CN101229651B - 对人造板生产过程中的板坯进行预压和排气的预压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对铺装于环形循环成型钢带(6)上的木屑、纤维、颗粒物或类似物料构成的板坯(9)进预压和排气的预压机(1)，在人造板生产过程中在主压机(20)中将板坯(9)压实，在预压机(1)中有一个环形循环排气钢带(2)安装于在成型钢带(6)上通过的板坯(9)上方，通过多个相互对齐且垂直于板坯(9)生产方向(21)布置的压实辊(5)或者支撑辊(16)对成型钢带(6)和排气钢带(2)进行支撑，并且对其施加压力。所述预压机可在其主压实区内适当支撑成型钢带，使得不会在压实材料上出现有害的碾压运动，并且能够根据设定参数将板坯完全排气。本发明的特征在于：在预压机(1)的主压实区(12)之中至少安装有两个驱动辊(7)，用于张紧、驱动成型钢带(6)。

Description

对人造板生产过程中的板坯进行预压和排气的预压机

本发明涉及一种符合权利要求1所述的特征，且用于对人造板生产过程中的板坯进行预压和排气的预压机。所谓人造板指的是MDF、OSB、纤维板或刨花板，以及不仅含有纤维材料，也含有其它添加料或诸如塑料或泡沫材料之类填充料的混合型产品。

在编号为DE 27 28 660 A1的公开说明书中就已公开了本发明所述的此类方法和装置。根据该公开说明书所述，应当直接在成形之后对所铺装的板坯进行排气和压实。紧接着在压实单元(通常是连续式双钢带压机或者辊压机)中借助压力和热量，将经过预压的板坯压实成为人造板，然后使其硬化。这里所使用的预压机由位于板坯下方连续循环运转的排气网带以及布置于板坯上方连续运转的实心钢带构成。将排气网带经过台面拉向压辊，利用辊筒支撑上方的实心钢带。

多年以来，工业界已经接受了连续式人造板生产工艺，并且针对此类工艺公布了若干专利和非专利文献。除了利用抽吸板坯的方法进行主动式预压之外，已知还有其它类型在预压中起作用的预压方法。例如，根据编号为DE 4441 017 A1的公开说明书所述，不仅在预压过程中对板坯进行排气，也注入工艺气体(例如高温蒸汽或过热蒸汽)。此类影响板坯热特性和其它特性的方法对于挤压系数以及连续生产工艺的产量有正面改善效果。

尽管已经在实际应用中证明上述预压机的结构性花费比较合算，但就目前所采用的大部分工业化人造板生产工艺而言，并不需要对结构以及铺装板坯的参数进行干预，因为可以在将压实材料铺装在成型钢带上之前的工艺流程中，以极高的效率调整压实和硬化工艺参数。此类参数例如有压实材料的湿度和粒度，或者粘结剂的特性和用量等。

当今预压机的主要任务是保证工艺流程尽可能顺利，而且生产故障尽可能少。除了所使用或所安装的环形输送带和压机钢带磨损要小之外，同时还要在预压过程中使用高压。由于大型生产设备的每一个机械元件除了会产生制造成本之外，也会产生维护成本，如果不使用维护成本高昂的机械元件，同时替换成相对便宜、维护成本较少且寿命更长的机械元件，就能同样保持生产运行，甚至使其得到改善，并且减少因故障和维护所引起的停产时间，则对于生产设备的制造商以及将来的运营者而言，就是一种实实在在的竞争优势。通常在铺装台和连续式压机之间用于排气和预压的预压机有多种类型。这些类型的主要区别在于：用于铺装板坯的成型钢带是否刚好够着连续式压机并且经过预压机，或者是否仅仅将成型钢带用于使板坯成形，然后将其转移到下方的循环压实钢带上，通过预压机进行输送。确定应用情况的因素通常为：当进行压实时，是必须在两侧(上方和下方)还是仅在单侧(上方)对板坯进行排气。这两个类型的共同点在于：需要在预压机中使用或不使用成型钢带支撑装置让压实钢带在下方循环运转。对于那些在预压过程中只要在单侧就能进行充分排气的设备而言，如果不使用下方的压实钢带，而采用通过预压机的成型钢带同时也起到压实钢带的作用，则较为有益。

但基本上有必要在预压机区域内通过另一个压实钢带来支撑成型钢带，因为成型钢带通常并不能承受必要的钢带张力，即压实工艺流程在预压机中所产生的钢带张力。如果在没有下方循环压实钢带(也称作支撑钢带)的常规型预压机中进行预压，则甚至当支撑辊的支撑间距较窄时，也会对板坯进行碾压，因为成型钢带在支撑辊之间会形成隆起。而隆起现象以及因此而产生的峰值张力同时也会引起巨大的增大负荷，从而有可能导致成型钢带产生塑性变形，会明显降低稳定性。因此会随着时间的推移，导致成型钢带中出现自发性损坏或者因持久负荷而破裂。由于靠近连续式压机前端的转移辊曲率半径较小，显然无法通过加厚成型钢带的方法来解决这一问题。这些转向辊直径要尽可能小，才能形成尽可能近的转移点将板坯转移到连续式压机的下方钢带上，这就限定了成型钢带的类型与厚度，且也限定了可承受的钢带张力极限。除了稳定性减小的问题之外，还有可能在成型钢带严重隆起时造成板坯受损。板坯中的此类结构性变化将在最终产品表面上表现为微小的裂纹，或者可能对抗弯强度和横向抗拉强度造成不利影响，且因此在人造板结构中产生意外的缺口应力集中效应。

因此在这两种所述类型的预压机中，有必要让压实钢带在下方循环转动(使用或不使用成型钢带)，这就关系到制造成本和维护成本问题。

为了加大成型钢带转向辊的直径，尽管也可在预压机和连续式压机之间布置一个适当的转移钢带，但只有在一定条件下才能做到。因为这里也要投入相应的成本，才能让转移钢带单独在下方循环转动。即使有关加厚成型钢带的推荐方案的成本效益分析具有正面结果，但将来为加厚成型钢带所投入的成本也会使得这些解决方案有得不偿失之嫌。大型设备的成型钢带可能长达100米。例如30米铺装区、10米预压区以及10米不使用的输送长度，在设备的中间区中并不鲜见。

当前可以购置的适宜排气网带所具有的最大拉应力为25N/mm，大于工作压力，因此能够以足够充分的压力进行压实。压实辊的最小直径必须为200mm，才能提供适当的压实压力。但这样就会在预压机的主压实区范围内产生较大的支撑间距，同时出现最大压实力，从而有可能导致板坯中出现波浪形压实纹路(碾压纹路)。

由于支撑间距大于200mm，板坯将在压实辊之间向上压迫张力低于25N/mm的循环钢带，直至钢带在压实辊引导下绕过转向辊重新朝向压实材料运动，以便将其压实。这样将会在板坯的最强压实区范围内导致成型钢带负荷过度而磨损。

此外还存在下列困难：无法任意增大下方成型钢带的张力，因为通常仅仅以低于10～15N/mm的张力对成型钢带施加负荷。通常在现场生产设备中将成型钢带装配成环形钢带，因此存在质量较差的接合部位。而铺装区内的结构空间几乎不能允许安装结构费用高昂的成型钢带输送设备，因此也不可能投入过多成本来实现支撑较高钢带张力的结构。

本发明的任务在于：设计一种成本低于现有技术的预压机，同时还可以对板坯施加较高的压实压力。此外还应在预压机的主压实区范围内适当支撑成型钢带，使得不会出现有害的碾压运动，并且能够根据设定参数将板坯完全排气。

采用具有以下特征的预压机就可解决这一任务：即在预压机的主压实区范围内布置至少两个驱动辊来张紧、驱动成型钢带。

所述预压机的成型钢带在主压实区范围内几乎不会在压实过程中出现挠曲。在主压实区范围内至少布置两个从动压实辊，压实辊牵引成型钢带通过该区域后将其张紧，这样就可实现这一目的。通过额外施加到成型钢带中的拉力(在相应的驱动辊前端朝向生产方向观察)，使其保持伸展，并且即使当回程区中所产生的成型钢带张力非常小时，例如低于15N/mm(最好是5N/mm)，也不会隆起。在压实过程中通过预压机进料区中的压辊在回程区产生大部分成型钢带张力。在主施压区至少布置两个，且最好是三个驱动辊，就能够向板坯中施加明显较高的压实力。其间既不会使张力较大的排气网带，也不会使受到支撑张力作用的成型钢带隆起。也可以通过上方布置没有辅助支撑钢带的排气网带，在预压机的全部长度范围内将板坯排气，这样可减小反作用力，因为空气可以通过垂直于板坯表面的较短路径逸出，且不会被封闭于其中。由于可以通过板坯表面侧简单而连续地排气，可将预压过程中产生于板坯中的反压力减小到最低程度。在上方封闭的支撑钢带上，空气必须通过板坯的窄面逸出。采用本发明所述的预压机，不会发生排气网带压扁的现象，因为可以将排气网带中的张力调整到15N/mm以上，且最好调整到25N/mm，不会缩短排气网带的使用寿命，同样也不会将成型钢带压扁。由于转向辊和驱动辊的直径大于100mm，因此不会缩短使用寿命。

本发明的其它有益措施和设计型式均在从属权利要求以及下列以附图为参考的描述中加以阐述。

附图所示为人造板生产设备的结构示意图，从铺装机10一直到带有安装于其中的预压机1连续式压机20的开始。成型钢带6经过回程区之后经过铺装机10下方，以便制成板坯9，经过预压机1进行预压，然后(最好直接)将压实的板坯9转移给连续式压机1。成型钢带6通过转向辊14进行导向，且在转移到连续式压机20的区域内具有一个直径较小的转移辊22，以便尽可能靠近地以小的间距将板坯9转移到连续式压机1的下方钢带17上。在一种并非绘出的设备类型中，可以在成型钢带的末端安装一个用于将有缺陷或者铺装不精确的板坯排出的装置。当该装置闭合时，将板坯转移到转移钢带上，再从这里转移到连续式压机1上，或者当该装置打开时，就落入一个落料仓之中(图中并未绘出)，并且在这里将其粉碎，然后重新利用。本设计示例中的连续式压机1是一种双钢带循环压机，在上方和下方有两个环形钢带17，钢带在压机进料段或出料段围绕转向辊筒18运动。在钢带17之间安装有用于传输热量和压力的加热板19，通常在钢带17对面利用滑动式滚杆链毯对其进行支撑。在其它可采用的设计型式中，成型钢带6也可以将经过预压的板坯9转移到连续式辊压机或者循环压机。在输送板坯9的过程中，通过输送辊13支撑成型钢带6，在预压机1范围内通过支撑辊16支撑钢带。可想而知，原则上也可附加或替代使用支撑台26，且最好以一定间距将支撑台布置于成型钢带6下方。间距应为10mm，以便在成型钢带出现隆起时进行支撑。该间距同时可减小摩擦，且可防止成型钢带6受损，因为成型钢带6的压力垂直于支撑台26，因此平行于成型钢带6的摩擦力并非很大。在预压机1的压实区11的主压实区12范围内，至少有两个利用驱动装置8驱动的驱动辊7。最好安装有至少三个驱动辊7，且要么通过一个共同的驱动装置8，或者通过同步驱动装置8对驱动辊7进行驱动。为了将驱动辊7的驱动力更好地传递到成型钢带6上，驱动辊7最好具有适当的表面，例如沟槽或者肋纹，或者覆盖层(例如橡胶衬面)，以便增加摩擦系数。在本发明所述的一种有益设计型式中，沿生产方向21在每一个驱动辊7前端和/或在驱动辊上安装有一个用于检测钢带张力的测量传感器23，可以在调节电路中测量驱动力的回馈信号，当钢带张力较高时，可通过驱动装置8上的控制与调节装置24进行干预。可以采用机械或电子方式使驱动装置8同步运转，或者通过各个NC控制的驱动装置进行控制。成型钢带6的主驱动装置并未在附图中绘出，可根据需要或者根据设备中的安装条件进行安装。排气网带2以常规型式在上方循环运转，在预压机1的出料段通过驱动辊3来驱动排气网带，并且通过转向辊15对其进行导向。预压机的进料辊4也是转向辊，可以利用液压执行机构(图中并未绘出)对其高度进行调整，并且可以相对于成型钢带6调整平铺板坯9的压实角度。根据进料辊4的定位情况对后续压实辊5进行调整，以保证通过排气网带2的作用在预压机1的进料区中形成最佳压实和排气效果。在另一种有益设计型式中，有一个控制装置25安装于成型钢带6的回程区之中，用于检查成型钢带6的磨损或受损情况。在预压机1的范围内受压的压辊可以有一定的弯曲，以便在成型钢带6和排气网带2之间进行调整，获得最佳预压间隙。这就意味着，驱动辊7和/或者支撑辊16以及/或者压实辊5在板坯9的宽度方向中央位置比较粗，以便在施加压实力时对各个压辊的下垂度进行补偿。压辊沿宽度方向的中间直径比压辊边缘的直径大出1～3mm。

钢带上循环段中的驱动辊筒3布置于最后一个压实辊5对面，使得主压实区12后面的板坯9可以平缓卸压，因为板坯9将在每次预压之后重新回弹一些。在没有辅助支撑的情况下，如果板坯9在预压机1之后过于迅速或者骤然卸压，则有可能会造成裂纹或者结构不均匀，尤其当板坯9较厚时更是如此。通过铰接在调节辊32上的执行机构27(例如液压或气动活塞缸)，对排气网带2的张力进行调整和控制。同时也可控制网带走向，因为循环排气网带的总长度相对较小。此外，在驱动辊3后面的钢带回程段中还安装有一个机械式钢带清洁装置28，例如旋转式刷辊。也可以安装气动式钢带清洁装置29，例如吹气板。机械式钢带清洁装置28也可安装于成型钢带6的下方带循环回程段中，尽可能靠紧转移辊22后面，从而不会将脏污(附着的压实材料)输送太远，或者撒布在回程段的全部长度方向上。由于本发明所提供的压缩的总平面图仅仅绘出了主要部分，而未考虑比例，所以在通常温度较高的钢带17和成型钢带6之间当然还安装有一个隔热壁(图中并未绘出)。该隔热壁同时也可防止将物料从成型钢带6意外传送到回程段中转移辊22后面的下方钢带17上。顺便提一下，在回程段可以通过垂直可调的张力辊31来保证循环成型钢带6的初级张力。同样安装于回程段中的还有钢带控制装置30，可防止成型钢带6偏移，或者对成型钢带6的走向进行优化调整。

在一种并未绘出的设计示例中，上方排气网带在主压实区范围内也可具有至少两个，最好是三个支撑辊或驱动辊。

附图标记列表：

1.预压机

2.排气网带

3.驱动辊

4.进料辊

5.上方压实辊

6.成型钢带

7.驱动辊

8.驱动装置

9.板坯

10.铺装机

11.压实区

12.主压实区

13.输送辊

14.下方转向辊

15.上方转向辊

16.下方支撑辊

17.钢带

18.转向辊筒

19.加热板

20.连续式压机

21.生产方向

22.转移辊

23.测量传感器

24.调节装置

25.控制装置

26.支撑台

27.执行机构

28.钢带清洁装置(机械式)

29.钢带清洁装置(气动式)

30.钢带控制装置

31.张力辊

Claims (8)

1.一种对铺装于环形循环成型钢带(6)上的由木屑、纤维、颗粒物构成的板坯(9)进行预压和排气的预压机(1)，在人造板生产过程中在主压机(20)中将板坯(9)压实，在预压机(1)中有一个环形循环和驱动的排气网带(2)安装于在成型钢带(6)上通过的板坯(9)上方，通过多个相互平行对齐且垂直于板坯(9)生产方向(21)布置的压实辊(5)或者支撑辊(16)对成型钢带(6)和排气网带(2)进行支撑，并且对其施加压力，其特征在于，在预压机(1)的主压实区(12)之中至少安装有两个驱动辊(7)，用于张紧、驱动成型钢带(6)。

2.根据权利要求1所述的预压机，其特征在于，至少安装有三个并列驱动辊(7)来驱动成型钢带(6)。

3.根据权利要求1所述的预压机，其特征在于，至少安装有三个驱动辊(7)来驱动成型钢带(6)，且至少利用一个驱动装置(8)以机械或电子方式使这些驱动辊同步运转。

4.根据权利要求3中任一项所述的预压机，其特征在于，安装有可监测成型钢带(6)张力的测量传感器(23)，用于控制驱动装置(8)的驱动力。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的预压机，其特征在于，在成型钢带(6)的回程段中安装有一个控制装置(25)，用于检查成型钢带(6)的磨损或受损情况。

6.根据权利要求3～4中任一项所述的预压机，其特征在于，驱动辊(7)具有适当的表面结构或者覆盖层，可以更好地将驱动装置(8)的作用力传递到成型钢带(6)上。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的预压机，其特征在于，驱动辊(7)和/或者支撑辊(16)以及/或者压实辊(5)具有一定的弯曲。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的预压机，其特征在于，在成型钢带下方安装有相隔一定间距的支撑台(26)。

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