PL164431B1 - Urządzenie do ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych I sposób ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych - Google Patents

Abstract

. Urządzenie do ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych. utworzonych z osnowy stanowiącej materiał cząstkowy tworzący ładunek cząstek lub matę, zawierające nadbudowę, która posiada platformę wsporczą lub i iledestał, dolny dźwigar podtrzymywany przez tę platbrmę lub piedestał, oraz górny dźwigar tak umieszczony nad nim, że powierzchnia każdego z dźwigarów znajduje się naprzeciwko powierzchni drugiego dźwigara, środki łączące dwa dźwigary, umożliwiające rozsuwanie i zsuwanie dźwigarów dla uwalniania lub przekładania przesuwanego pomiędzy nimi materiału cząstkowego 1 tworzące przez to prasę, płyty dociskowe o małym tarciu, znajdujące się na każdym z dźwigarów oraz ciągłe pasy poruszające się przeciwnie względem siebie wzdłuż tych powierzchni i napędzane za pomocą rolek, źródło gazu/ów i/lub pary wodnej dla kontrolowanego wstrzykiwania, nagrzewania i utwardzania ładunku cząstek na wstępnie określonym obszarze ładunku lub maty, oraz środki do wytwarzania próżni dla czynnego usuwania wspomnianej pary wodnej l/lub gazu/ów z ładunku cząstek po wspomnianym kontrolowanym wstrzykiwaniu, nagrzewaniu i utwardzaniu, znamienne tym, że po płytach dociskowych (23, 24) o małym tarciu, tworzących segment nagrzewający, odpowietrzający 110) i/lub próżniowy (11). usytuowanych za uchwytem ściskającym (7). śilzga się pas prasujący (6) i pas rozpraszający 112), a źródło pary wodnej posiada elementy doprowadzające parę i/lub gaz do ładunku cząstek (12) poprzez te płyty dociskowe (23. 24), pas prasujący (6) i biegnący po nim pas rozpraszający (12, 13) przesuwający ładunek cząstek

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych i sposób wytwarzania płyt cząstkowych, takichjak płyty wiórowe, płyty pilśniowe, sklejka i inne wyroby, których głównym składnikiem są cząstki maierialne.

Ze zgłoszenia EPO nr 267 516 jest znane urządzenie do ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych, utworzonych z osnowy stanowiącej materiał cząstkowy tworzący ładunek cząstek lub matę, zawierające nadbudowę, która posiada plaffounę wsporczą lub piedestał, dolny dźwigar podtrzymywany przez tę platfoimę lub piedestał, oiaz górny dźwigar tak umieszczony nad nim, że powierzchnia każdego z dźwigarów znajduje się naprzeciwko powierzchni drugiego dźwigara łączące dwa dźwigary, umożliwiające rozsuwanie i zsuwanie dźwigarów dla uwalnia4

164 431 nia lub przekładania przesuwanego pomiędzy nimi materiału cząstkowego i tworzące przez to prasę, płyty dociskowe o małym tarciu, znajdujące się na każdym z dźwigarów, oraz ciągłe pasy poruszające się przeciwnie względem siebie wzdłuż tych powierzchni i napędzane za pomocą rolek, źródło gazu/ów i/lub pary wodnej dla kontrolowanego wstrzykiwania, nagrzewania i utwardzania ładunku cząstek na wstępnie określonym obszarze ładunku lub maty, oraz środki do wytwarzania próżni dla czynnego usuwania wspomnianej pary wodnej i/lub gazu/ów z ładunku cząstek po wspomnianym kontrolowanym wstrzykiwaniu, nagrzewaniu i utwardzaniu. W urządzeniu tym jest zastosowana prasa z podwójnym pasem, który to podwójny pas przechodzi po blokach podporowych o małym tarciu i rolkowych bieżniach. Ta dwuczęściowa konstrukcja pasa zawiera przestrzeń gazową w postaci przebiegającego bocznie kanału. Jednakże zastosowanie układu podwójnego pasa jest niepraktyczne. W przemyśle nie stosuje się pasów tego typu, a ponadto istnieją poważne problemy z obsługą układu podwójnego pasa, który jest nadmiernie kosztowny i kłopotliwy. Ponadto, gaz stosowany przy wytwarzaniu płyt za pomocą urządzenia według EPO 267 516 jest wtryskiwany jedynie do części uchwytowej urządzenia. Jednakże w urządzeniu ujawnionym w tym zgłoszeniu nie rozwiązano problemu związanego ze zjawiskiem bocznej ucieczki pary wodnej, które powoduje niekontrolowany wzrost gradientu ciśnienia poprzez szerokość płyty, co stanowi istotną wadę tego rozwiązania.

Jeżeli w poprzek płyty cząstkowej występuje spadek gradientu ciśnienia pary wodnej, wówczas w otrzymywanym produkcie występują szkodliwe skutki odnośnie struktury płyty. Jeżeli w urządzeniu ujawnionym w EPO nr 267 516 będzie zastosowane ciśnienie 2 barów przy 120°C, to otrzymane w rezultacie ciśnienie robocze będzie niskie przy krawędziach płyty, a wysokie w środku płyty (gradient ciśnienia). Jeżeli występują odmienne efekty wtryskiwania pary w poprzek szerokości płyty, to prowadzi to do odmiennych skutków utwardzających i w rezultacie do zmiany właściwości strukturalnych poprzez szerokość płyty cząstkowej. Ponadto jest wówczas odmienna szybkość mięknięcia poprzez szerokość płyty, ponieważ drewno w stanie gorącym i wilgotnym ulega ściśnięciu. Występują wówczas różnice w grubości poprzez szerokość płyty, co wywiera wpływ na zawartość (zwięzłość) kompozytu, tak, że jest ona zmienna. Różnice w grubości mogą powodować różnice w wytrzymałości na udary, ogólnej wytrzymałości, module wytrzymałości na zginanie i granicy sprężystości w obrębie tej samej finalnej płyty cząstkowej.

Niekonsekwentne, nierównomierne stosowanie pary w poprzek szerokości płyty powoduje otrzymywanie produktu o niejednolitej jakości, a niekontrolowana ucieczka pary sprawia, że urządzenie to nie jest sprawne energetycznie.

Ponadto koszty konstrukcji podwójnego pasa są bardzo wysokie, ponieważ w układzie pasa potrzebne jest zastosowanie bardzo skomplikowanego systemu uszczelniającego, bowiem wskutek ruchu boków pasa, wzdłuż prowadnic będą powstawały szczeliny między pasem a blokiem podporowym pasa. Jest to w pewnym stopniu skompensowane przez obciążenie bloków podporowych, tak aby przesunąć je po zużyciu bocznej części pasa. Dla wyrównoważenia ciśnień pomiędzy naciskiem sprężyny wywieranym na blok kompensujący a ciśnieniem pary wodnej w pustej przestrzeni, nacisk sprężyny musi być większy niż 2 bary, jeżeli ciśnienie pary w pustej przestrzeni wynosi 2 bary. Jeżeli ciśnienie pary będzie większe niż ciśnienie wywierane przez bloki odchylające, wówczas para wodna będzie wykazywała tendencję do ucieczki bokiem. Konstrukcja taka nie sprawdza się w praktyce, ponieważ ciśnienie pary w komorze utrzymujące zawieszenie pasa będzie wprowadzane do maty, co jest niepożądane. Urządzenie będzie wymagało zatem zastosowania elementu lub mechanizmu do redukowania ciśnienia względnie stałego monitorowania, co umniejsza jakąkolwiek korzyść wynikającą ze stosowania tego urządzenia.

Z powyższego zgłoszenia EPO nr 267 516 znany jest również sposób ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych utworzonych z osnowy stanowiącej materiał cząstkowy tworzący ładunek cząstek lub matę, który obejmuje etapy mieszania osnowy materiału cząstkowego z mieszaniną żywicy, katalizatora i parafiny lub z analogicznym materiałem wiążącym celem utworzenia ładunku cząstek, ciągłego wprowadzania ładunku cząstek do urządzenia posiadającego uchwyt podający ładunek cząstek i elementy do przesuwania i prasowania ładunku cząstek na określoną szerokość i grubość, czynnego wtryskiwania pary i/lub gazu/ów do ładunku cząstek dla jego

164 431 nagrzania, zmiękczenia i utwardzenia przy ciągłym docisku poprzez urządzenie, odpowietrzania ładunku, oraz czynnego usuwania pary i/lub gazu/ów z ładunku pod stałym dociskiem przy wspomaganiu próżniowym.

Zgodnie z innym znanym sposobem, z ładunku cząstek jest kształtowana płyta o określonych wymiarach, która następnie jest mechanicznie ładowana do gorącej prasy hydraulicznej z płytami dociskowymi (temperatura płyt dociskowych z reguły wynosi 140- 220°C) gdzie jest prasowana przez okres czasu wystarczający do nagrzania środka płyty przy pomocy gorących płyt dociskowych i do utwardzenia ładunku. Prasa zostaje otwarta po dodatkowym okresie zmniejszonego docisku hydraulicznego co pozwala na ucieczkę z płyty, bez jej uszkadzania, nadmiaru pary wytworzonej z wody zawartej w ładunku. Po otwarciu prasy, płyta jest wyjmowana a do prasy jest ładowany nowy ładunek cząstek. Sposób ten jest stosowany w płaskich prasach zarówno jednopoziomowych jak i wielopoziomowych.

Według następnego znanego sposobu, z ładunku wiórów jest kształtowana ciągła płyta o określonej szerokości, która w sposób ciągły jest wprowadzana do prasy o działaniu ciągłym, gdzie ulega ściskaniu i nagrzewaniu przez gorący pas aż do utwardzenia żywicy. Główną zaletą tego znanego sposobu w stosunku do sposobu opisanego poprzednio jest to, że w sposobie ciągłym uzyskuje się płytę pozbawioną końców, którą można ciąć na odcinki o dowolnej długości bez strat na wyrównanie i odcinanie końców.

Inny znany sposób ujawniony w opisie zgłoszeniowym AU-A 57390/86 jest podobny do wyżej opisanego sposobu a różni się od niego tym, że utwardzenie warstwy cząstek nie wymaga użycia gorących płyt dociskowych. Tym niemniej stosowane są gorące płyty dociskowe celem zapobieżenia skraplaniu pary na płytach. W tym sposobie, utwardzania dokonuje się przez sterowane wstrzykiwanie pary do ładunku poprzez płyty dociskowe. Płyty dociskowe są perforowane, co umożliwia przepływ pary z wytwornicy poprzez system kanałów. Zaletą utwardzenia parą jest to, że można nagrzać środek nawet grubych płyt o grubościach 50-100 mm, co w innym sposobie nie byłoby możliwe. Niemieckie zgłoszenie patentowe 205 8820 ujawnia sposób użycia pary w taki sposób, że para jest wstrzykiwana w ładunek cząstek jedynie w sekcji uchwytu, gdzie cząstki nie zostały jeszcze silnie ściśnięte, co ma na celu nie utwardzanie maty z cząstek, ale jej podgrzanie i zmiękczenie. Ponieważ mata w tym miejscu jest jeszcze stosunkowo luźna (o małej gęstości), zatem można używać jedynie pary o małym ciśnieniu, a tym samym o niskiej temperaturze (120°C), gdyż inaczej para rozerwałaby matę na kawałki.

Tak więc, w powyższym sposobie mata może być przez parę jedynie podgrzana wstępnie, a dla utwardzenia musi być dalej nagrzewana. Dokonuje się tego, przepuszczając wstępnie podgrzaną matę przez sekcję grzejną podobnie jak ma to miejsce w prasach ciągłego działania. Pomimo ulepszeń uzyskanych przez zastosowanie pary, główne wady wytwarzania płyt o określonych wymiarach, a szczególnie straty na przycinanie, pozostaja niezmienione.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia i sposobu do ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych o jednolitych właściwościach i pozbawionych wad, towarzyszących stosowaniu rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Urządzenie do ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych, utworzonych z osnowy stanowiącej materiał cząstkowy tworzący ładunek cząstek lub matę, zawierające nadbudowę, która posiada platformę wsporczą lub piedestał, dolny dźwigar podtrzymywany przez tę platformę lub piedestał, oraz górny dźwigar tak umieszczony nad nim, że powierzchnia każdego z dźwigarów znajduje się naprzeciwko powierzchni drugiego dźwigara, środki łączące dwa dźwigary, umożliwiające rozsuwanie i zsuwanie dźwigarów dla uwalniania lub przekładania przesuwanego pomiędzy nimi materiału cząstkowego i tworzące przez to prasę, płyty dociskowe o małym tarciu, znajdujące się na każdym z dźwigarów oraz ciągłe pasy poruszające się przeciwnie względem siebie wzdłuż tych powierzchni i napędzane za pomocą rolek, źródło gazu/ów i/lub pary wodnej dla kontrolowanego wstrzykiwania, nagrzewania i utwardzania ładunku cząstek na wstępnie określonym obszarze ładunku lub maty, oraz środki do wytwarzania próżni dla czynnego usuwania wspomnianej pary wodnej i/lub gazu/ów z ładunku cząstek po wspomnianym kontrolowanym wstrzykiwaniu, nagrzewaniu i utwardzaniu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że po płytach dociskowych o małym tarciu, tworzących segment nagrzewający, odpowietrzający i/lub próżniowy, usytuowanych za uchwytem ściskającym, ślizga się pas

164 431 prasujący i pas rozpraszający, a źródło pary wodnej posiada elementy doprowadzające parę i/lub gaz do ładunku cząstek poprzez te płyty dociskowe, pas pracujący i biegnący po nim pas rozpraszający, przesuwający ładunek cząstek wzdłuż i pomiędzy dźwigarami i umożliwiający równomierną dyfuzję pary wodnej poprzez ładunek cząstek w wyniku rozdrobnienia strumieni pary wodnej, wychodzących z płyt dociskowych.

Elementy doprowadzające parę wodną i/lub gaz na wierzch i spód ładunku cząstek znajdują się przy uchwycie ściskającym i w miejscach prasowania ładunku cząstek do końcowej grubości, a ponadto płyty dociskowe są wyposażone w sieć kanałów ułatwiających selektywne wtryskiwanie lub usuwanie gazu/ów i/lub pary wodnej do lub z wybranego obszaru ładunku cząstek poprzez pas rozpraszający i pas prasujący.

Płyty dociskowe korzystnie posiadają elementy do wstępnego podgrzania płyt, zmniejszając względnie uniemożliwiające skraplanie pary i pozwalające na uzyskanie odpowiedniej różnicy temperatur pomiędzy doprowadzaną parą a płytami dociskowymi.

Wspomniana sieć kanałów zawiera elementy selektywnie doprowadzające lub wyprowadzające gazy i/lub pary przez kanały wzdłuż szerokości lub długości płyt dociskowych.

Każdy z pasów rozpraszających posiada układ otworów umożliwiających równomierny przepływ gazu/ów i/lub pary, ułatwiający nagrzewanie, utwardzanie i wspomagane próżniowo usuwanie pary i/lub gazu.

Wspomniane pasy rozpraszające korzystnie są wykonane ze stali.

Otwory wspomnianych pasów rozpraszających, przesuwających przez prasę maty z cząstek, ułatwiają rozbrajanie skoncentrowanych strumieni pary, pochodzących ze źródła pary i/lub gazu.

Do każdego dźwigara jest dołączona rolka wlotowa i rolka wylotowa, wokół których przesuwa się pas rozpraszający i pas prasujący, przy czym każda z rolek wylotowych jest przystosowana do napinania tych pasów, zaś pasy rozpraszające ślizgają się po mającej mały współczynnik tarcia powierzchni płyt dociskowych.

Płyty dociskowe mają otwory łączące się z siecią kanałów prowadzących parę.

Ładunek cząstek jest wprowadzany poprzez uchwyt utworzony przez płytę umieszczoną pod zmiennym kątem dla umożliwienia zmiany kąta podawania ładunku.

Płyty, z których co najmniej jedna jest przystosowana do regulacji kąta podawania ładunku przez uchwyt, znajdują się na każdym dźwigarze.

Dźwigary mają elementy do pomiaru warstwowego ciśnienia wywieranego na cząsteczkowe arkusze poprzez płyty dociskowe podczas przechodzenia arkuszy przez urządzenie.

Sposób ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych utworzonych z osnowy stanowiącej materiał cząstkowy tworzący ładunek cząstek lub matę, który obejmuje etapy mieszania osnowy materiału cząstkowego z mieszaniną żywicy, katalizatora i parafiny lub z analogicznym materiałem wiążącym celem utworzenia ładunku cząstek, ciągłego wprowadzania ładunku cząstek do urządzenia posiadającego uchwyt podający ładunek cząstek i elementy do przesuwania i prasowania ładunku cząstek na określoną szerokość i grubość, czynnego wtryskiwania pary i/lub gazu/ów do ładunku cząstek dla jego nagrzania, zmiękczenia i utwardzenia przy ciągłym docisku poprzez urządzenie, odpowietrzania ładunku, oraz czynnego usuwania pary i/lub gazu/ów z ładunku pod stałym dociskiem przy wspomaganiu próżniowym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ładunek cząstek przesuwa się wzdłuż i pomiędzy dźwigarami poprzez ruch pasa prasującego i umożliwia się równomierną dyfuzję pary wodnej poprzez ten ładunek za pomocą pasów rozpraszających, rozbijających strumienie pary wychodzące z płyt dociskowych.

Sposób ten korzystnie obejmuje dodatkowo etapy chłodzenia, odpowietrzania i opróżniania za pomocą segmentów utworzonych w płytach dociskowych i pasach prasujących urządzenia.

Wstrzykiwanie pary i/lub gazu/ów reguluje się dla selektywnego wprowadzania i odprowadzania pary z wybranego obszaru ładunku.

Wstrzykiwanie lub próżniowe usuwanie pary i/lub gazu/ów prowadzi się na jednej lub drugiej stronie ładunku, zależnie od decyzji operatora.

Płyty dociskowe nagrzewa się do wstępnie określonej temperatury dla uniknięcia niepożądanej kondensacji pary na pasach, korzystnie do temperatury wyższej od temperatury skraplania pary.

Jako ładunek cząstek korzystnie stosuje się lignocelulozę.

Poprzez stosowanie urządzenia i sposobu według wynalazku uzyskuje się równomierny rozkład wtryskiwania pary wodnej, będący skutkiem zastosowania pasa rozpraszającego i otworów w płytach dociskowych. Nie występuje problem bocznej ucieczki pary, a więc rozwiązanie jest energooszczędne, a otrzymywane płyty cząstkowe są prasowane w jednolitych warunkach, tak że mają w każdym punkcie jednakowe właściwości mechaniczne i strukturalne w poprzek całego przekroju sprasowanego ładunku cząstek. Rozwiązanie według wynalazku pozwala więc na otrzymywanie w sposób ciągły i niekosztowny płyt cząstkowych o jednolitych, pożądanych właściwościach strukturalnych, bez stosowania skomplikowanych układów uszczelniających.

Przykład wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie w widoku z boku urządzenie do prasowania płyt cząstkowych według wynalazku, fig. 2 - widok z boku urządzenia według wynalazku, z ładunkiem cząstek chwytanym i wprowadzanym w urządzenie, fig. 3 - perspektywiczny widok urządzenia według korzystnego wariantu rozwiązania, fig. 4 - szczegóły konstrukcyjne płyty dociskowej i uchwytu ściskającego urządzenia, a fig. 5 - schemat poszczególnych etapów ciągłego sposobu wytwarzania według wynalazku.

Na fig. 1 pokazano z boku urządzenie 1 do ciągłego prasowania i utwardzania ładunku cząstek celem utworzenia płyty wiórowej o określonych wymiarach. Ładunek cząstek 2 tworzący matę jest wprowadzony do maszyny prasującej i utwardzającej przez rolki wprowadzajace 3 napędzane rolkami napędzającymi 15. Korzystnie, ładunek cząstek 2 tworzy ciągłą masę cząstek lignocelulozy, która wchodzi do prasy w postaci luźnej maty, a opuszcza ją jako gotowa płyta wiórowa.

Ładunek cząstek 2 jest kształtowany w ciągłą matę transportowaną ze stałą szybkością na dolnym pasie rozpraszającym 12. Dolny pas rozpraszający 12 ma dwie funkcje do spełnienia, a mianowicie przenoszenie maty ładunku cząstek 2 do prasy i przez prasę, oraz rozbijanie skoncentrowanych strumieni pary przychodzących poprzez pas prasujący 6 ze strefy wtryskiwania pary 5. Pas rozpraszający 12 rozprasza te (niepokazane) strumienie pary, zapobiegając uszkodzeniu ładunku cząstek 2 przechodzącego nad każdym strumieniem. Następnie mata wchodzi w uchwyt ściskający 7. W uchwycie ściskającym 7 w matę jest wstrzykiwana para, która jest również wstrzykiwana w ściśniętą matę poprzez strefę wtryskiwania pary 5. Całkowity stopień ściśnięcia, jak również szybkość ściskania zależy głównie od żądanych cech płyty, rodzaju ładunku cząstek 2 oraz ciśnienia wstrzykiwanej pary.

W zależności od kąta chwytu, mata z ładunku cząstek 2 jest ściskana do pożądanego stopnia, który między innymi zależy od rodzaju ładunku, szybkości doprowadzania maty, żądanych cech płyty, ciśnienia i nasycenia wstrzykiwanej pary lub gazu.

Jak pokazano na fig. 3 i 4, nadbudowa urządzenia 1 zawiera platformę wsporczą 20, dźwigar dolny 21 oraz umieszczony ponad nim górny dźwigar 22. Dźwigar 22 jest przystosowany do przykładania ciśnienia do maty z ładunku cząstek 2, z zastosowaniem cylindrów hydraulicznych. Ciśnienie jest przykładane do podłoża ładunku cząstek 2 poprzez pasy prasujące 6 i płyty dociskowe 23 i 24.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem, cylindry zamykające 9 rozstawione w wybranych miejscach wzdłuż dźwigarów 21, 22 zamykają z określonym naciskiem prasę i w ten sposób przykładają do maty z ładunku cząstek 2 stałe ciśnienie.

W innym rozwiązaniu ciśnienie hydrauliczne może być tak sterowane, by utrzymywać określoną odległość pomiędzy górnym dźwigarem 22 a dolnym dźwigarem 21 prasy.

Mata z ładunku cząstek 22 wchodząca do strefy wtryskiwania pary 5 stanowiącej segment nagrzewający jest poddawana oddziaływaniu pary o regulowanym ciśnieniu i regulowanym nasyceniu. Para stykając się z chłodniejszym ładunkiem cząstek skrapla się, nagrzewając go i jednocześnie zmiękczając. Podgrzanie ładunku cząstek powoduje utwardzenie żywicy, a tym samym zespolenie cząstek. Skutkiem zmiękczenia ładunku cząstek następuje spadek aktywności

164 431 maty, co zmniejsza wielkość ściśnienia potrzebnego do ścieśnienia jej do żądanej grubości i zmniejszenia w ten sposób tarcia tej części maty, która znajduje się pomiędzy pasami prasującymi 6 a powierzchniami strefy wtryskiwania pary 5. Pasy prasujące 6 są pasami zamkniętymi (albo wytwarzanymi jako zamknięte, albo tak łączonymi lub spawanymi, aby były zamknięte), o odpowiedniej wytrzymałości, umożliwiającej ich przeciąganie od uchwytu 7 do segmentów odpowietrzających lub próżniowych 10 i 11. Inną, zasadniczą cechą pasów prasujących 6 jest to, że są one wystarczajaco przepuszczalne dla pary i/lub gazu/ów, by umożliwić przepływ od otworów wstrzykiwania pary przy uchwycie 7 i w strefie wstrzykiwania pary 5 poprzez pasy prasujące 6 i dolny pas rozpraszający 12 lub górny pas rozpraszający 13 do ładunku cząstek 2, a następnie do segmentów odpowietrzających i próżniowych 10 i 11.

Urządzenie 1 jest również wyposażone w rolki prowadzące 14 skojarzone z rolkami wprowadzającymi 3, wraz z którymi zapobiegają bocznemu przesuwaniu pasów prasujących 6 poza określone granice. Korzystnie rolki prowadzące 14 mogą być w regulowany sposób rozstawione wzdłuż dźwigarów 21 i 22 celem zwiększenia naciągu pasów prasujących 6 i na rolkach napędzających 15, tak aby zapobiec poślizgom.

Na fig. 4 pokazano szczegóły konstrukcyjne cylindra regulacyjnego 25 na dźwigarze 21, umożliwiającego naprężenie pasa przez przesuwanie rolek napędzających 15 na każdym z dźwigarów.

Głównym zadaniem pasa rozpraszającego 13, tak jak pasa rozpraszającego 12, jest rozdzielanie i rozpraszanie strumieni pary.

Strefy wtryskiwania pary 5 składają się z płyt dociskowych 23 i 24, które są wystarczająco solidne, aby wytrzymać ciśnienia stosowane w procesie wytwórczym. Głównym zadaniem płyt dociskowych 23 i 24 jest umożliwienie wprowadzania pary lub gazu w ładunek cząstek 2, równomiernie poprzez jego szerokość. Można to osiągnąć między innymi przez wywiercenie w odpowiednim układzie otworów (niepokazanych) w powierzchni czołowej płyt dociskowych i dołączenie tych otworów do systemu kanałów parowych wewnątrz płyt, który jest zasialany parą z odpowiedniego źródła zasilania parą. Rozprowadzanie pary w segmencie można również osiągnąć, stosując płyty dociskowe wykonane z materiału odpowiednio porowatego i uszczelnione na wszystkich powierzchniach za wyjątkiem tej, która jest zwrócona ku ładunkowi cząstek.

Zastosowanie więcej niż jednego segmentu parowego pozwala na wykorzystanie jednej z kombinacji różnego ciśnienia pary gazu, różnego stopnia nasycenia pary i użycia różnych gazów. W innym rozwiązaniu można także zastosować wstrzykiwanie różnych gazów poprzez oddzielne kanały w jednym segmencie.

Segmenty wstrzykiwania pary korzystnie mogą być nagrzewane niezależnie od pary dla uniknięcia lub zmniejszenia skraplania nasyconej pary w chłodniejszych segmentach. Nagrzewanie to może być wykorzystane również do przegrzewania wtryskiwanej pary.

Długość typowego segmentu wstrzykiwania pary musi umożliwiać wstrzyknięcie w ładunek cząstek 2 żądanej ilości pary. Niezależnie od konstrukcyjnego rozwiązania tej sekcji (ilość, średnica i kształt otworów do wstrzykiwania i podobnych), parametrami zmiennymi wywierającymi wpływ na tę długość są w pierwszym rzędzie: ciśnienia pary, szybkość przesuwu materaca, temperatura, cechy i masa ładunku.

Ponieważ wstrzyknięta para powoduje wzrost ciśnienia na całej grubości maty, to można oczekiwać, że nawet przy jednostronnym wstrzykiwaniu pary zostanie na całej grubości maty wytworzony front pary wędrujący w kierunku wlotu prasy, gdzie ładunek cząstek jest chłodniejszy a ściśnięcie jest mniejsze, co pozwala na skroplenie większej ilości pary i na rozprężenie pary, a w sumie powoduje stopniowy spadek ciśnienia pary od sekcji wstrzykiwania pary do wlotowego zakończenia prasy.

Należy zwrócić uwagę, że w obecnie stosowanym i poprzednio opisanym procesie cyklicznym, jednostronne wstrzykiwanie pary powoduje nagrzanie i zmiękczenie maty tylko z jednej strony, w wyniku czego powstaje niezrównoważony profil gęstości w poprzecznym kierunku płyty.

Gdy mata przechodzi przez segment odpowietrzający 10, wówczas nadmiar pary może uciec z płyty do atmosfery co powoduje zmniejszenie ciśnienia pary, które zostało rozbudowane w segmentach wstrzykiwania pary. Segment odpowietrzający 10 jest podobny do strefy wtry164 431 skiwania pary 5 z tym, że jest połączony nie ze źródłem pary, ale z atmosferą, aby umożliwić ucieczkę nadmiaru pary z płyty poprzez dociskowe płyty odpowietrzające.

Płyta, przechodząc przez segment próżniowy 11, jest poddawana działaniu próżni, co nie tylko przyspiesza usuwanie pary z płyty, ale również obniża ciśnienie pary wewnątrz płyty do wielkości niższej od ciśnienia atmosferycznego, a w wyniku obniżonej temperatury następuje odparowanie z płyty wody nie związanej i obniżenie zawartości wilgoci w gotowej płycie.

Segmenty próżniowe 11 są podobnego rodzaju co segmenty strefy wtryskiwania pary 5, z tą jednak różnicą, że są dołączone do źródła próżni. Użycie więcej niżjednego segmentu pozwala na bardziej skuteczne usuwanie pary i wody ze ściśniętej maty ładunku cząstek 2, dzięki zastosowaniu niezależnych układów próżniowych. Dalszą optymalizację próżni można uzyskać, sztucznie chłodząc dociskowe płyty próżniowe przez odpowiedni czynnik chłodzący krążący w segmentach.

Długość segmentów odpowietrzających i próżniowych 10 i 11 zależy głównie od cech płyty, szybkości przesuwu, ciśnienia pary wewnątrz płyty i żądanej wilgoci.

Odległości pomiędzy wierzchem i spodem segmentów 5, 10 lub 11 mogą być różne lub mogą zmieniać się stopniowo pod kątem, by umożliwić w razie potrzeby dalsze ściskanie, regulowane sprężynowanie lub kurczenie płyty.

Obecny wynalazek przezwycięża problemy wystające w przypadku znanego zastosowania nagrzewania konwekcyjnego dla utwardzania żywicy. W wyniku nagrzewania konwekcyjnego uzyskuje się nieskuteczne gradienty temperatury w grubości obrabianego materiału. W obecnym wynalazku, para nagrzewa środek ładunku cząstek szybciej i bardziej równomiernie. Para wstrzykiwana w ładunek skrapla się. Po utwardzeniu można użyć próżni do usunięcia nadmiaru pary, a tym samym do zmniejszenia zawartości wilgoci. Z chwilą utwardzenia żywicy nie zachodzi potrzeba utrzymywania temperatury utwardzania. Sposób umożliwia ciągłe wytwarzanie gotowych płyt wiórowych w większym zakresie grubości. Najczęściej spotykane grubości są zawarte w zakresie od 10 do 43 mm, ale nie należy tego rozumieć jako ograniczenia całego zakresu grubości płyt, możliwych do wyprodukowania.

Inne zagadnienia dotyczą przezwyciężenia tarcia, spowodowanego naciskami uchwytu, tarcia podczas przesuwu maty wzdłuż urządzenia, a zwłaszcza tarcia pasa.

Poniżej zostanie opisany sposób prasowania płyty wiórowej zgodnie ze sposobem według wynalazku.

Przygotowana w znany sposób ciągła mata z cząstek jest wprowadzana do urządzenia według wynalazku ze stałą szybkością 5 m/min.

Wchodząc do sekcji uchwytu, której długość korzystnie wynosi 1000 mm, i która zbiega się pod kątem 4° do końcowej grubości 17 mm, mata jest ściskana od swej początkowej grubości na przykład 50 mm do na przykład 17 mm. Na pozostałej długości urządzenia utrzymywana jest grubość maty wynosząca 17 mm.

Mata zbliża się do zakończenia uchwytu na odległość 100 mm, a następnie przesuwa się przez dalsze 400 mm posiadając stałą grubość 17 mm i wówczas zostaje do niej wstrzyknięta nasycona para na przykład o ciśnieniu 4 bar i temperaturze 143°C. Para jest kierowana do maty z płyt dociskowych (które w tym celu są odpowiednio wyposażone w kanały parowe) poprzez perforowany pas stalowy i pas rozpraszający.

Aby zapobiec skraplaniu pary na płytach dociskowych, płyty te są nagrzewane do temperatury wyższej od temperatury skraplania pary.

Para skrapla się na chłodniejszych cząstkach maty i w ten sposób nie tylko podgrzewa matę i powoduje utwardzenie żywicy, ale również uplastycznia cząstki, co powoduje zmniejszenia wewnętrznej odporności maty na ściskanie.

Mata. po przejściu przez ten obszar wstrzykiwania pary, przechodzi przez następną sekcję o długości 400 mm, gdzie para ciągle jeszcze jest zawarta w macie, i może swobodnie uchodzić poprzez pasy rozpraszające i płyty dociskowe. Kanały płyt dociskowych są połączone z atmosferą. W tej sekcji, wskutek ucieczki pary, ciśnienie pary zawarte w macic zostaje zmniejszone do np. 1-2 bary. Po tej sekcji, mata przesuwa się przez dalszą sekcję o długości np. 800 mm, gdzie kanały płyt dociskowych są dołączone do źródła próżni. Tu nie tylko usuwana jest reszta pary, ale w wyniku zmniejszenia ciśnienia pary w otoczeniu próżniowym, odparowuje i jest odciągana dalsza woda pochodząca z uprzednio skroplonej pary. Po poddaniu działaniu próżni, mata stanowiąca teraz już płytę, opuszcza urządzenie i może być poddana obróbce znanymi sposobami.

Można zastosować wiele odmian powyższej procedury, a szczególnie jednostronne wstrzykiwanie i usuwanie pary, użycie pary o różnych ciśnieniach wstrzykiwanych poprzez odrębne układy, przy czym w sekcji uchwytu jest wstrzykiwana w matę para o niższym ciśnieniu, a w obszarze, gdzie mata osiągnęła swoją ostateczną grubość, para o ciśnieniu wyższym.

Ponadto w matę można wstrzykiwać wraz z parą lub oddzielnie inne gazy, na przykład stanowiące czynnik utwardzający. Wstrzykiwanie oddzielnie oznacza, że w tej samej sekcji płyt dociskowych istnieją odrębne systemy kanałów dla pary i gazów, lub że istnieją odrębne sekcje (w kierunku ruchu maty), gdzie wstrzykiwany jest inny gaz lub para. Poza oddzielnym doprowadzaniem różnych substancji, to ostatnie rozwiązanie mogłoby być stosowane w razie potrzeby do kolejnego uzyskiwania różnych reakcji za pomocą stosowania różnych gazów. I tak na przykład, para wstrzyknięta w sekcji uchwytu powodowałaby zmiękczenie i nagrzanie maty, a czynnik utwardzający wstrzyknięty w sekcji, w której mata jest już w pełni ściśnięta, powodowałaby przyspieszenie utwardzania.

Realizacja sposobu i urządzenia może być odmieniana w rozmaity sposób, łącznie ze zmianą współczynnika przepuszczalności pasa, sterowaniem ucieczką pary wzdłuż z góry określonej drogi, oraz wstępnym ściskaniem maty przed wprowadzeniem w uchwyt.

Proces ten może być prowadzony ręcznie, półautomatycznie lub ze wspomaganiem komputerowym. Sposób i urządzenie według wynalazku mogą być przystosowane do istniejących maszyn prasujących lub zastosowane w nowych urządzeniach.

FIG.2

164 431

164 431

FIG.4

164 431

FIG. 5

164 431

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych, utworzonych z osnowy stanowiącej materiał cząstkowy tworzący ładunek cząstek lub matę, zawierające nadbudowę, która posiada platformę wsporczą lub piedestał, dolny dźwigar podtrzymywany przez tę platformę lub piedestał, oraz górny dźwigar tak umieszczony nad nim, że powierzchnia każdego z dźwigarów znajduje się naprzeciwko powierzchni drugiego dźwigara, środki łączące dwa dźwigary, umożliwiające rozsuwanie i zsuwanie dźwigarów dla uwalniania lub przekładania przesuwanego pomiędzy nimi materiału cząstkowego i tworzące przez to prasę, płyty dociskowe o małym tarciu, znajdujące się na każdym z dźwigarów oraz ciągłe pasy poruszające się przeciwnie względem siebie wzdłuż tych powierzchni i napędzane za pomocą rolek, źródło gazu/ów i/lub pary wodnej dla kontrolowanego wstrzykiwania, nagrzewania i utwardzania ładunku cząstek na wstępnie określonym obszarze ładunku lub maty, oraz środki do wytwarzania próżni dla czynnego usuwania wspomnianej pary wodnej i/lub gazu/ów z ładunku cząstek po wspomnianym kontrolowanym wstrzykiwaniu, nagrzewaniu i utwardzaniu, znamienne tym, że po płytach dociskowych (23,24) o małym tarciu, tworzących segment nagrzewający, odpowietrzający (10) i/lub próżniowy (11), usytuowanych za uchwytem ściskającym (7), ślizga się pas prasujący (6) i pas rozpraszający (12), a źródło pary wodnej posiada elementy doprowadzające parę i/lub gaz do ładunku cząstek (12) poprzez te płyty dociskowe (23, 24), pas prasujący (6) i biegnący po nim pas rozpraszający (12,13) przesuwający ładunek cząstek (2) wzdłuż i pomiędzy dźwigarami (21, 22) i umożliwiający równomierną dyfuzję pary wodnej poprzez ładunek (2) w wyniku rozdrobnienia strumieni pary wodnej, wychodzących z płyt dociskowych (23, 24).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy doprowadzające parę wodną i/lub gaz na wierzch i spód ładunku cząstek (2) znajdują się przy uchwycie ściskającym (7) i w miejscach prasowania ładunku cząstek (2) do końcowej grubości, a ponadto płyty dociskowe (23, 24) są wyposażone w sieć kanałów ułatwiających selektywne wtryskiwanie lub usuwanie gazu/ów i/lub pary wodnej do lub z wybranego obszaru ładunku cząstek (2) poprzez pas rozpraszający (12,13) i pas prasujący (6)
3. 3. Urządzenie według zastrz.2, znamienne tym, że płyty dociskowe (23, 24) posiadają elementy do wstępnego podgrzania płyt, zmniejszające względnie uniemożliwiające skraplanie pary i pozwalające na uzyskanie odpowiedniej różnicy temperatur pomiędzy doprowadzaną parą a płytami dociskowymi (23,24).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wspomniana sieć kanałów zawiera elementy selektywnie doprowadzające lub wyprowadzające gazy i/lub parę przez kanały wzdłuż szerokości lub długości płyt (23, 24).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każdy z pasów rozpraszających (12) posiada układ otworów umożliwiających równomierny przepływ gazu/ów lub pary, ułatwiający nagrzewanie, utwardzanie i wspomagane próżniowo usuwanie pary i/lub gazu.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że wspomniane pasy rozpraszające (12) są wykonane ze stali.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że otwory wspomnianych pasów rozpraszających (12,13), przesuwających przez prasę maty z cząstek, ułatwiają rozbijanie skoncentrowanych strumieni pary, pochodzących ze źródła pary i/lub gazu.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że do każdego dźwigara (21, 22) jest dołączona rolka wlotowa i rolka wylotowa, wokół których przesuwa się pas rozpraszający (12, 13) i pas prasujący (6), przy czym każda z rolek wylotowych jest przystosowana do napinania tych pasów.

   164 431
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że wspomniane pasy rozpraszające (12,13) ślizgają się po mającej mały współczynnik tarcia powierzchni płyt dociskowych (23, 24).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że płyty dociskowe (23,24) mają otwory łączące sie z siecią kanałów prowadzących parę.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ładunek cząstek (2) jest wprowadzany poprzez uchwyt (7) utworzony przez płytę umieszczoną pod zmiennym kątem dla umożliwienia zmiany kąta podawania ładunku.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że płyty, z których co najmniej jedna jest przystosowana do regulacji kąta podawania ładunku przez uchwyt (7), znajdują się na każdym dźwigarze (21,22).
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że dźwigary (21, 22) mają elementy do pomiaru warstwowego ciśnienia wywieranego na cząsteczkowe arkusze poprzez płyty dociskowe (23,24) podczas przechodzenia arkuszy przez urządzenie.
14. 14. Sposób ciągłego wytwarzania płyt cząstkowych utworzonych z osnowy stanowiącej materiał cząstkowy tworzący ładunek cząstek lub matę, który obejmuje etapy mieszania osnowy materiału cząstkowego z mieszaniną żywicy, katalizatora i parafiny lub z analogicznym materiałem wiążącym celem utworzenia ładunku cząstek, ciągłego wprowadzania ładunku cząstek do urządzenia posiadającego uchwyt podający ładunek cząstek i elementy do przesuwania i prasowania ładunku cząstek na określoną szerokość i grubość, czynnego wtryskiwania pary i/lub gazu/ów do ładunku cząstek dla jego nagrzania, zmiękczenia i utwardzenia przy ciągłym docisku poprzez urządzenie, odpowietrzania ładunku, oraz czynnego usuwania pary i/lub gazu/ów z ładunku pod stałym dociskiem przy wspomaganiu próżniowym, znamienny tym, że ładunek cząstek przesuwa się wzdłuż i pomiędzy dźwigarami poprzez ruch pasa prasującego i umożliwia się równomierną dyfuzję pary wodnej poprzez ten ładunek za pomocą pasów rozpraszających, rozbijających strumienie pary wychodzące z płyt dociskowych.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że obejmuje dodatkowo etapy chłodzenia, odpowietrzania i opróżniania za pomocą segmentów utworzonych w płytach dociskowych i pasach prasujących urządzenia.
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że wstrzykiwanie pary i/lub gazu/ów reguluje się dla selektywnego wprowadzania i odprowadzania pary z wybranego obszaru ładunku.
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że wstrzykiwanie lub próżniowe usuwanie pary i/lub gazu/ów prowadzi się na jednej lub drugiej stronie ładunku, zależnie od decyzji operatora.
18. 18. Proces według zastrz. 17, znamienny tym, że płyty dociskowe nagrzewa się do wstępnie określonej temperatury dla uniknięcia niepożądanej kondensacji pary na pasach.
19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że płyty dociskowe wstępnie nagrzewa sie do temperatury wyższej od temperatury skraplania pary.
20. 20. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że jako ładunek cząstek stosuje się lignocelulozę.