CN109746991B - 设置有阻燃剂喷洒装置的湿刨片输送装置及阻燃剂喷洒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设置有阻燃剂喷洒装置的湿刨片输送装置及阻燃剂喷洒方法。所述湿刨片输送装置包括：皮带、落料通道、打散装置、螺旋挤压器和喷洒装置；所述落料通道与皮带相连接，所述打散装置设置在落料通道内部；所述螺旋挤压器设置在落料通道的下方；所述喷洒装置与所述落料通道的落料口和/或所述打散装置相连接；所述喷洒装置包括：阻燃剂储罐、喷头和阻燃剂输送管道，所述喷头通过阻燃剂输送管道与阻燃剂储罐相连接。在该装置内向在落料通道内处于运动过程中的湿刨片喷洒阻燃剂溶液，有效提升了在湿刨片运输至湿刨片料仓的过程中湿刨片的阻燃性。

Description

设置有阻燃剂喷洒装置的湿刨片输送装置及阻燃剂喷洒方法

技术领域

本发明属于木材加工领域，涉及木材加工用装置，具体涉及一种设置有阻燃剂喷洒装置的湿刨片输送装置及阻燃剂喷洒方法。

背景技术

定向刨花板(OSB)是以杨木、松木等木材为原料，通过专用设备加工成刨片，经干燥、施胶、定向铺装、热压成型等工艺制成的一种定向结构板材。其表层刨片呈纵向排列，芯层刨片呈横向排列。这种纵横交错的排列，重组了木质纹理结构，彻底消除了木材内应力对加工的影响，使之具有优异的易加工性和防潮性。OSB内部为定向结构，无接头、无缝隙、裂痕，整体均匀性好，内部结合强度极高，因此近年来OSB得到了广泛的发展。

然而，由于普通定向刨花板具有可燃性，使其在诸多领域的应用上受到了限制。尽管现有的定向刨花板通常通过添加阻燃剂改善阻燃性能，但其工艺往往复杂程度非常高，或者使用昂贵的阻燃剂导致成本居高不下，并且阻燃性能也无法满足更高安全性的要求。因此有必要对定向刨花板的生产装置和生产工艺作出改进，以期提升刨片的阻燃性能，并使其能够在工业上实施批量生产。

发明内容

本发明提供一种设置有阻燃剂喷洒装置的湿刨片输送装置，所述湿刨片输送装置包括：皮带、落料通道、打散装置、螺旋挤压器和喷洒装置；

所述落料通道入口与皮带相连接，所述打散装置设置在落料通道内部；

所述螺旋挤压器设置在落料通道的下方；

所述喷洒装置设置于所述落料通道内和/或所述打散装置上；

所述喷洒装置包括：阻燃剂储罐、喷头和阻燃剂输送管道，所述喷头通过阻燃剂输送管道与阻燃剂储罐相连接。

根据本发明装置的技术方案，所述打散装置可以为能够实现打散刨片的任何装置，例如可以为空心滚筒。

根据本发明装置的技术方案，所述喷头设置在所述空心滚筒的外表面。例如，所述喷头设置于在所述空心滚筒的外表面，如均匀排布于所述空心滚筒的外表面。

作为实例，相邻喷头之间的距离可以彼此独立地选自5cm以上，例如10cm以上，如10cm以上、20cm以上、30cm以上、40cm以上。

根据本发明装置的技术方案，所述喷头的设置角度与所述空心滚筒的外表面切线相垂直且喷头朝向向外。例如，所述空心滚筒的外表面还设置有突出的齿状部件，所述齿状部件可以分布，例如均匀分布在所述空心滚筒的外表面。

进一步地，所述空心滚筒可以与电机相连接，以驱动空心转筒旋转。

进一步地，所述空心滚筒的数量可以为一个、两个或更多个。优选地，当所述空心滚筒数量≥3时，每两个空心滚筒之间的间距相同或不同，优选为相同。

优选地，所述空心滚筒的转速可以根据落料速度调节，例如为20r/min以上，例如20-50r/min，例如20-30r/min、40-50r/min。

根据本发明装置的技术方案，所述喷头还可以设置在所述落料通道的内壁，例如内壁的上端、中端或底端。根据本发明的装置，所述喷头可以为压力喷头，例如压力式雾化喷头。例如，所述喷头的数量可以为一个、两个或更多个。例如，所述喷头的数量可以为6个、8个、10个、16个、20个或者30个。

优选地，当所述喷头的数量为两个或更多个时，所述喷头可以设置在落料通道内壁的相同或不同水平面上。优选地，所述喷头的设置角度与所述落料通道的内侧壁或者内侧壁的切线相垂直且朝向为内。优选地，当所述喷头设置在所述落料通道内壁的底端时，所述喷头与落料通道内壁的夹角小于90度。优选地，所述喷头均匀地分布在所述落料通道的内壁上端、中端或底端的相同或不同水平面上。

根据本发明的实施方案，所述落料通道的高度没有特别限制。本领域技术人员可以结合场地状况，以及落料速度、所需要的阻燃剂附着量等参数条件，设置落料通道的高度。

根据本发明的装置，所述螺旋挤压器的转速可以为40r/min以上，例如40-60r/min、60-80r/min。所述螺旋挤压器可在传送喷洒了阻燃剂的刨片的同时，提高阻燃剂与刨片的附着程度。

根据本发明的装置，所述阻燃剂输送管道上可以设置流量传感器、阀门(例如球阀、闸阀)、质量流量计和泵中的至少一种。优选地，所述阻燃剂输送管道可以包括输送干路和输送支路，所述输送支路并联。例如，所述输送干路上设置质量流量计和/或泵，所述输送支路上设置有流量传感器、闸阀和/或球阀。

根据本发明的装置，所述阻燃剂储罐包括罐体和搅拌器，所述罐体优选为保温罐体，所述搅拌器优选为电动搅拌器。

根据本发明的装置，所述喷洒装置还可以包括阻燃剂配制罐，所述阻燃剂配制罐与所述阻燃剂储罐通过管路连接。进一步地，所述阻燃剂配制罐包括配制罐罐体、搅拌器和重量变送器。优选地，所述重量变送器均匀设置在所述配制罐罐体的底部，所述重量变送器的数量可以为一个、两个或更多个，例如，所述重量变送器的数量可以为三个。进一步地，所述阻燃剂配制罐与所述阻燃剂储罐连接的管路上可以设置质量流量计和/或泵。进一步地，所述搅拌器优选为电动搅拌器。

根据本发明的装置，所述阻燃剂配制罐还可以与储水罐通过管路连接；优选地，所述阻燃剂配制罐和储水罐的连接管路上可以设置泵。

根据本发明的装置，所述阻燃剂输送管道、所述阻燃剂配制罐与所述阻燃剂储罐的连接管路、所述阻燃剂配制罐和储水罐的连接管路的材质均可以为不锈钢材质或其他适宜的材质。

根据本发明的装置，所述皮带和所述落料通道之间还设置有称重仪，用于计量湿刨片的重量。

根据本发明的装置，所述泵可以为叶轮泵。

根据本发明的装置，所述湿刨片输送装置还可以包括PLC控制器。优选地，所述称重仪、电机、质量流量计、流量传感器、闸阀、球阀和泵均与PLC控制器电连接。

进一步地，本发明还提供上述湿刨片输送装置喷洒阻燃剂的方法，所述方法包括步骤：在湿刨片传送至湿刨片料仓的过程中喷洒阻燃剂溶液。

优选地，所述湿刨片传送至湿刨片料仓的过程可以为湿刨片在落料通道内的下落过程。

优选地，所述方法包括以下步骤：

(1)湿刨片进入落料通道内，从落料通道的顶部和四周方向向运动的湿刨片喷洒阻燃剂溶液；和/或，

(2)在落料通道内，边打散湿刨片边向其喷洒阻燃剂溶液，得到阻燃刨片。

根据本发明的方法，所述阻燃剂溶液的喷洒范围能够覆盖所述湿刨片。

根据本发明的方法，所述阻燃剂可以选自本领域已知的水溶性阻燃剂的任意一种、两种或更多种。例如，所述阻燃剂可以含有聚磷酸铵、磷酸铵、硫酸铵、硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠、磷酸脒基脲、氨基磺酸胍、聚磷双胍、磷酸二氢胍、磷酸氢二胍、硫酸胍等中的至少一种；优选地，所述阻燃剂可以为聚磷酸铵、磷酸铵和硫酸铵的混合物，硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠和磷酸铵的混合物，磷酸脒基脲、硼酸、硼砂和/或氨基磺酸胍的混合物。示例性地，所述阻燃剂中可以含有聚磷酸铵(例如聚合度低于20，例如6、8、10的聚磷酸铵)、磷酸铵和硫酸铵，例如质量比(1-3):(3-5):1的聚磷酸铵(例如聚合度低于20，例如6、8、10的聚磷酸铵)、磷酸铵和硫酸铵；示例性地，所述阻燃剂可以含有硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠和磷酸铵，例如质量比为2:3:2:3的硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠和磷酸铵。

根据本发明的方法，所述阻燃剂溶液中阻燃剂的浓度可以为20-40wt％；例如20-35wt％；示例性地，所述阻燃剂的浓度为20wt％、30wt％。

根据本发明的方法，所述阻燃剂溶液的温度可以为0-40℃，例如10-30℃，如20-25℃。

根据本发明的方法，所述阻燃刨片上附着有阻燃剂，所述阻燃剂的附着量是指阻燃剂喷洒后附着于刨片的阻燃剂重量占绝干刨片的重量百分比，例如4.0-30.0％，例如5-25％、10-20％；其中所述阻燃剂的重量以固体阻燃剂计。

根据本发明，所述附着包括以吸附、浸润或其他方式结合至刨片表面及其内部的状态。

根据本发明的方法，所述阻燃剂溶液的喷洒量可以为10-90L/min；例如，所述喷洒速度可以为20-85.5L/min、25-80L/min、30-60L/min、40-50L/min。优选地，所述喷洒量通过可调速泵调节；优选地，以流量计所示读数为喷洒量。

根据本发明的方法，所述湿刨片在落料口的下料量(以绝干刨片计)可以为5t/h以上，例如5-20t/h，如10t/h。

根据本发明的方法，所述打散的速度可以为20r/min以上，例如20-50r/min，例如20-30r/min、40-50r/min。

根据本发明的方法，所述刨片的规格没有特别限定。作为实例，所述刨片的宽度可以为5-40mm，例如10-30mm；厚度可以为0.4-0.8mm，例如0.5-0.7mm；长度可以为100-180mm，例如120-160mm。

根据本发明的方法，喷洒阻燃剂溶液之前，所述湿刨片的含水率为30-50wt％，例如35-45wt％，示例性地，含水率可以为44.39wt％、44.80wt％。

根据本发明的方法，喷洒阻燃剂溶液之后，所述湿刨片的含水率可以为32-58wt％，例如40-57wt％、45-56wt％。

本发明的有益效果：

本发明通过在湿刨片传输装置上设置阻燃剂喷洒装置，实现了在湿刨片传输过程中的运动施加阻燃剂，出人意料地同时提高了阻燃剂喷洒的均匀度、覆盖率以及阻燃剂对刨片的附着效果，显著提升了刨片的阻燃性能。

本发明喷洒的阻燃剂选用水溶性阻燃剂，成本低，可以明显提高刨片的阻燃效果。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的设置有喷洒装置的湿刨片输送装置的结构示意图。

图2是图1中所述落料口的结构示意图。

附图标记：1-皮带，2-落料口，3-落料通道，4-空心滚筒，5-压力喷头，6-齿状部件，7-电机，8-螺旋挤压器，9-阻燃剂储罐，10-搅拌器，11-输送干路，12-输送支路，13-流量传感器，14-叶轮泵，15-球阀，16-称量仪。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。此外，应理解，在阅读了本发明所公开的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的保护范围之内。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例中所用的阻燃剂溶液为：按照质量比硼砂：氨基磺酸铵：磷酸钠：磷酸铵＝2:3:2:3，加水配制成阻燃剂溶液。

实施例中所用流量传感器的型号为DC-PNP，叶轮泵的型号为MJ083BY0，压力喷头的型号为W-2.0，电机的功率为1.1kW。

除非另有说明，下文中的百分比均指重量百分比。

实施例1

设置有阻燃剂喷洒装置的湿刨片输送装置，湿刨片输送装置包括：皮带1、落料通道3、空心滚筒4、螺旋挤压器8和喷洒装置；

落料通道3与皮带1相连接，空心滚筒4设置在落料通道3内部；

螺旋挤压器8设置在落料通道3的下方；

喷洒装置与落料通道3相连接；喷洒装置包括：阻燃剂储罐9、压力喷头5和阻燃剂输送管道，压力喷头5通过阻燃剂输送管道与阻燃剂储罐9相连接。

如图1所示，压力喷头5均匀排布在空心滚筒4的外表面，每个空心滚筒上设置10个喷头。压力喷头5的设置角度与空心滚筒4的外表面切线相垂直且喷头朝向向外。空心滚筒4的外表面还均匀地设置有齿状部件6。空心滚筒4与电机7相连接，由电机带动空心转筒旋转。空心滚筒的数量为上下排列的四个，每两个空心滚筒之间的间距相同。空心滚筒的转速为30r/min，对在落料通道中下落的湿刨片边进行打散的同时，还向湿刨片喷洒阻燃剂。

在落料通道3的内侧壁上端、中端和低端的三个平面上，每个平面环绕落料通道内壁均匀设置12个压力喷头5，共计36个压力喷头5。每一个压力喷头5与落料通道3的内壁相垂直且朝向为内，以实现湿刨片进入落料口时，即可以从多个方向向湿刨片喷洒阻燃剂。

图1和图2中示例性地画出压力喷头5的位置。

阻燃剂输送管道上设置流量传感器、球阀、闸阀、质量流量计和泵中的至少一种。阻燃剂输送管道包括输送干路11和输送支路12，输送支路12并联。输送干路11上设置质量传感器13和叶轮泵14，输送支路12上设置有流量传感器13和球阀15。

阻燃剂储罐9包括罐体和搅拌器10，罐体为保温罐体，搅拌器为电动搅拌器。

皮带1和落料通道3之间还设置有称重仪16，用于计量湿刨片的重量。

湿刨片输送装置还包括PLC控制器。称重仪16、电机7、流量传感器13、球阀15和叶轮泵14均与PLC控制器电连接。

喷洒装置还包括阻燃剂配制罐，阻燃剂配制罐与阻燃剂储罐通过管路连接。进一步地，阻燃剂配制罐包括配制罐罐体、搅拌器和重量变送器。重量变送器均匀设置在配制罐罐体的底部，重量变送器的数量为三个。阻燃剂配制罐与阻燃剂储罐连接的管路上设置质量流量计和/或泵。搅拌器为电动搅拌器。

阻燃剂配制罐还与储水罐通过管路连接；阻燃剂配制罐和储水罐的连接管路上设置泵。

阻燃剂输送管道、阻燃剂配制罐与阻燃剂储罐的连接管路、阻燃剂配制罐和储水罐的连接管路的材质均为不锈钢材质。

实施例2-19

采用实施例1提供的装置，湿刨片(湿刨片规格：宽度5-40mm、厚度0.4-0.8mm、长度100-180mm)进入落料通道内，从落料通道的落料口顶部和四周方向向运动的湿刨片喷洒阻燃剂溶液；与此同时，在落料通道内，边打散湿刨片边向湿刨片喷洒阻燃剂溶液，得到阻燃刨片。阻燃剂溶液喷洒的喷洒范围能够覆盖所有刨片。

实施例1-14中打散速度20-30r/min，实施例15-19中打散速度40-50r/min。

落料口的下料量(以绝干刨片计)为10t/h。

阻燃剂溶液的温度为35±5℃；

阻燃剂溶液中阻燃剂的浓度、阻燃剂的附着量、阻燃剂喷洒量(以泵流量表示)以及阻燃剂喷洒前后湿刨片含水率，如表1所示。

表1.

注：当泵流量达到表中最大值后，设备内部出现明显的液体流出现象，说明在当前工况下，刨片当前对阻燃剂溶液的吸附量已达到饱和。

测试例1刨片阻燃性检测

对实施例2-19表面喷洒阻燃剂溶液得到的阻燃刨片进行检测，检测内容包括以下三个方面，检测结果如表3所示。

1、阻燃刨片的阻燃剂喷洒均匀性及覆盖率

(1)阻燃刨片采用在阻燃剂储罐加入红色染色剂的方式进行区分，红色染色剂的添加量为每立方米阻燃剂溶液中加入1公斤染色剂，检测前控制储罐中阻燃剂的存量，保证阻燃剂的存量约为10分钟的使用量。

(2)在螺旋挤压器下方的检查门处多次取样，取样间隔时间为3-4分钟，每次取样刨片数量为50片，要求刨片面积大于标准刨片(标准刨片尺寸：120mm×20mm)面积的40％。

(3)均匀性检测：通过刨片表面颜色观察每个刨片上的阻燃剂覆盖情况，当刨片颜色有差异部分的表面积大于整个刨片总表面积的30％时，判断该刨片喷洒均匀性不合格。

均匀性以均匀性合格刨片占总刨片数比率来表述：

均匀性＝(均匀性合格刨片数量/刨片总数量)×100％。

(4)覆盖率：通过刨片表面颜色观察每个刨片上的阻燃剂覆盖情况，当刨片没有被染色部分的面积大于整个刨片总表面积的10％时，判断该刨片喷洒覆盖不合格。

覆盖性以覆盖率做判断结果：

覆盖率＝(覆盖合格刨片数量/刨片总数量)×100％。

2、阻燃剂用量

通过检测喷洒前后刨片含水率变化计算阻燃剂用量。

(1)阻燃剂浓度检测：生产线上取50g左右阻燃剂溶液，从50g阻燃剂溶液中取2g滴入表面皿，放入50±5℃烘箱烘干2小时，计算固体含量。阻燃剂固体含量记为a。

(2)未喷洒阻燃剂刨片含水率测定(即检测木材含水率)：在刨片机前随机选出5根完整木材，分别取样检测含水率，取5次含水率平均值记为刨材含水率b。

(3)阻燃刨片含水率测定：在螺旋挤压器下方的检查门处取样，间隔30秒，分3次取样，混合均匀。从混匀的刨片中随机选取10片刨片(面积不小于标准刨片面积的40％)，放入快速水分测定仪，在100±2℃、10分钟下，测得含水率，含水率记为c。

(4)阻燃剂附着量(指阻燃剂喷洒完毕附着到刨片的重量占绝干刨片的重量百分比)计算：

计算公式x＝(c-b)×a/((1-b)×(1-a-c))×100％。

3、阻燃刨片的阻燃效果检测

检测方法：

(1)将阻燃刨片在100±2℃烘箱烘10分钟，然后放在酒精灯上燃烧，目视判断刨片被引燃所需要的时间，记为阻燃时间。根据是否达到本步骤要求的阻燃时间判断该刨片是否达到该步骤的阻燃效果。

(1)在螺旋挤压器下方的检查门处取样，间隔30秒，分3次取样，混合均匀。从混匀的刨片中随机选取50片刨片(面积不小于标准刨片面积的40％)。

(2)将刨片放入100±2℃烘箱铺放均匀，无叠加，烘10分钟。

(3)在无风橱窗中，点燃酒精灯，用夹具竖向夹住阻燃刨片的一角，置于酒精灯上方，刨片最低角位于酒精灯外焰中心。观察刨片燃烧情况，记录刨片被引燃的时间，以及移开酒精灯后的续燃时间和阴燃时间。

刨片阻燃性的合格判断标准如表2所示。

表2.

阻燃性以阻燃合格率做判断结果：

阻燃合格率＝(阻燃性合格的刨片数量/刨片总数量)×100％。

表3.

由上述结果可知，本发明的装置和工艺能够有效提升阻燃剂在刨片上的覆盖率和阻燃剂溶液的喷洒均匀性，显著提升刨片的阻燃合格率。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.设置有阻燃剂喷洒装置的湿刨片输送装置，其特征在于，所述湿刨片输送装置包括：皮带、落料通道、空心滚筒、螺旋挤压器和喷洒装置；

所述落料通道入口与皮带相连接，所述空心滚筒设置在落料通道内部；

所述螺旋挤压器设置在落料通道的下方；

所述喷洒装置设置于所述落料通道内和所述空心滚筒上；

所述喷洒装置包括：阻燃剂储罐、喷头和阻燃剂输送管道，所述喷头通过阻燃剂输送管道与阻燃剂储罐相连接；所述喷头设置在所述空心滚筒的外表面；

所述喷头的设置角度与所述空心滚筒的外表面切线相垂直且喷头朝向向外；

所述空心滚筒的外表面还设置有齿状部件，所述齿状部件均匀分布在所述空心滚筒的外表面；

所述喷头还设置在所述落料通道的内壁的上端、中端和底端；当所述喷头设置在所述落料通道内壁的底端时，所述喷头与落料通道内壁的夹角小于90度；

所述喷头均匀地分布在所述落料通道的内壁上端、中端或底端的相同或不同水平面上。

2.根据权利要求1所述的湿刨片输送装置，其特征在于，所述喷头为压力喷头，所述喷头的数量为多个。

3.根据权利要求1所述的湿刨片输送装置，其特征在于，所述阻燃剂输送管道上设置流量传感器、阀门、质量流量计和泵中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的湿刨片输送装置，其特征在于，所述阻燃剂储罐包括罐体和搅拌器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的湿刨片输送装置，其特征在于，所述喷洒装置还包括阻燃剂配制罐，所述阻燃剂配制罐与所述阻燃剂储罐通过管路连接。

6.根据权利要求5所述的湿刨片输送装置，其特征在于，所述阻燃剂配制罐包括配制罐罐体、搅拌器和重量变送器。

7.根据权利要求1-4任一项所述的湿刨片输送装置，其特征在于，所述皮带和所述落料通道之间还设置有称重仪，用于计量湿刨片的重量。

8.根据权利要求1-4任一项所述的湿刨片输送装置，其特征在于，所述湿刨片输送装置还包括PLC控制器，称重仪、电机、质量流量计、流量传感器、球阀和泵均与PLC控制器电连接。

9.权利要求1-8任一项所述湿刨片输送装置喷洒阻燃剂的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：在湿刨片传送至湿刨片料仓的过程中喷洒阻燃剂溶液；

所述湿刨片传送至湿刨片料仓的过程为湿刨片在落料通道内的下落过程；

所述方法具体包括以下步骤：

（1）湿刨片进入落料通道内，从落料通道的顶部和四周方向向运动的湿刨片喷洒阻燃剂溶液；和

（2）在落料通道内，边打散湿刨片边向其喷洒阻燃剂溶液，得到阻燃刨片；

所述阻燃剂溶液的喷洒范围能够覆盖所述湿刨片。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述阻燃剂为水溶性阻燃剂；

和/或，所述阻燃剂溶液中阻燃剂的浓度为20-40wt%；

和/或，所述阻燃剂溶液的温度为0-40℃；

和/或，所述阻燃剂溶液的喷洒速度为10-90L/min；

和/或，所述打散速度为20-50r/min。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述阻燃刨片上附着有阻燃剂，阻燃剂的附着量为绝干刨片重量的4.0-30.0%；其中，所述附着量包括吸附、浸润或其他方式结合到刨片表面及其内部的量。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述湿刨片的规格为宽度5-40mm、厚度0.4-0.8mm、长度100-180mm；

和/或，喷洒阻燃剂溶液之前，所述湿刨片的含水率为30-50wt%；

和/或，喷洒阻燃剂溶液之后，所述湿刨片的含水率为32-58wt%。