在制作木质板材的过程中形成散料垫的方法及形成设备

摘要

本发明提供了一种在制作木质板材的过程中将由木纤维、木屑或是类似木屑的木质微粒混合成的散料(2)成形为散料垫(7)的方法及形成设备，其中，散料(2)会从一具有出料装置的散料储槽(13)被配送到一下投式排料井(3)。从散料储槽(13)被送出的散料(2)到达一中间输送装置，由此中间输送装置将散料(2)以散料垫(7)的形式从给料区(8)输送出去，中间输送装置包括许多个接连地彼此平行排列的输送滚筒(5)，中间输送装置会在散料垫(7)平整及均匀之后将其输送到一循环式输送带(6)。本发明的形成设备的特征是在位于下投式排料井(3)下方的给料区(8)设置一将散料(2)成形为散料垫(7)的中间输送装置，而且此中间输送装置包括许多个接连地彼此平行排列的输送滚筒(5)。

说明书

技术领域

本发明提出了一种在以加热压制的方式制作木质板材(Holzwerkstoffplatten)的过程中，将包括木纤维、木屑或是类似的木质微粒的散料成形为散料垫(Streugutmatte)的方法。此外，本发明还提出了一种将散料成形为散料垫的形成设备。

背景技术

在以易于分散的材料制作木质板材时，可以将由木屑(或木纤维)及粘合剂组成的混合物散布(streuen)在成形带或输送带上，以形成散料垫，接着再将散料垫送到压制设备中进行下一道加工，在某些情况下还可以先对散料垫进行必要的处理，然后再送到压制设备中进行下一道加工。在高压及加热的情况下进行的压制加工可以是连续性的作业方式也可以是非连续性的作业方式。以这种方法制作的木质板材通常是由中密度纤维构成的MDF木质板材，或是由经导向的散木屑或碎料构成的OSB木质板材。可以视需要将散料散布为一层或多层，例如要制作厚度较大的板材时通常需要将散料散布为多层。以散布机组散布散料有两种不同的作业方式：直接散布和间接散布，其中直接散布是在散料离开散料储槽后，利用导向隔板将散料直接引导到成形带上，而间接散布则是经由所谓的散布滚筒(Streuwalzen)系统来进行。在进行间接散布时，从散料储槽被送出的散料会掉落在所谓的散布滚筒上，散布滚筒会将散料打散，必要时还可以将散料分类。到目前为止已经有许多专利提出各式各样不同的散布装置，这些散布装置可区分成两类，其中一类是使散料掉落在散布滚筒的中间部分，另一类则是使散料掉落在散布滚筒的一个尾端。因此一部分的木纤维会被运走，而另一部分的木纤维则会穿过散布滚筒并掉落在成形带上。在制作厚度较大的板材时这两类散布装置均有很好的表现。

近年来板材制作的发展趋势是以大量生产的方式制作厚度较薄的板材。也就是说要更快的速度制作出厚度较薄的板材。为了达到此目的，必须能够以现有的散布装置或散布机具使散料在成形带上形成具有理想的单位面积重量分布的散料垫。当然，微小的散布误差对厚度在150mm至500mm之间的木质碎料垫造成的影响会比对最大厚度不超过150mm(通常在10mm至120mm之间)的木质碎料垫造成的影响要小很多。也就是说，即使只是很小的散布误差也可能对厚度只有10mm至120mm的木质碎料垫的最终产品造成致命的影响，甚至可能对压制作业使用的压力造成影响，尤其是双带压制机或压延机的循环钢带可能会因为散料垫的密度过高而受损。微小的散布误差也可能在连续压制的入料区形成所谓的“不爆炸的炮弹”(或称为“哑弹”，也就是散料以爆炸性的方式往生产方向的相反方向移动)。这种“不爆炸的炮弹”会导致散料垫在入料空隙发生重叠的情况，因此在很高的压制压力作用下会突然在压制间隙形成双倍的反压，因而导致钢带受损(钢带表面形成凹陷)。钢带的表面光洁度对于所生产的板材的表面品质有很大的影响。钢带表面的凹陷通常需使用涂覆焊接技术才能修复，但是焊接时造成的局部硬化和固化也会对钢带的坚固性及抗蠕变性造成不良影响。而且修复过的钢带与板材接触的表面虽然能够重新恢复平整，但是因修复造成钢带表面的材料密集的情况却无法消除，因此会使钢带的使用寿命大幅缩短。

造成散料垫的密度过高的一个原因是散料在离开散料储槽后的掉落过程中产生的涡流。掉落的散料不是掉到散布滚筒的底座上就是掉到导向隔板上，在这两种情况中，滑动或掉落的散料都会造成空气涡流。空气涡流的延伸范围大约是在散料流的方圆1米的区域。即使这个区域内的散料穿过散布滚筒掉落下来，这个问题也没有被解决，因为在这个区域内原已形成的散料的不均匀性并不会因为穿过散布滚筒而获得改善。因散料的不均匀性造成的散料的局部凸起区和局部凹陷区会在制作好的板材上形成因单位面积重量不同而产生长度约30mm的云状染污。如果散布的情况很差，这种云状染污的长度甚至可能长达100mm。

即使在散布装置的后面设置一个或多个平整滚筒也无法对所使用的很薄的散料垫达到任何改善的效果，原因是设置在散料垫上方的平整滚筒只有在散料垫的上层部分具有咬合区。同样，即使是设置起模装置(例如刮板滚筒)将位于散布装置之后的散料垫上层部分刮除掉也无法达到足够改善的效果，原因是起模装置及散布装置能够处理的散料垫的上层部分的厚度仅占很薄的散料垫的总厚度的一小部分，因此无法有效解决散料垫局部密度过高的问题。因此以上提及的装置均无法有效改善散料垫单位面积重量分布不均匀的问题。另外一个缺点是增加设备还会造成设备费用及控制系统的费用上升的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够在制作很薄的板材的过程中形成完美的散料垫，并能够避免或消除前面提及的空气涡流造成的缺点的方法，以及提出一种能够以这种方法使散料垫成形的形成设备。

为了达到上述目的，本发明提供一种在制作木质板材的过程中将包括木纤维、木屑或是类似的木质微粒的散料形成为散料垫的方法，其中，散料从一具有出料装置的散料储槽被配送到一下投式排料井，该方法的特征是，从散料储槽被送出的散料到达一中间输送装置，由这个中间输送装置将散料以散料垫的形式从给料区输送出去，中间输送装置包括多个接连地彼此平行排列的输送滚筒，中间输送装置在散料垫平整及均匀之后将其输送到一循环式输送带。

本发明提出的形成设备由一带有出料装置的散料储槽、一下投式排料井(Fallschacht)以及一循环式输送带构成，同时为了使散料垫成形，在下投式排料井的下方还设有一个包括多个接连地彼此平行排列的输送滚筒的中间输送装置。

在制作很薄的板材时，利用本发明提出的形成设备可以将散料成形为密度及均匀性都十分理想的散料垫，以便制作出没有任何缺陷及染污的木质板材。此外，使用本发明的形成设备还可以避免在入料区形成“不爆炸的炮弹”，因而导致散料垫发生重叠的风险，原因是散料经过在滚筒上的输送会在散料垫内尽可能聚集成最大的密度，因此以本发明的形成设备所形成的散料垫的空气含量会远低于一般在成形带上成形的散料垫(散料会穿透散布滚筒的间隙而掉落)的空气含量。

在具有由滚筒构成的中间输送装置的形成设备内，散料垫就像在振动器中一样一边被充分摇动(但是摇动的力道比振动器轻很多)，一边向前移动。但很重要的一点是，本发明的形成设备并不是像振动筛或其他类似器具一样以锯齿形或矩形状波形来移动散料垫，而是以正弦波的形状将散料垫从一个滚筒移动到下一个滚筒。因此在两个滚筒之间，散料垫会先被向下送到滚筒底部，然后再被送到下一个滚筒的顶部。虽然这种处理方式较为和缓，但已足以使散料垫变得足够密集，以及将多余的空气排出。这种处理方式可以使散料垫变得均匀及平整，也就是可以去除散布误差，以及将散料垫的凸起及/或凹陷部位变平坦。

如果散料垫的厚度太大，则散料垫就会变得太坚硬，导致前段提及的平整作用仅限于散料垫的下层部位，这种平整方式对厚度太大的散料垫并不适用，或是必须如前面所述另外安装适当的器具，例如平整滚筒或刮板滚筒，以便处理散料垫的上层部位。

在本发明的形成设备运转时，可以经由调整输送滚筒的转数或是调整散料储槽的出料量，达到调整散料垫的厚度的目的。中间输送装置的滚筒在出料区将散料垫送到设置在其后面的输送带之前，应将输送速度调整到和输送带的速度大致相等。可以将输送滚筒在散料的给料区的速度调整为大于在与输送带连接的出料区的速度。如果散料垫在中间输送装置的输送速度明显大于在输送带上的输送速度，则散料垫在从中间输送装置被移转到输送带时，散料垫会被拉长，因此散料垫可能会出现裂缝。如果散料垫在中间输送装置的输送速度明显小于在输送带上的输送速度，则在输送带上的散料垫的内部可能会出现裂缝。可以经由调整滚筒的转数来调整散料垫在中间输送装置上的输送速度。

本发明的一个重要特征是散料在被送到中间输送装置上之前必须被打散(aufgelst)，以防止局部密集的纤维球或胶块进入散料垫。利用打散滚筒将纤维材料打散属于已知的技术。可以将打散滚筒设置在散料储槽的出料装置中，或是采用分离式设置，也就是设置在散料储槽的出料装置和中间输送装置之间。

可以将中间输送装置的输送滚筒设计成带有针(钉)或齿。这些针或齿是以咬合(kmmend)的方式设置在中间装置中，以确保散料垫能够在中间输送装置上被整齐地运送出去。可以用底板接住少数穿过滚筒掉落的材料，然后再重新利用。如果成形带是在中间输送装置的下方转动，则在将散料垫放置到成形带上之前，应以机械方式或气动方式将成形带的表面清理干净。输送滚筒的芯子直径不应小于90mm，以防止在输送滚筒之间的散布宽度为3m时，散料垫发生弯曲的情况，以及防止散料发生不必要的掉落，或是输送滚筒彼此碰撞。带有针的滚筒的针长应在5mm至90mm之间，而且最好是在10mm至20mm之间。滚筒的间距、芯子直径、针或齿在滚筒周围的数量以及针或齿在滚筒宽度上的间距都必须经过精密的计算，以防止纤维穿过滚筒之间的空隙掉落。一种特别有利的方式是芯子直径为110mm至150mm，芯子到芯子之间的净宽为10mm至50mm，针或齿的长度为7mm至20mm。在输送过程中应经由全部的滚筒持续调整中间输送装置的转动方向。如果在输送过程中不调整或只是间歇式地调整中间输送装置的转动方向，则可能会导致散料提早掉落。当然可以使用直径不同的输送滚筒，以便利用加大散料垫的最高点和最低点的距离的方式协助在中间输送装置上进行的平整工作。

附图说明

以下配合附图对本发明的其他改良方式及有利的实施方式做进一步的说明。

图1：以示意方式显示了本发明的形成设备的侧视图。

图2：两个输送滚筒的横截面侧视图。

图3：两个输送滚筒的俯视图。

图4：承载如图1所示的散料垫的输送滚筒的放大横截面图。

具体实施方式

如图1的侧面示意图所示，形成设备1具有一散料储槽13及一连接在散料储槽13之后的下投式排料井3。从图1可以清楚地看出，散料2在给料区8掉落到输送滚筒5上，并从给料区8被输送滚筒5朝生产方向10运出。由散料2形成的散料垫7在平整区9内被输送的过程中会被和缓的上下移动。散料垫7因上下移动而形成的波浪形的高点和低点有助于散料垫7的均匀性和平整性。在给料区8及平整区9合计可以设置5个至40个输送滚筒5，而且最好是设置7个至16个输送滚筒5。在平整区9产生的飞扬的灰尘以及从散料垫7逸出的微粒会被吸尘罩4吸走。散料垫7通过平整区9后会被缓慢地送到输送带6上。接着沿水平方向设置的输送带6通常会先将散料垫7输送到一前压制机内(图中未绘出)，然后再将散料垫7输送到一连续作业的双带压制机(图中未绘出)或一压延机(图中未绘出)。

图1显示的形成设备1仅适用于制作厚度很薄的板材。如果要使形成设备1也能够适用于制作厚度较大的板材，则输送带6同时也要作为成形带使用，原因是如前面所述，使用已知技术制作厚度较大的板材时，输送滚筒5可能会导致散料2断裂。因此输送滚筒5必须能够朝生产方向被移动，以加大输送滚筒5之间的距离。如果这样做，成形带6就不是如图1所示设置在输送带5的后方，而是设置在输送滚筒的下方，以接住断裂的散料2。这种组合方式的形成设备必须设置导向板(图中未绘出)，以便在制作厚度较薄的板材时，散料垫7能够缓慢地克服输送滚筒5的上缘和输送带6的承载面之间的高度差，以避免散料垫7的表面或内部出现裂缝。本发明的形成设备当然还有许多可能的改良方式，例如设置能够前后移动的散布及输送滚筒，以便让形成设备能适用于制作薄的板材及厚的板材。另外一种可能的改良方式是可以调整输送滚筒段与输送带之间的角度。

图2至图4是本发明的形成设备及输送滚筒5的细部构造放大图。其中图2是以侧视图显示了输送滚筒5的针11之间的咬合方式。当然，除了针11之外，也可以在输送滚筒5上设置特殊造型的金属片达到咬合的目的。中间输送装置的输送滚筒5的芯子直径12应为60mm至250mm，而且最好是110mm至150mm。图3显示了输送滚筒5的长度及厚度的大小比例，以及输送滚筒5彼此紧靠在一起的程度。为了能够有条理的运送散料垫7，输送滚筒5必须如图4所示朝同方向转动，以便将散料垫7朝生产方向10运送。从图4还可以看出散料垫7是如何在输送滚筒5上移动的，其效果就像一个振动压缩机一样使散料垫7变得平整及均匀。

在以下的图中并未将使用不同尺寸的输送滚筒5的可能性绘出，使用不同尺寸的输出滚筒5可以经由在输送路径上形成的高度差进一步提高平整区9的平整效果。