устройство для непрерывного изготовления древесно- стружечных плит, волокнистых плит или тому подобных

Формула изобретения

Устройство для непрерывного изготовления древесностружечных плит, волокнистых плит или тому подобных из нарезанного стружкой или расщепленного на волокна исходного материала, содержащего лигноцеллюлозу или целлюлозу и смешанного со связующим веществом, отверждаемым при сжатии или термообработке, с нагреваемым прессующим барабаном и бесконечной, проходящей через направляющие валки, металлической лентой, которая охватывает часть периметра прессующего барабана с образованием зоны прессования для уплотняемого материала, температура которого выше температуры отверждения связующего вещества, причем предусмотрено по меньшей мере одно прижимное устройство, которое оказывает определенное давление прессования на единицу площади ленты, отличающееся тем, что прессующий барабан имеет прочную на кручение несущую опору и вращающийся вокруг нее и в отличие от нее корпус, подпираемый с помощью по меньшей мере одного опорного элемента с регулируемым опорным усилием.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прессующий барабан имеет несколько опорных элементов с индивидуально устанавливаемым опорным усилием, расположенных в осевом направлении рядом друг с другом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорный элемент выполнен как часть камеры, в частности как половина камеры, предусмотренная на стороне прессования прессующего барабана, герметично закрытая с помощью уплотнительного элемента и наполняемая рабочей жидкостью.

4. Устройство по одному из пп. 1 5, отличающееся тем, что по меньшей мере перед входом в зону прессования расположен прижимной башмак с гидравлической зоной опоры, который образует вместе с прессующим барабаном постепенно сужающуюся зону впуска и следующую за ней зону прессования, проходящую по определенной части периметра прессующего барабана, с одинаковым давлением прессования и/или одинаковым удалением от прессующего барабана.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что в зоне прессования непосредственно за прижимным башмаком расположен по меньшей мере еще один прижимной башмак с гидравлическим опорным элементом и регулируемым давлением прессования.

6. Устройство по одному из пп. 1 5, отличающееся тем, что в зоне прессования за последним прижимным башмаком расположен профильный цилиндр, который оказывает большее давление прессования на прижимную ленту, чем последний прижимной башмак.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что профильный цилиндр имеет прочную на кручение несущую опору и вращающийся корпус, подпираемый при помощи по меньшей мере одного опорного элемента с регулируемым опорным усилием.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что профильный цилиндр имеет несколько опорных элементов с индивидуально регулируемым опорным усилием, расположенных в осевом направлении рядом друг с другом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для непрерывного изготовления древесно-стружечных (ДСП) плит, волокнистых плит и тому подобных из нарезанного в стружку или расщепленного на волокна исходного материала, содержащего лигноцеллюлозу или целлюлозу и смешанного со связующим веществом, отверждаемым при сжатии или термообработке, с нагреваемым прессующим барабаном и бесконечной, проходящей через направляющие валки металлической прижимной лентой, которая охватывает часть периметра прессующего барабана с образованием зоны прессования для уплотняемого материала, нагретого до более высокой температуры, чем температура отверждения связующего вещества, причем предусмотрено прижимное устройство, которое оказывает определенное давление на единицы площади прессуемого материала согласно ранее поданной заявке на патент N 93810458.5.

Такие конструкции известны, например, из ЕР 195128, ЕР 324070, ДЕ 2549560 или ДЕ 3800513. Они предназначены для того, чтобы перерабатывать в большом количестве полученные отходы, например, отходы древесины, багассу, стебли хлопчатника или т. п. для получения натяжных плит или волокнистых плит или т. п. для использования их в строительстве или мебельной промышленности. Для этого исходный материал, содержащий лигноцеллюлозу или целлюлозу, нарезают в виде стружки или расщепляют на волокна и в очищенном и, в основном, высушенном виде смешивают с подходящим для этих целей связующим веществом. Особенно пригодными для связывания целлюлозных волокон и образования прочных ДСП (Medium Density Fibre-Board) оказались, например, сополимеры лигносульфоната натрия, меламин и формальдегид, которые при температуре примерно 130^oC постепенно отверждаются.

Для образования ДСП или волокнистых плит исходный материал, смешанный со связывающим веществом, подается на ленте в зону пpессования, находящуюся между лентой и пpессующим барабаном, вpащающимся синхpонно с этой лентой, где он уплотняетcя под дейcтвием давления и температуры и постепенно отверждается, прежде, чем его снимают с прессующего барабана и разрезают на плиты желаемого размера.

В известных устройствах со стороны входа, т. е. на входе исходного материала в зону прессования, предусмотрен прессующий валик, который оказывает на ленту почти линейное уcилие пpеccования c давлением cвыше 100 баp. За пpеccующим валиком, находящимcя на входе в зону пpеccования, находитcя зона, в котоpой давление пpессования зависит исключительно от натяжения ленты, далее имеется еще один прессующий валик с почти таким же линейным усилием прессования. Как правило, в этом случае предусмотрены 3 или 4 валика, причем последний служит для формообразования изготовляемых плит перед окончанием процесса затвердевания.

Недостатком в этих известных способах является то, что вследствие резкой сжимающей нагрузки и ограниченного давления в последующих зонах из-за многократной упругой отдачи (отжима) волокон получается нежелательный толщинный профиль и неравномерное отверждение по всей толщине плиты, а также возникает потребность в большом количестве связующего вещества.

Другим недостатком является то, что в известных устройствах прижимные валки недостаточно нагреваются для передачи необходимого тепла материалу, отсюда следует, что для нагревания ленты до необходимой температуры требуются дополнительные нагревательные устройства.

Следующий недостаток заключается в том, что в известных устройствах может иметь место повышенное усилие на опорах прессующего барабана. Это требует такого расположения отдельных прижимных валков, при котором опорные силы прессующего барабана, по меньшей мере частично, компенсируются, причем из-за приспособления к другим режимным условиям равновесие сил нарушается.

Недостатком является и то, что прижимные валки настолько сильно деформируют корпус прессующего барабана, что невозможно сохранение узких допусков. Для сохранения при воздействии большой силы, по возможности, меньшего прогиба прессующего барабана требуется большая толщина стенки прессующего барабана, выраженная в дециметрах, что, соответственно, увеличивает вес прессующего барабана, который будет уже более 100 т. Несмотря на это, также и в данном случае прогиб прессующего барабана еще так велик, что толщина полученных натяжных плит недопустимым образом варьируется в зависимости от ширины, они имеют изогнутую форму, т. е. с отклонением от плоскости.

Задачей изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков уровня техники и усовершенствование устройства для непрерывного изготовления натяжных плит, волокнистых плит или тому подобных указанного типа для достижения равномерной толщины по всей ширине изготовленной натяжной плиты или волокнистой плиты, или требуемого профиля толщины, а также плоской формы, а также для достижения более высокой прочности и однородности распределения толщины и твердости, причем материал в зоне прессования простым способом нагревается до температуры более высокой, чем температура отверждения связующего материала, и причем избегаются предельные опорные усилия.

Согласно изобретению эта задача решается следующим образом: прессующий барабан имеет прочную на кручение несущую опору и корпус, по меньшей мере, с одним опорным устройством с регулируемым опорным усилием, вращающийся вокруг нее, так что, с одной стороны, предотвращается прогиб корпуса, а, с другой стороны, опорные усилия на цапфах барабана значительно уменьшаются или вообще отсутствуют.

Выгодным образом опорные устройства выполнены как гидравлические опорные элементы с индивидуально устанавливаемым опорным усилием, снабженные нагретой рабочей жидкостью.

Устройство для прессования сформировано выгодным образом, по меньшей мере на входе, в зону прессования с помощью прижимного башмака с гидравлической опорной площадкой, который вместе с прессующим барабаном образует постепенно сужающуюся зону впуска и следующую за ней зону прессования, охватывающую определенную часть периметра прессующего барабана, с примерно равномерным давлением прессования и/или удалением от прессующего барабана, благодаря чему и далее улучшается равномерность ДСП.

В наиболее целесообразном варианте формирования изобретения непосредственно за прижимным башмаком, находящимся на входе, предусмотрены другие гидравлические прижимные башмаки, оказывающие постепенное, ступенчатое понижающееся давление на прижимную ленту. За прижимными башмаками в зоне выхода плиты может быть предусмотрен профильный цилиндр с линейным приложением силы, регулируемой по ширине, для получения перед окончанием процесса отверждения требуемой толщины профиля или предусмотренной формы поверхности.

Изобретение раскрывается более подробно на основании чертежа, демонстрирующего пример выполнения устройства для непрерывного изготовления древесно-стружечных плит, волокнистых плит и тому подобных.

Устройство имеет прессующий барабан 1, а также бесконечную металлическую прижимную полосу 2, например, стальную ленту, которая непрерывно тянется по одной части периметра прессующего барабана и проходит через несколько направляющих валков 3 так, что на участке обхвата прессующего барабана 1 образуется зона прессования Р. Прессующий барабан 1 и прижимная лента 2 в зоне прессования Р движутся синхронно относительно друг друга.

Из емкости с сыпучим материалом 4 нарезанный в стружку или расщепленный на волокна материал 5, содержащий лигноцеллюлозу или целлюлозу и смешанный со связующим веществом, отверждаемым в результате термообработки, подается при помощи ленточного транспортера 29, проходящего через направляющие валки 30, над направляющей площадкой 28 на поверхность проходящей в этом месте горизонтальной прижимной ленты 2 с заданным весом на единицу площади и далее подается на прижимной ленте 2 на вход Е зоны прессования Р. В зоне прессования Р поданный материал подвергается давлению пресса и одновременно нагревается до более высокой температуры, чем температура отверждения связующего вещества. Во время прохождения по зоне прессования Р материал прессуется до желаемой толщины и почти затвердевает. На конце Е зоны прессования Р перед выходом А сформированная плита подвергается окончательному прессованию при помощи профильного цилиндра 6 и получает желаемую толщину или необходимое качество поверхности или структуры. Выходящая из зоны А пока еще бесконечная натяжная плита или волокнистая плита 7 надлежащим образом отрезается на требуемую длину с помощью режущего устройства 8, и готовые плиты укладываются в штабеле 9.

Прессующий барабан 1 предусмотрен с корпусом 20 барабана, вращающимся вокруг прочно закрепленной несущей опоры 19, который опирается с помощью, по меньшей мере, одного опорного устройства 21 на несущую опору 19. Так как нет опоры цапфы и усилие отводится через крепление несущей опоры 19, полностью отпадает проблема компенсирования опорной реакции при такой конструкции, опорные элементы 21 могут быть выполнены опять-таки известным образом как гидростатические опорные элементы, которые снабжаются через трубопровод 22 рабочей жидкостью с регулируемым давлением и которые оказывают регулируемое опорное усилие на корпус 20 и обеспечивают опирание вращающегося корпуса 20 барабана почти без трения, или как другие известные опорные элементы, или также их обкатные элементы. В данном случае опорные элементы 21 могут быть выполнены так же, как сквозные опорные планки или как опорные элементы, расположенные рядом друг с другом в осевом направлении и индивидуально регулируемые. По периметру могут быть предусмотрены рядом друг с другом несколько опорных планок или рядов опорных элементов 21. Края прессующего барабана 1 закрыты предпочтительно гибкими уплотнениями, например, типа сильфонных. Вместо этого, однако, можно также заполнить всю половину полости, обращенную к зоне прессования Р, между несущей опорой 19 и корпусом 20 барабана или часть ее рабочей жидкостью. Рабочая жидкость опорного элемента 21 предпочтительным образом подогревается, так что корпус барабана нагревается до температуры более высокой, чем температура отверждения связующего вещества, и таким образом, обеспечивается достаточно интенсивное двустороннее нагревание материала 5 в зоне прессования Р. К тому же, при такой температуре толщина стенок корпуса 20 прессующего барабана 1 может быть значительно уменьшена, например, порядка 5 см, и вес прессующего барабана, составляющий более 100 т, становится менее 50 т. Кроме того, благодаря уменьшению толщины стенки улучшается перенос тепла и уменьшаются энергетические потребности. Благодаря целенаправленному установлению давления прессования прижимных башмаков 10, 13, 14, 15 и опорных элементов 21 можно избежать того момента, когда корпус 20 барабана прогибается под чрезмерным давлением прессования, так что стабильность толщины натяжных плит 7 значительно повышается и износ прижимной ленты 2 сокращается.

Для формирования зоны прессования Р между прессующим барабаном 1 и прижимной лентой 2 для оказания необходимого давления прессования, а также для нагревания прижимной ленты 2 и находящегося на ней материала 5 на входе Е в зону прессования Р предусмотрен прижимной башмак 10. Его поверхность, обращенная к прижимной ленте 2, сформирована таким образом, что на входе Е в зону прессования Р образован сужающийся, воронкообразный промежуток между прижимной лентой 2 и прессующим барабаном 1, между тем как на следующем участке прессования Р предусмотрено почти равномерное расстояние между прижимной лентой 2 и прессующим барабаном 1. При этом на входе Е возникает сначала повышенное давление прессования, которое в последующей зоне прессования Р сохраняет почти определенное заданное значение в течение всего времени прохождения ленты над прижимным башмаком 10.

В отличие от устройств с прижимным валком, который расположен на входе и касается прессующего барабана 1 в основном линейно и вместе с тем вырабатывает лишь кратковременный пик давления на входе в промежуток, после чего давление сильно падает, что делает возможным отжим (упругую отдачу) волокон, в описанной конструкции давление в зоне прессования Р сохраняется также спустя длительный промежуток времени без нежелательных пиков и падений, вследствие чего изготовленная таким способом плита демонстрирует значительно лучшую однородность относительно своей толщины и прочности и улучшенное сцепление волокон при уменьшенном содержании и потребности в связующем веществе.

Поверхность прижимного башмака 10, обращенная к прижимной ленте 2, предусмотрена, преимущественно, с одним или несколькими карманами в подшипниковом вкладыше 11, которые через напорный трубопровод 12 наполняются смазочным материалом при определенном давлении, например, достаточно термостойким напорным маслом. Таким образом, прижимная лента 2 может скользить почти без трения по поверхности прижимного башмака 10. По давлению, установленному в карманах 11 подшипникового вкладыша, можно одновременно установить давление прессования, необходимое в зоне прессования Р. Кроме того, выгодно нагревать подведенное напорное масло до температуры более высокой, чем температура отверждения связующего вещества, например, выше 150^oC, так что вместе с тем и прижимная лента при скольжении по карманам 11, и находящийся на ней материал 5 сохраняют температуру более высокую, чем температура отверждения. Указанное нагревание прижимной ленты 2 происходит благодаря тому, что передняя сторона 25 прижимного башмака 10 имеет зону предварительного нагрева С, через которую проходит лента 2 до попадания на вход Е и которая также предусмотрена с гидростатическими карманами 26 в подшипниковом вкладыше, заполненными через трубопровод 27 горячим напорным маслом.

В принципе, зачастую вполне хватает одного единственного, достаточно длинного прижимного башмака 10. Выгодным образом, однако, наряду с прижимным башмаком 10, расположенным на входе, могут быть предусмотрены аналогичным образом выполненные дополнительные прижимные башмаки 13, 14, 15 в зоне прессования Р, которые следуют друг за другом практически подряд. Карманы в подшипниковых вкладышах этих прижимных башмаков 13, 14, 15 могут заполняться напорным маслом с различным давлением, так что возможно формирование постепенного, ступенчато снижающегося давления прессования: например, в зоне прижимного башмака 10 на входе давление прессования составляет 30-50 бар, между тем, как в зоне каждого дополнительного прижимного башмака оно постепенно снижается на 2-3 бара. Благодаря распределению давления прессования по всей зоне прессования, вместо небольших линейных нагрузок, предотвращается нежелательная чашеобразная деформация прессующего барабана по периметру.

Прижимные башмаки 10, 13, 14, 15 могут занимать неподвижное положение относительно прессующего барабана 1 с заданным удалением, или выполняться с возможностью регулирования посредством регулировочного устройства 23, находящегося против прессующего барабана 1 для установления промежутка в зоне прессования Р в направлении прессования, например, вручную посредством винта или автоматически посредством электрического, магнитного, пневматического или гидравлического управления. В последнем случае, они могут быть подвижными в гидравлических камерах сжатия с установленным с помощью рабочей жидкости давлением, причем может использоваться та же самая жидкость, что и для карманов 11.

На конце зоны прессования Р может быть предусмотрен профильный цилиндр 6, который предназначен для придания нужной формы, например, требуемого толщинного профиля, уже в значительной степени отвержденной плите 7 благодаря более высокому давлению прессования, чем давление последнего прижимного башмака 15. Предпочтительным образом этот профильный цилиндр имеет корпус 17, вращающийся вокруг прочно закрепленной несущей опоры 16 и опирающийся с помощью одного или нескольких опорных элементов 18 с регулируемой опорной силой в направлении прессования на несущую опору 16. Опорный элемент 18 может представлять собой сквозную опорную деталь, или в осевом направлении могут быть предусмотрены рядом друг с другом несколько опорных элементов, с помощью которых может быть получен определенный толщинный профиль. При этом, опорные элементы 18 могут быть выполнены известным образом как гидростатические опорные элементы с индивидуально регулируемым усилием прессования, или другим известным образом, или обращенная к зоне прессования половина полости сформирована как камера нагнетания, закрытая с помощью уплотнительного элемента 24. Профильный цилиндр 6 можно переставлять по периметру барабана для варьирования участков отверждения. Однако, последний прижимной башмак также может служить в качестве профильного элемента, поскольку он оказывает необходимое для формования изготавливаемой плиты давление прессования, в случае отказа от профильного цилиндра. Благодаря такому выполнению прессующего барабана и профильного цилиндpа, в качестве так называемых цилиндpов для выравнивания пpогибов можно добиться pавномеpного и плоского пpомежутка для пpессования и, вместе с тем, pавномеpной толщины и плоской фоpмы изготовленной натяжной плиты.