WO2023046972A2 - Windstreukammer und verfahren zum streuen und formen eines rieselfähigen materials auf einem formband - Google Patents

Windstreukammer und verfahren zum streuen und formen eines rieselfähigen materials auf einem formband Download PDF

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WO2023046972A2
WO2023046972A2 PCT/EP2022/076735 EP2022076735W WO2023046972A2 WO 2023046972 A2 WO2023046972 A2 WO 2023046972A2 EP 2022076735 W EP2022076735 W EP 2022076735W WO 2023046972 A2 WO2023046972 A2 WO 2023046972A2
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WO
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scattering chamber
wind scattering
air flow
wind
nozzle
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Christoph DEMEL
Klaus Plutowsky
Daniel Schwartze
Wolfgang Alleroedder
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Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau
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    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/18—Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off

Definitions

  • the invention relates to a wind scattering chamber for scattering and shaping a free-flowing material on an endlessly circulating shaping belt according to the preamble of patent claims 1 and 22.
  • the invention also relates to a method for scattering and shaping a free-flowing material on an endlessly circulating forming belt, preferably in the course of the production of material panels in a press, according to the preamble of patent claim 23.
  • a fan or blower for the air flow is usually a centrifugal fan with a rectangular discharge opening. This is usually arranged with its axis parallel to the width of the wind scattering chamber and is designed to be significantly narrower than the width of the wind scattering chamber.
  • the air flow exiting through the relatively small discharge opening must therefore be “opened up” or widened in width and in height up to the entry into the wind scattering chamber.
  • a diffuser is arranged between the fan and the wind scattering chamber, in which one or more baffle plates are used.
  • baffle plates serve to widen or distribute the air flow through counter-pressure and to introduce it specifically through the openings of the baffle plates or registers parallel to the forming band into the wind scattering chamber.
  • DE 10 1007 056 109 A1 discloses a special improvement proposal compared to the above prior art, which attempts to shorten the length of the diffuser by first guiding the air flow around the fan after exiting the fan and widening it in width and then extended in height over a relatively short distance. This serves to reduce the installation space for supplying the wind scattering chamber.
  • a wind scattering chamber which introduces an air flow over a large area in height and width into the wind scattering chamber.
  • Today's wind spreaders consist of a chamber into which air is blown via an adjustable register.
  • the chamber itself is usually a rectangular body, into which screens are usually placed in the front area in order to break up the material flow and sort out oversizes.
  • the wind spreading head can be equipped with a roller screen to improve surface quality and spreading accuracy.
  • DE 10 2015 112 013 A1 discloses a wind scattering chamber which arranges one or more fans (radial fans) above the wind scattering chamber and extends over an arc from round to square and across the width.
  • a complex resistance element is arranged at the transition to the wind scattering chamber, which has a large number of nozzles. These nozzles are round at the outlet and form a matrix of nozzle openings transversely and longitudinally to the cross section, which can be variably adjusted.
  • Baffles or diffuser plates can also be arranged here in order to distribute the air flow more evenly after it has widened in width and height. The use of registers and the arrangement of nozzles means that a lot of energy is required.
  • the invention is based on the object of creating a wind scattering chamber and a method for scattering and shaping a free-flowing material into a single-layer or multi-layer material fleece on an endlessly circulating forming belt which, in a short and concise overall length, meets the demands made by the industry for high quality and lowest raw material requirements.
  • the invention is based on a wind scattering chamber for spreading and shaping a free-flowing material, in which a single-layer or multi-layer material fleece is produced on an endlessly circulating forming belt, preferably in the course of the production of material panels in a press, with an opening in the wind scattering chamber for feeding the material, an inlet opening and an outlet opening for an air flow and a fan for generating the air flow is arranged.
  • the object of the wind scattering chamber is achieved in that at least one inlet opening and/or slotted nozzle that can be changed in terms of size, orientation and/or position in the wind scattering chamber is arranged at the inlet opening for the air flow.
  • the object is achieved in that a tangential fan is arranged to generate the air flow.
  • a tangential fan is arranged to generate the air flow.
  • the invention for the method is achieved in that, in order to act on the material, the air flow is transferred to the air scattering chamber with a slotted nozzle, with the slotted nozzle and/or the inlet opening being adjusted in terms of their size, alignment, their position and/or their distance from the forming belt .
  • the technical changes compared to the current state of the art achieve better separation, which means a finer surface can be achieved, grinding allowances can be reduced and raw material costs can be saved.
  • due to the optimized flow control it is to be expected that less material will end up in an optional suction device at the end of the wind scattering chamber.
  • the required air volume can be reduced through the optimized air supply and the supply costs (energy) for the air volume can be reduced due to the lower pressure losses.
  • a reduction in manufacturing costs is made possible by eliminating the complex parts of the register or a diffuser.
  • the invention has overcome a prejudice known in the art by using a slit nozzle. This is based on the fact that when the air flow is supplied, either the height and the width of the wind scattering chamber must be covered.
  • the invention has overcome the prejudice that only radial fans are suitable due to their design to provide sufficiently high pressures for the air flow of a wind scattering chamber.
  • a slit-like nozzle arrangement for introducing a comparatively strong air flow offers advantages in terms of separation compared to introducing the air flow over a large area.
  • the distance between the inlet opening and the forming belt can be adjusted.
  • a slotted nozzle that begins at the inlet opening of the wind scattering chamber i.e. in other words the inlet opening of the wind scattering chamber coincides with the inlet side of the slotted nozzle
  • the inlet and outlet of the slotted nozzle are at different distances from the forming belt and / or have their height adjusted variably.
  • At least one movable nozzle plate is arranged to adjust the height of the slotted nozzle and/or the inlet opening and/or the height of the slotted nozzle or the inlet opening is between 10 mm and 400 mm, preferably between 80 mm and 180 mm , is adjustable.
  • the adjustment of the metal sheets can take place at a uniform angle or non-uniformly, as seen from a central axis of the cross section of the connecting piece or the slotted nozzle.
  • displaceable elements in order to influence the air flow and/or the cross section of the connecting piece for the air flow between the fan and the slotted nozzle, can be arranged in a preferably adjustable manner.
  • the setting is preferably made after the installation of the wind scattering chamber and after a few test runs and is rarely changed. But it is also possible to automate this process and in a control or regulation run to involve
  • the flow obstacles introduced in sections across the width of the connecting piece can influence the distribution of the material, so that for different types of production, if necessary, different adjustment options or flow brakes could be set, preferably in sections over the width or height of the cross section.
  • an opening roller and/or a guide plate could be arranged between the opening and the slotted nozzle, with at least two guide plates preferably being arranged for multiple deflection of the material.
  • the material is introduced into the wind scattering chamber in a kind of material carpet or curtain-like and is broken up and transported by the air flow from the slotted nozzle. A multiple deflection can lead to a loosening of the material, which has a positive effect on the resolution.
  • the nozzle plates can be segmented across the width of the slotted nozzle, in particular to improve adjustability. If necessary, this can reduce the need for flow brakes in advance.
  • the nozzle plates could preferably be adjusted differently, preferably manually or automatically in a segmented embodiment, in order to be able to generate a large number of different nozzle shapes.
  • the nozzle plates can be convexly and/or concavely bent or bendable over the width and/or length parallel to the air flow.
  • the guide plates and/or the elements of the register, actuators and preferably a controller or regulator for the actuators can be arranged.
  • curved deflectors preferably curves, bends, guide vanes or the like, could be arranged on the side facing away from the air flow in order to avoid vortices.
  • the areas of the nozzle plates facing away from the air flow can be particularly preferably provided with a cover, preferably from the outlet of the air flow to a delimiting wall of the wind scattering chamber. This is particularly advantageous for protecting the actuators for the nozzle plates, which are optionally arranged behind them. Even if, for example, the axis of rotation makes the adjustment, a cover can be useful so that no dust or materials are deposited behind it and disrupt operation or eventually break off coagulated. In most cases, these could, if provided, be intercepted by a sieve.
  • slot nozzle In order to form a slot nozzle, it can be provided that several slot nozzles are arranged across the width and/or that several slot nozzles and/or inlet openings are arranged at different distances from the forming belt, each preferably with its own fans.
  • another guide plate can be arranged between the forming belt and a slot nozzle, which preferably diverts coarser parts of the material that are less or not affected by the air flow or transfers them to a coarse screen.
  • means for laminating the air flow could be arranged between the fan and the slot nozzle and/or the inlet opening on the inner side of the cross section.
  • the guide plate can be arranged above or adjacent to the slotted nozzle in such a way that the falling material has a vectorial velocity component in or against the air flow when it enters the air flow. Under certain circumstances, this makes it possible to maintain the classifying effect with the same or lower flow rate of the air flow.
  • flow retarders can be arranged between the fan and the inlet opening, which cover no more than 50%, preferably no more than 45%, most preferably no more than 40% of the cross section. This can be of particular advantage when using tangential fans.
  • one or two fans can be arranged across the width for a 4-foot wide wind scattering chamber and two to four fans for an 8-foot wide wind scattering chamber.
  • a tangential fan can be arranged as a fan for the air flow, with the axial extension of the rotating blade of the tangential fan generating the air flow preferably corresponding to more than 50%, preferably more than 75%, particularly more than 90% of the width of the wind scattering chamber, the axial extent of the blades being summed up over the width, in particular in the case of a plurality of cross-flow fans.
  • the intake opening of a tangential fan can have means along its axis of rotation for reducing or differentiated adjustment of the air volume across the width, with perforated plates, cover strips, a register or the like preferably being arranged.
  • these can be arranged at different heights and/or the intake openings can be arranged at different angles to one another. Since a tangential fan usually has an axially lateral drive, they can be arranged next to each other more easily. The formation of ventilation shafts for the individual fans can also be simplified in this way.
  • a heavy material separator and/or filter can be arranged at or in front of the intake opening of a cross-flow fan, with the cross section of the intake opening preferably being aligned essentially downwards, in the direction of the forming belt.
  • perforated plates or similar diffusers can be arranged to even out the air flow.
  • the nozzle plates or the axes of rotation of the nozzle plates would be height-adjustable, including the (partial) supply paths from the fan.
  • the entire fan system particularly in the case of a tangential fan, is particularly preferably adjusted in height with the nozzle plates. Otherwise, the features and advantages shown in connection with the wind scattering chamber according to the invention and the method according to the invention and their respective advantageous configurations apply to one another and vice versa.
  • a measuring device and/or a rotating milling device for removing parts of the pressed material mat can be arranged in a known manner after this or additional further scattering heads.
  • the measured values or feedback from these devices are used to adjust the size, position and/or alignment of the slotted nozzle.
  • the number of revolutions of the fan and the amount of air brought into the wind scattering chamber are used to adjust the size, position and/or alignment of the slotted nozzle.
  • material can be controlled or regulated as well as the setting and position of the guide plates after opening for feeding the material.
  • the air flow brought about by the fans is essentially completely introduced into the wind scattering chamber, so that the path from the fans to the wind scattering chamber or the nozzles is obviously sealed off from the environment.
  • width is doubled, preferably with the height remaining the same, and reduced again to the original width. The widening results in a positive distribution of the air flow over the width as the narrowing increases again.
  • the air-supplying pipelines or geometrically suitable ventilation shafts are arranged at the intake openings of the fans in order to prevent air turbulence from adjacent parts of the system.
  • Overpressure is also understood to mean that a separate fan can be provided for this purpose, which reduces the friction of the air, in order to supply a sufficient quantity of air to the fans of the wind scattering chamber, possibly through a previous filter, dehumidification and/or longer ventilation shafts overcomes in these areas, so that there is enough air for the suction opening and by the fan, in particular a cross-flow fan, the negative pressure on the suction side is as low as possible.
  • the tangential fan serves as a flow brake and promotes the air flow evenly into the connection piece or to the wind scattering chamber or it creates a negative pressure at the intake opening.
  • Figure 1 shows a wind scattering chamber according to the prior art in a schematic side view
  • FIG. 2 shows a wind scattering chamber according to the invention with an adjustable slotted nozzle for impinging the material with an air flow
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of the feed area and the slotted nozzle according to FIG.
  • Figure 4 shows a section from Figure 3 transversely to the wind scattering chamber through a connecting piece between the fan and the wind scattering chamber
  • Figure 5 shows a further exemplary embodiment of a slotted nozzle according to the invention with an alternative design of the fans
  • Figure 6 shows a top view of an intake opening of a tangential fan with means for reducing the cross-section of the suction opening.
  • FIG. 1 shows in FIG. 1 a wind scattering chamber 21 according to the prior art in a schematic side view.
  • the material 8 enters the wind scattering chamber from above via an opening 16, is broken up by an opening roller and distributed in the wind scattering chamber 21 counter to the transport direction of the forming strip 12 by an air flow 13 entering the wind scattering chamber 21 through an inlet opening 14.
  • guide vanes are also arranged in the wind scattering chamber 21, which can have a trapezoidal shape and are arranged essentially parallel to the air flow and vertically.
  • the material 8 hits the screen grate 18, which slows down parts of the material 8 and ensures that it is deposited earlier on the forming belt 12 to form the nonwoven material 11.
  • Oversized material which is only slightly affected by the air flow, falls onto a coarse screen 19 and is removed from the process via a coarse discharge.
  • a roller screen can also be arranged instead of the coarse screen.
  • a wall 22 influencing the room height 17 can be arranged on the ceiling 23 of the wind scattering chamber 21 .
  • the wind scattering chamber can be arranged mirror-inverted again.
  • FIG. 2 shows a slit nozzle 1 in operative connection with the inlet opening 14, which can be designed to be movable by means of actuators (not shown).
  • the upper and/or the lower nozzle plate 2, 3 can be adjusted in relation to one another or separately from one another by means of suitable drives.
  • the width b is generally used and named transversely to the transport direction of the nonwoven material 11 . It can be used for different fixture parts,
  • the material 8 is not first guided over an opening roller and opened, but is guided or deflected as a kind of material carpet after the opening 16 over one or more guide plates 6 .
  • a cascading guide plate arrangement with at least two deflections of the material flow is preferably implemented here, resulting in a falling carpet of material, which is broken up by the slotted nozzle 1 .
  • the right-hand part of the wind scattering chamber 21 has been shown enlarged in FIG.
  • the material 8, not shown here reaches the first guide plate 6 from above, is deflected there and reaches the second guide plate 6.
  • the cascade-shaped deflection mixes the material 8 before it is dissolved by the air flow 13 from the slotted nozzle 1.
  • the baffles 6 can be adjusted by adjusting drives, not shown.
  • the baffles are preferably connected to an axis of rotation 5 .
  • Several axes of rotation are described below; these are only shown as examples for a large number of conceivable and possible adjustment mechanisms.
  • the inlet port 27 of the fan shown here designed as a tangential fan, directed downwards. This has the advantage that, with a flanged air duct, an upward curve or the supply itself can be carried out to the side. The arch or side feed can then serve as a heavy material separator to prevent dust or debris from entering the wind scattering chamber. Alternatively or additionally, a filter can be arranged.
  • the adjustable slotted nozzle 1 consists of at least one movable nozzle plate 2, 3 at the top or bottom and is preferably articulated on the wall of the wind scattering chamber 21, preferably via an axis of rotation 5. With two movable nozzle plates 2, 3, the height h of the slotted nozzle 1, the size of the slot nozzle, its orientation and/or its position in the wind scattering chamber can be adjusted.
  • the slotted nozzle can reduce or enlarge the cross section in relation to the air flow in a wedge-shaped or funnel-shaped manner.
  • the actuators for this can be arranged in or outside of the wind scattering chamber 21 .
  • the vertical position of the slot nozzle can be adjusted independently of the position of the nozzle plates 2, 3.
  • the nozzle plates 2, 3 and the axes of rotation 5 of the nozzle plates 2, 3 would be adjustable in height, including the (partial) supply paths from the fan.
  • the air flow 13 is generated by the fan 13, preferably by a cross-flow fan, and in this example via a substantially rectangular connector 25 brought to the wind scattering chamber 21 and the inlet opening 14 supplied.
  • a register 9 can be arranged in the connecting piece 25, which, according to FIG. Fine adjustments of the air flow 13 in the wind scattering chamber 21 can be mapped due to their different effects on the cross section of the connecting piece 25 . These can, for example, influence the scattering behavior across the width of the wind scattering chamber, but also at the edges. For example, edge elevations, ie greater scattering at the edges of the wind scattering chamber, can be set.
  • FIG Covers are again arranged on the nozzle plates 2, 3, which are arranged parallel to the outer wall 1625 of the wind scattering chamber 21 and are moved along with it.
  • the rotary axes 5, which can also be designed as joints, are also designed to be adjustable in height, resulting in significantly improved adjustability of the slit nozzle 1 on the inlet side of the slit nozzle 1 as well as the outlet opposite the wind scattering chamber.
  • the fan 10 with the connector 25 and the slit nozzle can be adjusted at a distance from the forming belt.
  • two parallel-acting tangential fans are shown, which are arranged one behind the other in the view, thus side by side across the width of the wind scattering chamber. These preferably have two differently aligned suction openings for the air.
  • FIG. 1 This can be used, preferably in an adjustable manner, for example with a register 9 according to FIG. This also serves indirectly to influence the air flow 13.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windstreukammer und ein Verfahren zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials zu einem ein- oder mehrschichtigem Materialvlies (11) auf einem endlos umlaufenden Formband (12), bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Presse, wobei an einer Windstreukammer (21) eine Öffnung (16) zur Aufgabe des Materials (8), eine Eintrittsöffnung (14) und eine Austrittsöffnung (15) für einen Luftstrom (13) und ein Ventilator (10) zur Erzeugung der Luftströmung (13) angeordnet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde in einer kurzen und prägnanten Baulänge die von der Industrie gestellten Forderungen nach hoher Qualität und geringem Rohstoffbedarf zu erfüllen. Die Erfindung besteht für die Vorrichtung darin, dass als oder an der Eintrittsöffnung (14) für den Luftstrom (13) zumindest eine hinsichtlich ihrer Größe, Ausrichtung und/oder Position in der Windstreukammer (21) veränderliche Schlitzdüse (1) angeordnet ist.

Description

WINDSTREUKAMMER UND VERFAHREN ZUM STREUEN UND FORMEN EINES RIESELFÄHIGEN MATERIALS AUF EINEM FORMBAND
Die Erfindung betrifft eine Windstreukammer zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials auf einem endlos umlaufenden Formband nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 22.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials auf einem endlos umlaufenden Formband, bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Presse, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 23.
Bei der Herstellung von Werkstoffplatten, werden überwiegen Naturstoffe wie Einjahrespflanzen, verholzte Strauchpflanzen, Bäume oder dergleichen zerkleinert, getrocknet, mit einem Bindemittel vermischt sofern notwendig, zu einem Materialvlies gestreut und in einer Presse zu einer Werkstoffplatte verdichtet. Auch die Verwendung von Kunststoffen oder anderen Materialien ist vorgesehen, um bei der kontinuierlichen Herstellung ebene Werkstoffstränge zu erhalten, die aufteilbar sind. Auch die Taktweise Verarbeitung der Materialvliese ist denkbar, können diese vor der Verpressung beispielsweise aufgeteilt werden. Besonders bevorzugt werden heute bei der Faser- oder Spanplattenherstellung die Naturstoffe mehr und mehr mit Recyclingmaterial substituiert um den Materialbedarf an Frischholz zu minimieren. Es ist üblich Windstreukammern mit anderen Streuvorrichtungen zu kombinieren um diverse Schichtaufbauten zu verwirklichen. Aus der DE 198 35 419 A1 ist beispielhaft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Windsichtung bekannt geworden. Aus obiger Offenbarung ist es bekannt verschiedene Techniken zur Beeinflussung der Luftströmung einzusetzen, insbesondere Windsiebe und Absaugvorrichtungen. Die Windformtechnik legt darauf Wert das Material gleichmäßig aber klassiert abzulegen. Wirbel in der Luftströmung aber auch Ablösungserscheinungen der Luftströmung an den Wandungen sollen vermieden werden, stören diese doch die Flächengewichtsgenauigkeit.
Ein Ventilator oder Gebläse für die Luftströmung ist im Stand der Technik üblicherweise ein Radialventilator mit einer rechteckigen Austragsöffnung. Dieser ist mit seiner Achse meist parallel zur Breite der Windstreukammer angeordnet und deutlich schmaler als die Breite der Windstreukammer ausgeführt. Die durch die verhältnismäßig kleine Austragsöffnung austretende Luftströmung muss somit in der Breite als auch in der Höhe bis zum Eintritt in die Windstreukammer „aufgezogen“ bzw. aufgeweitet werden.
Dafür ist zwischen dem Ventilator und der Windstreukammer ein Diffusor angeordnet, in dem eine oder mehrere Staubleche Verwendung finden. Diese Staubleche dienen dazu durch einen Gegendruck die Luftströmung aufzuweiten bzw. zu verteilen und gezielt durch die Öffnungen der Staubleche oder auch Register parallel zum Formband in die Windstreukammer einzuführen.
Mit der DE 10 1007 056 109 A1 ist ein spezieller Verbesserungsvorschlag gegenüber dem obigen Stand der Technik bekannt geworden, der versucht die Länge des Diffusors zu verkürzen, indem die Luftströmung nach Austritt aus dem Ventilator erst um den Ventilator herum geführt und in der Breite aufgeweitet wird und anschließend in einer relativ kurzen Strecke in der Höhe erweitert wird. Dies dient dazu den Bauraum für die Versorgung der Windstreukammer zu verkleinern. Auch aus der DE 10 2020 103 233 A1 sind eine Windstreukammern bekannt geworden, die eine Luftströmung großflächig in Höhe und Breite in die Windstreukammer einführt. Auch hier findet sich vor Eintritt der Luftströmung der Windstreukammer ein Staublech zur kontrollierten Erstellung der Luftströmung über mehrere Öffnungen in Höhe und Breite.
Die heutigen Windstreuköpfe bestehen somit aus einer Kammer, in die Luft über ein einstellbares Register eingeblasen wird. Die Kammer selbst ist in der Regel ein rechteckiger Körper, in welche im vorderen Bereich meist Siebe eingebracht werden um den Materialstrom aufzulösen und Übergrößen auszusortieren. Weiterhin kann der Windstreukopf mit einem Rollensieb ausgestattet werden um die Oberflächenqualität und die Streugenauigkeit zu verbessern.
Mit DE 10 2015 112 013 A1 ist eine Windstreukammer bekannt geworden, die einen oder mehrere Ventilatoren (Radialventilatoren) über der Windstreukammer anordnet und über einen Bogen von rund auf eckig und über die Breite aufzieht. Am Ende des Bogens ist ein komplexes Widerstandselement am Übertritt zur Windstreukammer angeordnet, welches eine Vielzahl an Düsen aufweist. Diese Düsen sind am Auslass rund und bilden quer und längs zum Querschnitt eine Matrix an Düsenöffnungen, welche variabel eingestellt werden können. Auch hier können Stau- oder Diffusorbleche angeordnet sein um die Luftströmung nach ihrer Aufweitung in Breite und Höhe gleichmäßiger zu verteilen. Durch den Einsatz der Register und der Düsenanordnung ist ein hoher Energieeinsatz notwendig.
Die heutige Industrie verlangt mittlerweile neben einer hohen Flächengewichtsgenauigkeit auch eine immer stärkere Reduktion des natürlichen notwendigen Rohstoffes und einhergehend auch die teilweise oder vollständige Substituierung des Rohstoffes durch Recyclingmaterial. Dies ist teilweise auch Staatsauftrag in diversen Ländern so vorgesehen. Alle diese Anforderung haben in der Regel zur Verwendung von längeren Windstreukammern geführt. Als Rohstoff wird auch die notwendige Energie zum Betreiben der Anlage, hier im speziellen der Ventilatoren, betrachtet, die gegen Strömungshindernisse arbeiten müssen und damit Energie unnütz verbrauchen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windstreukammer und ein Verfahren zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials zu einem ein- oder mehrschichtigen Materialvlies auf einem endlos umlaufenden Formband zu schaffen, welches in einer kurzen und prägnanten Baulänge die von der Industrie gestellten Forderungen nach hoher Qualität und geringstem Rohstoffbedarf ermöglicht.
Die Erfindung geht dabei von einer Windstreukammer zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials aus, in der ein ein- oder mehrschichtiges Materialvlies auf einem endlos umlaufenden Formband, bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Presse, erzeugt wird, wobei an der Windstreukammer eine Öffnung zur Aufgabe des Materials, eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für einen Luftstrom und ein Ventilator zur Erzeugung der Luftströmung angeordnet ist.
Die Aufgabe für die Windstreukammer wird zum einen dadurch gelöst, dass an der Eintrittsöffnung für den Luftstrom zumindest eine hinsichtlich ihrer Größe, Ausrichtung und/oder Position in der Windstreukammer veränderliche Eintrittsöffnung und/oder Schlitzdüse angeordnet ist.
In einer alternativen eigenständigen Ausgestaltung zur Windstreukammer wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Erzeugung der Luftströmung ein Querstromventilator angeordnet ist. Hinsichtlich eines gattungsgemäßen Verfahren zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials in einer Windstreukammer zu einem ein- oder mehrschichtigem Materialvlies auf einem endlos umlaufenden Formband, bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Presse, geht die Erfindung davon aus, dass das Material über eine Öffnung in die Windstreukammer eingeführt wird und durch eine die Windstreukammer durchströmende Luftströmung separiert auf dem Formband abgelegt wird, wobei die Luftströmung durch einen Ventilator erzeugt und über eine Eintrittsöffnung ein- sowie über eine Austrittsöffnung aus der Windstreukammer austritt.
Die Erfindung für das Verfahren wird dadurch gelöst, dass zur Beaufschlagung des Materials die Luftströmung mit einer Schlitzdüse an die Windstreukammer übergeben wird, wobei die Schlitzdüse und/oder die Eintrittsöffnung hinsichtlich ihrer Größe, Ausrichtung, ihrer Lage und/oder ihrem Abstand zum Formband eingestellt werden.
Die Erfindung erzielt die folgenden Vorteile:
Durch die technischen Änderungen im Vergleich zu dem aktuellen Stand der Technik wird eine bessere Separierung erreicht, dadurch kann eine feinere Oberfläche erreicht werden, Schleifzugaben reduziert werden und damit Rohmaterialkosten eingespart werden. Außerdem ist durch die optimierte Strömungsführung zu erwarten, dass weniger Material in eine optionale Absaugung am Ende der Windstreukammer gelangt. Weiterhin kann durch die optimierte Luftzuführung die benötigte Luftmenge und durch die geringeren Druckverluste die Bereitstellungskosten (Energie) für die Luftmenge reduziert werden. Neben diesen Vorteilen in der laufenden Produktion wird durch den Wegfall der komplexen Teile des Registers oder eine Diffusors eine Reduzierung der Herstellkosten ermöglicht. Die Erfindung hat durch die Verwendung einer Schlitzdüse ein in der Fachwelt bekanntes Vorurteil überwunden. Diese ist übereinstimmend von dem Umstand ausgegangen, dass bei einer Zuführung der Luftströmung entweder im Wesentlichen die Höhe und die Breite der Windstreukammer abgedeckt werden müsse.
In einer Ergänzung dazu oder auch als eigenständige Erfindung hat die Erfindung das Vorurteil überwunden, dass nur Radialventilatoren aufgrund ihrer Bauform geeignet sind ausreichend hohe Drücke für die Luftströmung einer Windstreukammer bereitzustellen.
Insbesondere hat sich überraschend herausgestellt, dass eine schlitzartige Düsenanordnung zur Einführung einer vergleichsweisen starken Luftströmung gegenüber einer großflächigen Einführung der Luftströmung Vorteile hinsichtlich der Separierung bietet.
Nachfolgend sind weiterführende Merkmale der untergeordneten Ansprüche angeführt, welche eigenständig oder in beliebiger Kombination die Erfindung weiter verbessern können.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Breite der Schlitzdüse im Wesentlichen der Breite der Windstreukammer entspricht. Bei einer Anordnung der Schlitzdüse innerhalb der Windstreukammer könnten die Seitenwände der Windstreukammer die seitlichen Grenzen der Schlitzdüse bilden. Für die alternative Ausgestaltung, dass die Eintrittsöffnung und die Schlitzdüse zusammenfallen wäre die Schlitzdüse außerhalb der Windstreukammer und müsste eigenständige Seitenbleche aufweisen.
In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen dass die Eintrittsöffnung in ihrem Abstand gegenüber dem Formband einstellbar ist. Alternativ oder kumulativ kann aber bei einer Schlitzdüse, die bei der Eintrittsöffnung der Windstreukammer beginnt, also mit anderen Worten die Eintrittsöffnung der Windstreukammer mit der Einlassseite der Schlitzdüse zusammenfällt, kann es vorgesehen sein, dass sich der Einlass und der Auslass der Schlitzdüse in ihrem Abstand zum Formband und/oder ihrer Höhe variabel einstellen lassen.
Alternativ oder kumulativ kann es vorgesehen sein, dass zur Einstellung der Höhe der Schlitzdüse und/oder der Eintrittsöffnung zumindest ein bewegbares Düsenblech angeordnet ist und/oder die Höhe der Schlitzdüse respektive der Eintrittsöffnung zwischen 10 mm und 400 mm, bevorzugt zwischen 80 mm und 180 mm, einstellbar ist.
Alternativ oder kumulativ kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Ventilator und der Schlitzdüse ein im wesentlichen rechteckiges Verbindungsstück, ein Register und/oder durchlässige Stau- oder Lochbleche zur Beeinflussung oder Vergleichmäßigung der Luftströmung angeordnet sind.
Alternativ oder kumulativ kann es vorgesehen sein, dass die Einstellung der Bleche von einer Mittelachse des Querschnitts des Verbindungsstückes oder der Schlitzdüse aus gesehen gleichförmig im Winkel oder ungleichförmig erfolgen kann.
Alternativ oder kumulativ könnten zur Beeinflussung der Luftströmung und/oder des Querschnitts des Verbindungsstückes für die Luftströmung zwischen dem Ventilator und der Schlitzdüse verschiebbare Elemente, bevorzugt mehrere über die Breite in und aus dem Querschnitt ein- und ausschiebbare Elemente, bevorzugt einstellbar oder justierbar angeordnet sein. Bevorzugt wird nach Installation der Windstreukammer und nach einigen Testläufen die Einstellung vorgenommen und eher selten geändert. Aber es ist auch möglich diesen Ablauf zu automatisieren und in einen Steuerungs- oder Regelungslauf einzubinden. Die Strömungshindernisse, abschnittsweise über die Breite in den Querschnitt des Verbindungsstückes eingeführt, können die Streuverteilung des Materials beeinflussen, so dass für verschiedene Produktionsarten ggfs. auch verschiedene Einstellungsmöglichkeiten oder Strömungsbremsen, bevorzugt abschnittsweise über die Breite oder Höhe des Querschnitts eingestellt werden könnten.
Zusätzlich zum erfinderischen Merkmal könnte zwischen der Öffnung und der Schlitzdüse eine Auflösewalze und/oder ein Leitblech angeordnet sein, wobei bevorzugt zumindest zwei Leitbleche zur mehrmaligen Umlenkung des Materials angeordnet sind. Es ist je nach Materialart unter Umständen von Vorteil, wenn das Material in einer Art Materialteppich oder vorhangähnlich in die Windstreukammer eingeführt wird und durch die Luftströmung aus der Schlitzdüse aufgelöst und transportiert wird. Dabei kann eine mehrfache Umlenkung zu einer Auflockerung des Materials führen, welches die Auflösung positiv beeinflusst.
Alternativ oder kumulativ können die Düsenbleche über die Breite der Schlitzdüse segmentiert sein, insbesondere um die Einstellbarkeit zu verbessern. Dies kann ggfs. die Notwendigkeit von Strömungsbremsen vorab reduzieren. Bevorzugt bei einer Segmentierung über die Breite könnten die Düsenbleche, bevorzugt bei einer segmentierten Ausführungsform bevorzugt manuell oder automatisiert, unterschiedlich einstellbar sein, um eine Vielzahl an verschiedenen Düsenformen generieren zu können.
Alternativ oder kumulativ können die Düsenbleche über die Breite und/oder ihrer Länge parallel zur Luftströmung konvex und/oder konkav gebogen oder verbiegbar angeordnet sein. Alternativ oder kumulativ zur Einstellung der Düsenbleche, der Leitbleche und/oder der Elemente des Registers Stellglieder und bevorzugt eine Steuerung oder Regelung für die Stellglieder angeordnet sein.
Zur Vermeidung von Ablösewirbeln am Übergang von der Schlitzdüse zur Windstreukammer könnten gekrümmte Abweiser, bevorzugt Krümmungen, Biegungen, Leitflügel oder dergleichen, an der abgewandten Seite der Luftströmung angeordnet sein, um Verwirbelungen zu vermeiden.
Besonders bevorzugt kann bei einer in die Windstreukammer hineinragenden Schlitzdüse die der Luftströmung abgewandten Bereiche der Düsenbleche mit einer Abdeckung, bevorzugt vom Austritt der Luftströmung bis hin zu einer begrenzenden Wand der Windstreukammer versehen sein. Dies ist insbesondere von Vorteil zum Schutz der optional dahinter angeordneten Stellglieder für die Düsenbleche. Auch wenn beispielsweise die Drehachse die Verstellung vornimmt, kann eine Abdeckung sinnvoll sein, damit sich dahinter kein Staub oder Materialien ablagern und den Betrieb stören oder koaguliert irgendwann abbrechen. Meist könnten diese, sofern vorgesehen, von einem Sieb abgefangen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass zur Ausbildung einer Schlitzdüse mehrere Schlitzdüsen über die Breite und/oder dass mehrere Schlitzdüsen und/oder Eintrittsöffnungen in unterschiedlichem Abstand zum Formband, jeweils bevorzugt mit eigenen Ventilatoren, angeordnet sind.
Alternativ oder kumulativ kann zwischen dem Formband und einer Schlitzdüse ein weiteres Leitblech angeordnet sein, welches bevorzugt gröbere, durch die Luftströmung weniger oder nicht beeinflusste Anteile des Materials ableitet oder einem Grobsieb übergibt.. In einer zusätzlichen Ausgestaltung könnten zwischen Ventilator und der Schlitzdüse und/oder der Eintrittsöffnung auf der inneren Seite des Querschnitts Mittel zur Laminierung der Luftströmung angeordnet sind.
Alternativ oder kumulativ kann das Leitblech über bzw. benachbart zur Schlitzdüse derart angeordnet sein, dass das fallende Material bei Eintritt in die Luftströmung einen vektoriellen Geschwindigkeitsanteil in- oder entgegen der Luftströmung aufweist. Dies ermöglicht es unter Umständen bei gleichbleibender oder geringerer Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung die klassierende Wirkung beizubehalten.
Alternativ oder kumulativ können zwischen dem Ventilator und der Eintrittsöffnung Strömungsbremsen angeordnet sein, die nicht mehr als 50%, bevorzugt nicht mehr als 45%, höchst bevorzugt nicht mehr als 40% des Querschnitts verdecken. Dies kann insbesondere beim Einsatz von Querstromventilatoren von Vorteil sein.
Bevorzugt können bei einer 4-Fuß breiten Windstreukammer ein oder zwei und für eine 8-Fuß breite Windstreukammer zwei bis vier Ventilatoren über die Breite angeordnet sein.
Alternativ oder kumulativ kann als Ventilator für die Luftströmung ein Querstromventilator angeordnet werden, wobei die axiale Erstreckung der die Luftströmung erzeugenden rotierenden Schaufel des Querstromventilators bevorzugt mehr als 50%, bevorzugt mehr als 75%, ganz besonders mehr als 90% der Breite der Windstreukammer entspricht, wobei insbesondere bei mehreren Querstromventilatoren über die Breite die axiale Erstreckung der Schaufeln summiert werden. Alternativ oder kumulativ kann die Ansaugöffnung eines Querstromventilators entlang dessen Rotationsachse Mittel zur Reduktion oder differenzierten Einstellung der Luftmenge über die Breite aufweisen, wobei bevorzugt Lochbleche, Abdeckstreifen, ein Register oder dgl. angeordnet sind. Durch die Reduktion der möglichen Ansaugfläche in der Breite kann besonders vorteilhaft der Querstromventilator in seinem bevorzugten Betriebsbereich gehalten werden und Überlastungen werden vermieden.
Alternativ oder kumulativ können bei mehreren Querstromventilatoren diese auf unterschiedlichen Höhen und/oder die Ansaugöffnungen in unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sein. Da ein Querstromventilator in der Regel einen axial seitlichen Antrieb aufweist, lassen sich diese so einfacher nebeneinander anordnen. Auch die Ausbildung von Ventilationsschächten zu den einzelnen Ventilatoren lassen sich so vereinfachen.
Besonderes bevorzugt kann an den oder vor der Ansaugöffnung eines Querstromventilators ein Schwergutabscheider und/oder Filter angeordnet sein, wobei bevorzugt der Querschnitt der Ansaugöffnung im Wesentlichen nach unten, in Richtung Formband, ausgerichtet ist.
Es können anstelle oder neben dem Register Lochbleche oder ähnliche Diffusoren zur Vergleichmäßigung der Luftströmung angeordnet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die vertikale Position der Schlitzdüse unabhängig von der Stellung der Düsenbleche eingestellt wird. Die Düsenbleche respektive die Drehachsen der Düsenbleche wären einschließlich der (teilweisen) Zuführungswege vom Ventilator höhenverstellbar. Besonders bevorzugt wird das gesamte Ventilatorsystem, ganz besonders bei einem Querstromventilator, mit den Düsenblechen in der Höhe verstellt. lm Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Windstreukammer und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt.
Hinsichtlich der Steuerung und Regelung der vorliegenden Erfindung sei darauf erklärt, dass in bekannter Art und Weise ein Messvorrichtung und/oder eine rotierende Fräsvorrichtung zur Abtragung von Teilen der Pressgutmatte nach diesem oder zusätzlichen weiteren Streuköpfen angeordnet sein kann. In vorteilhafter Weise werden aber die Messwerte oder Rückmeldungen aus diesen Vorrichtungen dazu verwendet die Schlitzdüse in ihrer Größe, Position und/oder Ausrichtung einzustellen. Dazu kann noch die Umdrehungszahl des Ventilators und die Menge des in die Windstreukammer eingebrachten
Materials gesteuert oder geregelt werden sowie die Einstellung und Position der Leitbleche nach der Öffnung zur Aufgabe des Materials.
Die durch die Ventilatoren erwirkte Luftströmung wird im Wesentlichen vollständig in die Windstreukammer eingeführt, so dass offensichtlich der Weg von den Ventilatoren bis hin zur Windstreukammer respektive den Düsen gegenüber der Umwelt abgedichtet ist.
Insbesondere ist es aber nun von Vorteil, dass die Luftströmung nicht mehr nur flächig sondern gezielt in einen fallenden Materialteppich, ausgehend von den Leitblechen, eingebracht werden kann und durch die gegenüber dem Stand der Technik eher starke Luftströmung das Material separiert wird.
Schlussendlich ist es von Vorteil dass die mit dem Material und damit durch die Öffnung zur Aufgabe des Materials ungesteuerten Luftmengen nun zum einen durch die kaskadierende Schüttung des Materials keinen großen Einfluss mehr auf die Luftströmung in der Windstreukammer haben und/oder zum anderen durch die starke aus der Schlitzdüse austretende Luftströmung ebenfalls homogenisiert werden. Beide Lösungen sind unabhängig voneinander betrachtbar und haben eigene erfinderische Qualität.
Weitere mögliche Varianten zur Verbesserung der Erfindung können sein, dass entlang der Strecke des Verbindungsstücks zwischen Ventilator und Eintrittsöffnung an der Windstreukammer die Breite, bevorzugt bei gleichbleibender Höhe, verdoppelt und wieder auf die ursprüngliche Breite reduziert wird. Durch die Aufweitung ergibt sich bei wieder zunehmender Verengung eine positive Verteilung der Luftströmung über die Breite.
Das an den Ansaugöffnungen der Ventilatoren Luft zuführende Rohrleitungen oder geometrisch passende Ventilationsschächte, bevorzugt mit größerem Querschnitt, angeordnet sind, um Luftverwirbelungen von angrenzenden Anlagenteilen auszuschließen.
Um die Querstromventilatoren in einem optimalen Betriebsbereich zu halten, kann es sinnvoll sein die Ansaugöffnungen mit Überdruck, also mit einer von einem weiteren Ventilator angetriebenen Luftströmung zu versorgen. Auch ist eine zweistufige Anordnung von Ventilatoren, insbesondere einem ersten Axialventilator und im weiteren eines Querstromventilators von Vorteil, da sich so die Luftströmung weiter vergleichmäßigen lässt.
Unter Überdruck wird ggfs. auch verstanden, dass zur Lieferung einer ausreichenden Menge an Luft an die Ventilatoren der Windstreukammer, ggfs. durch einen vorherigen Filter, einer Entfeuchtung und/oder längeren Ventilationsschächten, ein eigener Ventilator hierfür vorgesehen sein kann, der die Reibung der Luft in diesen Bereichen überwindet, damit für die Ansaugöffnung genügend Luft vorhanden ist und durch den Ventilator, insbesondere einen Querstromventilator der Unterdrück an der Ansaugseite möglichst gering ist. Je nach Betriebsart dient damit der Querstromventilator als Strömungsbremse und fördert den Luftstrom vergleichmäßigt in das Verbindungsstück bzw. zur Windstreukammer oder er erzeugt einen Unterdrück an der Ansaugöffnung.
Die einzelnen Merkmale und Vorteile, oben getrennt in Absätzen, können untereinander beliebig ausgetauscht oder kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird.
Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 eine Windstreukammer nach dem Stand der Technik in einer schematischen Seitenansicht,
Figur 2 eine Windstreukammer nach der Erfindung mit einer einstellbaren Schlitzdüse zur Beaufschlagung des Materials mit einer Luftströmung, Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Aufgabebereiches und der Schlitzdüse nach Figur 1 ,
Figur 4 einen Schnitt aus Figur 3 quer zur Windstreukammer durch ein Verbindungsstück zwischen Ventilator und der Windstreukammer, Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schlitzdüse nach der Erfindung mit einem alternativen Aufbau der Ventilatoren und Figur 6 die Draufsicht auf eine Ansaugöffnung eines Querstromventilators mit Mitteln zur Reduktion des Querschnitts der Ansaugöffnung.
Die Zeichnung zeigt in Figur 1 eine Windstreukammer 21 nach dem Stand der Technik in einer schematischen Seitenansicht. Dabei gelangt das Material 8 über eine Öffnung 16 von oben in die Windstreukammer, wird durch eine Auflösewalze aufgelöst und durch eine durch eine Eintrittsöffnung 14 in die Windstreukammer 21 eintretende Luftströmung 13 entgegen der Transportrichtung des Formbandes 12 in der Windstreukammer 21 verteilt. Nach der Eintrittsöffnung sind in der Windstreukammer 21 ggfs. noch Leitschaufeln angeordnet, welche eine trapezförmige Form aufweisen können und im Wesentlichen parallel zur Luftströmung sowie vertikal angeordnet sind. Dabei trifft das Material 8 gegen Siebgitter 18, welche Teile des Materials 8 ausbremsen und für eine frühere Ablage auf dem Formband 12 zur Bildung des Materialvlieses 11 sorgen. Übergroßes Material, welches durch die Luftströmung nur wenig beeinflusst wird, fällt auf einen Grobsieb 19 und wird über einen Grobaustrag aus dem Prozess entfernt. Anstelle des Grobsiebs kann auch ein Rollensieb angeordnet sein.
Um die Windstreukammer zu verkürzen kann eine die Raumhöhe 17 beeinflussende Wandung 22 an der Decke 23 der Windstreukammer 21 angeordnet sein. Am anderen Ende der Windstreukammer 21 ist eine Austrittsöffnung 15 für die Luftströmung 13 angeordnet, welche optional noch mit einer Absaugung 24 wirkverbunden ist. Bei Herstellung eines mehrschichtigen Materialvlieses kann die Windstreukammer spiegelverkehrt nochmal angeordnet sein.
In Figur 2 ist eine Schlitzdüse 1 in Wirkverbindung mit der Eintrittsöffnung 14 dargestellt, welche durch nicht dargestellte Stellglieder beweglich ausgeführt sein kann. Hierzu kann das obere und/oder das untere Düsenblech 2, 3 durch geeignete Antriebe zueinander oder getrennt voneinander verstellt werden. Die Breite b ist in der Regel quer zur Transportrichtung des Materialvlieses 11 verwendet und benannt. Sie kann für unterschiedliche Vorrichtungsteile verwendet werden,
In einem eigenständigen Ausführungsbeispiel wird das Material 8 nicht vorab über eine Auflösewalze geführt und aufgelöst, sondern wird als eine Art Materialteppich nach der Öffnung 16 über ein oder mehrere Leitbleche 6 geführt oder umgelenkt. Bevorzugt wird hier eine kaskadierende Leitblechanordnung mit zumindest zwei Umlenkungen des Materialstromes verwirklicht, durch die sich ein herabfallender Materialteppich ergibt, welcher durch die Schlitzdüse 1 aufgelöst wird.
Um die Bezugszeichen deutlicher darstellen zu können, wurde der rechte Teil der Windstreukammer 21 in Figur 3 vergrößert dargestellt. Das Material 8, hier nicht dargestellt, gelangt von oben auf das erste Leitblech 6, wird dort umgelenkt, gelangt auf das zweite Leitblech 6. Durch die kaskadenförmige Umlenkung wird das Material 8 durchmischt bevor es durch die Luftströmung 13 aus der Schlitzdüse 1 aufgelöst wird. Je nach Materialart oder Durchsatz können die Leitbleche 6 durch nicht dargestellte Stelltriebe verstellt werden.
Bevorzugt sind die Leitbleche an einer Drehachse 5 angebunden. Im Folgenden sind mehrere Drehachsen beschrieben, diese sind nur beispielhaft für eine Vielzahl an denkbaren und möglichen Verstellmechanismen dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einlassöffnung 27 des Ventilators, der hier als Querstromventilator ausgeführt ist, nach unten ausgerichtet. Dies hat den Vorteil, dass bei einer angeflanschten Luftführung ein Bogen nach oben oder die Zuführung selbst seitlich ausgeführt werden kann. Der Bogen oder die seitliche Zuführung kann dann als Schwergutabscheider dienen, um Staub oder Fremdkörpereintrag in die Windstreukammer zu vermeiden. Alternativ oder dazu kann ein Filter angeordnet sein.
Die einstellbare Schlitzdüse 1 besteht zumindest aus einem beweglichen Düsenblech 2, 3 oben oder unten und ist bevorzugt an der Wandung der Windstreukammer 21 angelenkt, bevorzugt über eine Drehachse 5. Bei zwei beweglichen Düsenblechen 2, 3 kann die Höhe h der Schlitzdüse 1 , die Größe der Schlitzdüse, ihre Ausrichtung und/oder ihre Position in der Windstreukammer eingestellt werden. Die Schlitzdüse kann dabei keilförmig oder trichterförmig gegenüber der Luftströmung den Querschnitt verkleinern oder vergrößern. Die Stellglieder hierzu können in oder außerhalb der Windstreukammer 21 angeordnet sind. Sollten diese auf den der Luftströmung 13 abgewandten Seiten der Düsenbleche 2, 3 innerhalb der Windstreukammer angeordnet sein, so ist es von Vorteil, wenn diese Bereiche mit einer Abdeckung 4 versehen sind, damit die Stelltriebe nicht unnötig verschmutzen. Aber auch ohne Stelltriebe kann die Abdeckung 4 sinnvoll sein, um Ablagerungen im Hinterschnitt zu vermeiden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die vertikale Position der Schlitzdüse unabhängig von der Stellung der Düsenbleche 2, 3 eingestellt werden kann. Die Düsenbleche 2, 3 respektive die Drehachsen 5 der Düsenbleche 2, 3 wären einschließlich der (teilweisen) Zuführungswege vom Ventilator höhenverstellbar.
Die Luftströmung 13 wird durch den Ventilator 13, bevorzugt durch einen Querstromventilator, erzeugt und in diesem Beispiel über ein im wesentlichen rechteckiges Verbindungsstück 25 an die Windstreukammer 21 herangeführt bzw. der Eintrittsöffnung 14 zugeführt.
Im Verbindungsstück 25 kann ein Register 9 angeordnet, welches nach Figur 4 über die Breite b mehrere flächige Elemente 26 aufweist, die über Stellglieder (nicht dargestellt) unabhängig voneinander beweglich oder einstellbar ausgeführt sind. Durch ihren unterschiedliche Einwirkung auf den Querschnitt des Verbindungsstückes 25 lassen sich Feineinstellungen der Luftströmung 13 in der Windstreukammer 21 abbilden. Diese können zum Beispiel Einfluss auf das Streuverhalten quer über die Breite der Windstreukammer aber auch am Rande nehmen. Beispielsweise können Randüberhöhungen, also stärkere Streuung an den Rändern der Windstreukammer eingestellt werden.
Mit Figur 5 ist eine alternative aber gleichwertige Ausführungsform der Erfindung dargestellt, dabei fällt die Eintrittsöffnung 14 mit dem Düsenmund der Schlitzdüse 1 zusammen, weil die Düsenbleche 2, 3 nicht innerhalb der Windstreukammer angeordnet sind, sondern entlang der Luftströmung 13 vor der Windstreukammer 21. An den Düsenblechen 2, 3 sind wieder Abdeckungen angeordnet, die parallel zur Außenwand 1625 der Windstreukammer 21 angeordnet sind und entlang dieser mitverschoben werden.
In einer Kombination der Merkmale von Figur 3 und Figur 5 wäre es also denkbar, dass in der Variante nach Figur 3 die Drehachsen 5, welche auch als Gelenke ausgeführt sein können, ebenfalls in der Höhe verstellbar ausgeführt sind, es ergibt sich eine deutlich verbesserte Verstellbarkeit der Schlitzdüse 1 seitens des Einlasses der Schlitzdüse 1 als auch des Auslasses gegenüber der Windstreukammer. In einer Alternative kann der Ventilator 10 mit Verbindungsstück 25 und der Schlitzdüse im Abstand zum Formband verstellt werden. Weiterhin sind zwei parallel wirkende Querstromventilatoren dargestellt, die in der Ansicht hintereinander, somit nebeneinander über die Breite der Windstreukammer angeordnet werden. Bevorzugt haben diese zwei unterschiedlich ausgerichtete Ansaugöffnungen für die Luft.
Nach Figur 6 kann vor der Ansaugöffnung 27 ein oder mehrere Mittel 28 angeordnet sein, die den offenen Querschnitt der Ansaugöffnung 27 verringern. Dies kann, bevorzugt in einstellbarer Art und Weise, beispielsweise wie mit einem Register 9 nach Figur 4, dazu dienen den Querstromventilator im optimalen Betriebsbereich 1625 zu halten. Indirekt dient dies auch einer Beeinflussung der Luftströmung 13.
Bezugszeichenliste 1625:
1 Schlitzdüse
2 Düsenblech (oben)
3 Düsenblech (unten)
4 Abdeckung
5 Drehachse
6 Leitblech
7 Strömungsrichtung in 21
8 Material
9 Register
10 Ventilator
11 Materialvlies
12 Form band
13 Luftströmung
14 Eintrittsöffnung für 13
15 Austrittsöffnung für 13
16 Öffnung für Material 8
17 Raumhöhe
18 Siebgitter
19 Grobsieb
20 Grobaustrag
21 Windstreukammer
22 Wandung
23 Decke
24 Absaugung
25 Verbindungsstück h Höhe
26 Elemente b Breite
27 Ansaugöffnung
28 Mittel

Claims

Dipl. -Ing. (FH) Helmut Hartdegen Zugelassener Vertreter vor dem Europäischen Patentamt // European Patent AttorneyDieffenbacher GmbH P1625WOMaschinen- und Anlagenbau Heilbronner Straße 20 D-75031 Eppinqen Patentansprüche
1. Windstreukammer zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials zu einem ein- oder mehrschichtigem Materialvlies (11 ) auf einem endlos umlaufenden Formband (12), bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Presse, wobei an der Windstreukammer (21 ) eine Öffnung (16) zur Aufgabe des Materials (8), eine Eintrittsöffnung (14) und eine Austrittsöffnung (15) für einen Luftstrom (13) und ein Ventilator (10) zur Erzeugung der Luftströmung (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als oder an der Eintrittsöffnung (14) für den Luftstrom (13) zumindest eine hinsichtlich ihrer Größe, Ausrichtung und/oder Position in der Windstreukammer (21 ) veränderliche Schlitzdüse (1 ) angeordnet ist.
2. Windstreukammer nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schlitzdüse (1 ) im Wesentlichen der Breite (b) der Windstreukammer (21 ) entspricht und/oder dass die Eintrittsöffnung (14) in ihrem Abstand gegenüber dem Formband (12) einstellbar ist.
3. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Höhe (h) der Schlitzdüse (1 ) zumindest ein bewegbares Düsenblech (2, 3) angeordnet ist und/oder die Höhe (h) der Schlitzdüse (1 ) respektive der Eintrittsöffnung (14) zwischen 10 mm und 400 mm, bevorzugt zwischen 80 mm und 180 mm, einstellbar ist. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilator (10) und der Schlitzdüse (1 ) ein im wesentlichen rechteckiges Verbindungsstück (25), ein Register (9) und/oder durchlässige Stau- oder Lochbleche zur Beeinflussung oder Vergleichmäßigung der Luftströmung (13) angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der Luftströmung (13) und/oder des Querschnitts des Verbindungsstückes (25) für die Luftströmung (13) zwischen dem Ventilator (10) und der Schlitzdüse (1 ) verschiebbare Elemente (26), bevorzugt mehrere über die Breite (b) in und aus dem Querschnitt ein- und ausschiebbare Elemente, bevorzugt einstellbar, justierbar, angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Öffnung (16) und der Schlitzdüse (1 ) eine Auflösewalze und/oder ein Leitblech (6) angeordnet ist, wobei bevorzugt zumindest zwei Leitbleche (6) zur mehrmaligen Umlenkung des Materials (8) angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenbleche (2, 3) über die Breite (b) der Schlitzdüse (1 ) segmentiert und/oder in ihrer Höhe (h) bevorzugt manuell oder automatisiert, unterschiedlich einstellbar sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenbleche (2, 3) über die Breite (b) und/oder ihre Länge parallel zur Luftströmung (13) konvex und/oder konkav gebogen oder verbiegbar angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Düsenbleche (2, 3), der Leitbleche (6) und/oder der Elemente (26) Stellglieder und bevorzugt eine Steuerung oder Regelung für die Stellglieder angeordnet ist. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von Ablösewirbeln am Übergang von der Schlitzdüse (1) zur Windstreukammer gekrümmte Abweiser, bevorzugt Krümmungen, Biegungen, Leitflügel oder dergleichen, an der abgewandten Seite der Luftströmung angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer in die Windstreukammer (21 ) hineinragenden Schlitzdüse (1 ) die der Luftströmung (13) abgewandten Bereiche der Düsenbleche (2, 3) mit einer Abdeckung (4), bevorzugt vom Austritt der Luftströmung (13) bis hin zu einer begrenzenden Wand der Windstreukammer (21 ) versehen sind, insbesondere zum Schutz der dahinter angeordneten Stellglieder für die Düsenbleche (2, 3). Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer Schlitzdüse (1) mehrere Schlitzdüsen (1 ) über die Breite und/oder dass mehrere Schlitzdüsen (1 ) und/oder Eintrittsöffnungen (14) in unterschiedlichem Abstand zum Formband (12), jeweils bevorzugt mit eigenen Ventilatoren (10), angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Formband (12) und einer Schlitzdüse (1) ein weiteres Leitblech (6) angeordnet ist. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ventilator (10) und der Schlitzdüse (1 ) und/oder der Eintrittsöffnung (14) auf der inneren Seite des Querschnitts Mittel zur Laminierung der Luftströmung (13) angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitblech (6) benachbart zur Schlitzdüse (1 ) derart angeordnet ist, dass das Material (8) bei Eintritt in die Luftströmung (13) einen vektoriellen Geschwindigkeitsanteil in- oder entgegen der Luftströmung (13) aufweist. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilator (10) und der Eintrittsöffnung (14) Strömungsbremsen angeordnet sind, die nicht mehr als 50%, bevorzugt nicht mehr als 45%, höchst bevorzugt nicht mehr als 40% des Querschnitts verdecken. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine 4-Fuß breite Windstreukammer ein oder zwei und für eine 8-Fuß breite Windstreukammer zwei bis vier Ventilatoren (10) über die Breite (b) angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ventilator für die Luftströmung (13) ein Querstromventilator angeordnet ist, wobei bevorzugt die axiale Erstreckung der die Luftströmung (13) erzeugenden rotierenden Schaufel des Querstromventilators mehr als 50%, bevorzugt mehr als 75%, ganz besonders bevorzugt mehr als 90% der Breite der Windstreukammer (21 ) entspricht, wobei insbesondere bei mehreren Querstromventilatoren über die Breite (b) die axiale Erstreckung der Schaufeln summiert wird. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung (27) eines Querstromventilators entlang dessen Rotationsachse Mittel (28) zur Reduktion oder differenzierten Einstellung der Luftmenge über die Breite (b) aufweisen, wobei bevorzugt Lochbleche, Abdeckstreifen, ein Register (9) oder dgl. angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Querstromventilatoren diese auf unterschiedlichen Höhen und/oder die Ansaugöffnungen (27) in unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sind. Windstreukammer nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den oder vor der Ansaugöffnung (27) eines Querstromventilators Schwergutabscheider oder Filter angeordnet sind, wobei bevorzugt der Querschnitt der Ansaugöffnung (27) im Wesentlichen nach unten, in Richtung Formband (12), ausgerichtet ist. Windstreukammer zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials (8) zu einem ein- oder mehrschichtigem Materialvlies (11 ) auf einem endlos umlaufenden Formband (12), bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Presse, wobei in der Windstreukammer (21 ) eine Öffnung (16) zur Aufgabe des Materials (8), eine Eintrittsöffnung (14) und eine Austrittsöffnung (15) für einen Luftstrom (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Ventilator (10) zur Erzeugung der Luftströmung (13) zumindest ein Querstromventilator angeordnet ist. Verfahren zum Streuen und Formen eines rieselfähigen Materials in einer Windstreukammer zu einem ein- oder mehrschichtigem Materialvlies (11 ) auf einem endlos umlaufenden Formband (12), bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Presse, wobei das Material (8) über eine Öffnung (16) in die Windstreukammer (21 ) eingeführt wird und durch eine die Windstreukammer (21 ) durchströmende Luftströmung (13) separiert auf dem Formband (12) abgelegt wird, wobei die Luftströmung durch einen Ventilator (10) erzeugt und über eine Eintrittsöffnung (14) ein- sowie über eine Austrittsöffnung (15) aus der Windstreukammer (21 ) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beaufschlagung des Materials (8) die Luftströmung (13) mit einer Schlitzdüse (1 ) an die Windstreukammer (21 ) übergeben wird, wobei die Schlitzdüse (1) und/oder Eintrittsöffnung (14) hinsichtlich ihrer Größe, Ausrichtung, ihrer Lage und/oder ihrem Abstand zum Formband (12) eingestellt wird.
PCT/EP2022/076735 2021-09-26 2022-09-26 Windstreukammer und verfahren zum streuen und formen eines rieselfähigen materials auf einem formband WO2023046972A2 (de)

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