CN1199665A - 制造结构件坯料的方法和装置 - Google Patents

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M·艾雷马雅
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Abstract

一种由包括较长的颗粒(L)和较短的颗粒(S)和可能还包括比它们小的颗粒(F),所说的颗粒例如为削片和/或纤维的原料(1)制造结构件用坯料例如结构板用坯料的方法,在所说的方法中,颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合,并被输送到至少一个的坯料定型机中,由坯料定型机将颗粒输送到基底(10),例如皮带运输机或者是模头或者是坯料上。颗粒以给定的方向被置于基底(10)上,以致使至少一部分颗粒以与其余颗粒的取向的不同方向被定向。

Description

制造结构件坯料的方法和装置
本发明涉及一种制造结构件用坯料例如结构板用的坯料的方法，其原料(1)包括较长的颗粒(L)和较短的颗粒(S)，还可包括比它们小的颗粒(F)，所说的颗粒例如为削片和/或纤维，在此方法中，颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合，并被输送到至少一个的坯料定型机中，由坯料定型机将颗粒输送到基底，例如皮带运输机或者是模头或者是坯料上。本发明还涉及一种一种分散原料的装置，原料(1)包括较长颗粒(L)和较短颗粒(S)，还可以含有比它们小的颗粒(F)，例如削片和/或纤维，优选与粘合剂一起被输送到分散基底(10)上，该装置包括初步分散辊组(3)，该辊组至少包括两个基本平行的、优选旋转的辊，辊与辊之间有辊隙，被加工的原料从辊组的起头垂直于辊的长度方向被输送到该辊组上，使得一部分原料经辊隙落下而其余的则从辊组的尾端排出，该装置还配置有安装在初步分散辊组(3)下面的定向元件，其特征在于：当输送颗粒到基底(10)上时，定向元件(6，7，8)中的一些是用来在不同于其他定向元件定向颗粒的方向来定向颗粒。
细长的颗粒如削片或纤维经常在生产结构件例如由木料制成的板、特别是OSB板(定向板)时被使用。OSB板是由不同长度的较大削片制成的，较大的削片与粘合剂一起以合适的取向被分散于基底上并受压而生产出板。表面层的削片通常在纵向定向，即在最终产品的较长边定向，而中间层的削片在横向上定向或者不定向。在现有技术的生产方法中，是用各别的设备来定向表面层和中间层的。这需要在设备上投入相对大的费用。而且，目前使用的设备需要大的空间。
本发明的目的是为了提供一种全新的制造结构件坯料的方法和装置，从而避免出现现有技术中的缺点。
本发明的特征如权利要求书中所述。
本发明的方法和装置具有许多显著的优点。现在它能够处理各种尺寸和长度的OSB削片，并且能够使用同一设备在横向或者纵向定向它们。这就使得在生产OSB板时可以投入比以往少的成本。所需空间和本发明装置所需的能源消耗也比以往的方法少。而且在本发明的方法中，被分散的原料可以包括相对短的颗粒，并且这些颗粒可以分散在理想的部位，如果需要的话，还可以在给定的方向上定向。这就可以例如更好地利用原料。使用本发明的装置，原料能够比以往更好地分级，从而实现更好的分散和定向。这些情况的重要意义还在于最终产品的质量提高了。因此，在结构件坯料的生产中，使用本发明的方法和装置，可以使用比以往小的颗粒而不损害产品的强度或刚度或其抗变形稳定性。
下面参照附图详细地说明本发明，其中
图1为本发明装置的侧视图，
图2为用于本发明装置的分散/定向设备的侧视图，
图3为表示本发明方法中制造的图1中结构件坯料细部C的剖面图。
一种由包括较长颗粒L和较短颗粒S，例如较长和较短的削片和/或纤维，还可包括比它们小的颗粒F的原料1制造结构件坯料例如用于制造结构板的坯料的方法，在此方法中，颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合，然后被输送到至少一个的坯料定型机中，由此使颗粒处于基底10上，例如皮带运输机或者是模头或者是来自前面装置的坯料上。颗粒以给定的方向被输送到基底上，以致使至少一部分的颗粒以与其余颗粒的定向方向基本不同的方向被定向。优选使至少一部分的颗粒在基底的纵向方向定向，而另一部分的颗粒在基底的横向方向定向。
主要由较长颗粒L形成的至少一层的表面层A1(图3)被置于基底上，较小颗粒F，S被输送到第一层上而形成一层或者多层中间层B1、F1、F2、B2，中间层上面又配置至少为一层的主要由较长颗粒L形成的层从而形成第二表面层A2。图1所示是两个分散/定向设备，其中的第一个被用来形成坯料10的较低层A1、B1、F1，而第二个被用来形成较高层F2、B2、A2。虽然图的尺寸未按照真实的比例，而为了清晰起见它们已被改进。
从结构件坯料通过在压机中的压制得到一种实际的产品例如结构板。在一般的情况下，中间层B1、F1、F2、B2相对于基底10的前进方向横向定向的，而表面层A1、A2则纵向定向的。
在本发明的方法中，被加工的原料1被输送到安装在坯料定型机上的初步分散辊组3上，并主要根据颗粒长度被过筛。在此工位，至少一部分被分散的原料经辊组间的辊隙落到由辊组形成的平面之下，而可能的剩余物则从辊组的尾部上端排出。至少一部分的从初步分散辊组3的辊隙落下的原料被安装在初步分散辊组下面的中间辊组5过筛，经过定向装置6、7、8到达分散基底10上。被输送到中间辊组5的原料中的最小颗粒F、S穿过中间辊组5的辊隙落到由中间辊组5形成的平面之下，而较长颗粒L从中间辊组的尾端上部落下经由定向装置6、7、8落到分散基底10上。经过定向装置6、7、8的一部分颗粒在基底的纵向定向，而一部分颗粒在基底的横向定向。
在被定向和/或分散前，较长的颗粒L根据长度被分级。较长的颗粒L被输送到基底10上时，通过定向元件8被定向，优选为在纵向被定向。
在被定向和/或分散前，较短的颗粒S和比其小的颗粒F根据尺寸被分级。较短颗粒S和可能含有的一部分最小颗粒F被输送到分散基底上时，被定向元件6、7主要在横向上定向。最小颗粒F以如此的方式被分散在分散基底10上，以致使愈短的颗粒愈靠近被压板的最后的中间层，它们将处于被形成在分散基底上的垫中。
在坯料的剖面上，优选颗粒F、S、L的尺寸从中间层向上下表面层增加。最小颗粒F是这样被置于基底上的以致它们主要分布在结构件剖面的中间层上，其量朝着表面层方向递减，如坯料的剖面所示。
通过使用图1所示的装置，得到一种对称的结构件坯料。图3显示在C处的坯料的局部剖视图。
图2表示一个分散/定向工位。一般说，分散/定向工位是以成对方式被使用的，一个被用来分布板的下侧面，另一个被用来分布板的上侧面。图2中所示的分散/定向工位是用来分布坯料的上侧面的。
于是图2显示一个分散/定向工位，它被包括在图1中的装置中，其中被加工的原料1包括较长的颗粒L和较短的颗粒S，优选为较长和较短的削片和/或纤维，还可能含有比以上颗粒小的颗粒F，原料通过进料输送带被供入到高速旋转的加速辊2中。加速辊2具有合适的粗糙的表面花纹，以致它将要过筛的原料甩到初步分散辊组3上，初步分散辊组至少由两个基本平行的辊组成，最好它们是旋转的并处于基本上水平的面上，辊与辊之间有辊隙，以便一部分被加工的原料穿过辊隙下落，而其余的原料则从辊组的尾端排出。辊隙是可以独立调整的，如专利申请FI922777中所述。在优选的实施例中，越到初步分散辊组3的尾部辊隙宽度就越来越大。如图所示，加速辊2和初步分散辊组以逆时针方向旋转。初步分散辊组3中的各别辊的结构可以是例如专利申请FI950518所描述的那样。
被安装在初步分散辊组3之下的是中间辊组5，从供料方向来看，中间辊组5从初步分散辊组的端部开始延伸至少经过初步分散辊组的一部分。中间辊组5至少由两个基本平行的辊组成，优选辊是旋转的并在水平面安装。辊组5之间有辊隙，以使一部分的被加工原料穿过辊隙落下，而另一部分原料则从辊组的后部排出。中间辊组的辊隙也可以独立调整，参见专利申请FI922777。在优选的实施例中，越是到初步分散辊组的后部，其辊隙就越大。该辊可以具有压花表面，表面可以是滚花的面、贴面的面、胶粘的面或者是类似于凹槽和压花的表面。该辊组还可以包括所谓的盘式辊，在此情况下，每个辊都装有相互间隔布置或形成的几个盘，盘的外径大于辊的其余部分的外径。相邻盘式辊的盘可以是内搭接排列方式配置的。
安装在初步分散辊组和中间辊组之下的是一定向结构，它包括定向元件6、7、8，例如定向辊，其中的一些被用来在横向定向来自于初步分散辊组的颗粒，该颗粒还可能经过中间辊组；一些被用来在纵向定向颗粒。与定向元件连接在一起的是导向元件，例如导向叶片或者其类似物。
本发明的装置运作如下。被加工原料1被输送到初步分散辊组的起点。加速辊2将原料甩到初步分散辊组3上，此处，初步分散辊组的旋转和结构使原料前进。随着在初步分散辊组3上的前进，细长形的原料易于以如此方式被定向以致非常狭窄的颗粒也不能过早地穿过辊隙落下。旋转辊，特别是在初步分散辊组前部的旋转辊，使得长颗粒从辊隙间升起，由此防止了它们过早地落下，反之，较短的颗粒S、F可以从辊隙落下，落到中间辊组5上。
较短的颗粒，例如削片，在中间辊组5根据尺寸被分级，因此，最小颗粒可以通过辊组前部的辊隙落到辊组下面的空间内，同时，最大的颗粒从辊组的尾部落下。使用中间辊组5使有可能一方面防止较长削片和较短削片相混合，另一方面，它可以控制最小颗粒的分级。
该装置优选配置有处于辊组3、5之下的削片定向机构6、7、8。从喂料方向来看，该定向机构优选包括用来定向较短颗粒S、F的第一定向组6，和用来定向较长颗粒L和/或S的第二定向组或定向元件7。第一和第二定向组6、7被用来在基底的运动方向的横向上定向颗粒。安装在第一和第二定向元件之后的是第三定向组8，如图所示的实施例中，它主要被用来在纵向上定向较长的颗粒的。该定向机构除了定向辊之外，还包括其他类型的定向元件。优选用来横向定向的定向辊组包括纵向安装在辊周界上的间隔层13、14，从而在它们之间形成间隔段。优选在最靠近辊周界处安装导向间隔层11、12，导向间隔层11、12在部分的辊周界上延伸，以致使颗粒的纵轴在辊的间隔层方向被定向，而导向间隔层使削片仍旧停留在间隔段中。在此情况下，削片以横向定向而落到基底上。用于纵向定向颗粒的元件8可以包括例如盘式辊，在此情况下，每个辊都装有间隔配置或形成的几个盘，盘的外径大于辊的其余部分的外径。相邻盘式辊的盘可以是以内搭接排列方式被配置的。在两个相邻的辊之间有辊隙，通过它可以使颗粒落到基底上，而盘壁使颗粒在基底的纵向上定向。在现有技术中，我们已经知道用来纵向定向和横向定向的各种不同类型的定向装置。本发明的发明点在于同一装置中包括既能用来纵向定向又能横向定向颗粒的定向元件。
如图所示的情况中，分散基底是分散皮带运输机，其运动方向为从左到右。
使用本发明的方法和装置，使有可能由包括较长颗粒L和较短颗粒S，还可能含有比以上颗粒小的颗粒F，例如削片和/或纤维，和粘合剂的原料，制造例如如图3所示的结构件坯料，例如结构板坯料，该坯料包括两层表面层A1、A2和在表面层之间的至少一层中间层B1、B2、F1、F2。表面层主要包括较长的颗粒L、S，而中间层主要包括较短的颗粒S、F。在实施例所述的情况中，于是中间层还包含最小的颗粒F，其量从中间层向表面层A1、A2递减，如坯料的剖面中所示。
在表面层A1、A2中的颗粒一般主要是纵向定向的。中间层B1、B2、F1、F2一般主要是横向定向的。一般说，至少一部分的最小颗粒F也被定向。
通常，最小的颗粒小于25mm(1″〕，最好是小于6.25mm(1/4″)。最长的颗粒L的长度一般为75mm-100mm(3″-6″)。较短颗粒的长度一般为25mm-75mm(1″-3″)。颗粒的长度和它们在结构件坯料中的分布要根据所使用的原料和结构件坯料以及它们的预定用途而定。
显而易见，对于本领域的熟练人员来说，本发明并不局限于以上所述的实施例，它可以在下面的权利要求书的范围内变化。因此，在利用该设备主体的应用原理、提供辊组支承、驱动辊组等等均被认为是本领域的熟练人员的熟知技术，就不在此详述了。辊组的宽度、辊径、辊组的数目以及辊的旋转速度都要视所需的功率和被加工原料的性质而定。结构件坯料中的层的厚度、层的数量、颗粒的尺寸及其分布是根据其预计的用途、颗粒的原料及其性质而定。

Claims (19)

1.一种由包括较长的颗粒(L)和较短的颗粒(S)、还可包括比它们小的颗粒(F)，所说的颗粒例如为削片和/或纤维的原料(1)制造结构件用坯料例如结构板用坯料的方法，在所说的方法中，颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合，并被输送到至少一个的坯料定型机中，由坯料定型机将颗粒输送到基底，例如皮带运输机或者是模头或者是坯料上，其特征在于：颗粒以给定的方向被置于基底(10)上，以致使至少一部分颗粒的定向方向与其余部分颗粒的定向方向基本不同。
2.一种如权利要求1中所述的方法，其特征在于：至少一部分颗粒以基底(10)的纵向被定向，而一部分颗粒以基底(10)的横向被定向。
3.一种如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于：至少一部分颗粒在被定向前根据尺寸被分级。
4.一种如权利要求1-3的任何一项权利权利要求中所述的方法，其特征在于：较长的颗粒(L)在被定向和/或分散前根据长度被分级。
5.一种如权利要求1-4的任何一项权利要求中所述的方法，其特征在于：较长的颗粒(L)或者是以与较短的颗粒相同的方向或者是以不同的方向被置于分散基底(10)上。
6.一种如权利要求1-5的任何一项权利要求中所述的方法，其特征在于：较短的颗粒(S)和可能含有的一部分最小颗粒或者是以纵向分布或者是以横向分布被输送到分散基底(10)上。
7.一种如权利要求1-6的任何一项权利要求中所述的方法，其特征在于：较短的颗粒(S)和比其小的颗粒(F)在被定向和/或分散前根据尺寸被分级。
8.一种如权利要求1-7的任何一项权利要求中所述的方法，其特征在于：最小的颗粒(F)是这样被分散在分散基底(10)上的，以致它们被形成为由形成于分散基底上的坯料形成的被压板的中间层中。
9.一种如权利要求1-8的任何一项权利要求中所述的方法，其特征在于：将被加工的原料输送到安装在坯料定型机的初步分散辊组(3)上，以便主要根据颗粒长度被过筛，允许至少一部分的被过筛的原料经辊隙落到由辊组形成的平面之下，而可能的剩余物下的则从初步分散辊组(3)的尾端上部落下，至少一部分的从初步分散辊组(3)经辊隙落下的原料被安装在初步分散辊组(3)之下的中间辊组(5)过筛，然后经定向机构(6、7、8)到达分散基底(10)上，以致使输送到中间辊组(5)上的原料中的最小颗粒(F、S)经中间辊组(5)的辊隙而较长的颗粒(L)经中间辊组(5)的尾端上部落到由辊组形成的平面之下，经过定向机构(6、7、8)到达分散基底(10)，一部分颗粒被定向机构(6，7，8)在基底(10)的纵向定向，一部分在基底的横向定向。
10.一种用来分散包含较长的颗粒(L)和较短的颗粒(S)，还可以含有比它们小的颗粒(F)，例如削片和/或纤维，优选与粘合剂一起被输送到分散基底(10)上的原料(1)原料的装置，所说的装置包括初步分散辊组(3)，该辊组至少包括两个基本平行的、优选为在它们之间有辊隙的旋转的辊，被加工的原料从辊组的端部以垂直于辊组的长度方向被输送到该辊组上以致使一部分原料经辊隙落下而其余的则从辊组的尾端排出，该装置还配置有安装在初步分散辊组(3)之下的定向元件，其特征在于：当输送颗粒到基底(10)上时，定向元件(6、7、8)中的某一些被用来以与被其他定向元件定向颗粒的不同方向来定向颗粒的。
11.一种如权利要求10中所述的装置，其特征在于：当颗粒被输送到基底(10)上时，定向元件(6、7)中的某一些是用来在横向方向定向颗粒的，而定向元件(8)中的某一些是用来在纵向方向定向颗粒的。
12.一种如权利要求10或11中所述的装置，其特征在于：处在进料方向最前端的是定向元件(6，7)在横向上定向颗粒，而处在尾端的定向元件(8)在纵向上定向颗粒。
13.一种如权利要求10-12的任一项权利要求中所述的装置，其特征在于：该装置配置有用于定向短颗粒和长颗粒的相互不同的定向元件(6、7、8)。
14.一种如权利要求10-13的任何一项权利要求中所述的装置，其特征在于：从进料方向来看，在定向机构的前端，它具有定向短颗粒(S、F)的定向元件(6、7)，在其后是定向较长颗粒(L)的元件(8)。
15.一种如权利要求10-14的任何一项权利要求中所述的装置，其特征在于：它还包括安装在初步分散辊组(3)和定向元件(6、7、8)之间的第二辊组(5)，该辊组包括至少两个的具有形成在其间的辊隙的平行辊以使有可能来分散颗粒。
16.一种如权利要求15中所述的装置，其特征在于：第二辊组(5)的各别辊之间的辊隙小于在同一水平面上的初步分散辊组(3)的各别辊之间的辊隙。
17.一种如权利要求15或者16中所述的装置，其特征在于：第二辊组(5)的辊为圆柱辊或者盘式辊。
18.一种如权利要求15-17的任何一项权利要求中所述的装置，其特征在于：第二辊组(5)的辊之间的辊隙是可以独立地调整的。
19.一种如权利要求10-18的任何一项权利要求中所述的装置，其特征在于：该装置还包括两个连续的分散/定向机构，它们共同构成成型结构件坯料的坯料形成装置。
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