CN1346733A - 单板脱水装置 - Google Patents

Abstract

一种单板脱水装置,其具有一对可转动的脱水辊组件,一个置于另一个上方,其轴线相互平行地延伸,至少其中一个被强制驱动。成对的辊组件包括一个第一辊组件,其周面上形成多个齿状突起,从周面向外径向延伸,一个第二辊组件具有一个芯轴,其包覆有预定厚度的弹性材料覆盖层,如聚氨酯橡胶。辊组件的轴线径向间隔开,使得在辊组件的周面间形成间隙,该间隙小于将要脱水的单板的厚度。所述第二辊组件中形成多个环形槽,其轴向地间隔开,间距是50毫米或者更小,各具有宽度10毫米或更小,从而具有多个断开的弹性部分,其由任何两个相邻的环形槽分离,各弹性部分可不依赖于其它类似部分而变形。

Description

单板脱水装置

技术领域

本发明涉及一种单板脱水装置，采用一对可转动的脱水辊，其中一个是带齿的辊，并且将单板在辊的周面之间的辊隙之间通过，用机械的方法挤压单板中包含的一部分水。更具体的是，本发明涉及一种这种脱水装置的改进。

背景技术

这种类型的一种典型的单板脱水装置具有一对辊，机械地从单板中挤出部分水，这样的脱水装置已被公开，例如，在公开未审的日本专利申请平7-186106中。此装置构造成包括一对可转动的脱水辊，一个置于另一个上方，其轴线相互平行，并且分离开，使得在辊组件的周面间形成辊隙，单板从该辊隙间通过。更具体的是，成对的辊组件相互间隔开，使得其周面限定一个辊隙，该尺寸从辊的径向测量约为将要脱水的单板厚度的75～90％。辊组件中的一个包括若干个轴向对正的辊部，各在其周面上形成多个齿状突起，突起的高度从辊组件的周面在径向测量小于上面的间隙，并且可切入单板而施加压缩力。一对邻近的辊部成为一套辊部，总长度约280毫米，一个辊支持装置定位在两相邻辊部套之间的环形槽中。另一辊组件包括一个钢辊，覆盖有覆盖层，该覆盖层由弹性材料制作，如聚氨酯橡胶，并且具有厚度约6毫米，和肖氏A级硬度约HS60。覆盖层在相应于带齿的辊组件的槽的位置具有若干个切槽或者环形槽，以接受类似的支持装置。该装置还包括一个传送带用于向辊组件间的辊隙供给单板。

采用这样的装置，上下辊组件之间的辊隙可以减小，例如，约减小到单板厚度的60％，使得单板被较大的力而压缩，以改善脱水效果。在处理具有硬的部分如节疤的单板时，辊组件的这样的增大压力的设置存在问题。即当带节疤的单板通过装置时，带齿的辊组件的钢辊部保持刚性，而接触单板中的节疤的另一辊组件的弹性覆盖层被压缩，而径向向内变形，并且同时邻近节疤的弹性覆盖层的其它部分也承受压力而变形。这样，单板节疤部分接受相当大的反作用力并因此受压，其结果是节疤可能断裂。这会使单板在节疤处形成空洞，或者发生断裂。很明显，生产这样的次品单板会引起单板产出率下降。如果这样的具有空洞或者断裂的单板用在后面的过程中，会严重影响成品的质量，如胶合板或者LVL板。

另外，弹性材料的反复受压将在覆盖层内产生热。由于聚氨酯橡胶的导热性很低，热不易辐射，而积累在覆盖层内。这样热会引起弹性覆盖层膨胀，以至于变松，并最后从钢芯轴上脱离。

聚氨酯橡胶覆盖层的较低的硬度可以用来解决上面的问题。但是，采用这样的覆盖层，聚氨酯橡胶本身过量变形，使得单板不能充分地受压，因此，不能进行有效的脱水，不能改善脱水效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种单板脱水装置，其可以解决上述的问题。

为了实现本发明的目的，提供一种单板脱水装置，其具有一对可转动的脱水辊组件，一个置于另一个上方，其轴线相互平行地延伸，至少其中一个被强制驱动。成对的辊组件包括一个第一辊组件，其周面上形成多个齿状突起，从周面向外径向延伸，一个第二辊组件具有一个钢芯轴，其包覆有预定厚度的弹性材料覆盖层，如聚氨酯橡胶。辊组件的轴线径向间隔开，使得在辊组件的周面间形成间隙，该间隙小于将要脱水的单板的厚度。该装置还包括一个传送带，用于将单板连续地供给到辊组件之间的辊隙。

第二辊组件中形成多个环形槽，其轴向地间隔开，间距是50毫米或者更小，各具有宽度10毫米或更小。这样，第二辊组件具有多个切断的弹性部分，它们被任两个相邻的环形槽分离。每个这样的弹性部分可以不依赖于其它类似部分而变形。

当单板中具有一个硬的部分，如节疤，在通过辊组件之间的辊隙时，邻近节疤的弹性部分由于节疤施加的压力而变形。变形这样发生，即弹性部分稍稍减小其径向尺寸，而向外膨胀，而这种膨胀由环形槽承受。因此弹性部分的变形更容易，并且因此切断的弹性部分作用在节疤上的反作用力比以前小。因此节疤不易断裂，其结果是前面提到的问题可以防止。

与环形槽有关的各尺寸，如各槽的宽度和深度，槽分离的间距，用作覆盖层的弹性材料的硬度，以及砧辊组件包括弹性覆盖层的总尺寸可以根据需要经过实验决定，以获得最佳结果。本发明的说明书中包含了一些条件的例子，在这些条件下可以得到好的结果，仅供参考。

本发明的上面的及其它的目的、特性、优点，从根据本发明的参照附图对单板脱水装置的较佳实施例的描述，对于本领域技术人员来说会变得很明显。

附图说明

图1是前视图，表示本发明的单板脱水装置的较佳实施例，具有一对第一和第二辊组件；

图2是沿图1的A-A线的局部剖视图；

图3是透视图，表示一个圆柱形钢块，用作成对的辊组件中的第一个辊的辊部的材料；

图4表示一种铣床的工具，用于在图3的钢块上形成螺旋槽；

图5是局部的放大的视图，表示形成有螺旋槽的图3的钢块；

图6是沿图5的X-X线的局部的横剖图；

图7表示一种车床的工具，用于制成环形切沟，以在图3的钢块上形成突起；

图8是局部放大的视图，表示形成有锥形突起的图3的钢块的表面；

图9是类似于图5的局部的放大的视图，表示图3的钢块的表面形成有螺旋槽，与图5所示的槽以对称关系延伸；

图10是类似于图8的局部的放大的视图，表示图3的钢块的表面形成有突起，与图8所示的突起以对称关系延伸；

图11是辊的支持装置的侧视图；

图12是沿图2的B-B线的局部横剖图；

图13是表示本发明的脱水装置的操作。

具体实施方式

下面将描述根据本发明构成的脱水装置的较佳实施例。

参见一般表示本发明的较佳实施例的图1和2，层板单板脱水装置包括一对可旋转的辊组件1，2，其轴线平行地一个设置在另一个上方，径向间隔开，以提供该对辊组件1，2的周面之间的辊隙。上辊组件1包括一个钢轴12，和若干个带齿的辊部1a，1b，其各具有形成在周面上的多个突起3a，3b，这将在后面作更详细的描述，该辊部固定或者键连接在轴12上，所示为12a。轴12由装载轴承单元14而可转动地支承在其相对的端部12b，继而该轴承由连接杆16固定连接到支承板18，该支承板在上辊组件1的上方延伸。螺纹轴或螺旋丝杠20固定在支承板的两端上，向上延伸通过装置的静止框架22上形成的两个普通孔。螺母24固定在丝杠20上，使得通过转动螺母24可以调整上辊组件1向着或者远离下辊组件2。虽然图中未示出，轴承单元14由装载框架而垂直地导向，该框架形成装置框架的一部分。

下辊组件或砧辊组件2包括一个钢轴27，其直径是约170毫米，覆盖有弹性覆盖层29，由聚氨酯人造橡胶制成，厚度约30毫米，肖氏D级硬度约HS60。砧辊组件2由轴承单元37可转动地支承在其相对端37，固定在装置的静止框架上(未示出)。如图1所示，辊组件2在相应于辊组件1的垫圈11的位置，形成有槽35，各具有约8毫米的宽度和32毫米的深度。即，槽35切穿弹性覆盖层29，并且进入到钢芯轴27约2毫米。辊组件2因此由这样的槽35分离成若干个辊部，并且每个这样的辊部形成有多个环形槽31，由图1中的线示出，后面将作更详细的描述。作为轴27的附属的事情，其可以制作成空心的，以减轻重量。

在层板单板的脱水时，例如该单板厚度为3.5毫米，上辊组件1由螺母调整设定，使得两个辊组件1，2的周面之间的辊隙约为单板厚度的60％，即约2.1毫米。

虽然图中未示出，设置有一个用于通过适合的传动装置如齿轮传送、带传动来驱动上下辊组件1，2的电机，使得辊组件1，2以相同的周面速度以图2所示的箭头方向转动。本领域的技术人员应当明白，其可以这样设置，两个辊组件1，2中只有一个由电机驱动，另一个辊组件自由转动。

如图2所示，本装置还包括一个传送带43，其设置在成对的辊组件1，2的上游侧，用于沿箭头方向供给将要被脱水的一张单板P。在辊组件1，2的下游侧，设置有一对空气喷嘴39，41，后面将作具体描述。

下面通过描述辊部1a，1b上的齿状突起3a，3b(图8和10)的成形过程来描述上辊组件1的结构，参见图3～10。

首先，一个圆柱形的钢块4，如图3所示，被准备用于各辊部1a，1b。用于较佳实施例的该块4的轴向长度约140毫米，外径约165毫米，内径约75毫米。如图3所示，钢块4可以预先形成一个键槽5。

图4表示一切削或开槽工具，在切削操作过程中，从该工具相对块4移动的方向看，具有约3.5毫米的宽度，和约70度的角度(θ1)。在一铣床上采用此切削工具，一系列深度为约1.5毫米的螺旋槽6(L2，图6)从块4的一端的边到另一端的边，相对于0-0线的角度约为55度(θ2)，该O-O线平行于块4的轴线，切削间隔基本上相同，约11.5毫米(L4，图5)。其结果是，有45条螺旋槽6形成在块表面，如图5所示。如图6的剖面所示，螺旋槽6和突起7交替形成，其中槽的底表面6a的宽度(L1)约3毫米，突起7的高度(L2)从底表面6a测量约1.5毫米，并且其在剖面中的峰角(θ3)约70度。

然后采用另一种切削工具，如图7所示，从该工具相对块4移动的方向看，具有1毫米的宽度，并且在车床上的角度为42度(θ4)，在块4上形成多个环形的切沟，深度为从螺旋的突起7的顶部测量为1.5毫米，对角地通过螺旋突起7，间隔约2毫米，如图8所示。注意，在车床上进行此切削时，第一刀将工具设置在距离钢块4的左侧边2.1毫米的位置。

这样的切削螺旋槽6和环形切沟，导致辊组件1的辊部1a在其周面上形成多个齿状的突起3a，如图8所示。这些突起3a在制成的辊部1a的周向的间隔是11.7毫米，在轴向的间隔是2毫米。各突起3a是锥形的，其高度从辊部1a的周面测量是1.5毫米，并且具有四个三角形的表面E，F，G和H，它们相对于沿着辊部1a的径向平面延伸的假想平面是倾斜的。顺便说，锥形的突起3a的形状是这样的，两个相对的面E和G之间形成的角度是42度，并且，另两个相对的面F和H之间形成的角度是70度。注意，辊部1a的最左侧的突起3a′不同于另外的上面描述的方法形成的突起3a。虽然突起3a′不如锥形的突起3a有利，它们有四个面E，F，G和H压实木单板，由于突起3a′的个数是很有限的，因此脱水效率，总效率不会由于出现突起3a′而受影响。

另一辊部1b的齿状突起3b的形成类似于已经形成的辊部1a的齿状突起3a，只是采用图4的切削工具形成槽使得螺纹槽9和突起10以与配对的部分6，7相反的方向同样的角度55度(θ5)，如图9所示。形成的锥形突起3b如图10所示。从上面的描述应当理解，当两个辊部1a，1b轴向对正地结合在一起时，突起3a和3b的形状和其设置是相对于辊部1a，1b在轴向结合的平面对称的。

参见图1，两个辊部1a，1b在轴12上轴向结合，从装置的上游看，辊部1b在左侧。这两个辊部1a，1b成为一套辊部，若干个这样的辊部套键连接在轴12上。

带齿的辊组件1还包括一个钢的环形垫圈11，其设置在任何两个相邻的辊部1a，1b之间。各垫圈外径是140毫米，内径是75毫米，厚度是10毫米，并且形成有类似于图3的5所标识的键槽(未示)。适宜个数的辊部套和垫圈11安装在轴12上，使得其总的轴向长度略长于要脱水的单板的宽度。

图1中有标号26代表一个辊的支持装置，用于防止带齿的辊组件1在脱水操作过程中，变弯或者偏斜。当单板通过装置时，易引起辊组件1移动或者向上弯。如图11所示，各支持装置26具有支承部26b，其厚度小于垫圈11，约为9毫米，并且弧形的表面26a，一个基部26c的厚度约为40毫米，并且安装部分26d具有形成的通孔用于接收螺栓26e。这样的支持装置26安装在任何两个相邻的辊部1a，1b套之间的间隙，与互补的垫圈11的外周表面相接触，由螺栓26e固定在支承板19上。

参见图1和12，下砧辊组件2的聚氨酯人造橡胶覆盖层29，在其周面上形成多个环形槽31，其预定间隔(L5)在辊组件2的轴向约为19毫米。在图12中更清楚的示出，各槽31具有的深度(L6)约为10毫米，宽度(L7)约为1毫米。在图中，标号33代表一个弹性部分介于两个相邻的槽31之间。虽然未在图中示出，一个类似于图11中的装置26的支承装置以颠倒的位置设置在各槽35中，相应于图11中的弧形表面与互补的轴的周面接触，在底部支承砧辊组件2，防止其在脱水过程中变弯和偏斜。

由于上面的带齿辊组件1由螺母24的调整而设定，使两个辊组件1，2周面之间的辊隙约为2.1毫米，或者约为单板厚度3.5毫米的60％，各突起3a，3b的高度约为1.5毫米，带齿的辊组件1上的突起3a，3b的顶端与砧辊组件2的聚氨酯人造橡胶覆盖层29的周面之间的辊隙约为0.6毫米。

上面提到的成对的空气喷嘴39，41分别位于对应于垫圈11和槽35的位置，并且用于经引导空气喷射，这在后面进行解释。

这样构成的装置在操作时，一个半成品单板P，例如，厚度为3.5毫米，被放置在供给传送带43上，使单板的木纤维的方向是沿着由传送带43使板向装置移动的方向。单板P通过上下辊组件1，2之间的辊隙时由成对的辊组件1，2压缩，减小其厚度。由于弹性覆盖层29的聚氨酯人造橡胶从单板P接收受压的反作用力，因此稍稍变形，单板P事实上被压缩到辊组件1，2的周面之间设定的原始间隙，约2.1毫米，即压缩到原始厚度3.5毫米的60％。注意，单板P由突起3a，3b同时压缩，然后切成单板P。如前面提到的，因为各突起3a，3b的三角形表面E，F，G和H相对于沿辊部1a，1b径向延伸的假想平面是倾斜的，单板在与其厚度方向倾斜的不同的方向被压缩。这样的单板压缩使得包含在其中的水的一部分被机械地挤出，因此脱水完成。

由于在这样的辊部1a，1b上的突起3a，3b在旋转中的收缩的设置，单板P中大部分的水从其邻近上面的带齿的辊组件1的表面挤出，被引导流向各对辊部1a，1b的中央。由于各对辊部1a，1b之间没有间隙，因此被挤出和导向中央的水被收集在单板P上，然后当单板P移过辊组件1，2时，由重力落到下面的砧辊组件2上。另一方面，从其邻近下砧辊组件2被挤出的水由重力落到砧辊2的周面上并被排出。部分被挤出的水流到相应于垫圈11和槽35的地方。如果这些水与单板一起移动到装置的传送侧，则单板将吸收这些水，当其移动通过装置以后而膨胀，恢复其原始厚度时，单板P将吸收这些水。但是，这些水由空气喷嘴39，41喷射空气而吹走，使得水不保留在单板P上而随单板P移动到装置的传送侧。

参见图13，其中粗的短线表示可能出现在单板P的节疤，并且这样的节疤一般地由K表示。注意，为了表示突起3a而采用粗的短线表示单板的节疤K。当这样的节疤K通过辊组件1，2之间的辊隙时，由环形槽31切断的邻近节疤K的弹性部分33由节疤K施加的压力而变形，这样，切断的弹性部分33稍稍减小其径向尺寸，而向外膨胀，如图13所示。由于局部的聚氨酯橡胶部分33发生压缩变形与其它类似的部分无关，并且其向外的膨胀由槽31接受，弹性部分33的变形比以前更容易发生，使得切断的部分33作用在节疤K上的反作用力较小。因此，节疤K不易发生断裂，这在本发明的说明书背景技术部分公开的采用传统的装置进行单板脱水则会发生。当然，当单板P在辊组件1，2之间的辊隙移动通过后，变形的弹性部分33恢复到其原始形状。

如前面提到的，聚氨酯橡胶覆盖层29的内部由于重复的压缩变形而发热。但是由于上面描述的实施例，由于部分挤出的水流入槽31，并且由其自身的重力而去除，并且这样的水的流动在脱水操作过程中是重复的，因此，覆盖层的内部能够有效的冷却。因此，砧辊组件2上形成有槽31比没有这些槽的辊更容易辐射热。因此，有关弹性覆盖层29内部的热积累的问题可以成功地防止。

虽然，两个上下辊组件1，2都在脱水操作过程中从被压缩的单板P接受反作用力，但是，沿着辊的轴向在间隔开的区间为两个辊组件1，2设置支持装置26，能够有助于保持辊组件1，2的原始的相对位置。

在寻找单板脱水的合适条件的实验中，用于覆盖层的聚氨酯橡胶采用肖氏D级硬度在HS40和HS75之间。为了实现较佳的脱水效果，以及为了使单板的节疤K不易断裂，虽然还依赖于其它条件，但是，可以选择肖氏D级硬度在HS40和HS75之间。

至于槽31，通常宽度(L7)应当小于10毫米，并且间距(L5)小于50毫米。

对于弹性覆盖层29的切断的弹性部分33在图13中示出，并且从槽31流到装置的传送侧的水量减少，各槽31的宽度(L7)应当在1～3毫米之间，虽然依赖于弹性覆盖层29的硬度和其它条件。类似地，如果槽的深度(L6)是5毫米或者更多，则覆盖层29的变形容易发生，虽然如果槽31形成的深度是15毫米或者15毫米以上更有效的变形能够发生。弹性覆盖层29的厚度应当是10毫米或者10毫米以上。为了较佳的结果，厚度可以是20毫米或者20毫米以上。

应当注意，上面例举的值或者尺寸可以被选用或者根据需要而变化。即，各值或者尺寸，包括槽宽，槽深，槽的间距，弹性覆盖层的硬度，覆盖层的厚度，以及砧辊组件包括弹性覆盖层的厚度的总尺寸，对于各种给定的条件如弹性覆盖层的硬度，通过选择地改变砧辊组件2的条件，可以通过实验决定。我们的实验在下列条件下呈现好的结果，虽然这些例子从A到D无意于限定本发明的范围，仅供参考。

	槽宽	槽深	槽间距	肖氏D级  硬度	覆盖层厚度	总辊径
							A	1mm	15mm	30mm	HS65	25mm	250mm
B	1mm	15mm	10mm	HS65	25mm	250mm
							C	1.5mm	28mm	15mm	HS65	45mm	250mm
D	1.5mm	15mm	15mm	HS60	25mm	250mm

还应当注意，本发明不限定在上面描述的装置结构的实施例，而是能够有各种变化。例如，带齿的辊组件1的辊部1a，1b上的锥形突起3a，3b可以是这样的形状，具有四个以上的三角形表面，虽然如图8和10所示的锥形是四边形的基部，其容易制造。而且，突起3a，3b不需有尖端，而是顶部形成钝头，只要它们能够切入单板。

另外，上面的带齿的辊组件1和下面的砧辊组件2可以倒置，即带齿的辊组件1置于辊组件2的下面。但是，在这样的设置中，只要单板供给方向与所描述的实施例相同，辊部1a，1b应当改变，使得挤出的水以较佳实施相同的方法被引导和收集。

Claims (14)

1.通过机械地从单板中挤压水而进行脱水的装置，包括：

一对可转动的脱水辊组件，一个置于另一个上方，其轴线相互平行地延伸，至少其中一个被强制驱动，成对的辊组件包括一个第一辊组件，其周面上形成多个齿状突起，从周面向外径向延伸，一个第二辊组件具有一个芯轴，其包覆有预定厚度的弹性材料覆盖层，辊组件的轴线径向间隔开，使得在辊组件的周面间形成间隙，该间隙小于将要脱水的单板的厚度；

一个传送带，用于将单板连续地供给到辊组件之间的所述辊隙；

所述第二辊组件中形成多个环形槽，其轴向地间隔开，间距是50毫米或者更小，各具有宽度10毫米或更小，从而由任何两个相邻的环形槽形成一个独立变形的弹性部分。

2.根据权利要求1的单板脱水装置，其中所述第二辊组件的所述环形槽是轴向间隔开的，间距是30毫米或更小，各具有宽度是5毫米或更小。

3.根据权利要求2的单板脱水装置，其中各所述环形槽的宽度是3毫米或更小。

4.根据权利要求3的单板脱水装置，其中各所述环形槽的宽度是1～2毫米。

5.根据权利要求1的单板脱水装置，其中所述覆盖层的弹性材料具有肖氏D级硬度HS40到HS75。

6.根据权利要求5的单板脱水装置，其中所述覆盖层的弹性材料具有肖氏D级硬度HS55到HS70。

7.根据权利要求1的单板脱水装置，其中各所述环形槽的深度是5毫米或者5毫米以上。

8.根据权利要求7的单板脱水装置，其中各所述环形槽的深度是15毫米或者15毫米以上。

9.根据权利要求1的单板脱水装置，其中所述弹性覆盖层的厚度是10毫米或者10毫米以上。

10.根据权利要求9的单板脱水装置，其中所述弹性覆盖层的厚度是20毫米或者20毫米以上。

11.根据权利要求1的单板脱水装置，其中所述第二辊组件的总直径是150毫米到400毫米。

12.根据权利要求1的单板脱水装置，其中用作覆盖层的所述弹性材料包括聚氨酯橡胶。

13.通过机械地从单板中挤压水而进行脱水的装置，包括：

一对可转动的脱水辊组件，一个置于另一个上方，其轴线相互平行地延伸，至少其中一个被强制驱动，所述成对的辊组件包括一个第一辊组件，其周面上形成多个齿状突起，从所述周面向外径向延伸，一个第二辊组件具有一个芯轴，其包覆有弹性材料覆盖层，总直径是150毫米到400毫米，弹性材料的所述覆盖层的厚度是10毫米或者10毫米以上，肖氏D级硬度是HS40到HS75，辊组件的所述轴线径向间隔开，使得在辊组件的周面间形成间隙，该间隙小于将要脱水的单板的厚度；

一个传送带，用于将单板连续地供给到辊组件之间的所述辊隙；

所述第二辊组件中形成多个环形槽，其轴向地间隔开，间距是50毫米或者更小，各具有宽度10毫米或更小，深度是5毫米或者5毫米以上，从而由任何两个相邻的环形槽形成一个独立变形的弹性部分。

14.根据权利要求13的单板脱水装置，其中用作覆盖层的所述弹性材料包括聚氨酯橡胶。

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