно улучшается и износ прижимной ленты 2 сокращается.

Формула изобретения

1. Устройство для непрерывного изготовления древесностружечных плит, волокнистых плит или тому подобных из нарезанного стружкой или расщепленного на волокна исходного материала, содержащего лигноцеллюлозу или целлюлозу и смешанного со связующим веществом, отверждаемым при сжатии или термообработке, содержащее нагреваемый прессующий барабан и бесконечную, проходящую через направляющие валики, металлическую ленту, которая охватывает часть периметра прессующего барабана с образованием зоны прессования для уплотняемого материала, температура которого выше температуры отверждения связующего, причем предусмотрено по меньшей мере одно прижимное устройство, которое оказывает определенное давление прессования на единицу площади ленты, отличающееся тем, что по меньшей мере перед входом в зону прессования расположен прижимной башмак с гидравлической зоной опоры, который образует вместе с прессующим барабаном постепенно сужающуюся зону впуска и следующую за ней зону прессования, проходящую по определенной части периметра прессующего барабана с одинаковым давлением прессования и/или удалением от прессующего барабана.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в зоне прессования непосредственно за прижимным башмаком расположен по меньшей мере еще один прижимной башмак с гидравлическим опорным элементом с регулируемым давлением прессования.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что для установки прижимного башмака или прижимных башмаков оно содержит регулировочное устройство в направлении прессования против прессующего барабана.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что регулировочное устройство имеет заполненную рабочей жидкостью камеру нагнетания, по которой перемещается прижимной башмак.

5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что на передней стороне прижимного башмака перед зоной впуска имеется зона предварительного нагрева, в которой прижимная лента при нагреве скользит по поверхности, имеющей гидростатические карманы в подшипниковом вкладыше, заполненные горячей рабочей жидкостью.

6. Устройство по пп. 1 5, отличающееся тем, что в зоне прессования за последним прижимным башмаком расположен профильный цилиндр, оказывающий большее давление прессования на прижимную ленту, чем последний прижимной башмак.

7. Устройство по пп.1 6, отличающееся тем, что профильный цилиндр и/или прессующий барабан имеет прочную на кручение несущую опору и вращающийся корпус, прижимаемый при помощи по меньшей мере одного опорного элемента с регулируемым опорным усилием.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что профильный цилиндр и/или прессующий барабан имеют несколько опорных элементов с индивидуально регулируемым опорным усилием, расположенных в осевом направлении рядом друг с другом.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что профильный цилиндр установлен с возможностью перестановки в направлении движения прижимной ленты.

10. Устройство по пп.1 6, отличающееся тем, что профильный цилиндр и/или прессующий барабан на стороне прессования имеет камеру, в частности половину камеры, герметично закрытую уплотнительным элементом и заполняемую рабочей жидкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1