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EP1710061B1 - Verfahren zur kontinuierlichen Vorwärmung eines Vlieses oder einer Matte und Vorpresse zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen Vorwärmung eines Vlieses oder einer Matte und Vorpresse zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

Info

Publication number
EP1710061B1
EP1710061B1 EP06007422.6A EP06007422A EP1710061B1 EP 1710061 B1 EP1710061 B1 EP 1710061B1 EP 06007422 A EP06007422 A EP 06007422A EP 1710061 B1 EP1710061 B1 EP 1710061B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mat
prepress
side walls
compaction
steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP06007422.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1710061A1 (de
Inventor
Gernot Dr. Von Haas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Original Assignee
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau filed Critical Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Publication of EP1710061A1 publication Critical patent/EP1710061A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1710061B1 publication Critical patent/EP1710061B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/24—Moulding or pressing characterised by using continuously acting presses having endless belts or chains moved within the compression zone

Definitions

  • the invention relates to a method for continuously preheating a nonwoven or a mat, especially a mat of elongated or flat wood chips or chips according to the preamble of claim 1 and a pre-press for carrying out the method according to claim 8.
  • chips or chips are usually oriented strewn and hot pressed into so-called "OSB” panels (oriented strand boards, woodchips oriented longitudinally and laterally) or "OSL” panels (oriented strand lumber, shreds only longitudinally oriented) or “LSL” panels (long strand lumber, long chips only longitudinally oriented).
  • OSB oriented strand boards, woodchips oriented longitudinally and laterally
  • OSL oriented strand lumber, shreds only longitudinally oriented
  • LSL long strand lumber, long chips only longitudinally oriented
  • a basic method for preheating a nonwoven or a mat is with DE 36 40 682 A1 known.
  • steam is introduced from at least one broad side of the web and completely or partially passed therethrough.
  • the mat is precompressed before steaming and on the opposite Side of the vapor deposition, a vacuum can be applied.
  • the device is carried out similar to a pre-press and consists of an upper and lower circumferential permeable belt.
  • the preheating of a high mat of chips is not possible with this method and this device, since the mat can not be heated evenly, since the steam can escape laterally at the edge before reaching the middle of the mat.
  • Scattered chips due to their geometry perpendicular to the mat surface, have a 5 to 30 times higher flow resistance than parallel to the mat surface.
  • the steam introduced perpendicular to the mat surface is preferably diverted into a horizontal steam flow and thus exits from the narrow sides.
  • the flow is divided in the middle of the mat across the width seen in a vertical flow and a horizontal flow, so that individual mat areas are not traversed by the steam. It form air pockets that have a few inches in length, width and thickness.
  • no high vapor pressure can be built up. Because the steam can escape sideways immediately after leaving the steam boxes, the steam pressure in the mat is always very low and thus the driving pressure gradient is not sufficient for thicker mats to heat the entire mat.
  • the invention is based on the object of specifying a method with which a steam flow can be generated in a mat which has a single flow direction perpendicular to the broad side of the mat and prevents uneven heating of individual mat areas.
  • the solution to this problem for the method is that the narrow sides of the scattered mat are guided with a side wall and sealed when entering the device for preheating to the atmosphere, the mat from a surface side to a density of 150 - 450 kg / m 3 , preferably 250kg / m 3 , is compressed and the mat is supplied on the same surface side water vapor for preheating while the mat compression is continuously withdrawn and removed on the opposite surface side to the forced guidance of the water vapor through the mat this or vacuum or vacuum is applied and then the mat is compressed again in the outlet of the device.
  • the solution for a pre-press for carrying out the method according to claim 8 is that the revolving upper screen belt is arranged on the height-adjustable compression rollers between the fixed side walls and that for sealing the upper screen belt to the side walls, a height-adjustable seal and for sealing the lower screen belt a Seal are arranged.
  • the air in the mat is pressed against the feed direction of the mat.
  • the mat has a higher mat density of 150-450 kg / m 3 , preferably 250 kg / m 3 .
  • the ratio of vertical to horizontal flow resistance changes with increasing mat density.
  • the ratio of horizontal to vertical flow resistance is 30 to 1 and at 350 kg / m 3 mat density only 5 to 1. This means that the pre-compression to 250 kg / m 3 to 350 kg / m 3 mat density, the horizontal flow resistance is increased and thus also a certain sealing of the steam takes place in and against the production direction.
  • a 400 mm thick mat can be heated by this method in less than 10 seconds to a uniform temperature of 100 ° C, which represents the limit for starting the reaction for the normally present reactive adhesive.
  • the moisture of the entire mat is increased by the vapor condensation by about 5% and the temperature of the mat after the vapor deposition is between 95 and 120 ° C.
  • the temperature level depends on the achieved steam overpressure in the mat and on the degree of overheating of the steam.
  • the increase in mat moisture depends on the mat start temperature. As the mat start temperature increases, less thermal energy is required, which causes less water vapor to condense and lessens the mat's moisture content.
  • the setting of the mat initial temperature can be carried out via a temperature control of the chips in the scattering bin, during the scattering or over preheating devices in front of the device for preheating, for example by means of convection radiation or microwave preheating.
  • the steaming during a discharge of the mat supports the negative pressure in the mat, since the resulting additional volume of the mat can only be filled by steam. An air access is not possible on the narrow mesh surfaces due to the seal. On the underside either a discharge of water vapor, an exhaust or vacuum is applied, whereby the preferred single flow direction is supported.
  • the increase in mat density during precompression and outflow greatly impedes horizontal flow in and against the direction of production, so that neither air from the area in front of the device nor cooled vapor from the area downstream of the device Device can occur in the steaming of the device for preheating. This maximizes the desired vertical flow direction to the production direction in the mat.
  • the sealing of the upper steam plate and the upper screen belt to the side wall can be done with a pressing bar to achieve a high density.
  • the seal to the continuous side wall is technically easy to implement and reliable in operation. It can be realized with this pre-press steam pressures in the mat up to 4 bar.
  • a Siebbandverlauf, ie a lateral swinging of the band in the production direction, in the region of the steam plate does not affect the seal towards the atmosphere.
  • the upper screen belt does not have to be sealed at the edge either.
  • the lower screen belt may be guided under the side walls in the construction, and means for sealing may be simply and conveniently applied to the underside of the side walls, such as plastic straps or sealing lips. But it can also be performed within the side wall and experience a similar seal as the top guided screen belt.
  • the seal on the lower wire is less critical in this area than on the side of the steam supply, since there the pressure is lower or when connecting a suction or a negative pressure (vacuum) entering air is sucked immediately in case of leaks without completely enter the mat to be able to.
  • the short circuit currents in these areas are marginal and change the mat Negative only in the marginal areas, which are removed anyway when trimming after the successful plate production.
  • the steam boxes and extraction boxes must be carried out in principle over the entire length of the Bedampfungsddle continuously to apply a high vapor pressure to the mat. To avoid a short circuit flow between the beach and the side wall, several measures can be taken. The mat density at the edge can be increased, which increases the flow resistance.
  • the increase in density can also be carried out on a specially designed steaming plate with low mat height at the edge or by a peripheral circulating separate band. It can also be the evaporation surface only to about 100 - 400 mm to the side edge out.
  • Another possibility is to increase the density on the narrow sides, that the pre-press for preheating has a narrower wire width than the forming belt and thus, for example, a 4-meter-wide mat is scattered, the narrowing by side walls just before the pre-press a reduction in width , for example, learns to 3.6 meters and then enters the pre-press for preheating.
  • the sidewalls In order to secure the mat against sideways falling off of individual strands with very high mats and to promote the homogeneity of the mat from the spreader to the preheater for preheating, the sidewalls should start from the first spreader (scattering wall) until after the first Preheating be performed continuously.
  • the side wall is made smooth towards the mat.
  • the mat may be subjected to another shot of steam from below to achieve the same overheating as on the top of the mat when using superheated steam.
  • plate curvatures can be avoided after the continuous press in the final product.
  • FIG. 1 is the pre-press 3 for preheating a mat 12 between a spreader 2, possibly consisting of several scatter boxes (not shown), and a continuously operating press 1 (only the Press inlet shown) for the production of plates in section.
  • the pre-press 3 for preheating consists of two height-adjustable compression rollers 6, 6 ', two likewise height-adjustable circulating rollers 4, 4', the rotating screen belts 5, 5 ', compression rollers 15, steam boxes 7 and suction boxes 8.
  • a plurality of precompression rollers 15 may be arranged.
  • the steam boxes are 7 to just before the rear height-adjustable compression roller 6 ', in which case a sealing lip 13 is arranged here.
  • the suction boxes 8 arranged on the lower screen belt 5 ' are likewise provided with a sealing lip 13 for the circulation roller 4'.
  • the sealing lips 13 are designed to be adjustable in height in order to adapt to the respective setting situation of the compaction roller 6 'or circulating roller 4'.
  • the narrow sides of the scattered mat 12 are guided with the side walls 9 and sealed to the atmosphere; Subsequently, the mat 12, starting from a surface side by means of a height-adjustable compression roller 6 and the rotating thereon screen belt 5 to a density of 150 - 450 kg / m 3 , preferably 250kg / m 3 , compressed and then the mat 12 on the same surface side water vapor fed through the steam boxes 7 for preheating while the mat compression is continuously withdrawn.
  • the mat 12 is again compressed in the outlet of the pre-press 3 with a height-adjustable compression roller 6 '.
  • This compression can still be supported by the circulation roller 4 '.
  • the steam for preheating can be supplied with an overpressure of 0.1 to 10 bar on the steam boxes 7 and in the outlet of the pre-press 3, the mat 12 can be compressed to 150 to 390 kg / m 3 to a certain sealing effect in the mat 12th to evoke oneself.
  • the device 3 is characterized in that the circumferential upper screen belt 5 is guided vertically adjustable between the fixed side walls 9, wherein the upper screen belt 5 is sealed by means of a height-adjustable seal 16 to the side walls 9 and the side walls 9 on the lower wire belt 5 'are arranged sealed depending on the version.
  • the side walls 9 may be arranged with a corresponding seal 18 on the lower wire 5 'standing.
  • the seals 18 are designed as sealing lips and the corresponding counterparts are sealed to the wire 5 'with plastic. But it can also be carried out in a constructive adaptation so that the lower screen belt 5 'is guided between the side walls 9. Then a seal to the suction boxes 8 would be necessary.
  • the spreader 2 could also scatter directly onto the lower wire 5 'of the pre-press 3. This would facilitate an external compaction by reducing the passage between the side walls 9 when placed above the lower screen belt 5 '.
  • FIG. 3 can be found in a variant of FIG. 1 points drawn in order to further specify the process parameters with regard to the mat density or mat height for uniform heating:
  • Point Matt density mat height a) 60 - 100 kg / m 3 100% b) 150 - 450 kg / m 3 15 - 50% c) 150 kg / m 3 40 - 50% d) 200 - 350 kg / m 3 20 - 70% e) 80 -100 kg / m 3 90 - 100%
  • the mat back pressure at a mat density of 250 kg / m 3 is about 0.2 N / mm 2 .
  • This counterpressure leads to springback of the mat 12, so that the upper screen belt 5, despite a belt tension of 5 to 50 N / mm, conforms to the vertically adjustable rear circulation rollers of the device (point cd) and nevertheless maintains contact with the steam boxes 7 ,
  • the introduced sealing lips 13 between the steam boxes 7 and the suction boxes 8 and the rear compaction roller 6 'or circulating roller 4' must properly seal and be designed accordingly height adjustable.
  • the lower circulation roller 4 'of the lower wire belt 5' can be made adjustable in height from the mat 12 at too high back pressures in order to achieve an appropriate increase in density at point d) compared to point c).
  • FIG. 3 It is shown that in order to support the screen belts 5 in the initial region of the pre-press 3, a precompression belt 14 is arranged between the precompression rollers 15 and the screen belts 5, 5 '. It is possible to carry out this Vorverdichtungsb sections 14 above and below as further Siebb stands, perform one of the two as impermeable belt or even to design both sealing. In the latter case, the compressed air would escape through the mat 12 opposite to the direction of production. An alternative is also the scattering of the mat 12 on the lower screen belt 5 'of the device 3 in the spreader 2.
  • the steam chambers 7, the suction chambers 8 and the steam boxes 10 are made variable and segmented in length and width and these segments can be individually controlled in their parameters.
  • different evaporation modes such as wedge-shaped or line-shaped vapor deposition over the width of the mat 12 can be realized.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Vorwärmen eines Vlieses bzw. einer Matte, speziell einer Matte aus länglichen oder flächigen Holzspänen bzw. Schnitzeln nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorpresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8. Derartige Späne oder Schnitzel werden üblicherweise orientiert gestreut und heiß gepresst zu so genannten "OSB"-Platten (oriented strand boards, Holzschnitzel längs und quer orientiert) oder "OSL"-Platten (oriented strand lumber, Schnitzel nur längs orientiert) oder "LSL"-Platten (long strand lumber, lange Schnitzel nur längs orientiert). Das Verfahren kann aber auch für unorientierte Späne bzw. Schnitzel angewandt werden.
  • Ein grundlegendes Verfahren zum Vorwärmen eines Vlieses bzw. einer Matte ist mit DE 36 40 682 A1 bekannt geworden. Dabei wird von mindestens einer Breitseite des Vlieses Dampf eingebracht und ganz oder teilweise hindurchgeleitet. Die Matte wird vor dem Bedampfen vorverdichtet und auf der gegen-überliegenden Seite der Bedampfung kann ein Vakuum angelegt werden. Die Vorrichtung wird ähnlich einer Vorpresse ausgeführt und besteht aus einem oberen und unteren umlaufenden durchlässigen Band. Die Vorwärmung einer hohen Matte aus Schnitzeln ist mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung nicht möglich, da die Matte nicht gleichmäßig durchwärmt werden kann, da der Dampf vor Erreichen der Mattenmitte seitlich am Rand ausströmen kann. Gestreute Schnitzel haben aufgrund ihrer Geometrie senkrecht zur Mattenoberfläche einen 5 - 30 mal so hohen Strömungswiderstand wie parallel zur Mattenoberfläche. Das heißt, dass der senkrecht zur Mattenoberfläche eingeleitet Dampf vorzugsweise in eine horizontale Dampf-Strömung umgeleitet wird und damit aus den Schmalseiten austritt. Unabhängig von der ungleichmäßigen Erwärmung gibt es in dem mittleren Mattenabschnitt Bereiche, die nicht erwärmt sind. Dies liegt daran, dass durch die fehlende seitliche Abdichtung keine bevorzugte Strömungsrichtung des Dampfes in der Matte vorhanden ist. Die Strömung teilt sich in der Mattenmitte über die Breite gesehen in einen senkrechte Strömung und eine horizontale Strömung auf, so dass einzelne Mattenbereiche nicht vom Dampf durchströmt werden. Es bilden sich Luftnester, die wenige Zentimeter Länge, Breite und Dicke aufweisen. Ebenso kann kein hoher Dampfdruck aufgebaut werden. Da der Dampf sofort nach Verlassen der Dampfkästen seitlich entweichen kann, ist der Dampfdruck in der Matte immer sehr niedrig und somit ist der treibende Druckgradient bei dickeren Matten nicht ausreichend, um die gesamte Matte zu durchwärmen.
  • In der DE 102 07 573 A1 wird vorgeschlagen, dass Verfahren der DE 36 40 682 A1 weiter zu optimieren, in dem während der Vorverdichtung die Luft aus der Matte abgesaugt wird. Auch dies hat aber nicht zu einer gleichmäßigen Bedampfung in sehr hohen Matten mit Schnitzeln geführt, da aufgrund der Strömungsverhältnisse bei Schnitzeln auch während des Absaugens teilweise die Luft über die Mattenschmalflächen die Matte verlässt. In der Mattenmitte sowohl über Breite als auch der Dicke gesehen bleibt Luft in der Matte vorhanden. Mit den vorgeschalteten Saugplatten kann also eine Schnitzelmatte nicht entlüftet werden.
  • In DE 44 40 997 A1 und DE 44 41 017 A1 (= US 5,762,980 A ) werden Vorwärmvorrichtungen für Matten mit einer Seitenwand zur Abdichtung der Schmalflächen beschrieben. Dabei sollen aber über spezielle Gasdurchtrittsöffnungen in der Seitenwand gezielt heiße Luft zu oder abgeführt werden. Die Seitenwand besteht aus teleskopartig verfahrbaren Seitenwandabschnitten die untereinander aber bei höheren Drücken nicht abdichtend ausgeführt werden können und auch nicht so vorgesehen sind. Kommt es zu einem Bandverlauf des Siebbandes kann es vorkommen, dass der Bereich der Versiegelung des Siebbandes außerhalb des Abdichtungsbleches läuft. Auch weist die Versiegelung einen hohen Grad der Abnützung auf, die einen dauerhaften Betrieb ohne Nacharbeiten der Versiegelung unmöglich macht.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, mit dem sich eine Dampfströmung in einer Matte erzeugen lässt, die eine einzige Strömungsrichtung senkrecht zur Breitseite der Matte aufweist und eine ungleichmäßige Erwärmung einzelner Mattenbereiche verhindert.
  • Die Lösung dieser Aufgabe für das Verfahren besteht darin, dass die Schmalseiten der gestreuten Matte mit einer Seitenwand geführt und bei Eintritt in die Vorrichtung zur Vorwärmung zur Atmosphäre hin abgedichtet werden, die Matte ausgehend von einer Flächenseite auf eine Dichte von 150 - 450 kg/m3, bevorzugt 250kg/m3, verdichtet wird und der Matte auf der gleichen Flächenseite Wasserdampf zur Vorwärmung zugeführt wird wobei gleichzeitig die Mattenverdichtung kontinuierlich zurückgenommen wird und auf der entgegengesetzten Flächenseite zur Zwangsführung des Wasserdampfes durch die Matte dieser entfernt oder Unterdruck bzw. Vakuum angelegt wird und anschließend die Matte nochmals im Auslauf der Vorrichtung verdichtet wird.
  • Die Lösung für eine Vorpresse zur Durchführung des Verfahrens besteht nach Anspruch 8 darin, dass das umlaufende obere Siebband über die höhenverstellbaren Verdichtungswalzen zwischen den feststehenden Seitenwände angeordnet ist und dass zur Abdichtung des oberen Siebbandes zu den Seitenwänden eine höhenverstellbaren Dichtung und zur Abdichtung des unteren Siebbandes eine Dichtung angeordnet sind.
  • Während der Vorverdichtung der Matte auf 20 - 30 % der ursprünglichen Mattenhöhe wird die Luft in der Matte entgegen der Vorschubrichtung aus der Matte gedrückt. Zum Beginn der Bedampfung weist die Matte eine höhere Mattendichte von 150 - 450 kg/m3, bevorzugt 250 kg/m3, auf. Es hat sich gezeigt, dass sich das Verhältnis von senkrechtem zur horizontalem Strömungswiderstand mit zunehmender Mattendichte ändert. Bei einer Mattendichte von 100 kg/m3 beträgt das Verhältnis von horizontalem zu senkrechtem Strömungswiderstand 30 zu 1 und bei 350 kg/m3 Mattendichte nur noch 5 zu 1. Das heißt, dass durch die Vorverdichtung auf 250 kg/m3 bis 350 kg/m3 Mattendichte der horizontale Strömungswiderstand erhöht wird und damit auch eine gewisse Abdichtung des Dampfes in und entgegen der Produktionsrichtung erfolgt. Diese Zunahme des Strömungswiderstandes ist exponentiell zur zunehmenden Mattendichte. Die seitliche Abdichtung der Mattenschmalfläche erfolgt durch die durchgehende Seitenwand. Der Dampf hat nun keine Möglichkeit mehr, über die undichten Seitenrändern zu entweichen. Die Luft wird während der Bedampfung vollständig aus der Matte gedrückt. Störende Luftnester auch in der Mattenmitte über die Breite gesehen werden verhindert.
  • Eine 400 mm dicke Matte lässt sich mittels dieses Verfahrens in weniger als 10 Sekunden auf eine einheitliche Temperatur von 100 °C erwärmen, was für den normalerweise vorhandenen reaktiven Klebstoff die Grenze zum Anspringen der Reaktion darstellt.
  • Die Feuchte der gesamten Matte wird durch die Dampfkondensation um ca. 5% erhöht und die Temperatur der Matte nach der Bedampfung beträgt zwischen 95 und 120 °C. Das Temperaturniveau hängt von dem erreichten Dampfüberdruck in der Matte sowie von dem Grad der Überhitzung des Dampfes ab. Dabei ist die Erhöhung der Mattenfeuchte abhängig von der Mattenanfangstemperatur. Mit zunehmender Mattenanfangstemperatur wird weniger thermische Energie benötigt, wodurch weniger Wasserdampf kondensiert und die Feuchte der Matte damit weniger ansteigt. Die Einstellung der Mattenanfangstemperatur kann über eine Temperierung der Schnitzel im Streubunker, während der Streuung oder über Vorwärmeinrichtungen vor der Vorrichtung zur Vorwärmung, zum Beispiel mittels Konvektionsstrahlung oder Mikrowellen-Vorheizung erfolgen.
  • Die Bedampfung während einer Entlastung der Matte unterstützt den Unterdruck in der Matte, da das entstehende zusätzliche Volumen der Matte nur durch Dampf ausgefüllt werden kann. Ein Luftzutritt ist über die Mattenschmalflächen aufgrund der Abdichtung nicht möglich. Auf der Unterseite ist entweder eine Abführung des Wasserdampfes, eine Absaugung oder Vakuum angelegt, wodurch die bevorzugte einzige Strömungsrichtung unterstützt wird. Ebenso wird durch die Matten-Dichtererhöhung während der Vorverdichtung und im Auslauf die horizontale Strömung in und entgegen der Produktionsrichtung stark erschwert, so dass weder Luft aus dem Bereich vor der Vorrichtung noch abgekühlter Dampf aus dem Bereich nach der Vorrichtung in dem Bedampfungsbereich der Vorrichtung zur Vorwärmung eintreten kann. Damit wird die gewünschte senkrechte Strömungsrichtung zur Produktionsrichtung in der Matte maximiert.
  • Die Abdichtung der oberen Dampfplatte bzw. des oberen Siebbandes zur Seitenwand kann mit einer andrückenden Leiste erfolgen, um eine hohe Dichtigkeit zu erreichen. Die Abdichtung zur durchgehenden Seitenwand ist technisch einfach realisierbar und im Betrieb zuverlässig. Es können mit dieser Vorpresse Dampfüberdrücke in der Matte bis 4 bar realisiert werden. Ein Siebbandverlauf, das heißt ein seitliches Ausschwenken des Bandes in Produktionsrichtung, im Bereich der Dampfplatte beeinflusst nicht die Abdichtung zur Atmosphäre hin. Das obere Siebband muss am Rand auch nicht versiegelt werden. Das untere Siebband kann in der Konstruktion unter den Seitenwänden geführt werden, wobei Mittel zur Abdichtung einfach und zweckmäßig auf der Unterseite der Seitenwände angebracht werden können, wie zum Beispiel Kunststoffbänder oder Dichtungslippen. Es kann aber auch innerhalb der Seitenwand geführt werden und eine ähnliche Abdichtung wie das oben geführte Siebband erfahren. Die Abdichtung am unteren Siebband ist aber in diesem Bereich weniger kritisch als auf der Seite der Dampfzuführung, da dort der Überdruck geringer ist bzw. bei Zuschaltung einer Absaugung oder eines Unterdrucks (Vakuum) eintretende Luft bei Undichtigkeiten sofort abgesaugt wird ohne in die Matte vollständig eintreten zu können. Die Kurzschlussströme in diesen Bereichen sind marginal und verändern die Matte nur in den Randbereichen negativ, die beim Besäumen nach der erfolgreichen Plattenherstellung sowieso entfernt werden. Die Dampfkästen und Absaugkästen müssen prinzipiell über die gesamte Länge der Bedampfungsstrecke ununterbrochen ausgeführt werden, um einen hohen Dampfdruck auf die Matte zu applizieren. Um eine Kurzschlussströmung zwischen Strands und Seitenwand zu vermeiden, können mehrere Maßnahmen durchgeführt werden. Die Mattendichte am Rand kann erhöht werden, wodurch der Strömungswiderstand erhöht wird. Die Dichteerhöhung kann auch die eine speziell ausgeführte Bedampfungsplatte mit niedriger Mattenhöhe am Rand oder durch ein am Rand umlaufendes separates Band durchgeführt werden. Es kann auch die Bedampfungsfläche nur bis etwa 100 - 400 mm zum seitlichen Rand hin ausgeführt werden. Eine andere Möglichkeit ist um die Dichte an den Schmalseiten zu erhöhen, dass die Vorpresse zur Vorwärmung eine schmalere Siebbandbreite als das Formband aufweist und somit zum Beispiel eine 4 Meter breite Matte gestreut wird, die durch sich verengende Seitenwände kurz vor der Vorpresse eine Verkleinerung der Breite, zum Beispiel auf 3,6 Meter erfährt und dann erst in die Vorpresse zur Vorwärmung eintritt.
  • Um die Matte bei sehr hohen Matten gegen seitliches Abfallen einzelner Strands zu sichern und um die Homogenität der Matte von der Streuvorrichtung bis zur Vorpresse zur Vorwärmung zu unterstützen, sollten die Seitenwände beginnend von der ersten Streumaschine (Streuwand) bis nach der Vorwärmeinrichtung durchgehend geführt werden. Die Seitenwand wird zur Matte hin glatt ausgeführt.
  • Unmittelbar vor der Übergabe der Matte in die kontinuierliche Presse kann die Matte noch einem Dampfstoß von unten ausgesetzt werden, um bei der Verwendung von überhitztem Dampf eine gleiche Überhitzung wie auf der Mattenoberseite zu erzielen. Damit können Plattenkrümmungen nach der kontinuierlich arbeitenden Presse im Endprodukt vermieden werden.
  • Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung der Zeichnung hervor.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    Seitenansicht einer Vorrichtung zur Vorwärmung zwischen einer Streuvorrichtung und einer kontinuierlich arbeitenden Presse,
    Figur 2
    Schnitt A-A gemäß Figur 1 durch die Vorrichtung zur Vorwärmung und
    Figur 3
    eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Vorwärmung mit Unterstützung der Vorverdichtung.
  • In Figur 1 ist die Vorpresse 3 zur Vorwärmung einer Matte 12 zwischen einer Streuvorrichtung 2, ggf. bestehend aus mehreren Streukästen (nicht dargestellt), und einer kontinuierlich arbeitenden Presse 1 (nur der Presseneinlauf gezeigt) zur Herstellung von Platten im Schnitt dargestellt. Die Vorpresse 3 zur Vorwärmung besteht dabei aus zwei höhenverstellbaren Verdichtungswalzen 6, 6', zwei ebenfalls höhenverstellbaren Umlaufwalzen 4, 4', den umlaufenden Siebbändern 5, 5', Verdichtungswalzen 15, Dampfkästen 7 und Absaugkästen 8. Zur Stützung der Siebbänder 5, 5' in der Verdichtungszone können jeweils mehrere Vorverdichtungswalzen 15 angeordnet sein. In der Bedampfungszone finden sich die Dampfkästen 7 bis kurz vor der hinteren höhenverstellbaren Verdichtungswalze 6', wobei hier noch eine Dichtlippe 13 angeordnet ist. Die am unteren Siebband 5' angeordneten Absaugkästen 8 sind ebenfalls mit einer Dichtlippe 13 zur Umlaufwalze 4' hin versehen. Die Dichtlippen 13 sind höhenverstellbar ausgeführt um sich an die jeweilige Einstellungssituation der Verdichtungswalze 6' bzw. Umlaufwalze 4' anzupassen. Bei Einlauf der Matte 12 in die Vorpresse 3 werden die Schmalseiten der gestreuten Matte 12 mit den Seitenwänden 9 geführt und zur Atmosphäre hin abgedichtet; anschließend wird die Matte 12 ausgehend von einer Flächenseite mittels einer höhenverstellbaren Verdichtungswalze 6 und dem daran umlaufenden Siebband 5 auf eine Dichte von 150 - 450 kg/m3, bevorzugt 250kg/m3, verdichtet und anschließend wird der Matte 12 auf der gleichen Flächenseite Wasserdampf über die Dampfkästen 7 zur Vorwärmung zugeführt wobei gleichzeitig die Mattenverdichtung kontinuierlich zurückgenommen wird. Gleichzeitig wird auf der entgegengesetzten Flächenseite zur Zwangsführung des Wasserdampfes durch die Matte 12 dieser entfernt oder Unterdruck bzw. Vakuum mit den Absaugkästen 7 angelegt und anschließend wird die Matte 12 nochmals im Auslauf der Vorpresse 3 mit einer höhenverstellbaren Verdichtungswalze 6' verdichtet. Diese Verdichtung kann noch durch die Umlaufwalze 4' unterstützt werden. Der Wasserdampf zur Vorwärmung kann dabei mit einem Überdruck von 0,1 bis 10 bar über die Dampfkästen 7 zugeführt werden und im Auslauf der Vorpresse 3 kann die Matte 12 auf 150 bis 390 kg/m3 verdichtet sein um einen gewissen Dichtungseffekt in der Matte 12 selbst hervorzurufen. Schließlich kann im Auslauf zwischen Vorpresse 3 und der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 eine Bedampfung der (unteren) Mattenseite durchgeführt werden, die in der Vorpresse 3 selbst nicht direkt bedampft worden ist. Dies geschieht um zu verhindern, dass sich die aus der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 kommenden Platten einseitig verbiegen.
  • Um Kurzschlusseffekte der Dampfströmung an den Seitenwänden 9 in der Matte 12 zu vermeiden, kann es notwendig sein die Mattenränder (0 bis 15% der Gesamtbreite) auf bis zu 1000 kg/m3 zu verdichten. Um diesen Effekt noch zu unterstützen könnten die Dampfkästen 7 und oder die Absaugkästen 8 in Richtung der Matte 12 zur höheren Verdichtung der Außenseiten der Matte 12 konkav ausgeführt sein. Nebenbei kann es auch hilfreich sein die Mattenränder (0 bis 15% der Gesamtbreite) nicht zu bedampfen. Ein weiteres Mittel zur Verdichtung der Mattenränder ist es die Siebbänder 5, 5' schmaler auszuführen als das Formband 17 unter den Streumaschinen 2 und die Seitenwände 9 zwischen der Streumaschine 2 und der Vorpresse 3 über die Breite zusammenzuführen und dann erst die Matte 12 auf das Siebband 5' zu übernehmen. In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll die Seitenwände 9 von der Streumaschine 2 bis zum Auslauf der Vorpresse 3 kurz vor die kontinuierlich arbeitende Presse 1 anzuordnen.
  • Wie in Figur 2 dargestellt, zeichnet sich die Vorrichtung 3 dadurch aus, dass das umlaufende obere Siebband 5 höhenverstellbar zwischen den feststehenden Seitenwände 9 geführt wird, wobei das obere Siebband 5 mittels einer höhenverstellbaren Dichtung 16 zu den Seitenwänden 9 hin abgedichtet wird und die Seitenwände 9 an dem unteren Siebband 5' je nach Ausführung abgedichtet angeordnet sind. Dabei können die Seitenwände 9 mit entsprechender Dichtung 18 auf dem unteren Siebband 5' stehend angeordnet sein. Dazu ist es hilfreich, wenn die Dichtungen 18 als Dichtlippen ausgeführt sind und die entsprechenden Gegenstellen am Siebband 5' mit Kunststoff versiegelt sind. Es kann aber auch in einer konstruktiven Anpassung so ausgeführt werden, dass das untere Siebband 5' zwischen den Seitenwänden 9 geführt wird. Dann wäre eine Abdichtung zu den Absaugkästen 8 notwendig. In dieser Variante könnte die Streumaschine 2 auch direkt auf das untere Siebband 5' der Vorpresse 3 streuen. Das würde eine außenseitige Verdichtung durch Verringerung der Durchlaufweite zwischen den Seitenwänden 9 erleichtern, wenn diese über dem unteren Siebband 5' angeordnet sind.
  • In Figur 3 finden sich in einer Variante der Figur 1 eingezeichnete Punkte um die Verfahrensparameter hinsichtlich der Mattendichte bzw. Mattenhöhe für eine gleichmäßige Durchwärmung weiter zu konkretisieren:
    Punkt Mattendichte Mattenhöhe
    a) 60 - 100 kg/m3 100 %
    b) 150 - 450 kg/m3 15 - 50 %
    c) 150 kg/m3 40 - 50 %
    d) 200 - 350 kg/m3 20 - 70 %
    e) 80 -100 kg/m3 90 - 100 %
  • Der Mattengegendruck bei einer Mattendichte von 250 kg/m3 beträgt etwa 0,2 N/mm2. Dieser Gegendruck führt zu einer Rückfederung der Matte 12, so dass sich das obere Siebband 5 trotz einer Bandspannung von 5 bis 50 N/mm an die in vertikaler Richtung einstellbare hinteren Umlaufwalzen der Vorrichtung (Punkt c-d) anschmiegt und trotzdem Verbindung mit den Dampfkästen 7 hält. Die eingebrachten Dichtlippen 13 zwischen den Dampfkästen 7 bzw. den Absaugkästen 8 und der hinteren Verdichtungswalze 6' bzw. Umlaufwalze 4' müssen ordentlich abdichten und dementsprechend höhenverstellbar ausgeführt sein. Auch die untere Umlaufwalze 4' des unteren Siebbandes 5' kann bei zu hohen Gegendrücken aus der Matte 12 höhenverstellbar ausgeführt sein, um im Punkt d) eine angemessene Verdichtungserhöhung gegenüber Punkt c) zu erreichen. In der Vorpresse 3 gibt es verschiedenste Möglichkeiten Abdichtungen 16, 18 im Bedampfungsbereich der Vorpresse 3 zu realisieren, die jeder Konstrukteur selber zu erarbeiten vermag.
  • In Figur 3 ist dargestellt, dass um die Siebbänder 5 im Anfangsbereich der Vorpresse 3 zu unterstützen ein Vorverdichtungsband 14 zwischen den Vorverdichtungswalzen 15 und den Siebbändern 5, 5' angeordnet ist. Es ist möglich diese Vorverdichtungsbänder 14 oben und unten als weitere Siebbänder auszuführen, eines von beiden als undurchlässiges Band auszuführen oder sogar beide dichtend auszugestalten. In letztem Falle würde die verdichtete Luft entgegengesetzt zur Produktionsrichtung durch die Matte 12 entweichen. Eine Alternative ist auch die Streuung der Matte 12 auf das untere Siebband 5' der Vorrichtung 3 in der Streuvorrichtung 2.
  • Um die Bedampfung und die Absaugung an verschiedene Gegebenheiten der Produktion anzupassen sind die Dampfkammern 7, die Absaugkammern 8 und die Dampfkästen 10 in Länge und Breite variabel und segmentiert ausgeführt und diese Segmente sind einzeln in ihren Parametern ansteuerbar. Durch eine schachbrettartige Aufteilung lassen sich verschiedene Bedampfungsmodi wie keilförmige oder linienförmige Bedampfung über die Breite der Matte 12 realisieren.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1.
    kontinuierlich arbeitende Presse
    2.
    Streuvorrichtung
    3.
    Vorrichtung
    4.
    Umlaufwalzen
    5.
    Siebband
    6.
    Verdichtungswalze
    7.
    Dampfkasten
    8.
    Absaugkasten
    9.
    Seitenwand
    10.
    Dampfkasten
    11.
    Übergabenase
    12.
    Matte
    13.
    Dichtlippe
    14.
    Vorverdichtungsband
    15.
    Vorverdichtungswalzen
    16.
    Dichtung
    17.
    Formband
    18.
    Dichtung

Claims (22)

  1. Verfahren zur kontinuierlichen Vorwärmung einer Matte (12) aus orientiert oder nicht orientiert gestreuten länglichen oder flächigen Holzspänen bzw. Schnitzeln in einer oder mehreren Schichten bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, gekennzeichnet durch die Durchführung folgender Verfahrensschritte:
    1.1 die Schmalseiten der gestreuten Matte (12) werden mit einer Seitenwand (9) geführt und bei Eintritt in die Vorpresse (3) zur Atmosphäre hin abgedichtet,
    1.2 die Matte (12) wird ausgehend von einer Flächenseite auf eine Dichte von 150 - 450 kg/m3, bevorzugt 250kg/m3, verdichtet,
    1.3 der Matte (12) wird auf der gleichen Flächenseite Wasserdampf zur Vorwärmung zugeführt wobei gleichzeitig die Mattenverdichtung kontinuierlich zurückgenommen wird und auf der entgegengesetzten Flächenseite zur Zwangsführung des Wasserdampfes durch die Matte (12) dieser entfernt oder Unterdruck bzw. Vakuum angelegt wird und
    1.4 anschließend wird die Matte (12) nochmals im Auslauf der Vorpresse (3) verdichtet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserdampf zur Vorwärmung mit einem Überdruck von 0,1 bis 10 bar zugeführt wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslauf der Vorpresse (3) die Matte (4) auf 150 bis 390 kg/m3 verdichtet wird.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorpresse (3) und der kontinuierlich arbeitenden Presse (1) eine Bedampfung der Mattenseite durchgeführt wird, die in der Vorpresse (3) selbst nicht direkt bedampft worden ist.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mattenränder während der Vorverdichtung auf bis zu 1000 kg/m3 verdichtet werden.
  6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mattenränder nicht bedampft werden.
  7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichteerhöhung an den Mattenrändern über eine Verengung der Seitenwände (9) vor oder im Einlauf der Vorpresse (3) durchgeführt wird.
  8. Vorpresse zur kontinuierlichen Vorwärmung einer Matte aus orientiert oder nicht orientiert gestreuten länglichen oder flächigen Holzspänen bzw. Schnitzeln in einer oder mehreren Schichten bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus um Umlaufwalzen (4, 4') und Verdichtungswalzen (6, 6', 15) umlaufenden Siebbändern (5, 5') mit mit daran angeordneten Dampfkästen (7) und Absaugkästen (8), dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende obere Siebband (5) über die höhenverstellbaren Verdichtungswalzen (6, 6') zwischen den feststehenden Seitenwände (9) angeordnet ist und dass zur Abdichtung des oberen Siebbandes (5) zu den Seitenwänden (9) eine höhenverstellbaren Dichtung (16) und zur Abdichtung des unteren Siebbandes (5') eine Dichtung (18) angeordnet sind.
  9. Vorpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Siebband (5') mit außenseitigen Abdichtungen zwischen den Seitenwänden (9) über die Absaugkästen (8) geführt wird.
  10. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebbänder (5, 5') an den Außenseiten der Matte (12) mittels geeigneter Mittel, wie Druckrollen oder -leisten, und unter Beachtung der Abdichtung verstärkt in Richtung Matte (12) gedrückt werden.
  11. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfkästen (7) und/oder die Absaugkästen (8) in Richtung der Matte (12) zur höheren Verdichtung der Außenseiten konkav ausgeführt sind.
  12. Vorpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (9) mit entsprechender Dichtung (18) auf dem unteren Siebband (5') stehend angeordnet sind.
  13. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslauf der Vorpresse (3) unterhalb des Siebbandes (5') und vor dem Einlauf der Matte (12) in die kontinuierlich arbeitender Presse (1) ein oder mehrere Dampfkästen (10) unter der Matte (12) angeordnet sind.
  14. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (9) von der Streumaschine (2) bis zum Auslauf der Vorpresse (3) kurz vor die kontinuierlich arbeitende Presse (1) angeordnet sind.
  15. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebbänder (5, 5') schmaler ausgeführt sind als das Formband (17) unter den Streumaschinen (2) und die Seitenwände (9) zwischen der Streumaschine (2) und der Vorpresse (3) die Breite der Matte (12) verkleinernd angeordnet sind.
  16. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Streumaschine (2) direkt auf das untere Siebband (5') der Vorpresse (3) streut.
  17. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Verdichtungsbereich der Vorpresse (3) ein umlaufendes Vorverdichtungsband (14) zwischen den Vorverdichtungswalzen (15) und den Siebbändern (5') angeordnet ist.
  18. Vorpresse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Vorverdichtungsbänder (14) als Siebbänder ausgeführt sind.
  19. Vorpresse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Vorverdichtungsbänder (14) als undurchlässige Bänder ausgeführt sind.
  20. Vorpresse nach den Ansprüchen 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfkammern (7), die Absaugkammern (8) und die Dampfkästen (10) in Länge und Breite variabel und segmentiert ausgeführt sind und diese Segmente einzeln in ihren Parametern ansteuerbar sind.
  21. Vorpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufwalze (4') höhenverstellbar angeordnet ist.
  22. Vorpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (13) je nach Anforderung und Lage der Umlaufwalze (4') oder der Verdichtungswalze (6') höhenverstellbar angeordnet sind.
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