CN105228801A - 在生产材料板过程中用于胶合碎屑、纤维或者类纤维材料的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种在生产纤维板、MDF、HDF或纤维隔热板、木质材料板或塑料板的过程中用于以基本上与环境压力相应的压力比在混合装置(22)内用粘结剂(5)胶合碎屑(24)或者以基本上超过环境压力的压力比在加载有输送介质(20)的输送管(1)内用粘结剂(5)胶合纤维(2)或类似纤维材料的装置和方法，所述装置由混合装置(22)或输送管(1)和至少一个喷嘴(3)组成，其中，所述喷嘴(3)能通过至少一个开口(23)与所述混合装置(22)或者输送管(1)连接，而且在所述喷嘴(3)处设置有至少一个粘结剂管道(16)，所述粘结剂管道带有泵(32)，以优选从储备管道或储备仓引入和喷射粘结剂(5)。本发明的解决方案对于装置来说在于，为了将硬化剂(34)在粘结剂管道(16)或喷嘴(3)内定量到粘结剂(5)，将另一泵(33)设置成与硬化剂管道(37)有效连接，所述另一泵(33)适于调节硬化剂(34)或粘结剂(5)的流量。

Description

在生产材料板过程中用于胶合碎屑、纤维或者类纤维材料的方法和装置

本发明涉及一种根据权利要求1或2的前序部分的、在生产材料板过程中用于胶合碎屑、纤维或者类纤维材料的方法以及根据权利要求8的前序部分的用于胶合的装置。

由例如碎屑或中密度纤维或其它可流动材料生产材料板目前是自动化过程，并已在许多国家使用多年。如公知的那样，处理过的碎屑或纤维的压制要么是周期压制要么是连续压制。在此，除了位于压力机之前和之后的设备部件外，借助散布机器来生产散布料垫起到重要的作用，然而，除了原材料的质量外，生产出的散布料垫的质量却是重要的因素。在大规模工业化制造木质材料板中，采用连续工作的压力机投入生产，但部分还是单级的或多级的压力机。由天然原料和人造粘合剂制成的低价材料板的需求迫使生产商开发更多高效的工艺方法。这里特别的重点是能源成本、保持同样质量下的原材料和胶合材料的节约，以及停机时间短和损耗低的技术优化的设备构造。

本发明涉及的领域是粘合剂消耗的优化以及由此带来的能源成本的节约。因为用含水量少的胶合剂进行优化胶合时，不仅由于胶合剂消耗少而降低成本，而且碎屑/纤维中的胶合剂在干燥机中的干燥量变小，这又节约了能量和成本。原则上将胶合剂理解为所谓的粘合漂浮液，其主要成分由粘合材料组成。根据需要还添加了乳化剂、硬化剂、甲醛吸附剂、染料、除虫剂、防霉剂以及其它添加剂等。

通常也可使用没有添加剂的粘合材料。在此，在需要硬化剂时多半将其单独加入混合装置中，以使粘结剂与硬化剂混合。

作为粘结剂，不求完全，以下材料当属考虑之列：异氰酸酯、MDI、三聚氰胺尿素甲醛(MUF)、尿素甲醛(UF)、MUPF或PF。

原则上依据现有技术技术，在用于碎屑板或纤维板的生产设备中借助于喷射喷嘴来胶合碎屑或纤维。此时，喷嘴碎化粘结剂并将粘结剂喷洒在移动的碎屑或纤维上。在此，分成三种胶合方法：在旋转混合的碎屑上、在下落的或加速的碎屑上或者在输送管中以高速运动的纤维上进行喷洒过程。

碎屑一般已经作为碎屑供应，或者在现场生产并在烘干之前或之后引入胶合。纤维大多通过纤维松散装置在现场生产，并在纤维松散之后、在两个磨盘之间通过输送管(英文BlowLine(吹送管线))运送到烘干机。视设备规模和结构而定，该输送管可以长达100米。在较佳以非常高的速度并且在小直径的管内进行输送的过程中，胶合被纤维，接着被送入烘干机以进行烘干。

接着，将碎屑或纤维散布到底板上，并借助于压力机将其挤压成材料板。

通常胶合所需要的粘结剂借助喷嘴引入输送管内或者混合装置(胶合筒旋转和/或带有运动的混合元件)内，喷嘴在喷洒时将粘结剂分散成尽可能小。

从DE102008059877A1和之后从DE102011007336A1已知用于胶合碎屑、纤维或类纤维材料的方法和装置，采用该方法，粘结剂在从喷嘴喷出之前与蒸汽混合。在此，蒸汽的高温以及喷嘴的混合腔内极度紊流的流动应该有助于粘结剂的最优散开。

在此，尤其在高压胶合时这是有利的，因为在“吹送管线(Blow-Line)”的输送管内存在压力的情况下，较佳以比输送管内更高的压力喷入。还可以控制和更精细地调节喷入，因为不再有压力差，而是输送管或混合装置内的最优分布才是决定性的判断依据。

须强调的是，特别是粘结剂，MDI、UF、MUF和PF以液体或悬浮体(半流体)或分散形式适于用本发明的方法或者装置来进行喷洒。

这个方法和装置基本上被证明有效，但已发现，所建议的将已与硬化剂混合的粘合漂浮液引入会在用蒸汽溶解之前便有硬化倾向，而且阻塞粘合漂浮液的送入，并可能由于胶合不良而导致运行失败。特别是，蒸汽可能在粘结剂馈入过程中出现反喷，并可能引起过早硬化。还有问题的是，将粘合漂浮液与硬化剂粘固定在温热的或热的装置杆件附近。

作为替代方案，粘结剂和硬化剂分别施加在待胶合的材料上一般有这样的缺点，一种组分或另一组分经常发生过定量，而且还可能出现这些组分彼此不符合必要的混合比例。

当粘结剂由于缺少硬化剂不能及时硬化，而该板由于缺少内部强度而不能保持蒸汽时，在压力机之后可能裂开(蒸汽破裂)。纯硬化剂区域在之后的板中起缺口作用，这是因为没有粘结剂存在，因此，同样缺乏所需的内部粘结。

本发明的任务在于，提出一种克服上述缺点的用于胶合碎屑和/或纤维的方法和装置。

这个任务的解决方案对于该方法来说在于，借助另一泵将硬化剂定量地馈送到粘结剂管道中的粘结剂中或者馈送到喷嘴内。

针对基于蒸汽的胶合的方法的第二种解决方案在于，将用于粘结剂的硬化剂较佳地以流量可调节的方式定量到蒸汽管道内或者喷嘴的混合腔内。

这个任务的解决方案对于用于胶合的装置来说在于，为了将硬化剂在粘结剂管道或喷嘴内定量到粘结剂，将另一泵设置成与硬化剂管道有效连接，该另一泵优选适于调节硬化剂或粘结剂的流量。

现在，较佳地能够在设备短时间停机的情况下不再需要立即清洗粘结剂管道，较佳地在停止给送粘结剂之前停止添加硬化剂。

另外，现在可更精确地调整定量，这在分别添加粘结剂和硬化剂的情况下并不这样容易。硬化剂通常在分别添加时还要附带地与水混合，这在生产材料板的过程中必须考虑湿度波动方面，并且这实际上是不希望出现的，因为尤其在生产中纤板(MDF)时提高了烘干费用。特别较佳的是，硬化剂与粘结剂在喷嘴中直接混合。尤其较佳和有利的是，硬化剂在与粘结剂接触之前已经被蒸汽溶解而且精细地分布。

最后，也有利的是，蒸汽已经使粘结剂溶解，或者这三种单独的成分单独地或者结合一起地送入混合腔。较佳地，各组分通过压力和/或通过其流量、尤其是在其彼此之间的配比上进行调节。

在图1和2的环形间隙喷嘴上，特别有利的是，需要消耗的蒸汽量小，该蒸汽可断开，而且该喷嘴可以只作为压力喷嘴使用，而且粘结剂的雾化压力通过调节环形间隙或开口是可调的。

特别较佳的是，在混合腔中设置有混合叶片，这些混合叶片在静态混合器的意义下混匀所流过的材料。

还特别较佳的是，为了馈送硬化剂和/或粘结剂而使用泵，这些泵可以脉动地控制，例如通过脉冲发生器。通过采用这个方法，保证向每个喷嘴都可引入精确可调的硬化剂或者粘结剂的量。由此可保证，每个粘结剂液滴都有正确和需要的硬化剂量。

将喷嘴有利地这样配置，即，适于形成蒸汽粘结剂混合物的混合腔可与蒸汽管道或者硬化剂的馈送分开。

尤其令人惊讶地发现，现在有利的是，可在时间上更好地确定硬化剂与粘结剂的反应时间，而且总体变得均匀了，以使得现在由于均匀的硬化而可以达到更好的板质量。

在此直接有利的还在于，所述装置在喷嘴区域内可以容易地或自动化地、尤其是可预防地进行清洁。还排除了喷头的阻塞或者卡住，或允许毫无困难地通过相应的调节装置排除这些问题。同样，通过蒸汽流动或粘结剂流动(当将它们接入时)可提供自清洁效果。

结合或者单独采用其他较佳的实施方式：粘结剂和硬化剂可以在混合腔中、较佳地借助于静态混合元件来进行混合。

硬化剂的定量或者流量可以根据粘结剂的流量来调节，可脉动地加入硬化剂。

可以通过控制或调节装置来控制或调节硬化剂和/或蒸汽和/或粘结剂和/或喷嘴的接入和断开。

粘结剂或者粘结剂管道至少可以从加入硬化剂起进行冷却。

为此，较佳地作为单独的特征或者结合地规定，在粘结剂管道或者在喷嘴中设置有较佳地带有静态混合元件的混合腔。

泵适于脉动地定量硬化剂。

将粘结剂管道处的冷却设置成至少自馈送硬化剂起开始。

对于带有蒸汽管道和用来使粘结剂与蒸汽混合的混合腔的喷嘴，借助所属的泵将硬化剂管道设置成与蒸汽管道和/或混合腔有效连接。

该装置用来执行该方法，但也可以单独使用。

本发明的主题的其它有利措施和构造从从属权利要求和后续借助附图的描述来得出。

附图示出：

图1是在带有输送管和示例性建议的喷嘴的高压区内的按照第一实施例的装置的剖面图，

图2是按照图1的从混合腔过渡到输送管的放大图，

图3是在带有混合装置和示例性喷嘴的常压区内按照第二实施例的装置的剖面图，

图4是第一实施变型中的带有各自附属管道的示意性喷嘴的简化布置图，

图5是按照图4的另一个实施变型，

图6是按照图4的带有附加蒸汽管道的另一实施变型，

图7是在输送管中没有喷嘴的馈送管道的示例性冷却装置，以及

图8是按照图1的喷嘴的变型。

图1和2示出主要还用于实施方法的装置的原则上可能的结构，该装置由带有壁10的输送管1构成，在该输送管内，纤维2借助流动的输送介质20被输送经过至少一个喷嘴3。为了清楚起见省去示出输送管1处的多个喷嘴3。另外，没有按正确的比例给出输送管1与喷嘴3或壁10的大小关系。喷嘴3具有调节装置4，该调节装置例如通过挺杆11与喷头12有效连接。由此，调节装置4能够通过喷头12调节开口23的大小或还可以将其关闭。调节装置4在其设计方案上不受限制，并在细节上涉及由专业人员选择的许多可能性(直线输送器、曲柄传动、滚珠传动或齿条传动、间接驱动装置等等)。

要强调的是，在喷嘴3内设置有混合腔7，蒸汽6可以通过蒸汽管道17、粘结剂5可以通过粘结剂管道16彼此分开地引入该混合腔内。流体和高压技术装备(高压泵、输送装置、蒸汽形成、蒸汽管道、止回阀、压力计)同样可以在相应的专业人员技能的范围内建立，按照技术现状的可能或需要找出这种标准部件并装上。

在运行过程中在混合腔7中与开口23邻接处以及由此在至输送管1的过渡部分处产生蒸汽-粘结剂混合物15，该蒸汽-粘结剂混合物优选在通过控制或调节装置9处的压力给定值25预先给定的压力下进行混合。在此，控制或调节装置9根据压力给定值25或根据测量装置8在混合腔7处或其内测量的结果、通过调节装置4控制或调整喷头12的位置以及由此开口23的大小。为了改善控制或调节，装置具有多个测量点。例如，用测量装置8得出混合腔7内的压力和/或用测量装置14得出粘结剂管道16内的压力和/或用测量装置18得出蒸汽管道17内的压力和/或用测量装置13得出输送管1内或混合装置22内的压力。

为了进一步优化该方法，可以通过控制或调节装置4、根据引入输送管1的粘结剂5的量来控制或调节混合腔7内的压力和/或可调开口16的大小。相反，还可以调节或调整相对于纤维2流速的相应关系。

粘结剂5较佳地以比蒸汽6小的压力馈送到混合腔7。在用蒸汽使粘结剂溶解并使其从混合腔7排出时，这是有利的。

现在为了在工艺上有利地使硬化剂34与粘结剂5混合而示出硬化剂管道37，该硬化剂管道直接通入蒸汽6的蒸汽管道17。该蒸汽溶解硬化剂，并把蒸汽-硬化剂混合物送入混合腔7，在其中进一步溶解粘结剂5。作为替代方案或结合地，硬化剂管道还可以直接通入混合腔7或粘结剂管道16内。

在图3中示出在具有混合装置22的常压区内、按照第二实施例的装置的剖面。在此，该混合装置由固定的筒29组成，其一侧具有用于碎屑24的入口，而另一侧具有用于经胶合的碎屑24的出口。在此，该箭头方向表示碎屑24的通行方向，碎屑24通过混合轴26处的混合叶片27(其由电动机28驱动)在混合装置22内混合并且运送。在上部区域中喷嘴3以剖面显示，而在后侧示出另一个喷嘴3的开口23。以虚线形式示出另一组喷嘴3。在本发明范围内自然还可以在给定情况下只在输入区域内只设置一个喷嘴3。这时，喷头12限定喷嘴3的开口23，并通过调节装置4来运动。

在混合装置22中，较佳地将蒸汽管道17内的蒸汽6以3至16巴的绝对压力送入混合腔7内。在另一个实施例中，为了把胶结剂送入混合装置22，可以通过附加蒸汽管道19把附加蒸汽21送入混合装置22。这时，附加蒸汽管道还可以从下面喷入筒29，以便把碎屑扬起。

在此还示出，硬化剂管道37设置在喷嘴3处，以使硬化剂34直接与蒸汽6和/或粘结剂5混合。

蒸汽6的接入和断开或者蒸汽阀30的位置较佳地通过控制或调节装置4、经由混合腔7内的预先给定的压力来控制或调节。混合腔7内的压力和/或可调开口16的大小可以通过控制或调节装置4、根据在输送管1内或者混合装置22内通过的纤维2/碎屑24的量来进行控制或调节。特别是，为了测量混合腔7内或处的压力而可设置有测量装置8，和/或为了测量粘结剂管道23内或处的压力而可设置有测量装置14，和/或为了测量蒸汽管道17内或处的压力而可设置有测量装置18，和/或为了测量输送管1或混合装置22内或处的压力而可设置有测量装置13。为了控制或调节开口23和/或蒸汽阀30的大小，设置控制或调节装置4也是合理的。为了根据引入输送管1内或混合装置22内的粘结剂5的量来控制或调节混合腔7内的压力和/或可调开口16的大小和/或用于控制蒸汽量的蒸汽阀30的大小，可设有控制或调节装置4。作为蒸汽管道17内的蒸汽阀30特别优选地设置活门或球阀。蒸汽管道17的蒸汽阀30可以直接与混合腔7分开形成和/或至少与喷嘴3成一体。

除了压力调节以外，一般还需要蒸汽、硬化剂和粘结剂的比例调节，因而，任意设置有流量计或容量计。尤其为了调节粘结剂和硬化剂彼此的混合比。

图4至6表示用于混合通过泵32在粘结剂管道16内输送的粘结剂5的喷嘴和管道结构的替代方案。用于通过泵33从硬化剂管道37定量的硬化剂34的静态混合装置7以虚线示出，而且是可选的。该硬化剂粘结剂混合物最后到达喷嘴3内，并在那里喷射。

根据图5可以规定，该硬化剂还可以直接在该喷嘴中(这代表一个较佳实施例)优选在可选的静态混合腔7(用虚线表示)内与粘结剂混合，并在那里出料。

用35标示用于泵33的脉冲发生器，它应该实现将硬化剂34以节拍或者脉动地给入粘结剂5中。

图6、7和8示意地表示实施变型的示意性总览图，其中硬化剂34通过硬化剂管道37与其他组分在喷嘴3或装置内混合。

尽管在所描述的推荐的实施方式中，提出用于胶合纤维或者类似纤维材料的输送管1和用于胶合碎屑的混合装置22，但这不应理解为限制性的，而是还可以给出大量装置或混合器或者混合装置，它们可以通过应用所建议的喷嘴和所建议的方法而获得好处。1458

附图标记列表P1458

1.输送管

2.纤维

3.喷嘴

4.调节装置

5.粘结剂

6.蒸汽

7.混合腔

8.测量装置

9.控制或调节装置

10.壁

11.挺杆

12.喷头

13.测量装置

14.测量装置

15.蒸汽-粘结剂混合物

16.粘结剂管道

17.蒸汽管道

18.测量装置

19.附加蒸汽管道

20.输送介质

21.附加蒸汽

22.混合装置

23.开口

24.碎屑

25.对于7的压力给定值

26.混合轴

27.混合叶片

28.电动机

29.筒

30.蒸汽阀

31.冷却装置

32.5用的泵

33.用于34的泵

34.硬化剂

35.用于33的脉冲发生器

36.混合元件

37.硬化剂管道

Claims (12)

1.一种特别是在生产刨花板、纤维板、中密度纤维板、高密度纤维板或者纤维隔热板、木质材料板或者塑料板的设备中用于胶合碎屑、纤维或者类纤维材料的方法，其中，粘结剂(5)借助泵(32)通过粘结剂管道(16)馈送到喷嘴(3)以进行喷洒，其特征在于，硬化剂(34)借助另一泵(33)定量地馈送到所述粘结剂管道(16)中的所述粘结剂(5)中或者所述喷嘴(3)中。

2.一种用至少一个喷嘴(3)来胶合碎屑、纤维或者类纤维材料的方法，其中，粘结剂(5)在所述喷嘴(3)的混合室(7)内与蒸汽(6)混合成蒸汽－粘结剂混合物(15)，所述蒸汽－粘结剂混合物(15)经由特别是可调节的开口(23)溶解到输送管(1)或者混合装置(22)中，并且与纤维(2)和/或碎屑(24)接触，其特征在于，将用于所述粘合剂(5)的硬化剂(34)较佳地以流量可调节的方式定量到蒸汽管道(17)或者混合室(7)内。

3.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述粘合剂(5)和所述硬化剂(34)较佳地借助静态混合元件(36)在混合室(7)内进行混合。

4.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，根据所述粘合剂(5)的流量大小来调节所述硬化剂(34)的定量或流量大小。

5.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，脉动地(33)给送所述硬化剂(34)。

6.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，通过控制或调节装置(4)来控制或调节所述硬化剂(34)和/或蒸汽(6)和/或粘结剂(5)和/或喷嘴(3)的接入和断开。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂(5)或者粘结剂管道(16)至少从加入硬化剂(34)起进行冷却。

8.一种在生产纤维板、中密度纤维板、高密度纤维板或纤维隔热板、木质材料板或塑料板的过程中用于以基本上与环境压力相应的压力比在混合装置(22)内用粘结剂(5)胶合碎屑(24)或者以基本上超过环境压力的压力比在加载有输送介质(20)的输送管(1)内用粘结剂(5)胶合纤维(2)或类似纤维材料的装置，所述装置由混合装置(22)或输送管(1)和至少一个喷嘴(3)组成，其中，所述喷嘴(3)能通过至少一个开口(23)与所述混合装置(22)或者所述输送管(1)连接，而且在所述喷嘴(3)处设置有至少一个粘结剂管道(16)，所述粘结剂管道带有泵(32)以优选从储备管道或储备仓引入和喷射粘结剂(5)，其特征在于，为了在所述粘结剂管道(16)或者在所述喷嘴(3)内将硬化剂(34)定量到所述粘结剂(5)，将另一泵(33)设置成与硬化剂管道(37)有效连接，所述另一泵(33)优选适于调节所述硬化剂(34)或所述粘结剂(5)的流量。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述粘结剂管道(15)内或者在所述喷嘴(3)内设置有混合腔(7)，所述混合腔优选带有静态混合元件(36)。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述泵(33)适于脉动地定量所述硬化剂(34)。

11.如权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述粘结剂管道(15)处的冷却装置(31)至少自所述硬化剂(34)的引入处起设置。

12.如权利要求8至11中一项的装置，其特征在于，对于带有蒸汽管道(17)和用于使所述粘结剂(5)和蒸汽(6)混合的混合腔(7)的喷嘴(3)，带有所属的泵(33)的硬化剂管道(37)设置成与所述蒸汽管道(17)和/或所述混合腔(7)有效连接。