Строительный элемент, устройство и способ его изготовления и слоистая панель, изготовленная из строительного элемента
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к способу изготовления строительного элемента, в частности плиты из древесного волокна, древесной стружки и/или из опилок, содержащему этапы нанесения клея на древесное волокно, стружку и/или опилки и прессование волокна, стружки и/или опилок с нанесенным клеем для формирования строительного элемента, в частности плиты. Вначале древесное волокно, стружку и/или опилки разлагают путем пропаривания на жидкие компоненты и твердые компоненты. Внутри закрытой герметичной системы жидкие компоненты отделяют и охлаждают до их выпуска из системы. За счет этого во время производства резко снижается экологическая нагрузка от запаха. Изобретение включает также устройство для осуществления способа и строительный элемент, изготовленный на нем. Изобретение позволяет создать экологически чистый способ изготовления плиты и устройство для осуществления способа. 4 н. и 42 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления строительного элемента из массы измельченной древесины, такой как волокно или стружка, а также к строительному элементу, изготовленному этим способом. В частности, изобретение относится также к плитам, изготовленным из древесного волокна.
Уровень техники
Типовой известный производственный способ изготовления плиты из древесных волокон известен из отраслевого журнала НК 1/88, стр.74-75 "Herstellung von MDF-Platten" ("Изготовление МДФ плит (плит средней плотности)". Согласно этому способу пропаренная древесная стружка подается в так называемый рафинер. В рафинере она подвергается размолу на волокно при помощи мельничных дисков с одновременным воздействием температуры и давления. Из рафинера волокно транспортируют посредством пара и затем пропускают через трубу, известную как "Голубая линия". В этом устройстве давление пара составляет приблизительно 10 бар, а температура - в диапазоне от 150 до 160°С. В "Голубую линию" добавляют клей. В качестве клея используют фенольные смолы, мочевино-формальдегидные смолы или смешанные смолы из мочевины и меламина. После введения клея "Голубая линия" расширяется. В результате расширения создается турбулентность и обеспечивается перемешивание клея с волокном. Отношение клея к волокну составляет около 22% по весу.
"Голубая линия" ведет к середине сушильной трубы, имеющей диаметр, например, 2,6 м. Через сушильную трубу продувают воздух при температуре 160°C, максимум от 220 до 240°С. При этом содержание влаги в сушильной трубе снижается от 100% до 8-11%. В расположенных далее циклонах пар отделяют от волокна и выводят наружу через дымовую трубу.
К недостаткам способа относится то, что пар содержит посторонние вещества, так что вместе с паром в атмосферу выбрасываются пахучие вещества, наносящие вред окружающей среде.
Волокно с клеем подается в виде слоя к формовочной машине. Здесь волокно прессуется в два этапа. Вначале производится предварительное прессование или подпрессовка. На заключительном этапе предварительно спрессованное волокно прессуют для формирования плиты с использованием высокого давления и с подводом тепла. Специалистами в данной области было установлено, что плиты раскалываются, если при их прессовании температура была ниже пороговой величины 150°С и составляла, например, 140°С. Поэтому в процессе прессования обычно применяют температуру 180°С.
Устройство для нанесения клея в процессе изготовления изделий из волокнистых плит известен из патентного документа ЕПВ 0744259 А2. Способ изготовления плит из древесного материала известен из патента США №5554330. В патентном документе Великобритании №791554 раскрыт способ смешивания твердых и жидких компонентов. Устройство для непрерывного нанесения клея на древесную стружку известно из патентного документа ФРГ №4115047 С1. Непрерывное смешивание веществ в виде стружки и волокна со связующими веществами известно из патентной заявки ФРГ OS 1956898. Извлечение клея из древесных компонентов известно из патентных документов PCT/IB98/00607 и WO 98/37147. Способ предварительного пропаривания раскрыт в патентных документах ФРГ OS 4441017, США №111795 и датской патентной заявке №0302/97.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании экологически чистого способа изготовления плиты указанного типа, создание соответствующего устройства для осуществления способа, а также строительного элемента, изготовленного в соответствии со способом по изобретению.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет способа, охарактеризованного в формуле изобретения. Устройство для осуществления способа обладает признаками по следующему независимому пункту формулы изобретения. Полученный при этом строительный элемент является предметом изобретения по следующему независимому пункту формулы изобретения. Предпочтительные примеры выполнения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно способу по изобретению решение поставленной задачи достигается за счет того, что измельченную массу в виде древесной щепы или стружки вначале разделяют на твердые и жидкие компоненты. Твердые компоненты сушат и на них наносят клей. Твердые компоненты с нанесенным клеем прессуют для формирования плиты или изделия другой формы.
Жидкие компоненты содержат, в частности, лигнин и гемицеллюлозу. При воздействии температур сушки эти вещества являются источником вредных пахучих выбросов, которые загрязняют окружающую среду. За счет того, что эти жидкие компоненты отделяют перед сушкой, во время или после сушки не происходит соответствующих выбросов, так что в процессе изготовления окружающая среда подвергается меньшей экологической нагрузке.
Предпочтительно жидкие компоненты уничтожают или перерабатывают дальше при температурах, вызывающих только небольшие выбросы. Если эти жидкие компоненты имеют высокую температуру, в особенности выше 90°С, их выдерживают в герметичной системе до тех пор, пока температура не снизится в достаточной степени.
В следующем примере осуществления изобретения жидкие компоненты, в особенности лигнин и гемицеллюлоза, используются в качестве клея, так что согласно изобретению их смешивают с высушенными твердыми компонентами. Предпочтительно твердые компоненты далее перерабатывают в волокно или стружку. Жидкие компоненты могут быть отделены от твердых компонентов, например, в так называемой мешалке. При этом получают компоненты в типовом составе по весу: гемицеллюлоза - от 20 до 35%, целлюлоза - от 45 до 50%, лигнин - от 20 до 35%. Целлюлоза является твердым компонентом древесины.
В одном варианте осуществления изобретения измельченная древесная масса сначала поступает в уплотняющий винтовой конвейер. Из уплотняющего винтового конвейера она подается в сжатом состоянии в котел, в котором масса пропаривается под высоким давлением. Котел рассчитан соответствующим образом на высокое давление. Давление в котле составляет по меньшей мере от 1,2 до 2,2 МПа (12-22 бар). В соответствии с известными способами уровня техники измельченная древесная масса пропаривается, как правило, под давлением всего от 0,8 до 0,9 МПа. В результате обработки высокотемпературным паром твердые компоненты древесины (целлюлоза) отделяются от лигнина и гемицеллюлозы, которые представляют жидкие компоненты. При этом целлюлоза имеет твердую форму. Два других компонента, лигнин и гемицеллюлоза, являются жидкостями и могут использоваться в основном в качестве клея. Склеивающая способность такого клея обеспечивается преимущественно за счет гемицеллюлозы.
Из международной публикации WO 98/37147 известно отделение лигнина и гемицеллюлозы, содержащихся в древесине, от твердых компонентов и последующее использование этих веществ в качестве клея при производстве МДФ плит. К недостаткам этого способа относятся значительные выбросы, которые загрязняют среду в окрестностях производства. Согласно изобретению проблема выбросов снижается за счет того, что жидкие компоненты отделяют от твердых компонентов древесины в герметично закрытом герметичном контейнере. Жидкие компоненты отделяются и вначале остаются в герметичной системе, подсоединенной к контейнеру, по меньшей мере до тех пор, пока температура жидкости высока и вызывает большие выбросы. После отделения жидких компонентов они охлаждаются в значительной степени и выводятся из герметичной системы только при относительно низкой температуре, после чего они подвергаются, например, дальнейшей обработке - в частности, распыляются через форсунки на волокно. Таким образом, жидкие компоненты существенно охлаждаются, в частности, по меньшей мере на 30°С, предпочтительно по меньшей мере на 50°С, перед тем, как они выходят из герметичной системы, не пропускающей запахи. В таком относительно охлажденном состоянии выделение запахов значительно ниже, что делает вполне допустимым выпуск жидких компонентов из герметичной системы.
Жидкие компоненты могут использоваться в качестве клея. В экологическом отношении это стало возможным за счет того, что жидкие компоненты древесины выходят из герметичной системы, не пропускающей запахи, при низкой температуре, преимущественно при температуре, которая значительно ниже 100°С, предпочтительно ниже 70°С и особенно предпочтительно ниже 50°С, и в таком охлажденном состоянии, например, наносятся на волокно. За счет этого особенно экономичным путем достигается снижение экологической нагрузки на окружающую среду.
Герметичная система содержит, например, контейнер и подсоединенные к нему трубопроводы. Еще один контейнер, служащий, например, для охлаждения, может составлять часть герметичной системы.
При добавлении клея в соответствии с известными способами уровня техники этот клей подвергается нежелательному воздействию температуры, в особенности в сушильной трубе. Начиная с температуры около 80°С и выше клей подвергается нежелательному воздействию или активируется. Активированный клей становится непригодным для последующего этапа обработки, когда твердые компоненты древесины с нанесенным клеем прессуют для формирования плиты.
Таким образом, при осуществлении известного способа имеет место снижение содержания активной части клея. Из первоначального содержания клея по весу величиной 22% после выхода смеси волокна с клеем из сушильной трубы остается пригодной для использования лишь часть клея, составляющая от 1 до 8%. В соответствии с изобретением клей наносят на твердые компоненты древесины в относительно охлажденном состоянии, благодаря чему предотвращается преждевременная бесполезная активация и потеря клея.
В настоящее время в МДФ и ХДФ плитах (средней и высокой плотности), а также в древесно-стружечных плитах используется клей на основе карбамидоформальдегидной смолы. В случае использования плит для покрытия пола в клей добавляют меланин с целью предотвращения разбухания как следствия влажности.
Таким образом, подлежащая решению проблема заключается в том, что в результате теплового воздействия имеют место потери части клея, необходимого для выполнения основных этапов технологического процесса. Поэтому недостатком известного способа является необходимость введения в древесное волокно или стружку излишка клея сверх необходимого количества для того, чтобы подвергнуть волокно или стружку горячему прессованию с получением требуемого результата, то есть изготовления МДФ плиты. В настоящее время один кубический метр МДФ плиты содержит приблизительно 60 кг клея. Это количество можно значительно снизить при добавлении клея в относительно охлажденном состоянии.
В одном из примеров осуществления изобретения жидкие компоненты - гемицеллюлоза и лигнин, получаемые описанным выше образом, смешивают в охлажденном или холодном состоянии с другим клеем. Содержание гемицеллюлозы и лигнина в такой клеевой смеси предпочтительно составляет не более 20% по весу. Смесь содержит дополнительно в качестве клея особенно активные смолы, предпочтительно на основе карбамидоформальдегидной смолы. Могут использоваться также клеи или смолы, которые используются в известных способах уровня техники.
Если используемая клеевая смесь содержит более 20% по весу гемицеллюлозы и лигнина (при дополнительном использовании имеющихся в настоящее время синтетических клеев), время прессования плиты должно быть относительно длительным. Поэтому более экономичным является смешивание гемицеллюлозы и лигнина с другими видами клеев или клеевых смесей. При этом, с одной стороны, достигается экономия обычного клея, и с другой стороны, не снижается экономичность технологического процесса из-за длительного времени прессования. Вопрос выбора с экономической точки зрения верхнего предела содержания гемицеллюлозы и лигнина зависит естественно от химической активности клея, с которым смешивают гемицеллюлозу и лигнин. Поэтому указанный верхний предел в 20% по весу представляет собой ориентировочную величину, основанную на опыте.
В одном из примеров осуществления изобретения вначале сушат твердые компоненты, а затем клей смешивают с высушенными твердыми компонентами при температурах значительно ниже температуры сушки, в частности при температуре ниже 100°С. За счет этого устраняется нежелательное воздействие на клей относительно высоких температур сушки.
В известных решениях уровня техники клей также является источником вредных выбросов. За счет того, что в соответствии с изобретением клей больше не подвергается воздействию высоких температур сушки, а наносится на твердые компоненты при относительно невысоких температурах, устраняются также вредные выбросы из клея. Таким образом, в сушильном устройстве или сушильной трубе имеет место только обезвоживание, а химикалии не высушиваются. За счет этого создается преимущество в аспекте экологии, так как сушильный воздух не насыщен вредными парами клея. Соответственно способ изготовления строительных элементов становится более экологически чистым. Кроме того, преимущество решения заключается также в том, что не происходит нежелательной активации части клея уже во время процесса сушки, так что эта часть может использоваться для непосредственного склеивания компонентов древесины при формировании плиты.
Предпочтительно в процессе сушки твердые компоненты, в частности, в виде волокна или стружки не содержат жидких компонентов древесины, а в указанном выше примере осуществления не содержат также клея. Таким образом, соответствующие жидкие компоненты не подвергаются сушке в сушильном устройстве. По сравнению с известным способом за счет этого достигается экономия существенного количества энергии, что создает не только значительные преимущества по затратам, но также способствует сбережению природных ресурсов и окружающей среды.
Благодаря тому, что клей наносится на компоненты древесины только по завершении сушки, снижается количество клея, необходимого для изготовления плит. Расход клея на кубический метр плиты снижается до 45-55 кг. Типовой расход клея составляет от 50 до 52 на кубометр плиты.
Важным параметром в достижении надлежащего склеивания волокна или стружки является "правильное" соотношение между твердыми компонентами и клеем. Поэтому в соответствии с одним примером осуществления способа по изобретению твердые компоненты перед добавлением клея подаются на весовой конвейер. На весовом конвейере твердые компоненты, с одной стороны, транспортируется дальше посредством движущейся конвейерной ленты, а с другой стороны, взвешиваются. При этом получают информацию о количестве клея, которое необходимо добавить к твердым компонентам на следующем этапе.
Посредством весового конвейера твердые компоненты передаются к следующему устройству. Во время транспортировки устанавливаются возможные колебания массы твердых компонентов, осуществляется регистрация и хранение установленных величин. Эти данные обрабатываются и могут использоваться в качестве задающих величин для определения количества клея, наносимого в дальнейшем на твердые компоненты.
В одном из примеров осуществления способа согласно изобретению скорость транспортирования весового конвейера регулируют таким образом, чтобы подавать на следующее дальше устройство для нанесения клея (устройство, в котором на твердые компоненты наносится клей) равномерное количество твердых компонентов. Таким образом, за счет изменения скорости подачи обеспечивается поступление на следующие устройства фиксированного количества материала. Определение массы твердых компонентов, которые могут представлять собой волокно или стружку, может осуществляться с очень высокой точностью, что позволяет обеспечить их равномерную подачу с точностью, например, ±1%.
Равномерное нанесение клея на твердые компоненты является непростой задачей, в особенности, когда они представляют собой волокно. Волокна имеют тенденцию слипаться в пучки по типу ваты, что затрудняет равномерное распределение клея на волокне. Поэтому в одном из примеров осуществления изобретения нанесение клея производят в смесителе, в котором твердые компоненты перемешивают с клеем.
В одном из примеров осуществления изобретения смеситель оснащен средствами охлаждения его корпуса. Для этой цели в простейшем варианте предусмотрен корпус, по меньшей мере, частично выполненный с двойной стенкой, - например, в виде трубы с двойной стенкой, образующей часть корпуса смесителя. Между двумя стенками корпуса пропускают охлажденную жидкость, например охлажденную воду, с целью охлаждения смесителя или, более точно, его стенок. За счет охлаждения на внутренних стенках должен образовываться слой водяного конденсата - для этого и требуется охлаждение. Водяной конденсат предотвращает налипание твердых компонентов с клеем и забивание смесителя.
В одном примере осуществления после сушки твердых компонентов их плоско распределяют с образованием структуры типа ковра или мата. В особенности это относится к тому случаю, когда твердые компоненты имеют вид волокна, так как из него ковер или мат может быть образован без особых проблем. Затем на ковер наносят клей, преимущественно распылением. Предпочтительно распыление воздушно-клеевой смеси с целью как можно более равномерного распределения клея. Формирование ковра обеспечивает равномерное распределение клея на твердых компонентах, в особенности, когда эти твердые компоненты имеют вид волокна.
В дальнейшем примере осуществления изобретения сформированный ковер или мат вводят в смеситель. В нем на ковер или мат подают воздушно-клеевую смесь, распыленную через форсунки. Таким образом, клей наносят на ковер или мат посредством форсунок. Затем ковер или мат пропускают через смеситель предпочтительно без контакта с его стенками. При такой бесконтактной подаче предотвращается налипание твердых компонентов на стенки, следовательно, снижается степень засорения и расходы по ее устранению.
Клей вдувается в высушенные твердые компоненты древесины вместе с воздухом, преимущественно при температуре от 40 до 70°С, предпочтительно от 55 до 60°С. В результате достигается превращение клея в сухую внешнюю оболочку. Таким образом, клей активируется в минимальной степени. При этом достигается тот результат, что получаемая смесь твердых компонентов и клея не налипает на транспортирующие средства и оборудование, например на внутреннюю поверхность смесителя.
В варианте осуществления изобретения клеевую смесь приготавливают таким образом, что она отверждается по прошествии заданного времени. Так, отверждение клея может обеспечиваться соответствующим образом при тепловой обработке. Возможно также введение или добавление отвердителя, время отверждения которого составляет, например, 60 с. Приготовление клея осуществляется, в частности, в смесителе, или же отвердитель с клеем добавляется к высушенным твердым компонентам непосредственно перед смесителем.
Достигаемое преимущество заключается в том, что клей быстро отверждается при последующем прессовании твердых компонентов для формирования плиты. За счет этого достигается более короткое время прессования. В соответствующем конкретном случае специалист может установить определенный момент отверждения, чтобы получить особенно короткое время прессования. Это предоставляет дальнейшее важное экономическое преимущество по сравнению с известными способами, в которых быстрое прессование не могло быть достигнуто, поскольку для отверждения клея требовалось определенное время.
Поскольку в способе по изобретению клей подвергается воздействию существенно более низких температур, чем до настоящего времени, создается возможность использования клея с большей химической активностью по сравнению с известными способами. Далее, становится возможным снижение содержания таких химикалий, как, например, формальдегид, что является дополнительным преимуществом в экологическом аспекте.
В следующем примере осуществления изобретения клей вспенивают нагретым воздухом, и такую воздушно-клеевую смесь подают на высушенные твердые компоненты, например, в виде волокна или стружки. Теплый воздух, который, например, поступает в смеситель через контейнер вместе с клеем и высушенными твердыми компонентами, вызывает некоторую активацию поверхностей образующихся капелек клея. Это противодействует налипанию твердых компонентов на последующие устройства, например на стенки смесителя. Иначе требовалась бы очистка смесителя через очень короткие промежутки времени, с соответствующими перерывами в производственном процессе. Следовательно, снижаются нежелательные затраты по очистке. Эти существенные экономические преимущества должны быть оценены в сравнении с отрицательной стороной, связанной с небольшой степенью активации клея. Путем проведения нескольких экспериментов специалист способен определить, в какой степени должна быть активирована поверхность клея, чтобы получить оптимальный экономический результат. Содержание активированного клея в любом случае будет меньше по сравнению с известными способами.
В следующем варианте осуществления изобретения после добавления клея к высушенным твердым компонентам свободная поверхность клея активируется далее до некоторой степени с помощью подходящего для этой цели устройства с тем, чтобы упростить проведение следующих этапов обработки. После добавления клея к высушенным твердым компонентам, таким как волокно или стружка, в особенности после выхода из смесителя, твердые компоненты с нанесенным клеем предпочтительно поступают в восходящую трубу, длина которой составляет от 10 до 30 м, предпочтительно около 20 м. Диаметр этой трубы может составлять от 1 до 4 м.
Восходящая труба предпочтительно также охлаждается и может быть выполнена, в свою очередь, например, с двойной стенкой для пропуска охлаждающей жидкости между двумя стенками. Целью также является образование слоя водяного конденсата на внутренних стенках восходящей трубы, что предотвращает прилипание к ним твердых компонентов с нанесенным клеем. Покрытые клеем твердые компоненты могут быть пропущены через восходящую трубу особенно простым бесконтактным способом за счет потока воздуха или газа.
Было установлено, что твердые компоненты, в особенности в виде волокна или стружки, следует пропускать через восходящую трубу со скоростью, по меньшей мере, 25 м/с, предпочтительно, по меньшей мере, 35 м/с. При более низкой скорости волокно или стружка интенсивно налипает на трубу, несмотря на описанные выше меры, и вызывает ее быстрое загрязнение. В случае низкой скорости очистка восходящей трубы требуется уже через 8 часов. При обеспечении соответствующей скорости возможно увеличение времени цикла до 7-8 дней. Таким образом, трубу необходимо прочищать лишь раз в неделю.
Максимальная скорость, с которой твердые компоненты с нанесенным клеем продуваются через восходящую трубу, зависит от производительности дальнейших составных частей оборудования и устройств, следующих дальше по ходу технологического процесса. В связи с этим должно быть предусмотрено, чтобы дальнейшие составные части оборудования и устройства могли обрабатывать поступающее количество твердых компонентов. В настоящее время на практике легко достижима верхняя граница скорости 40 м/с. При скоростях, превышающих 50 м/с, используемые до сегодняшнего дня устройства будут перегружены. Очевидно, что повышение указанной верхней границы возможно после создания оборудования более высокой производительности. По существу, более высокая скорость транспортирования в восходящей трубе является преимуществом, поскольку при этом уменьшается засорение и связанная с ним проблема производственных простоев.
Результат, достигаемый за счет включения в производственный процесс восходящей трубы, заключается в некоторой дополнительной активации поверхности клея, необходимой для надлежащего осуществления дальнейших операций. Длина трубы подбирается специалистом из расчета достижения требуемой степени активации клея. При проектировании схемы специалист должен учесть скорость транспортировки в восходящей трубе.
После добавления клея к высушенным твердым компонентам, в особенности после частичной активации клея в восходящей трубе, твердые компоненты с нанесенным клеем поступают в циклон. До этого момента поверхность клея вследствие предпринятых мер подверглась достаточной активации, поэтому в циклоне она уже не является липкой. В этом устройстве происходит отделение твердых компонентов, которые затем подаются транспортирующими средствами, например конвейерной лентой, на следующий этап обработки. В циклоне твердые компоненты отделяются от воздуха. В одном из примеров осуществления транспортирующие средства перемещают твердые компоненты к устройству контроля. В этом устройстве проверяется наличие в твердых компонентах крупных включений, которые автоматически отсортировываются. Крупными включениями являются, например, комки клея.
От устройства контроля твердые компоненты далее транспортируются конвейерной лентой к прессу, где их прессуют для формирования плиты. Пресс предпочтительно содержит надлежащим образом отрегулированные движущиеся бесконечные прессующие ленты, которые прижимаются друг к другу. За счет этого обеспечивается непрерывное прессование. Подбор температуры производится специалистом из расчета используемого в данный момент клея. В одном из вариантов количество энергии, подаваемой на одну прессующую ленту, отлично от количества энергии, подаваемой на другую ленту, соответственно разными будут значения результирующих температур на этих лентах, чтобы избежать перекоса изготавливаемой плиты. Перепад температур достигает 20°С при температурах прессования около 200°С.
В одном из вариантов осуществления изобретения форсунки, через которые на твердые компоненты подается клей, выполнены предпочтительно коническими. Клей выходит из вершин конусов в виде капелек, тем самым обеспечивается его равномерное распределение.
Для устранения операций по очистке и связанных с ними периодических простоев производственного процесса предпочтительно, например, чтобы выходящий из форсунок клей не попадал на последующие рабочие элементы, - например, находящиеся в смесителе. Поэтому клей предпочтительно направляется непосредственно в сторону твердых компонентов, например, путем распыления, для получения как можно более равномерного распределения клея. Далее, особое внимание должно быть уделено тому, чтобы между форсунками и рабочими элементами в смесителе было достаточное расстояние. На практике было установлено, что это расстояние между рабочими элементами в смесителе и форсунками должно составлять, по меньшей мере, 1 м, предпочтительно, по меньшей мере, 2 м, если клей распыляется горизонтально. В этом случае твердые компоненты вводятся во вход смесителя вертикально, а далее транспортируются внутри смесителя в горизонтальном направлении. Указанные значения расстояния в действительности относятся лишь к одному частному примеру. Значения расстояний могут отличаться от указанных, поскольку также зависят от скорости выхода клея из форсунок.
Когда воздушно-клеевая смесь распыляется в направлении твердых компонентов, предпочтительно наличие также воздушного потока, посредством которого твердые компоненты вначале по возможности без контакта перемещаются продувкой, а следовательно, транспортируются через последующие устройства, такие как смеситель или восходящая труба. По существу, вместо воздуха может также применяться газ.
В частности, в качестве рабочих элементов в смесителе используются смешивающие устройства, обеспечивающие перемешивание твердых компонентов с клеем.
Для достижения хороших результатов твердые компоненты перемещают перед форсунками в виде ковра. Тем самым в дополнение к упомянутым преимуществам предотвращается распыление клея прямо в смеситель и загрязнение расположенных в нем рабочих элементов. Иначе твердые компоненты налипали бы на эти рабочие элементы и требовались бы частые остановки смесителя для проведения операций по очистке.
В варианте осуществления изобретения рабочие элементы в смесителе укреплены на центральном валу и содержат радиально отходящие стержни, образующие звездообразную конфигурацию. Каждый стержень заканчивается плоским участком в виде лопасти весла. В целом эта звездообразная конфигурация образована, например, из четырех рабочих элементов. Таким образом, каждая пара смежных рабочих элементов образует между собой угол 90°. Плоские участки расположены под наклоном к проходящему через смеситель воздушному потоку. За счет этого создается завихрение воздуха, приводящее к тщательному перемешиванию твердых компонентов с клеем. На валу с равномерным шагом укреплены несколько таких "звезд", образованных рабочими элементами. При этом твердые компоненты перемещаются через смеситель параллельно валу. В общем случае рабочие элементы выполнены с возможностью завихрения не только твердых компонентов, но и воздуха. Поэтому предпочтительно, чтобы рабочие элементы функционировали подобно гребным винтам или были выполнены подобно гребным винтам.
Образование ковра из твердых компонентов предпочтительно производится следующим образом.
Транспортирующее средство, например конвейерная лента или весовой конвейер, снабжено на конце по меньшей мере одним, предпочтительно несколькими, роликами. Через ролик или ролики пропускают твердые компоненты. Ролики прижимаются друг к другу. Если между двумя роликами или роликом и смежной с ним поверхностью остается зазор, это по существу не имеет значения. В результате за счет роликов из твердых компонентов формируется подобие ковра или мата. Таким образом достигается форма полотнища.
При этом предпочтительно использование конвейерной ленты, так как она обеспечивает равномерную подачу волокна к роликам. В случае ленточного весового конвейера в одном из вариантов осуществления изобретения скорость подачи к роликам регулируется таким образом, чтобы обеспечить равномерное поступление волокна. В известных способах для подачи волокна при производстве МДФ плит обычно используют винтовые конвейеры. Однако, как правило, твердые компоненты сходят с винтового конвейера довольно неравномерно. Результатом является неравномерный ковер, формируемый из твердых компонентов. Равномерность ковра по толщине и ширине является преимуществом в плане достижения равномерного распределения клея. Дополнительный результат заключается в эффективной защите таким ковром рабочих элементов от распыляемого клея.
В частности, использование для формирования ковра роликов, прижимаемых друг к другу или отстоящих друг от друга с зазором, предотвращает дальнейшую подачу твердых компонентов, особенно волокна, в виде спутанного войлока или комков, что препятствовало бы требуемой равномерности нанесения клея.
С целью обработки достаточно большого количества твердых компонентов для формирования ковра, а также для достижения равномерности ковра, в одном из вариантов осуществления изобретения задействовано более двух роликов, через которые твердые компоненты направляются для образования ковра. Ролики предпочтительно расположены один над другим со смещением таким образом, что они образуют острый угол с транспортирующими средствами, например с конвейерной лентой или весовым конвейером. При этом становится возможной подача на транспортирующее средство, то есть, например, весовой конвейер, достаточного количества материала, чтобы обеспечить равномерность обработки достаточно большого количества твердых компонентов.
К настоящему времени на практике была установлена особенная целесообразность использования четырех роликов для образования ковра, который затем подвергается механическому склеиванию.
В варианте осуществления изобретения входной проем, через который сформированный из твердых компонентов ковер вводят в смеситель или в пространство перед смесителем, предпочтительно соответствует максимальной ширине корпуса смесителя, - то есть, например, диаметру упомянутой трубы, которая одновременно образует стенки смесителя. При этом обеспечивается перекрытие ковром смесителя по всей его ширине. Иначе распыляемый клей мог бы проникать за ковер через остающиеся краевые зазоры, попадая внутрь смесителя и вызывая упомянутые выше проблемы загрязнения.
Если бы ковер закрывал смеситель не по всей ширине, кроме попадания клея в смеситель также интенсивно вовлекались бы находящиеся по краям твердые компоненты с образованием комков. Это негативно сказалось бы на качестве материала, вызывая производственные проблемы и необходимость дополнительной обработки материала с повышением затрат.
На практике стенки смесителя предпочтительно охлаждают до 7-15°С, преимущественно до 10-12°С. При этом на стенках образуется слой водяного конденсата, предотвращающий налипание.
Указанные температуры приемлемы для образования слоя водяного конденсата на внутренних стенках восходящей трубы.
Поскольку среди прочего для транспортирования волокна с клеем через смеситель предусмотрена газообразная среда, такая как воздух, в варианте осуществления изобретения форсунки для подачи клея установлены на расстоянии от корпуса смесителя. В данном случае форсунки находятся перед входным проемом смесителя. Между форсунками и проемом остается зазор или кольцевой зазор, через который засасывается воздух с возможностью его удобной подачи. Кроме того, в этом примере выполнения впускаемый через зазор или кольцевой зазор воздух может предварительно нагреваться для создания в смесителе желаемой температуры и в особенности для желаемой поверхностной активации клея.
В одном из примеров осуществления рабочие элементы внутри смесителя установлены на валу. В этом случае форсунки для подачи клея расположены по кольцу вокруг вала, чтобы обеспечивать равномерность нанесения клея на волокно. При этом волокно или волокнистый ковер предпочтительно вводят перпендикулярно валу между форсунками и рабочими элементами. В зависимости от диаметра смесителя форсунки расположены кольцом в один ряд или в несколько рядов. При большом диаметре смесителя для перекрытия распыленным клеем всего входного проема смесителя второй ряд форсунок расположен по кольцу вокруг вала.
В варианте осуществления изобретения к волокну из твердых компонентов древесины дополнительно добавляют стекловолокно или синтетическое волокно. Добавление производят, в частности, в смесителе или непосредственно перед ним. За счет этого создается возможность изготовления особенно хороших листовых формованных деталей или изделий, - например, таких, которые предназначены для внутренней отделки автомобилей. Такие формованные пластины используются в автомобильной промышленности, например, в качестве облицовки задней панели в салоне автомобиля. В этом случае достаточно только подпрессовки слоя. Заключительный этап прессования не проводят.
Автомобилестроение не потребляет большого количества формованных деталей, в то время как по экономическим соображениям волокно обычно производится в больших промышленных масштабах. Соответственно более рентабельно производить формованные детали, используемые, в частности, в автомобилестроении, совместно с МДФ плитами (предусмотренными для производства панелей) и тем самым обеспечить возможность использования большого количества волокна в массовом производстве изделий. Предусмотренные для производства панелей МДФ плиты имеют плоские верхние и нижние поверхности, параллельные друг другу. Толщина таких плит составляет несколько миллиметров. Как правило, они не содержат каких-либо синтетических смол или стекловолокна, поскольку этим плитам не требуется придавать особые формы, отличные от плоской.
В производстве формованных де